最后,星链Starlink卫星平均以7.7公里/秒的速度在地球表面上方数百公里处运行。因此,与 LTE/4G 协议交互的 时序、多普勒和延迟限制的兼容性具有极大的挑战性。卫星如何向手机发送足够强的无线电信号,而这些手机又不是为连接卫星网络而设计的,并且现有的增益天线和发射功率(最大 0.2 W)都是无法连接到常规卫星网络的,这是SpaceX公司初期面临的最大挑战。星链团队在卫星上开发了特制硅晶片,针对此应用进行了优化,并降低了卫星的功耗和成本。为手机直连卫星业务专门开发了2.7 m x 2.3 m的大型相控阵,使用极其灵敏的无线电接收器和高功率发射器与来自太空的手机进行通信。这些天线被设计用于安装在Starlink v2mini卫星上,并由猎鹰9号火箭每隔几天发射并部署到近地轨道。SpaceX垂直整合的生产模式以及相对低廉的火箭发射和卫星制造成本,为手机直连卫星(Direct to Cell)快速组网提供了可靠的技术和经济保障。
预计在不久的将来,马斯克的SpaceX公司将用自身研发的可重复使用的巨型运载火箭-星舰发射Direct to Cell卫星,星舰巨大的运载量将为SpaceX公司部署体积更大性能更强的星链卫星以及更快的发射频率奠定可靠的基础。
星链Starlink的计划是连接个人现有手机,而无需换新机、升级系统或下载特殊应用程序,因此Starlink使用标准的 LTE/4G 协议。为了使星链卫星在太空中像真正的地面蜂窝网络手机信号塔一样运行,实现卫星与卫星之间、卫星与地面上的切换必须对用户完全无缝衔接。Starlink团队构建了包括卫星高度、波束尺寸和位置、仰角和卫星数量的卫星系统,使得Starlink卫星处于 LTE协议范围内的可实现且可靠物理连接范围之内。每颗星链卫星上都安装了先进的LTE调制解调器,如此这般Starlink卫星(Direct to Cell)就像太空中的手机信号塔一样运行,源源不断的向地面手机提供卫星互联网服务。
Starlink手机直连卫星网络利用了现有的卫星互联网地面网关等基础设施。Direct to Cell卫星通过激光回程接入现有的Starlink卫星星座;早期的星链卫星也可以在获得监管批准的情况下在任何地方提供服务,而无需专用的地面基础设施。星链Starlink 开发的所有现有网络、地面站和接入点(PoP)Direct to Cell 数据通过 Starlink 的核心直接传输到运营商的核心,提供无缝集成。
星链Starlink手机直连计划的实现,将极大拓展Starlink卫星互联网和卫星物联网应用场景和客户群体,对于分布世界各地的偏远地区的人群(尤其是非洲、南美、太平洋岛屿等偏远落后地区)来说这无疑是最热切期盼的卫星通信服务。随着马斯克的星链Starlink——覆盖全球低轨卫星互联网星座日渐成熟,以及手机直连卫星互联网Direct to Cell的稳步推进,6G时代越来越接近现实。