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12颗卫星、45MHz频谱、一次爆炸:卫星直连手机的商用元年,真实进度到底如何

概述

2026年被业内称为“手机直连卫星(D2D)商用元年”:AST SpaceMobile的Block 2大天线卫星开始批量入轨,FCC的商业授权陆续落地,AT&T、Verizon、Vodafone、stc等运营商的真金白银先后到账。但4月一枚New Glenn火箭的二级故障,也让整个行业重新审视“商用”二字的成色。本文基于公开资料,拆解AST SpaceMobile从2022年原型星到2026年8月12颗在轨的完整组网历程、技术架构、频谱牌局与商业模式,回答三个问题:普通手机连卫星的原理是什么?这个网络现在到底能干什么、不能干什么?对运营商网络和运维意味着什么?

一、2026年中盘:12颗卫星在轨,一颗折损

先把账本摆出来。截至2026年9月初,AST SpaceMobile在轨卫星清单如下(据Wikipedia汇总的发射记录及SpaceNews、Space.com报道):

任务 卫星 发射日期 火箭 结果
BlueBird 1–5 Block 1 ×5 2024-09-12 Falcon 9 成功,10月全部展开天线,在轨运行
BlueBird 6 (FM1) Block 2 2025-12-23 印度LVM3-M6 成功,6100公斤,LVM3迄今最重LEO载荷
BlueBird 7 Block 2 2026-04-19 New Glenn 失败:二级推力不足,入轨265×400km椭圆轨道,次日离轨
BlueBird 8–10 Block 2 ×3 2026-06-17 Falcon 9 成功
BlueBird 11–13 Block 2 ×3 2026-08-05 Falcon 9 成功

也就是说,5颗Block 1加7颗Block 2(BlueBird 7损失),在轨12颗。这个数字对于“覆盖美国全境”的目标还远远不够——按公司口径,连续覆盖美国需要约45–60颗Block 2,全球覆盖约90颗。2026年的真实状态是:非连续覆盖的早期商用,卫星过顶窗口内可用,窗口之间无服务。这也是为什么AT&T和Verizon至今仍以测试、应急场景和政府合同为主,而没有大张旗鼓地对公众开放“卫星宽带套餐”。

4月19日的事故值得单独复盘。BlueBird 7搭乘Blue Origin的New Glenn发射,二级发动机推力不足,卫星被送入265×400公里的椭圆轨道——远低于725–740公里的工作轨道。低于约300公里的近地点意味着剧烈的大气阻力,卫星在4月20日被动离轨,整星损失。FAA随后将此次任务定性为mishap(事故)并停飞New Glenn。对AST而言,这暴露了多火箭发射策略的另一面:BlueBird 6靠印度LVM3、BlueBird 8–13靠Falcon 9,供应商多元化分散了排期能力,但每一次“赌新火箭”都是真金白银的整星风险——Block 2单星天线223平方米,造价和周期都不是小卫星量级。

timeline
    title AST SpaceMobile 直连手机商用关键节点(2022-2026)
    2022-09 : BlueWalker 3原型星发射(64平方米相控阵)
    2023-04 : 全球首次卫星与未改装手机双向语音通话
    2023-09 : 首次卫星5G通话 峰值速率21Mbps
    2024-09 : 首批5颗Block 1 BlueBird一箭五星
    2024-12 : 与Vodafone签订至2034年商用协议
    2025-01 : FCC批准用AT&T/Verizon频谱在美测试
    2025-06 : Ligado L波段45MHz频谱长约 最长80年
    2025-08 : FCC追加批准20颗卫星部署授权
    2025-10 : 沙特stc集团签约 含1.75亿美元预付款
    2025-12 : BlueBird 6由印度LVM3发射成功
    2026-04 : BlueBird 7因New Glenn二级故障损失 FAA停飞
    2026-06 : BlueBird 8-10猎鹰9一箭三星
    2026-08 : BlueBird 11-13入轨 在轨达12颗

二、技术拆解:普通手机为什么能连上卫星

AST的路线叫“天基蜂窝宽带”,核心思路一句话:把基站搬上天,手机侧零改动。这与苹果/Globalstar路线(手机内置专用卫星芯片和频段)、与Starlink D2C早期路线(利用T-Mobile地面PCS频谱、以短信为主)都不同。

链路架构如下:

flowchart TD
    subgraph User["用户段"]
        UE["普通4G/5G手机<br>不做任何硬件改装"]
    end
    subgraph Space["空间段"]
        SAT["BlueBird卫星<br>223㎡相控阵天线<br>数字波束赋形"]
    end
    subgraph Ground["地面段"]
        GW["关口站 Gateway<br>Ka频段馈电链路"]
        CORE["运营商核心网<br>AT&T / Verizon / Vodafone"]
    end
    PSTN["对端网络 / 互联网 / 计费系统"]

    UE -- "低频段蜂窝频率<br>如850MHz / L波段" --> SAT
    SAT -- "馈电链路" --> GW
    GW --> CORE
    CORE --> PSTN

从核心网工程师的视角,这个架构有三个关键点:

第一,频谱是运营商的,手机驻留的是归属PLMN。 AST使用AT&T和Verizon的850MHz低频段片段在美国提供服务(2024年5月Verizon官宣、7月Telecompetitor披露细节),在欧洲用Vodafone的频谱。卫星本质上是一个“飞行的RAN节点”,用户鉴权、计费、号码归属全部走运营商现有核心网。对用户来说这不是漫游,就是本网信号——这是它商业上聪明的地方:不需要重新分配号码资源,不需要终端预装任何东西。

第二,LEO带来的物理层问题靠星上处理解决。 725–740公里轨道高度,单程传播时延约2.4毫秒起(考虑斜距和仰角,实际往返在几十毫秒量级),这本身不是问题;真正的工程难点是多普勒——卫星相对地面速度约7.5公里/秒,在850MHz频段上多普勒频移可达±20kHz量级,远超地面蜂窝的频偏校正范围。方案是3GPP NTN标准套路:终端借助GNSS位置做频率预补偿,卫星侧做星上处理(也是2022年诺基亚与AST签下5年4G/5G设备合作的原因)。同样,超大蜂窝的单向到达时延差(RTD)远超普通TA范围,需要GNSS辅助的共同定时提前机制。

第三,天线面积就是一切。 手机发射功率就那么大(Class 3,约23dBm),链路预算的另一端必须“接得住”。这就是为什么AST的卫星越造越大:

参数 BlueWalker 3(原型) Block 1 BlueBird Block 2 BlueBird
天线面积 64 m²(693平方英尺) 与BW3同量级 约223 m²(2400平方英尺)
相对容量 — 基准 Block 1的10倍
峰值速率(演示) 21 Mbps(5G演示) 语音+数据 最高120 Mbps
发射质量 约1500 kg量级 — BlueBird 6实测6100 kg
首星状态 2022年在轨 2024年9月组网 2025年12月起组网

BlueWalker 3在2023年4月完成全球首次卫星与未改装手机的双向通话(三星Galaxy S22,AT&T 2G频率,从得州打到日本),9月完成首次卫星5G通话并跑出21Mbps峰值。这些数字放到今天不惊人,但证明了链路预算成立——剩下的是把面积和数量堆上去。

三、频谱牌局:850MHz之外,再握45MHz L波段

直连卫星的竞争,一半是发射能力,一半是频谱。AST手里的牌分两层:

第一层:运营商地面频谱(SCS模式)。 2024年3月FCC确立 supplemental coverage from space(SCS)监管框架后(框架本身为FCC 2024年公开规则,此处为行业公知背景),AST成为该框架下推进最快的玩家:2025年1月获FCC特别临时授权(STA),用AT&T和Verizon频谱在美测试BlueBird 1–5;2025年4月扩展到FirstNet的Band 14,支持应急通信场景;2025年8月29日FCC批准其再部署20颗卫星及相关测控业务。这一条线意味着:卫星流量 legally 跑在运营商频谱上,监管路径已经走通。

第二层:自有L波段长租(MSS模式)。 2025年6月,AST宣布与Ligado Networks达成协议,获得美国和加拿大45MHz低中频段的长期使用权——其中40MHz为L波段移动卫星业务(MSS)频谱,另含1670–1675MHz的5MHz,租期最长80年。Ligado此前因GPS干扰争议和 terrestrial 5G 计划失败而破产重组(SpaceNews 2025年1月报道了这桩频谱交易的时代背景),这批“优质低中频”转到AST手里,等于给了它一张不依赖任何运营商的底牌——自有频谱意味着可以摆脱SCS框架的从属地位,独立 selling 卫星容量,特别是对政府和军事客户。

顺手一提监管摩擦的细节:2025年6月AST向FCC申请在430–440MHz(业余无线电70厘米波段)做测控,引来ARRL等机构反对、超过2400条公众意见,最终2025年8月的批准被限定为“仅紧急情况、单次不超过24小时”。频谱这碗饭,每一粒都带刺。

四、钱的问题:7100万美元收入对4.6亿美元亏损

2025年全年,AST收入7100万美元,经营亏损2.88亿美元,净亏损4.61亿美元(Wikipedia引用其2025年10-K年报数据)。收入主要来自美国政府合同(2024年2月经主承包商获得首份政府合同),运营商侧的实质性收入尚未放量——公司自己也明确表示,要等BlueBird编队具备连续覆盖能力后,与AT&T、Verizon的合作才会产生规模化收入。

但资本市场给的耐心来自“订单池”:与AT&T签订商用协议、与Verizon达成1亿美元合作(2024年5月)、与Vodafone签至2034年的独家性商用协议覆盖欧洲和非洲(2024年12月)、与沙特stc集团签10年协议并含1.75亿美元预付款(2025年10月)。公司披露其合作运营商合计服务超28亿存量用户。融资方面,截至2025年Q2累计融资超20亿美元,2025年末总资产50.1亿美元。这个模式的本质是:用资本市场的前期信任,换星座部署的时间窗口,再用政府合同和运营商预付款平滑现金流——与当年OneWeb、Iridium的资金链叙事相比,AST多了一层“运营商战略股东”的缓冲,但BlueBird 7这种单星损失事件,会直接侵蚀这个缓冲。

五、对运营商网络的真实影响:三个运维视角的问题

作为干了十几年核心网的人,我更关心这东西进网之后的“脏活”:

1. 移动性管理。 卫星波束在地面的投影以每小时上万公里的速度扫过地面,UE在一次通话中可能跨越多个卫星波束甚至多颗卫星。3GPP NTN的解决方案(基于位置的切换、公共TA、星历广播)在标准层面已有,但在现网核心网侧,MME/AMF对这种“高速移动大小区”的TAU/寻呼风暴模型还没有大规模运维经验。好在SCS模式下卫星是补充覆盖,用户基数可控,前几年本质上是“灰度运营”。

2. 覆盖的真话。 室内可用性是D2D绕不开的问题——手机直连卫星的链路余量撑不起穿透损耗,AST在2024年7月曾声称其系统可在室内使用(公司口径),行业普遍持保留态度。当前12颗卫星的非连续覆盖,实际体验是“户外开阔地、窗口期可用”。运营商宣传时把它定位成“应急与盲区补充”是准确的,任何“替代地面网”的暗示都不诚实。

3. 干扰与天文协调。 64–223平方米的巨大反射面让BlueWalker 3在过顶时亮度接近一等星,引发天文学界强烈反应;AST随后与美国国家科学基金会(NSF)签订正式协调协议,承诺表面涂层降反光、关键观测期调整姿态、加速轨道数据发布。对射频工程师而言还有一个镜像问题:卫星下行对射电天文台站的保护协调,将是未来每一次扩容前的例行功课——这在国内未来建设同类星座时(如千帆等百星级计划,SpaceNews已报道过其首批卫星的亮度争议)同样适用。

六、竞争坐标:三条路线,三种命运

维度 AST SpaceMobile Starlink D2C Apple/Globalstar 天通/传统MSS
终端 任意4G/5G手机 4G手机(近年机型) iPhone内置专用芯片 需卫星手机/专用芯片(如华为部分机型)
频谱 运营商850MHz + 自有L波段45MHz 合作运营商地面频谱 Globalstar MSS频段 MSS频段
能力目标 语音+数据+视频(峰值120Mbps) 短信为主,数据能力逐步演进 SOS+短消息 语音+窄带数据
商业模式 与运营商收入分成/预付 与T-Mobile等合作套餐 硬件生态增值 服务订阅
进度 12颗在轨,非连续覆盖 数百颗在轨,美区短信商用 已商用多年 国内商用多年

需要说明:Starlink一侧的具体在轨数量和能力演进请以其官方发布为准,本文仅作定性对比(SpaceX收购EchoStar频谱自建直连网一事,本系列前文已有专文分析,不赘述)。三条路线并不互斥——AST赌的是“宽带体验零妥协”这条最陡但也最贵的路径。

七、结论:2026–2027该盯什么

卫星直连手机在2026年跨过了“能不能”的阶段,正在回答“多快、多稳、多赚钱”。观察点有四个:

  1. 发射节奏:Block 2是否达到月产6颗的产能目标(Midland两座工厂的设计产能),2026年底前在轨能否突破20颗;
  2. New Glenn复飞:FAA mishap调查结论与Blue Origin的整改措施,直接决定AST 2027年发射来源的多样性;
  3. SCS商用授权:FCC对AST与AT&T/Verizon的正式商用授权(区别于测试STA)何时落地,那是美国公众真正用上“卫星5G条bar”的发令枪;
  4. 单位经济:L波段频谱+政府合同能否在运营商收入放量前撑住现金流,2026年报的现金消耗率是关键。

对通信工程师而言,这不是一个遥远的星空故事:SCS/NTN正在把“卫星”变成RAN拓扑里的一个新网元类型,从TA、切换、寻呼到计费归属,每一个环节都值得提前补课。地面网的天花板已经清晰,天空下的这一层网络,是未来十年少数确定的增量。

参考来源

  1. AST SpaceMobile Archives - SpaceNews — Ligado频谱交易、Vodafone/Verizon协议、BlueBird组网报道
  2. AST SpaceMobile Investor Relations — 公司官方财报与新闻稿入口(Q2 2026财报页已上线)
  3. Indian rocket launches record-breaking BlueBird 6 (Space.com) — BlueBird 6发射细节与6100kg载荷记录
  4. Blue Origin rocket launches, then loses AST SpaceMobile BlueBird satellite (PCMag) — BlueBird 7入轨失败经过
  5. FAA grounds Blue Origin New Glenn after labeling mission a mishap (Orlando Sentinel) — FAA停飞New Glenn的监管处置

本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生(微信ID: gprshome201101)维护,聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。

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