Starlink sent and received texts over a 4G/LTE connection between mobile phones via its latest generation of satellites, called v2mini, for the first time this month, following similar projects from Amazon, Apple, AST SpaceMobile, Huawei, and Lynk Global. Starlink—the satellite constellation operated by SpaceX—will offer text messaging to subscribers of at least eight different mobile-network operators around the world and may offer voice and data coverage without the need for the ground terminals its customers now use in “coming years,” Starlink’s U.S. partner T-Mobile said in a statement.

Starlink envió y recibió mensajes de texto a través de una conexión 4G/LTE entre teléfonos móviles a través de su última generación de satélites, llamado v2mini, por primera vez este mes, luego de proyectos similares de Amazon, Apple, AST SpaceMobile, Huawei y Lynk Global. Starlink, la constelación de satélites operada por SpaceX, ofrecerá mensajes de texto a suscriptores de al menos ocho operadores de redes móviles diferentes en todo el mundo y podrá ofrecer cobertura de voz y datos sin la necesidad de los terminales terrestres que sus clientes utilizarán ahora en los “próximos años”. ", Dijo el socio estadounidense de Starlink, T-Mobile, en un comunicado.

The Starlink achievement is the latest example of how satellites and cellular base stations are converging. A handful of companies are exploiting cheaper satellite fabrication and launch costs, as well as adapting existing technologies such as beamforming, to bridge the several hundred kilometers between mobile phones and orbiting satellites. Among the many new wrinkles those companies have to iron out is the fact that for the first time, the towers themselves are the mobile component of the network: Low Earth orbit (LEO) satellites move at tens of thousands of kilometers an hour, so they have little time to communicate with any one mobile phone on the Earth’s surface.

El logro de Starlink es el último ejemplo de cómo están convergiendo los satélites y las estaciones base celulares. Un puñado de empresas están aprovechando los costos más baratos de fabricación y lanzamiento de satélites, así como adaptando tecnologías existentes, como la formación de haces, para salvar los varios cientos de kilómetros que separan los teléfonos móviles de los satélites en órbita. Entre los muchos problemas nuevos que esas empresas tienen que solucionar está el hecho de que, por primera vez, las torres mismas son el componente móvil de la red: los satélites de órbita terrestre baja (LEO) se mueven a decenas de miles de kilómetros por hora, por lo que tienen poco tiempo para comunicarse con cualquier teléfono móvil en la superficie de la Tierra.

The companies competing to solve these problems have so far sent and received text messages on conventional phones via a commercial satellite (Huawei/China Telecom; Lynk Global; Apple/Globalstar) and performed voice and data calls over 5G via an experimental satellite (AST SpaceMobile) as IEEE Spectrumhas reported. Investors have taken notice: Lynk Global is going public in a deal that values the company at up to US $800 million while AT&T, Google, and Vodafone recently invested in AST SpaceMobile, which has a market capitalization of $674.6 million.

Las empresas que compiten para resolver estos problemas hasta ahora han enviado y recibido mensajes de texto en teléfonos convencionales a través de un satélite comercial (Huawei/China Telecom; Lynk Global; Apple/Globalstar) y han realizado llamadas de voz y datos a través de 5G a través de un satélite experimental (AST SpaceMobile). ) como ha informado IEEE Spectrum. Los inversores se han dado cuenta: Lynk Global va a cotizar en bolsa en un acuerdo que valora a la empresa en hasta 800 millones de dólares, mientras que AT&T, Google y Vodafone invirtieron recientemente en AST SpaceMobile, que tiene una capitalización de mercado de 674,6 millones de dólares.

“I recall many discussions 10 years ago where the mobile operators told the satellite people, ‘Your price points are way too high.’ This has totally changed due to more availability of the technology, more agile development, and a different approach to failure.”—ANDREAS KNOPP, UNIVERSITY OF THE BUNDESWEHR

“Recuerdo muchas discusiones hace 10 años en las que los operadores móviles le dijeron a la gente de los satélites: 'Sus precios son demasiado altos'. Esto ha cambiado totalmente debido a una mayor disponibilidad de la tecnología, un desarrollo más ágil y un enfoque diferente ante las fallas. ”—ANDREAS KNOPP, UNIVERSIDAD DE LA BUNDESWEHR

Until very recently, satellites could not connect to mobile phones hundreds of kilometers below. The sort of satellite phones people took on expeditions to more remote places have chunky antennas, require clear lines of sight to multiple satellites, and take a while to acquire a signal. Integrating terrestrial and satellite cellular networks isn’t as easy as moving between cell towers and handing off the signal from one to the next.

Hasta hace muy poco, los satélites no podían conectarse a teléfonos móviles a cientos de kilómetros de profundidad. El tipo de teléfonos satelitales que la gente llevaba en expediciones a lugares más remotos tienen antenas gruesas, requieren líneas de visión claras hacia múltiples satélites y tardan un poco en adquirir una señal. Integrar redes celulares terrestres y satelitales no es tan fácil como moverse entre torres de telefonía celular y transmitir la señal de una a otra.

Indeed, the task is so difficult that one research group built an experimental application to help an Internet-connected livestock truck equipped with its own computer switch to an onboard Starlink ground station when the truck loses the cellular network signal. Achieving a seamless integration of terrestrial and nonterrestrial networks is the ultimate goal, says study coauthor Melisa López, a wireless communications researcher at the University of Aalborg in Denmark.

De hecho, la tarea es tan difícil que un grupo de investigación creó una aplicación experimental para ayudar a un camión de ganado conectado a Internet y equipado con su propia computadora a cambiar a una estación terrestre Starlink a bordo cuando el camión pierde la señal de la red celular. Lograr una integración perfecta de las redes terrestres y no terrestres es el objetivo final, dice la coautora del estudio Melisa López, investigadora de comunicaciones inalámbricas de la Universidad de Aalborg en Dinamarca.

Starlink doesn’t explain many details of its 4G connection, but existing commercial constellations reveal several of the building blocks of seamless satellite cellular connections, and researchers have published at least one promising lead for future constellations.

Starlink no explica muchos detalles de su conexión 4G, pero las constelaciones comerciales existentes revelan varios de los componentes básicos de las conexiones celulares satelitales sin interrupciones, y los investigadores han publicado al menos una pista prometedora para constelaciones futuras.

Three Keys to Connecting Phones to Satellites

Instead of redesigning mobile phones to be more like satellite phones, companies are redesigning the satellite network to meet mobile phones more than halfway. They are making the antennas on the satellites much bigger in their scramble to turn satellites into cellphone towers. For example, AST SpaceMobile’s first satellites had antennas with surface areas of 64 square meters, followed by second generation satellites with 128 m2 antennas, with plans for going up to 400 m2. Starlink’s new v2mini satellite antennas are 6.21 m2, but Starlink plans even larger cellular-compatible satellites that it will launch when its larger Starship rocket is available.

Tres claves para conectar teléfonos a satélitesEn lugar de rediseñar los teléfonos móviles para que se parezcan más a los teléfonos satelitales, las empresas están rediseñando la red satelital para llegar a los teléfonos móviles a más de la mitad del camino. Están haciendo las antenas de los satélites mucho más grandes en su lucha por convertir los satélites en torres de telefonía móvil. Por ejemplo, los primeros satélites de AST SpaceMobile tenían antenas con una superficie de 64 metros cuadrados, seguidos por los satélites de segunda generación con antenas de 128 m2, con planes de llegar hasta los 400 m2. Las nuevas antenas satelitales v2mini de Starlink tienen 6,21 m2, pero Starlink planea satélites compatibles con celulares aún más grandes que lanzará cuando su cohete Starship más grande esté disponible.

Companies are also making their satellites more like cellphone towers by flying them lower than before. For the first few decades of the space age, communications satellites were inserted into geosynchronous orbits much higher above the Earth, where they could cover a large portion of the planet’s surface for a relatively long period of time. However, those satellites handled far fewer devices than exist today.

Las empresas también están haciendo que sus satélites se parezcan más a torres de telefonía móvil, haciéndolos volar más bajo que antes. Durante las primeras décadas de la era espacial, los satélites de comunicaciones se insertaron en órbitas geosincrónicas mucho más altas sobre la Tierra, donde podían cubrir una gran parte de la superficie del planeta durante un período de tiempo relativamente largo. Sin embargo, esos satélites manejaban muchos menos dispositivos de los que existen hoy.

The advent of smaller and cheaper satellites and cheaper launch costs in the last decade or so have enabled business models that rely on many cheaper satellites flown in low Earth orbit. These new satellites won’t last as long but will be better able to detect the weak signals from mobile phones on the surface and handle their growing traffic.

La llegada de satélites más pequeños y baratos y costos de lanzamiento más baratos en la última década han permitido modelos de negocios que dependen de muchos satélites más baratos que vuelan en órbita terrestre baja. Estos nuevos satélites no durarán tanto, pero podrán detectar mejor las señales débiles de los teléfonos móviles en la superficie y manejar su creciente tráfico.

SpaceX’s Starlink network can connect directly to an off-the-shelf cellphone, potentially eliminating the need for bulky satellite phones.STARLINK

La red Starlink de SpaceX puede conectarse directamente a un teléfono celular disponible en el mercado, eliminando potencialmente la necesidad de voluminosos teléfonos satelitales.STARLINK

“I recall many discussions 10 years ago where the mobile operators told the satellite people, ‘Your price points are way too high.’ This has totally changed due to more availability of the technology, more agile development, and a different approach to failure,” says Andreas Knopp, a signal processing engineer at the University of the Bundeswehr in Munich.

“Recuerdo muchas discusiones hace 10 años en las que los operadores móviles le dijeron a la gente de los satélites: 'Sus precios son demasiado altos'. Esto ha cambiado totalmente debido a una mayor disponibilidad de la tecnología, un desarrollo más ágil y un enfoque diferente ante las fallas. ", afirma Andreas Knopp, ingeniero de procesamiento de señales de la Universidad de la Bundeswehr en Múnich.

Another contributor is improved beamforming, which is how a transmitting device calculates the best way to direct its signal to reach a particular recipient, without interfering with other recipients. That may involve bouncing a signal off a building or mountainside, from terrestrial towers, or it may involve precise targeting of a narrow, fast-moving signal, from a satellite moving tens of thousands of kilometers per hour.

Otro factor que contribuye es la formación de haces mejorada, que es la forma en que un dispositivo transmisor calcula la mejor manera de dirigir su señal para llegar a un destinatario en particular, sin interferir con otros destinatarios. Eso puede implicar hacer rebotar una señal desde un edificio o la ladera de una montaña, desde torres terrestres, o puede implicar apuntar con precisión a una señal estrecha y de movimiento rápido, desde un satélite que se mueve a decenas de miles de kilómetros por hora.

More sophisticated beamforming can involve sending the same signals from multiple antennas so that the signal’s reinforce each other, a bit like when sound waves harmonize. Anyone who has tuned a home speaker system to provide the best sound at the point of a particular couch has done beamforming, probably with the help of sophisticated software in the background.

Una formación de haces más sofisticada puede implicar enviar las mismas señales desde múltiples antenas para que las señales se refuercen entre sí, un poco como cuando las ondas sonoras armonizan. Cualquiera que haya sintonizado un sistema de altavoces doméstico para proporcionar el mejor sonido en un sofá en particular ha realizado la formación de haces, probablemente con la ayuda de un software sofisticado en segundo plano.

In the future, it may be worth spreading the task of beamforming across even more satellites than now, write the authors of a pair of recent papers. A scenario floated in one of the studies is the use of more than two dozen tiny satellites flying in close formation to replicate the work done today by one cellular-compatible satellite. “Each of these satellites is now independent, with its own components. The main aspect is this synchronization algorithm, which has to align frequency, phase, and the time for the signals to arrive coherently,” says Diego Tuzi, a graduate student studying signal processing at the University of the Bundeswehr who, together with Knopp, is a coauthor on one of those recent papers.

En el futuro, puede que valga la pena extender la tarea de formación de haces a través de incluso más satélites que ahora, escriben los autores de un par de artículos recientes. Un escenario planteado en uno de los estudios es el uso de más de dos docenas de pequeños satélites volando en formación cercana para replicar el trabajo realizado hoy por un satélite compatible con celulares. “Cada uno de estos satélites ahora es independiente y tiene sus propios componentes. El aspecto principal es este algoritmo de sincronización, que tiene que alinear la frecuencia, la fase y el tiempo para que las señales lleguen de manera coherente", dice Diego Tuzi, un estudiante de posgrado que estudia procesamiento de señales en la Universidad de la Bundeswehr y que, junto con Knopp, está coautor de uno de esos artículos recientes.

For now, what Starlink and its competitors are offering is very little, though it is a necessary step. “It’s better than nothing,” says Thomas Delamotte, another coauthor on the recent paper and a signal processing engineer at the University of the Bundeswehr, “but if you want to have a long-term perspective we will need new approaches to make 6G ubiquitous.”

Por ahora, lo que ofrecen Starlink y sus competidores es muy poco, aunque es un paso necesario. "Es mejor que nada", afirma Thomas Delamotte, otro coautor del artículo reciente e ingeniero de procesamiento de señales de la Universidad de la Bundeswehr, "pero si queremos tener una perspectiva a largo plazo necesitaremos nuevos enfoques para hacer que el 6G sea omnipresente". .”