Os satélites estão se tornando as novas torres de telefonia celular. Antenas maiores e melhor formação de feixe estão roteando chamadas em órbita
Starlink enviou e recebeu textos por uma conexão 4G/LTE entre telefones celulares através de sua última geração de satélites, chamada v2mini, pela primeira vez este mês, seguindo projetos semelhantes da Amazon, Apple, AST SpaceMobile, Huawei e Lynk Global. Starlink – a constelação de satélites operada pela SpaceX – oferecerá mensagens de texto para assinantes de pelo menos oito operadoras de redes móveis diferentes em todo o mundo e poderá oferecer cobertura de voz e dados sem a necessidade dos terminais terrestres que seus clientes agora usam nos “próximos anos,” A parceira americana da Starlink, T-Mobile, disse em um comunicado.
A conquista Starlink é o exemplo mais recente de como os satélites e as estações-base celulares estão convergindo. Um punhado de empresas está a explorar custos mais baratos de fabricação e lançamento de satélites, bem como a adaptar tecnologias existentes, como a formação de feixes, para colmatar as várias centenas de quilômetros entre os telemóveis e os satélites em órbita. Entre as muitas novas dificuldades que essas empresas precisam resolver está que, pela primeira vez, as próprias torres são o componente móvel da rede: os satélites de órbita terrestre baixa (LEO) se movem a dezenas de milhares de quilômetros por hora, então eles têm pouco tempo para comunicar com qualquer telefone celular na superfície da Terra.
As empresas que competem para resolver estes problemas até agora enviaram e receberam mensagens de texto em telefones convencionais mediante um satélite comercial (Huawei/China Telecom; Lynk Global; Apple/Globalstar) e realizaram chamadas de voz e dados em 5G através de um satélite experimental (AST SpaceMobile ) conforme relatado pelo IEEE Spectrum. Os investidores perceberam: Lynk Global está abrindo o capital em um acordo que avalia a empresa em até US$ 800 milhões, enquanto AT&T, Google e Vodafone investiram recentemente na AST SpaceMobile, que tem uma capitalização de mercado de US$ 674,6 milhões.
Starlink enviou e recebeu textos por meio de uma conexão 4G/LTE entre telefones celulares através de sua última geração de satélites, chamada v2mini, pela primeira vez este mês, seguindo projetos semelhantes da Amazon, Apple, AST SpaceMobile, Huawei e Lynk Global. Starlink – a constelação de satélites operada pela SpaceX – oferecerá mensagens de texto para assinantes de pelo menos oito operadoras de redes móveis diferentes em todo o mundo e poderá oferecer cobertura de voz e dados sem a necessidade dos terminais terrestres que seus clientes agora usam nos “próximos anos” A parceira americana da Starlink, T-Mobile, disse em um comunicado.
Até muito recentemente, os satélites não conseguiam ligar-se a telemóveis centenas de quilômetros abaixo. O tipo de telefone via satélite que as pessoas usam em expedições para lugares mais remotos tem antenas grossas, exigem linhas de visão claras para vários satélites e demoram um pouco para adquirir um sinal. Integrar redes celulares terrestres e via satélite não é tão fácil quanto se mover entre torres de celular e transferir o sinal de uma para outra.
Na verdade, a tarefa é tão difícil que um grupo de pesquisa construiu um aplicativo experimental para ajudar um caminhão de gado conectado à Internet e equipado com seu próprio computador a mudar para uma estação terrestre Starlink a bordo quando o caminhão perde o sinal da rede celular. Alcançar uma integração perfeita de redes terrestres e não terrestres é o objetivo final, afirma a coautora do estudo Melisa López, pesquisadora de comunicações sem fio da Universidade de Aalborg, na Dinamarca.
Starlink não explica muitos detalhes de sua conexão 4G, mas as constelações comerciais existentes revelam vários dos blocos de construção de conexões celulares via satélite contínuas, e os pesquisadores publicaram pelo menos uma pista promissora para futuras constelações.
Três segredos para conectar telefones a satélites
Em vez de redesenhar os telefones celulares para se parecerem mais com os telefones via satélite, as empresas estão redesenhando a rede via satélite para atender aos telefones celulares mais da metade. Eles estão tornando as antenas dos satélites muito maiores em sua tentativa de transformar satélites em torres de telefonia celular. Por exemplo, os primeiros satélites da AST SpaceMobile tinham antenas com áreas de superfície de 64 metros quadrados, seguidos pelos satélites de segunda geração com antenas de 128 m 2, com planos para ir até 400 m 2. As novas antenas de satélite v2mini da Starlink têm 6,21 m 2, mas a Starlink planeja satélites ainda maiores compatíveis com celular que lançará quando seu foguete Starship maior estiver disponível.
As empresas também estão tornando seus satélites mais parecidos com torres de telefonia celular, voando-os mais baixo do que antes. Durante as primeiras décadas da era espacial, os satélites de comunicações foram inseridos em órbitas geossíncronas muito mais altas acima da Terra, onde podiam cobrir uma grande parte da superfície do planeta durante um período relativamente longo. No entanto, esses satélites manuseavam muito menos dispositivos do que os existentes hoje.
O advento de satélites mais pequenos e mais baratos e os custos de lançamento mais baratos na última década permitiram modelos de negócios que dependem de muitos satélites mais baratos que voam na órbita baixa da Terra. Estes novos satélites não durarão tanto tempo, mas serão mais capazes de detectar os sinais fracos dos telemóveis na superfície e lidar com o seu tráfego crescente.
A rede Starlink da SpaceX pode se conectar diretamente a um celular disponível no mercado, eliminando potencialmente a necessidade de telefones via satélite volumosos.
“Lembro-me de muitas discussões há 10 anos, em que as operadoras móveis disseram ao pessoal dos satélites: ‘Seus preços são muito altos.’ Isso mudou totalmente devido à maior disponibilidade da tecnologia, ao desenvolvimento mais ágil e a uma abordagem diferente para falhas.” – Andreas knopp, universidade da bundeswehr.
Outro contribuidor é a melhoria do beamforming, que é como um dispositivo transmissor calcula a melhor maneira de direcionar seu sinal para chegar a um destinatário específico, sem interferir em outros destinatários. Isso pode envolver a repercussão de um sinal num edifício ou na encosta de uma montanha, a partir de torres terrestres, ou pode envolver o direcionamento preciso de um sinal estreito e rápido, de um satélite que se move a dezenas de milhares de quilômetros por hora.
A formação de feixe mais sofisticada pode envolver o envio dos mesmos sinais de múltiplas antenas para que os sinais se reforcem, um pouco como quando as ondas sonoras se harmonizam. Qualquer pessoa que tenha sintonizado um sistema de alto-falantes doméstico para fornecer o melhor som em um determinado sofá fez o beamforming, provavelmente com a ajuda de um software sofisticado em segundo plano.
No futuro, pode valer a pena espalhar a tarefa de formação de feixes por ainda mais satélites do que agora, escrevem os autores de dois artigos recentes. Um cenário sugerido em um dos estudos é o uso de mais de duas dúzias de pequenos satélites voando em formação próxima para replicar o trabalho feito hoje por um satélite compatível com celular.
“Cada um desses satélites agora é independente, com componentes próprios. O principal aspecto é esse algoritmo de sincronização, que tem que alinhar a frequência, a fase e o tempo para que os sinais cheguem de forma coerente”, diz Diego Tuzi , estudante de pós-graduação em processamento de sinais na Universidade da Bundeswehr que, junto com Knopp, está co-autor de um desses artigos recentes.
Por enquanto, o que a Starlink e seus concorrentes oferecem é muito pouco, embora seja um passo necessário. “É melhor do que nada”, diz Thomas Delamotte, outro co-autor do artigo recente e engenheiro de processamento de sinais da Universidade da Bundeswehr, “mas se quisermos ter uma perspectiva de longo prazo, precisaremos de novas abordagens para tornar o 6G onipresente.”
Fonte: Lucas Laursen – tradução: Google Translate
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