1 概述

  通过CSDN的途径，有个咨询公司找到我，说是有投资公司看到我的博客，希望做一次访谈，我回答了10个问题，现在发到博客上；很多观点都是自己根据经验拍的，并没有严格的计算，有兴趣的看看就好，有些问题还挺有趣的。

2 访谈问题以及回复

1、对于一个信号发生设备，如通信基站，其理论最大信道容量（网速,bit/s）和其通信频率（Hz）、功率（W）的数学关系是什么，能否用公式表示。

答复：这个问题可以直接由香农公式回答和频率没有直接关系，是和带宽有关系，直接参考香农公式即可。

2、如果通信频率越高，网速就越快，那为什么不持续利用高频段的信号？如在地面直接用Ka\ku\V\W等，而不是现在的sub 6G。使用高频段的限制是什么。
答复：首先，并不是频率越高，网速就越快；频率越高，实际上衰减越厉害，不利于无线通信；只是高频，可使用的频段较多，空闲的频谱资源多而已，高频主要是由于一些器件上的限制，以及传播性能上的限制。

3、对于一个通信基站，发出去的信号的最大信道容量是固定的（如xx Gbit/s），那么如果有n部手机连接了这台基站，每台手机的速率能达到多少；连接的手机数和每台手机的网速是什么数学关系，能否用公式表示并说明。
答复：对于一个地面基给，只能够说最大理论峰值是固定的；n部手机连接了这台基站，每部手机的网速与它所处的位置相关；与基站的调度策略以及业务类型都相关，我现解并无统一公式。

4、为保证每台手机用户有良好的上网体验，例如100MB/s以上，通常一个地面站最多能覆盖多少用户？
答复：不能一概而论；基站的能力差异很大，一个基站可能包含很多个小区，假设是一个普道的LT小区，20M带宽多例，单个用户要达到100m，也就一个小区只能1-2个用户，5G的带宽更大，要达到这种水平也支持不了几个用户。不考频谱聚合的情况下。

5、对于卫星通信，例如starlink V2.0mini,其最大信道容量是多少（Gbit/s）?其一个波束能覆盖多大的地面面积？那么对于该面积内的n个用户，每个用户的网速能达到多少？

答复：
对于starliuk v20mini，我现解1个波本覆盖范围应该还是往25km左右，可能相对之前的版本会小一些，因为根据公开的资料显示，V2.0mini增强了天线设计，增加了波束数目；波束数目的增加意味着波束的覆盖范围可能会小一些，波束增益会更大一些；但是我手上目前没有具体数据。
最大信道容量问题：还是取决于使用的频率带宽；如果将2GHZ的带宽全用起来，理论上传递容量 2G x 5．Xx（64QAM ）x16（波束）：约为160Gbps；n个用户，不见得都能运行到64QAM，不见得都能使同这2 G HZ带宽；不过还是可以大致估算．（160Gbps／n）·a；再乘以系数a即可，我认为a＝0.1就非常不错了。

6、如果把所有的地面通信都换成卫星通信，即卫星通信的用户有数亿级别（同时考虑到例如北京、上海、纽约这样的人口密度）需要多少颗卫星才能使用户达到良好的上网体验（例如100M B/s以上）？（假如很难考虑到这样的极端情况，能否距离说明达到某种用户级别需要多少颗卫星？）

答复：假设北京、上海、纽约都为2000万人；一个卫星最大按照160Gbps x 0.1计算 ；假设需要N颗卫星，1 6 G * N = 2 0 0 0 万 * 1 0 0 M ；可以推算N = 12.5万；但是，我们是否每个人，每时每刻都需要保持100Mbps呢；地面站也不需要做到这样，如果这样考虑，N的值可以大大减少。

7、为什么starlink必须建设地面信关站？地面信关站起到了什么样的功能？是否信关站向用户手机发射信号？如果未来都采用卫星的激光互联，是不是就不需要信关站了？
答复：地面信关站建立主要是为了将数据接入到地面的传输网络，信关站可以认为是主要起回传功能。信关站不直接给手机发射信号。如果采用激光互连，只是可以减少信关站，信关给总是需要的。

8、starlink卫星直连手机（即不需要地面接收天线终端）的原理是什么？相比于上一代需要地面接收终端的方案有哪些技术上的变化？是否存在难度？手机网速会有什么不同？
答复：starlink直接手机原理和接地而了冬端的类似，我理解没有太多原理上的差异；主要是终端天线能力，尺寸等得到提升，不依赖地面终端接收卫星信号转Wifi。

9、卫星通信对于地面通信的又是到底有哪些？Starlink的愿景里面，通信还需要依靠地面网络吗，是不是全部用卫星就可以搞定。
答复：
卫星通信的优势在于覆盖范围户，地面通信系统，依赖有线部署回传等，对于一些区域，是无法实现的，在海洋，沙漠，偏远地区，地面网络要去建基站，供电，传输等代价非常高，几乎无以实现；而卫星则没有这种限制。而且卫星通信频谱多。Starlink应该没有说要全面替代地面网络吧；这么说吧，应该至少20年内不太可能，未来更可能卫星和地面网络融合发展。

10、设想，从0开始建设通信网络（即不存在现有的地面网络），全部采用卫星通信网络能否解决人类的通信需求？为什么？从成本角度考虑，卫星通信网络vs地面通信网络，哪个更便宜，能否简单试算？
答复：
这个问题有点意思；首先需要定义清楚什么是人类的通信需求。语音？100MbPs的速率？还是AR、VR？还是无论何时，何地，何种情况下的信息传递？我认为答案当是否定的，没有哪项技术感说它完全满足了人类的需求。比如极致时延的一些业务，卫是通信应该就是有瓶领的。从成本的角度，目前来看，偏远地区的覆盖肯定是卫是通结更偏宜；对于大城市，地面网络更便宜。试算都只是基于现有的成本，以当前的数据来计算，得出的结果当然是城市地面网络偏宜，偏远地区、海岛、海洋等卫星偏宜。我认为无特别意义。但是要用发展的观点看，未来卫星频谱假设是地面的100～1000倍；卫星发射成本到单星5万美元、芯片发展到单小区处理10万回户；有可能大城市使用卫是通信的成本也会大大降低。当然这只是设想…

3 参考文献

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