ASIC 可实现对天基移动网络的广泛访问

英国定制设计公司 Ensilica 宣布正在开发蜂窝 ASIC，该 ASIC 将支持 AST SpaceMobile 计划的天基蜂窝宽带网络。

AST SpaceMobile 打算建立它声称将成为第一个在太空中直接使用标准、未经修改的移动设备运行的全球蜂窝宽带网络。其目标是创建一个网络，该网络缺乏大多数陆基网络固有的覆盖差距。这应该会改善现在订阅移动服务的 50 亿人的连接性，然后还将蜂窝宽带带给那些仍未连接的人，即世界上近一半的人口。

该公司一年多前与 Ensilica 合作，旨在提供具有最先进性能和能效的下一代 ASIC，以最大限度地提高公司网络的功能。ASIC 将成为 AST SpaceMobile 航天器电子有效载荷的关键通信组件。

Ensilica 的业务发展总监 Paul Morris 在接受采访时向 EE Times 解释了这一挑战。他说：“AST 正在太空中放置一个移动基站，这样你就可以直接与移动设备通话，也许人们还没有完全理解其中的含义。主要优势是它适用于任何现有的手机，您只需要购买订阅即可连接到他们的网络。沃达丰等人正在与他们合作。”

直接与手机通话的能力对 AST SpaceMobile 很重要，因为它将成为与埃隆·马斯克创立的太空宽带服务供应商 Starlink 最显着的区别。Starlink 将与塔连接，然后塔将分发订户通信。与此同时，AST SpaceMobile 打算直接与个人用户的手机通信，切断通过蜂窝塔和陆基网络基础设施的中间链接。

Starlink 领先;它大约有 1,600 颗卫星已在轨道上运行，并计划在某个不确定的未来跨度内发射多达 42,000 颗卫星。Ensilica 的部分工作是帮助 AST SpaceMobile 迎头赶上。

莫里斯说：“完成这项工作的最大挑战是太阳能电池的供电有限。如果你想象一颗卫星，当它绕地球运行时，用一颗低地球轨道卫星，你在一定比例的轨道上处于太阳中，然后你处于完全黑暗中。因此，在阳光下的一小段时间，您可以充电，然后其余时间则依靠电池运行。这限制了功率预算。他们给我们带来的挑战是构建一个满足他们所有通信规范和功率预算的调制解调器设计。

“而唯一的方法就是提出一种新颖的架构并使用非常先进的半导体工艺节点，”Morris 继续说道。“我们不能说它是哪一个，但我们可以说它是一个高级节点，即使在几年前这些节点也不可用。以前不可能做到这一点。您永远不可能将信号处理降低到足够低以实际运行太阳能电池。我认为这才是真正的突破。”

他补充说，该芯片是一个完整的定制设计，涉及基于 FinFET 工艺的集成 RF 设计和信号处理的混合。

挑战的本质是满足功率预算内的性能要求。这意味着管理带宽、发射功率、接收灵敏度和功耗之间的权衡，所有这些都相互矛盾。

总部位于德克萨斯州米德兰的 AST SpaceMobile 正在开发一颗名为 BlueWalker 3 的卫星，这是一个 693 平方英尺的相控阵，用于计划以 4G/5G 速度直接连接到手机。这正在进行最后的集成和测试，预计将于 2022 年夏季推出。

公司首席技术官姚慧文表示：“AST SpaceMobile 之所以选择 EnSilica，是基于他们先进的数字信号处理和 RFIC 工作，使他们能够提供创新架构，以满足我们对下一代半导体的要求。我们期待与 EnSilica 合作，帮助 AST SpaceMobile 为世界带来蜂窝宽带连接。”

去年，Ensilica 宣布正在为欧洲航天局开发单芯片 Ka 波段收发器 IC。毫米波 IC 将成为下一代低成本混合动力汽车通信终端的关键组件，使车辆始终保持连接。作为 ESA 电信系统高级研究 ( ARTES ) 项目和CASSIS 的一部分，IC 正在开发中项目(互联汽车卫星服务集成系统)，由英国卫星应用弹射器(UKSAC)牵头。工作频率高达 31.5 GHz，定制的 Ka 波段 CMOS ASIC 将成为支持平板电子可控相控阵天线的经济实惠的消费级通信模块的一部分。该混合模块将与地球静止轨道和低地球轨道 (LEO) 卫星、4G/5G 基础设施和 Wi-Fi 通信进行通信，为汽车、小型船舶和飞机提供高容量连接。

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