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《電子技術應用》
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“捅破天”的衛星通信,商用化進程走到了哪個階段?

2022-10-20
來源:潛力變實力

衛星通信是地球上(包括地面和低層大氣中)的無線電通信站間利用衛星作為中繼而進行的通信。衛星通信系統由衛星和地球站兩部分組成。衛星通信的特點是:通信范圍大;只要在衛星發射的電波所覆蓋的范圍內,從任何兩點之間都可進行通信;不易受陸地災害的影響(可靠性高);只要設置地球站電路即可開通(開通電路迅速);同時可在多處接收,能經濟地實現廣播、多址通信(多址特點);電路設置非常靈活,可隨時分散過于集中的話務量;同一信道可用于不同方向或不同區間(多址聯接)。

衛星通信:利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電波,從而實現兩個或多個地球站之間的通信。人造地球衛星根據對無線電信號放大的有無、轉發功能,有有源人造地球衛星和無源人造地球衛星之分。由于無源人造地球衛星反射下來的信號太弱無實用價值,于是人們致力于研究具有放大、變頻轉發功能的有源人造地球衛星——通信衛星來實現衛星通信。其中繞地球赤道運行的周期與地球自轉周期相等的同步衛星具有優越性能,利用同步衛星的通信已成為主要的衛星通信方式。不在地球同步軌道上運行的低軌衛星多在衛星移動通信中應用。

同步衛星通信是在地球赤道上空約36000km的太空中圍繞地球的圓形軌道上運行的通信衛星,其繞地球運行周期為1恒星日,與地球自轉同步,因而與地球之間處于相對靜止狀態,故稱為靜止衛星、固定衛星或同步衛星,其運行軌道稱為地球同步軌道(GEO)。在地面上用微波接力通通信系統進行的通信,因系視距傳播,平均每2500km假設參考電路要經過每跨距約為46km的54次接力轉接。如利用通信衛星進行中繼,地面距離長達1萬多公里的通信,經通信衛星1跳即可連通(由地至星,再由星至地為1跳,含兩次中繼),而電波傳輸的中繼距離約為4萬公里

近日,手機中國了解到,天眼查App顯示,華為技術有限公司“短信發送的方法、相關裝置、設備以及可讀存儲介質”專利公布,不少網友直呼高科技。專利摘要顯示,本申請提供了一種短信發送的方法,相關裝置、設備以及可讀存儲介質,其中所述的方法包括:處于蜂窩網絡的第一終端向第二終端發送短信,當短信中心檢測到第二終端處于衛星通信網絡時,向第一終端發送提示信息;第一終端基于提示信息向第二終端重新發送短信,從而令處于衛星通信網絡的第二終端接收到短信。通過上述方法,使得處于蜂窩網絡和衛星通信網絡的用戶可以得到統一的短信服務,從而得到準確高效的通信服務。

另據了解,前不久,華為技術有限公司申請的“衛星通信的方法和裝置”專利已獲授權。專利摘要顯示,該方法能夠在提高通信性能的前提下,降低終端設備的能耗和通信復雜度。

華為是世界上第一個將智能手機-衛星直接通信商業化的公司,旗下的華為Mate50系列是全球首款支持北斗衛星消息的大眾智能手機。

近日,華為Mate 50與蘋果iPhone14兩部搭載衛星通信的新機引起廣泛討論。在手機創新日益萎靡的當下,消費者們在年年有新機、年年無驚喜的輪回中,日漸審美疲勞。兩家大公司不約而同地為手機搭載的新能力——衛星通信,迅速吸引了一大波網友的眼球。

衛星通信本身并不是什么新的黑科技,而是一項極其成熟且應用廣泛的通信技術。衛星通信直連太空中的衛星,基本能夠覆蓋人類所能觸及的所有活動范圍,常被用于地質勘探、遠洋運輸、森林巡護等特殊領域。智能手機加上衛星通信功能,也可以在一些諸如海洋、沙漠、森林等“信息荒原”中,在沒有信號的情況下與外界保持聯系。在一些極端的情況中,人們可以通過手機衛星通信功能來發送一些簡短求救信息。

兩家發布的智能手機,通過搭載新穎功能吸睛的同時,也帶來了爭議的聲音。畢竟衛星通信不是一項全新的技術,市場里也有專門的衛星電話。這些衛星電話在軍事領域和民用領域都有廣泛的應用。

市場中有替代品,并且兩部新手機此次披露的衛星通信功能,目前也只有基礎的單向通信能力,那為什么還能夠引起廣泛的關注與討論?手機廠商們瞄準的又是什么?

襁褓中的衛星通信,能給手機廠商帶來什么?

華為和蘋果發布的新機,攪起的水花不小。但其手機衛星通信功能只可以單向發送消息,并不能接收信息。在衛星電話廣泛應用的今天,手機廠商們為何還要在手機中大費周折去實現衛星通信呢?

1.豐富了一些有需求指向的特殊場景。目前手機場景的擴展到了瓶頸期,洞察與拓展有需求的新場景困難。對于遠洋通信、石油勘測、海上、森林、沙漠等偏遠地區的科研或緊急救援活動等有需求的特殊場景,手機衛星通信可以為應急通信服務提供支持。

2.激活產業鏈創新空間。面向6G時代,運營商、零部件廠商、設備商等整個衛星通信產業鏈上下游都在積極布局。手機廠商如果參與其中,可以激活產業的連鎖反應。參與與否的結果,決定著是否與衛星通信的價值絕緣。搶跑的手機廠商,對于手機衛星通信領域的未來發展有著引領行業的先導作用。

高端手機終端中開始配置衛星通信技術,讓人們距離未來空天一體的通信網絡時期似乎更進了一步。

當然從實踐角度,目前關于這項技術的落地仍面臨一系列難題,核心就是成本。終端自身的相關模塊成本,消費者使用過程中的成本等,都是不可忽略的方向。

而從更長遠的通信發展趨勢看,包括衛星通信在內的空天一體網絡部署是必然趨勢,無論是海外進展迅速的星鏈,還是國內此前成立的星網集團,都正走在踐行這一構想的路途之上。

近日,銀河航天星座通信系統架構師林廣榮接受21世紀經濟報道記者專訪,分享了身處這一趨勢下,衛星通信產業鏈公司的思考和準備。

任何一種新技術的推廣應用,都離不開先行者的探索。拿我們最熟知的智能手機來說,從iPhone 4重新定義手機開始,生物識別、超視網膜屏、OLED、全面屏等新技術的應用全部由頭部廠商所引領。

不過,娛樂相關硬件層出不窮的更新也讓人“樂不思蜀”,甚至忽視了手機通信這一基本功能的迭代,哪怕余承東“捅破天”也只是掀起一點兒風浪。發布會到現在約一個月,蘋果、華為不謀而合搭載的“衛星通信”,還沒有蘋果一個“靈動島”的熱度高。

當然,目前衛星通信只在沒有WiFi或手機信號時用于發送急救信息,十分局限的使用場景讓這“捅破天”的新技術更像是一個噱頭。但是馬首富的星鏈計劃清清楚楚地說明了,這不是噱頭。如今兩大消費電子巨頭的采用也透露了一個重要信息,那就是衛星通信的商業化箭在弦上了。

“捅破天”的衛星通信

和我們日常接觸的4G、5G網絡不同,衛星通信是利用人造地球衛星作為中繼站轉發或發射無線電波,實現兩個或多個地球站之間或地球站與航天器之間通信的一種通信手段。因為覆蓋面大、部署快,而且不受地面情況的影響,所以衛星通信一直都被認為是特殊地理位置和特殊場合的唯一通信手段。

從衛星通信到衛星互聯網需要一個必要條件,那就是以高頻段(Ku、Ka 等)、大容量、高通量為特點的寬帶通信技術。而可分布于地球表面500-2000 公里的范圍的低軌衛星就像一個個太空中的基站,成為提供衛星通信服務的載體。

雖然不如4G、5G接地氣,但低軌衛星通信網絡在全球通信和互聯網接入、5G、物聯網、太空軍事能力應用等方面的巨大潛力卻是無法忽視的,而由于衛星軌道和頻譜資源十分有限,國際原則先到先得,所以這也是商業航天技術和主要大國太空和軍事戰略博弈的必爭之地。

這種對低軌衛星的爭奪,從馬首富的“星鏈”計劃為代表的各國的星座部署計劃就能一目了然。




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