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衛星通信新賽道

科技 更新时间:2024-07-05 23:59:21

近期舉行的華為新品發布會中,華為宣布旗下Mate50系列新機搭載一項“向上捅破天”的技術,使智能手機突破信号的限制。緊接着,吉利旗下星紀時代宣布将推出全球首款直連低軌衛星消費級手機。在剛剛結束的iPhone14發布會上,蘋果公司也宣布新品推出衛星通信功能。短期内多家手機廠商推出智能手機支持衛星通信技術這項功能,讓手機能直接通過衛星信号發送信息。這項僅為手機添彩的賣點,各家都躍躍欲試地來争搶首發,那麼它究竟有何特别之處?

衛星通信新賽道(智能手機衛星通信)1

如何實現衛星通信技術

衛星通信是利用衛星作為中繼站,在衛星發射的電波所覆蓋的範圍内,于兩個或多個地面信關站之間實現的通信,具有通信範圍大以及高可靠性的特點。

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地球上的衛星軌道按高度可分為低軌道,中軌道,和高軌道,其中,高軌道衛星所提供的衛星通信服務來源于赤道上方35800km所發送的信号。通過大約三顆高軌道衛星,便能對應覆蓋全球範圍,因此軌道資源緊張,遠距離所帶來的信号傳輸也會有一定的時延。

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低軌道衛星散布于高度在1000km至5000km的高空範圍内,相對于高軌道衛星具有明顯的低時延優勢,更加接近地面無線蜂窩通信,能較好地滿足網絡接入的需求。傳統基站的通信運作模式因地理因素而受到限制,低軌道衛星則打破了這個限制。在此基礎之上,低軌道衛星建設成本更低,具備低損耗與高帶寬的優勢,可應用于高速遠距離移動終端。

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衛星通信技術的應用場景

其實市場上很早便有衛星通信的運用,通過專用的衛星電話進行通訊以及上網,滿足在緊急情況下以及特定地點上網的使用需求,用于失去地面通信的補充作用,屬于并不算創新的一項技術。其應用場景例如野外極地探索救援、人煙罕至地、自然環境惡劣地區等無地面網絡信号覆蓋的環境,常用于應急通信、緊急救援、防災減災、海洋漁業等行業領域。

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常見的衛星電話一般以傳統手機搭配一根長天線的形式進行使用,具有良好的可靠性和安全性,在極端環境下為通信提供了保障。然而,傳統的衛星電話價格相對昂貴,不易攜帶,傳輸速度也不盡人意,非可預見的特定情境下無法吸引大家的使用,難以惠及普通民衆。因此,大多數情況下隻能用于滿足突發狀況下的臨時通信需求。

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已發布産品在技術上仍有待完善

此次華為推出的新品便是運用我國自主研發的北鬥三号全球衛星導航系統,屬于高軌道衛星,所提供的信号。通過能處理衛星信号的基帶芯片實現技術,在不具備外接設備進行拓展的情況下,無基站信号也能以短報文(短信)單向發送信息,并且發送所處地理位置信息。其局限性在于短報文可發送信息的字數有限,并且無法得到回應。

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蘋果公司所推出的新品便與一家低軌道衛星系統全球星(Globalstar)達成合作,更進一步完善了技術實現了雙向通信,不僅可以發送短信,還能接收到緊急求援機構的回複。不過,國行版暫不支持該項功能服務。

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智能手機 衛星通信,難點重重

其實要想實現智能手機達到衛星通信的能力,門檻很高。不僅僅是通過外接天線便可以使用,更是涉及到SoC芯片、基帶、射頻、軟件部分的改造。手機廠商公司在考慮到高昂衛星發射成本的情況下,選擇與不同衛星通信系統達成合作。

近年來,不斷有公司開啟外太空的探索,想要建立自己的衛星通信技術。其中,特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk)旗下太空探索技術公司SpaceX的星鍊(Starlink)最終将發射42000顆衛星來完成組網,然而整個低軌軌道資源僅夠容納60000顆衛星。最近,馬斯克聲稱将會與美第三大運營商T-Mobile合作,推出新一代衛星通信服務。我國自主建設的第一顆高軌移動通信衛星天通一号填補了國家在衛星移動通信領域的空白,并且能在無地面網絡信号覆蓋的情況下用于通話,智能手機則需外接天線以達到使用。

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5G NTN技術,衛星通信技術的終極解法

2022年8月26日,中興通訊聯合中國移動、聯發科(MediaTeK)、紫光展銳等共同完成全球首個運營商5G NTN(non-terrestrial network,非地面網絡)技術外場驗證。NTN技術便是衛星通信與5G的融合,具備高通量以及高覆蓋的優勢,手機在不接外接設備的情況下實現衛星通信技術。

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此次驗證實現了5G NTN端到端全鍊路技術貫通,完成了短消息和清晰流暢的語音對講等業務演示。該成果基于3GPP R17 NTN協議,驗證了手機直連衛星的可行性,并能通過衛星信号上網。5G網絡與衛星通信是相輔相成的發展,而中興通訊早已掌握未來大勢所趨,中興終端未來也将實現此技術。

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衛星通信是未來發展趨勢

智能手機與衛星通信相搭配的趨勢正愈演愈烈,接二連三的手機廠商争奪實現此項技術,各企業也在通過實現這項技術,盡最大可能去規避一些本不因錯過最佳搶救時效性而發生的意外事故。

衛星通信是一個擁有巨大潛力的市場,其前景不可估量。未來,通過手機與衛星直接通信的5G NTN功能,讓我們在世界上任何一個沒有地面移動網絡覆蓋的地方都能輕松上網。許多非地面網絡相關的項目也在研究當中,盡可能早地去實現全球化的無縫網絡覆蓋,陸、海、空、天四位一體化融合通信已是未來6G通信的目标,綜合衛星網絡通信覆蓋範圍廣、不受環境限制的性能以及地面網絡容量大、速率高的特點,提供更優質的通信服務。除此之外,5G NTN技術助力擴展海量物聯網的潛在市場,支持多元化用例包括交通運輸、農業、采礦、環境監測等。作為6G時代最重要的潛在技術之一,5G NTN的運用将加速6G時代的到來,達到衛星通信技術的終極形态。

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