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華為或將再次“向上捅破天”,北斗衛星通信技術為6G預演

Simon觀察 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:黃山明 ? 2023-02-24 01:24 ? 次閱讀
電子發燒友網報道(文/黃山明)2022年秋季,華為和蘋果相繼發布了Mate 50系列以及iPhone 14系列,它們有一個共同的特點,都將衛星通訊作為發布會的重點,讓手機可以直接連接衛星。而在近期,有消息稱,華為會參加今年MWC2023大會,并將在大會中亮相的新機上搭載第二代北斗衛星通信技術,語音通信和雙向互發短信功能。

讓手機用上衛星通信

在手機上使用衛星通信其實并不算新技術,上世紀70-80年代,衛星通信技術剛剛誕生之際,便已經開始用于電視和廣播信號的轉播,同時還有一些電話、傳真及電報的需求。

到了80年代末90年代初,知名手機廠商摩托羅拉推出了一項銥星計劃,該計劃便主要以衛星通話為主。不過在最開始時,其數據傳輸速率僅為2.4Kbps,在這種速率下,能夠聽清楚對方說的是什么已經很勉強了。

這時,一項VSAT技術開始廣為普及。所謂VAST,即甚小孔徑終端,可以用0.3-2.4m的接收終端與衛星進行通信,該技術擁有組網靈活、成本低、應用多、安裝操作簡單等特點。到1988年,原中國通信廣播衛星公司引進國外通信設備,建成我國第一個 VSAT 通信網。

到后來,隨著國內無線尋呼網、證券信息廣播,甚至遠洋船用通信、飛機通信乃至救援應急通信都用上了VSAT。衛星設備的不斷小型化,讓智能手機使用衛星通信成為了可能。

中國電信在2017年便成立了衛星通信分公司,專門從事衛星通信業務,并發射了“天通一號”系列衛星,其他公司如中國衛通、中信衛星等企業,也都開始在國內布局衛星通信業務。

與此同時,在全球范圍內,移動通信技術(3G、4G5G)所覆蓋的陸地范圍僅為30%,許多人跡罕至的地方無法覆蓋,比如在海上航運中遇到緊急情況,或開車在無人戈壁中爆胎或沒油了,都能借助衛星通信網絡,發送包含地理位置信息的求救信號或者通信。

當然想使用普通手機直接與衛星進行通信,還有許多的困難與問題,目前的解決方案大多選擇采用專用的衛星終端設備進行通信,并且大多是以低軌衛星為主,與其它衛星相比,低軌衛星傳輸延時短、路徑損耗小。

即便如此,目前手機中的衛星通信成本還是比較昂貴的。不同于日常使用的定位服務,衛星通信將對衛星網絡帶來更高的負載,也意味著更高的成本,想要持續穩定的供應這項服務,收費不可避免。

以iPhone 14為例,該款手機用戶能夠享受到兩年的免費衛星通信服務,但后續還是需要付費,該項服務的訂閱價格為每個月4.99美元(約合人民幣34.39元)。

雖然價格稍貴,但對于某些人群而言,或許就是必備的選項。近日據新華網報道,有一名驢友在內蒙古貢格爾草原徒步時走散,所幸通過華為Mate50系列成功發送一條衛星求救短信,最后才被找到。

對于普通人而言,衛星通信并不適用于日常通信,絕大多數人買回來基本一次也不會用到。但就像華為常務董事余承東曾經所言,這個功能日常幾乎用不到,但可能一生用一次,一次續一生,在關鍵時候發揮很重要的作用。

各廠商紛紛入局衛星通信,背后或與6G有關

不止是華為、蘋果等廠商,目前從市場中收集到的信息來看,已經有不少企業正在準備進入到衛星通信市場,比如中興、摩托羅拉、魅族、榮耀等。而華為此次新機有望搭載第二代北斗衛星通信技術,相比第一代,不僅能雙向收發短信,還支持語音短信和短時間的語音通話,足以擴展更多的使用場景。

除了手機廠商以外,包括高通聯發科等芯片廠商也紛紛推出了衛星通信解決方案。比如聯發科將基于標準的3GPP 5G非地面網絡(NTN)解決方案為智能手機等設備提供雙向衛星通信支持,采用其非地面網絡(NTN)解決方案的新型設備和下一代NR-NTN技術也將在近期亮相。

從市場規模來看,數據顯示,2015年-2021年中國衛星通信產業規模總值年復合增長率達到8.7%,預計2022年市場規模近800億元。

不過對于用戶而言,手機衛星通信技術顯然是一個極低頻應用,最多只能作為一種備用的應急救援功能。甚至此前只能向衛星發送短信,而且還無法接收到衛星的信息。即便是下一代能夠進行雙向通信,并且可以進行短暫的語音通話,但日常生活中基本也不會用到。

但這些廠商卻積極布局手機衛星通信技術,其實對于許多有需求的人士而言,已經有成熟的衛星電話產品可供選擇。那是因為對于企業、運營商而言,這項技術或許將關乎著未來6G技術的發展。

在我國發布的《6G總體愿景與潛在關鍵技術》中已明確指出,6G將實現空天地一體化的全球無縫覆蓋,而星地一體融合組網技術也將成為6G網絡最重要的潛在技術之一。

隨著通信速率的不斷提升,5G目前所需要的基站數量已經是4G時代的數倍以上,同時還需要考慮空間障礙等影響,基站的建設也將更加密集。而6G相比5G將在傳輸速率上再進一步,如果依然使用地面基站,意味著基站數量將達到一個夸張的數字,在成本、能耗上也將是一個巨大的開支。

因此6G技術使用衛星通信,依靠不同軌道、不同種類、不同性能的通信衛星,實現手機信號全球覆蓋,可以做到任何地方都有網絡,再也不用擔心沒有信號以及網絡差的問題。

當前的手機衛星通信技術方案主要有三個,第一個是采用專用衛星頻段,不更改衛星終端的方式,可以用普通手機直接連接。比如銥星、全球星、天通一號、歐星舒拉亞、海事衛星為主流支持衛星電話服務的星座。

并且為了彌補普通手機發射功率不足的問題,如iPhone 14還使用了波束成形、定向天線陣列以及直觀的方向指示界面,來根據提示找到衛星的方位從而與衛星進行通信。

第二種方式則是不修改手機的發射功率,而是更改衛星的信號接收靈敏度。因為世界各國的監管部門,規定了手機最大發射功率,即便排除這個因素,過高的手機發射功率所釋放的電磁輻射對人體也將造成一定損傷。因此有些公司便給衛星添加了大面積的接收天線,來提升衛星的信號接收靈敏度。

目前這一方案主要由國外公司主導,如AST Spacemobile、Lynk、Starlink等。其中Starlink與美國無線運營商T-mobile已宣布達成技術合作,將在2023年為美國部分地區移動用戶提供手機衛星直連服務。

第三種方案則是采用3GPP新衛星通信頻段標準,需要對衛星和終端都進行改動。2022年8月聯發科和羅德與施瓦茨公司合作,在低軌道衛星信道上模擬向5G基站(gNB)進行數據傳輸測試,已率先在實驗室中實現將智能手機接入5G NTN,此次在MWC上也將看到聯發科所帶來的最新技術成果。

隨著3GPP R17標準化工作推進、NTN衛星基礎設施和衛星星座建設,這種方案或將成為未來手機衛星通信的主流,甚至進一步成為6G技術的雛形。

寫在最后

對于用戶而言,手機衛星通信是一個極低頻的應用,并且想要長時間使用還需要付出額外的費用。但對于企業而言,手機衛星通信,不僅僅只是一個賣點,更是提前應對6G技術的預演。誰先掌握了6G,意味著誰就將主導未來通信市場的10年。

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