手机直连卫星，落地为什么这么难？

王俊杰2017

“手机直连卫星”是这两年炙手可热的概念。
            2022年SpaceX的埃隆・马斯克与T-Mobile的迈克・西弗特团结对外公布，2023年T-Mobile的用户将有时机利用本身的手机直连SpaceX的Starlink（星链）二代卫星，办理移动网络无所不在的覆盖题目；9月，华为和苹果公司分别公布，在其各自最新发布的旗舰款手机上设置手机卫星通讯相干功能。
            本年开年，在美国得克萨斯州的AST太空网络宽带服务公司也筹划要弥补手机市场这块空缺。在AT&T和Vodafone的支持下，AST太空网络宽带服务公司正在研发一种技能，让手机直接同卫星毗连，打电话或用5G速率利用数据。
            不外，概念的火热并不代表技能的成熟，“手机+卫星”想要走进平常百姓家，大概另有一段不小的间隔。
            

            
            炙手可热的手机卫星通讯
            卫星通讯就是地球上——包罗地面和低层大气中——的无线电通讯站间使用卫星作为中继而举行的通讯。简朴来说，就是地球上的终端装备（手机）直接毗连太空里的卫星，举行通讯。那么，为什么在5G已然云云强盛的环境下，还必要手机直连卫星举行通讯？
            要知道，现有的地面移动通讯仅覆盖地球外貌的10%。在生齿密度低、回报代价低的偏远地域，网络摆设本钱高昂、性价比低，而且轻易受地形和地质灾难影响。在手机上引入卫星通讯技能，可以或许与其形成互补。
            固然在利用手机上，未引入卫星通讯技能与在引入卫星通讯技能并无太大差别，我们也是发送一样的短信和笔墨信息，和我们已往发的短信和笔墨信息并没有什么差别。但差别就在于，假如我们的手机没有插SIM卡，依赖手机卫星通讯技能，即便是在塔克拉玛干大戈壁的无人区如许的手机完全没有信号的地方，我们也可以把短信乐成发送出去。
            当可用资源有限时，劫难随时大概出现时，通过手机直连卫星通讯的意义庞大，卫星通讯具有“站得高、覆盖广”的自然上风，不但可以覆盖丛林、戈壁、海洋等地区，还能在劫难发生、基站被粉碎、田野遭遇不测时通过卫星通讯提供告急通讯功能，这无疑在拯救一个乃至无数生命。
            现实上，“手机直连卫星”并非新兴技能，早在上世纪80年代时已经有比力大型的终端机可以与卫星举行通讯，上世纪80年代末美国推出的铱星卫星移动通讯星座体系，就有雷同“年老大”的卫星电话。
            不外在其时，一些技能瓶颈限定了这项技能进入大众消耗者的视野。功能相对单一，资费高昂，现实利用的频率并不高。以是，早期概念鼓起时，这项技能只在科考等特别范畴形成了财产体系，不能算是消耗级手机。
            而如今，“手机直连卫星”之以是再被关注，来自航天奇迹的局势所趋。随着航天科技的不停进步，卫星财产得到了高效发展。一箭多星发射技能、运载火箭可接纳技能等的出现，让深空探索的本钱不停低落。随着当代移动通讯、电子元器件和卫星工程等技能的飞速发展，卫星通讯体系在很大水平上办理了用户接入、通话质量、数据传输和建立本钱等题目。
            跟已往相比，如今的手机设置更加先辈；卫星的研制本钱越来越低；一箭多星发射技能、运载火箭可接纳技能的出现，既收缩了卫星摆设周期，又低落了摆设本钱。这些进步，都为手机实现卫星通讯提供了条件和时机。
            从手机财产角度来看，现在市场竞争猛烈，手机同质化严峻，急需新形态的技能资助财产破局。多家厂商开始把新的竞争赛道定位得手机直连卫星通讯技能，这是面向将来结构的紧张一环，对实现网络+终端+场景全方位融合意义庞大。
            

            
            手机卫星通讯另有多远？
            从技能原理角度来看，卫星通讯和运营商蜂窝网络通讯的焦点区别就是它不必要地面基站，直接使用卫星作为中继吸收和转发信号，并将无线电信号放大，实现手机、卫星、地面站之间的通讯。
            手机跟卫星直连，就是手机直接能担当卫星的信号，假如卫星功率很大、能量很强，假如手机充足敏捷，就能收到卫星在天上发的信号。卫星越高，发射的信号就越难被手机吸收，因此比年来许多企业都开始研制发射低轨卫星。但即便是低轨卫星，想要实现手机卫星通讯的贸易化，都不是件轻易的事。
            低轨卫星，间隔地面更近，相较于高轨道卫星，更轻易给地面用户提供信号服务。简朴来说，就即是是把基站吊在了天上，固然间隔轻微远了点。不外，固然低轨卫星实现了手机通讯，但能提供的带宽速率却极低。
            要知道5G的带宽速率能到达1Gbps，4G的带宽速率是300Mbps，而此前T-Mobile卫星通讯技能提供的带宽速率却仅有2-4 Mbps，乃至只够打打电话、发发图片。而马斯克的传统星链重要利用卫星通讯专用频段，基于已有的卫星数目上风，现在可以到达约莫300Mbps的服务速率。
            至于为什么手机不能实现更高的卫星通讯速率，则和手机硬件有很大关系，尤其是天线的范例，如今的手机都是内置天线，专用的卫星电话，会有更大更醒目标天线。根据天线原理，天线的长度为无线电信号波长的1/4时，天线的发射和吸收转换服从较高，比鞭状天线的信号收发本领更强的，是碟状天线，也就是各人常见的“锅”。碟状天线，只要朝向对得准，就可以实现较好的通讯结果。但题目是，哪部手机，乐意背着如许的“锅”？
            以是，在现在卫星带宽速率受限的环境下，手机只能发送文本等小数据量的信息，无法实现高速上网。华为Mate50系列的“手机直连卫星”，以及苹果即将推出的“手机直连卫星”都是“有条件”的“直连”，且毗连的是都是低速率的通讯卫星，是有条件的在特定环境下利用的低频率、窄带的办理方案，支持短信、短报文这类小数据量的应用。因此，现在只是基于地面基站的移动通讯的增补。
            除带宽容量外，手机直连卫星也偶然间和空间的限定。据苹果先容，在可以或许清楚看到天空的情况中，用iPhone 14发送一条卫星消息用时不到15秒，而在树荫等有遮挡的地方大概必要几分钟。另据华为官网先容，华为Mate 50 Pro需在空旷无掩藏处利用。
            随之而来的另有尺度化题目。地面移动通讯也就是手机通讯由于面临的是平凡消耗市场，体量巨大同时又对代价非常敏感。这就驱动动手机的技能和通讯体制，在从2G到3G，再到4G和本日的5G的过程中，渐渐地尺度化。尺度化有利于冲破壁垒，促进互联互通并扩大市场体量。
            然而，卫星通讯各装备厂家间的尺度互不兼容，将市场分割得非常碎片化，导致用户少，装备和运营本钱高，这反过来又限定了用户的增长。
            

            
            被等待的6G期间
            固然手机卫星通讯依然面对诸多困难，但架不住技能的趋势。
            当前，华为、苹果等公司的手机直连卫星完成了从0到1的超过，手机厂商的纷纷入局，收购魅族的星纪期间公开表现，将推出环球首款直连低轨卫星的消耗级手机；谷歌也已确认，在下一版本的安卓体系中提供手机毗连卫星的功能；美国Space X公司与美国电信巨头T-Mobile US共同公布建立技能同盟，2023年开始通过T-Mobile向消耗者提供手机直连第二代星链卫星的服务。在如许的配景下，更多终端财产链也开始关注手机卫星通讯。
            固然手机引入卫星通讯技能并不是新生事物，但在本日，它的内在已经发生深刻变革。显然，手机厂商们不会停顿在单一功能大概单一场景的升级中，而是聚焦在更远方，面向着更先辈的下一代通讯网络——6G期间。
            固然当前6G并没有一个正确的界说，但6G的通讯指标已然被寄予有超出5G的高速率、大带宽、低时延，也在5G底子上从服务人、人与物，进一步拓展到支持智能体的高效互联，实现空天地一体化的环球无缝覆盖。
            6G的愿景之一就是实现环球通讯的无缝全域覆盖，但在广袤的地球上实现这个目的比力困难，好比在大片的海洋、戈壁无人区等地区，建立基站既不实际也不经济。而卫星通讯作为6G期间最紧张的潜伏技能，则是地面通讯网络的紧张增补。卫星通讯+地面通讯可以或许真正实现更好的全域覆盖体验。面对6G期间卫星组网高概率出现的大概，手机厂商们提前摆设卫星通讯本领，可以提前为6G期间的到来做铺垫。
            别的，面向6G期间，运营商、零部件厂商、装备商等整个卫星通讯财产链上卑鄙都在积极结构。手机厂商假如到场此中，可以激活财产的连锁反应。到场与否的效果，决定着是否与卫星通讯的代价绝缘。抢跑的手机厂商，对于手机卫星通讯范畴的将来发展有着引领行业的先导作用。
            将来手机毗连卫星通讯是局势所趋。毗连低轨道通讯卫星、信息压缩技能，各财产的协同，这些渐渐探索和不停美满的步伐共同为6G期间的到来夯实底子。将来手机卫星通讯的财产生态和贸易模式也被一点点勾勒出新的容貌。
            在将来的移动通讯体系中，这种深度融合的无缝全域覆盖网络将具有更高的机动性、韧性和便利性。随着业界对通讯需求的深度发掘，以及在应用、技能和利用规则等方面积极探索和实验，带有卫星通讯的手机将给消耗者的生存带来更多便利。
            文/陈根