衛(wèi)星通信能取代5G網(wǎng)絡(luò)嗎?衛(wèi)星通話和常規(guī)通信的差異
衛(wèi)星通信系統(tǒng)實際上也是一種微波通信,它以衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)微波信號,在多個地面站之間通信,衛(wèi)星通信的主要目的是實現(xiàn)對地面的“無縫隙”覆蓋,由于衛(wèi)星工作于幾百、幾千、甚至上萬公里的軌道上,因此覆蓋范圍遠大于一般的移動通信系統(tǒng)。但衛(wèi)星通信要求地面設(shè)備具有較大的發(fā)射功率,因此不易普及使用。CES 2023上,高通正式發(fā)布Snapdragon Satellite(驍龍衛(wèi)星通信),也是全球首個可在高端智能手機上實現(xiàn)雙向通信的解決方案。
衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星端、地面端、用戶端三部分組成。衛(wèi)星端在空中起中繼站的作用,即把地面站發(fā)上來的電磁波放大后再返送回另一地面站,衛(wèi)星星體又包括兩大子系統(tǒng):星載設(shè)備和衛(wèi)星母體。地面站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口,地面用戶也可以通過地面站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路,地面站還包括地面衛(wèi)星控制中心,及其跟蹤、遙測和指令站。用戶端即是各種用戶終端。
在微波頻帶,整個通信衛(wèi)星的工作頻帶約有500MHz寬度,為了便于放大和發(fā)射及減少變調(diào)干擾,一般在星上設(shè)置若干個轉(zhuǎn)發(fā)器。每個轉(zhuǎn)發(fā)器被分配一定的工作頻帶。目前的衛(wèi)星通信多采用頻分多址技術(shù),不同的地球站占用不同的頻率,即采用不同的載波。比較適用于點對點大容量的通信。近年來,時分多址技術(shù)也在衛(wèi)星通信中得到了較多的應(yīng)用,即多個地球站占用同一頻帶,但占用不同的時隙。與頻分多址方式相比,時分多址技術(shù)不會產(chǎn)生互調(diào)干擾、不需用上下變頻把各地球站信號分開、適合數(shù)字通信、可根據(jù)業(yè)務(wù)量的變化按需分配傳輸帶寬,使實際容量大幅度增加。另一種多址技術(shù)是碼分多址(CDMA),即不同的地球站占用同一頻率和同一時間,但利用不同的隨機碼對信息進行編碼來區(qū)分不同的地址。CDMA采用了擴展頻譜通信技術(shù),具有抗干擾能力強、有較好的保密通信能力、可靈活調(diào)度傳輸資源等優(yōu)點。它比較適合于容量小、分布廣、有一定保密要求的系統(tǒng)使用。
除了類似iPhone 14的緊急通信,驍龍衛(wèi)星通信還能實現(xiàn)信息的收發(fā)。
此次,高通選擇的合作對象是Iridium(銥星公司),后者已經(jīng)在低軌道上部署了66顆衛(wèi)星組成的陣列。
按照高通的說法,驍龍衛(wèi)星通信功能會在下一代搭載驍龍8 Gen2的旗艦手機上出現(xiàn),下半年率先在部分地區(qū)上線。另外,Garmin(佳明)也會借助驍龍衛(wèi)星技術(shù)開啟應(yīng)急通信。
根據(jù)高通的現(xiàn)場測試,驍龍衛(wèi)星可在3秒內(nèi)發(fā)送一條基本的短信息。
據(jù)悉,在硬件端,驍龍衛(wèi)星通信依靠驍龍5G基帶-RF射頻元件,借助銥星的全天候L頻段。高通設(shè)想,驍龍衛(wèi)星通信功能今后還將擴展到手機以外的筆記本、平板、汽車、IoT等更廣泛的設(shè)備上。
銥星公司透露,已經(jīng)有幾款安卓手機在測試驍龍衛(wèi)星支持,關(guān)于如何收費的問題仍在研究。資料顯示,銥星首顆衛(wèi)星1997年入軌,1998年投入使用,2019年完成了升級,號稱目前日活百萬用戶。
在2023年上海兩會期間,九三學(xué)社上海市委在《關(guān)于長三角衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的建議》提案中指出,衛(wèi)星通信是國家新型基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,對于社會經(jīng)濟發(fā)展和國家安全具有重要戰(zhàn)略意義。
目前,我國以亞太6D和中星16為代表的高通量衛(wèi)星已正式使用。長三角作為衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),2021年已發(fā)布“G60星鏈”,計劃形成貫通星上關(guān)鍵零部件、星地系統(tǒng)集成、地面站及應(yīng)用終端、綜合信息服務(wù)、整星研發(fā)批產(chǎn)等環(huán)節(jié),代表企業(yè)有上海航天、微小衛(wèi)星中心等,已初步形成產(chǎn)業(yè)集聚。九三學(xué)社上海市委分析認為,在此方面有三個問題亟待解決:一是規(guī)?;瘧?yīng)用尚未形成,二是成本和組網(wǎng)能力有差距,三是國際競爭力不足。
在如何解決上述問題上,九三學(xué)社上海市委建議如下:
1、開展重點行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用試點,帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。高通量衛(wèi)星可滿足高信息速率的業(yè)務(wù)需求且單位帶寬成本較低。建議首先面向海事、航空、應(yīng)急管理等領(lǐng)域進行試點應(yīng)用,開展互聯(lián)網(wǎng)接入、移動寬帶、政府和企業(yè)專網(wǎng)、移動通信基站中繼與備份、物聯(lián)網(wǎng)傳輸、航空寬帶衛(wèi)星通信等細分業(yè)務(wù)。待應(yīng)用成熟后,逐步分階段轉(zhuǎn)民用,如在車載、船載、機載以及手持寬帶通信等方面,實現(xiàn)地面與衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的融合、衛(wèi)星通信技術(shù)與人工智能技術(shù)的融合等,降低終端價格和使用成本,形成規(guī)模效應(yīng)。
2、對接星網(wǎng)國家戰(zhàn)略,提升協(xié)調(diào)軌道頻譜資源和星座組網(wǎng)建設(shè)能力。在衛(wèi)星整機制造和發(fā)射、星上載荷、地面信關(guān)站和測運控中心、地面終端方面對接星網(wǎng)國家戰(zhàn)略,進行技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)布局,降低制造、發(fā)射和運營成本,增強占軌組網(wǎng)能力。加強衛(wèi)星通信空間干擾與抗干擾技術(shù)研究,為國家參與空間頻譜資源協(xié)調(diào)工作提供技術(shù)支撐。聯(lián)合星網(wǎng)共同制定產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準,促進衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)由國家戰(zhàn)略向民用化、產(chǎn)品化快速轉(zhuǎn)化,以星網(wǎng)為支柱,整合民營企業(yè)、高校等多方產(chǎn)學(xué)研主體,通過強大的工業(yè)體系和供應(yīng)鏈反向賦能。
3、建立長三角衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,加強國際合作。上海牽頭成立長三角衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,三省一市政府部門、科研單位、高等院校和有關(guān)企業(yè)共同參與,開展星地融合、天地一體化等系統(tǒng)技術(shù)研究。重點支持卡脖子衛(wèi)星通信芯片、核心元器件攻關(guān)。加強與國際主流星座OneWeb、Telesat等產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈合作,深化“一帶一路”沿線國家的落地應(yīng)用,發(fā)揮長三角地區(qū)完整產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,形成上下游協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。
為了方便大家閱讀,下文會歸納為如下幾個問題來進行逐一的闡述:
1、衛(wèi)星通話究竟是個什么東西,和常規(guī)通信有什么差異?
2、這個技術(shù)能夠給我們帶來什么樣的體驗提升?
3、即將在華為Mate50上出現(xiàn)的衛(wèi)星通信技術(shù)和馬斯克的星鏈技術(shù)有什么差異?
4、華為和iPhone實現(xiàn)衛(wèi)星通信在硬件上有何差異?
5、衛(wèi)星通信能取代5G網(wǎng)絡(luò)嗎?
1)衛(wèi)星通話和常規(guī)通信的差異:
目前手機通信的手段主要可以分為兩種——地面通信和衛(wèi)星通信。
其中地面通信顧名思義就是一種依賴于鋪設(shè)在地面的通信設(shè)備所組成的網(wǎng)絡(luò),其信號的接收步驟大體是這樣的:
地面通信(目前常用的通信手段)
手機發(fā)出信號-地面無線收發(fā)裝置(基站)-通過專用網(wǎng)絡(luò)(一般是鋪設(shè)在地面的光纖)進行遠距離傳輸-到達對應(yīng)網(wǎng)管中心-分發(fā)到地面啊無線收發(fā)裝置(基站)然后再傳輸?shù)綄?yīng)的手機上。
2023年1月8日,在中國信息通信研究院(以下簡稱“中國信通院”)主辦的“2023中國信通院ICT+深度觀察報告會”的主論壇上,中國信通院技術(shù)與標(biāo)準研究所副所長、無線和移動領(lǐng)域主席萬屹指出,到2027年,我國衛(wèi)星通信終端市場規(guī)模將達到10.2億美元,而在2020年,這一規(guī)模為4.5794億美元,占全球衛(wèi)星通信終端市場規(guī)模的8.54%。
作為目前衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)中最受關(guān)注的應(yīng)用側(cè),衛(wèi)星通信終端市場的興起也顯示出前者的崛起勢頭。統(tǒng)計顯示,目前全球在軌衛(wèi)星約達到5465顆,在建或已規(guī)劃的衛(wèi)星星座有近300個,全球太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)整體上呈現(xiàn)低軌化、星座化的趨勢,由此帶來的巨大市場,宣告太空新經(jīng)濟的時代大幕已經(jīng)徐徐拉開。
尤其是在中國,近年來,我國積極加速以低軌衛(wèi)星為主的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)?!吨袊?jīng)營報》記者注意到,截至2021年底,我國已注冊并有效經(jīng)營的商業(yè)航天企業(yè)數(shù)量超過400家,投融資規(guī)模破百億元,形成了國企領(lǐng)銜基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、民企投身商業(yè)航天發(fā)射的主要格局。
更加重要的是,全球衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式重塑,推動了產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,“得益于‘一箭多星’‘可回收火箭’‘批量化衛(wèi)星生產(chǎn)’等技術(shù)的發(fā)展和革新,衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)效率不斷提升,成本大幅降低,產(chǎn)業(yè)發(fā)展正呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢?!比f屹表示。