這幾天，關(guān)于衛(wèi)星手機(jī)的新聞又火了。

據(jù)媒體報道，將于9月6日發(fā)布的華為Mate 50系列手機(jī)將具備衛(wèi)星通信能力在沒有網(wǎng)絡(luò)的地方，可以通過衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送緊急信息

無獨(dú)有偶，又有小道消息稱蘋果iPhone 13有連接衛(wèi)星的硬件但是蘋果沒有和運(yùn)營商討論合作模式，所以沒有公開在未來的iPhone 14上，這個功能很可能會實現(xiàn)

言下之意，華為和蘋果都在衛(wèi)星通信方面發(fā)力似乎又出現(xiàn)了新的賽道

那么，真的是這樣嗎手機(jī)的衛(wèi)星時代真的開始了嗎

今天的文章，小棗君就給大家深度解讀一下。

通信頻率問題

最近幾年來，有關(guān)衛(wèi)星通信的新聞一直是媒體和公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。

尤其是馬斯克做了之后，每三天就有新聞，炒作衛(wèi)星通信對地面蜂窩移動通信的威脅，對5G的威脅。

其實這些猜測很多都缺乏基本的溝通知識除了暴露一些人急功近利，主要是為了服務(wù)流量和資本運(yùn)作

衛(wèi)星通信，無論現(xiàn)在還是將來，都不可能取代地面移動通信，成為人類的主要通信手段。

接下來，讓我解釋一下為什么—

首先，我們要明白并牢記，任何無線通信系統(tǒng)都是基于無線電磁波的。

無線電磁波有一個重要的屬性參數(shù)，就是頻率。

不同頻率的無線電磁波有不同的特性，如下圖所示:

宏觀上主要分為光波和電波。

目前，我們的無線通信主要使用無線電波早期使用的低頻，中頻電磁波正逐漸向高頻甚至太赫茲發(fā)展還有科學(xué)家在研究可見光通信

這部分無線電磁波看似有很多頻率資源，但實際上每一個頻率都是政府相關(guān)部門為了其相應(yīng)的用途而指定的。

從用戶的角度來說，這些頻段分為軍用，專網(wǎng)，運(yùn)營商等等。

另外還有ISM無授權(quán)頻段，不需要申請授權(quán)就可以使用，比如我們的Wi—Fi頻段。

誰也不能隨意占用頻率比如我自己發(fā)明了一個無線通信設(shè)備，然后占用了運(yùn)營商的800MHz頻段在這個頻段發(fā)射無線信號，這是違法的

用手機(jī)進(jìn)行衛(wèi)星通信首先要考慮的問題是:它用的是什么頻段。

不知道大家有沒有注意到，我們拿到新手機(jī)的時候，會看到背面有一個藍(lán)色的標(biāo)簽:

這個標(biāo)簽就是手機(jī)的入網(wǎng)許可證任何一款手機(jī)型號上市之前，廠商都要先拿到工信部做入網(wǎng)測試只有通過測試后，才會頒發(fā)證書

這意味著國家對每一款電子產(chǎn)品都有嚴(yán)格的要求，尤其是具有無線信號收發(fā)功能的產(chǎn)品:要求收音機(jī)的工作頻率必須符合國家相關(guān)規(guī)定和產(chǎn)品的合法使用。

我們的手機(jī)設(shè)計用于三個頻段:

小米機(jī)型支持的頻段

第二個是Wi—Fi和藍(lán)牙這就是我前面說的免執(zhí)照頻譜，ISM頻段只要發(fā)射功率符合要求，就可以直接使用

三是衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作頻段我們的手機(jī)現(xiàn)在支持GNSS衛(wèi)星定位，可以發(fā)送和接收衛(wèi)星信號GNSS系統(tǒng)有很多種，比如美國的GPS，中國的北斗，歐洲的伽利略等等

許多衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)

所以，問題來了很多人每天都吵著要手機(jī)通過衛(wèi)星通訊如果他們真的想交流，用什么頻段

衛(wèi)星通信屬于空間無線電通信，已經(jīng)超出了一個主權(quán)國家的無線電管理能力因此，使用衛(wèi)星通信的工作頻率資源應(yīng)向國際電聯(lián)提出申請

ITU—R對申請程序和規(guī)則有明確的文件和嚴(yán)格的要求，往往與衛(wèi)星軌道資源的申請同時進(jìn)行。

衛(wèi)星通信工作在微波頻段，頻率范圍為1GHz~40GHz按頻段可分為:L，S，C，X，Ku，K，Ka其中K波段由于處于大氣吸收損耗影響最大的頻率窗口，不適合衛(wèi)星通信

值得一提的是Ka頻段。

由于C波段和Ku波段已接近飽和，無法承載更多業(yè)務(wù)，Ka波段逐漸流行起來Ka波段比Ku波段更易受天氣影響，但它有更大的工作帶寬和更高的信號強(qiáng)度

反正衛(wèi)星通信頻段和運(yùn)營商蜂窩通信頻段是不一樣的目前市面上銷售的普通手機(jī)根本不支持通信衛(wèi)星的無線工作頻率，自然無法與衛(wèi)星通信

前面說過，手機(jī)可以和GPS，北斗這些定位導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行通信嚴(yán)格來說，它不是一顆通信衛(wèi)星但是，我們國家的北斗是牛逼的除了定位，導(dǎo)航，授時服務(wù)，它還比GPS多了一項功能，那就是短消息通信能力

也就是說，除了位置信息之外，它還可以執(zhí)行短消息通信有多短最多78個十進(jìn)制數(shù)字/英文數(shù)字，或39個漢字

前面提到的華為MATE 50的衛(wèi)星通訊功能就是指的這個借助北斗定位衛(wèi)星的短報文通信信道，在緊急情況下，可以收發(fā)短報文進(jìn)行應(yīng)急通信

目前市面上的手機(jī)都不支持通信衛(wèi)星的頻段那么，可以添加嗎

沒那么簡單。

手機(jī)對通信頻段的支持不僅僅是增加一個天線涉及到SoC芯片，基帶，射頻，軟件的改造，是一項非常龐大復(fù)雜的工作

不是不可能，而是沒有意義。

因為大部分情況下手機(jī)都有基站信號或者Wi—Fi信號，不需要為極少數(shù)情況增加不必要的成本。

和這輛水陸兩棲車一樣。

有了車和船的功能，也不是不可以但價格會翻倍，利用率極低，不利于汽車的普及

那么如果手機(jī)不改裝，不支持現(xiàn)有衛(wèi)星通信的工作頻率，是不是就沒有辦法進(jìn)行衛(wèi)星通信了。

不完全是。

我們可以換個思路如果手機(jī)不支持衛(wèi)星通信頻率，為什么不直接讓衛(wèi)星使用地面蜂窩基站的頻率

事實上，美國運(yùn)營商T—Mobile和馬斯克在他們的新項目中就是這么做的他們讓衛(wèi)星使用5G頻段的一部分，改進(jìn)天線，然后向地面發(fā)送無線通信信號

這種工作方式，有一個重要前提，就是必須使用低軌道衛(wèi)星。

這些年來，衛(wèi)星通信有一個很重要的發(fā)展趨勢，就是低軌衛(wèi)星的興起。

在過去，發(fā)射衛(wèi)星的成本非常高，所以希望一顆衛(wèi)星能夠覆蓋很大的區(qū)域如果你想覆蓋很大的區(qū)域，你必須把衛(wèi)星放得更高

高軌道衛(wèi)星雖然覆蓋面積大，但由于距離遠(yuǎn)，通信比較困難當(dāng)時的通信技術(shù)還不是很成熟，所以無線信道的帶寬比較低，通信速率也比較慢這種低速率的通信只能勉強(qiáng)滿足定位導(dǎo)航的要求

現(xiàn)在伴隨著技術(shù)的成熟，一發(fā)N星技術(shù)的廣泛應(yīng)用，發(fā)射衛(wèi)星的成本降低了以Musk Space—X為代表的私人公司采用火箭回收技術(shù)，進(jìn)一步降低了衛(wèi)星發(fā)射的成本，使得鋪設(shè)大量低軌道通信衛(wèi)星成為可能

密集恐懼癥和謹(jǐn)慎

距離地面較近的低軌衛(wèi)星，如果不考慮天氣因素，可以為地面用戶提供信號服務(wù)，因為它們都覆蓋了視線。

SpaceX的軌道高度原來是1110公里到1325公里，后來降低到540到570公里。

簡單來說，相當(dāng)于把基站掛在天上，也就是稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)的地方。

那么，T—Mobile用這種衛(wèi)星通信技術(shù)能提供的帶寬速率是多少呢。

2—4 Mbps .

馬斯克的SpaceX通信衛(wèi)星主要使用專用頻段進(jìn)行衛(wèi)星通信基于現(xiàn)有衛(wèi)星數(shù)量的優(yōu)勢，目前可以達(dá)到300Mbps左右的服務(wù)速率

立正！SpaceX通信衛(wèi)星屬于常規(guī)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，不是手機(jī)達(dá)到這個速率，而是它配備的衛(wèi)星通信設(shè)備這個設(shè)備有一個鍋和一個路由器等等

SpaceX通信衛(wèi)星設(shè)備開箱

SpaceX通信衛(wèi)星設(shè)備天線部署狀態(tài)

那么，為什么手機(jī)不能實現(xiàn)更高的衛(wèi)星通信速率呢。

這和手機(jī)硬件有很大關(guān)系尤其是天線的類型

天線類型問題

基于中學(xué)物理知識，低頻無線信號衍射能力更強(qiáng)，傳播距離更遠(yuǎn)這與衛(wèi)星通信的場景相匹配

鞭狀天線的信號接收和發(fā)射能力畢竟較弱比它強(qiáng)的是碟形天線，也就是俗稱的鍋

只要碟形天線朝向正確，就能達(dá)到更好的通信效果。

那么，我想問一下，如果手機(jī)進(jìn)行衛(wèi)星通信，你愿意在手機(jī)上再背一個鍋嗎那么這個鍋，你還是努力找準(zhǔn)方位吧

就算你愿意背這個鍋，你還是面臨一個問題——傳遞信號的問題。

手持通信終端，發(fā)射功率受到嚴(yán)格限制你不會想拿個微波爐在手里交流吧

衛(wèi)星用手機(jī)毫瓦的無線發(fā)射功率接收這個信號有多難你可以自己想象

更有甚者，成千上萬甚至上百萬的手機(jī)向太空中的衛(wèi)星發(fā)送信號你認(rèn)為衛(wèi)星能捕捉所有信號嗎

馬斯克的SpaceX通信衛(wèi)星也存在上行速率不足的問題這是個死胡同

容量問題

好吧，我們繼續(xù)分析。

接下來說容量。

馬斯克的SpaceX通信衛(wèi)星，號稱12000顆衛(wèi)星，用來覆蓋全球中國平均960萬平方公里，地球覆蓋5.1億平方公里，約占1.88%只有226顆衛(wèi)星

那么，地面基站的數(shù)量呢。

全國基站總數(shù)約為1035萬個僅中國移動就有約550萬個席位

226 vs 5500000，傻子也看得出來這里面沒有替代關(guān)系如果沒有地面蜂窩基站，我們需要多少顆衛(wèi)星才能讓所有人高速上網(wǎng)

退一步說，即使衛(wèi)星可以承擔(dān)點(diǎn)對點(diǎn)的移動寬帶連接的海量需求，但是如果信號回傳了怎么辦數(shù)據(jù)中心都在地上，云服務(wù)也在地上不送回去是不行的

目前5G基站覆蓋面積從幾平方公里到幾十平方公里，正向傳輸?shù)膸挶仨氝_(dá)到幾百個用戶25Gbps衛(wèi)星通信，能否實現(xiàn)與地面站25Gbps的通信速率

之前我們國家在一顆衛(wèi)星上做過試驗任務(wù)，使用的是高速高階相干激光通信終端，實現(xiàn)了10Gbps的傳輸速率。

看起來和25Gbps差別不大，但這是無線通信，穩(wěn)定性和抗干擾性遠(yuǎn)不如光纖而且衛(wèi)星的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于基站如果要和陸地基站比，其數(shù)量需求是巨大的

室內(nèi)覆蓋問題

簡而言之，如果衛(wèi)星通信取代了地面蜂窩基站通信，那么，室內(nèi)信號被覆蓋了怎么辦地下室，隧道，怎么辦萬一天氣不好，我該怎么辦

結(jié)論

說了這么多，大家應(yīng)該明白了衛(wèi)星通信不能完全取代地面蜂窩通信系統(tǒng)如果有人告訴你通信衛(wèi)星會取代基站，那不是蠢就是壞

作為一種特殊的通信技術(shù)，衛(wèi)星通信的角色定位仍然是對地面蜂窩通信系統(tǒng)的補(bǔ)充。

衛(wèi)星通信有三種應(yīng)用領(lǐng)域:

2.海洋和天空場景，如帆船和民用飛機(jī)，對衛(wèi)星通信有著強(qiáng)烈的需求尤其是民航，最近幾年來商務(wù)人士等高價值人群對空中通信的需求非常大，此類應(yīng)用發(fā)展迅速

3.緊急救援場景當(dāng)?shù)卣穑樗茸匀粸?zāi)害發(fā)生，地面通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要使用衛(wèi)星進(jìn)行應(yīng)急通信

看待衛(wèi)星通信，一定要理性客觀其市場容量與蜂窩移動通信不在一個級別但是，它所面對的細(xì)分市場確實有很大的發(fā)展空間

最近幾年來，3GPP的NTN，SaT5G和TC12都在研究空地一體化通信。

我覺得市場潛力是有的，只是沒我想的那么大NTN尤其注重衛(wèi)星通信與5G的融合，是衛(wèi)星對5G的補(bǔ)充這不是從蜂窩通信開始另起爐灶大家應(yīng)該有個基本的了解

除了技術(shù)瓶頸，衛(wèi)星通信還涉及法律，環(huán)境，政治等一系列因素限于篇幅，我就不一一介紹了

鄭重聲明：此文內(nèi)容為本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載企業(yè)宣傳資訊，目的在于傳播更多信息，與本站立場無關(guān)。僅供讀者參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。