中國(guó)這項(xiàng)讓衛(wèi)星通訊變“生命通道”的技術(shù)，升級(jí)了

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導(dǎo)語(yǔ)：智能手機(jī)是現(xiàn)代人類(lèi)使用時(shí)長(zhǎng)最高的終端設(shè)備，與人類(lèi)生活密不可分。不斷地提升手機(jī)功能，進(jìn)一步為人們提供服務(wù)支持，是現(xiàn)代手機(jī)開(kāi)發(fā)的重要課題。

如今，我國(guó)衛(wèi)星通訊手機(jī)研發(fā)的成功標(biāo)志著衛(wèi)星通訊技術(shù)將走進(jìn)大眾生活。衛(wèi)星通信手機(jī)，不受地面網(wǎng)絡(luò)信號(hào)限制，通過(guò)手機(jī)軟件就能夠?qū)崿F(xiàn)與北斗衛(wèi)星的通訊。若你擁有一部衛(wèi)星通訊手機(jī)，關(guān)鍵時(shí)刻它將成為生命通道。

一、手機(jī)衛(wèi)星通信的前世今緣

1.“銥星計(jì)劃”

上世紀(jì)末，摩托羅拉公司率先提出了手機(jī)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的方案，即向太空發(fā)射77顆衛(wèi)星，因77是金屬元素‘銥’的電子數(shù)量，因此稱(chēng)為“銥星計(jì)劃”。摩托羅拉最初方案代替全球基站通訊，提供一個(gè)全球通信平臺(tái)，若該計(jì)劃獲得成功摩托羅拉將成為移動(dòng)通訊的主宰者。

由于整個(gè)銥星計(jì)劃耗資太大、耗時(shí)太長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)十幾年才推出銥星手機(jī)，而同時(shí)蜂窩通訊技術(shù)獲得突破，各大移動(dòng)通訊公司投入巨大資源建造基站，打敗了銥星計(jì)劃，讓這項(xiàng)充滿(mǎn)野心的技術(shù)最終流產(chǎn)。

銥星計(jì)劃

2.衛(wèi)星通訊手機(jī) “王者歸來(lái)”

支持北斗衛(wèi)星服務(wù)的大眾智能手機(jī)已經(jīng)開(kāi)始走進(jìn)市場(chǎng)，在無(wú)地面網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋的情況下，通過(guò)手機(jī)自帶的軟件就能夠與北斗衛(wèi)星通訊，發(fā)送文字信息和位置信息，保持外界通訊。此前該消息已經(jīng)引爆了全球手機(jī)行業(yè)，獲得廣泛關(guān)注。

不難看出，衛(wèi)星通訊是一項(xiàng)手機(jī)輔助技術(shù)，即在諸如野外、海洋以及各種無(wú)人區(qū)，手機(jī)可以成為一部衛(wèi)星通訊設(shè)備，常規(guī)環(huán)境下還能像平常手機(jī)一樣使用。

誰(shuí)也無(wú)法預(yù)測(cè)未來(lái)和意外哪一個(gè)先來(lái)，而衛(wèi)星通訊手機(jī)就是你手中一個(gè)保險(xiǎn)，其價(jià)值遠(yuǎn)不止一部手機(jī)那么簡(jiǎn)單。

手機(jī)衛(wèi)星通訊示意圖

二、手機(jī)衛(wèi)星通訊的關(guān)鍵技術(shù)有哪些

1.北斗短報(bào)文通訊

北斗短報(bào)文通信是手機(jī)衛(wèi)星通信的關(guān)鍵，其中涉及三個(gè)對(duì)象，包括手機(jī)端、主控站、北斗星，兩個(gè)鏈路，包括北斗星間鏈路、星地鏈路。

其最大優(yōu)勢(shì)在于獨(dú)特的星間鏈路技術(shù)，能夠降低對(duì)地面網(wǎng)絡(luò)依賴(lài)，實(shí)現(xiàn)更加靈活的通訊，提供全方位的通訊支持[1-2]。

星間鏈路技術(shù)示意圖[3]

信息發(fā)送過(guò)程：手機(jī)端-星地鏈路-北斗星-星間鏈路-星地鏈路-主控站，主控站對(duì)報(bào)文信息進(jìn)行處理。

信息接收過(guò)程：處理后的信息將按照發(fā)送過(guò)程原路返回，發(fā)信用戶(hù)的報(bào)文數(shù)據(jù)在成功接入報(bào)文服務(wù)星后，該星會(huì)返回一個(gè)接入成功的確認(rèn)信號(hào)，而收信用戶(hù)在成功接收?qǐng)?bào)文后會(huì)向主站發(fā)送一個(gè)回執(zhí)信息[3]。

手機(jī)衛(wèi)星通訊交互示意圖[3]

2.短報(bào)文芯片

基于手機(jī)應(yīng)用的短報(bào)文芯片：為了實(shí)現(xiàn)北斗短報(bào)文通信功能，在原有基礎(chǔ)上需要增加短報(bào)文芯片，短報(bào)文芯片通常需要實(shí)現(xiàn)通信、射頻、基帶等一體化的功能，同時(shí)還需要控制體積，以便滿(mǎn)足嵌入手機(jī)使用的要求。該過(guò)程實(shí)現(xiàn)不換卡、不換號(hào)、不增加外部設(shè)備，就可以與北斗衛(wèi)星通信的效果。

自主化短報(bào)文芯片研制：針對(duì)能夠應(yīng)用于北斗通信的手機(jī)芯片，中國(guó)相關(guān)部門(mén)及企業(yè)，聯(lián)合完成了國(guó)內(nèi)首顆手機(jī)北斗短報(bào)文通信射頻基帶一體化芯片（“短報(bào)文芯片”）研制，通過(guò)攻克衛(wèi)星通信與芯片結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大眾智能手機(jī)衛(wèi)星通信能力，建成北斗三號(hào)短報(bào)文通信服務(wù)平臺(tái)，全球首創(chuàng)將短報(bào)文通信服務(wù)融入大眾手機(jī)。

自主短報(bào)文芯片研制發(fā)布會(huì)

三、手機(jī)通訊的新未來(lái)在哪里

1.“星鏈計(jì)劃”

馬斯克要打造一個(gè)由4.2萬(wàn)顆衛(wèi)星組成的全球互聯(lián)網(wǎng)，這讓我們不由自主地想起摩托羅拉的“銥星計(jì)劃”。然而，時(shí)過(guò)境遷，馬斯克瞄準(zhǔn)的是下一代的互聯(lián)網(wǎng)通訊方案，他的設(shè)想與摩托羅拉是異曲同工。至于未來(lái)怎么樣，暫沒(méi)有人敢下結(jié)論，但馬斯克已經(jīng)走在路上。

2.天地融合

現(xiàn)實(shí)而言，一些特殊區(qū)域無(wú)法建設(shè)基站，經(jīng)濟(jì)落后的國(guó)家、地區(qū)，同樣缺乏建設(shè)基站投資，而衛(wèi)星通訊將提供對(duì)應(yīng)的解決方案，衛(wèi)星覆蓋面積遠(yuǎn)大于基站。未來(lái)衛(wèi)星通訊將是最有希望解決飛機(jī)上網(wǎng)的技術(shù)方案，屆時(shí)人們就可以在漫長(zhǎng)旅行中進(jìn)行工作、娛樂(lè)。此外，在海洋上無(wú)法大面積建設(shè)基站的問(wèn)題也將在未來(lái)得以解決。

隨著技術(shù)不斷發(fā)展完善，當(dāng)其通訊能夠接近基站通訊，其應(yīng)用也將會(huì)獲得更深層推廣，也將和基站網(wǎng)絡(luò)形成“天地融合”，協(xié)同發(fā)展的局面。甚至有專(zhuān)家提出，未來(lái)世界將會(huì)以衛(wèi)星通信為主，地面通信為輔。

天地融合概念

3.物聯(lián)網(wǎng)6G時(shí)代

5G網(wǎng)絡(luò)目前已全面推廣，而6G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在路上。6G網(wǎng)絡(luò)的核心就是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信和地面無(wú)線(xiàn)的融合，整個(gè)世界將會(huì)是全方位的無(wú)線(xiàn)通信世界，物聯(lián)網(wǎng)將滲透到人們生活中的方方面面，諸如遠(yuǎn)程操控駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)、遠(yuǎn)程教育等。

在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電信衛(wèi)星系統(tǒng)、地球圖像衛(wèi)星系統(tǒng)和6G地面網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動(dòng)支持下，網(wǎng)絡(luò)下載將達(dá)到1TB/s，人們將會(huì)處于一個(gè)無(wú)延遲的世界。衛(wèi)星通訊也將利用大量的衛(wèi)星，融合到6G世界，為6G構(gòu)建底層支持。

總結(jié)：

大眾化衛(wèi)星通訊手機(jī)到來(lái)，掀開(kāi)了衛(wèi)星通訊技術(shù)應(yīng)用的新篇章，像啟動(dòng)的復(fù)興號(hào)，高速發(fā)展的趨勢(shì)已肉眼可見(jiàn)。追求通訊速率和傳播量，實(shí)現(xiàn)與地面基站相同的通訊效果，是其發(fā)展的必然趨勢(shì)，也促使大量企業(yè)、機(jī)構(gòu)開(kāi)展更為先進(jìn)的研究，為人類(lèi)探索出更優(yōu)化的高質(zhì)量通訊服務(wù)技術(shù)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊長(zhǎng)風(fēng).進(jìn)入全球服務(wù)新時(shí)代的北斗系統(tǒng)[J].衛(wèi)星應(yīng)用,2022(04):8-9.

[2]李申陽(yáng),王海濤,張佳培,田廣宇,于雪暉.北斗星間鏈路系統(tǒng)全球通信保障效能分析[J].電子設(shè)計(jì)工程,2022,30(13):33-37.

[3]鄭家駒. 北斗全球短報(bào)文接入策略研究[D].中國(guó)科學(xué)院大學(xué),2020.