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救人水火的卫星通信,发展到了哪一步?

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救人水火的卫星通信,发展到了哪一步?

2023/08/08 17:50

近期,华北的洪水倾袭和山东的地震牵动人心。在无情的自然灾害中,基础设施的损毁导致的失联情况无疑增加了救援难度。而卫星通信则在其中可以发挥一定作用,基于这项技术,厂商可以开发更多功能,为用户提供独特的卫星连接技术,以实现在任何场景下的卫星通信,避免紧急情况下的失联等问题。

国家队“上场”

7月30日,北京房山区部分区域因持续暴雨而发生山洪,当地通信信号受到影响。得知消息后,中国电信组织抢修队伍赶赴现场,并在中国电信卫星公司的支撑下,紧急将第一批50部天通卫星电话送至受灾现场。至次日15时,完成全部180部卫星电话号码开通与调测。

作为防汛抗台的终端设备,中国电信天通卫星电话既可以作为普通智能手机使用,也能作为卫星通信系统使用,它不受自然灾害影响,全天候在网,抢险工作人员可通过天通卫星电话实现零障碍通信。

据了解,“天通卫星电话”业务是中国自主研发,自主运营的卫星电话,简称“天通”。它在城市公网环境中可以作为普通的智能手机使用,在传统地面移动通信网络覆盖不到或不稳定区域可以开启卫星通信模式,不受地面环境影响。可支持语音通信、短信发送、数据传输等一系列移动通信服务,适用于个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空客运等领域。

2020年4月,国家发改委首次明确了“新基建”范围,卫星互联网被纳入其中。国际电信联盟(ITU)披露文件显示,2020年9月,中国以“GW”为代号申报了两个低轨卫星星座,共计12992颗卫星。

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2021年,卫星互联网的“国家队”中国星网成立,分别在北京、重庆、上海、海南布局,星网应用承担卫星互联网应用产业发展任务,重庆星网研究院则致力卫星互联网地面系统建设及运行维护、仿真系统建设,是卫星互联网系统总体专业支撑单位。

据了解,星网应用还与长安汽车签订了合作协议,双方重点围绕卫星互联网移动通信、物联网、导航增强等功能,在车联网、自动驾驶、车辆感知等领域开展多形式、多层次的合作。

手机厂商抢先布局

目前,苹果iPhone 14系列和华为Mate 50系列、Mate Xs 2系列(这两个系列只能发送消息)、P 60系列、Mate X3系列和nova11 Ultra已经支持卫星通信,相应地,iOS系统、鸿蒙系统也都针对卫星通信功能做了底层适配。

相关机构拆解的iPhone 14系列手机显示,为了实现卫星通信功能,iPhone 14系列除了搭载高通X65基带以外,而且加入了卫星通信模块以及定制的频段组件,与其合作的是Globalstar卫星通信公司。不过,该技术主要用于北美,在中国区域并未能提供相关服务。

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苹果的卫星技术采用的是Globalstar公司的低轨通信卫星。低轨道卫星最大的问题是,绕地球运行周期较短,这就导致用户想要用iPhone来和卫星通信除了搜星之外,还要追随卫星的移动轨迹,让手机上的天线始终对准卫星。当用户使用这一功能时,就需要进行繁琐的操作。

苹果为了减少传送时间,通过自定义短文本压缩算法,可将消息大小减少3倍,同时在能够清楚看到天空的环境下,做到发送信息仅需15秒,还支持卫星共享。功能看起来虽然十分丰富,但实际上用户无法自定义信息内容,只能使用苹果预设的短语。

华为方面表示,当用户身处荒漠无人区、出海遇险、地震救援等无地面网络信号覆盖环境下,可通过华为的畅连App将文字和位置信息向外发出,与外界保持联系,获得搜救信息,并支持多条位置生成轨迹地图。

此前,华为Mate 50系列的卫星短报文功能,只能发送文字短消息,而且在众测阶段,只能发送系统预置的文字短消息,包含定位消息,当北斗卫星接收到短信后,再转发给运营商的卫星地面站,再转发给收信人。经过技术迭代,华为P 60系列、Mate X3系列和nova11 Ultra均支持了双向北斗卫星通信,不仅能实现没信号发送消息、位置,甚至还能无信号沟通。

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数月前,星纪魅族在高端机型魅族20 INFINITY上加入魅族天问S1多模卫星通讯芯片,借此在手机端实现双向收发卫星讯息功能,另外也强化吉利车款连动操作体验。此前,星纪时代(吉利集团控股企业,后与魅族合并为星纪魅族集团)曾提出过一个星纪互联技术,该技术通过5G+低轨卫星通信 + 近场通信实现全域覆盖,多端互联,从而达到让用户永不失联的目的,而低轨卫星的则是为该技术提供必不可少的通信支持。

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高通联发科暗暗发力

不久前,高通公司宣布推出两款支持卫星通信功能的调制解调器芯片组,高通212S调制解调器和高通9205S调制解调器。全新高通调制解调器芯片组赋能需要独立非地面网络(NTN)连接或NTN与地面网络混合连接的离网工业用例,支持物联网企业、开发者、ODM和OEM厂商利用实时信息及洞察以管理业务项目。

高通公司通过与NTN服务提供商Skylo合作,助力实现和运营这一全新连接方式。高通表示,全新调制解调器符合3GPP Release 17标准,支持地球静止轨道(GEO)或地球同步轨道(GSO)卫星的卫星通信,能够在全球范围实现连接,并提供便捷的终端设置和定位功能。两款芯片组均支持Qualcomm Aware平台,该平台可在偏远地区提供实时资产追踪和终端管理功能以支持关键决策。

其实在CES 2023上,高通就推出了Snapdragon Satellite,这是全球首个基于卫星的双向消息通信解决方案。高通计划将基于卫星的连接带到下一代安卓智能旗舰手机中,为安卓厂商提供一种类似苹果iPhone上卫星通信的功能。据悉,Snapdragon Satellite是卫星公司Iridium提供的解决方案,目前高通已经发布的骁龙8 Gen 2移动平台将内置这一方案,而使用该方案的旗舰手机将于今年下半年正式问世。

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高通介绍,Snapdragon Satellite将首先应用于紧急消息,在紧急时刻为用户提供紧急通信功能。高通表示,在信号不佳的地区和野外或者是农村都可以使用这一技术,这也就意味着这项技术的使用场景并没有局限在紧急场景下,而是任何时候用户都可以通过它来对外通信。据悉,这项技术将会先在智能手机上实现,后续也将拓展至笔记本、平板、物联网、汽车等多平台中。

在MWC 2023上,联发科展示了3GPP 5G非地面网络技术,将在之后为智能手机提供双向卫星通信应用支持。

联发科基于3GPP NTN标准的独立芯片组MT6825可集成到旗舰智能手机中,提供卫星通信体验。在未来几年内,联发科的卫星通信产品组合将基于3GPP 5G R17标准,发展IoT-NTN和NR-NTN技术。联发科即将推出的NR-NTN芯片组将为设备提供更高连接速率,适用于导航和实时通信等应用。

据介绍,IoT-NTN解决方案采用了独立的芯片组设计,易于设备制造商将双向卫星通信技术集成到智能手机等5G和4G设备中。不同于其他非标准化的解决方案,联发科采用3GPP R17 NTN开放标准,对OEM厂商或运营商而言,无需针对特定单一规格研发产品。联发科表示,首批采用联发科卫星通信技术的智能手机也将推出,更多设备将在今年陆续亮相。

除了支持3GPP R17 NTN标准,联发科称MT6825 IoT-NTN芯片组还具备其他多项功能:可连接地球同步轨道(GEO)卫星,易于转换为3GPP NTN标准卫星网络使用;允许设备自动接收来自卫星的信息;可助力设备拥有更长的电池续航时间,高度集成式设计有助于加速产品上市进程。

结语

尽管卫星通信能在关键时刻挽救生命,但是其仍在发展初期,还面临着多种挑战。随着用户需求的增长,带宽和频率资源变得越来越紧张。如何更有效地利用有限的频谱资源和扩大带宽是一个重要问题。其次,由于不同行业的发展趋势不同,卫星通信技术需要在多个领域中协调发展,如军民融合、空天一体化、新一代通信卫星等。

而且,卫星通信的传播时延也是一个问题。较大的卫星通信距离使得传播时延远大于地面网络,这可能会对实时通信产生不利影响。此外,卫星通信的应用场景广泛,涉及国家安全、经济发展、社会稳定等多个领域。因此,保障卫星通信的安全和可靠性至关重要。

为了应对这些挑战,还需要国家和企业共同攻关,探索新的技术和解决方案,进一步扩大国内卫星通信产业规模。


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