中國這項讓衛星通訊變“生命通道”的技術,升級了

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導語:智能手機是現代人類使用時長最高的終端設備,與人類生活密不可分。不斷地提升手機功能,進一步爲人們提供服務支持,是現代手機開發的重要課題。

如今,我國衛星通訊手機研發的成功標誌着衛星通訊技術將走進大衆生活。衛星通信手機,不受地面網絡信號限制,通過手機軟件就能夠實現與北斗衛星的通訊。若你擁有一部衛星通訊手機,關鍵時刻它將成爲生命通道。

一、手機衛星通信的前世今緣

1.“銥星計劃”

上世紀末,摩托羅拉公司率先提出了手機衛星通信系統的方案,即向太空發射77顆衛星,因77是金屬元素‘銥’的電子數量,因此稱爲“銥星計劃”。摩托羅拉最初方案代替全球基站通訊,提供一個全球通信平臺,若該計劃獲得成功摩托羅拉將成爲移動通訊的主宰者。

由於整個銥星計劃耗資太大、耗時太長,經過十幾年才推出銥星手機,而同時蜂窩通訊技術獲得突破,各大移動通訊公司投入巨大資源建造基站,打敗了銥星計劃,讓這項充滿野心的技術最終流產。

2.衛星通訊手機 “王者歸來”

支持北斗衛星服務的大衆智能手機已經開始走進市場,在無地面網絡信號覆蓋的情況下,通過手機自帶的軟件就能夠與北斗衛星通訊,發送文字信息和位置信息,保持外界通訊。此前該消息已經引爆了全球手機行業,獲得廣泛關注。

不難看出,衛星通訊是一項手機輔助技術,即在諸如野外、海洋以及各種無人區,手機可以成爲一部衛星通訊設備,常規環境下還能像平常手機一樣使用。

誰也無法預測未來和意外哪一個先來,而衛星通訊手機就是你手中一個保險,其價值遠不止一部手機那麼簡單。

二、手機衛星通訊的關鍵技術有哪些

1.北斗短報文通訊

北斗短報文通信是手機衛星通信的關鍵,其中涉及三個對象,包括手機端、主控站、北斗星,兩個鏈路,包括北斗星間鏈路、星地鏈路。

其最大優勢在於獨特的星間鏈路技術,能夠降低對地面網絡依賴,實現更加靈活的通訊,提供全方位的通訊支持[1-2]。

信息發送過程:手機端-星地鏈路-北斗星-星間鏈路-星地鏈路-主控站,主控站對報文信息進行處理。

信息接收過程:處理後的信息將按照發送過程原路返回,發信用戶的報文數據在成功接入報文服務星後,該星會返回一個接入成功的確認信號,而收信用戶在成功接收報文後會向主站發送一個回執信息[3]。

2.短報文芯片

基於手機應用的短報文芯片:爲了實現北斗短報文通信功能,在原有基礎上需要增加短報文芯片,短報文芯片通常需要實現通信、射頻、基帶等一體化的功能,同時還需要控制體積,以便滿足嵌入手機使用的要求。該過程實現不換卡、不換號、不增加外部設備,就可以與北斗衛星通信的效果。

自主化短報文芯片研製:針對能夠應用於北斗通信的手機芯片,中國相關部門及企業,聯合完成了國內首顆手機北斗短報文通信射頻基帶一體化芯片(“短報文芯片”)研製,通過攻克衛星通信與芯片結合關鍵技術,實現了大衆智能手機衛星通信能力,建成北斗三號短報文通信服務平臺,全球首創將短報文通信服務融入大衆手機。

三、手機通訊的新未來在哪裡

1.“星鏈計劃”

馬斯克要打造一個由4.2萬顆衛星組成的全球互聯網,這讓我們不由自主地想起摩托羅拉的“銥星計劃”。然而,時過境遷,馬斯克瞄準的是下一代的互聯網通訊方案,他的設想與摩托羅拉是異曲同工。至於未來怎麼樣,暫沒有人敢下結論,但馬斯克已經走在路上。

2.天地融合

現實而言,一些特殊區域無法建設基站,經濟落後的國家、地區,同樣缺乏建設基站投資,而衛星通訊將提供對應的解決方案,衛星覆蓋面積遠大於基站。未來衛星通訊將是最有希望解決飛機上網的技術方案,屆時人們就可以在漫長旅行中進行工作、娛樂。此外,在海洋上無法大面積建設基站的問題也將在未來得以解決。

隨着技術不斷髮展完善,當其通訊能夠接近基站通訊,其應用也將會獲得更深層推廣,也將和基站網絡形成“天地融合”,協同發展的局面。甚至有專家提出,未來世界將會以衛星通信爲主,地面通信爲輔。

3.物聯網6G時代

5G網絡目前已全面推廣,而6G網絡已經在路上。6G網絡的核心就是實現衛星通信和地面無線的融合,整個世界將會是全方位的無線通信世界,物聯網將滲透到人們生活中的方方面面,諸如遠程操控駕駛、遠程醫療技術、遠程教育等。

在全球衛星定位系統、電信衛星系統、地球圖像衛星系統和6G地面網絡的聯動支持下,網絡下載將達到1TB/s,人們將會處於一個無延遲的世界。衛星通訊也將利用大量的衛星,融合到6G世界,爲6G構建底層支持。

總結:

大衆化衛星通訊手機到來,掀開了衛星通訊技術應用的新篇章,像啓動的復興號,高速發展的趨勢已肉眼可見。追求通訊速率和傳播量,實現與地面基站相同的通訊效果,是其發展的必然趨勢,也促使大量企業、機構開展更爲先進的研究,爲人類探索出更優化的高質量通訊服務技術方案。

參考文獻:

[1]楊長風.進入全球服務新時代的北斗系統[J].衛星應用,2022(04):8-9.

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

[3]鄭家駒. 北斗全球短報文接入策略研究[D].中國科學院大學,2020.