华体官网下载(中国)有限公司-十问十答:华为手机通过“北斗卫星”发短信,是啥黑科技?

*图为华为官方公布的卫星通信演示

华为正式发布Mate 50系列新品,外界感兴趣的功能之一,就是之前传言“捅破天”的手机卫星通信功能。

按照发布会公布的信息,Mate 50系列产品可以直接通过北斗卫星发送短消息,不需要借助任何额外的设备,这将给野外作业、抢险救灾等工作带来巨大的便利。

与此同时,官方公布的资料显示,Mate 50的卫星通信功能目前只支持发送短信,而不支持接收北斗短信,接下来我们将通过十问十答的形式,逐一解答手机卫星通信知识点。

Q1:什么是手机和卫星直接通信?

A:手机卫星通信,实际是将卫星作为一个中继设备,让用户设备通过卫星中继,与几百公里外甚至几千公里外的其他通信设备相联系。

传统卫星电话的最大发射功率都在2瓦以上,而作为消费电子产品的手机,按照大多数国家的标准规定,FDD模式下最大发射功率不超过200毫瓦。

由于这方面技术限制,通信业早期未规划过让手机直接与卫星进行通信,但最近几年由于技术的发展,手机与卫星直接通信成为了可能。

图为3GPP标准文档关于手机和卫星通信场景的介绍

Q2:通信卫星都在哪些地球轨道上运行?

A:卫星“飞”得越高,覆盖的地面范围就越大,但手机和卫星直接通信最大的困难在于手机的发射功率小,而卫星距离地球太远。

目前人类的通信卫星通常使用三种轨道:低地球轨道LEO(500-2000公里之间)、中等地球轨道MEO(2000~20000公里)、高地球轨道GEO(大于20000公里)。

Q3:这些轨道对于的通信卫星来说都有什么优点?

A:低轨道的卫星相对地球表面的运动速度快,通常过顶时间在10分钟以内,单星服务时间短,必须多星接力才能为客户提供持续的服务,这种轨道离地球近,可以用较小的发射功率、较小的天线获得较高的速率,卫星的成本也较低,这是近年来互联网星座的重点。

高轨道卫星,主要指的是地球静止轨道卫星,相对地面静止,单星就能够为一大片地球表面提供持续的服务,但离地球太远,需要卫星和地面站的天线尺寸和发射功率都较大,成本较高。中轨道卫星则介于低轨和高轨之间。

Q4:传统的卫星电话支持上网吗?

A:像铱星电话和海事卫星电话这样的传统卫星电话,一般支持几十Kbps的通信速率,收发文字短信和文字邮件够用,但加个图片使用都很痛苦,上网浏览就别想了。

Q5:目前要实现卫星宽带上网要什么设备?

A:通常要一个用户地面站设备,将卫星信号转为用户能够使用的WIFI信号或者以太网,主要包括一个卫星天线,就是俗称的”锅“,这些设备往往需要用市电驱动,在移动中使用不方便。

Q6:北斗导航卫星的短消息功能需要什么设备才能使用?

A:需要特殊的发射和接收设备,有手持型的,我国的沿海渔民中正在普及这类设备。

刚刚发布的华为Mate50手机,也支持发送北斗短消息功能,可以预测一下,在华为的带动下,接下来将会有众多的设备支持这项功能,但是需要设备搭载相应的芯片来支持这一能力。

*图为官方标注信息:Mate50系列不支持接收卫星消息

Q7:北斗卫星的短消息功能在使用上有什么限制?

A:由于北斗卫星的处理能力有限,整个北斗系统发送短消息的用户数量是有上限。

如果限定每人每隔几分钟才能发一条,那么系统的用户容量大约在千万级,但如果同时发送北斗短消息的用户数量太多,就会出现拥塞,短消息发送不成功。

Q8:除了北斗卫星以外,我们的手机能直接与其他卫星通信吗?

A:不久的将来,是有可能的,制定移动通信标准的3GPP组织今年7月份刚刚冻结了最新版的5G标准,也称为Release17,这个标准就支持NTN非地面网络功能,就是手机直接和卫星通信。

当然这一版标准仅支持手机直接通过卫星收发文字短信的功能,语音通话和宽带上网功能目前都是不支持的。

不久之后就会有商业公司发射支持这个标准的卫星了,理论上一两年后的新手机都可能支持这个功能,这就要看手机厂家和芯片厂家的努力了。

Q9:手机直接通过卫星进行宽带上网可能吗?

A:从技术上来看当然是可能的,但在技术上要求卫星具备一个巨大的天线,美国已经有初创卫星企业要在近期发射试验星。未来3GPP组织的新版标准,比如Release18和19,乃至未来的6G标准,很可能也要将这个功能写入。

Q10:手机直接通过卫星宽带上网,会给5G技术带来冲击吗?

A:不会,因为卫星网络的用户容量有限的。一颗卫星就相当于一个基站,大城市一般覆盖了数十万4G和5G基站,轨道上的卫星数量不可能和地面基站对等,而且地面基站的部署成本要远比卫星的部署成本低得多。

所以,卫星网络永远是地面移动通信网的补充,不可能替代地面移动通信网络。

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