華為搶發(fā)，蘋果落地，手機衛(wèi)星通信來了？

撰文 | 田小夢

編輯 |?楊博丞

題圖 | IC Photo

繼華為發(fā)布了“捅破天技術”——Mate50系列支持北斗衛(wèi)星消息后，蘋果在發(fā)布會上，官宣iPhone 14系列具有SOS衛(wèi)星緊急聯(lián)絡（Emergency SOS via satellite）。

實現(xiàn)“衛(wèi)星通信”是他們共同的共性。當處在沒有Wi-Fi或蜂窩信號的地方，如荒漠無人區(qū)、出海等環(huán)境下，通過手機天線連接到衛(wèi)星獨有的頻率，將求救信息發(fā)布出去。

但在衛(wèi)星的對接上，華為、蘋果分別是與北斗和Globalstar進行連接。

根據(jù)華為官方信息，目前衛(wèi)星通信僅支持發(fā)送消息，不支持接收，而且需要在空曠、無遮蔽的環(huán)境使用。另外需要注意的是，該功能首發(fā)缺席，需后續(xù)等待HOTA更新支持，且僅限中國大陸地區(qū)(不含港澳臺)。

蘋果針對SOS衛(wèi)星緊急聯(lián)絡所發(fā)布的信息，研發(fā)了定制短文本壓縮算法，將信息的平均文件大小減小三倍，可以在不到15秒的時間內發(fā)送一條短信，同時可與救急人員保持雙向的文本對話。蘋果將SOS衛(wèi)星緊急聯(lián)絡功能于11月推出，從美國、加拿大開始，可免費享用該服務兩年。

除了這兩大終端廠商在搶跑衛(wèi)星通信的賽道外，谷歌和SpaceX也是入局者。

日前，谷歌平臺與生態(tài)系統(tǒng)高級副總裁 Hiroshi Lockheimer 在推文中表示，谷歌已經(jīng)開始致力于讓手機與衛(wèi)星進行連接，谷歌將在下一版本的安卓系統(tǒng)中提供該功能。SpaceX創(chuàng)始人埃隆·馬斯克(Elon Musk)與T-Mobile US的首席執(zhí)行官邁克·希沃特 (Mike Sievert)則共同宣布，成立技術聯(lián)盟，2023年開始通過T-Mobile向消費者提供手機直連第二代星鏈衛(wèi)星的服務。

終端廠商的熱衷，是不是意味著手機衛(wèi)星時代要來了？

1、為何爭搶“衛(wèi)星通信”

“衛(wèi)星通信”是手機廠商競的新賣點，但其技術早已成熟。

衛(wèi)星通信，簡單地說就是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)無線電波，從而實現(xiàn)兩個或多個地球站之間的通信。將人造地球衛(wèi)星作為中繼站的設想來自于英國物理學家A.C.克拉克（ArtherC.Clarke），于1945年，他在《無線電世界》雜志上發(fā)表“地球外的中繼”一文中提出的，并在60年代成為現(xiàn)實。

由于，繞地球赤道運行的周期與地球自轉周期相等的同步衛(wèi)星（靜止衛(wèi)星、固定衛(wèi)星）具有優(yōu)越性能，因此成為主要的衛(wèi)星通信方式。此外，還有很多不在地球同步軌道上運行的衛(wèi)星也在衛(wèi)星移動通信中廣泛應用。

“衛(wèi)星通信”的火熱，離不開他的自身優(yōu)勢，諸如相比蜂窩通信，衛(wèi)星通信的通信距離遠，在衛(wèi)星波束覆蓋范圍內，最遠為13000公里；不受通信兩點間任何復雜地理條件的限制，以及任何自然災害和人為事件的影響；可實現(xiàn)衛(wèi)星移動通信和應急通信等。

當然，衛(wèi)星通信也存在著一定的局限性：傳輸時延大；高緯度地區(qū)會對通信所用的電磁波的反射、折射、衍射等方式具有一定的屏蔽效果，因此這些區(qū)域的通信效果不佳；為了避免各衛(wèi)星通信系統(tǒng)之間的相互干擾，同步軌道的星位是有一定限度的，不能無限制地增加衛(wèi)星數(shù)量等。

衛(wèi)星通信作為地面通信的補充，得到了企業(yè)、國家的重視。以北斗系統(tǒng)為例，北斗是我國擁有自主知識產(chǎn)權的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。它由空間段、地面段和用戶段三部分組成，其中空間段由3顆GEO衛(wèi)星、3顆IGSO衛(wèi)星和24顆MEO衛(wèi)星組成。IGSO衛(wèi)星軌道高度與GEO衛(wèi)星相同，軌道傾角為55度；北斗MEO衛(wèi)星軌道高度約21500km，軌道傾角為55度，繞地球旋轉運行。北斗系統(tǒng)是一個中高軌混合星座架構。

而星鏈(starlink)、全球星(Globalstar）、銥星(Iridium）、OneWeb、亞馬遜的Kuiper項目等主要提供低軌道衛(wèi)星方案。

對于星鏈的發(fā)展，今年7月份，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）批準SpaceX的“星鏈”衛(wèi)星通信網(wǎng)絡連接汽車、船舶、飛機等交通工具。8月25日，SpaceX宣布與T-Mobile合作，新的連接服務是使用T-Mobile公司的無線頻譜，通過Space X公司的星鏈衛(wèi)星為用戶提供連接，2023年底前在部分地區(qū)開始提供短信服務，最終目標是在任何地方實現(xiàn)通話和數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?。截?022年8月27日23時41分（美國東部時間），SpaceX已經(jīng)發(fā)射了3162顆星鏈衛(wèi)星，包括不再使用的原型和測試裝置。

作為擁有頻譜牌照的Globalstar，提供低價的衛(wèi)星移動通信業(yè)務，包括話音、傳真、數(shù)據(jù)、短信息、定位等，除南北極在全球范圍提供無縫隙覆蓋。

太空資源的有限性，或許是諸多大廠大規(guī)模發(fā)射衛(wèi)星和搶占先機的原因之一。

2、手機衛(wèi)星通信“捅破天”？

面對此次“手機支持衛(wèi)星通信”的風口，Strategy Analytics無線運營商戰(zhàn)略高級分析師楊光表示，一方面是技術推進，另一方面是市場驅動。

在技術上，今年6月中旬，3GPP正式凍結了5G協(xié)議的Release17版本。在這個版本里，支持手機與衛(wèi)星直接通信的“非地面網(wǎng)絡（Non-terrestrial Network，NTN）”功能被正式定義。近期，聯(lián)發(fā)科、中興通訊相繼發(fā)布5G NTN相關實驗成果。

在市場上，“通過手機實現(xiàn)與衛(wèi)星的互聯(lián)，并不是臨時起意的，其開發(fā)需要長周期的準備?！睏罟庹f道。同時對手機廠商來說，也需要一個新的賣點。

但蘋果和華為對衛(wèi)星通信功能的齊發(fā)布也透露出，未來衛(wèi)星通信走向大眾或將是趨勢之一。

就目前手機衛(wèi)星通信尚未實現(xiàn)通話、上網(wǎng)等，局限于消息應用。對此，楊光表示，不管是北斗還是Globalstar最初都不是為與普通手機直聯(lián)設計的，真正的衛(wèi)星到手機直聯(lián)通信可能還是需要專門設計的衛(wèi)星，主要特征應該是低軌和超大規(guī)模天線，像SpaceX的starlink v2一樣。

目前能夠實現(xiàn)衛(wèi)星通信的設備是有的，但是價格昂貴，帶笨重的外部天線，誠如天通1號，并不便于大眾使用。

圖片來源：京東截圖

蘋果在發(fā)布會上表示，由于帶寬非常有限，發(fā)送一條信息都是技術挑戰(zhàn)。因此，智能手機需要設計定制組件和特定的軟件，使手機天線能夠連接到衛(wèi)星獨特的頻率上。

以SOS衛(wèi)星緊急聯(lián)絡功能為例，只有當手機直接指向衛(wèi)星時，連接才能實現(xiàn)。但由于衛(wèi)星的高度并非肉眼能看到的，為增強用戶體驗，APP會提示手機要指向何處進行“對準”，并在衛(wèi)星移動時保持連接。

雖然華為在發(fā)布會上講的不是很詳盡，但在網(wǎng)上有相同的說法，需要由一個“對準”的過程。對于該技術，楊光表示，“這個應該并不難，衛(wèi)星星座都是有星歷的，能比較準確地知道何時何地，頭頂上有幾顆衛(wèi)星各在什么方位。”

華為、蘋果發(fā)布會結束后，拿兩者進行比較也是常態(tài)。

單就手機衛(wèi)星通信功能來看，iPhone14的衛(wèi)星通信是雙向的，華為Mate50只能發(fā)不能收；iPhone14針對急救人只能接收短信或語音做出了預處理方案，還能在日常中借助查找APP，通過衛(wèi)星手動共享位置，無需發(fā)布信息，華為Mate50則對相關內容介紹的偏少。

但客觀來看，手機衛(wèi)星通信處于起步階段，距實現(xiàn)“捅破天”天地一體化的愿景還有些距離。

3、距實現(xiàn)“互聯(lián)”還有多遠

消息是現(xiàn)階段智能手機在衛(wèi)星通信中的形態(tài)之一，手機衛(wèi)星通信距實現(xiàn)雙向互聯(lián)、通話、上網(wǎng)還需要多久？

“受通信能力需要入網(wǎng)等因素，目前華為可適用范圍限中國大陸，蘋果在美國和加拿大?！睏罟庹f道，從行業(yè)發(fā)展來看，目前處于起步階段，主要為培育市場。在衛(wèi)星通信建設還存在諸多挑戰(zhàn)，在未來很長一段時間內，衛(wèi)星通信在toc側都將以一種與地面通信相補充的方式存在。

在通信技術上，實現(xiàn)無手機基站信號的全覆蓋，實現(xiàn)通話、上網(wǎng)是衛(wèi)星互聯(lián)的最終目的。而目前衛(wèi)星通訊還面臨數(shù)據(jù)上行等難題，短期內想要通過衛(wèi)星通信幫助消費者實現(xiàn)日常通信，仍是一件具有挑戰(zhàn)的事。但在技術側，5G/6G作為實現(xiàn)天地一體化的技術基礎，北斗通過與運營商的網(wǎng)進行連接，或將能打通日常通信。

目前北斗與三大運營商之間已有密切的合作。2021年11月16日，由中國電信、蘇州市有關國資平臺和中智行公司聯(lián)合組建的天翼交通科技有限公司成立，該公司旨在攻克5G+北斗融合定位、全域協(xié)同控制、5G/V2X融合網(wǎng)絡等關鍵技術。中國移動上海產(chǎn)業(yè)研究院副總經(jīng)理陳豫蓉曾在2021中國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會期間表示，針對開放空間，中國移動推出了5G+北斗高精度定位服務。中國聯(lián)通智慧城市研究院與山東聯(lián)通、福建聯(lián)通分別成立了“5G+北斗”聯(lián)合創(chuàng)新應用基地。未來能否打破物理邊界實現(xiàn)衛(wèi)星暢通互聯(lián)還是值得期待的。

在商業(yè)模式上，短信的發(fā)送和接收是否會涉及費用的問題，若繳費，用戶又該向誰進行結算？“目前在測試階段，感覺華為應該是免費的。蘋果免費享用2年，但是未來總規(guī)它會有一個商業(yè)模式的問題?！睏罟獗硎荆O備商、電信運營商、衛(wèi)星運營商的網(wǎng)間結算模式還待考量。

在衛(wèi)星方面，楊光認為，“想要保持雙向聯(lián)系，要么是手機做大，加上方向性更好、增益更大的天線，要么是衛(wèi)星做大，加大天線的尺寸，同時可能還需要增加衛(wèi)星的數(shù)量。但低軌弄那么多大號的衛(wèi)星，會有哪些潛在的影響，還不好說?！毙擎溩鳛榈蛙壭l(wèi)星中的“網(wǎng)紅”，SpaceX曾計劃在2019年至2024年間在太空搭建由約1.2萬顆衛(wèi)星組成的星鏈網(wǎng)絡，據(jù)有關文件顯示，該公司還準備再增加3萬顆，使衛(wèi)星總量達到約4.2萬顆。面對低軌道衛(wèi)星建設，在頻譜及地球低軌資源有限的條件下，發(fā)展國內的“星鏈”也是迫在眉睫的。

“智能手機實現(xiàn)衛(wèi)星通信”從遙不可及到照進現(xiàn)實，引來了手機廠商們的一致追捧，或許，這項技術讓用戶對手機多了一個新期待。

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