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珍惜今天，珍惜現(xiàn)在，誰知道明天和意外，哪一個先來。
在海拔5000米的昆侖山上，七位科考人員被困，越野車故障、天色漸晚、沒有露營裝備、無法與支援單位聯(lián)系上……這是近日發(fā)生的一件真實案例。
在情況危機之際，這些被困的科考人員遇到了隨身攜帶衛(wèi)星通信設備的另一支科考隊伍。高原上的相遇，開始了一場基于衛(wèi)星電話的快速救援。這條來自天際的通信之路，拯救了科考隊員的生命。
在意外面前，衛(wèi)星通信是人們對外聯(lián)絡的一條重要生命線。在鄭州大雨、門頭溝大水等災害發(fā)生時，衛(wèi)星通信在救援過程中都承擔了重要的救援作用。
這么好的技術為什么才向大眾普及呢？要知道，傳統(tǒng)的衛(wèi)星終端很大價格也較高，不適合人們?nèi)粘Ｊ褂?。但是今?strong>華為Mate 60的發(fā)布讓衛(wèi)星通信走入人們的日常，用手機就可以直接撥打衛(wèi)星電話。只是功能資費比普通電話卡要貴不少。
那么對于個人用戶來說，我們的手機是否需要直連衛(wèi)星？智能手機直連天通衛(wèi)星的偉大壯舉又是怎樣實現(xiàn)的呢？
手機為什么要直連衛(wèi)星？
事實上，手機直連衛(wèi)星一直是一個美好的設想，這樣就可以讓每部手機都有應急通信的能力。
“手機直連衛(wèi)星的想法并不是一時興起，而是經(jīng)過了深思熟慮和實踐檢驗?！弊鳛槿A為Mate 60實現(xiàn)直連衛(wèi)星的重要參與者，中國電信集團衛(wèi)星通信有限公司副總經(jīng)理李屹寰近日在中國衛(wèi)星應用大會上講道，我們曾經(jīng)遇到過一些特殊的自然災害，比如甘肅白銀的越野跑事件和河南鄭州的暴雨事件，這些事件導致了地面網(wǎng)絡的癱瘓或不穩(wěn)定。在這種情況下，手機直連衛(wèi)星就顯得非常重要和有用。
“我們曾經(jīng)用天通衛(wèi)星救援過鄭州人民醫(yī)院，讓院長能夠及時聯(lián)系外界，保證了ICU里的病人的生命安全。這些經(jīng)歷讓我們深刻感受到，手機直連衛(wèi)星不僅是一種技術創(chuàng)新，更是一種社會責任?！崩钜馘局v道。
近年來，我國在移動通信領域正在布局高速泛在天地一體、云網(wǎng)融合的通信網(wǎng)絡。我們有幸擁有天通衛(wèi)星系統(tǒng)，華為Mate 60手機直連衛(wèi)星就是通過天通衛(wèi)星實現(xiàn)的。
2008年，汶川地震救災中凸顯出我國應急通信體系建設的不足，國家決定啟動建設自主可控的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。
2010年，“天通一號”衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)正式啟動研制工作。
2011年，系統(tǒng)正式批復立項。
2016年，天通一號01星于2016年8月6日在西昌發(fā)射入軌。
2020年，天通一號02星與2020年11月12日成功發(fā)射。
2021年，天通一號03星與2021年1月20日發(fā)射。
天通一號01星的業(yè)務能力：衛(wèi)星電話手持終端可撥打任意地面固定和移動電話，業(yè)務速率1.2kbps、2.4kbps和4.0kbps；短消息可與地面公網(wǎng)移動通信終端互聯(lián)互通；數(shù)據(jù)傳輸/互聯(lián)網(wǎng)接入/視頻回傳速率9.6kbps～384kbps。
天通一號02、03星充分繼承01星技術狀態(tài)，并根據(jù)01星運營經(jīng)驗進行方案優(yōu)化；目前“天通一號”系統(tǒng)三顆衛(wèi)星在軌服務，實現(xiàn)亞太區(qū)域覆蓋。
正是這三顆衛(wèi)星支持了Mate 60的通話功能。
“手機直連衛(wèi)星是一個偉大的創(chuàng)新項目，也是一個永無止境的探索過程?！闭?strong>天通一號移動通信衛(wèi)星總設計師陳明章說的那樣，如今，手機直連衛(wèi)星，已經(jīng)成為“天地融合移動通信”的成功樣例和典型應用。
天通雙模智能手機終端
0面向天地融合應用，天通系統(tǒng)開發(fā)了支持“衛(wèi)星+地面4G"雙模式的智能手機
天通雙模智能手機終端
0華為Mate60 Pro現(xiàn)象充分顯示了地面蜂窩系統(tǒng)幾十年來形成的規(guī)?；蜕虡I(yè)
市場價值,也反映了衛(wèi)星通話的多樣化潛在應用需求。
手機直連衛(wèi)星有幾種方式？
我國是通過天通衛(wèi)星來實現(xiàn)通信，那么馬斯克的星鏈又是如何實現(xiàn)衛(wèi)星通信的呢？這就要提到手機直連衛(wèi)星業(yè)務的三種技術路線。
路線一：雙模終端
利用已建成的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)級現(xiàn)有衛(wèi)星通信技術體制，通過芯片小型化、射頻天線優(yōu)化等技術，在手機中增加傳統(tǒng)衛(wèi)星通信終端的通信功能，使手機成為地面移動通信和衛(wèi)星移動通信雙模終端。（新用戶需要更換手機）
實現(xiàn)雙模終端通信需要雙向奔赴?！半p模終端接入路線需要在終端側(cè)和網(wǎng)絡側(cè)開展相應的技術攻關?！崩钜馘局v道。終端側(cè)需要實現(xiàn)芯片小型化、射頻天線優(yōu)化、終端結構優(yōu)化；網(wǎng)絡側(cè)需要信源編碼優(yōu)化、空口傳輸優(yōu)化、速率自適應、資源調(diào)度優(yōu)化等。
示例：天通、北斗、全球星、銥星。
路線二：基站上衛(wèi)星（存量終端手機直連）
衛(wèi)星通信運營企業(yè)與地面運營商進行商業(yè)合作，復用現(xiàn)有4G/5G移動業(yè)務頻率，將基站搬到距離地面幾百公里的太空，實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星能力。（用戶無需更換手機）
“這種方式的關鍵技術挑戰(zhàn)是大面積陣列天線?！崩钜馘局v道，需要增加天線增益，滿足存量終端直連衛(wèi)星的鏈路需求，波束賦形技術滿足于地面移動通信網(wǎng)兼容共用的需求。除此之外還需要解決多普勒頻移以及時延補償問題。
示例：Starlink、BlueBird、Lynk Tower。
路線三：3GPP NTN
技術路線也可細分為兩類，一是利用已建成的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的透明轉(zhuǎn)發(fā)通道，將協(xié)議升級為3GPP NR NTN或IoT NTN的路線。（新用戶需要換機，新建系統(tǒng)的頻段兼容/協(xié)調(diào)難度極大）。二是通過整個端到端系統(tǒng)設計采用基于5G NTN及其演進技術體制的支持手機直連業(yè)務的星地融合技術路線。手機可接入未來符合3GPPNTN的5G/6G網(wǎng)絡，不兼容現(xiàn)有衛(wèi)星系統(tǒng)。采用星地融合用頻方案，復用分配給衛(wèi)星和地面移動業(yè)務的頻段。
示例：海事衛(wèi)星、Ominispace。
圖：手機直連衛(wèi)星的多種技術路線
美國運營商為什么選擇基站上衛(wèi)星路線？
馬斯克曾說過：“很快大家就可以用手機連接到星鏈，不需要換手機，只需要一個小盒子，就像一個Wi-Fi路由器一樣?！边@說明馬斯克的星鏈是采用基站上衛(wèi)星的方案。
那么美國運營商為何如此重視衛(wèi)星通信，馬斯克又為何要選擇基站上衛(wèi)星這種方式呢？
這是因為美加澳等國的商業(yè)環(huán)境決定了，需要衛(wèi)星網(wǎng)絡補充地面網(wǎng)覆蓋。在商業(yè)環(huán)境方面，美國、加拿大等國的電信運營商以私營公司為主，因此在用戶密度較低的區(qū)域，地面移動網(wǎng)覆蓋不佳。
在產(chǎn)業(yè)政策方面，美國也支持衛(wèi)星補充地面網(wǎng)覆蓋。FCC于2023年4月12日發(fā)布了一份關于“單一網(wǎng)絡未來：太空補充覆蓋”的提案規(guī)則，旨在通過提出太空補充覆蓋（SCS）的新監(jiān)管框架，促進衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡的融合。與地面服務提供商合作的衛(wèi)星運營商將能夠獲得FCC授權，將分配給地面業(yè)務使用的頻譜靈活應用于衛(wèi)星業(yè)務。這將使地面運營商的用戶在偏遠、未服務和服務不足的地區(qū)獲得擴展覆蓋，并增加緊急通信的可用性。
存量終端接入路線的產(chǎn)業(yè)基礎是商業(yè)發(fā)射能力極強、商業(yè)發(fā)射成本低、衛(wèi)星載荷及整星研制能力較強、衛(wèi)星載荷即整星研制能力較強。這也是馬斯克豪言壯語的底氣所在。
而中國與美國的衛(wèi)星發(fā)展策略有所不同。這主要是基于二者的網(wǎng)絡基礎不同以及商業(yè)環(huán)境不同。
一是地面網(wǎng)絡基礎不同。2022年底，我國地面移動基站站址約300萬個，基站超過1000萬個，地面移動網(wǎng)和寬帶已覆蓋了現(xiàn)有行政村；2022年底，美國近60萬個地面移動基站站址，在用戶密度較低的區(qū)域，地面移動網(wǎng)覆蓋不佳。我國地面寬帶基礎設施建設水平明顯優(yōu)于美國。衛(wèi)星移動通信業(yè)務同樣需要寬帶星地傳輸鏈路，寬帶上網(wǎng)業(yè)務是Starlink建網(wǎng)的基礎，也是前期核心業(yè)務，手機直連業(yè)務是Starlink系統(tǒng)寬帶業(yè)務的擴展。
二是商業(yè)環(huán)境不同：應用場景、業(yè)務側(cè)重點不同。美國、加拿大、澳大利亞等國地廣人稀，地面網(wǎng)覆蓋偏弱，有常住人口區(qū)域還有無信號覆蓋的情況，因此基站上星可以滿足該地區(qū)用戶長期且穩(wěn)定的使用需求，包括短信、語音和數(shù)據(jù)業(yè)務。
我國手機直連應用目前以日常滿足戶外工作、戶外運動用戶在無人區(qū)域開展作業(yè)、活動時的按需使用，以及自然災害等緊急情況下滿足應急救援力量和重要通信用戶在無地面通信網(wǎng)支持時使用，以短信、語音為主。
總而言之，華為Mate 60在應急通信這件事上邁出了非常寶貴的第一步。現(xiàn)在，手機直連衛(wèi)星已經(jīng)成為了一種新型的通信方式。但是手機直連衛(wèi)星這件事未來如果要普及還有很多問題要解決。
由于衛(wèi)星容量有限，因此大規(guī)模普及還需解決并發(fā)量過大的問題，避免在災害發(fā)生后，大量用戶撥打應急電話導致系統(tǒng)癱瘓等問題發(fā)生。
“我們還有很多工作要做，比如提供更多更好更便宜的終端產(chǎn)品，讓更多的用戶能夠買得起、用得上；提高衛(wèi)星網(wǎng)絡的性能和容量，讓用戶能夠享受更快更穩(wěn)定更豐富的服務；實現(xiàn)天地一體、無縫切換的網(wǎng)絡體驗，讓用戶無論走到哪里都能暢通無阻。”李屹寰講道。
未來，手機直連衛(wèi)星技術和應用發(fā)展，還需要全產(chǎn)業(yè)鏈的高度協(xié)同配合。衛(wèi)星研制方、通信運營方、手機廠商、通信設備研制方、芯片制造方等多方合作，共同明確應用能力需求和技術發(fā)展方向。面向后續(xù)建設應用，還需加速開展技術驗證工作。同時，也需要政府和管理機構推進通信標準化、頻率使用規(guī)則優(yōu)化等舉措。
作者：程琳琳
編輯：黃飛
工商網(wǎng)監(jiān)
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