深度｜衛(wèi)星通信何時(shí)飛入尋常百姓家？
時(shí)間：2022-10-01 來源：未知 作者：雨神 點(diǎn)擊：
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高端手機(jī)終端中開始配置衛(wèi)星通信技術(shù)，讓人們距離未來空天一體的通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)期似乎更進(jìn)了一步。當(dāng)然從實(shí)踐角度，目前關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的落地仍面臨一系列難題，核心就是成本。終端自身的相關(guān)模塊成本，消費(fèi)者使用過程中的成本等，都是不可忽略的方向。 
而從更長遠(yuǎn)的通信發(fā)展趨勢(shì)看，包括衛(wèi)星通信在內(nèi)的空天一體網(wǎng)絡(luò)部署是必然趨勢(shì)，無論是海外進(jìn)展迅速的星鏈，還是國內(nèi)此前成立的星網(wǎng)集團(tuán)，都正走在踐行這一構(gòu)想的路途之上。近日，銀河航天星座通信系統(tǒng)架構(gòu)師林廣榮接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者專訪，分享了身處這一趨勢(shì)下，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈公司的思考和準(zhǔn)備。近日華為和蘋果先后發(fā)布了具備衛(wèi)星通信功能的手機(jī)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)的信息傳輸能力有一定限制、也有所差異，但也隱約把未來更泛在、融合的通信方式逐漸代入了人們生活。
在林廣榮看來，未來手機(jī)直連衛(wèi)星或許將與寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、地面移動(dòng)通信互為補(bǔ)充，成為一種普及性通信技術(shù)。目前來看，要實(shí)現(xiàn)這一能力的技術(shù)門檻并不低。林廣榮向記者分析，要將衛(wèi)星通信實(shí)現(xiàn)到手機(jī)終端中，首先要在保證一定通信速率的前提下，實(shí)現(xiàn)終端的小型化和輕量化。“手機(jī)的用戶體驗(yàn)決定了用戶對(duì)其接受程度，也就是銷量。像銥星手機(jī)和海事電話，天線體積已經(jīng)只有一根小棒大小了，但用戶可能依然無法接受；智能手機(jī)還需要將大顯示屏、高性能處理、高清相機(jī)等與衛(wèi)星通信集成在一起，這就更困難了。假如需要將Ka/Ku等高頻段高速衛(wèi)星通信集成進(jìn)手機(jī)，天線射頻的尺寸、重量等目前都無法滿足手機(jī)這么小的終端要求，這些都是非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。”他進(jìn)一步分析。林廣榮指出，其次，手機(jī)要發(fā)射信號(hào)到衛(wèi)星，尤其是高頻通信，信號(hào)會(huì)有較大衰減；在持續(xù)高速通信條件下，耗電很大，會(huì)導(dǎo)致手機(jī)很快就沒電。“對(duì)手機(jī)這種手持應(yīng)用場(chǎng)景來說，要求做到終端功耗較低來保證用戶體驗(yàn)，也非常困難。”此外，手機(jī)終端的標(biāo)準(zhǔn)化也非常重要，它決定了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)欠衲軌蚪y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，通過規(guī)模量產(chǎn)極大降低終端成本，讓衛(wèi)星手機(jī)走進(jìn)千家萬戶。因此需要衛(wèi)星業(yè)界與地面移動(dòng)產(chǎn)業(yè)界通力合作，讓衛(wèi)星與地面通信盡可能融合和標(biāo)準(zhǔn)化。
“在供應(yīng)鏈協(xié)同方面，建議更多地去開發(fā)一些應(yīng)用市場(chǎng)，來擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)的規(guī)模。成本其實(shí)我認(rèn)為是沒有問題的，因?yàn)橹袊I(yè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)其實(shí)是很有優(yōu)勢(shì)，只要相對(duì)規(guī)模化起來，成本就會(huì)下降。”他進(jìn)一步補(bǔ)充道。倘若以目前唯二可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信功能的兩款智能手機(jī)來說，會(huì)發(fā)現(xiàn)華為和蘋果具備的通信能力有一定差異。這背后因二者連接的衛(wèi)星類型不同。華為與高軌的國產(chǎn)北斗衛(wèi)星進(jìn)行連接，蘋果則連接著低軌衛(wèi)星。林廣榮告訴記者，二者主要差別是信號(hào)頻點(diǎn)、帶寬、要求的收發(fā)增益功率、信號(hào)怎么解調(diào)處理等。“頻點(diǎn)、帶寬和收發(fā)增益會(huì)決定終端上的天線長什么樣，頻點(diǎn)越低、帶寬越小、增益越低越便宜。”具體來說，他指出，北斗的通信速率較低，僅限于定位及少量字節(jié)的短信發(fā)送。所以北斗可以做到天線和功耗非常小，裝在手機(jī)中沒什么問題。“但這些應(yīng)用與Ka/Ku頻段的寬帶通信不是一個(gè)概念，高頻段的低軌寬帶通信衛(wèi)星可以為用戶提供寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，比如現(xiàn)在銀河航天已經(jīng)發(fā)射的低軌寬帶通信衛(wèi)星，通過衛(wèi)星終端連接手機(jī)等，可以讓用戶進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)訪問、視頻通話、下載電影等，所以兩者是不同的場(chǎng)景，要求也不一樣。”林廣榮進(jìn)一步指出。從長遠(yuǎn)角度看，空天一體的信息傳輸能力將是大勢(shì)所趨。在此背景下，對(duì)空中的衛(wèi)星發(fā)射部署變得愈發(fā)迫切，因?yàn)檫@將關(guān)乎未來的通信覆蓋程度。這也是我們國家此前成立星網(wǎng)集團(tuán)的原因所在。這背后與國際上的相關(guān)管理規(guī)則有關(guān)。林廣榮告訴記者，衛(wèi)星與地面之間的通信、測(cè)控、數(shù)傳等都是通過無線電進(jìn)行傳輸，無線電頻率可以理解為無線電傳輸?shù)耐ǖ蕾Y源，頻率資源也有類似交通規(guī)則的“無線電規(guī)則”進(jìn)行管理，使用頻率之前需要先申請(qǐng)，以保障各衛(wèi)星的使用頻率不會(huì)相互干擾。“對(duì)于低軌衛(wèi)星來說，軌道可以理解為衛(wèi)星的航線，不僅有交通規(guī)則管理，同時(shí)由于頻率干擾情況與衛(wèi)星運(yùn)行位置強(qiáng)相關(guān)，因此，軌道資源也需遵循‘無線電規(guī)則’管理，需要與頻率資源一起申請(qǐng)，來保障衛(wèi)星的運(yùn)行安全和衛(wèi)星的用頻安全。”他進(jìn)一步指出，頻率和軌道資源的管理者是聯(lián)合國專門機(jī)構(gòu)國際電信聯(lián)盟（ITU），其分配總原則是“先申報(bào)先使用”——誰先申報(bào)，誰就有優(yōu)先地位。也即地位落后的衛(wèi)星必須避免對(duì)地位優(yōu)先的衛(wèi)星產(chǎn)生有害干擾。此前銀河航天也提出推進(jìn)實(shí)現(xiàn)“覆蓋全球的天地融合通信網(wǎng)絡(luò)”愿景。林廣榮向記者表示，因此公司將加速可堆疊平板衛(wèi)星、星上靈活調(diào)配的多波束相控陣技術(shù)、柔性太陽翼、數(shù)字處理載荷等核心技術(shù)攻關(guān)，并加速構(gòu)建衛(wèi)星低成本批量化制造能力，一步一個(gè)腳印向高速泛在、天地一體、萬物互聯(lián)的6G時(shí)代邁進(jìn)。“主流觀點(diǎn)認(rèn)為，6G時(shí)代，通信會(huì)向天地一體化融合發(fā)展，這必然要求衛(wèi)星具備更強(qiáng)的能力。不管是手機(jī)直連衛(wèi)星，還是其它形態(tài)的衛(wèi)星終端，都會(huì)對(duì)衛(wèi)星的天線提出更高要求，需要更強(qiáng)的性能來支撐一系列星上能力，這也對(duì)衛(wèi)星的能源提出更高要求。銀河航天現(xiàn)在布局的衛(wèi)星上重點(diǎn)技術(shù)，如星上處理、毫米波相控陣和大能源太陽翼等，都是重點(diǎn)投入的方向，也是要邁進(jìn)到6G技術(shù)體系里一些必要的技術(shù)儲(chǔ)備。”他補(bǔ)充道。當(dāng)然，在走向未來空天一體的融合互通網(wǎng)絡(luò)路途中，對(duì)于商業(yè)航天公司來說，探索應(yīng)用場(chǎng)景落地也是必不可少的發(fā)展路徑。林廣榮告訴記者，目前銀河航天針對(duì)的場(chǎng)景方向主要包括：一是對(duì)衛(wèi)星通信存在剛需或難點(diǎn)的場(chǎng)景，如針對(duì)山區(qū)和高濕度環(huán)境下的測(cè)試；二是針對(duì)未來主流通信技術(shù)方向的開拓，如低軌與5G網(wǎng)絡(luò)的融合通信；三是針對(duì)行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的開拓，如低軌如何應(yīng)用于電力、礦山、施工建設(shè)、物流運(yùn)輸行業(yè)等。“具體的落地進(jìn)度和研發(fā)進(jìn)展、相關(guān)支持政策等都有關(guān)系，今年我們成功研發(fā)了動(dòng)中通天線和可搬移信關(guān)站，就將場(chǎng)景開拓到了動(dòng)中通（指衛(wèi)星終端可以在移動(dòng)中進(jìn)行通信）領(lǐng)域，而且可以在沒有固定信關(guān)站的地區(qū)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。目前我們的場(chǎng)景更多是偏技術(shù)和應(yīng)用示范，相信隨著相關(guān)政策的支持在行業(yè)范圍進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，將實(shí)現(xiàn)更大范圍的落地。”他補(bǔ)充道。智能駕駛的加速落地進(jìn)程中，也少不了相關(guān)通信和定位能力的補(bǔ)充。不過林廣榮告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，對(duì)乘用車尤其是其在城市中的智能駕駛，主要依托的是車車和車路協(xié)同通信，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)主要作為5G的一個(gè)補(bǔ)充和備份手段，部分支撐車路協(xié)同，在偏遠(yuǎn)地區(qū)地面移動(dòng)通信覆蓋較差或無覆蓋時(shí)，低軌衛(wèi)星通信可起到較為重要的作用。“對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)而言，更重點(diǎn)的反而是非城市道路的商用或特種車輛的泛在通信，如物流冷鏈貨車在偏遠(yuǎn)道路的全時(shí)通信保障，或偏遠(yuǎn)礦山和工地的工程車輛自動(dòng)駕駛或者遠(yuǎn)程操控。”他進(jìn)一步表示，銀河航天已研制了車載相控陣動(dòng)中通終端，并完成實(shí)際跑車試驗(yàn)，也與相關(guān)單位等達(dá)成了戰(zhàn)略合作，正積極探索低軌通信在各垂直行業(yè)中的應(yīng)用前景。長遠(yuǎn)來說，隨著通信技術(shù)的快速迭代和融合發(fā)展，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，未來空天一體的大網(wǎng)進(jìn)行融合將是大勢(shì)所趨，目前手機(jī)終端將這一通信能力代入人們生活只是冰山一角，更多應(yīng)用探索已經(jīng)在路上。來源: 21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道
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