可打卫星电话的消费级国产手机即将推出,超越iPhone 14和华为Mate50

手机直连卫星,一场6G预演正在进行时,全球手机厂商开启“追星之旅”。

“华为Mate 50系列手机成为全球首款支持北斗卫星消息的大众智能手机,开启了大众卫星通信时代。”9月6日的新品发布会上,华为常务董事、终端事业群CEO余承东自豪地宣称。

华为Mate 50卫星短信

一天后,苹果公司CEO库克颁布颁发,iPhone 14系列手机首次搭载卫星通信功能。

普通手机直连卫星,意味着在世界任何一个角落,都不会失联,无论是身处沙漠还是海洋,即便在地震、洪水等自然灾害摧毁了地面通信之际,也能第一时间发出求救信号。

如今,“捅破天”只是迈出了一小步,“永不失联”才称得上性命攸关的技术跨越,而终极目标是,手机随时随地可以通话、上网。

那是6G的美好愿景,星地一体将真正让网络如同“空气”,充斥整个地球。

华为PK苹果,谁的“捅破天”技术更强?

华为Mate 50和iPhone 14的卫星通信功能最大区别在于,前者可发不成收,后者可发也可收。但相同点在于,两者在使用地域、发送内容和对象方面都是有限制的。

一位接近华为的行业人士向《IT时报》记者解释,华为Mate 50可发送文字和位置信息,将多个位置生成轨迹地图,可以定向发给个人,但一般只能设定四个号码,比如父母、子女、配偶等亲属号,发出的内容也会被审核,“你吃饭了吗”这类闲话家常的短信发不出去,只有跟救援相关的信息才能被发送,并且收不到回复。

华为Mate50北斗卫星消息

iPhone 14发布的也是预设求救信号,自带定位坐标,不能定向发给个人,消息统一发送至公立或付费的救援机构,但能收到救援机构的回复。

iPhone 14卫星短信

华为Mate 50支持的是北斗系统,亚太地区大众用户可以使用北斗三号短报文通信办事,但华为Mate 50的卫星短信功能主要限制在中国大陆使用。iPhone 14的信号办事商则是美国卫星电话和低速数据通信供应商Global Star(全球星),其卫星紧急救援功能目前只支持美国和加拿大地区。

众测期间,华为Mate 50用户每个月可免费发送30条卫星短信,但未来是否会成为收费项目还未可知。上述人士透露,之所以还未收费,是因为华为卫星通信的商业模式没有确定,卫星信号要通过地面站接收,卫星短信也会发给非华为Mate 50用户,这需要与通信大网打通,华为绕不开的是通信运营商,“如何与运营商分成,目前工信部还在做方案”。

也就是说,不论华为还是苹果,它们提供的只是卫星短信,将卫星通信从专用向民用推进了一步,但真正的卫星通话还未在普通消费级手机上实现。

6G预演,全球手机厂商“追星”

9月初的“苹果周”,手机直连卫星成为手机厂商争相发布的焦点。

也许是得到了华为、苹果双双发布手机直连卫星的消息,9月1日,谷歌副总裁在Twitter上紧急发帖,下一个安卓版本,将会支持手机直连卫星。

9月5日,吉利旗下的星纪时代也抢在华为和苹果之前官宣,最快明年,将推出全球首款直连低轨卫星的消费级手机。这也是吉利收购魅族手机以来,放出的第一个重磅消息。

本年2月,吉利一次发射9颗卫星上天。布局低轨卫星,吉利要走的是马斯克Space X的路——本身造卫星,本身发卫星。

藏得更深的是小米,小米系的顺为本钱持续参与了银河航天的A轮、A+轮、B轮、B+轮融资,在银河航天官网,雷军也与银河航天创始人徐鸣并列。近日完成的最新一轮融资,出现“国家队”身影,由建银国际领投,安徽省三重一创基金、合肥市产投、真为基金跟投,老股东君联本钱、混沌投资持续跟投。

银河航天官网

无独有偶,银河航天紧随吉利脚步,本年3月成功发射6颗低轨宽带通信卫星,与首发星组成一个低轨宽带通信试验星座,号称国内首个构建起星地融合的5G试验网络“小蜘蛛网”。

不外几位行业人士都认为,吉利和小米系银河航天的初衷是瞄准车联网,为自动驾驶提供更为精准的定位导航,而不是瞄准手机直连卫星。

“银河航天还可能为中国星网供应卫星,”一位行业人士向《IT时报》记者透露,银河航天并没有以手机直连卫星为焦点的迹象,反倒是将心思花在卫星工厂上。在提到最新一轮融资的用途时,银河航天创始人徐鸣称,“将主要用于卫星互联网相关技术的研发和商业应用的开拓。银河航天将加速可堆叠平板卫星、星上灵活调配的多波束相控阵技术、柔性太阳翼、数字处理载荷等核心技术的攻关,并加速构建卫星低成本批量化制造能力,一步一个脚印向高速泛在、天地一体、万物互联的6G时代迈进”。

我们离6G的距离,也许还有10年,但要完成空天地海一体的通信网络布局,当前入局,时间就已十分紧迫。

全民卫星通话才是技术大跨越,谁将超越华为+北斗?

谁将超越华为和苹果,第一个实现卫星通话?先要看有没有卫星可用。

众所周知,北斗主业是定位导航系统,短报文只是它附带的功能。浙江大学微小卫星研究中心主任金仲和认为,北斗很难再跟第二家手机厂商合作,一来北斗系统能支持的通信容量十分有限,如果全民使用,频段大概率会被堵死;二来北斗还有其他重任,其特殊性决定了它只能给国内核心手机厂商使用。

2008年汶川地震,地面通信几乎瘫痪,灾区成为一座座孤岛。彼时,中国没有本身的移动通信卫星系统,空军派出15名空降兵勇士,携带2部国外系统的卫星电话,冒着生命危险恢复灾区与外界的联系。中国自主卫星移动通信系统由此开始研发,10年后,2018年,天通卫星通信办事开始试商用,由中国电信独家运营,运营主体是中国电信集团卫星通信有限公司(下简称中国电信卫星公司)。

2020年,天通卫星正式商用,中国人拥有了本身的卫星电话,不再依赖国外。所以放眼望去,国内专门用于通信的高轨卫星非天通莫属。除了短信外,天通卫星还支持通话、视频甚至384kbps数据办事支持上网。

“目前,中国电信卫星公司正在与国内手机厂商合作推进手机直连卫星功能,将尽快推出突破性产品。”中国电信卫星公司技术总师陈宏向《IT时报》记者透露,这一突破可能会从卫星短信跨越到卫星通话。

形似大哥大,一根长长的天线裸露在外,为的是接收到几万公里外的卫星信号,这就是传统的卫星电话,实现卫星通话难道要让手机设计“开倒车”吗?

在陈宏看来,手机直连卫星有三大技术挑战:虽然已经可以把卫星电话做得跟普通手机一般大小,但要把天线植入到小小的手机中还是一个挑战,特别是和3.6万公里远的高轨卫星通信难度更大,对射频器件、天线性能要求很高。其次是芯片关,原先卫星电话中有两张芯片,一张支持卫星通信,一张支持普通蜂窝网络,但现在消费级手机内部空间已近极限,很难承载两张芯片,只能尝试让一张芯片支持两种网络。还有一点是大多数参与者没有意识到的,卫星网络多是烟囱式,卫星电话只能用专用号段。不外这一痛点已经被中国电信卫星公司消除,在本年上半年发布的天地翼卡上实现了一卡双网。

IEEE地球科学与遥感学会AdCom委员、复旦大学信息科学与工程学院副院长徐丰也认为,天线和芯片是最大的技术挑战,芯片要能解调微弱的信号及发射更大的功率,天线要设计成高增益的圆极化、标的目的能朝上指向卫星,这与传统基站通信有很大区别。

在浙江舟山的400多条渔船上,渔民带着卫星电话出海。去年河南暴雨,本年泸定地震,都能见到天通卫星电话的身影。其实早在一年前,中国电信卫星公司就已经在拓展民用市场,中国电信卫星公司总经理杨岭才在接受《IT时报》记者专访时提到,除了应急通信外,驴友越野探险、海上邮轮等民用场景也在拓展中。天通系列卫星的覆盖范围已经从我国的领土、领海扩展到周边,包罗东南亚、太平洋海域等。

天通一号卫星电话在暴雨、台风等灾害中派上用场

短短一年,天通卫星用户已从10万户增加至14万户。这些数据支撑着陈宏团队的精准预估,天通卫星还能容纳多少用户的通信需求。“天通卫星的容量非常充裕,后续我们打算采取稳中求进的策略,先推出带卫星通信功能的一款机型,再按照市场反响决定是否向其他机型,或向其他运营商用户开放。”陈宏道出了中国电信卫星公司在手机直连卫星市场的布局。

图源:pixabay

“华为和北斗合作,因为不消大改原有手机设计”,一位接近华为的行业人士向《IT时报》记者透露,光争取到卫星资源还不够,手机厂商自身需要有较强的自研能力,其中涉及芯片、天线等各个产业链环节。

Sat5G卫星通信标准发起人、世域网通创始人郭正标认为,除了华为之外,国内手机厂商很难在短时间内推出卫星通信功能,华为有海思芯片,自研操作系统,定位中高端,对成本不敏感。

前年,一家只做中高端手机厂商找到郭正标,寻求利用世域公司研发的屏下天线解决方案来应对卫星通信痛点,为的是将天线与柔性屏幕贴合,考虑的机型是折叠机,因为这样才有足够的空间容纳天线阵列。

地面基站距离用户只有几公里至十几公里,但高轨卫星距离地球3.6万公里,中轨卫星距离地球2万公里,低轨卫星也在几百公里外的空间轨道上。“想要信号好,要么把卫星天线做得更大,要么把手机天线做得更大。”郭正标表示。无论走哪条路,都不是一件易事。

全球“追击”马斯克,标准和路径之争

马斯克已经发了3000多颗小卫星“上天”,被视为太空轨道资源最强竞争者。航天学者黄志澄认为,马斯克的“星链计划”要想实现全球信号无盲区,至少需要上万颗,留给全球追赶者的时间窗口期只有两至三年。

本年,马斯克的太空技术探索公司Space X两大动作都瞄准了手机直连卫星,一是和美国电信运营商T-Mobile合作,利用其5G频谱;二是计划在2023年发射第二代卫星,其天线更大,能直接向手机发射信号。

在卫星覆盖范围内,星链可以提供2-4Mbps的带宽接入速度,除了发短信,足以支持每个区域一千到两千次通话。

自从马斯克星链计划开启以来,中高轨卫星和低轨卫星的路径之争从未停止过。在金仲和看来,中高轨卫星较为固定,所以覆盖范围不变、所需卫星数量少,但距离远,要求发射功率大,直连手机的天线设计较为复杂;低轨卫星是快速移动的,手机连接时会有信号断点,但好在距离近,对手机天线的改造要求不高。

马斯克星链计划

2021年以前,中国国家队的星座计划均没有超过上千颗,吉利、银河航天等民企更是相去甚远。2021年4月,中国卫星网络集团(简称中国星网)正式揭牌,由国资委牵头,以卫星宽带运营商的定位出现,一时之间,“中国版星链”的猜想不胫而走。“星网目前的规划是发射一万多颗卫星”,郭正标向《IT时报》记者透露。

黄志澄认为,如何利用民间本钱,举国之力争夺“星空”的政策并不明朗。

郭正标也认为,受限于卫星通信技术发展趋势和国际化运营现实问题,国家应该鼓励支持民营卫星运营商开展国际化业务。

资源和路径之争,关乎长远的卫星竞争格局。但眼前的手机直连卫星大势,急需解决的是技术标准。

单就负责信号和协议处理的基带芯片而言,高通和联发科占据了全球主要市场。目前,高通、联发科已经基于国际移动通信标准组织3GPP的5G NTN(non-terrestrial network,非地面网络)技术进行研究和测试,正在达成产业共识。

比来,中国移动和中兴通讯等发布全球首个运营商5G NTN技术外场验证成果。挑战在于,普通手机要与远在3.6万公里之外的高轨卫星通信,像发微信一样,实现短消息和语音对话。

据《IT时报》记者了解,这个成果是基于3GPP公开协议,采用的是海事卫星系统,手机终端依次通过卫星、信关站、NTN基站接入地面核心网和业务平台,最终将空天地一体贯通。但是,技术突破并不代表可以一步跳到商用,上述试验后续将先在北京、云南等省试点,并没有开放民用,只是用于应急通信。

摩托罗拉的“铱星计划”比马斯克的“星链计划”更为超前,30多年前的2G时代,摩托罗拉为占据世界通信市场的主动权,发射77颗卫星,最终想实现在任何地方都能使用手机通信。但是动辄五千美元的铱星卫星手机,每分钟通话费用三美元,岂是普罗大众能接受的,最终铱星公司因资金链断裂破产重组,摩托罗拉为此身心俱疲,全线溃败,一代贵族就此没落。

曾经落在摩托罗拉头上的一粒灰,是否能成为新时代的满天星辰和手中的“救命神器”,还要经历商业化的洗礼。

“IT时报”(ID:vittimes),作者:孙妍,经。

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