華為、蘋果都要“捅破天”，手機衛(wèi)星通信有什么用？
手機直連衛(wèi)星通信，成為今秋手機行業(yè)熱門話題，這究竟是一門什么技術？又是否會給行業(yè)帶來“捅破天”的巨變？
撰文/記者 趙天宇 圖文編輯/陳永杰
采訪專家：
謝軍（北斗三號工程副總設計師、衛(wèi)星首席總設計師）
王淑芳（中國交通通信信息中心導航中心副主任）
9月6日下午，華為舉辦發(fā)布會，Mate50系列新機正式發(fā)布。新機最引人注目的，當數其與北斗衛(wèi)星直連通信的功能，華為CEO余承東把這項技術形象地稱作“向上捅破天”。
▲9月6日，華為常務董事余承東在發(fā)布會上表示，Mate 50系列將支持北斗衛(wèi)星消息 （圖片來源/華為官網）
無獨有偶，9月8日凌晨1點召開的蘋果秋季新品發(fā)布會上，iPhone14手機也將帶有衛(wèi)星SOS緊急聯絡功能。不同于華為的僅支持發(fā)送不支持接收短文本的情況，蘋果可以支持收發(fā)信息，不過這一功能僅限美國和加拿大使用。
▲9月8日，蘋果公司首席執(zhí)行官蒂姆·庫克在蘋果發(fā)布會上稱，iPhone 14帶有衛(wèi)星SOS緊急聯絡功能 （圖片來源/華為官網）
華為和蘋果為何將關注點聚焦在“衛(wèi)星通信”上？它是不是下一個手機廠家 “必爭之地”？
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手機衛(wèi)星“握手”不易
根據華為官方消息，搭配該技術的Mate50系列，支持北斗衛(wèi)星消息硬件能力，當用戶身處荒漠無人區(qū)、出海遇險、地震救援等無地面網絡信號覆蓋環(huán)境下，可通過暢連APP將文字和位置信息向外發(fā)出，與外界保持聯系。
對于這一在發(fā)布會前就被冠予“捅破天”名銜的技術，余承東在發(fā)布會上自豪地宣稱，“華為Mate50是業(yè)界首款支持北斗衛(wèi)星消息的大眾智能手機。華為Mate50系列開啟了大眾衛(wèi)星通信時代”。
▲衛(wèi)星通信技術其實早就有 （圖片來源/華為官網）
而全新發(fā)布的iPhone14手機，也可連接衛(wèi)星并在15秒內發(fā)送緊急求救信息；而收購魅族的吉利星紀時代公司宣布，將推出全球首款直連低軌衛(wèi)星消費級手機；甚至谷歌方面也表示，最新更新的安卓14系統(tǒng)，將支持手機直連衛(wèi)星通信。
手機直連衛(wèi)星通信，無論以怎樣的方式實現，都是技術層面的巨大進步，在智能手機市場增長乏力的大背景下，為行業(yè)注入了一針強心劑，也有望成為全新通信時代開啟的重要標志之一。
手機如何直連衛(wèi)星？傳統(tǒng)的手機通信主要依靠地面基站與電信網絡連接，但連接衛(wèi)星通信以后，手機可以“拋棄”基站，直接與天上的通信衛(wèi)星相連接，衛(wèi)星負責接收和轉發(fā)信號，并對信號進行放大。
衛(wèi)星通信并不是什么新技術，因為早在1964年，第一顆商用衛(wèi)星就發(fā)射成功了，此后衛(wèi)星通信技術蓬勃發(fā)展，以中、低軌道衛(wèi)星星座系統(tǒng)為空中轉接平臺，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)發(fā)展迅速。
數據顯示，到2021年，全球共有7942顆在軌衛(wèi)星,通信衛(wèi)星為2867顆,占比為63%。衛(wèi)星通信已成為地面通信的良好補充，并在諸多行業(yè)當中發(fā)揮了重要的作用。
像公眾熟知的“衛(wèi)星電視”“衛(wèi)星寬帶”都是衛(wèi)星通信的典型案例。還有衛(wèi)星電話方面，它常被用于地質勘探、遠洋運輸、森林巡護等領域，供給特殊人群使用。汶川地震時，第一批救援人員就攜帶衛(wèi)星電話進入震區(qū)，在通信中斷的條件下，取得與外界的聯系。
衛(wèi)星電話對硬件要求比較苛刻，必須做到功率大、方向性和抗干擾性強。常見衛(wèi)星電話一般體積都不小，且配備了一根較長的天線，只能在戶外場景使用，即便如此，通信效率依然不高且價格昂貴。
▲中國電信的北斗天通衛(wèi)星電話 （圖片來源/視覺中國）
可以設想一下，假如智能手機擁有與衛(wèi)星直接連接的功能，爬野山、探險的驢友在沒有衛(wèi)星電話的前提下，也能直接與外界取得聯系。遇險時通過衛(wèi)星通信功能緊急求救，還能發(fā)送位置信息，最大程度地避免災難發(fā)生。
但衛(wèi)星電話并非智能手機，后者想要與衛(wèi)星直連“握手”，實則門檻不低，在技術上并不容易實現。把智能手機和衛(wèi)星電話二合一，手機廠商必須攻克移動通信編碼和高靈敏度信號捕獲等多項技術，但智能手機體積非常小，想要容納高功率的射頻器件非常困難，強行嵌入相關芯片模塊，可能會讓智能手機體積變大，需要進一步優(yōu)化設計。
技術層面以外，北斗三號工程副總設計師、衛(wèi)星首席總設計師謝軍向記者表示，智能手機目前尚不具備大量的應用場景，普通公眾也鮮有需要衛(wèi)星溝通的需求，供需關系不平衡，也是制約手機衛(wèi)星直連重要因素之一。
通信行業(yè)觀察家項立剛接受媒體采訪時表示，衛(wèi)星通信技術比較成熟，但它在普通商用手機上使用還是比較難的，正因為比較難，而且又有用，所以兩者的結合才有意義。不過，項立剛同時提醒，兩者結合目前還有很多技術問題需要去解決，“沒有我們想象的那么成熟。”
“比如衛(wèi)星通信系統(tǒng)本身就比較復雜，我們常見的衛(wèi)星電話都有一根非常長的天線，這根天線也會改進放在手機里，勢必會侵占其他零部件的位置，產生更大能耗，如何平衡是個考驗?！表椓傉f。
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技術進步推動北斗融合
事實上，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)應用在智能手機上似乎“早有先例”，而最后結果則以失敗告終。
2019年，國內手機廠商聯想發(fā)布了Z6青春版手機，采用華大北斗HD8040芯片，宣稱可支持北斗短報文系統(tǒng)，且支持北斗雙頻定位，連續(xù)定位的功耗下降30%，遠超傳統(tǒng)雙頻GPS。
▲聯想發(fā)布了Z6青春版手機可支持北斗短報文系統(tǒng) （圖片來源/視覺中國）
不過到了實際應用場景，或許因為技術壁壘并未攻克，又或許有其他不可描述的原因，Z6手機并未實現上述功能，甚至公司高管也不清楚“系統(tǒng)如何使用”，所謂的衛(wèi)星手機被指責為“虛假宣傳”“營銷噱頭”。
此次華為發(fā)布的新機，是否意味著公眾從此可以和北斗“愉快地玩?！绷?？中國交通通信信息中心導航中心副主任王淑芳表示，在導航領域，北斗早就應用在智能手機當中了，但通信功能還是第一次實現。
“此次華為Mate50實現的，主要是北斗短報文功能，并不是說從此智能手機完全拋棄基站，變成了一款衛(wèi)星電話,公眾也不應把北斗短報文和真正意義上的衛(wèi)星通信畫等號?！?/p>
據了解，短報文功能，是北斗系統(tǒng)區(qū)別于其他全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)獨有的特色服務，即通過北斗衛(wèi)星作為中繼節(jié)點，在沒有基站信號時將預警信息通過衛(wèi)星傳輸給用戶，廣泛應用于救災減災、野外救援、遠洋漁業(yè)等行業(yè)，通常而言，北斗短報文用戶每分鐘僅能發(fā)送一幀報文，報文長度不超過78字節(jié)。
雖然華為方面并未過多解釋如何在手機上實現短報文功能，但今年7月一則新聞似乎已經揭示了答案——中國兵器工業(yè)集團有限公司、中國移動通信集團有限公司、中國電子科技集團有限公司以及國產手機廠商，聯合完成了國內首顆手機北斗短報文通信射頻基帶一體化芯片研制。
王淑芳表示，從導航功能到通信功能的轉變，無論手機廠商是否有“宣傳”甚至“炒作”成分在，這其中的技術突破是不能否認的，也是北斗系統(tǒng)在大眾應用領域的又一重大突破。
但另一方面，王淑芳也強調，技術實現與應用實現往往不在一個維度當中，技術上雖然取得突破，但應用層面還有很多挑戰(zhàn)尚未完成，短時間內依然制約用戶使用體驗。
▲應用北斗導航系統(tǒng)的衛(wèi)星手表 (圖片來源/新華社)
比如說，理想當中的狀態(tài)是，如果手機使用了北斗短報文功能，兩用戶之間就可以借助空中通道直接短信文字對話。但事實上，Mate50系列僅支持發(fā)送消息，不支持接收，且需要在空曠、無遮蔽的環(huán)境當中使用。即便如此，該功能目前也沒有正式“上線”，來自華為官方消息表示，需要等待HOTA更新支持，通過暢連App進行激活。
至于公眾關心的利用北斗衛(wèi)星打電話、甚至使用上網服務，北斗短信系統(tǒng)容量有限，還不足以完全支撐，更多情況下只能是地面通信的必要補充。北斗最基本的功能是導航和授時，其短信功能，有別于帶寬容量較大的通信衛(wèi)星，打衛(wèi)星電話還是建議用專門的衛(wèi)星電話手持機。
“目前手機連接北斗衛(wèi)星，實現的是手機上衛(wèi)星通信有和無問題，這和十幾年前非智能手機使用GPRS上網服務有些類似。當下北斗短信，最重要的是實現地面通信的補充功能，與用戶理解的直連通話不太相同，需要有一個客觀的認知?！蓖跏绶颊f道。
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低軌衛(wèi)星迎發(fā)展機遇
因此，衛(wèi)星通信雖然已經成熟，但當下在民用消費市場，它所扮演的角色定位，仍是地面蜂窩通信系統(tǒng)的補充。
但正所謂“天上一小步 地下一大步”以華為、蘋果為代表，眾多手機廠商瞄準手機“星聯網”并非空穴來風：在市場層面，手機星聯網的發(fā)展，和自動駕駛高精度定位一樣，打開更多民用領域的市場，給衛(wèi)星通信產業(yè)上下游發(fā)展增添巨大活力。
甚至“星聯網”無形中還助推了6G通信概念的成型——把核心放在衛(wèi)星通信商，依靠不同軌道、不同種類、不同性能的通信衛(wèi)星，實現手機信號全球覆蓋。
在技術層面，低軌衛(wèi)星迎來良好發(fā)展機遇，為手機與衛(wèi)星早日實現真正意義上的“握手”創(chuàng)造了便利條件。
當下，根據平臺高度可以把衛(wèi)星分為高軌、中軌和低軌。不同軌道衛(wèi)星作用不同，例如風云氣象衛(wèi)星屬于高軌衛(wèi)星，北斗導航衛(wèi)星屬于中軌道衛(wèi)星。以前衛(wèi)星發(fā)射成本較高，想擴大衛(wèi)星的覆蓋范圍，就必須把衛(wèi)星放得更高，但距離過遠也帶來了信號不佳的問題，在通信領域尤為明顯。
現在隨著技術的成熟，發(fā)射衛(wèi)星的成本有所下降。以馬斯克Space-X為代表的民營公司，采用火箭回收技術，降低了衛(wèi)星發(fā)射成本，使得更加適合通信的“低軌道通信衛(wèi)星”大量鋪設。
業(yè)內大名鼎鼎的星鏈計劃，就是大量向太空中發(fā)射低軌衛(wèi)星。今年7月，搭載了46顆星鏈衛(wèi)星的“獵鷹九號”發(fā)射升空，這一次發(fā)射成功后，馬斯克的星鏈計劃已經發(fā)射了2800顆衛(wèi)星，但這距離最終4萬顆的目標尚有一定差距。
▲2021年6月29日，在西班牙巴塞羅那舉行的世界移動通信大會上，SpaceX首席工程師馬斯克介紹“星鏈”項目 （圖片來源/視覺中國）
無論是北斗短報文還是低軌衛(wèi)星通信，都是衛(wèi)星互聯網不可或缺的技術支撐，北斗只是一個開始，率先實現了自主可控的衛(wèi)星互聯功能，但仍然受北斗短信容量限制等技術制約。在王淑芳看來，未來手機“星聯網”想實現更大范圍的應用，北斗衛(wèi)星要與低軌通信衛(wèi)星協(xié)同，成為萬物互聯的技術選擇和實現路徑。
她解釋說，國內低軌衛(wèi)星產業(yè)雖然起步較慢，但近年來發(fā)展十分迅速：2021年，注冊資本100億元的中國衛(wèi)星網絡集團在雄安成立。2022年，星網集團開始啟動衛(wèi)星通信地面網絡建設，同時籌備商業(yè)火箭發(fā)射基地建設，展現出良好的商業(yè)化前景。
市場數據顯示，2021年，我國衛(wèi)星通信市場規(guī)模達757.7億元，細分領域大眾消費通信服務市場規(guī)模為614.9億元，但衛(wèi)星移動通信服務市場規(guī)模只有29.8億元，稱得上是“小荷才露尖尖角”。
無論采用哪種方法，如果能將專業(yè)衛(wèi)星通信與大眾化智能終端有機結合，勢必打開了一個全新的通信階段。王淑芳認為，一個全新的空天信息產業(yè)也將加速崛起，這有望進一步擴展經濟、民生等領域的市場空間，為經濟增長帶來更多新動能。
Tips:
消費者要為此多花錢嗎？
值得一提的是，目前一部衛(wèi)星電話的價格及資費標準并不親民。記者注意到，在電商平臺上，一部便攜衛(wèi)星電話的價格多在五千元到一萬元之間，有的甚至高達數萬元。資費方面，以在中國使用海事衛(wèi)星電話為例，除交200元入網費外，接打每分鐘費用約為1.8元。
那么，手機支持衛(wèi)星通信后，用戶要為此買單嗎？
通過普通手機使用衛(wèi)星通信，用戶一定是要多付費的，這部分高成本手機廠商恐難以承擔，但具體通過什么途徑收費還不明確?！翱赡茏罱K還是由運營商來代收，畢竟對用戶來說，在運營商之外再設一個收費體系，比較麻煩。
通信行業(yè)觀察家項立剛也認為，通過普通手機使用衛(wèi)星通信，用戶一定是要多付費的，且資費不會便宜。“目前收費方式不確定，可能會走運營商渠道，但肯定不會很便宜。因為它需要很高的運營維護成本，而且這個資源比較稀缺，相應的門檻也會很高。具體形式，按條收費的可能性比較大?！表椓傉f。
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