華為、蘋果都要“捅破天”，手機(jī)衛(wèi)星通信有什么用？
手機(jī)直連衛(wèi)星通信，成為今秋手機(jī)行業(yè)熱門話題，這究竟是一門什么技術(shù)？又是否會(huì)給行業(yè)帶來(lái)“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(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師）
王淑芳（中國(guó)交通通信信息中心導(dǎo)航中心副主任）
9月6日下午，華為舉辦發(fā)布會(huì)，Mate50系列新機(jī)正式發(fā)布。新機(jī)最引人注目的，當(dāng)數(shù)其與北斗衛(wèi)星直連通信的功能，華為CEO余承東把這項(xiàng)技術(shù)形象地稱作“向上捅破天”。
▲9月6日，華為常務(wù)董事余承東在發(fā)布會(huì)上表示，Mate 50系列將支持北斗衛(wèi)星消息 （圖片來(lái)源/華為官網(wǎng)）
無(wú)獨(dú)有偶，9月8日凌晨1點(diǎn)召開的蘋果秋季新品發(fā)布會(huì)上，iPhone14手機(jī)也將帶有衛(wèi)星SOS緊急聯(lián)絡(luò)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(guò)這一功能僅限美國(guó)和加拿大使用。
▲9月8日，蘋果公司首席執(zhí)行官蒂姆·庫(kù)克在蘋果發(fā)布會(huì)上稱，iPhone 14帶有衛(wèi)星SOS緊急聯(lián)絡(luò)功能 （圖片來(lái)源/華為官網(wǎng)）
華為和蘋果為何將關(guān)注點(diǎn)聚焦在“衛(wèi)星通信”上？它是不是下一個(gè)手機(jī)廠家 “必爭(zhēng)之地”？
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手機(jī)衛(wèi)星“握手”不易
根據(jù)華為官方消息，搭配該技術(shù)的Mate50系列，支持北斗衛(wèi)星消息硬件能力，當(dāng)用戶身處荒漠無(wú)人區(qū)、出海遇險(xiǎn)、地震救援等無(wú)地面網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋環(huán)境下，可通過(guò)暢連APP將文字和位置信息向外發(fā)出，與外界保持聯(lián)系。
對(duì)于這一在發(fā)布會(huì)前就被冠予“捅破天”名銜的技術(shù)，余承東在發(fā)布會(huì)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(jī)。華為Mate50系列開啟了大眾衛(wèi)星通信時(shí)代”。
▲衛(wèi)星通信技術(shù)其實(shí)早就有 （圖片來(lái)源/華為官網(wǎng)）
而全新發(fā)布的iPhone14手機(jī)，也可連接衛(wèi)星并在15秒內(nèi)發(fā)送緊急求救信息；而收購(gòu)魅族的吉利星紀(jì)時(shí)代公司宣布，將推出全球首款直連低軌衛(wèi)星消費(fèi)級(jí)手機(jī)；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(jī)直連衛(wèi)星通信。
手機(jī)直連衛(wèi)星通信，無(wú)論以怎樣的方式實(shí)現(xiàn)，都是技術(shù)層面的巨大進(jìn)步，在智能手機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)乏力的大背景下，為行業(yè)注入了一針強(qiáng)心劑，也有望成為全新通信時(shí)代開啟的重要標(biāo)志之一。
手機(jī)如何直連衛(wèi)星？傳統(tǒng)的手機(jī)通信主要依靠地面基站與電信網(wǎng)絡(luò)連接，但連接衛(wèi)星通信以后，手機(jī)可以“拋棄”基站，直接與天上的通信衛(wèi)星相連接，衛(wèi)星負(fù)責(zé)接收和轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。
衛(wèi)星通信并不是什么新技術(shù)，因?yàn)樵缭?964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(shù)蓬勃發(fā)展，以中、低軌道衛(wèi)星星座系統(tǒng)為空中轉(zhuǎn)接平臺(tái)，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展迅速。
數(shù)據(jù)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(bǔ)充，并在諸多行業(yè)當(dāng)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(zhì)勘探、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸、森林巡護(hù)等領(lǐng)域，供給特殊人群使用。汶川地震時(shí)，第一批救援人員就攜帶衛(wèi)星電話進(jìn)入震區(qū)，在通信中斷的條件下，取得與外界的聯(lián)系。
衛(wèi)星電話對(duì)硬件要求比較苛刻，必須做到功率大、方向性和抗干擾性強(qiáng)。常見衛(wèi)星電話一般體積都不小，且配備了一根較長(zhǎng)的天線，只能在戶外場(chǎng)景使用，即便如此，通信效率依然不高且價(jià)格昂貴。
▲中國(guó)電信的北斗天通衛(wèi)星電話 （圖片來(lái)源/視覺中國(guó)）
可以設(shè)想一下，假如智能手機(jī)擁有與衛(wèi)星直接連接的功能，爬野山、探險(xiǎn)的驢友在沒(méi)有衛(wèi)星電話的前提下，也能直接與外界取得聯(lián)系。遇險(xiǎn)時(shí)通過(guò)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(zāi)難發(fā)生。
但衛(wèi)星電話并非智能手機(jī)，后者想要與衛(wèi)星直連“握手”，實(shí)則門檻不低，在技術(shù)上并不容易實(shí)現(xiàn)。把智能手機(jī)和衛(wèi)星電話二合一，手機(jī)廠商必須攻克移動(dòng)通信編碼和高靈敏度信號(hào)捕獲等多項(xiàng)技術(shù)，但智能手機(jī)體積非常小，想要容納高功率的射頻器件非常困難，強(qiáng)行嵌入相關(guān)芯片模塊，可能會(huì)讓智能手機(jī)體積變大，需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。
技術(shù)層面以外，北斗三號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師謝軍向記者表示，智能手機(jī)目前尚不具備大量的應(yīng)用場(chǎng)景，普通公眾也鮮有需要衛(wèi)星溝通的需求，供需關(guān)系不平衡，也是制約手機(jī)衛(wèi)星直連重要因素之一。
通信行業(yè)觀察家項(xiàng)立剛接受媒體采訪時(shí)表示，衛(wèi)星通信技術(shù)比較成熟，但它在普通商用手機(jī)上使用還是比較難的，正因?yàn)楸容^難，而且又有用，所以兩者的結(jié)合才有意義。不過(guò)，項(xiàng)立剛同時(shí)提醒，兩者結(jié)合目前還有很多技術(shù)問(wèn)題需要去解決，“沒(méi)有我們想象的那么成熟?！?/p>
“比如衛(wèi)星通信系統(tǒng)本身就比較復(fù)雜，我們常見的衛(wèi)星電話都有一根非常長(zhǎng)的天線，這根天線也會(huì)改進(jìn)放在手機(jī)里，勢(shì)必會(huì)侵占其他零部件的位置，產(chǎn)生更大能耗，如何平衡是個(gè)考驗(yàn)?！表?xiàng)立剛說(shuō)。
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技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)北斗融合
事實(shí)上，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用在智能手機(jī)上似乎“早有先例”，而最后結(jié)果則以失敗告終。
2019年，國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商聯(lián)想發(fā)布了Z6青春版手機(jī)，采用華大北斗HD8040芯片，宣稱可支持北斗短報(bào)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(yuǎn)超傳統(tǒng)雙頻GPS。
▲聯(lián)想發(fā)布了Z6青春版手機(jī)可支持北斗短報(bào)文系統(tǒng) （圖片來(lái)源/視覺中國(guó)）
不過(guò)到了實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，或許因?yàn)榧夹g(shù)壁壘并未攻克，又或許有其他不可描述的原因，Z6手機(jī)并未實(shí)現(xiàn)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(jī)被指責(zé)為“虛假宣傳”“營(yíng)銷噱頭”。
此次華為發(fā)布的新機(jī)，是否意味著公眾從此可以和北斗“愉快地玩耍”了？中國(guó)交通通信信息中心導(dǎo)航中心副主任王淑芳表示，在導(dǎo)航領(lǐng)域，北斗早就應(yīng)用在智能手機(jī)當(dāng)中了，但通信功能還是第一次實(shí)現(xiàn)。
“此次華為Mate50實(shí)現(xiàn)的，主要是北斗短報(bào)文功能，并不是說(shuō)從此智能手機(jī)完全拋棄基站，變成了一款衛(wèi)星電話,公眾也不應(yīng)把北斗短報(bào)文和真正意義上的衛(wèi)星通信畫等號(hào)?！?/p>
據(jù)了解，短報(bào)文功能，是北斗系統(tǒng)區(qū)別于其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)獨(dú)有的特色服務(wù)，即通過(guò)北斗衛(wèi)星作為中繼節(jié)點(diǎn)，在沒(méi)有基站信號(hào)時(shí)將預(yù)警信息通過(guò)衛(wèi)星傳輸給用戶，廣泛應(yīng)用于救災(zāi)減災(zāi)、野外救援、遠(yuǎn)洋漁業(yè)等行業(yè)，通常而言，北斗短報(bào)文用戶每分鐘僅能發(fā)送一幀報(bào)文，報(bào)文長(zhǎng)度不超過(guò)78字節(jié)。
雖然華為方面并未過(guò)多解釋如何在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)短報(bào)文功能，但今年7月一則新聞似乎已經(jīng)揭示了答案——中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司、中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)有限公司以及國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商，聯(lián)合完成了國(guó)內(nèi)首顆手機(jī)北斗短報(bào)文通信射頻基帶一體化芯片研制。
王淑芳表示，從導(dǎo)航功能到通信功能的轉(zhuǎn)變，無(wú)論手機(jī)廠商是否有“宣傳”甚至“炒作”成分在，這其中的技術(shù)突破是不能否認(rèn)的，也是北斗系統(tǒng)在大眾應(yīng)用領(lǐng)域的又一重大突破。
但另一方面，王淑芳也強(qiáng)調(diào)，技術(shù)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)往往不在一個(gè)維度當(dāng)中，技術(shù)上雖然取得突破，但應(yīng)用層面還有很多挑戰(zhàn)尚未完成，短時(shí)間內(nèi)依然制約用戶使用體驗(yàn)。
▲應(yīng)用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星手表 (圖片來(lái)源/新華社)
比如說(shuō)，理想當(dāng)中的狀態(tài)是，如果手機(jī)使用了北斗短報(bào)文功能，兩用戶之間就可以借助空中通道直接短信文字對(duì)話。但事實(shí)上，Mate50系列僅支持發(fā)送消息，不支持接收，且需要在空曠、無(wú)遮蔽的環(huán)境當(dāng)中使用。即便如此，該功能目前也沒(méi)有正式“上線”，來(lái)自華為官方消息表示，需要等待HOTA更新支持，通過(guò)暢連App進(jìn)行激活。
至于公眾關(guān)心的利用北斗衛(wèi)星打電話、甚至使用上網(wǎng)服務(wù)，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(bǔ)充。北斗最基本的功能是導(dǎo)航和授時(shí)，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(jī)。
“目前手機(jī)連接北斗衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)的是手機(jī)上衛(wèi)星通信有和無(wú)問(wèn)題，這和十幾年前非智能手機(jī)使用GPRS上網(wǎng)服務(wù)有些類似。當(dāng)下北斗短信，最重要的是實(shí)現(xiàn)地面通信的補(bǔ)充功能，與用戶理解的直連通話不太相同，需要有一個(gè)客觀的認(rèn)知。”王淑芳說(shuō)道。
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低軌衛(wèi)星迎發(fā)展機(jī)遇
因此，衛(wèi)星通信雖然已經(jīng)成熟，但當(dāng)下在民用消費(fèi)市場(chǎng)，它所扮演的角色定位，仍是地面蜂窩通信系統(tǒng)的補(bǔ)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(jī)廠商瞄準(zhǔn)手機(jī)“星聯(lián)網(wǎng)”并非空穴來(lái)風(fēng)：在市場(chǎng)層面，手機(jī)星聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，和自動(dòng)駕駛高精度定位一樣，打開更多民用領(lǐng)域的市場(chǎng)，給衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)上下游發(fā)展增添巨大活力。
甚至“星聯(lián)網(wǎng)”無(wú)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(shí)現(xiàn)手機(jī)信號(hào)全球覆蓋。
在技術(shù)層面，低軌衛(wèi)星迎來(lái)良好發(fā)展機(jī)遇，為手機(jī)與衛(wèi)星早日實(shí)現(xiàn)真正意義上的“握手”創(chuàng)造了便利條件。
當(dāng)下，根據(jù)平臺(tái)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(fēng)云氣象衛(wèi)星屬于高軌衛(wèi)星，北斗導(dǎo)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(kuò)大衛(wèi)星的覆蓋范圍，就必須把衛(wèi)星放得更高，但距離過(guò)遠(yuǎn)也帶來(lái)了信號(hào)不佳的問(wèn)題，在通信領(lǐng)域尤為明顯。
現(xiàn)在隨著技術(shù)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(yíng)公司，采用火箭回收技術(shù)，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(shè)。
業(yè)內(nèi)大名鼎鼎的星鏈計(jì)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(hào)”發(fā)射升空，這一次發(fā)射成功后，馬斯克的星鏈計(jì)劃已經(jīng)發(fā)射了2800顆衛(wèi)星，但這距離最終4萬(wàn)顆的目標(biāo)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(dòng)通信大會(huì)上，SpaceX首席工程師馬斯克介紹“星鏈”項(xiàng)目 （圖片來(lái)源/視覺中國(guó)）
無(wú)論是北斗短報(bào)文還是低軌衛(wèi)星通信，都是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的技術(shù)支撐，北斗只是一個(gè)開始，率先實(shí)現(xiàn)了自主可控的衛(wèi)星互聯(lián)功能，但仍然受北斗短信容量限制等技術(shù)制約。在王淑芳看來(lái)，未來(lái)手機(jī)“星聯(lián)網(wǎng)”想實(shí)現(xiàn)更大范圍的應(yīng)用，北斗衛(wèi)星要與低軌通信衛(wèi)星協(xié)同，成為萬(wàn)物互聯(lián)的技術(shù)選擇和實(shí)現(xiàn)路徑。
她解釋說(shuō)，國(guó)內(nèi)低軌衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)雖然起步較慢，但近年來(lái)發(fā)展十分迅速：2021年，注冊(cè)資本100億元的中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)在雄安成立。2022年，星網(wǎng)集團(tuán)開始啟動(dòng)衛(wèi)星通信地面網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，同時(shí)籌備商業(yè)火箭發(fā)射基地建設(shè)，展現(xiàn)出良好的商業(yè)化前景。
市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國(guó)衛(wèi)星通信市場(chǎng)規(guī)模達(dá)757.7億元，細(xì)分領(lǐng)域大眾消費(fèi)通信服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模為614.9億元，但衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模只有29.8億元，稱得上是“小荷才露尖尖角”。
無(wú)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(jī)結(jié)合，勢(shì)必打開了一個(gè)全新的通信階段。王淑芳認(rèn)為，一個(gè)全新的空天信息產(chǎn)業(yè)也將加速崛起，這有望進(jìn)一步擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)、民生等領(lǐng)域的市場(chǎng)空間，為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)更多新動(dòng)能。
Tips:
消費(fèi)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(jià)格及資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)并不親民。記者注意到，在電商平臺(tái)上，一部便攜衛(wèi)星電話的價(jià)格多在五千元到一萬(wàn)元之間，有的甚至高達(dá)數(shù)萬(wàn)元。資費(fèi)方面，以在中國(guó)使用海事衛(wèi)星電話為例，除交200元入網(wǎng)費(fèi)外，接打每分鐘費(fèi)用約為1.8元。
那么，手機(jī)支持衛(wèi)星通信后，用戶要為此買單嗎？
通過(guò)普通手機(jī)使用衛(wèi)星通信，用戶一定是要多付費(fèi)的，這部分高成本手機(jī)廠商恐難以承擔(dān)，但具體通過(guò)什么途徑收費(fèi)還不明確?！翱赡茏罱K還是由運(yùn)營(yíng)商來(lái)代收，畢竟對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，在運(yùn)營(yíng)商之外再設(shè)一個(gè)收費(fèi)體系，比較麻煩。
通信行業(yè)觀察家項(xiàng)立剛也認(rèn)為，通過(guò)普通手機(jī)使用衛(wèi)星通信，用戶一定是要多付費(fèi)的，且資費(fèi)不會(huì)便宜。“目前收費(fèi)方式不確定，可能會(huì)走運(yùn)營(yíng)商渠道，但肯定不會(huì)很便宜。因?yàn)樗枰芨叩倪\(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，而且這個(gè)資源比較稀缺，相應(yīng)的門檻也會(huì)很高。具體形式，按條收費(fèi)的可能性比較大?！表?xiàng)立剛說(shuō)。
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