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手机支持卫星通信背后,我们需要知道的事

时间:2023-04-17 来源:未知 作者:李俊勇 点击:


近日,三名摄影爱好者在内蒙古贡格尔草原意外遭遇大风雪天气,其中一位队友李某走失,而李某周围属于没有地面网络信号的区域。后来,同伴依靠某品牌手机自带的北斗卫星通信功能,发送坐标信息给其队友,成功联系到队友并获救。

这是手机北斗卫星通信功能在无信号领域进行救援的典型案例。此次成功营救关键点在于失联者的手机卫星通信功能

华为Mate 50系列手机率先宣布支持卫星通讯帮助使用者在紧急情况下求救之后,苹果也宣布iPhone 14系列手机也支持卫星通讯,“卫星通信”的概念在手机圈爆火,同时也将这个相对陌生的名词推到消费者面前。

在6月4—6日中国国际信息通信展中,联发科技也将展示其3GPP 5G非地面网络(NTN)技术。该技术可为智能手机提供双向卫星通信应用支持。借助支持卫星通信的智能手机,用户可在徒步、偏僻地区驾驶时,或在船上以及其他无移动网络连接的区域保持联系。


什么是卫星通信

卫星通信是地球上(包括陆地、水面和低层大气中)无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而进行的空间微波通信,卫星通信是地面微波接力通信的继承和发展。我们知道微波信号是直接传播的,因此,可以把卫星通信看作是微波中继通信的一种特例,它只是把中继站放置在空间轨道上。

为什么需要卫星通信

手机,已经串联起了我们生活中的一切环节。我们随时随地拿出手机,都能畅快地上网。但移动通信网络真的无处不在吗?

我们都知道,地球虽叫“地”球,但实际上是一个不折不扣的水球,陆地面积只占29%,海洋面积占到了71%。就这么点陆地面积,移动通信网络也仅仅覆盖了20%;相比之下海洋的网络覆盖率就更低了,只有5%。总体算下来,移动通信网络只覆盖了全球不到10%的面积

但海洋上有各种各样的船只要上网,陆地上人迹罕至的地区也不是完全没人去。这些被遗忘的边缘地带的通信需求该如何满足?

此外,在大自然面前,人类的力量是渺小的。洪水、地震、海啸等自然灾害往往导致大面积的地面基础设施破坏,导致断电、断网、断路,使救援工作困难重重。

在此等危急时刻,如何打通救援的生命线?

上述问题的本质是:怎样建设一张覆盖全球,不受地面环境限制的通信网络?

于是,人们把目光投向了天空,期望通信基站像星光和月光一样,不管底下的大地是繁华还是贫瘠,是平原还是戈壁,都能把信号毫无偏见地洒满大地。这样的方案还真有,就是“卫星通信”。

与常规通信的差异


目前手机通信的手段主要可以分为两种——地面通信和卫星通信。

地面通信(目前常用的通信手段)

其中地面通信就是依赖于铺设在地面的通信设备所组成的网络,其信号的接收步骤大体是这样的:

手机发出信号—地面无线收发装置(基站)—通过专用网络(一般是铺设在地面的光纤)进行远距离传输—到达对应网管中心—分发到地面啊无线收发装置(基站)然后再传输到对应的手机上。


卫星通信

手机发出信号—地面无线收发装置(基站)—直接以无线的方式和卫星进行通信(卫星此时担任的就是一个中继站)—然后再传输到地面基站—然后再由地面基站传输到对应的手机设备上。

可以看出,地面通信和卫星通信最本质的差距就是传输介质。地面通信网络的主要传输介质是埋在地下的光纤网络。但是其缺点也很明显,那就是铺设难度过高和覆盖率比较低,类似戈壁滩,海洋等人烟罕至以及自然环境恶劣的地区都无法做到信号的全覆盖,这也就解释了为什么在一些深山老林无人区的时候,我们的手机会没有信号。

而卫星通信则是通过飞在近地轨道的通信卫星作为中继站,全程基本不依赖于有线通信设施,也就不需要耗费大量的人力物力在地下铺设庞大的光纤网络,在卫星数量达到一定程度的情况下,理论上具备连接全球任何位置的能力,哪怕用户处在无人区,深山老林以及广袤的海洋上,也可以通过飞在头顶上的卫星进行通信。

但是,卫星通信的缺点也很明显,由于现阶段通信卫星数量有限,其所能提供的传输速率和通量很有限,这就导致到目前为止,绝大多数卫星通信的传输速度还都非常慢,资费依旧比较高昂,并且卫星通信存在日凌中断、星蚀和雨衰现象。


目前卫星通信技术已经应用在卫星电话,广播电视,军事通信,应急通信等领域。

期望在不久的未来,我们每一个人的手机,都可以在杳无人迹的沙漠荒原,在波涛汹涌的茫茫大海,在被自然灾害蹂躏下的残破家园,都能接收到来自卫星的满格信号。


(中国集群通信网 | 责任编辑:李俊勇)

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