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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库克宣布，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。
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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，前者可发不可收，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，而且收不到回复。
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服务，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的信号服务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。
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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。
今年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——自己造卫星，自己发卫星。
藏得更深的是小米，小米系的顺为资本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，老股东君联资本、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，今年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”。
不过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。
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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，中国没有自己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，天通卫星通信服务开始试商用，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，中国人拥有了自己的卫星电话，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数据服务支持上网。
“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。不过这一痛点已经被中国电信卫星公司消除，在今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、方向能朝上指向卫星，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，今年泸定地震，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，包括东南亚、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，再根据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。
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“华为和北斗合作，因为不用大改原有手机设计”，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。
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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。
今年，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，所以覆盖范围稳定、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，如何利用民间资本，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。
最近，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。
作者／ IT时报记者 孙妍
编辑／ 郝俊慧 挨踢妹
排版／ 季嘉颖
图片／ 华为 苹果 星纪时代 银河航天 中国电信 pixabay
来源／《IT时报》公众号vittimes
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