手机直连卫星： 6G时代即将开始？

?近日，多国发射卫星的动态登上新闻。日本的一枚火箭携8颗卫星在空中自毁，英国即将首次在本土发射卫星，中国成功在海上发射了两颗北斗卫星。

伴随着卫星技术不断更新，各国发射卫星的频次越发频繁。卫星已经逐渐从高精尖产品进入到了工业化、批产化时代。

从上世纪开始，人们就在不断探索卫星应用，尤其是使用卫星进行通讯功能，从摩托罗拉的铱星计划到马斯克的星链计划，再到中国的天通卫星计划，卫星通讯一直是无数电信人的追求目标。

尤其最近几年，频繁的天灾更是加剧了卫星通讯的发展。何时何地随时联通已经成为当前手机的功能热点之一。

令人惊喜的是，手机连接卫星通讯，伴随着6G技术的研发，在未来几年即将成为现实。

文：杨磊

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铱星计划生不逢时

发明源于想象。

时光回溯到1945年，当时著名的太空题材科幻作家阿瑟·克拉克，还是一个英军空军雷达技术人员。

年仅28岁的他，在《无线电世界》发表了一篇论文，文中首次提出了卫星通信的可行性：“如果人工发射卫星到地球轨道上，就可以将它作为接收和反射地面信号的中间站，实现将广播和电视信号远距离通信和跨海通信的能力。”

自此之后，使用卫星进行通讯成了无数电信人的梦想。

1987年，全球电信领跑者摩托罗拉的三名工程师决定将这个梦想变为现实。

在他们计算中，卫星飞行在距地面 800 公里的轨道上飞行，手机信号可以直接穿过大气层连通卫星，降低通讯延迟到可接受的程度。

这个疯狂的计划被命名为铱星，因为最初计划中的卫星的数量与元素铱的原子序数相同，都是77。

铱星计划获得了摩托罗拉高层的认可，因为铱星可以满足地球的任何地方的用户，不论他们在哪，都能直接打给全世界另外一个人。

1990年6月25日，摩托罗拉公司正式向全世界宣布了铱星计划，结合当时地球村概念，铱星计划“一号通天下”的口号震惊世界，频刷各国媒体首页。

铱星计划耗资庞大，摩托罗拉选择了融资，融资额度超过 55 亿美元，股东来自美国、加拿大、日本、中国等数十个国家，服务覆盖人口 36 亿，超过 120 个国家批准了铱星业务。

美国的德尔塔2型火箭、俄罗斯的质子K型火箭和我国的长征2号丙改进型火箭分别承担了铱星的发射任务。

8年后，铱星计划正式投入使用，72颗铱卫星均匀地停留在765千米高的6条极地轨道上，其中66颗卫星正式启用，6颗备用，每颗卫星320千克，工作寿命8年。

铱星计划运营后，兴奋的时任美国副总统阿尔·戈尔当即在美国玫瑰园，首次用铱星卫星电话与白宫通话。

然而，就在铱星计划逐步完成的这几年里，地基网络迅速发展，传统手机变得小巧便携，几乎占领了手机市场，尤其是当年的诺基亚5110，火爆全球，成为首部销售过亿的手机。

反观卫星电话，设备和服务成本明显超过客户预期，无法形成稳定的客户群。

2000年3 月17 日，苦苦支撑的铱星公司最终宣告破产，被泛美航空总裁科卢西以2500万美元接手，成为了军方、海事、民航等部门提供服务的小众手机服务商。

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星链计划毁誉参半

铱星计划走向失败，地基网络成为主流，但这并没有让人们忽视卫星电话领域。

2015年1月，埃隆·马斯克宣布启动卫星互联网服务项目，项目名为星链。

最初，星链预计花费100亿美元，投放4425颗卫星。

该消息一出，马斯克就受到了各界人士的嘲讽，很多人都质疑他在画大饼，摡因彼时的他身处低谷，虽然拥有三家公司，但每一家都在赔钱。

造电动车的特斯拉虽已上市，但当时的人大都对电动车不感冒，另外两家公司分别是造火箭的SpaceX和太阳能(000591)公司SolarCity，都处在持续烧钱阶段，年年亏损。

然而，SpaceX在2015年12月第一次成功完成陆地回收火箭让很多人看到了转机。

2018年3月，SpaceX的猎鹰九号火箭在一次常规发射任务中搭载了2颗星链计划的试验卫星。

次年5月23日，猎鹰9号运载火箭成功将星链首批60颗卫星送入轨道。随后，一批批星链卫星不断升上天空。

随着SpaceX火箭技术的迭代、更新，原计划投放的星链卫星数目也随之增加，由最初的4425颗增加到了42000颗。

目前，星链已经运营了两年，SpaceX累计发射了3208颗星链卫星，其中包括原型卫星和不再运行的测试卫星。

最近，日本天文摄影师藤井大地，午夜拍到了星链G 4-20卫星。画面中，星链卫星排成一行，浩浩荡荡行驶在太空中，十分科幻。

虽然星链发展迅猛，但目前还替代不了地基网络。

据悉，星链的上网服务比传统互联网供应商要贵很多，除了每月支付99美元的上网费用，客户还需要购买一套549美元的星链设备，包括连接卫星所需的碟形天线和一个路由器。

使用时，客户需要将碟形天线放置室外，朝向天空，路由器则放在室内。然后，只需要打开电源，就可以上网，且不需要任何额外的调试。

一位澳大利亚的星链客户表示，碟形天线50米内都有信号。

截至目前，星链已在北美、欧洲、大洋洲和中南美洲的36个国家得到批准、落地应用。SpaceX最近表示，星链已获得超过50万份订单。

星链成为了新世界的铱星计划，但令人遗憾的是，星链自问世起，也带来了一系列的空间使用权和污染问题。

随着星链计划的实施，近地轨道的卫星不断增多，很容易造成“撞车”。

去年7月和10月，我国空间站就因星链卫星变轨造成近距离接触的风险，而被迫紧急执行避碰操作。

除此之外，星链还在俄乌冲突爆发后，首次在军事领域亮相。星链不仅仅是充满未来感的民用科技，也是大国角力的战略武器。

03

卫星通信不可或缺

卫星通信的重要性正在逐步凸显。

尤其是最近几年，自然灾害和地缘政治冲突日益频繁，基于卫星通信的紧急通讯能力或将成为智能手机的必备功能。

中国卫星通信起步很晚，要追溯到2008年的汶川地震。

当时，汶川地震爆发，地面通信全部中断，基站全塌，电话和手机都打不通。直到31个小时后，依靠国外卫星电话，重灾区映秀才和指挥部联系上，147小时后灾区通信才恢复。

自此之后，国家痛定思痛，天通一号国产卫星电话系统开始论证立项。

2016年8月6日，我国卫星移动通信系统首发星，天通一号卫星01星在西昌卫星发射中心成功发射升空。

2018年3月，中国卫星(600118)通讯试用。

2020年1月10日，中国电信正式向社会各界提供天通卫星通信服务，卫星手机是其中的一项服务。

同年11月12日，天通一号02星发射升空。

除此之外，三大运营商完成的99%的网络覆盖率指的是人口覆盖率，相当于30%的非国土覆盖率。

这意味着，很多海洋、深山、沙漠、戈壁无人区都是没有手机信号的。驴友、自驾游、野外作业工作者、渔船、应急抢险救灾等都需要卫星电话对外沟通。

可以说，中国的卫星电话市场并不小。

今年9月6日，华为召开了2022年秋季新品发布会。会上，华为消费者业务CEO余承东向观众们展示了新发布的Mate50系列，和之前透露的“向上捅破天”技术，即支持北斗卫星消息硬件。

余承东表示，“当你身处荒漠无人区、出海遇险、地震救援等无地面网络信号覆盖环境下，你都可通过畅连APP将文字和位置信息向外发出，与外界保持联系，并支持多条位置生成轨迹地图。

苹果手机作为华为Mate50的竞品，在卫星通信领域的技术也不可小觑。

早在去年，就有相关专家预测过iPhone 13系列可能会支持卫星通信，虽然预言并未成真，但iPhone 14 和 iPhone 14 Pro 在今年11月份之后就可以通过卫星与紧急服务进行通信，以便用户可以在不实际呼叫紧急服务的情况下尝试卫星连接。

苹果公司对于卫星通讯的研究早有痕迹。据彭博社称，苹果团队在该领域的探索最早可以追溯到2017年。

然而，发展卫星通信服务需要大规模投资，投资周期可能长达数年，目前卫星直连手机通信要想达到理想状态，至少是三五年甚至七八年。

通信行业专家也表示，目前基于智能手机的卫星通信功能还处于探索和完善阶段，还远远算不上成熟。不过，放眼未来，手机直连卫星的卫星通信服务将是大势所趋，也是6G时代的重要标志。

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