让智能手机打卫星电话 中国是怎样做到的?

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中国空间技术研究院科学家崔万照2月份刊文称:“手机直接连接卫星成为新趋势,卫星通信将会逐步向大众普及。”

2008年汶川地震,通信系统被摧毁,当时许多人无法用手机联系外界,之后我国便开始建设天通卫星移动通信系统。

2016年8月6日,天通一号卫星移动通信系统第一颗卫星发射成功,2020年和2021年又发射了第二颗和第三颗卫星。三颗卫星协同运行,飞行于距离地面36000公里的地球同步轨道,覆盖亚太、中东等地区。

2023年,华为发布第一款支持卫星通话的智能手机Mate 60,它可以直接连接天通卫星,随后小米、荣耀、OPPO纷纷跟进。产业人士预计,华为已经售出近千万台卫星智能手机,用户量远超SpaceX Starlink,后者只有200多万客户。

即使是在没有移动信号覆盖的地区,用户也可以通过卫星打电话,每月只需要支付10元费用。如果遇到地震,通信中断,拥有卫星智能手机的用户可以正常拨打电话。

中国空间技术研究院科学家崔万照2月份刊文称:“手机直接连接卫星成为新趋势,卫星通信将会逐步向大众普及。”

以前人们普遍认为,地面上海量用户通过遥远的卫星处理信息是不太可能的。为了连接到少量手机,卫星需要发送极为强烈的信号。如果连接大量手机,将会有很多不同强度的信号同时涌入卫星传输天线,信号会彼此干扰,生成新的信号。随机出现的信号会降低卫星通话质量,进而导致整个系统崩溃。

自1970年代以来,美国、欧洲及其它国际组织也曾部署商用通信卫星网络,但几乎全都失败。为什么失败?主要是因为无源互调干扰问题难以解决。当两个或多个无线信号在非线性设备(如天线、连接器、馈线等)上同时存在,它们可能会产生非线性互调产物,这些互调产物就是无源互调。无源互调干扰成了卫星通信技术发展的一大障碍。

无源互调干扰问题也受到了国际航天产业的关注,天通项目组织大量通信精英,集中力量解决此问题。卫星中有不同金属制造的组件,它们紧密接触,这是造成无源互调干扰的主要原因。科学家关注接触面的微观物理机制,比如量子隧穿与热辐射,寻找新的解决办法。最终中国科学家开发一套物理模型,它可以精准预测无源互调干扰的出现。

科技家开发出全球首款通用无源互调干扰模拟软件,它可以分析、评估微波组件受外部干扰时无源互调干扰出现的可能性,比如电流、热、压力等外部因素。崔万照团队还开发出世界上最敏感的无源互调干扰侦测技术,它可以在最极端的环境下定位无源互调干扰出现的地方。

有了新技术的支持,卫星接收灵敏度大幅提升,即使没有外部天线,智能手机发出的信号也能被相隔几千公里的卫星捕捉。

每颗天通卫星的设计寿命约为12年,卫星天线每天都会在160摄氏度高温环境中运行,需要同时传输、接收约800个不同频段的电磁信号。崔万照团队在报告中指出:“天通一号系统的发展离不开多项关键技术的突破。”

SpaceX已经发射可以连接智能手机的卫星,预计明年将提供商用服务。SpaceX卫星有些不同,它们运行于低轨道,不需要太大的天线,小天线可以减少无源互调干扰。有利就有弊,由于轨道低,如果想扩大覆盖范围,SpaceX必须发射大量卫星。SpaceX虽然已经发射约5000多颗卫星,但这些卫星基本无法提供卫星通话服务,最近才发射支持手机通话的卫星。

在卫星通信技术方面华为没有停下脚步,最新发布的Pura 70系列手机搭载了双星卫星通信,支持天通卫星通信及北斗卫星消息。北斗卫星消息功能也做了升级,支持发送卫星图片消息,更支持卫星消息自由编辑,生成轨迹地图等,为户外场景带来更实用的功能支持。(小刀)

责任编辑:庞桂玉 来源: 极客网
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