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2021年9月14日，一年一度的科技界春晚——“iphone13發(fā)布會(huì)”即將召開。
根據(jù)截止到2021年8月底曝光的信息匯總：iphone13將搭載A15處理，集成高通驍龍X60基帶，采用三星LTPO屏，支持120Hz自適應(yīng)高刷；相機(jī)模組增大，電池容量增大，快充增至25W；仍然采用窄劉海（意味著不會(huì)采用屏下攝像頭），支持反向充電；支持口罩解鎖功能（意味著仍然不采用屏下指紋），支持低軌道衛(wèi)星通訊等。
除了前面提到的硬件提升，最后一條支持低軌道衛(wèi)星通訊，一石激起千層浪，引發(fā)了業(yè)界的猜測(cè)和廣泛討論。
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據(jù)悉，這條消息來自常年關(guān)注蘋果供應(yīng)鏈的行業(yè)分析師郭明琪，他表示iphone13將支持衛(wèi)星通訊運(yùn)營(yíng)商Globalstar 擁有的n53頻段。他的判斷依據(jù)可能是因?yàn)楦咄ㄔ谶€未發(fā)表的X65 基帶芯片加入了n53 頻段功能。n53 頻段是Band 53 （簡(jiǎn)稱b53）的變種，屬于廣義的2.4GHz 頻段。據(jù)了解，b53 授權(quán)目前屬于衛(wèi)星通訊公司Globalstar。今年2 月還發(fā)過新聞，隆重宣布授權(quán)n53 頻段給高通使用。
據(jù)了解，全球星（Globalstar國(guó)）系統(tǒng)是美國(guó) LQSS （Loral Qualcomm Satellite Service ）公司于1991 年 年 6 月向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC ）提出低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。而LQSS 公司是由 Loral 宇航局和高通公司共同組建的一個(gè)股份公司。
但是問題在于郭明琪爆料的是iphone13支持n53頻段，而此前曝光的信息是iphone13將采用的X60基帶并不支持n53，除非這一批X60基帶是高通針對(duì)蘋果的特別定制版本。
除此之外，彭博社也發(fā)消息部分確認(rèn)郭明錤的消息，且補(bǔ)充到iphone13的衛(wèi)星通訊僅限于緊急用途，如果在戶外缺乏手機(jī)信號(hào)，可用有限的衛(wèi)星通訊功能實(shí)現(xiàn)報(bào)警求助。
彭博社同時(shí)指出，iphone13可能包含支持衛(wèi)星通信的器件，但不代表相關(guān)的功能一定會(huì)在今年上線，可能相關(guān)的功能真正推出“不會(huì)早于明年”。換言之，就算目前iphone13支持衛(wèi)星通信的相關(guān)硬件，但要用到這種功能可能要到明后年了。
就在蘋果粉絲對(duì)這一消息略感失望的時(shí)候，另一則消息傳來。根據(jù)7月31號(hào)的央視新聞報(bào)道，搭載北斗短報(bào)文功能的手機(jī)預(yù)計(jì)在年底上市。該功能可在沒有通信網(wǎng)絡(luò)的情況下，仍然能夠讓手機(jī)與衛(wèi)星直接通信。而根據(jù)目前綜合的信息來看，預(yù)計(jì)年底首發(fā)的這款手機(jī)很有可能是華為Mate50。
據(jù)了解，華為P40就打造了北斗車道級(jí)高精度導(dǎo)航，如果不是因?yàn)槭艿街撇?，可能華為Mate50的上市時(shí)間還要提前。早在2018 年，我國(guó)就開啟了北斗三號(hào)全球組網(wǎng)。通過北斗三號(hào)的通信系統(tǒng)，除了提供類似于GPS、格洛納斯的導(dǎo)航之外，還可提供1K容量的短報(bào)文服務(wù)，單次可發(fā)送 1000 多個(gè)中文字符甚至是圖片。據(jù)悉，這種雙向通信設(shè)計(jì)是北斗系統(tǒng)獨(dú)有的，不過此前都需要專用的接受終端和卡號(hào)才能實(shí)現(xiàn)。
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北斗短報(bào)文服務(wù)
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北斗短報(bào)文與其它通訊方式的差別
從銥星到星鏈，回顧衛(wèi)星通信的三個(gè)發(fā)展階段
綜上所述，有可能蘋果iphone13會(huì)在發(fā)布會(huì)首發(fā)衛(wèi)星通信功能，但是首先滿足用戶使用的卻可能是華為Mate50。不過不管是誰首發(fā)，手機(jī)終端開始支持衛(wèi)星通信這個(gè)事本身就是一件很酷而且劃時(shí)代的事情。這意味著衛(wèi)星通信這種以往只存在軍用、昂貴的行業(yè)應(yīng)用通訊方式也開始進(jìn)入民用，同時(shí)也意味著手機(jī)進(jìn)入永不掉線的時(shí)代。
與此同時(shí)，一個(gè)基于衛(wèi)星通信的產(chǎn)業(yè)鏈正在被投資者和業(yè)界看到。一旦衛(wèi)星通信的接收裝置真的在手機(jī)等消費(fèi)類終端普及，必將刺激相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的爆發(fā)式增長(zhǎng)，以及供應(yīng)鏈成本的快速下降。我們有理由相信，基于衛(wèi)星的收發(fā)短信緊急通信僅是第一步，真正實(shí)現(xiàn)基于衛(wèi)星通信的互聯(lián)網(wǎng)通信才是最終目標(biāo)。
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就在2020年的10月22日，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克使用星鏈（Starlink）衛(wèi)星，發(fā)出了他的第一條推文。馬斯克在社交網(wǎng)站上發(fā)文稱，“通過Starlink衛(wèi)星發(fā)送了這條推文?！彪S后，他又發(fā)布了一條稱，“哇，它成功了?！?/p>
為何“火星人”埃隆·馬斯克要這么積極投入研發(fā)星鏈（Starlink）衛(wèi)星系統(tǒng)？排除商業(yè)考慮，如果我們回歸他的初心，那就是一切技術(shù)都是為了移民火星。那么在火星低軌道放置衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)通信覆蓋，顯然比在地面建基站要更方便。而就算是在地球，目前也僅有30%的國(guó)家和地區(qū)實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，還有超過70%的地理空間以及超過30億人無法使用互聯(lián)網(wǎng)。We Are Social 估計(jì)，在 2020 年 3 月以前的 12 個(gè)月里，近 3 億人首次上網(wǎng)，其中大多數(shù)新用戶生活在發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體。截至，2020 年 3 月，全球仍然有 40%的人未聯(lián)網(wǎng)。
對(duì)于地面通信基站建設(shè)商和運(yùn)營(yíng)商來說，在很多地廣人稀的地區(qū)，或不發(fā)達(dá)地區(qū)，建設(shè)基站除了技術(shù)難度外最主要是商業(yè)上不劃算。因此，基于衛(wèi)星通信的互聯(lián)網(wǎng)，通過一定數(shù)量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網(wǎng)，從而輻射全球，構(gòu)建具備實(shí)時(shí)信息處理的大衛(wèi)星系統(tǒng)，是一種能夠完成向地面和空中終端提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等通信服務(wù)的新型網(wǎng)絡(luò)，具有廣覆蓋、低延時(shí)、寬帶化、低成本等特點(diǎn)。
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如果說MOTO的銥星、Globalstar等第一代衛(wèi)星通信的想法是取代地面通信的話，那么starlink，OneWeb為代表的第三代衛(wèi)星通信將與地面通信實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。
低軌道衛(wèi)星通信，最先普及的終端或是汽車
按照軌道高度，衛(wèi)星主要分為低軌、中軌、高軌三類，其中現(xiàn)有的中高軌道衛(wèi)星解決了地球的覆蓋問題，相當(dāng)于移動(dòng)通信的 2/3G 網(wǎng)絡(luò)，僅提供基本語音和低容量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。低軌衛(wèi)星由于傳輸時(shí)延小、鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應(yīng)用場(chǎng)景豐富、整體制造成本低，非常適合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。
以往衛(wèi)星通信給人的感覺主要有兩點(diǎn)：成本昂貴、信號(hào)傳輸慢。為什么以往衛(wèi)星通信的費(fèi)用這么昂貴？在航天飛機(jī)時(shí)代，將衛(wèi)星發(fā)射到太空的成本約為每磅 24,800 美元。發(fā)射一顆重量 4 噸的小型通信衛(wèi)星的成本接近 2 億美元。如今，SpaceX 的 Starlink 衛(wèi)星重量?jī)H有約 500 磅（227 千克）?？芍貜?fù)使用的設(shè)計(jì)和低廉的制造成本，意味著我們可以通過火箭一次性發(fā)射幾十顆衛(wèi)星，從而大幅降低成本。此外，在衛(wèi)星通信方面，隨著衛(wèi)星通信帶寬從百 Mbps 提升至 Gbps，帶寬承載能力大幅提升。在晴好天氣條件下進(jìn)行的基于衛(wèi)星鏈路的 5G 基站回傳測(cè)試中，回傳鏈路數(shù)據(jù)吞吐量達(dá)到了 500 Mb/s 以上。這一測(cè)試結(jié)果表明，低軌通信衛(wèi)星在信關(guān)站和衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的大帶寬傳輸，可為 LTE 或者 5G 蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供衛(wèi)星鏈路回傳，為現(xiàn)有的電信運(yùn)營(yíng)商提供了一個(gè)非常重要的選擇。
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資料來源：《從銀河航天首發(fā)星在軌測(cè)試分析低軌寬帶衛(wèi)星通信的優(yōu)勢(shì)》
對(duì)于中國(guó)來說，商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，終端接收設(shè)備必須先行，尤其是地面接收終端設(shè)備有望受益。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)從事衛(wèi)星終端通信設(shè)備業(yè)務(wù)的公司主要有海衛(wèi)通、凱瑞得、中國(guó)電子 54 所等，但衛(wèi)星通信地面硬件設(shè)備還是以海外公司為主并占有市場(chǎng)較大份額。
此外，衛(wèi)星的制造、發(fā)射、通信、導(dǎo)航，都需要關(guān)鍵的芯片技術(shù)參與。與傳統(tǒng)衛(wèi)星不同，商用衛(wèi)星更強(qiáng)調(diào)商用性，追求更低廉的發(fā)射成本、更小的尺寸以及更容易制造，這些特性有助于提高潛在運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。所以商用衛(wèi)星在選擇芯片時(shí)，更希望是體積更小、質(zhì)量更好、成本又較優(yōu)的芯片。其中 FPGA等核心芯片成為未來商用衛(wèi)星通信發(fā)展的重點(diǎn)。包括紫光國(guó)微、復(fù)旦微電在內(nèi)的國(guó)產(chǎn)FPGA廠商將迎來新的機(jī)遇。
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基于 FGPA 平臺(tái)的低軌衛(wèi)星星載路由器，資料來源：西安電子科技大學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)移中心
高性能信號(hào)鏈產(chǎn)品廣泛用于全球航空航天市場(chǎng)，對(duì)于商用衛(wèi)星也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。此外高頻收發(fā)器平臺(tái)技術(shù)在衛(wèi)星通信頻段中可以實(shí)現(xiàn)更高的選擇率，利用其小尺寸和低功耗的特性，可將收發(fā)器的整體尺寸縮小到一個(gè)數(shù)量級(jí)，為解決下一代衛(wèi)星通信的難題提供解決方案和實(shí)例。
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低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)地面應(yīng)用增量空間（億美元），資料來源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)
除了手機(jī)之外，另一個(gè)具有更大想象空間的衛(wèi)星接收終端是汽車。受限于體積和技術(shù)瓶頸，要將高頻收發(fā)器的尺寸縮小到手機(jī)內(nèi)目前仍有較大技術(shù)難度，而汽車中就不存在這個(gè)問題。按照 starlink 終端單價(jià) 499 美元臺(tái)進(jìn)行計(jì)算。在全球汽車產(chǎn)量保持不變的情況下，若汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)汽車向智能汽車的迭代替換，則低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)地面應(yīng)用端將會(huì)帶來573.35 億美元增量市場(chǎng)空間。
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星鏈FCC應(yīng)用：移動(dòng)車輛中的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，資料來源：TESLARATI
衛(wèi)星通信是否將“彎道超車”5G？
最后，考慮到我國(guó)在5G時(shí)代基站建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)覆蓋的領(lǐng)先地位，目前有一種說法是包括美國(guó)在內(nèi)的各個(gè)國(guó)家正在加速衛(wèi)星通信的建設(shè)，希望換賽道對(duì)5G實(shí)現(xiàn)超車。隨著美國(guó)“星鏈”計(jì)劃啟動(dòng)，全球低軌星座發(fā)展已全面進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)提速期，空間軌道和頻段這一不可再生的戰(zhàn)略資源將日益緊缺。
因此，各國(guó)政府力量加速加力介入：美國(guó)軍方多項(xiàng)目并行推進(jìn)“星鏈”計(jì)劃星座開發(fā)應(yīng)用、英國(guó)政府收購衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商 One Web、加拿大政府斥巨資扶持本國(guó)的電信衛(wèi)星低軌公司(Telesat LEO)、俄羅斯利用俄羅斯國(guó)家集團(tuán)(Ros cosmos)統(tǒng)籌加快衛(wèi)星星座建設(shè)。以上舉動(dòng)充分說明，各國(guó)已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到軌道頻率資源的重要戰(zhàn)略地位，并加大力度爭(zhēng)相搶占。我國(guó)目前僅有 3 顆在軌運(yùn)行的低軌寬帶通信衛(wèi)星，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)較為滯后。
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全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)公司，資料來源：《低軌衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)：態(tài)勢(shì)、動(dòng)因及參與策略》
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資料來源：《“新基建”之中國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究白皮書》
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預(yù)計(jì)2019年到 2025 年，全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入至少翻倍。隨著太空空間探索的逐步深入，國(guó)內(nèi)外就衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)紛紛展開部署，2019 年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)總收入為 2860 億美元，同比增長(zhǎng) 3.20%。預(yù)計(jì) 2025 年前，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值可達(dá) 5600 億～8500 億美元。
好在我國(guó)已經(jīng)意識(shí)到了這一點(diǎn)，2020年4 月20日，國(guó)家發(fā)改委首次將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和 5G 、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等一起列入信息基礎(chǔ)設(shè)施，明確了建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在新一代信息技術(shù)演進(jìn)上的重大戰(zhàn)略意義。在 3GPP RAN行業(yè)報(bào)告|行業(yè)深度研究主導(dǎo)的 5G NR（新空口）網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中，非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）技術(shù)也將衛(wèi)星和高空平臺(tái)作為重要的研究方向，已經(jīng)有眾多參與方提交并形成了一系列重要的技術(shù)報(bào)告，并積極推進(jìn)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范制定工作。
筆者認(rèn)為，衛(wèi)星通信并不是5G的替代者，而應(yīng)該是補(bǔ)充者。未來海量的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，以及針對(duì)海洋、高原、荒漠、極地等偏遠(yuǎn)地區(qū)的無人機(jī)器聯(lián)網(wǎng)操作，都需要用到5G+衛(wèi)星通信的聯(lián)合組網(wǎng)。衛(wèi)星通信進(jìn)入民用市場(chǎng)已是趨勢(shì)，誰能把握住這個(gè)賽道，誰就能抓住新的風(fēng)口。而只有現(xiàn)在把握住了商用衛(wèi)星通信，在未來空、天、地、海全覆蓋的智能高速度6G通信競(jìng)爭(zhēng)中，我們才不會(huì)掉隊(duì)。至于6G通信，如果各位讀者感興趣，筆者將另開一文專門進(jìn)行分析。
