讓智能手機(jī)打衛(wèi)星電話 中國是怎樣做到的？

極客網(wǎng)·極客觀察4月22日 2008年汶川地震，通信系統(tǒng)被摧毀，當(dāng)時(shí)許多人無法用手機(jī)聯(lián)系外界，之后我國便開始建設(shè)天通衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。

2016年8月6日，天通一號(hào)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)第一顆衛(wèi)星發(fā)射成功，2020年和2021年又發(fā)射了第二顆和第三顆衛(wèi)星。三顆衛(wèi)星協(xié)同運(yùn)行，飛行于距離地面36000公里的地球同步軌道，覆蓋亞太、中東等地區(qū)。

2023年，華為發(fā)布第一款支持衛(wèi)星通話的智能手機(jī)Mate 60，它可以直接連接天通衛(wèi)星，隨后小米、榮耀、OPPO紛紛跟進(jìn)。產(chǎn)業(yè)人士預(yù)計(jì)，華為已經(jīng)售出近千萬臺(tái)衛(wèi)星智能手機(jī)，用戶量遠(yuǎn)超SpaceX Starlink，后者只有200多萬客戶。

即使是在沒有移動(dòng)信號(hào)覆蓋的地區(qū)，用戶也可以通過衛(wèi)星打電話，每月只需要支付10元費(fèi)用。如果遇到地震，通信中斷，擁有衛(wèi)星智能手機(jī)的用戶可以正常撥打電話。

中國空間技術(shù)研究院科學(xué)家崔萬照2月份刊文稱：“手機(jī)直接連接衛(wèi)星成為新趨勢，衛(wèi)星通信將會(huì)逐步向大眾普及?！?/p>

以前人們普遍認(rèn)為，地面上海量用戶通過遙遠(yuǎn)的衛(wèi)星處理信息是不太可能的。為了連接到少量手機(jī)，衛(wèi)星需要發(fā)送極為強(qiáng)烈的信號(hào)。如果連接大量手機(jī)，將會(huì)有很多不同強(qiáng)度的信號(hào)同時(shí)涌入衛(wèi)星傳輸天線，信號(hào)會(huì)彼此干擾，生成新的信號(hào)。隨機(jī)出現(xiàn)的信號(hào)會(huì)降低衛(wèi)星通話質(zhì)量，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰。

自1970年代以來，美國、歐洲及其它國際組織也曾部署商用通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，但幾乎全都失敗。為什么失敗？主要是因?yàn)闊o源互調(diào)干擾問題難以解決。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)無線信號(hào)在非線性設(shè)備（如天線、連接器、饋線等）上同時(shí)存在，它們可能會(huì)產(chǎn)生非線性互調(diào)產(chǎn)物，這些互調(diào)產(chǎn)物就是無源互調(diào)。無源互調(diào)干擾成了衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展的一大障礙。

無源互調(diào)干擾問題也受到了國際航天產(chǎn)業(yè)的關(guān)注，天通項(xiàng)目組織大量通信精英，集中力量解決此問題。衛(wèi)星中有不同金屬制造的組件，它們緊密接觸，這是造成無源互調(diào)干擾的主要原因?？茖W(xué)家關(guān)注接觸面的微觀物理機(jī)制，比如量子隧穿與熱輻射，尋找新的解決辦法。最終中國科學(xué)家開發(fā)一套物理模型，它可以精準(zhǔn)預(yù)測無源互調(diào)干擾的出現(xiàn)。

科技家開發(fā)出全球首款通用無源互調(diào)干擾模擬軟件，它可以分析、評(píng)估微波組件受外部干擾時(shí)無源互調(diào)干擾出現(xiàn)的可能性，比如電流、熱、壓力等外部因素。崔萬照?qǐng)F(tuán)隊(duì)還開發(fā)出世界上最敏感的無源互調(diào)干擾偵測技術(shù)，它可以在最極端的環(huán)境下定位無源互調(diào)干擾出現(xiàn)的地方。

有了新技術(shù)的支持，衛(wèi)星接收靈敏度大幅提升，即使沒有外部天線，智能手機(jī)發(fā)出的信號(hào)也能被相隔幾千公里的衛(wèi)星捕捉。

每顆天通衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命約為12年，衛(wèi)星天線每天都會(huì)在160攝氏度高溫環(huán)境中運(yùn)行，需要同時(shí)傳輸、接收約800個(gè)不同頻段的電磁信號(hào)。崔萬照?qǐng)F(tuán)隊(duì)在報(bào)告中指出：“天通一號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展離不開多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破?！?/p>

SpaceX已經(jīng)發(fā)射可以連接智能手機(jī)的衛(wèi)星，預(yù)計(jì)明年將提供商用服務(wù)。SpaceX衛(wèi)星有些不同，它們運(yùn)行于低軌道，不需要太大的天線，小天線可以減少無源互調(diào)干擾。有利就有弊，由于軌道低，如果想擴(kuò)大覆蓋范圍，SpaceX必須發(fā)射大量衛(wèi)星。SpaceX雖然已經(jīng)發(fā)射約5000多顆衛(wèi)星，但這些衛(wèi)星基本無法提供衛(wèi)星通話服務(wù)，最近才發(fā)射支持手機(jī)通話的衛(wèi)星。

在衛(wèi)星通信技術(shù)方面華為沒有停下腳步，最新發(fā)布的Pura 70系列手機(jī)搭載了雙星衛(wèi)星通信，支持天通衛(wèi)星通信及北斗衛(wèi)星消息。北斗衛(wèi)星消息功能也做了升級(jí)，支持發(fā)送衛(wèi)星圖片消息，更支持衛(wèi)星消息自由編輯，生成軌跡地圖等，為戶外場景帶來更實(shí)用的功能支持。（小刀）

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