华为苹果新机均涉及卫星通信，智能手机迎来卫星通信时代 ...
传闻已久的手机支持卫星通信功能，终于揭开神秘面纱。北京时间9月8日凌晨，苹果通过秋季新品发布会宣布，iPhone 14系列手机新增卫星通信紧急求助功能。而就在两天前，华为率先发布了业界首款支持北斗卫星消息的大众智能手机华为Mate50系列。
在两大手机品牌的带动下，手机支持卫星通信成为大众关注的热点。为什么要在手机引入卫星通信技术？手机直连卫星有哪些利弊，会给消费者带来哪些影响？
“永不失联”成为刚性需求
卫星通信，简单地说就是地球上的无线电通信站之间，利用卫星作为中继而进行的通信。
手机支持卫星通信的传言由来已久。早在2021年苹果发布iPhone 13之前，天风国际分析师郭明錤就曾预测，iPhone 13将有可能采用低地球轨道(LEO)卫星通信模式。但在当时这个功能并未实现，直到今年发布的iPhone 14系列才开始使用。
据苹果公司介绍，在手机信号塔覆盖不到的地方，iPhone 14系列可以连接到卫星频率，发送出SOS紧急求助消息给地面救援机构，同时还支持共享定位，将于今年11月率先在美国和加拿大开通。
iPhone 14 系列可连接卫星发送SOS紧急救援短信。
而在苹果举办发布会之前，华为抢先一步公开了华为Mate 50系列手机的卫星通信功能，即在地面没有网络信号的情况下，可以通过北斗卫星消息与外界联系，并能一键生成和发送轨迹，让救援人员及时准确获取位置。目前该功能仅限中国大陆地区（不含港澳台地区）使用。
华为Mate 50系列可发送北斗卫星消息。
“给手机引入卫星通信技术，这是市场需求决定的。”近日，航天科技集团五院深圳航天东方红卫星有限公司研究员薛凯接受读特记者采访时表示，现代人离不开信息，在这个基础需求下，人们对“永不失联”的愿望已经成为一种刚性需求。
据了解，现有的地面蜂窝网络仅覆盖地球表面的10%。在人口密度低、回报价值低的偏远地区，网络部署成本高昂、性价比低，而且容易受地形和地质灾害影响。在手机上引入卫星通信技术，能够与其形成互补。在偏远地区、海上、天空、灾害现场等特殊环境中，卫星通信具有“站得高、覆盖广”的天然优势，可以为应急通信服务提供支持。
要让手机支持卫星通信，需要有一定的前提基础。薛凯认为，手机企业纷纷选择在这时引入卫星通信技术，与卫星通信系统的发展有关。
近年来，随着现代移动通信、电子元器件和卫星工程等技术的飞速发展，卫星通信系统在很大程度上解决了用户接入、通话质量、数据传输和建设成本等问题。跟过去相比，现在的手机配置更加先进；卫星的研制成本越来越低；一箭多星发射技术、运载火箭可回收技术的出现，既缩短了卫星部署周期，又降低了部署成本。这些进步，都为手机实现卫星通信提供了条件和机会。
2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。（图片来自新华社）
手机卫星通信也有限制
虽然卫星通信覆盖范围广，可以方便人们在特殊环境时与外界保持联系，但手机直连卫星也有一定限制。
薛凯告诉读特记者，从目前的技术水平来看，当前的智能手机是具有支持卫星通信的能力的，但这种“直连”方式的通信带宽预计只能支持非实时的短信、图片和语音，无法达到地面4G或5G系统的实时和高速上网的能力。
卫星功率受限是影响卫星通信能力的主要因素。薛凯解释说，卫星上的蓄电池和太阳能电池负责给卫星供电，保持卫星连续正常工作。卫星的发射成本是按照卫星重量计算的，如果星上电池越大，卫星的造价就会越高。为了合理控制成本，卫星功率往往受到很大限制。加上单颗卫星的覆盖范围很大，分配到单位面积的功率容量会非常低，尤其是在人群密集的地方，数据传输能力就会非常有限。所以，在目前卫星功率受限的情况下，手机只能发送文本等小数据量的信息，无法实现高速上网。
北斗卫星消息显示界面。
为了直连卫星通信，苹果通过自定义短文本压缩算法，将消息大小减少3倍，同时提供一系列信息文本选择，用户可以不用编写短信，直接用手机自带内容发送消息，也是为了节省信息体积。
对于华为Mate 50系列，赛迪顾问高级分析师刘暾接受媒体采访时猜测，此次华为使用的可能是北斗短报文技术。这项技术可以使手机在没有网络信号时也能发送短信，但字符最多78个进制数/英文/数字，或者39个汉字，一般用于应急通信。
除带宽容量外，手机直连卫星也有时间和空间的限制。据苹果介绍，在能够清晰看到天空的环境中，用iPhone 14发送一条卫星消息用时不到15秒，而在树荫等有遮挡的地方可能需要几分钟。另据华为官网介绍，华为Mate 50 Pro需在空旷无遮蔽处使用。
“卫星传输是自太空而下全覆盖，手机直连卫星使用的是视距传输方式，只要你能看到天空，卫星就能通过电磁波给你传递信息。”薛凯说，由于卫星与地面距离遥远，所以传输时延比较长。在大型建筑内或有山体、树林遮挡的地方，卫星通信信号也会被屏蔽，从而影响通信效果。
iPhone 14 发送卫星消息前，需要先到空旷的地方找到卫星的方向进行连接。
华为苹果卫星通信暂时免费
手机直连卫星后，消费者要多花钱吗？
有不少业内人士认为，通过普通手机使用卫星通信，用户一定是要多付费的，但收费方式还不明确。
读特记者致电华为官方客服了解到，华为将在新机正式开售后，开启北斗卫星通信功能的公众测试验证。众测期间，用户在手机无信号的情况下，每月可以免费发送30条卫星短信，使用完不能再发送，到下个月重新计算，众测结束后的使用规则尚未公布。而苹果方面表示，未来两年内卫星通信功能将不会收费。
对于手机直连卫星的费用，通信行业观察家项立刚此前接受媒体采访时预测，“收费方式可能会走运营商渠道，但肯定不会很便宜。因为它需要很高的运营维护成本，而且这个资源比较稀缺，相应的门槛也会很高。具体形式，按条收费的可能性比较大。”
薛凯认为，当前卫星通信一般用于紧急情况和特殊环境中，基于人道主义的应急救援，可以根据情况采用后付费的方式。如果未来卫星通信的应用场景增多，还可以采取定制化的个性收费模式，由用户来选择是否使用卫星通信。
华为Mate 50系列将开启北斗卫星通信功能的公众测试验证。
手机卫星通信是未来发展趋势
除了华为和苹果，还有不少企业已加入“追星”的行列。近期收购魅族的星纪时代就公开表示，将推出全球首款直连低轨卫星的消费级手机；谷歌也已确认，在下一版本的安卓系统中提供手机连接卫星的功能；今年8月，美国Space X公司与美国电信巨头T-Mobile US共同宣布成立技术联盟，2023年开始通过T-Mobile向消费者提供手机直连第二代星链卫星的服务。
“其实手机引入卫星通信技术并不是新生事物，但最近一年来，它的内涵已经发生深刻变化。现在的‘手机直连卫星’概念，意味着卫星通信正在进入消费级市场。”在薛凯看来，这是一种新技术在应用初期的探索和尝试。大家各显神通，找到了应用场景、技术可行性和无线电频率使用规则等方面的突破口。
2021年6月，中国IMT-2030(6G)推进组发布的《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》明确提出，在未来6G网络中，卫星等非地面通信将作为地面蜂窝网络的补充，推动形成无缝全域覆盖的通信网络，最终实现“万物智联、数字孪生”的美好愿景。
薛凯认为，在未来的移动通信系统中，这种深度融合的无缝全域覆盖网络将具有更高的灵活性、韧性和便利性。随着业界对通信需求的深度挖掘，以及在应用、技术和使用规则等方面积极探索和尝试，带有卫星通信的手机将给消费者的生活带来更多便利，但卫星通信的使用选择权应交给广大消费者。
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