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华为、苹果口中向上捅破天的技术，卫星通信要迎来拐点了吗？

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卫星通信成消费电子市场新变量。

苹果与华为两大巨头即将迎来次正面碰撞，而这也为近期的科技圈贡献了不少热门话题，其中一个就是既熟悉又陌生的卫星通信技术。

今年苹果秋季发布会邀请函为“太空”主题，让不少业内人士猜测，苹果 iPhone 14 系列将会支持传言已久的“卫星通信（satellite communication）”功能。而知名苹果分析师郭明錤也公布了他对于苹果卫星通信功能的最新研究，他认为iPhone 支持卫星通信已是必然，但该功能是否会在 iPhone 14 中落地，仍不能完全确定。

相对于苹果对卫星通信功能的遮遮掩掩，另一巨头华为则大方得多，华为终端业务 CEO、智能汽车解决方案 BU CEO 余承东在一段宣传视频中，就明确提及华为 Mate50 将发布一项“向上捅破天”的技术，另外有华为内部人士向媒体证实，华为 Mate50 的确将支持卫星通信功能。

而就在最近，作为全球出货量的手机芯片厂商联发科，也宣布成功完成了全球 5G NTN 卫星手机实验室连线测试，将智能手机接入了 5G 非地面网络（NTN），通过卫星实现了高速可靠的 5G 连接。

从种种迹象来看，卫星通信将成为消费电子市场正在酝酿的一场新变量，那么为何大家开始钟情卫星通信了呢？又为何已诞生多年的卫星通信时至今日仍未在消费电子市场大规模应用呢？

01 毁誉参半的卫星通信

卫星通信是将卫星发射到赤道上空36000km 处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站,从而完成两个地面站之间的传输。事实上，一颗通信卫星就是一个微波中继站。

我们常说的卫星通信一般是指低轨卫星通信系统，而它在上世纪末就已经衍生出了铱星、全球星等语音卫星通信系统实例，同期还有多个中低轨道通信系统的计划构想，如微软的 Teledesic 星座构想、欧洲的“天桥”星座构想。但由于铱星设想中的高收入群体市场并不存在，高定价 策略使之失败。因此后期大部分星座设想还停留带构想阶段，并没有实施。

二十年后，随着对卫星通信架构、频率分配、接入方式、干扰、信号衰减、资费等方面的研究深入，同期的应用需求也逐步培养起来，新一代的低轨道宽带卫星系统已经正式开始启动建设，当前的低轨宽带星座把自己的市场定位明确地界定在普通消费群体上。低成本小卫星技术和新型火箭发展带来的发射价格的降低，为这一市场定位提供了有力的支撑。这意味着卫星宽带服务的价格，可以降低到普通消费者承受范围之内。目前大规模（500 颗以上在轨卫星的星座）全球低轨道星座建设中，有 Oneweb、星链、波音星座、三星星座，其余低轨通信星座计划的规模均不超过 300 颗。

在当前低轨道卫星通信系统中，美国的太空探索技术公司推出的 StarLink 星链计划，计划发射 42000 颗高中低轨卫星实现全球组网，并计划在 2020 年前发射12000 颗，配套建设 100 万个接入型地面站和 6 个卫星网关站，其中阶段将有 4425 颗卫星被发射到距地面 1110km 至 1325km 低轨道，形成对全球的无线网络信号覆盖。而剩余的 7518 颗卫星将发送到距地面 335km 至 346km 的低轨，这部分卫星主要用来为人口稠密地区提供足够的带宽和保证数据传输的低延时。目前，太空探索技术公司已经完成 3 批次的“一箭 60 星”发射。

卫星通信和蜂窝通信更大的区别就是卫星通信不是地面基站，而是与太空的卫星进行通信。相对于蜂窝通信而言，由于卫星通信波束覆盖范围较广，因而打破了距离限制；其次，卫星通信突破了通信地理环境的限制，甚至不受两点间的自然灾害和人为事件的影响。

但同时卫星通信也存在着致命弱点——上网困难。此前，苹果分析师郭明錤就曾透露，华为Mate 50系列的卫星通信功能是基于北斗卫星的短报文通信系统所打造，只能用来传输文字信息，而且只能传输最长39个汉字。即便是能勉强上网，其上网速度也不敢恭维，T-Mobile就与SpaceX展开合作，但最终还是因为距离太远、天线功率太低的缘故，最终只能给用户提供2-4Mbps的下行网速（与2G网络差不多，现在大多数APP登录上去都成问题）。

02 相控阵天线技术是卫星通信的技术核心

国内方面，低轨卫星移动通信才刚进入爆发期。2020 年国家将将卫星互联网纳入通信网络基础设施的范围，大力支持卫星互联网事业发展。同年，“GW”计划曝光，中国将发射约1.3 万颗低轨通信卫星。2021 年，注册资本 100 亿元的中国卫星网络集团在雄安成立。

2022 年，星网集团动作频繁，既启动卫星通信地面网络建设，又筹备商业火箭发射基地， 中国低轨卫星产业进入实质性加速阶段，不过在国际上仍处于追赶之位。

相控阵天线技术是卫星通信的核心技术，相控阵天线通过对相位和幅度的调整，实现对波束形状的改变、波束扫描以及波束间功率的分配，通过使用自适应调零的抗干扰技术，可大大提高通信卫星的空间生存能力。对于低轨通信卫星，由于星上的用户端天线传输距离短，具有更小的自由空间损耗。此外，相控阵天线具有低轮廓的特性，更便于卫星的发射。因此，

低轨道卫星一般都配置相控阵天线，如美国 Iridium Next 星座，其每颗卫星都安装有三块

有源相控阵天线，每块相控阵均能产生 16 个波束。

在通信卫星地面设备领域，中国参与者数量可观，主要集中在天线、移动终端、地面接收站等产品研制和系统软件集成等领域，典型企业包括中国卫星、海格通信、华讯方舟等。以铖昌科技为例，其能够提供相控阵T/R 芯片完整解决方案及宇航级芯片研发、测试及生产，T/R 芯片，产品覆盖放大器芯片、幅相控制芯片、无源器件等，目前其产品已应用于探测、遥感、通信、导航、电子对抗等领域，在星载、机载、舰载、车载和地面相控阵雷达中列装，亦可应用至卫星互联网、5G 毫米波通信、安防雷达等场景。

总的来说，我国除了在应用层面稍微落后美国之外，我们在卫星通信技术层面整体实力还是较为强劲的，如今随着两大巨头的带头冲锋，未来卫星通信技术还将落地到更多消费电子产品中，不过短板依旧存在。

本文来自微信公众号“Techsoho”（ID:scilabs），编辑：Light，36氪经授权发布。