華為 Mate60 Pro 的發(fā)布引發(fā)了一波搶購(gòu)熱潮，時(shí)隔三年之久，華為mate系列終于又發(fā)布新機(jī)了。Mate60Pro 最引人矚目的地方，除了那個(gè)尚不知道哪里產(chǎn)的麒麟9000s，還有一項(xiàng)非常重要的功能——衛(wèi)星通話，讓你的通話可以隨時(shí)隨地，縱橫山海，暢聯(lián)九霄。 ? 這個(gè)吊炸天的技術(shù)，到底怎么樣？真的能捅破天嗎？射頻學(xué)堂今天就和大家一起探索一下，這個(gè)”向上捅破天“的技術(shù)到底怎么樣？

什么是人造衛(wèi)星？

現(xiàn)在，人造衛(wèi)星這個(gè)概念想必都不太陌生，什么星鏈啦，GPS啦，北斗啦，量子衛(wèi)星啦，每一個(gè)有關(guān)人造衛(wèi)星的詞匯都會(huì)引起人們的熱議。尤其是當(dāng)今鵝烏戰(zhàn)爭(zhēng)中，星鏈對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的重要作用，更引人對(duì)人造衛(wèi)星的關(guān)注。 那你知道第一顆人造衛(wèi)星是什么時(shí)候發(fā)的嗎？它能干啥嗎？ 天文學(xué)家把天上的星星分為三大類(lèi)，恒星，行星和衛(wèi)星。我們的太陽(yáng)就是一顆巨大的恒星，恒星內(nèi)部無(wú)時(shí)無(wú)刻都在發(fā)生無(wú)數(shù)的核爆，然后用電磁波的形式向外界釋放能量。像地球一樣，不能向外界釋放能量，圍繞恒星運(yùn)動(dòng)的星星叫做行星，而圍繞行星運(yùn)動(dòng)的星星就是衛(wèi)星，比如我們的月亮。衛(wèi)星，像一個(gè)安全衛(wèi)士一樣，守護(hù)在行星的周?chē)瑸樾行堑謸踔蠖鄶?shù)來(lái)自宇宙的暴擊。 ? 人造衛(wèi)星，就是人類(lèi)制造的能夠在地球軌道上運(yùn)行的無(wú)人航天器。到今天為止，人類(lèi)總共發(fā)射了大約50000顆人造衛(wèi)星，其中絕大部分失去了功能，變成了太空垃圾。 右圖是你以為的，其實(shí)中間圖才是實(shí)際的狀態(tài)。所以我們的頭頂上其實(shí)布滿(mǎn)了密密麻麻的人造衛(wèi)星。如果按照現(xiàn)在的發(fā)射速度，人造衛(wèi)星的數(shù)目還會(huì)指數(shù)增長(zhǎng)，科學(xué)家預(yù)估到2209年，地球表面的人造衛(wèi)星將是最有圖所示的密集度。

這些人造衛(wèi)星，大小不等，功能各異，服務(wù)著人類(lèi)的方方面面，包括軍事，氣象，廣播，通信，導(dǎo)航，偵察，預(yù)警，科學(xué)實(shí)驗(yàn)等等。

當(dāng)然，人類(lèi)作為最好斗的生物之一，軍事用途也是第一位的。第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射就伴著冷戰(zhàn)時(shí)期兩大陣營(yíng)的劇烈軍事技術(shù)對(duì)抗。 前蘇聯(lián)于1957年10月4日，成功發(fā)射了人類(lèi)歷史上第一顆人造衛(wèi)星——Sputnik-1，Sputnik在俄語(yǔ)中就是陪伴的意思，Sputnik-1直譯就是一號(hào)人造衛(wèi)星。多么霸氣的名字，直接就是一號(hào)。還好我們采用音譯，直接叫它——斯普特尼克一號(hào)。

斯普特尼克一號(hào)人造衛(wèi)星由前蘇聯(lián)火箭專(zhuān)家科羅廖夫利用導(dǎo)彈改制而成，運(yùn)行軌道為橢圓軌道，高度為215km/947km、軌道傾角65.1°，采用自旋穩(wěn)定控制方式。該衛(wèi)星呈球形，直徑0.58m，質(zhì)量83.6kg，主要由殼體、衛(wèi)星設(shè)備和天線組成。衛(wèi)星殼體由兩個(gè)鋁合金半球殼對(duì)接密封而成，內(nèi)部充有氮?dú)?。殼體內(nèi)安裝蓄電池組、無(wú)線電發(fā)射機(jī)等儀器設(shè)備。衛(wèi)星外部裝有4根鞭狀天線，2根長(zhǎng)2.4m，2根長(zhǎng)2.9m。星載無(wú)線電發(fā)射機(jī)采用20.005MHz和40.002MHz的頻率發(fā)送無(wú)線電信號(hào)。 斯普特尼克一號(hào)人造衛(wèi)星總共工作了22天，于1957年10月26號(hào)，電池耗盡，停止對(duì)外發(fā)送信號(hào)。之后又在太空中運(yùn)行了三個(gè)月，于1958年1月4號(hào)，再次進(jìn)入地球大氣層而燒毀。 這顆人造衛(wèi)星開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)開(kāi)發(fā)外太空的第一步，從此，人類(lèi)的活動(dòng)范圍從陸地，海洋，大氣層，一直到外太空，打開(kāi)了南天門(mén)，邁向了天庭。當(dāng)然，斯普特尼克一號(hào)人造衛(wèi)星的成功發(fā)射，也大大刺激了美國(guó)，并引起了美國(guó)的恐慌。從此冷戰(zhàn)，也從地球表面延伸到了太空。 緊接著，1958年1月31日，美國(guó)成功發(fā)射了 ”Explorer 1“ 人造衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星比較小，僅有兩個(gè)籃球大小，重量也僅8.22公斤，錐頂圓柱形，高203.2厘米，直徑15.2厘米，沿近地點(diǎn)360.4公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)2531公里的橢圓軌道繞地球運(yùn)行，軌道傾角33.34°，運(yùn)行周期114.8分鐘。

緊接著，法國(guó)，日本也相繼發(fā)射了屬于自己的第一顆人造衛(wèi)星。 繼日本成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星之后，我們中國(guó)也發(fā)射了自己的第一顆人造衛(wèi)星——東方紅一號(hào)。東方紅一號(hào)發(fā)射成功，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)航天史的新紀(jì)元，使中國(guó)成為繼蘇、美、法、日之后世界上第五個(gè)獨(dú)立研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國(guó)家。在那個(gè)一窮二白的年代，科學(xué)家們憑借著自己超強(qiáng)的毅力和獻(xiàn)身精神，硬是手繪出了人造衛(wèi)星的圖紙，完成了中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的成功發(fā)射。

東方紅一號(hào)衛(wèi)星由結(jié)構(gòu)、溫控、能源、《東方紅》音樂(lè)裝置和短波遙測(cè)、跟蹤、天線等分系統(tǒng)及姿態(tài)測(cè)量部件等組成，主要任務(wù)是進(jìn)行衛(wèi)星技術(shù)試驗(yàn)、探測(cè)電離層和大氣層密度。外形為近擬球體的72面體，直徑約1米，質(zhì)量為173千克，采用自旋姿態(tài)穩(wěn)定方式，轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分，利用太陽(yáng)角計(jì)和紅外地平儀測(cè)定姿態(tài)。用20MHz的電磁波向全世界播放”東方紅“的歌曲。 東方紅一號(hào)工作20天之后，電池耗盡停止向外界發(fā)送電磁波信號(hào)。但是衛(wèi)星的軌道壽命并未結(jié)束，時(shí)至今日，東方紅一號(hào)依然運(yùn)行在我們的頭頂，向全世界通告中國(guó)科技的崛起。

什么是通信衛(wèi)星？

衛(wèi)星的用途多種多樣，其中通信通信，是人類(lèi)使用最早，應(yīng)用最廣的人造衛(wèi)星之一。 一顆地球靜止軌道衛(wèi)星，大概能夠覆蓋約40%左右的地球表面，包括海洋，高山，陸地和低空。人類(lèi)在地球靜止軌道上，均勻分布三顆通信衛(wèi)星，就可以覆蓋全球的通信。

地球靜止軌道位于赤道上空35786.6Km的高空，衛(wèi)星在這條軌道上以每秒3075米的速度自西向東繞地球旋轉(zhuǎn)，繞地球一周的時(shí)間為 23小時(shí)56分4秒，恰與地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相等。因此從地面上看，衛(wèi)星就像掛在天上不動(dòng)，這就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天線可以固定對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，晝夜不間斷地進(jìn)行通信，不必像跟蹤那些移動(dòng)不定的衛(wèi)星一樣而四處“晃動(dòng)”，使通信時(shí)間時(shí)斷時(shí)續(xù)。通信衛(wèi)星已承擔(dān)了全部洲際通信業(yè)務(wù)和電視傳輸。 同步軌道衛(wèi)星覆蓋面廣，但是頻譜的利用率卻比較低。因?yàn)殡姶挪▊鬏斁嚯x比較遠(yuǎn)，因此信號(hào)時(shí)延也比較大，達(dá)到250ms，遠(yuǎn)超地球表面基站之間的傳輸時(shí)延。但是地面移動(dòng)基站的覆蓋范圍小，通常為1-5Km之內(nèi)，全覆蓋的建設(shè)成本高，并且很多地方也根本不具備建站條件。所以，近地軌道的衛(wèi)星通信就成了一個(gè)熱門(mén)選項(xiàng)。

低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，是指運(yùn)行在近地軌道的人造衛(wèi)星，一般距地球表面大約為1000千米，電磁波的空間傳輸損耗較小。衛(wèi)星形成的覆蓋小區(qū)在地球表面很快移動(dòng)，繞地球一周約需2小時(shí)。當(dāng)小區(qū)移過(guò)移動(dòng)用戶(hù)時(shí)，也有“越區(qū)切換”問(wèn)題。但是低軌道衛(wèi)星一般只有幾百公斤，用小推力火箭即可發(fā)射，甚至可以一箭多星，因此發(fā)射成本比較低。 低軌道衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)主要有： 1，衛(wèi)星的軌道高度低，使得傳輸延時(shí)短。路徑損耗小，多個(gè)衛(wèi)星組成的星座可以實(shí)現(xiàn)真正的全球覆蓋，頻率復(fù)用更有效； 2，蜂窩通信、多址、點(diǎn)波束、頻率復(fù)用等技術(shù)也為低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信提供了技術(shù)保障。因此，低軌道（LEO）系統(tǒng)被認(rèn)為是最新最有前途的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。 目前，主要的低軌道通信衛(wèi)星的方案主要有銥（Iridium）系統(tǒng)和全球星系統(tǒng)（Globalstar）、白羊（Arics）系統(tǒng)、低軌衛(wèi)星（Leo-Set）系統(tǒng)、柯斯卡（Coscon）系統(tǒng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)（Teledesic）系統(tǒng)等。 通信行業(yè)的人應(yīng)該都聽(tīng)說(shuō)過(guò)耗死摩托羅拉公司的銥星計(jì)劃。這個(gè)摩托羅拉提出的最早用于服務(wù)全人類(lèi)通信的銥星計(jì)劃，太空部分由七條衛(wèi)星軌道組成，每條軌道上分布11顆衛(wèi)星，就像金屬元素銥一樣，在原子核外分布著77顆電子。盡管后來(lái)被證實(shí)6條衛(wèi)星軌道也能夠提供同樣的覆蓋，計(jì)劃衛(wèi)星數(shù)也減少到了66顆。

這個(gè)1987年提出的人類(lèi)最早的通信星座系統(tǒng)，，每顆星質(zhì)量670千克左右，功率為1200瓦，采取三軸穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，每顆衛(wèi)星的信道為3480個(gè)，服務(wù)壽命5至8年。銥星系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是，通過(guò)衛(wèi)星之間的接力來(lái)實(shí)現(xiàn)全球通信，相當(dāng)于把地面蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)搬到了天上.它與使用的靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)比較有兩大優(yōu)勢(shì)：一是軌道低，傳輸速度快，信息損耗小，通信質(zhì)量大大提高；二是銥星系統(tǒng)不需要專(zhuān)門(mén)的地面接受站，每部移動(dòng)電話都可以與衛(wèi)星聯(lián)絡(luò)，這就使地球上人跡罕至的不毛之地，通信落后的邊遠(yuǎn)地區(qū)，自然災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)都變得暢通無(wú)阻。所以說(shuō)，銥星系統(tǒng)開(kāi)始了個(gè)人衛(wèi)星通信的新時(shí)代。 但是這個(gè)超前的技術(shù)，最終還是在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中敗給了移動(dòng)蜂窩，銥星計(jì)劃最終不得不以破產(chǎn)告終。后來(lái)銥星計(jì)劃被美國(guó)國(guó)防部收購(gòu)，為美國(guó)政府和軍隊(duì)服務(wù)。 最終還是外星人馬斯克的StarLink 橫空出世，帶動(dòng)了整個(gè)低軌道衛(wèi)星通信的快速發(fā)展。 在2015年的時(shí)候，馬斯克就宣布要發(fā)射大約1.2萬(wàn)顆通信衛(wèi)星發(fā)射到軌道,其中1584顆將部署在地球上空550千米處的近地軌道，這個(gè)星鏈將為人類(lèi)提供高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。而且是全地球，無(wú)死角，隨時(shí)，隨地，隨便，只要你有錢(qián)。 到2023年7月份，Starlink 總共有4519顆衛(wèi)星發(fā)射成功，其中有4487顆衛(wèi)星正在運(yùn)行，目前可提供5Mbps到200Mbps不等的傳輸速率，這個(gè)傳輸速率已經(jīng)可以滿(mǎn)足大部分人的上網(wǎng)需求了。 下圖給出了Starlink的射頻參數(shù)，地面站和衛(wèi)星之間采用27.5GHz-30GHz的毫米波頻段傳輸，而衛(wèi)星和用戶(hù)終端之間采用10.7GHz到12.7GHz的頻段傳輸。

從理論上來(lái)說(shuō)，星鏈系統(tǒng)能夠覆蓋全球的通信，但是受限于衛(wèi)星數(shù)目以及各種原因的限制，目前大部分服務(wù)仍限于北美和歐洲。在Starlink的可用性地圖上，世界其他地區(qū)被標(biāo)記為“即將推出”，甚至美國(guó)部分地區(qū)也在等待潛在客戶(hù)。

當(dāng)然，我們中國(guó)自己的星鏈計(jì)劃也在穩(wěn)步推進(jìn)中，據(jù)報(bào)道稱(chēng)，到2030年，完成300顆衛(wèi)星組網(wǎng)，屆時(shí)將具備“全球任一地點(diǎn)10分鐘內(nèi)查訪”的即時(shí)業(yè)務(wù)響應(yīng)和服務(wù)能力，這將為全球應(yīng)急救援、火情監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域提供更加有效的數(shù)據(jù)和能力支撐。

那么，華為mate60pro的衛(wèi)星通話，究竟是怎么回事？用的是什么衛(wèi)星？

這里就引出了我們的通信衛(wèi)星系統(tǒng)----天通一號(hào)

天通一號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)

華為mate60Pro進(jìn)行衛(wèi)星通話采用的是中國(guó)自主研制的天通一號(hào)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，該衛(wèi)星通信系統(tǒng)由航天五院帶頭研制，目前由中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)。

天通一號(hào)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，由空間段、地面段和用戶(hù)終端組成，空間段計(jì)劃由多顆地球同步軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星組成。其中，天通一號(hào)01星于2016年8月6日，由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射升空，標(biāo)志著我國(guó)正式進(jìn)人地球N步軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星俱樂(lè)部。緊接著，在2020年11月12日，天通一號(hào)02星也發(fā)射成功；然后在2021年1月20日，成功將天通一號(hào)03星發(fā)射升空。

天通一號(hào)01星工作在S頻段，上行1980MHz-2110MHz，下行是2170MHz-2200MHz?，F(xiàn)階段能滿(mǎn)足100萬(wàn)用戶(hù)的通信容量。覆蓋區(qū)域主要為中國(guó)及周邊、中東、非洲等相關(guān)地區(qū)，以及太平洋、印度洋大部分海域。覆蓋地形沒(méi)有限制，海洋、山區(qū)、尚原、森林、戈壁、沙漠都可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫覆蓋。覆蓋人群涉及車(chē)輛、飛機(jī)、船舶和個(gè)人等各類(lèi)移動(dòng)用戶(hù)，為個(gè)人通信、海洋運(yùn)輸、遠(yuǎn)洋漁業(yè)、航空救援、旅游科考等各個(gè)領(lǐng)域提供全天候、全天時(shí)、穩(wěn)定可靠的移動(dòng)通信服務(wù)，支持語(yǔ)音、短消息和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，天通一號(hào)的應(yīng)急通信能力可以發(fā)揮極大作用，此外，天通一號(hào)01星最主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在終端的小型化、手機(jī)化，便于攜帶。中國(guó)電信官網(wǎng)推出的 5G天通衛(wèi)星移動(dòng)終端全網(wǎng)通YT8000，售價(jià)9800元.

這個(gè)天通一號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)也是華為mate 60Pro 實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通話的通信衛(wèi)星系統(tǒng)，如果你手機(jī)具備這個(gè)功能的話，可以登錄天翼云網(wǎng)站，即可開(kāi)通天通一號(hào)的服務(wù)。

天通衛(wèi)星業(yè)務(wù)是中國(guó)電信依托中國(guó)自主研發(fā)的“天通一號(hào)”衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)，采用1740專(zhuān)屬號(hào)段，為客戶(hù)提供衛(wèi)星移動(dòng)話音、短信、數(shù)據(jù)及增值服務(wù)，天通衛(wèi)星業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)中國(guó)領(lǐng)土、領(lǐng)海的通信網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋，填補(bǔ)現(xiàn)有通信無(wú)法覆蓋的區(qū)域，廣泛應(yīng)用于海洋漁業(yè)、應(yīng)急救援、旅游探險(xiǎn)、物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)應(yīng)用。

天通衛(wèi)星除了可以提供通話，短信業(yè)務(wù)之外，還可以提供上網(wǎng)服務(wù)，目前的傳輸速率大約為384kbps，相較于Starlink，還有不小的差距。相信在將來(lái)，一定會(huì)捅破天。

不過(guò)，既然上衛(wèi)星了，收費(fèi)還是挺貴的，1000塊錢(qián)一年，包含750分鐘通話和5條國(guó)內(nèi)短信。超出套餐，撥打和接收衛(wèi)星電話都是一塊六一分鐘。

編輯：黃飛

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