几亿中国移动用户都在关注,移动的卫星通信进展咋样了?好消息来了

芳言礼语聊手机 2024-02-01 12:53:25

继华为Mate50系列“捅破天”后,手机直连卫星通信,成了手机行业的前沿热点功能。

时至今日,一线头部品牌中,多数当家旗舰都已支持卫星通信,并且还实现了技术和功耗方面的优化升级。

比如,荣耀Magic6 Pro上的“鸿燕卫星通信”,就让卫星通信待机功耗下降了50%,而且卫星连接速度提升了40%。OPPO Find X7 Ultra的卫星通信版,则实现了听筒、免提双模卫星通话。

不过,现在国内的手机卫星通信都是通过中国电信的天通卫星。很多朋友都很关心,中国移动的卫星通信进展咋样了?

今天给大家报告一个好消息:

近日,中国移动研究院联合产业合作伙伴面向星上再生模式,共同研制成功星载核心网暨“星元系统”,并完成整星地面测试与空间环境适应性测试。

这个消息很多朋友可能看不懂,没关系,等下面我展开讲完了,大家就会发现“我们的目标是星辰大海”。

01

卫星通信的终极目标

天地一体化通信

手机通信技术是一直在不断演进迭代的。从1G到2G、3G、4G,再到现在的5G,接下来是5.5G(也叫5G-A),然后是6G。

技术发展的速度越来越快,可能大家还没感知到,现在5.5G已经在国内多个地区完成了示范建设。今年就计划将5G-A三载波聚合终端规模商用了。

5.5G和6G的一个核心技术就是“天地一体”的通信网络。最终,卫星互联网和地面通信网络将全方位融合,我们在地球的任何一个角落,包偏远地区、荒漠、海洋、高山、天空等全域立体空间,都能实现连接——打电话、发短信、上网。

这种无处不在的“泛在连接”,是未来万物互联的网络基础。届时,只要你愿意,或者法律允许,你就可以连接地球上任何一个地方的智能设备。

天地一体化通信,目前需要攻关的就是卫星通信网建设。

02

谁才是主角?

手机直连卫星的三种方案

好了,我们先回到当前的手机直连卫星通信功能。

现在各家手机的直连卫星通信,属于“传统卫星技术”。即利用现有的卫星技术与资源,通过对手机进行改造,给它加上卫星双模芯片,以实现卫星通信功能。

这个方案的优点是技术成熟、可快速商用。缺点是传统卫星都是私有协议,通用性差。同时,在轨升级难度大。比如,我们在地面把4G基站升到5G比较容易,但要在太空中做同样的事儿几乎不可能。这势必会影响卫星通信技术的演进与可持续发展。

手机直连卫星的第二类方案是“支持存量手机的网络改造技术”。通过对基站进行非标准化定制、增强,可以让普通的4G、5G终端直连卫星。这种方案对卫星及天线能力要求高,技术难度大,成本高,目前国内技术尚不成熟。

关注手机行业的朋友可能注意到过,2023年4月份,AST SpaceMobile 公司与运营商AT&T合作,用一部普通的三星Galaxy S22 Ultra手机(没有任何改造),完成了一次从美国德州到日本的卫星通话。

马斯克的星链1.0也是这种技术,地面需要配备一个“锅”来接收卫星信号。

手机直连卫星的第三类方案是“3GPP NTN技术”。我们把这个技术拆开来讲一下。

NTN很简单,全称Non Terrestrial Network,翻译过来就是“非地面网络”的意思。

3GPP是一个标准化组织,它是专门制定通信网络标准规范的。平均一到两年就会完成一个版本的制定,版本的命名规则是“Release X”。

目前最新的版本是Release 18(简称R18),将在2024年上半年冻结(确定不改了)。R18是3GPP定义5G-A的首个标准版本,它的冻结意味着今年5G-A将开始转向产业推进,全面商用。大家有望深切感受到网络能力的升级带来的新变化。

“3GPP NTN技术”合起来就是由3GPP制定的非地面网络技术标准。

从3G到5G,我们的通信网络标准都是3GPP制定的,下一步的卫星通信也由它来制定,顺理成章。因为技术路线一脉相承,星地融合无门槛,产业链可完全复用。

综上,“3GPP NTN技术”将是未来天地一体化通信的主要方案,优势明显。全球产业界对此高度关注,并积极开展了技术布局。

03

卫星具备基站功能

星上再生才是目标

在3GPP NTN的技术方向下,卫星通信的网络架构分为两种。

一种是透明转发。顾名思义,卫星在通信服务过程中就像透明的,不对信号、波形等进行任何处理(因为卫星不具备这样的能力),只是把信号进行放大,然后进行转发。

透明转发

另一种是星上再生。从字面意思也好理解,就是卫星除了把信号放大外,还具备调制/解调、编码/解码、交换、路由等处理能力。这样的卫星,具备了部分或全部的基站功能。

星上再生

具备星上再生能力的卫星,就像地面的基站一样,相互之间通过星间链路,就能组成卫星通信网。卫星和卫星在太空连接,没有衰减因素影响,可以通过激光实现即时、大容量的数据传输。

这比地面传输要更有优势。首先,地面传输受各种客观条件限制,传输效率比真空低。第二,受地球曲率影响,基站、信关站(用来接收、转换卫星信号)覆盖范围有限,需要大量建设,成本高昂。第三,卫星的覆盖范围要比地面基站大的多,到时候甚至漫游都不存在了。第四,卫星之间独立组网,可以不依赖于地面网提供通信业务。

看了上面的介绍,想必大家也明白了:透明转发只是过渡,星上再生才是目标。

04

星载核心网研制成功

软硬件全国产

现在,我们再回过头来看看中国移动研究院联合合作伙伴共同取得的研发成果:

它是面向星上再生模式的星载核心网,并且已经完成整星地面测试与空间环境适应性测试,满足在轨运行条件。针对低轨卫星移动速度快、覆盖范围广等特点,星载核心网对基本5G流程能力进行优化,实现了高效的星地组网。

星载核心网

实测星上再生模式下,星载核心网下行速率可达5Mbps,上行速率可达1Mbps,星上转发速率达230Mbps,星上转发时延小于1ms,性能符合预期,后续将进一步优化,并进行在轨验证,可为大众手机及行业终端提供宽带业务。

并且,这次用的是国产工业级元器和国产linux操作系统,实现了星载核心网的自主可控。

据香港《南华早报》报道,我国正利用“天宫”空间站对数百款各类芯片进行在轨测试,其中包括16nm高性能芯片,已经取得技术优势。同时,还有更多国内芯片制造商正排队等待接受严格的太空测试。卫星互联网全产业链的国产化将得到更充分的保障。

作为全球最大移动通信运营商,中国移动在构建泛在连接的天地一体化网络中,不会缺席。

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