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2021年9月14日，一年一度的科技界春晚——“iphone13發(fā)布會”即將召開。
根據截止到2021年8月底曝光的信息匯總：iphone13將搭載A15處理，集成高通驍龍X60基帶，采用三星LTPO屏，支持120Hz自適應高刷；相機模組增大，電池容量增大，快充增至25W；仍然采用窄劉海（意味著不會采用屏下攝像頭），支持反向充電；支持口罩解鎖功能（意味著仍然不采用屏下指紋），支持低軌道衛(wèi)星通訊等。
除了前面提到的硬件提升，最后一條支持低軌道衛(wèi)星通訊，一石激起千層浪，引發(fā)了業(yè)界的猜測和廣泛討論。
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據悉，這條消息來自常年關注蘋果供應鏈的行業(yè)分析師郭明琪，他表示iphone13將支持衛(wèi)星通訊運營商Globalstar 擁有的n53頻段。他的判斷依據可能是因為高通在還未發(fā)表的X65 基帶芯片加入了n53 頻段功能。n53 頻段是Band 53 （簡稱b53）的變種，屬于廣義的2.4GHz 頻段。據了解，b53 授權目前屬于衛(wèi)星通訊公司Globalstar。今年2 月還發(fā)過新聞，隆重宣布授權n53 頻段給高通使用。
據了解，全球星（Globalstar國）系統(tǒng)是美國 LQSS （Loral Qualcomm Satellite Service ）公司于1991 年 年 6 月向美國聯邦通信委員會（FCC ）提出低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。而LQSS 公司是由 Loral 宇航局和高通公司共同組建的一個股份公司。
但是問題在于郭明琪爆料的是iphone13支持n53頻段，而此前曝光的信息是iphone13將采用的X60基帶并不支持n53，除非這一批X60基帶是高通針對蘋果的特別定制版本。
除此之外，彭博社也發(fā)消息部分確認郭明錤的消息，且補充到iphone13的衛(wèi)星通訊僅限于緊急用途，如果在戶外缺乏手機信號，可用有限的衛(wèi)星通訊功能實現報警求助。
彭博社同時指出，iphone13可能包含支持衛(wèi)星通信的器件，但不代表相關的功能一定會在今年上線，可能相關的功能真正推出“不會早于明年”。換言之，就算目前iphone13支持衛(wèi)星通信的相關硬件，但要用到這種功能可能要到明后年了。
就在蘋果粉絲對這一消息略感失望的時候，另一則消息傳來。根據7月31號的央視新聞報道，搭載北斗短報文功能的手機預計在年底上市。該功能可在沒有通信網絡的情況下，仍然能夠讓手機與衛(wèi)星直接通信。而根據目前綜合的信息來看，預計年底首發(fā)的這款手機很有可能是華為Mate50。
據了解，華為P40就打造了北斗車道級高精度導航，如果不是因為受到制裁，可能華為Mate50的上市時間還要提前。早在2018 年，我國就開啟了北斗三號全球組網。通過北斗三號的通信系統(tǒng)，除了提供類似于GPS、格洛納斯的導航之外，還可提供1K容量的短報文服務，單次可發(fā)送 1000 多個中文字符甚至是圖片。據悉，這種雙向通信設計是北斗系統(tǒng)獨有的，不過此前都需要專用的接受終端和卡號才能實現。
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北斗短報文服務
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北斗短報文與其它通訊方式的差別
從銥星到星鏈，回顧衛(wèi)星通信的三個發(fā)展階段
綜上所述，有可能蘋果iphone13會在發(fā)布會首發(fā)衛(wèi)星通信功能，但是首先滿足用戶使用的卻可能是華為Mate50。不過不管是誰首發(fā)，手機終端開始支持衛(wèi)星通信這個事本身就是一件很酷而且劃時代的事情。這意味著衛(wèi)星通信這種以往只存在軍用、昂貴的行業(yè)應用通訊方式也開始進入民用，同時也意味著手機進入永不掉線的時代。
與此同時，一個基于衛(wèi)星通信的產業(yè)鏈正在被投資者和業(yè)界看到。一旦衛(wèi)星通信的接收裝置真的在手機等消費類終端普及，必將刺激相關產業(yè)鏈的爆發(fā)式增長，以及供應鏈成本的快速下降。我們有理由相信，基于衛(wèi)星的收發(fā)短信緊急通信僅是第一步，真正實現基于衛(wèi)星通信的互聯網通信才是最終目標。
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就在2020年的10月22日，美國太空探索技術公司（SpaceX）首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克使用星鏈（Starlink）衛(wèi)星，發(fā)出了他的第一條推文。馬斯克在社交網站上發(fā)文稱，“通過Starlink衛(wèi)星發(fā)送了這條推文?！彪S后，他又發(fā)布了一條稱，“哇，它成功了。”
為何“火星人”埃隆·馬斯克要這么積極投入研發(fā)星鏈（Starlink）衛(wèi)星系統(tǒng)？排除商業(yè)考慮，如果我們回歸他的初心，那就是一切技術都是為了移民火星。那么在火星低軌道放置衛(wèi)星實現通信覆蓋，顯然比在地面建基站要更方便。而就算是在地球，目前也僅有30%的國家和地區(qū)實現了通信網絡覆蓋，還有超過70%的地理空間以及超過30億人無法使用互聯網。We Are Social 估計，在 2020 年 3 月以前的 12 個月里，近 3 億人首次上網，其中大多數新用戶生活在發(fā)展中經濟體。截至，2020 年 3 月，全球仍然有 40%的人未聯網。
對于地面通信基站建設商和運營商來說，在很多地廣人稀的地區(qū)，或不發(fā)達地區(qū)，建設基站除了技術難度外最主要是商業(yè)上不劃算。因此，基于衛(wèi)星通信的互聯網，通過一定數量的衛(wèi)星形成規(guī)模組網，從而輻射全球，構建具備實時信息處理的大衛(wèi)星系統(tǒng)，是一種能夠完成向地面和空中終端提供寬帶互聯網接入等通信服務的新型網絡，具有廣覆蓋、低延時、寬帶化、低成本等特點。
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如果說MOTO的銥星、Globalstar等第一代衛(wèi)星通信的想法是取代地面通信的話，那么starlink，OneWeb為代表的第三代衛(wèi)星通信將與地面通信實現互補。
低軌道衛(wèi)星通信，最先普及的終端或是汽車
按照軌道高度，衛(wèi)星主要分為低軌、中軌、高軌三類，其中現有的中高軌道衛(wèi)星解決了地球的覆蓋問題，相當于移動通信的 2/3G 網絡，僅提供基本語音和低容量的數據業(yè)務。低軌衛(wèi)星由于傳輸時延小、鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應用場景豐富、整體制造成本低，非常適合衛(wèi)星互聯網業(yè)務的發(fā)展。
以往衛(wèi)星通信給人的感覺主要有兩點：成本昂貴、信號傳輸慢。為什么以往衛(wèi)星通信的費用這么昂貴？在航天飛機時代，將衛(wèi)星發(fā)射到太空的成本約為每磅 24,800 美元。發(fā)射一顆重量 4 噸的小型通信衛(wèi)星的成本接近 2 億美元。如今，SpaceX 的 Starlink 衛(wèi)星重量僅有約 500 磅（227 千克）?？芍貜褪褂玫脑O計和低廉的制造成本，意味著我們可以通過火箭一次性發(fā)射幾十顆衛(wèi)星，從而大幅降低成本。此外，在衛(wèi)星通信方面，隨著衛(wèi)星通信帶寬從百 Mbps 提升至 Gbps，帶寬承載能力大幅提升。在晴好天氣條件下進行的基于衛(wèi)星鏈路的 5G 基站回傳測試中，回傳鏈路數據吞吐量達到了 500 Mb/s 以上。這一測試結果表明，低軌通信衛(wèi)星在信關站和衛(wèi)星覆蓋范圍內實現的大帶寬傳輸，可為 LTE 或者 5G 蜂窩網絡提供衛(wèi)星鏈路回傳，為現有的電信運營商提供了一個非常重要的選擇。
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資料來源：《從銀河航天首發(fā)星在軌測試分析低軌寬帶衛(wèi)星通信的優(yōu)勢》
對于中國來說，商業(yè)衛(wèi)星產業(yè)要發(fā)展，終端接收設備必須先行，尤其是地面接收終端設備有望受益。當前，國內從事衛(wèi)星終端通信設備業(yè)務的公司主要有海衛(wèi)通、凱瑞得、中國電子 54 所等，但衛(wèi)星通信地面硬件設備還是以海外公司為主并占有市場較大份額。
此外，衛(wèi)星的制造、發(fā)射、通信、導航，都需要關鍵的芯片技術參與。與傳統(tǒng)衛(wèi)星不同，商用衛(wèi)星更強調商用性，追求更低廉的發(fā)射成本、更小的尺寸以及更容易制造，這些特性有助于提高潛在運行的經濟性。所以商用衛(wèi)星在選擇芯片時，更希望是體積更小、質量更好、成本又較優(yōu)的芯片。其中 FPGA等核心芯片成為未來商用衛(wèi)星通信發(fā)展的重點。包括紫光國微、復旦微電在內的國產FPGA廠商將迎來新的機遇。
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基于 FGPA 平臺的低軌衛(wèi)星星載路由器，資料來源：西安電子科技大學技術轉移中心
高性能信號鏈產品廣泛用于全球航空航天市場，對于商用衛(wèi)星也發(fā)揮著至關重要的作用。此外高頻收發(fā)器平臺技術在衛(wèi)星通信頻段中可以實現更高的選擇率，利用其小尺寸和低功耗的特性，可將收發(fā)器的整體尺寸縮小到一個數量級，為解決下一代衛(wèi)星通信的難題提供解決方案和實例。
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低軌衛(wèi)星互聯網地面應用增量空間（億美元），資料來源：中國產業(yè)信息網
除了手機之外，另一個具有更大想象空間的衛(wèi)星接收終端是汽車。受限于體積和技術瓶頸，要將高頻收發(fā)器的尺寸縮小到手機內目前仍有較大技術難度，而汽車中就不存在這個問題。按照 starlink 終端單價 499 美元臺進行計算。在全球汽車產量保持不變的情況下，若汽車產業(yè)實現由傳統(tǒng)汽車向智能汽車的迭代替換，則低軌衛(wèi)星互聯網地面應用端將會帶來573.35 億美元增量市場空間。
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星鏈FCC應用：移動車輛中的衛(wèi)星互聯網，資料來源：TESLARATI
衛(wèi)星通信是否將“彎道超車”5G？
最后，考慮到我國在5G時代基站建設和網絡覆蓋的領先地位，目前有一種說法是包括美國在內的各個國家正在加速衛(wèi)星通信的建設，希望換賽道對5G實現超車。隨著美國“星鏈”計劃啟動，全球低軌星座發(fā)展已全面進入競爭提速期，空間軌道和頻段這一不可再生的戰(zhàn)略資源將日益緊缺。
因此，各國政府力量加速加力介入：美國軍方多項目并行推進“星鏈”計劃星座開發(fā)應用、英國政府收購衛(wèi)星運營商 One Web、加拿大政府斥巨資扶持本國的電信衛(wèi)星低軌公司(Telesat LEO)、俄羅斯利用俄羅斯國家集團(Ros cosmos)統(tǒng)籌加快衛(wèi)星星座建設。以上舉動充分說明，各國已經充分認識到軌道頻率資源的重要戰(zhàn)略地位，并加大力度爭相搶占。我國目前僅有 3 顆在軌運行的低軌寬帶通信衛(wèi)星，衛(wèi)星互聯網建設已經較為滯后。
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全球衛(wèi)星互聯網公司，資料來源：《低軌衛(wèi)星通信網絡領域國際競爭：態(tài)勢、動因及參與策略》
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資料來源：《“新基建”之中國衛(wèi)星互聯網產業(yè)發(fā)展研究白皮書》
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預計2019年到 2025 年，全球衛(wèi)星產業(yè)收入至少翻倍。隨著太空空間探索的逐步深入，國內外就衛(wèi)星互聯網紛紛展開部署，2019 年全球衛(wèi)星產業(yè)總收入為 2860 億美元，同比增長 3.20%。預計 2025 年前，衛(wèi)星互聯網產值可達 5600 億～8500 億美元。
好在我國已經意識到了這一點，2020年4 月20日，國家發(fā)改委首次將衛(wèi)星互聯網和 5G 、工業(yè)互聯網等一起列入信息基礎設施，明確了建設衛(wèi)星互聯網在新一代信息技術演進上的重大戰(zhàn)略意義。在 3GPP RAN行業(yè)報告|行業(yè)深度研究主導的 5G NR（新空口）網絡標準中，非地面網絡（NTN）技術也將衛(wèi)星和高空平臺作為重要的研究方向，已經有眾多參與方提交并形成了一系列重要的技術報告，并積極推進相關的技術規(guī)范制定工作。
筆者認為，衛(wèi)星通信并不是5G的替代者，而應該是補充者。未來海量的物聯網應用，以及針對海洋、高原、荒漠、極地等偏遠地區(qū)的無人機器聯網操作，都需要用到5G+衛(wèi)星通信的聯合組網。衛(wèi)星通信進入民用市場已是趨勢，誰能把握住這個賽道，誰就能抓住新的風口。而只有現在把握住了商用衛(wèi)星通信，在未來空、天、地、海全覆蓋的智能高速度6G通信競爭中，我們才不會掉隊。至于6G通信，如果各位讀者感興趣，筆者將另開一文專門進行分析。
