发布时间:2022-09-13作者来源:hahabet甄选浏览:8283
第一,传统的卫星通信协议和通信频段都与地面移动通信网络不同,在基带处理、射频电路和天线设计上都有所差异;
第二,手机要想支持卫星通信,首先需要硬件支持。
iPhone 14可能将采用支持卫星通信的客制化的高通X60基带芯片。
并且,苹果的这个功能有独占期。如果其他智能手机品牌也想加上支持卫星通讯的功能,可能采用X65基带芯片。
第三,由于移动通信卫星与地面的距离在几百公里(LEO轨道)到2.7万公里(GEO轨道)之间,因此传统卫星电话的最大发射功率都需要在2瓦以上,而作为消费电子产品的手机,按照大多数国家政府规定的标准,在FDD模式下最大发射功率不能超过23dbm,即200毫瓦,在TDD模式下最大发射功率不能超过26dbm,即400毫瓦,在过去由于技术的限制,通信行业从未想过让发射功率如此小的手机直接与卫星进行通信。
mate50与iPhone14卫星通信功能对比
Mate50通过北斗卫星发送短信的功能如何使用?
苹果iPhone14卫星通信功能使用;
按照通信卫星运行的轨道不同,卫星通信(系统)可分为:
卫星通信系统由空间段、地面段和用户段三部分构成:
卫星通信作为无线电通信形式的一种,信号的中转和传输也要依赖与不同频段的无 线电波。在地面雷达系统的应用中,IEEE 标准中将无线电波划分为 VHF、UHF、L、 S、C、X、Ku、Ka 以及 EHF 等频段。在实际应用当中,上述频带中仅有一小部分被 分配给雷达应用,大部分频带由国际电联(ITU,International Telecommunication Union)的世界无线电通信大会分配给空间无线电应用,雷达频段和空间无线电频 段对应关系如表 1 和表 2 所示。为保证无线电频率这一稀缺资源能够得到合理有效 的利用,ITU 将全球划分为三个频率区域,中国位于其中的 III 区。
根据不同业务类型对无线电频段也有大致的划分:C 频段(4GHz~8GHz)、Ku 频段 (12GHz~18GHz)和 Ka 频段(26.5GHz~40GHz)是目前卫星通信系统中使用最广泛 的频段,C 频段和 Ku 频段主要用于卫星广播业务和卫星固定通信业务,带宽有限且 利用较早,目前频谱的使用已趋于饱和;Ka 频段主要用于高通量卫星,提供海上、 空中和陆地移动宽带通信。Q/V 频段将是未来卫星通信领域争夺的重点,目前 ITU 正在制定 NGSO 卫星通信中使用 Q/V 频段的频谱共享规则,以确保 NGSO 系统与 GSO 系统以及其他 NGSO 系统能够共存,值得注意的是 2020 年 1 月 16 日银河航天成功 发射的 5G 星座的首发星是全球首颗 Q/V 频段的 NGSO 通信卫星。
低轨卫星通信系统的特点与优势
与传统的地球静止轨道卫星通信系统相比,低轨卫星通信系统最显著的特性在于其 卫星工作轨道高度和系统复杂程度的不同,从而带来单星技术、规模、成本上的差 异,最终影响系统建设与运营成本以及系统可靠性。低轨卫星通信星座的技术特点, 也将影响系统的通信质量,对地面终端设备也提出了不同的技术和性能要求。此外, 低轨卫星通信系统可以采用蜂窝通信、点波束、多址、频率复用等技术,且通信具 有全球覆盖、低延时等方面的优点,可以支持在线游戏、视频通话等实时或近实时 数据传输,在与地面通信骨干网融合后可能将催生出新的应用场景。
从技术角度来看,低轨卫星通信系统与高轨卫星通信系统之间最主要的区别在于卫 星轨道高度和单颗卫星通信能力,由此带来的具体的技术上的主要差异表现在以下 几方面:
传输时延:高轨通信卫星轨道高度为 35786 公里,每一跳(终端-卫星-终端) 通信传输时延约为 270 毫秒。目前主流的低轨星座的卫星大多位于 1000~1400 千米上空,其通信传输时延一跳约在 7 毫秒左右,考虑到其他方 面时延影响也可以做到 50 毫秒以内,与地面光纤网络的时延相当。
传输损耗:低轨星座宽带卫星轨道高度约为静止轨道卫星轨道高度的 1/30, 则低轨卫星信号自由空间损耗比静止轨道卫星少 29.5dB,这是低轨卫星系 统实现终端小型化和高速数据传输的基石。
星下点移动速度:地球静止轨道卫星运动速度与地球自转速度相同,卫星 24 时绕地球一周,相对地面静止;低轨卫星运动速度约为 7.5 千米/秒,卫 星 85~115 分钟绕地球一周,相对地球表面高速运动,从而带来多普勒频移、 地面终端天线指向跟踪、波束间切换等技术问题。
波束覆盖:高轨通信卫星轨道高度高、对地视场大,部署 3 颗卫星即可实现 对南北极点以外的全球覆盖;低轨通信卫星轨道高度低、单星对地覆盖较小, 必须通过多星组网才能实现全球覆盖,避免遮挡带来的通信干扰问题,但也 会因频率复用难度增大带来对通信体制更高的要求。
卫星容量:低轨卫星通信系统单星体积小、重量轻,通信能力弱,但整个系 统通信容量较高。如 OneWeb 星座系统单个卫星设计质量仅 125kg,单星容 量约为 10Gb/s,整个星座将具有 7Tb/s 的容量。Viasat-3 卫星系统由三颗 卫星组成,单颗卫星设计重量约为 6400kg,单星容量约为 1Tb/s,整个系统 具有 3Tb/s 的容量。
系统可靠性:低轨卫星通信系统可靠性更高。第一,低轨星座卫星数量庞大, 且分布于多个轨道面,任意一颗或几颗卫星损坏不会对系统造成大的影响; 第二,低轨星座系统卫星造价较低,在轨一般都有多颗备份卫星,可以随时 代替损坏的卫星;第三,低轨卫星成本低,研制周期短,卫星体积小、重量 轻,轨道高度低,容易进行应急补网发射。
卫星通信系统建设成本包括卫星研制成本、火箭和发射费用、地面站建设成本和用 户终端价格等主要部分。低轨卫星通信系统与传统高轨卫星通信系统各方面的成本 也有较大的差异:
卫星制造成本:低轨通信卫星通常采用微小卫星平台,技术难度和卫星规模 远低于传统高轨通信卫星,单星研制成本显著降低。采用与汽车、飞机等高 端工业产品类似的流水线、批量化的方式,是低轨卫星通信系统建设的必要 要求,也有利于单星制造成本的降低。OneWeb 系统单星研制成本大约在 60 万美元左右,而高轨 ViaSat 系统的单星造价约为 3.6 亿美元,整个系统造价约为 10.8 亿美元,而美国军用 AEHF-4 卫星单星造价更高达 18 亿美元。
火箭和发射费用:低轨卫星系统卫星数量众多,需多次发射才能将全部卫星 送入轨道,因此发射费用在系统建设中占有很大比重。Oneweb公司与阿里安 航天公司签署了总价值超过10亿美元的21次发射合同。ViaSat-2卫星发射和 保险费1.7亿美元,ViaSat-3卫星发射和保险费用与ViaSat-2卫星基本相同, 三颗卫星共需要5.1亿美元。
地面站建设成本:地面站由测控站、关口站和控制中心三种类型地球站构成。 Oneweb卫星测控站设在高纬度地区,天线口径为2.4m或以上;在全球将部署 55~75个卫星关口站,每个关口站配臵十多副口径超过2.4m的天线;系统将 在美国和英国设臵至少两个独立控制中心。Viasat-1系统容量仅150Gb/s, 设臵了21个关口站,关口站配臵一副7.3米Ka频段天线,可推算出容量为 3Tb/s的Viasat-3星系统关口站数量将达到数百个,且至少有3个测控站对应 3颗不同卫星。
对于低轨卫星通信系统而言,空间段和地面站建设可以在现有的技术框架内找到成 本控制方案;考虑广阔的应用前景,运营商也可以接受稍高的一次性资本开支。而 用户终端的成本是决定卫星系统能否取得商业成功的关键,目前高轨通信卫星的固 定终端价格约为 3000 美元,便携式终端价格约为 28000 美元。低轨卫星通信系统 地面终端的天线需对卫星信号进行跟踪,并保证在卫星切换时信号不中断,增加了 终端天线的技术难度,用户很难接受数万甚至数十万美元的终端产品,这对低成本 双抛物面天线或相控阵天线技术提出了更高的要求。
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