石頭自清潔掃拖機器人G10S評測：多年黑科技集大成之作 懶人終極福音
科技圈經常能看到一個詞叫“縫合怪”，用來形容那些把好多功能或者外觀結合在一起的產品，通常這樣的詞是貶義詞，但如果真的是產品縫合的好、縫合的實用的話，那它就成了中性詞，今
自從iPhone14系列開始支持衛星通信功能以后，手機衛星通信話題一度變得很熱。一般我們說，蘋果作為手機OEM廠商的身份時，總是有能力帶活一條產業鏈和一個生態系統。iPhone身上的很多組件都是如此。
但衛星通信進入尋常智能手機，大概就不是這么回事了。衛星通信手機，或衛星手機是個由來已久的東西，即便傳統的近地軌道衛星通信手機都形如板磚，不過在開談這個話題前，先說兩件相關衛星通訊事業發展的周邊事件。
其一是美國搞近地軌道衛星通信網絡，也是現在比較知名的Globalstar和Iridium（銥星），曾在上世紀90年代末雙雙面臨破產，主要原因是始終沒有那么多客戶基礎來填補高昂的網絡構建和運營成本。像Iridium，在極地軌道運營著66顆衛星，提供商業服務始于1998年11月，次年8月就陷入破產窘境。
這兩家當前的資方主體顯然已經發生過變化。到了2022年T-Mobile和SpaceX宣布合作，基于Starlink（星鏈）提供衛星通訊服務，則有了顯著的商業化考量和轉向。
圖1：當智能手機采用衛星通信。
其二是華為手機也是智能手機里較早支持衛星通訊的產品，尤其最新的Mate60Pro率先支持了衛星通話，而其他已經在售的衛星通信智能手機暫時還停留在衛星信息收發的程度。提供衛星網絡基礎設施的，是天通一號衛星移動通信系統，關注這方面新聞的讀者應該知道，前一陣中國航天科技集團還在知乎上特地就Mate60Pro的衛星通信實現刷了一波好感度。
天通衛星以第一人稱講述自己的故事時，就提到天通的誕生，是在2008年汶川地震以后，國家意識到建設自有衛星通信系統的重要性，于2011年啟動天通一號衛星項目。天通一號01星于2016年8月6日升空，02星和03星相繼于2020年、2021年發射成功。天通一號衛星目前支持語音、數據、短信業務和定位功能，互聯網接入服務暫未開通。華為手機從Mate50開始，作為終端側，開始支持衛星通信就是以天通一號為基礎的。
從這兩件事就不難發現，支持衛星通信的智能手機絕對不是一蹴而就，或者完全仰仗蘋果的生態召喚能力。本期封面故事就以衛星通信手機為話題，談談其潛在市場，及發展的依據。
維基百科將衛星通信電話系統分成了兩種大類型，分別是地球同步軌道衛星通信，和近地軌道衛星通信。前者所用衛星巨大而昂貴，位于地球表面以上35786千米的位置。這種系統的通信延遲和成本是可想而知的，也不是我們要探討的部分。而近地軌道衛星離我們自然就近得多了，也是如今衛星通信智能手機熱點的基礎。
所謂的衛星通信，在我們討論的上下文里，是相對于地面通信而言的。一般傳統的民用手機通過地面通信基站來打電話、發消息、接入互聯網。衛星通信手機不借助地面網絡，而是通過近地軌道衛星實現通信。
從大方向理解這兩種通信方式，可以將地面基站網絡想象成巨大的網狀結構，基站覆蓋一定的通信范圍。在不同的網格間穿梭時，手機需要切換到不同的基站。對于整個地球來說，總有這張網覆蓋不到的地方。在這些地方時，手機就沒有了地面信號。
很多人跡罕至、人煙稀少的地方，地面網絡基礎設施建設落后，那么“沒有信號”也就不是什么稀罕事了。但這并不意味著這些地方就完全不需要網絡連接，對于戶外運動愛好者、野外工作者——包括邊防、地質勘探、長途運輸等，通信仍然是必要的。
另一方面，尤其美國這種衛星通信建立時間更早的國家，自然災害的緊急響應都頻繁地用到了衛星通信。因為在地震、龍卷風之類的自然災害面前，地面通信基礎設施有較大概率面臨癱瘓。而衛星通信顯然在應對上述兩種場景時就相當有效。這也是08年汶川地震后，國家下決心建立自己的衛星通信系統的原因。
每顆近地軌道衛星的覆蓋范圍雖然不及同步軌道衛星，但也比地面基站大得多了。不過衛星通信手機要求開闊的位置條件，這也是眾所周知的了。
如文首所述，衛星通信手機本身并不是這兩年才有的。不過90年代的衛星通信手持設備，在尺寸和重量上和當時的大哥大也類似：顯著特征也包括了可伸縮天線。需要明確的是，衛星通信終端系統并不只有手持移動設備，另外也包括一些大家伙，比如電腦，比如裝在船上的——這類系統就可以用上大個頭的電子器件，包括桅桿上的可轉向微波天線——同類系統的存在可能是民用、商用、軍用間的差異了。
圖2：Iridium9505A衛星電話。
早期的衛星通信電話或手機價格著實不便宜，比如Iridium于2001年發布、2010年開售的Iridium9505A價格是1000美元，15.8x6.2x5.9cm的板磚尺寸，黑白小屏；另外有個長條的外置伸縮、可左右45°轉向的天線，完全伸展開，天線長度達到了23cm。當年發布的這類手機是專用于特定網絡的，并不能在不同網絡間切換。也就是說它們大部分是不支持地面通信的。
另外“現代化”一點，可實現互聯網與語音通信的，像是BGAN（BroadbandGlobalAreaNetwork，屬于Inmarsat的全球衛星網絡）終端動輒都是幾千美元。據說早年在這類手持設備的定價問題上，運營商是有極大話語權的，因為衛星通信網絡基于專有協議來運營，那么OEM廠商其實很難獨立地去造這些手機。
不過近代衛星通信手機的現代化程度，也有比我們想象得更甚的：2008年就有跑WindowsMobile的衛星通信智能手機（Eletrobit）——也支持地面網絡通信，據說做到了天線的隱藏，三圍尺寸11.9x6.4x2.3cm算是可接受的。雖然我們不清楚這款手機有沒有真正大范圍商用。
另外，衛星通信移動設備也未必只是手機，最典型的如GarminInReach，這是個更為單純的衛星通信通訊器。聽到Garmin，那必然就能明晰，這是為戶外運動愛好者或野外工作者準備的，基于Iridium的衛星網絡可做雙向短信通信，以及使用GPS記錄和附加位置信息、向救援組織發出請求SOS和天氣信息。
圖3：一名登山者正使用衛星電話呼叫營救隊伍。
此前官方發布有關天通衛星的資料中提到，天通一號衛星手機很“靈巧”，是“常見的安卓智能手機的靈巧形式”；但也帶有一根折疊全向天線。另外還有個“天通一號便攜站”，是一臺采用Android系統的平板設備，適用于野外作業。這些就是比較現代化的衛星通信終端了。
從歷史角度來看，衛星通信始終沒有進入智能手機的原因，起碼現在看來應該是通信和基礎設施成本問題，及其原本的小眾市場定位。這里的成本不僅是固定成本，可能也還在于運營和通信成本。語音通話資費每分鐘都可能達到數美元，尤其不同衛星電話網絡間的呼叫費用，可能會達到每分鐘十幾美元。此前公布的天通衛星業務資費，結合中國電信的套餐，看起來已經是相當劃算的了。
總結一下衛星通信的基礎設施需求，一是天上飛的衛星網絡，二是地上用的終端。這兩部分的建設工作都在最近幾年逐步走向了完善。而且這些年，還有不少初創企業，典型如ASTSapceMobile、Lynk等加入市場，都是期望把“太空中的寬帶網絡”帶到移動設備上。在我們看來，Mate50和iPhone14系列支持衛星通信乃是大趨勢鑄就的。
雖說因為地緣政治的關系，如今與電子科技相關的技術發展存在不少多樣化的可能性，但從明確的標準角度來看，基于衛星連接的通用消息（messaging）基礎已經于2022年3月得到批準，也就是3GPPRelease17。這已經是個重要信號了。
圖4：手機的衛星通信自然需要以覆蓋更廣范圍的衛星網絡為基礎。
就衛星通信普及到智能手機的硬件基礎問題，首先來談談衛星網絡。除了我們國家的天通衛星，以及前文談到國外上世紀就開始的衛星網絡建設，最近比較知名的是2022年8月T-Mobile和SpaceX之間的合作。在衛星網絡建設的前期宣傳上就提到了和現有5G智能手機共存，2023年晚些時間進入beta測試階段。實際上SpaceX于2021年就收購了Swarm來構建這方面的能力。
SpaceX和T-Mobile間的合作是基于Starlink（星鏈）Gen2衛星——2022年發射進入軌道，達成應用于智能手機的衛星連接。這是運營商和衛星網絡基礎設施層面，就給出了智能手機帶衛星通信功能的實現基礎的典型。Starlink衛星會在T-Mobile的1900MHz中頻區間廣播新的網絡，也就是對T-Mobile已擁有頻率的使用。前期規劃是用該網絡收發SMS、MMS信息，并使用“部分消息app”；未來預期會增加語音和數據連接功能。
而蘋果iPhone14支持單向信息衛星通信的基礎，是源于其與Globalstar的合作。值得一提的是，Globalstar早在2020年12月就申請了發射3000個衛星星座系統。這些可能都表明，衛星通信智能手機的時代就要全面到來了。
今年3月，美國聯邦通信委員會（FCC）宣布衛星運營企業可使用手機運營商的頻譜資源，這也是衛星通信與智能手機結合很重要的一步，頻譜資源使用許可是法規基礎。在法律法規的基礎問題上，衛星運營企業本身也需要有所謂的“登陸權”，才可能在對應的國家或地區運營網絡。SpaceX與T-Mobile的合作之所以受人矚目，關鍵也在這里。
其次是衛星通信的終端側，比如iPhone14、Mate50、摩托羅拉Defy2/CATS75。終端實現衛星通信的關鍵當然在于射頻前端、transceiver、modem等組成部分。對于Mate60而言，就衛星通信實現，目前已知信息是來自昂瑞微的射頻前端，潤芯的射頻transceiver，以及華力創通的modem。華力創通在這其中應該是發揮了舉足輕重的作用的。
而之所以說智能手機可能要普及衛星通信功能，主要是考慮到高通、聯發科及三星在手機芯片層面的支持。三星此前宣布了在構建相關技術，達成雙向的衛星通信消息首發：Exynos5300Modem將可連接近地軌道衛星。
聯發科方面是在今年2月份展示了兩顆芯片組，可實現智能手機上的雙向衛星通信，而且是基于3GPP標準；聯發科選擇的合作方是Skylo。當時聯發科甚至提到，并不需要使用聯發科的APSoC，手機OEM廠商就可以把聯發科的芯片加到一般的4G、5G手機上。這應該是為了加速解決方案在終端側的推廣。
摩托羅拉Defy2手機應當就是基于聯發科這方面的技術（還有個摩托羅拉DefySatelliteLink配件，乃是支持衛星通信的熱點，通過藍牙連接普通智能手機），達成了雙向的衛星信息收發（名為BullittSatelliteMessenger——應用于Android的直連設備信息服務）。
而最值得一提的應當是高通SnapdragonSatelliteforAndroid。高通是在今年CES上發布的這一平臺，也支持雙向信息收發——最初在宣傳的時候，高通就強調了SnapdragonSatellite技術是可以通過衛星給任何人發文字信息的，而不只是像iPhone14那樣的緊急響應方（僅用于緊急SOS）。
圖5，衛星通信手機普及還有多遠？
之所以說高通的這一決策有利于衛星通信功能在手機上的普及，在于高通這項服務最初已經可應用于驍龍8Gen2。則手機OEM廠商可使用這一連接特性來打造智能手機。大概很快就會出現對應的手機產品。
另外高通還強調了，未來不光是在旗艦系列的芯片組和modem上推進這項服務，至少還要把緊急SOS特性加到廉價設備上。值得一提的是，高通選擇的合作方是Iridium。所以即便芯片層面做出支持，國內大約也很難在短時間內看到高通的衛星服務出現在智能手機上。當然也囊括全球很多不同的國家地區。
不過現階段iPhone基于衛星通信的緊急SOS還僅面向6個國家開放，而Iridium則宣稱其地球覆蓋率已經全滿——高通的入局顯然是會加速衛星通信于智能手機鋪開進程的。未來高通也可能會持續推出衛星通信的語音和視頻服務。
從上述介紹也不難發現，這兩年衛星通信于智能手機應用的步伐突然變快了很多，無論是芯片廠商、電信運營商、衛星運營商，還是手機OEM廠商。而且行業專家認為，蘋果iPhone14支持的緊急信標特性是遠遠不夠的。這一領域也就因此吸引到了更多的投資者。
如文首所述，這是個厚積薄發的過程。分析師今年上半年似乎普遍給出了投入該領域的建議。本文只給出了當前衛星通信應用于智能手機硬件基礎的管中一窺，而這項技術的推廣可能更多還要經受“軟環境”的考驗，比如“登陸權”的進一步獲取，及多方合作如何展開等等。不過，這是另外的話題了。但該領域面臨的市場噴發，應該是板上釘釘的。
本文為《電子工程專輯》2023年10月刊雜志文章，版權所有，禁止轉載。點擊申請免費雜志訂閱
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