華為 Mate60 Pro 的發布引發了一波搶購熱潮，時隔三年之久，華為mate系列終于又發布新機了。Mate60Pro 最引人矚目的地方，除了那個尚不知道哪里產的麒麟9000s，還有一項非常重要的功能——衛星通話，讓你的通話可以隨時隨地，縱橫山海，暢聯九霄。 ? 這個吊炸天的技術，到底怎么樣？真的能捅破天嗎？射頻學堂今天就和大家一起探索一下，這個”向上捅破天“的技術到底怎么樣？

什么是人造衛星？

現在，人造衛星這個概念想必都不太陌生，什么星鏈啦，GPS啦，北斗啦，量子衛星啦，每一個有關人造衛星的詞匯都會引起人們的熱議。尤其是當今鵝烏戰爭中，星鏈對戰爭的重要作用，更引人對人造衛星的關注。 那你知道第一顆人造衛星是什么時候發的嗎？它能干啥嗎？ 天文學家把天上的星星分為三大類，恒星，行星和衛星。我們的太陽就是一顆巨大的恒星，恒星內部無時無刻都在發生無數的核爆，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，圍繞恒星運動的星星叫做行星，而圍繞行星運動的星星就是衛星，比如我們的月亮。衛星，像一個安全衛士一樣，守護在行星的周圍，為行星抵擋著大多數來自宇宙的暴擊。 ? 人造衛星，就是人類制造的能夠在地球軌道上運行的無人航天器。到今天為止，人類總共發射了大約50000顆人造衛星，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，其實中間圖才是實際的狀態。所以我們的頭頂上其實布滿了密密麻麻的人造衛星。如果按照現在的發射速度，人造衛星的數目還會指數增長，科學家預估到2209年，地球表面的人造衛星將是最有圖所示的密集度。

這些人造衛星，大小不等，功能各異，服務著人類的方方面面，包括軍事，氣象，廣播，通信，導航，偵察，預警，科學實驗等等。

當然，人類作為最好斗的生物之一，軍事用途也是第一位的。第一顆人造衛星的發射就伴著冷戰時期兩大陣營的劇烈軍事技術對抗。 前蘇聯于1957年10月4日，成功發射了人類歷史上第一顆人造衛星——Sputnik-1，Sputnik在俄語中就是陪伴的意思，Sputnik-1直譯就是一號人造衛星。多么霸氣的名字，直接就是一號。還好我們采用音譯，直接叫它——斯普特尼克一號。

斯普特尼克一號人造衛星由前蘇聯火箭專家科羅廖夫利用導彈改制而成，運行軌道為橢圓軌道，高度為215km/947km、軌道傾角65.1°，采用自旋穩定控制方式。該衛星呈球形，直徑0.58m，質量83.6kg，主要由殼體、衛星設備和天線組成。衛星殼體由兩個鋁合金半球殼對接密封而成，內部充有氮氣。殼體內安裝蓄電池組、無線電發射機等儀器設備。衛星外部裝有4根鞭狀天線，2根長2.4m，2根長2.9m。星載無線電發射機采用20.005MHz和40.002MHz的頻率發送無線電信號。 斯普特尼克一號人造衛星總共工作了22天，于1957年10月26號，電池耗盡，停止對外發送信號。之后又在太空中運行了三個月，于1958年1月4號，再次進入地球大氣層而燒毀。 這顆人造衛星開創了人類開發外太空的第一步，從此，人類的活動范圍從陸地，海洋，大氣層，一直到外太空，打開了南天門，邁向了天庭。當然，斯普特尼克一號人造衛星的成功發射，也大大刺激了美國，并引起了美國的恐慌。從此冷戰，也從地球表面延伸到了太空。 緊接著，1958年1月31日，美國成功發射了 ”Explorer 1“ 人造衛星，這顆衛星比較小，僅有兩個籃球大小，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360.4公里、遠地點2531公里的橢圓軌道繞地球運行，軌道傾角33.34°，運行周期114.8分鐘。

緊接著，法國，日本也相繼發射了屬于自己的第一顆人造衛星。 繼日本成功發射第一顆人造衛星之后，我們中國也發射了自己的第一顆人造衛星——東方紅一號。東方紅一號發射成功，開創了中國航天史的新紀元，使中國成為繼蘇、美、法、日之后世界上第五個獨立研制并發射人造地球衛星的國家。在那個一窮二白的年代，科學家們憑借著自己超強的毅力和獻身精神，硬是手繪出了人造衛星的圖紙，完成了中國第一顆人造衛星的成功發射。

東方紅一號衛星由結構、溫控、能源、《東方紅》音樂裝置和短波遙測、跟蹤、天線等分系統及姿態測量部件等組成，主要任務是進行衛星技術試驗、探測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，質量為173千克，采用自旋姿態穩定方式，轉速為120轉/分，利用太陽角計和紅外地平儀測定姿態。用20MHz的電磁波向全世界播放”東方紅“的歌曲。 東方紅一號工作20天之后，電池耗盡停止向外界發送電磁波信號。但是衛星的軌道壽命并未結束，時至今日，東方紅一號依然運行在我們的頭頂，向全世界通告中國科技的崛起。

什么是通信衛星？

衛星的用途多種多樣，其中通信通信，是人類使用最早，應用最廣的人造衛星之一。 一顆地球靜止軌道衛星，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。人類在地球靜止軌道上，均勻分布三顆通信衛星，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，衛星在這條軌道上以每秒3075米的速度自西向東繞地球旋轉，繞地球一周的時間為 23小時56分4秒，恰與地球自轉一周的時間相等。因此從地面上看，衛星就像掛在天上不動，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準衛星，晝夜不間斷地進行通信，不必像跟蹤那些移動不定的衛星一樣而四處“晃動”，使通信時間時斷時續。通信衛星已承擔了全部洲際通信業務和電視傳輸。 同步軌道衛星覆蓋面廣，但是頻譜的利用率卻比較低。因為電磁波傳輸距離比較遠，因此信號時延也比較大，達到250ms，遠超地球表面基站之間的傳輸時延。但是地面移動基站的覆蓋范圍小，通常為1-5Km之內，全覆蓋的建設成本高，并且很多地方也根本不具備建站條件。所以，近地軌道的衛星通信就成了一個熱門選項。

低軌道衛星系統，是指運行在近地軌道的人造衛星，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。衛星形成的覆蓋小區在地球表面很快移動，繞地球一周約需2小時。當小區移過移動用戶時，也有“越區切換”問題。但是低軌道衛星一般只有幾百公斤，用小推力火箭即可發射，甚至可以一箭多星，因此發射成本比較低。 低軌道衛星通信的優點主要有： 1，衛星的軌道高度低，使得傳輸延時短。路徑損耗小，多個衛星組成的星座可以實現真正的全球覆蓋，頻率復用更有效； 2，蜂窩通信、多址、點波束、頻率復用等技術也為低軌道衛星移動通信提供了技術保障。因此，低軌道（LEO）系統被認為是最新最有前途的衛星移動通信系統。 目前，主要的低軌道通信衛星的方案主要有銥（Iridium）系統和全球星系統（Globalstar）、白羊（Arics）系統、低軌衛星（Leo-Set）系統、柯斯卡（Coscon）系統、衛星通信網絡（Teledesic）系統等。 通信行業的人應該都聽說過耗死摩托羅拉公司的銥星計劃。這個摩托羅拉提出的最早用于服務全人類通信的銥星計劃，太空部分由七條衛星軌道組成，每條軌道上分布11顆衛星，就像金屬元素銥一樣，在原子核外分布著77顆電子。盡管后來被證實6條衛星軌道也能夠提供同樣的覆蓋，計劃衛星數也減少到了66顆。

這個1987年提出的人類最早的通信星座系統，，每顆星質量670千克左右，功率為1200瓦，采取三軸穩定結構，每顆衛星的信道為3480個，服務壽命5至8年。銥星系統的最大特點是，通過衛星之間的接力來實現全球通信，相當于把地面蜂窩移動電話系統搬到了天上.它與使用的靜止軌道衛星通信系統比較有兩大優勢：一是軌道低，傳輸速度快，信息損耗小，通信質量大大提高；二是銥星系統不需要專門的地面接受站，每部移動電話都可以與衛星聯絡，這就使地球上人跡罕至的不毛之地，通信落后的邊遠地區，自然災害現場都變得暢通無阻。所以說，銥星系統開始了個人衛星通信的新時代。 但是這個超前的技術，最終還是在市場競爭中敗給了移動蜂窩，銥星計劃最終不得不以破產告終。后來銥星計劃被美國國防部收購，為美國政府和軍隊服務。 最終還是外星人馬斯克的StarLink 橫空出世，帶動了整個低軌道衛星通信的快速發展。 在2015年的時候，馬斯克就宣布要發射大約1.2萬顆通信衛星發射到軌道,其中1584顆將部署在地球上空550千米處的近地軌道，這個星鏈將為人類提供高速互聯網服務。而且是全地球，無死角，隨時，隨地，隨便，只要你有錢。 到2023年7月份，Starlink 總共有4519顆衛星發射成功，其中有4487顆衛星正在運行，目前可提供5Mbps到200Mbps不等的傳輸速率，這個傳輸速率已經可以滿足大部分人的上網需求了。 下圖給出了Starlink的射頻參數，地面站和衛星之間采用27.5GHz-30GHz的毫米波頻段傳輸，而衛星和用戶終端之間采用10.7GHz到12.7GHz的頻段傳輸。

從理論上來說，星鏈系統能夠覆蓋全球的通信，但是受限于衛星數目以及各種原因的限制，目前大部分服務仍限于北美和歐洲。在Starlink的可用性地圖上，世界其他地區被標記為“即將推出”，甚至美國部分地區也在等待潛在客戶。

當然，我們中國自己的星鏈計劃也在穩步推進中，據報道稱，到2030年，完成300顆衛星組網，屆時將具備“全球任一地點10分鐘內查訪”的即時業務響應和服務能力，這將為全球應急救援、火情監測、防災減災領域提供更加有效的數據和能力支撐。

那么，華為mate60pro的衛星通話，究竟是怎么回事？用的是什么衛星？

這里就引出了我們的通信衛星系統----天通一號

天通一號衛星系統

華為mate60Pro進行衛星通話采用的是中國自主研制的天通一號衛星通信系統，該衛星通信系統由航天五院帶頭研制，目前由中國電信運營。

天通一號衛星移動通信系統，由空間段、地面段和用戶終端組成，空間段計劃由多顆地球同步軌道移動通信衛星組成。其中，天通一號01星于2016年8月6日，由長征三號乙運載火箭發射升空，標志著我國正式進人地球N步軌道移動通信衛星俱樂部。緊接著，在2020年11月12日，天通一號02星也發射成功；然后在2021年1月20日，成功將天通一號03星發射升空。

天通一號01星工作在S頻段，上行1980MHz-2110MHz，下行是2170MHz-2200MHz?，F階段能滿足100萬用戶的通信容量。覆蓋區域主要為中國及周邊、中東、非洲等相關地區，以及太平洋、印度洋大部分海域。覆蓋地形沒有限制，海洋、山區、尚原、森林、戈壁、沙漠都可實現無縫覆蓋。覆蓋人群涉及車輛、飛機、船舶和個人等各類移動用戶，為個人通信、海洋運輸、遠洋漁業、航空救援、旅游科考等各個領域提供全天候、全天時、穩定可靠的移動通信服務，支持語音、短消息和數據業務發生自然災害時，天通一號的應急通信能力可以發揮極大作用，此外，天通一號01星最主要的優勢體現在終端的小型化、手機化，便于攜帶。中國電信官網推出的 5G天通衛星移動終端全網通YT8000，售價9800元.

這個天通一號衛星系統也是華為mate 60Pro 實現衛星通話的通信衛星系統，如果你手機具備這個功能的話，可以登錄天翼云網站，即可開通天通一號的服務。

天通衛星業務是中國電信依托中國自主研發的“天通一號”衛星移動通信系統及網絡，采用1740專屬號段，為客戶提供衛星移動話音、短信、數據及增值服務，天通衛星業務實現對中國領土、領海的通信網絡全面覆蓋，填補現有通信無法覆蓋的區域，廣泛應用于海洋漁業、應急救援、旅游探險、物聯網等多個應用。

天通衛星除了可以提供通話，短信業務之外，還可以提供上網服務，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，一定會捅破天。

不過，既然上衛星了，收費還是挺貴的，1000塊錢一年，包含750分鐘通話和5條國內短信。超出套餐，撥打和接收衛星電話都是一塊六一分鐘。

編輯：黃飛

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