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從「捅破天」的衛星電話技術,金塊衛星通訊產業鏈全新機遇

2024-03-28辟謠

自華為Mate60系列手機的推出,帶火了「捅破天」的衛星電話功能之後,越來越多品牌的旗艦手機上出現了衛星電話功能,衛星通訊產業鏈因此也再次吸引了大眾的目光。事實上,作為一種利用人造地球衛星當中繼站來轉發或反射無線電訊號,在衛星地面站之間或地面站與衛星之間進行通訊的方式,衛星通訊目前已在應急、廣播電視、行動通訊及互聯網接入等諸多領域部署了廣泛的套用。

衛星通訊系統由衛星和地球站兩部份組成,其中衛星是空間段,而地球站則是地面段,按使使用方式可分為固定式、車載、船載、機載等多種形式。相較於傳統的通訊方式,衛星通訊具有通訊範圍廣、可靠性高、開通電路迅速、多址通訊等特點。而根據其套用場景分類,衛星通訊通常可分為衛星定位和導航、衛星電話、衛星互聯網路通訊等。

2024慕尼黑上海電子展

展會時間:2024年內7月8-10日

展會地點:上海新國際博覽中心

展位預定:https://jinshuju.net/f/nDlBa8

高精衛星定位充分賦能,下遊套用重塑開啟市場空間

衛星定位系統是一種使用衛星對某物進行準確定位的技術,它從起初的定位精度低、不能即時定位、難以提供及時的導航服務,發展到現如今實作了在任意時刻、地球上任意一點都可以實作導航、定位、授時等功能。其中,全球定位系統GPS是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統,可以保證在任意時刻,地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星,以保證衛星可以采集到該觀測點的經緯度和高度,以便實作導航、定位、授時等功能。而中國的北鬥衛星導航系統是由35顆衛星組成的衛星系統,其中5顆靜止軌域衛星和30顆非靜止軌域衛星,包含空間段、地面段和使用者段三部份,可在全球範圍內全天候、全天時為各類使用者提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務,並且具備短報文通訊能力,已經初步具備區域導航、定位和授時能力,定位精度為分米、厘米級別。

得益於越來越準確的精度標準,衛星定位目前已得到越來越多元化的套用,例如在交通領域中,可為駕駛者提供車輛導航、路況預測、交通管制等服務;在電信領域中,能支持手機定位、通訊服務和精準廣告等業務;在防災減災領域中,也可以提供衛星通訊、數據傳輸和緊急救援等服務,對於地震、山洪、森林火災等災害有著無可比擬的作用……

而在此過程中,半導體廠商透過不斷推出更高效能、更低功耗、更小尺寸的衛星定位芯片及相關配套元件,有力地支撐了全球衛星定位技術的發展,不僅賦能傳統導航套用,也在新興的自動駕駛、智慧城市、無人飛行器、遠端監控等多元化的智慧套用中發揮著不可替代的作用。例如Qorvo 為上行鏈路和下行鏈路系統提供支持 Ka 頻段衛星通訊的高效能元件,近期釋出了業界超高功率的Ku頻段衛星通訊放大器,賦能日益增長的相控陣天線衛星終端以及高數據吞吐量的地面和行動裝置,增強衛星訊號的純凈度,從而保證了全球導航衛星系統GNSS接收機的高精度定位效能。

意法半導體的Teseo系列GNSS芯片則因其卓越的效能而在汽車自動駕駛套用上享有盛譽,其中TeseoV支持多頻(L1/L2/L5)多導航系統(北鬥,GPS...),是套用於厘米級精準定位的高效能芯片組。

同樣在國內,上海華力創通自成立至今始終積極配合國家衛星套用環節發展需求,深耕北鬥+天通衛星技術套用領域,主營業務覆蓋了衛星套用、仿真測試、雷達訊號處理、無人系統、軌域交通等國家戰略新興產業領域。據悉,目前華力創通形成了一整套適用於各型別衛星平台的標準化通訊子系統和高度模組化的星載裝置,大幅簡化衛星平台設計難度,華力創通已為多個衛星平台提供了能力。

打破地理限制「捅破天」,開啟衛星通訊新紀元

作為基於衛星通訊系統來傳輸資訊的通話器,衛星電話是衛星通訊產業鏈下遊直接面向消費者和行業使用者的終端產品,它集合了上遊的衛星通訊技術研發、芯片制造、天線設計、系統整合等核心技術成果,形成了具有便攜性、穩定性和耐久性的專用通訊裝置。

雖說目前中國和全球行動電話均已全面普及,但衛星通訊可以作為傳統行動通訊的補充,因為目前全球蜂窩行動網路僅覆蓋了20%的陸地面積和6%左右的地表面積。使用者透過手持衛星電話或者車載、船載等不同形態的衛星終端,可以突破地理限制,實作在陸地、海洋、山區等傳統通訊網路難以覆蓋的地方進行即時通話、簡訊發送、數據傳輸等功能。

此外,衛星電話也是促進衛星通訊產業市場化、商業化的重要載體,隨著技術進步和成本降低,越來越多的普通消費者和商業機構也開始關註並使用衛星電話,尤其是隨著華為Mate60Pro等智慧型手機引入衛星通訊功能,標誌著衛星電話正在加速走向大眾化和普及化,從而帶動整個衛星通訊產業鏈的繁榮和發展。正如中國信通院的數據預測,到2027年,中國衛星通訊終端市場規模將達到10.2億美元,而這一市場的迅速擴大,得益於各大手機廠商的積極布局和探索。

不過,由於衛星電話正朝著更小巧、更智慧的方向發展,因此也要求包括高通、聯發科等在內的手機芯片設計公司在其SoC方案中整合衛星通訊模組,使得衛星電話可以在同一塊芯片上實作傳統的蜂窩通訊和衛星通訊功能切換,這對於開發多功能、多模式的行動通訊終端至關重要。

近日紫光展銳也釋出了一款5G物聯網「NTN」星載通訊SoC芯片V8821,V8821是支持3GPPR17NTN(non-ground network)的衛星通訊芯片,支持S和L雙頻段,具備數據傳輸、文本資訊、呼叫以及位置分享等多種能力,其功耗低,體積小,成本低,適用於行動電話、可穿戴裝置、衛星物聯網產品、衛星車聯網等領域。

衛星互聯網天地一體,重構全球資訊流動格局

除了衛星定位與衛星電話的行業套用外,衛星互聯網或許才是衛星通訊產業更為廣闊的套用市場,它代表了衛星通訊發展的更高級形態,貫穿於衛星通訊產業鏈的全過程,透過對上中下遊產業的整合和聯動,將天地一體化的通訊網路推向了一個新的高度,為全球的資訊流動提供了前所未有的廣闊舞台,也將極大地推進了全球數位化和資訊化行程。因此,由於衛星互聯網可能帶來顛覆性套用,使得這一領域已成為國際上角逐的重要方向之一,而其大規模商業套用所存在的星座技術難度與系統實施難度,也讓它逐漸成為航天領域關註的「明珠」。

目前,衛星互聯網的發展已進入低軌寬頻衛星互聯網時代,全球各衛星通訊營運商或網路巨頭紛紛布局,其中比較典型的是 OneWeb公司、Telesat公司和SpaceX星鏈計劃等。中國近地軌域衛星星座計劃雖起步較晚,但近年來國內多個衛星星座計劃也相繼啟動,發展後勢強勁——中國航天科技集團和中國航天科工集團分別制定了面向低軌衛星組網的「奇洛基星座」和「虹雲工程」計劃,其中「奇洛基星座」由324顆低軌域衛星及全球數據業務處理中心組成,「虹雲工程」由156顆低軌衛星構成;航天行雲科技有限公司推出「行雲系統」,預計發射80顆低軌域小衛星,建設一個覆蓋全球的天基物聯網……

其背後依然是電子資訊科技的飛速發展賦能,衛星的制造、發射、通訊、導航,都需要關鍵的芯片技術參與,尤其是半導體工藝的進步使得衛星通訊芯片能夠實作更高的數據傳輸速率、更低的功耗和更好的訊號處理能力,這對於衛星互聯網長期穩定執行和減少能耗至關重要,特別是在低地球軌域衛星星座中,能源效率尤為重要。此外,半導體器件在抗放射線加固、熱管理、故障檢測和自我修復等方面的先進技術,提高了衛星通訊系統的魯棒性和可靠性,確保在復雜的太空環境中穩定工作。

另一方面,與傳統衛星不同,商用衛星更強調商用性,追求更低廉的發射成本、更小的尺寸以及更容易制造,這些特性有助於提高潛在執行的經濟性。所以商用衛星在選擇芯片時,更希望是體積更小、品質更好、成本又較優的芯片。例如ADI高效能訊號鏈產品可以幫助創新商業衛星公司快速進入低地球軌域,而其商用現貨 (COTS) 塑膠元件,可以幫助衛星系統方案廠商更快地進行原型制作,並保持相同的飛行板設計,耐放射線的同時節省板空間和重量,降低發射成本。

國內的星思半導體同樣專註於面向衛星通訊的基頻芯片研發,產業套用覆蓋衛星互聯網通訊的各場景,包括衛星通訊、固定無線接入(FWA)、無人機自組網和圖傳、車載通訊、工業互聯、邊緣計算等。Everthink 7810是星思半導體推出的一款3GPP NTN標準的6G超寬頻衛星基頻芯片平台,支持超寬頻低軌衛星互聯網,該芯片平台已經完成與衛星原型平台的測試,可以支持車載/船載等衛星超寬頻物聯網終端等產品,與星思5G方案結合,提供天地一體化的寬頻綜合接入手段。

2024慕尼黑上海電子展

展會時間:2024年內7月8-10日

展會地點:上海新國際博覽中心