从“捅破天”的卫星电话技术,掘金卫星通信产业链全新机遇

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日期:2024-03-28 17:12:31    来源:今日热点网    

自华为Mate60系列手机的推出,带火了“捅破天”的卫星电话功能之后,越来越多品牌的旗舰手机上出现了卫星电话功能,卫星通信产业链因此也再次吸引了大众的目光。事实上,作为一种利用人造地球卫星当中继站来转发或反射无线电信号,在卫星地面站之间或地面站与卫星之间进行通信的方式,卫星通信目前已在应急、广播电视、移动通信及互联网接入等诸多领域部署了广泛的应用。

卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成,其中卫星是空间段,而地球站则是地面段,按使使用方式可分为固定式、车载、船载、机载等多种形式。相较于传统的通信方式,卫星通信具有通信范围广、可靠性高、开通电路迅速、多址通信等特点。而根据其应用场景分类,卫星通信通常可分为卫星定位和导航、卫星电话、卫星互联网络通信等。

2024慕尼黑上海电子展

展会时间:2024年内7月8-10日

展会地点:上海新国际博览中心

展位预定:https://jinshuju.net/f/nDlBa8

高精卫星定位充分赋能,下游应用重塑打开市场空间

卫星定位系统是一种使用卫星对某物进行准确定位的技术,它从起初的定位精度低、不能实时定位、难以提供及时的导航服务,发展到现如今实现了在任意时刻、地球上任意一点都可以实现导航、定位、授时等功能。其中,全球定位系统GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统,可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。而我国的北斗卫星导航系统是由35颗卫星组成的卫星系统,其中5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,包含空间段、地面段和用户段三部分,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并且具备短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度为分米、厘米级别。

得益于越来越准确的精度标准,卫星定位目前已得到越来越多元化的应用,例如在交通领域中,可为驾驶者提供车辆导航、路况预测、交通管制等服务;在电信领域中,能支持手机定位、通讯服务和精准广告等业务;在防灾减灾领域中,也可以提供卫星通信、数据传输和紧急救援等服务,对于地震、山洪、森林火灾等灾害有着无可比拟的作用……

而在此过程中,半导体厂商通过不断推出更高性能、更低功耗、更小尺寸的卫星定位芯片及相关配套组件,有力地支撑了全球卫星定位技术的发展,不仅赋能传统导航应用,也在新兴的自动驾驶、智慧城市、无人飞行器、远程监控等多元化的智能应用中发挥着不可替代的作用。例如Qorvo 为上行链路和下行链路系统提供支持 Ka 频段卫星通信的高性能组件,近期发布了业界超高功率的Ku频段卫星通信放大器,赋能日益增长的相控阵天线卫星终端以及高数据吞吐量的地面和移动设备,增强卫星信号的纯净度,从而保证了全球导航卫星系统GNSS接收机的高精度定位效能。

意法半导体的Teseo系列GNSS芯片则因其卓越的性能而在汽车自动驾驶应用上享有盛誉,其中TeseoV支持多频(L1/L2/L5)多导航系统(北斗,GPS...),是应用于厘米级精准定位的高性能芯片组。

同样在国内,上海华力创通自成立至今始终积极配合国家卫星应用环节发展需求,深耕北斗+天通卫星技术应用领域,主营业务覆盖了卫星应用、仿真测试、雷达信号处理、无人系统、轨道交通等国家战略新兴产业领域。据悉,目前华力创通形成了一整套适用于各类型卫星平台的标准化通信子系统和高度模块化的星载设备,大幅简化卫星平台设计难度,华力创通已为多个卫星平台提供了能力。

打破地理限制“捅破天”,开启卫星通信新纪元

作为基于卫星通信系统来传输信息的通话器,卫星电话是卫星通信产业链下游直接面向消费者和行业用户的终端产品,它集合了上游的卫星通信技术研发、芯片制造、天线设计、系统集成等核心技术成果,形成了具有便携性、稳定性和耐久性的专用通信设备。

虽说目前中国和全球移动电话均已全面普及,但卫星通信可以作为传统移动通信的补充,因为目前全球蜂窝移动网络仅覆盖了20%的陆地面积和6%左右的地表面积。用户通过手持卫星电话或者车载、船载等不同形态的卫星终端,可以突破地理限制,实现在陆地、海洋、山区等传统通信网络难以覆盖的地方进行实时通话、短信发送、数据传输等功能。

此外,卫星电话也是促进卫星通信产业市场化、商业化的重要载体,随着技术进步和成本降低,越来越多的普通消费者和商业机构也开始关注并使用卫星电话,尤其是随着华为Mate60Pro等智能手机引入卫星通信功能,标志着卫星电话正在加速走向大众化和普及化,从而带动整个卫星通信产业链的繁荣和发展。正如中国信通院的数据预测,到2027年,我国卫星通信终端市场规模将达到10.2亿美元,而这一市场的迅速扩大,得益于各大手机厂商的积极布局和探索。

不过,由于卫星电话正朝着更小巧、更智能的方向发展,因此也要求包括高通、联发科等在内的手机芯片设计公司在其SoC方案中集成卫星通信模块,使得卫星电话可以在同一块芯片上实现传统的蜂窝通信和卫星通信功能切换,这对于开发多功能、多模式的移动通信终端至关重要。

近日紫光展锐也发布了一款5G物联网“NTN”星载通讯SoC芯片V8821,V8821是支持3GPPR17NTN(non-ground network)的卫星通讯芯片,支持S和L双频段,具备数据传输、文本信息、呼叫以及位置分享等多种能力,其功耗低,体积小,成本低,适用于移动电话、可穿戴设备、卫星物联网产品、卫星车联网等领域。

卫星互联网天地一体,重构全球信息流动格局

 

 

除了卫星定位与卫星电话的行业应用外,卫星互联网或许才是卫星通信产业更为广阔的应用市场,它代表了卫星通信发展的更高级形态,贯穿于卫星通信产业链的全过程,通过对上中下游产业的整合和联动,将天地一体化的通信网络推向了一个新的高度,为全球的信息流动提供了前所未有的广阔舞台,也将极大地推进了全球数字化和信息化进程。因此,由于卫星互联网可能带来颠覆性应用,使得这一领域已成为国际上角逐的重要方向之一,而其大规模商业应用所存在的星座技术难度与系统实施难度,也让它逐渐成为航天领域关注的“明珠”。

目前,卫星互联网的发展已进入低轨宽带卫星互联网时代,全球各卫星通信运营商或网络巨头纷纷布局,其中比较典型的是 OneWeb公司、Telesat公司和SpaceX星链计划等。我国近地轨道卫星星座计划虽起步较晚,但近年来国内多个卫星星座计划也相继启动,发展后势强劲——中国航天科技集团和中国航天科工集团分别制定了面向低轨卫星组网的“鸿雁星座”和“虹云工程”计划,其中“鸿雁星座”由324颗低轨道卫星及全球数据业务处理中心组成,“虹云工程”由156颗低轨卫星构成;航天行云科技有限公司推出“行云系统”,预计发射80颗低轨道小卫星,建设一个覆盖全球的天基物联网……

其背后依然是电子信息技术的飞速发展赋能,卫星的制造、发射、通信、导航,都需要关键的芯片技术参与,尤其是半导体工艺的进步使得卫星通信芯片能够实现更高的数据传输速率、更低的功耗和更好的信号处理能力,这对于卫星互联网长期稳定运行和减少能耗至关重要,特别是在低地球轨道卫星星座中,能源效率尤为重要。此外,半导体器件在抗辐射加固、热管理、故障检测和自我修复等方面的先进技术,提高了卫星通信系统的鲁棒性和可靠性,确保在复杂的太空环境中稳定工作。

另一方面,与传统卫星不同,商用卫星更强调商用性,追求更低廉的发射成本、更小的尺寸以及更容易制造,这些特性有助于提高潜在运行的经济性。所以商用卫星在选择芯片时,更希望是体积更小、质量更好、成本又较优的芯片。例如ADI高性能信号链产品可以帮助创新商业卫星公司快速进入低地球轨道,而其商用现货 (COTS) 塑料组件,可以帮助卫星系统方案厂商更快地进行原型制作,并保持相同的飞行板设计,耐辐射的同时节省板空间和重量,降低发射成本。

国内的星思半导体同样专注于面向卫星通信的基带芯片研发,产业应用覆盖卫星互联网通信的各场景,包括卫星通信、固定无线接入(FWA)、无人机自组网和图传、车载通信、工业互联、边缘计算等。Everthink 7810是星思半导体推出的一款3GPP NTN标准的6G超宽带卫星基带芯片平台,支持超宽带低轨卫星互联网,该芯片平台已经完成与卫星原型平台的测试,可以支持车载/船载等卫星超宽带物联网终端等产品,与星思5G方案结合,提供天地一体化的宽带综合接入手段。

2024慕尼黑上海电子展

展会时间:2024年内7月8-10日

展会地点:上海新国际博览中心

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