智能手机卫星通信(北斗短报文)原理介绍

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了智能手机卫星通信(北斗短报文)原理介绍。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1、短报文介绍

北斗短报文通信是一种类似于手机短信的可双向实时与卫星通信的技术,是北斗导航系统附带的一项功能。

由于其地面终端设备简单,体积小方便携带,甚至可以内置于智能手机中,所以在应急通信和海洋运输等行业起着非常关键的作用。

2、短报文分类

全球短报文(GSMC)

北斗短报文调制方式,智能手机,嵌入式硬件,基带工程,射频工程

 区域短报文(RSMC)

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 3、手机如何实现区域短报文

卫星通信不同于基站通信,基站与手机的距离通常在五公里范围内,卫星相距地面要远的多,哪怕是近地轨道卫星,距离地面也有500-2000公里左右。除此之外还有大气原因导致的信号衰减,还要面临天线尺寸小型化的挑战。

 北斗短报文通信是通过3颗(截至到北斗三号)地球静止轨道卫星(GEO)实现双向收发的,上行采用L波段,下行采用S波段;三颗卫星距离地面的高度约为36000公里,在这个距离上如果想用智能手机的天线给卫星发送信号是比较困难的,现在市面上能实现此功能的智能手机品牌只有华为;苹果的卫星通信实现是靠Globalstar公司的低轨道卫星,卫星高度约1400公里左右,通信难度低了25倍;Globalstar公司的卫星由于轨道低,覆盖范围也会因此缩小不少,在纬度超过62度的地方可能就无法建立卫星连接,如加拿大北部和阿拉斯加。

北斗官方文件中披露的区域短报文覆盖范围是东经75-135度,北纬10-55度

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北斗区域短报文覆盖了亚太核心区

在中国市场中现在有华为和苹果两家售卖面向大众可以卫星通信的智能手机,但是在中国区域,只有华为可以实现卫星通信,而且只在中国大陆地区可用。

由于地球大气的存在,信号衰减不可避免,一般来说,信号衰减可以通过增加信号发射功率和增大天线尺寸来实现,但在智能手机这种功率有限、尺寸有限的产品上实现这些相当困难,甚至是相悖于手机设计理念。

在北斗官方文件中列出了对基带芯片的性能要求:

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北斗区域短报文在2020年投入使用,但可以匹配到手机上使用的芯片却迟迟没有面世,直到2022下半年华为发布Mate50系列手机才实现从0到1的突破。

在具有卫星通信功能手机的内部搭载了一颗短报文SOC, 是一款通信射频基带一体化芯片,官方没有说明具体型号参数,网友拆机发现了这颗芯片:

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华为在MATE50手机上率先搭载了这颗芯片,并且在没有额外增加天线的基础上实现了与遥远的卫星建立通信链路,可以说在这一技术突破上,华为是领先的。

4、局限性

在官方性能指标里,北斗区域短报文的收发频次和容量以及字数都有限制,终端设备的发送频次为1次/30秒,卫星的服务能力为上行1200万次/小时,下行600万次/小时,字数限制为1000个汉字。

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这个在华为官方介绍里也有体现:

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此外还有星历限制,在超过28天后,手机无法获取准确的星历数据,北斗卫星消息也不能使用了。

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已经2023年年末了,市面上有卫星短报文服务的大众智能手机品牌依然屈指可数,在北斗系统没有进一步发射新的卫星状态下,短报文实现的难度没有变化,期待其他品牌的国产手机跟进这一技术。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-842565.html

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