從衛星通話原理看華為MATE 60 作者：編程隨心
最近華為MATE 60大火，也不知道這裡面有多少宣傳部門的功勞。我在這裡以一個衛星通信愛好者的身份，和大家聊聊它吹得最凶的衛星通話功能。 首先聲明，我沒有用過華為的手機，也沒有準備使用，但任何電子設備都得遵守物理定律：再“遙遙領先”，也跑不過光速。 這款華為手機在衛星通話時，使用的天通衛星群。該衛星群由一號到三號組成，為地球同步軌道衛星，定點於赤道上方約36000公里: 天通 1-01：東經101.4 天通 1-02：東經125.0 天通 1-03：東經81.5 下面是它們的覆蓋區域圖（圖片來源－知乎）： 
這裡面咱們主要聊天通一號０１衛星，因為只有它覆蓋中國大陸。 這個衛星通話根本就不是什麼“捅破天”的技術，自上個世紀70年代起，衛星通話就已經進入了民用領域，只不過最後一公里用的還是有線電話。天通衛星的專用語音通話終端，也在幾年前就開始出現在市場上，模樣和智能手機差不多，運行安卓系統。這次華為是把這個通話芯片做到自己的手機裡面了，同時取消了外置天線。 使用地球同步軌道衛星做語音通話的中繼器，其中最大的問題是延遲：從手機到衛星，如果是按36000公里算的話，要有0.125秒的延遲，這個可是單向，實際通話延遲是0.5秒以上： 1. 你說話，信號通過手機上衛星。0.125秒。 2. 衛星傳回地面站，地面站傳給接收人。0.125秒。 3. 接收人馬上回復，從地面站傳給衛星。0.125秒。 4. 衛星將回復傳回你的手機。0.125秒。 這還是最好的情況，沒有考慮到手機到衛星的距離肯定比36000公里遠，而且中途所有設備的信號轉換、加密解密的時間都忽略不計。 因此使用地球同步軌道衛星（以後簡稱高軌衛星）通話的體驗很差，有點兒像對着黑洞洞的井口喊話。這個功能只適用於緊急狀態下求援用。煲衛星電話粥？這個需要特殊的訓練才可以，咱們後面說。 另外一個重要的事情是：進行衛星通話必須要能“看到”衛星，如果中間有任何物體阻擋，通話是不太可能完成的。因為衛星通信所使用的S波段的電磁波都是高頻，不會拐彎（繞射）；如果手機接收到的是從其它物體表面反射回來的微弱信號的話，華為手機又沒有一個高增益的外置天線來收集足夠強的信號。因此，這個衛星通話功能在天空有遮擋的時候【應該】用不了。 在衛星通話時，手機必須能“看到”西南方向的天空，天通一號位於東經101.4度赤道上空（雲南昆明的經度是102.5度），對中國大陸東部地區來說，衛星的方向是西南方。如果在北京地區使用，需要對準的方向是南偏西2２度，仰角41度。網上有很多計算衛星方位角的APP，如果你有興趣，可以自行搜索。 因此，華為手機的這個衛星通話的“救命”功能，聽聽就好，千萬不能過度依賴。在戶外運動界，有一個說法，叫“虛假的安全感”。比如，你在戶外露營，來了一隻熊翻找食物，如果你在帳篷裡面覺得：“我的帳篷的拉鏈是拉上的，熊進不來......“，這就是虛假的安全感。 同理，你在野外遇險，如果西南方向天空有山體、樹木或岩石遮擋，華為衛星電話打不出去的話，那你就慘了：那顆衛星是不會移動的，現在打不出去，將來也不會接通。唯一的辦法是換個地方試試，如果你還能動的話。因此，我覺得【再】帶一個支持”北斗衛星短信息功能”的手機或終端比較好，至少北斗衛星群是移動的，過幾個小時可能就有衛星“路過”你的上空。 當然，以中國大陸的戶外救援能力，還是不要去太野的地方為好。 還有，天通一號和所有的地球同步軌道通信衛星都不能全天候服務，有兩種情況它們【一定】不能工作： 1. 太陽磁暴襲擾地球的時候，具體的請大家自己去搜索。今年2023年正好是太陽磁暴的高峰年。磁暴的發生時間沒有規律，但可以用光學儀器監測到，然後提前（幾天）預報磁暴的到達時間，不過一般人不會關心這事兒的。 2. 日凌。“日凌”是太陽所發出的電磁波對衛星電磁波訊號的干擾。每年的春分（3月21日）或秋分（9月23日）前後，太陽、天通衛星和手機恰巧處在一條直線上，這時手機在對準衛星的同時也對準太陽。由於太陽產生的電磁波頻譜很寬，因此，對手機來說，該電磁波就是一個巨大的噪聲源，手機在接收到衛星信號時也接收到大量太陽輻射的雜波，造成信號質量下降甚至通話中斷。日凌每年會集中發生兩次，對某個固定地點來說，一般最多持續一個星期。每次發生時，手機會連續數天在同一時段內出現接收信號質量下降或通信中斷現象。每天日凌影響的時間不長，短的幾分鐘，長約十來分鐘。這個日凌發生的時間和長度是可以用APP計算的。 回到咱們剛才放下的話題：如何用衛星電話煲電話粥？ 在衛星【數字】通信領域，使用一種特殊的技術對付這種長時延線路，叫 Burst Mode。 正常的數字通信是這樣的： 發送端：123+驗證碼 接收端：收到 發送端：456+驗證碼 接收端：收到 發送端：789+驗證碼 接收端：收到
而 Burst Mode 方式下： 這樣就節省了來來回回確認的時間。 同理，使用長延時的衛星通話，技巧就是： 1. 讓對方知道這是長延時通話，耐心等待你說完所有的話，不要聽不見聲音就“喂喂喂”，那時候你的聲音還在路上呢。 2. 自己組織好語言，一次說幾句話，然後耐心等待對方回復，同時在心裡組織下面要說的幾句話。 我從上世紀80年代起就開始打這種長延時的國際電話，我的經驗是：一般人在五分鐘以後就能適應這種通話方式和延時，大約在十分鐘以後就會不自覺的使用相同的說法方式。不過，這時候也該掛電話了，一個月的工資已經變成話費了！ 我想說的都說完了，祝大家生活和工作愉快！ 【全文結束】
|
