近日,伴随着华为新款智能手机Mate60上市,一项堪称“捅破天”的黑科技进入大众视野:手机直连卫星打电话,不惧信号盲区。那么貌似平平无奇的手机如何与远在3.6万公里外的卫星进行天地双向直联,实现应急通话呢?
在通信过程中,涉及从手机到卫星以及从卫星到手机这两条工作原理相同的并行链路,我们不妨以前者为例,层层揭示手机直连卫星通信的奥秘。
首先,用户根据操作提示进行手机对星操作,可以理解为将手机天线增益最大的一面对准卫星。生成数据后,手机基带处理芯片对数据进行编码调制与数模转换等处理,将以0和1呈现的数字信号转换成“平滑”的低频模拟信号。然后,射频处理单元将低频模拟信号进行上变频放大,成为高频信号,经手机天线产生电磁波辐射,无线传输向空间。接下来,经过长途跋涉后,微弱的电磁波被卫星天线接收并进行放大、下变频、模数转换、解调解码等“发射逆操作”,直至还原出发送给用户的数据,完成此次单向通信。
与此同时,卫星作为“太空基站”,充当连接众多遥远用户的“信息桥梁”,实现了从手机A到卫星再到手机B的完整通信服务过程。
值得一提的是,在北斗短信应急收发功能的基础上,我国卫通厂商攻克了射频基带一体化超低功耗通信芯片技术,使小巧的智能手机省略了笨重的天线,成功集成了卫星语音通话的全新功能。从此,在缺乏地面移动通信网络基础设施覆盖的区域,用户能够借助遥远的“太空基站”进行流畅的语音通话,在偏远边疆、浩瀚海洋上也能享受到稳定的通信服务,“纵横四海、畅联九霄”的全球通有望成真。(作者:王德昊)
本文首发于《中国航天报·飞天科普周刊》