从地面到天空，手机的未来也许是卫星通信？

引言

远古的人们，通信基本靠吼，费嘴不说，声音还传不远。

现代的人们，只需一部手机，就可以千里传音，方便又快捷。

很多人认为有一部好的手机，就可以尽情享受通信带来的快乐。

然而，事情并没有那么简单。通信，是一个复杂的系统，也是一个庞大的网络。

目光所致，皆是疆土

便利的通信，是因为有庞大数量的基站对网络进行支撑。

截止 2022 年底，我们国家的基站总数超过了 1200 万个，其中 5G 基站数超过 231 万个。

行走在繁华的街道上，漫步在安静的公园里，乘坐在飞驰的动车上，不论我们在哪里，都可以拿出手机随时联系。

不管是为了工作还是为了娱乐，我们忙到不亦乐乎的时候，其实手机也在一直地忙碌着。

每一部正常运行的手机，都在与周围的基站建立着连接。

手机一开机，就会发送信号到最近的基站，向核心网提交注册请求。核心网检查通过以后，手机才算是正式接入到了通信网络。

基站一般放置在高处，而信号就像是一张无形的渔网向下俯瞰，为覆盖范围内的手机提供通信服务。

即使我们一直待在某个基站的覆盖范围内，没有改变位置，为了避免与通信网络失去联系，手机需要周期性触发注册更新流程，核心网也会通过基站定期询问手机是否在线。

当手机移动起来，就会从一个基站的覆盖范围切换到另外一个基站的覆盖范围，基站会根据信号的强弱，触发切换流程，将手机切换到信号更强的基站辐射范围内。在整个切换过程中，正在刷的视频 / 打的游戏会被无缝转移到新的无线接入网络中，我们毫无感知。

在寒冷北方看冰灯的小 A，要给在温暖南方晒太阳的小 B，打视频通话分享各自的快乐。

信号的传递，将经历一场跨越山河的旅程:

小 A 还要打视频通话给在戈壁沙漠中搞道路建设的小 C，能打通吗？

小 A 还要打视频通话给在茫茫大海中搞科考航行的小 D，能打通吗？

人类征服自然的脚步虽然已经遍布全球，但是在大海上 / 在高山上 / 在荒漠中竖起一个个基站，很有难度，似乎也没有什么必要。

如果连地面上有一些地方都无法建设基站，那么天空呢？

抬头望天，目标高远

早在 1957 年第一个人造地球卫星飞上苍穹，人类就已经将通信的领域扩展到了天空。

为了实现地面与卫星之间的通信，一开始的地面终端，就像一口又大又笨的锅。

有了卫星，茫茫大海与戈壁沙漠也可以成功通话。

不再依赖地面的基站。

如果通信卫星位于高达三万六千公里的同步定点轨道，就可以与地球同步自传，相当于固定不动了。这种通信卫星的天线覆盖范围大，只需要 3 颗卫星，就可以覆盖全球，实现二十四小时的全天通信。

卫星采用专用的工作频段，并且由国际电联 ITU-R 统一管理。

ITU-R 严格规定和审批各个卫星工作频段的申请，一般情况下，需要同时申请卫星轨道资源 / 卫星通信工作频率资源。

目前的卫星工作频率范围为:1GHz~40GHz，划分的工作频段参见下表。

取长补短，合体变身

当你有一个 apple，我有一个 pen，是不是就可以合体为 applepen?

哈哈，虽然是开玩笑，但是这种取长补短的方法，却是科技不断尝试，不断进步的一种最佳实践。

这样的卫星手机，离我们会很远吗？

卫星手机要想飞入寻常百姓家，还有很多路要走。

01、频段

尽管现有的智能手机已经支持了很多频段，但是要和卫星通信的话，卫星手机还需要支持更多的卫星频段。

以下为某款智能手机支持的频段:

02、信号

地面的基站离我们很近，所以手机的天线可以隐藏起来。天空的卫星离我们很远，要维持足够的信号，目前是通过外接天线的方式来解决。

既要信号强，又要天线小。这种既要又要的难题，也就只有“爱折腾”的人类才会提出来，又会努力地去解决。

03、费用

卫星发射上天要花钱吧，卫星通信系统的维护要花钱吧，这可都是一笔笔不小的数目。

毕竟，智能手机也是这么走过来的，从当初的 1MB 十几块钱到现在的 1GB 几块钱，简直就是天上地下的差别。