6G一定要空中覆盖吗?【科普】
前天有个网友问了我这个问题,今天科普一下。
我自己大学专业是电子通信工程,还知道一点皮毛,很多非专业的人,确实会搞混卫星链与6G。写1万字都不一定能说清楚。但是,证券行业需要“搞事”的题材,会说的天花乱坠。
这个行业的说法,来自英国人:
2017年11月,英国电信集团(BT)首席网络架构师NeilMcRae对6G通信进行了展望,他认为6G将是“5G+卫星网络”,在5G的基础上集成卫星网络来实现全球覆盖,并有望在2025年得到商用。
我认为,卫星就是把地面基站发到天上去,然后,象图-1那样,把信号传给它覆盖的接收点区域。
至于,它传什么信号,从2G-6G信号都可以。
而且,一开始5年以内,甚至这些卫星就只能转发一些4G-5G的信号。因为6G的标准都没有制定出来。
因为,每隔500米建一个5G地面基站,还不如发一个卫星上天的基站便宜。尤其美国这样的体制国家。
6G信号完全可以用地面基站,几百米建一个,蜂窝网络传递。
卫星天空基站优点是,可以覆盖地面基站建不到的地方,比如:航海、沙漠、山区、空中飞行器,等等。图-2是统计现在全球联网的人口大约是51.7%。说是可以覆盖到另外49%部分区域人群。上网成本不说了。
其实,现在国际大国天上都有通信卫星的,但是基本上是地球同步卫星,离开地面很高的36000公里,好处是卫星基本与地球一起自转,相当于静止在头顶,需要的卫星数量很少,覆盖全球36-66颗就够了。覆盖中国这样区域,大约4颗就够了。
但是,接收这种卫星信号,需要很大的天线,如果做成手机,大约是3升的可乐饮料瓶那么大,电池也坚持不了几小时。民用几乎不可能。只能用于军事和野外特殊工作。
它就是图-3的卫星GEO轨道卫星系统。我个人坚信,无论今后民用通信发展到什么G级别,对于大国来说,永远要保持这种卫星通信的,这是保家卫国标配的军事通信系统。
回头再说本次各国正在竞赛的卫星链,说的是图3的LEO低轨道卫星。
按照卫星轨道高度的不同,通信卫星可以分为低轨通信卫星(LEO)、中轨通信卫星(MEO)和高轨地球同步通信卫星(GEO)。LEO卫星轨道高度500km~2000km,MEO卫星轨道高度2000km~36000km,GEO卫星轨道高度为36000km。
低轨道带来的好处是,一方面卫星的轨道高度低,使得传输延时短,路径损耗小,多个卫星组成的星座可以实现真正的全球覆盖,频率复用更有效;另一方面蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。因此,LEO系统被认为是最有应用前景的卫星移动通信技术之一。
它几乎可以用现在一样的手机大小和信号接收器。但是,它有几个缺点:
1,象所有卫星接收器一样,它在室内是接收不到信号的,就像你现在开车进地下车库,车内导航仪就失效一样。
所以,它必须还要配置地面接收转发站(器)。哪怕6G主网是LEO卫星链,地面还是必须要有转发器。
2,由于这些卫星离开地面太近,所以,转速比地球自转快,覆盖的区域也小,所以需要大量的LEO卫星才能保持无缝链接。覆盖中国或美国这样的区域,大概至少需要500颗卫星(我没有详细计算过,只是估算。马斯克发到420颗就准备测试联网实验了)。
据说,原本图4排在马斯克公司之后One Web公司,已经融资不到钱发卫星了,开始申请破产保护了。
前景是丰满的,现实是骨感的。
----------------------------------------
至此正值五四青年节,我真心祝愿年轻人后浪赶前浪,为振兴中华贡献自己的青春。
我秀一下自己年轻时,从事航天工作时得到的奖状。
今天上午9:30-11:30,我将在点掌平台为大家作证券金融交流,欢迎大家互动!