唐驳虎
王者归来，华为Mate 60无疑是9月份最大的明星。除了超重磅的国产麒麟、5G回归，新增的卫星电话功能也引发了万众瞩目，众声喧哗。
抢先拿到新机器的用户也在纷纷尝新试用和“秀”，但是在许多应用的细节上，无论是展示的用户，还是围观群众，甚至各方面的专家，都感到了迷惑。
毕竟这台设备是“卫星移动终端”，而不是通常理解的手机，是不同于数码产业和日常地面通信的全新领域。
卫星通信并不是大众之前能接触到的应用，原本“远在天边”，深耕航海、航天、救援、野外勘探等垂直行业，冷门而专业。
所以就连许多通信专家、航天爱好者在这个“全新事物”面前都懵圈了，都在惊讶于一台没有大辫子天线的手机，怎样能连上几万公里外的卫星。
至于日常玩机的数码博主们那更是超出理解了。所以啊，要全面理解Mate 60的卫星电话功能，还是得看这里。
Mate 卫星前传
从隐忍阶段的Mate50开始，华为就一直在做卫星相关的功能：
Mate50系列，支持了北斗短报文，可以单向发送消息。
P60系列，支持了北斗双向报文，可以双向发送+接受消息。
当然，去年iPhone也支持了类似的短信服务，所以去年华为这个并不显得多么独家。但是手机卫星语音通话，华为绝对是第一家。
iPhone卫星通讯的合作商是Globalstar（全球星）公司。Globalstar目前运营24颗通讯卫星星座，是2009-2013年用俄罗斯联盟火箭发射的第二代。卫星重700公斤，轨道高度1414公里，倾角52°。
Globalstar没有星间通信能力，完全依赖星下视场内可用的地面接入中转站，卫星纯粹只起到一个“反射”转发的功能。所以这项服务目前只能在北美地区使用。
这倒不是运营或者市场政策上的限制，就是因为在全球大部分地区没有地面中转站，又是低轨卫星，物理上在其他区域无法联通地面网络。
另外因为52°的轨道倾角范围，也无法在纬度超过62°的地方使用——例如加拿大北部和阿拉斯加地区。
由于Globalstar是低轨卫星，在用户视野从出现到消失也就10分钟时间，而且一直在移动。
所以iPhone在使用这个功能的时候需要动态搜寻对准卫星位置。实测发出一条短信常常需要3-5分钟，并且很不稳定。
Globalstar获得了苹果 4.5 亿美元的融资，用来在全球开通新的地面中转站。而苹果将包下Globalstar卫星网络85%的容量。
目前iPhone 14 用户可以在两年内免费使用卫星紧急通信，但两年后的资费还是个未知数。
而华为提供的北斗短信，则是利用了北斗系统星座GEO地球同步卫星承载的区域短报文功能。
自2000年到2023年，北斗卫星导航系统共发射卫星60颗。其中北斗一号系统4颗星已全部退役。
北斗二号系统发射25颗组网卫星，目前16颗卫星（6颗GEO、7颗IGSO、3颗MEO）在亚太区域提供服务运行。
北斗三号系统已发射31颗组网卫星（4颗GEO、3颗IGSO、24颗MEO），在全球范围内提供服务。
其中提供区域短报文服务的三颗GEO卫星，分别定点于东经80度、110.5度和140度。用户发射信号频段 1610.0～1626.5MHz，接收信号 2483.5～2500MHz。
北斗系统提供的区域短报文覆盖中国和周边地区（东经75度到135度，北纬10度到55度区域），全球短报文还没有对外开放使用。
北斗系统根据卡的等级，对发送频率、长度、权限等有不同的限制。例如，字数限制就取决于卡的等级，从49个汉字到1000个汉字不等。
之所以最开始Mate 50只能发不能接，到P60就可以实现双向接发，实非技术原因，而是源自试用初期的限制，运营方担心用户突增、承载能力不足造成拥堵。
华为手机北斗短报文功能目前也仍为“众测阶段”，收发免费，不过每月限额发送30条，频率间隔限制是30秒或者60秒，发送内容也暂限为定制内容。
华为使用的北斗卫星距地面近36000公里，相对地面静止不动。从搜星到发出短信仅需几秒。这是华为通信实力的牛刀小试。
当然，无论是单向还是双向，短信还是不够便利，在关键时刻还是令人着急。所以，时隔一年，Mate 60带来了集成的卫星电话功能，这可是通信史上的重大创举。
天通一号
中国首个自主卫星电话系统天通一号就是因为2008年汶川大地震而诞生的。 汶川地震发生时，震中尤其是岷江深山河谷的通信与道路全面断绝。
再叠加震后降雨，震中地区情况不明。只能派出15名空降兵勇士携带短波电台和2部国际海事卫星电话等通信设备，穿云伞降稍宽阔的茂县河谷，侦察报告情况。
另一个方向正在理县驻训的武警部队步行挺进近百公里，在地震次日凌晨抵达汶川县城，用刚刚配发的北斗终端短报文发出了情况尚好的消息。
但是山里山外的震害灾区仍然大面积长时间通讯不畅，只能依赖国际海事卫星电话，给救灾带来困难。
震后航天部门建议发展自主的移动通信卫星系统，对于中国这样一个幅员辽阔、人口分布不均、自然灾害频发的大国来说是必然要求。
随后，“天通一号”系统启动。2016年8月，天通一号首颗卫星由长征三号乙火箭从西昌发射，打破了依赖国外卫星移动通信服务的状况。
天通一号卫星系统目前有三颗在轨卫星：01星、02星和03星。三颗卫星均为地球同步轨道，位于赤道上空，距离约36000公里。
其中01星定点于东经101.4度（星下点为新加坡偏西，经度相当于西宁、阿坝、攀枝花、楚雄、西双版纳一线），服务中国大陆和南海地区。2016年8月6日0时22分发射。
02星定点于东经125度（星下点为印尼苏拉威西岛以东，经度相当于钓鱼岛），服务西北太平洋。 2020年11月12日 23时59分发射，
03星定点于东经81.6度（星下点为斯里兰卡以南赤道，经度相当于伊犁、和田、阿里一线）。服务东南亚。 2021年1月20日 0时25分发射。
天通一号卫星基于东方红四号地球同步通信卫星平台研制，重5.2吨，整星功率15千瓦，输出功率8千瓦，设计使用寿命12~15年。
天通一号终端上行频率1980-2010 MHz，卫星下行频率2170-2200 MHz，这个频率前后相邻的都是分配给电信运营商的4G、5G频段，手机设计可以直接共用射频电路。
天通卫星系统上下行的频率均为30 MHz。业务速率为语音每秒1.2~4 kbit，数据每秒 64 ~ 384 kbit， 支持语音、短信、数据等业务。
按同步通信卫星较好的频谱效率 2 bits/Hz（因为距离远信噪比低）计算，总带宽在60 Mbps 左右。以语音带宽 4 kbit计算，一颗卫星可同时支持 15000个语音通话。
如果把单个通话编码率限制到0.8 kbit的极低水平，并把带宽全部用于语音通信，最高可支持75000个通话。当然这是最极端的情况了，卫星控制、政务保障、专用用户等也需要消耗带宽资源，尤其是数据通信消耗的带宽较大。
而相比目前4G、5G手机主流的VoLTE高清语音通话编码率 4.75 - 23.85 kbit，卫星通话的语音编码率较低，音质略差。这也是为了在有限带宽下要优先保证接入率和同时服务用户数量。
所以，目前天通系统一颗星对民用开放的最高信道数量是5500个，正常情况下足以满足全国的应急救援呼叫需求了。如果发生像汶川地震这样的大范围重大灾害，可以调集其他星的波束过来支援。
覆盖范围
理论上，一颗地球同步轨道的全向投射范围可以覆盖42%的地球表面，半径9000公里，东西跨越经度最大162.6度，纬度覆盖南北纬81.3度之内，几乎是半个地球。
例如02星的覆盖范围就可以西至索马里，东近夏威夷。03星的覆盖范围更可以包括大半个非洲和欧洲，以及印度洋和澳大利亚。
但是天通卫星采用了组合波束技术，加强了对中国及周边地区的照射效果。因此在重点照顾区域外应该没有信号。
例如已经有人把Mate 60 Pro带到德国试用，显示无法连上卫星。所以具体真实可用的业务区域可以先参考一下这张早期示意图。
这几个不规则的覆盖范围，实际上是每颗卫星用109个小波束组合出来的投射效果，单颗卫星的覆盖面积约1500万平方公里。
实际上，用众多定向发射的小波束组合起来，对特定地区提供精准定向覆盖，节约电波能量，提升信号强度，是地球同步通信卫星的标准设计。
这也就是很多人奇怪“为什么天通卫星的覆盖范围是如此特定的奇特形状，不是圆或者类圆？”的原因。
对于地球同步通信卫星来说，发射单一全球波束是少见的特例，使用小波束组合对特定地域实现区域覆盖，加强信号才是常态设计。
这样可以对关键地区提供更强波束，降低终端尺寸及发射电平，还可以灵活切换功率和带宽，动态地进行频带地区分配。
同时，波束覆盖区域可以动态调整，根据需要做到功率和频带的动态分配——哪个区域需要更多带宽，就可以将容量和资源优先分配到哪个区域。
像2008年汶川地震救灾，中国也通过外交协调近全球覆盖的国际海事卫星公司，提升对四川地区的功率覆盖，保证在卫星电话使用数量剧增下的接入通联。
所以天通卫星的覆盖范围是可以动态调整的。相比海事、铱星国际卡主叫每分钟8元起价的资费，天通一号专用天地翼卡的定价也足够优惠：
语音月套餐100元60分钟国内通话；年套餐1000元750分钟国内通话。超出基本通话费每分钟6元。
流量月套餐300元20MB流量；年套餐3000元240MB流量。超出流量每MB 16元。
还有很多人疑惑为什么卫星通话的业务只有中国电信有，移动和联通没有，其实这和当年的电信业合并重组有关。
2001年在原邮电部所属的广播通信卫星等企业基础上组建中国卫通（中国卫星通信集团公司），独家运营国内的卫星通信业务。
2009年4月电信行业再重组，卫通的基础电信业务转交中国电信，也就是现在的中国电信集团卫星通信分公司，使用专用的174号段。
中国卫通剩下的广播电视卫星服务板块并入航天科技集团，合并重组后成为航天科技旗下从事广播通信卫星运营服务的子公司。
从专用终端到大众手机
天通一号卫星电话从2018年开始试商用，2020年转为正式商用。两年下来发展了10多万用户。
不仅是天通一号，整个卫星通信系统产业链都在苦苦等待一个实现规模化的突破口，而关键点就是终端的普及化。
因为在Mate 60之前，无论是国产的天通，还是西方的海事、铱星，卫星电话虽然做到了便携化、小型化，但仍都留有十几厘米长的外置天线。
另外，卫星电话由于用户少，只有少数几家行业厂商在生产，作为小众产品，产量少成本高，导致样式、功能都全面落后于飞速发展的大众手机。
卫星电话的主流样式仍停留在类功能机水平，价格在5000元以上。少数“高端机”配备了整体触摸屏和安卓系统，但仍然体积大而沉重，性能只相当于好几年前的入门手机，价格却达到15000元。
如果是国外的海事、铱星，有些终端甚至仍停留在上个世纪的模拟手机“大哥大”样式，太复古了。这样的终端专用而昂贵，使用成本很高。
所以卫星电话只能面向渔民、地质等行业市场，无法普及化。普通民众偶尔到没有网络地区也就忍一忍就回来，不会去买。
用户少进而迫使运行商抬高通话费用，终端也缺乏竞争与发展，形成恶性循环。与大众手机早已成为人人必备的“与世界连接的器官”形成了天差地别的对比。
把卫星电话功能集成到个人手机内，省去专门购买终端的投资，实现卫星电话的普及，这个梦想在2023年终于由华为Mate 60 率先实现。
伴随着通信技术和芯片技术的飞速发展，复杂的射频技术可以封装到一个很小的芯片上。
再用华为超过30年的无线通信技术积累，将高增益天线集成进极其紧凑的手机机身，实现了取消外置天线的重大突破。
结果就是打造了一款轻薄时尚别无二致、价格并未增加，同时却附带卫星电话功能的Mate 60 Pro。
使用技巧与注意事项
智能手机轻薄的机身极大压缩了手机的天线空间，给通信天线设计、手机信号接收带来了巨大挑战。
面对这一困境，华为灵犀天线方案用环绕机身布局，增强了射频信号，加上功率放大器、软件算法和硬件供电、散热材料的联合优化，充分挖掘信号潜力。
不要小瞧天线，天线可是手机的核心技术之一。涉及通信方面的技术，挖掘信号增益，保证持续联通，只有专业厂商才有这个能力。
另外华为作为专业手机厂商，在编码优化、通话降噪方面具有算法优势，清晰度和杂音都优于卫星电话。
根据设计协议，4G、5G手机的最大发射功率都只是0.2W，与基站的典型距离在300-1500米，极限在100-3000米。
但是卫星电话的功率就要大一个级别，2W起步，最高4W，这样才能连上3.6万公里外的地球同步卫星，毕竟这是10万倍的距离。
这也就是为什么在卫星通话时，WiFi、定位、相机等各种无关的耗电应用，尤其是信号相关应用都要暂时关闭的原因。
由于卫星电话实际应用时都是在无人无信号的野外开阔区域，电磁环境比较干净，对空间辐射的传播损耗也较小。所以2-4W的功率也足以连上卫星。
当然，这个功率也是安全的，因为传统2G手机的最大功率就有2W，手持电台的最大功率一般是5W。
由于服务中国大陆区域的都是天通一号01星，星下点位于新加坡偏西方向（注意新加坡不是在广州的正南，而是西南，经度与昆明相当）。
所以以昆明为分界线，在东部地区使用，手机要指向西南方向。西部地区指向正南或者东南方向。以约40~45°仰角指向天空，这就是01卫星所在的位置。
当然华为Mate 60也会提供手机姿态检测与提示，由手机自身的陀螺仪等传感器提供手机的三轴态势感知，结合北斗定位和卫星轨道数据引导用户对准3.6万公里外的卫星。
但是了解这些基础知识会有利于直接对准和立刻连上卫星，并保持更好的通话质量——而这个角度又与听筒模式的人头、口耳正常角度相冲突，所以最好是开着免提模式，自然举手握持对星对讲即可。
尤其值得强调的是，目前网上所见的大部分博主在试用Mate 60卫星电话时，姿势都是不准确的。手机的握持角度太高了，近乎垂直。
这样的指星角度在地处中纬度的中国来说，严重偏离都指到天顶去了。要知道，距离38万公里的月球和1亿公里近乎无穷远的太阳，大部分时候也没有这么高的角度，而是斜挂在天上啊。
当然，已经有网友测试了，Mate60 Pro在对星后，即使是把手机放到裤兜也可以接到电话。这是华为的灵犀 AI 算法与灵犀天线强强联合，带来更出色的通信体验。
在弱信号场景下实现稳定的网络连接，非常强悍！但是为了保证通话质量，并不建议这么做。因为此时手机也被迫加大功率，增加耗电与发热。
最近还有一些用户使用Mate 60 Pro 的卫星电话功能，在民航飞机的高空飞行阶段联通卫星，甚至拉下机舱的遮阳板仍能通话，并录制视频传播。
这是违反相关飞行安全规定的。请各位用户切记在飞机飞行阶段一定要开启飞行模式，遵守各项飞行安全法规。
典型应用场景
本来卫星电话的典型用途，是海上渔业生产与交通，偏远无人区野外作业人员使用，或者在地面通信网络遭遇自然灾害时发挥作用。
Mate60 Pro成为第一款具备卫星通话功能的大众手机，最重要的是为偏远和灾害多发地区的民众提供了一份易得的保障和便利的应急通话手段。
经常在西部跑的人都知道，在很多偏远的非居民点，尤其是在沿途的路上还是没有信号的，车辆出了故障就很麻烦。
有一年冬天我在川西，通往一个偏远县城的省道上，在经过一片高山草甸时车辆出现故障。这里是牧民的夏季牧场，当夏季有人放牧时基站是开通的。
冬季大雪覆盖，牧民和牛羊都下山了，服务的基站随之关闭，没有手机信号。只好搭上过路的顺风车，到山下有信号的乡镇才打通电话呼叫救援。
由于难以通联，之后的定位等待也花了很多麻烦，在路上往返折腾了整整两天。像这种场景，就是Mate60 Pro手机卫星电话最典型的应用场景，使用范围非常广泛。
回想2008年，当时汶川、茂县两座县级政府都没有珍稀而罕见的海事卫星电话。到今年的华北极端暴雨，京西山区地面通讯道路全面中断。但在降雨之前，天通卫星终端已经配发到了乡镇一级，有力地保障了应急指挥救援。
但是失联区各山村的民众和游客，和山外揪心无比的亲属，仍然普遍要到两三天后才排队打上卫星电话和家人报平安。
被阻断的三趟列车上的旅客及亲属，也经过了一段时间的牵挂揪心历程。如果这时有普及的Mate60 Pro手机，就会便利得多。
这就是救急的时刻了，当发生自然灾害时，卫星电话的应急通信能力可以发挥极大作用。当然，还有“一生用一次、一次续一生”的极端特殊救援场景。
Mate60 Pro手机，无疑会成为户外、越野、穿越必备的神机。当然，这里也并不鼓励普通人未做充分准备就到风险无人区浪荡，更反对违法违规擅闯封闭的自然保护区。心存敬畏，保护自然。
按原先的规划，应急救灾需要在全国4万个乡镇配备40万台终端，还有20万艘海洋渔船需要配备卫星终端，除此之外，还有一定的政务、防务需求。这就是天通卫星系统的发展极限了。
现在Mate60 Pro横空出世，一下就带来超过1000万台具备卫星通话能力的终端，并广泛普及到民间。对提升全社会的应急减灾能力，善莫大焉。
为了适应支持华为Mate60 Pro 和 Pro+ 卫星电话功能的手机用户，中国电信也推出了一项新的低门槛普及套餐。
电信卡用户都可以网络自助申请开通天通卫星通话功能，每月仅需10元，包含2分钟通话时长。如果需要更多通话时间，价格为接打国内通话每分钟9元、发送短信每条5元，短信可自由编辑。
这个套餐适用于那些临时前往山区或无人区的用户应急备用，可以在出发前开通，提供了灵活实惠的通信保障。
还可以预选择话费包，分为每月200元50分钟（每分钟4元）、每月300元100分钟（每分钟3元）、每月500元200分钟（每分钟2.5元）三个档位。这些业务都不需要换卡换号，用原电信号码直接申请开通使用，对方手机来电也仍显示为机主号码和对应通讯录名字信息。
不过担心用户太多带宽有限，卫星数据服务暂未对普通电信卡用户开放，需要办理专用的174卫星电话卡号（数据套餐每月300元20MB，每年3000元240MB，超出每MB 16元）。
另外值得注意的是，最近天通一号系统可能调整了2号和3号星的覆盖范围，暂时取消了用户使用不多的西北太平洋区域（原印尼02星负责）。而把同等的覆盖面积调整到了用户需求更多更急迫的“一带一路”主地带。
也就是南亚次大陆、阿富汗、伊朗、海湾地区、阿拉伯半岛东南部和非洲东北角、北印度洋，由印度洋上的03星负责覆盖。
位于印尼上空的02星波束改为负责星下的东南亚地区。01星的覆盖范围也小有调整，不再负责南海南部海区，部分波束改到覆盖西部国境线外的中亚诸斯坦、印度恒河平原一带。
这样的覆盖范围和分工负责在逻辑上也更加合理。虽然未见正式官宣（部分宣传材料粗略提及），但可以此为参照。
产业意义
从技术意义来看，从上世纪60年代到90年代，历经30年演进，卫星通信实现了终端小型化、手持化，再之后就踟躇不前了。
从产业角度来说，除了海事卫星背靠全球市场，有先发优势，具有足够的用户基数发展尚可之外；像Globalstar、铱星还有更多家卫星移动通信公司在试图提供大众服务时都栽了跟头。
像Terrestar、Orbcomm、ICO Global，大多是发射了一颗卫星就直接破产。Globalstar、铱星也都经历过破产重组，处于勉强存活状态。
最终只能局限在军事、海事、远洋、航空、勘探、科考、探险等小众刚需行业市场里，和早到一步的海事卫星抢饭吃，无法融合进入现代民用通信体系。
根本原因就在于终端的不便普及，限制了用户规模拓展。因此最近30年来，相比于地面上 1/2/3 /4/5G五代民用移动通信的飞速发展，卫星通信前进的步伐很慢。
一直到2023年，在华为手上第一次把卫星通信引入大众消费者终端，首次实现了卫星通信融合化，卫星移动通信终于突破规模瓶颈，进入海量的“手机时代”和普及时代。
而从华为Mate60Pro开始，卫星电话也变成了智能机的一个功能。智能手机在把相机、MP3、MP4、导航仪、掌上电脑等先后兼并之后，又把卫星电话给兼并了。
当手机兼容卫星电话普及之后，有千万级用户开通应急功能，运营方一年光基本月租就可以收入超过10亿规模，完全可以再发射新的卫星，拓展覆盖范围，培养卫星通信产业链。
进而还可以发展大容量、高速率的高通量数据卫星和低轨宽带星座，支持更快的野外数据业务，拓宽万物互联的应用市场。
华为在卫星通信这条赛道上已经是步步领先了，先是北斗短信，现在是卫星通话，甚至可以在一款手机里内置两套卫星系统（Mate60 Pro+），还把双向北斗短信做进了小小的智能手表里（WATCH 非凡大师）。
这是大众卫星通信的起点，这是华为强大通信技术集成实力的体现，也得益于国家整体的强盛背景。
华为坚定不移地与国家科技产业共同进步，和全球生态伙伴一起创造价值。以有为之势，靠实力攻克产业瓶颈，推动“政、产、学、研、用”的协同创新。
鸿蒙开天，麒麟重生，承受的捶打越尖利，发出的光芒越璀璨。
中国红的信念，映出科技自主的浓墨重彩。纵横山海，畅联九霄；同心聚力，奔腾不息。