手机为什么不直接使用卫星信号,而是要使用大量的基站?
卫星信号主要是为弥补地面网络不足、而在海洋、森林、沙漠等野外需要时使用。
因卫星信号与手机使用的信号在频谱、功率上都不一样,除海事、救灾、军用等特种需求外,不宜普及手机直接使用卫星信号。
一、卫星信号与手机使用的频谱不同,非经调制解调无法使用。
卫星使用500MHz以下低频电磁波作工作频带,频率低、波长长、传输距离远、覆盖面广。
卫星好比是个空间中继站,工作时上下链路要通过星间协商和地面设备协助来完成通信任务。
目前手机使用的4G、5G信号,分别采用2.4GHz、6GHz以下超高频谱。
具有频率高、波长短、传输距离短、信号覆盖面不广的特点。
目前来看:不同频谱的电磁波未经编码、解码、调制解调就直接互相连接使用,技术上还无法实现。
所以必须由地面基站或设备将不同频谱的信号相互切换,形成卫星通信系统与地面公众网上下链路的接口,使手机完成出入卫星系统的通信任务。
二、卫星信号与手机信号发射功率不同,速率、带宽都不一样。
低频电磁波需大功率无线发射设备。
卫星信号设备具有较大的发射功率,信号在地面基站或设备经过基带和射频处理、才能将无线电波信号传送到手机上。
手机如直接使用卫星信号,必须内置大功率无线信号收发的射频装置,除专用手机需要外、长期近距离使用对人身有较大辐射安全隐患。
因制式不同、手机还极易产生发热、元器件损坏故障,一般不宜使用。
在速率上,现在4G一座基站覆盖范围10公里、5G一座基站覆盖范围1公里,可低延迟、大容量、广域覆盖进行信号传输。
但如“星链计划”中的链星(StarLink)离地面最近距离也在200公里以上,即使不考虑云层、雨衰等影响,信号强度到达地面要降低万分之一,约0.4秒,在时延上比不上地面网络。
在带宽上链星可容纳100万人次/小时同时进网要求,但对数亿计的手机用户和设备需求来说,显得“杯水车薪”。
所以,卫星通信信号能有效弥补手机信号接收范围、传输距离短的不足。
但大量地面基站才能完成手机通信要求和任务,这才是手机使用大量基站的内在原因。