消失的手机信号是如何恢复的？ 翼龙无人机空中应急移动公网基站

• 2021-07-27 10:49:50 来源：南方日报

“翼龙无人机已抵达你镇上空……”随着无人机抵达，一条连接河南灾区与外界的通信通道被迅速打通。

近日，河南遭遇强降雨。国家应急管理部紧急调派翼龙无人机，跨区域长途飞入米河镇，利用翼龙无人机空中应急通信平台搭载的移动公网基站，实现了约50平方公里范围长达5小时的稳定连续移动信号覆盖，村民可以用手机接入3G、4G、5G网络。

对此，通信专家、鲜枣课堂创始人周圣君介绍，表面上是无人机大放异彩，实际上是卫星在默默支持。

翼龙无人机是如何恢复公网通信的?卫星通信又是如何发挥作用的?对此，南方日报记者采访了多位业内人士。

无人机成功“剪辫子”

固定翼无人机首次应用于应急通信保障任务，飞行更高、更远，信号覆盖范围大。

洪水、地震等灾害过后，原有的基站、光缆等通信设施常常被损毁，靠重建恢复通信耗时较长。为快速打通移动通信，无人机通信登场了。

早在2017年8月，九寨沟地震发生后，中国移动调运了一套国际领先的无人机高空基站连夜送达地震灾区。该设备在光缆震断、飞石不断的九寨沟景区荷叶寨紧急升空，接通了30多平方公里受灾区域的移动通信信号。

这是我国无人机高空基站在地震环境下的首次应用。运用的是系留式的旋翼无人机。系留式，意味着旋翼无人机下方，会有一根线缆与地面相连，进行数据回传或者提供电力。此次为在河南新乡奋战的救援人员提供照明的大疆无人机，也是采取系留式。

虽然有线缆相连可以增加滞空时长，但也失去了飞行灵活性。周圣君介绍，这次出现的翼龙-2H应急救灾型无人机，之所以引起关注，其中一个主要的原因，是首次将固定翼无人机应用于应急通信保障任务，“相比旋翼无人机，‘剪辫子’后的固定翼无人机，飞行更高、更远，覆盖范围大”。

固定翼无人机的成功“剪辫子”，背后是通信方式的一大变革。传统的通信方式，手机、地面基站与通信机房构成了一个互联模式，此次因为地面基站在洪水中受损，“无人机平台+卫星”在手机与通信机房之间架起了一座看不见的桥梁。

通俗来说，无人机携带了手机移动通信基站，和地面基站(信号塔)一样提供手机信号;与此同时，无人机上装配了一个卫星通信天线指向卫星，通过卫星回传链路(卫星地面站)与地面通信机房建立了联系。

为何不直接用卫星通信?周圣君介绍，卫星并不能直接连接手机，普通百姓一般不会有卫星通信终端设备，无人机平台就扮演着信号中继加转换的角色。

卫星通信技术显身手

卫星通信能突破地形、地貌限制，在地震洪水等应急场景中用途凸显。

提到应急通信，很多人的第一反应是在大型活动现场经常出现的通信车辆。实际上，在很多应急通信领域，更需要卫星通信。

“当洪水肆虐，道路损毁严重时，传统的应急通信车无法进入，常规敷设的光缆传输也很难保障，三维立体的通信网络的优势便集中凸显。”银河航天通信技术专家李建成说，卫星通信能突破地形、地表、地貌等限制，还具有广覆盖的特性，在满足应急救灾等公共需求上作用凸显。

在周圣君看来，在重大自然灾害面前，卫星通信除了应急通信保障外，更大的作用是灾害预防和预警。

“如果数字物联技术能充分落地，将大幅减少灾害带来的损失，比如，关键河流、库区、涵洞、隧道都有水位数字传感器，实时汇报水位变化，通过洪灾预警系统对居民进行短信提醒，肯定有助于减少损失，挽救生命。”周圣君说，这些地方往往移动信号不佳，卫星通信有充足的用武之地。

不过，就目前来看，如果依靠无人机连接卫星通信，还有较大改善空间。翼龙-2H无人机全程航行约16个小时，往返上千公里，但实际仅保障了灾区约5个小时的通信信号。

“随着这次翼龙-2H的成功实践，未来全国可能会部署多个无人机基地，实现就近支援。”周圣君说。

此外，无人机基站还存在一个不可忽视的弱点——通信容量有限。“因为卫星链路回传带宽的限制，只能尽力保证通话、短信和微信等基本通信需求，看视频玩游戏不太现实。”周圣君说。

卫星互联网已成基础设施

卫星通信已被列入“新基建”领域，成为6G时代实现空天一体化连接的重要基石。

展望未来，卫星通信将弥补自身的通信容量弱点，其应用也不再局限于突发应急场景。伴随新的通信技术成熟，卫星通信可能成为人们日常通信的一部分。

无论是4G还是正在普及的5G技术，信号覆盖还主要是面向地面，在占地球表面积70%的海洋也存在通信的需求，却无法建基站。同样，飞机上也依然是手机通话的“盲区”。

地面网络靠地面基站通信。卫星互联网则好比将地面的基站搬到了太空中，每一颗卫星就是一个移动的基站。

李建成介绍，低轨宽带卫星网络有望与地面5G网络加速融合，为飞机、航海运输、陆上偏远地区等交通工具或个人提供低延迟的5G卫星网络基础和连接服务。

就在7月25日，我国首次低轨宽带卫星与5G专网融合试验在北京和济南完成，此次构建的两地5G专网间的骨干网络，代替了需要预先铺设的地面光纤，未来，还可为偏远地区和应急通信场景提供无线通信保障，解决各行业信息化、智能化的无线通信需求。

更进一步，南京航空航天大学校长助理、电子信息工程学院教授吴启晖介绍，包括卫星通信网络在内的空天一体化的全球连接，是第六代通信系统(6G)的重要发展方向。未来，6G技术将用卫星、地面基站、航空平台(无人机)、舰船搭建起的一张连接空、天、地、海的通信网络。全地球信号无缝覆盖，在海洋上遇到紧急情况的船只、天空中的飞机，都可以通过这个网络实现通话。

目前，卫星互联网已被列入“新基建”领域，成为数字经济的重要基础设施。中国航天科技集团五院专家黄华介绍，低轨卫星在500—2000公里范围内的近地轨道，地面和卫星之间的通信传输时延达毫秒，足够满足车联网、自动驾驶等需求，接收终端可做成手持的，智能手机都能接入，将大大满足数字化、信息化的需求。

今年4月，国资委发布公告，新组建中国卫星网络集团有限公司(星网集团)，在央企名录中位列第26，排在中国电信、联通、移动之后，成为事实上的第四大通信运营商。国信证券分析认为，未来伴着星网集团落地，我国的低轨卫星互联网建设有望正式拉开序幕。

卫星互联网已成为新一轮科技竞赛的重点之一。早在2015年1月，美国SpaceXCEO马斯克就宣布了卫星互联网服务计划，这一项目被命名为Starlink“星链”。截至目前，其已经累计发射了1500多颗卫星，并开始初步提供卫星上网服务，而最终可能发射超过1.2万颗卫星。

我国也有望在这一发展领域抢占先机。近日，国家知识产权局知识产权发展研究中心发布的《6G通信技术专利发展状况报告》显示，6G通信领域全球专利申请量超过3.8万项，其中卫星通信技术领域25509项，来自中国的专利申请量最多，达到9159件，占比31%。

6G通信并非遥不可及——按照历史经验，无线通信技术几乎每10年升级一代，行业内普遍预计，6G技术将在2030年左右商用。(●南方日报记者郜小平)

标签： 信号覆盖 大放异彩 默默支持 卫星通信

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