华为、苹果9月刚发布的新机，都如预期搭载了“捅破天”的技术。全球两大通信终端厂商都在他们各自的移动终端中支持卫星信息功能，揭开了大众卫星通信时代的帷幕。

华为发布的Mate50有关卫星消息方面的官方介绍是：当身处荒漠无人区、出海遇险、地震救援等无地面网络信号覆盖环境下，可通过畅连 App 将文字和位置信息向外发出，与外界保持联系，并支持多条位置生成轨迹地图；华为手机的卫星消息功能目前主要是与北斗卫星连接，利用卫星进行短信收发，并实现轨迹与定位功能。

而iPhone 14支持卫星通信紧急求助，可以通过连接特定的卫星频率来发送消息，再通过基站、中继中心，传达给急救机构。

华为、苹果纷纷将卫星通信功能作为新机卖点，卫星通信到底是什么技术？

   卫星通信

卫星通信，就是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，实现两个或多个地球站之间的通信。卫星通信的通信距离较远，一般不会受到复杂地理条件、自然灾害、信号塔的限制；但传输信号会受到建筑物、山体、植被和地球纬度等影响。

卫星通信背后隐藏的大赛道，测试对于加速产品上市时间和产业链推进就尤为重要了 。

  信道模拟

提到卫星通信的测试，除了卫星收发器的模拟，信道模拟也很重要，因为卫星的场景比较复杂，有些卫星每天在上空只出现1次，很难在实验室复现。和传统的无线通讯的信道不同，除了无线衰落外，由于卫星和地面接收设备之间存在快速的相对移动，卫星信道更多的关注大动态（即大传播时延、大多普勒频移，包括所谓的“码多普勒”）。

由于物体的相对运动，射频信号在收发之间会形成多普勒频移，多普勒频移可按以下公式计算：

式中：f0为信号工作中心频率；VD为收发终端之间径向相对速度；C为光速；θ为位置夹角。可见，载频越高，径向速度越大，夹角越小，多普勒频率越大。

我们可以初步的算一下，Globalstar卫星的最大多普勒频偏有170KHz左右。

对于宽带卫星通信，f0载波具有一定的带宽，不同频率值对应的fd也不一样，也就是说信号的不同频率分量的频移量不一致，体现在实际效果中，不仅仅有载频的频谱搬移，也有信号带宽的压缩或扩展，这种现象我们称为“码偏”（早期卫星通信很多用了扩频方式，体现为码片Chip的变化，故名“码多普勒”）。f0的偏移考验接收机载波频偏捕获和跟踪能力，而信号带宽的动态变化考验接收机码片捕获、定时同步的跟踪能力，两者是不一样的。

如下图，红色是原始信号，蓝色是经过“码多普勒”效应之后，带宽压缩的情况（当然，根据相对运动方向的变化，也有带宽扩展的场景）。

因此对于多普勒效应的模拟可以分为两个部分，第一部分是对“频偏”的模拟，即中心载频进行调整，第二部分是对“码偏”的模拟，也是难点所在。

传统的卫星信号模拟器为了模拟多普勒效应，通常是改变载波频偏，为了模拟码偏，往往是改变发射端的码片时钟。但是对于信道模拟器来说，发端的任何参数都改变不了，只能通过其他手段对信号带宽进行调整，这里介绍一种基于任意分数倍可变重采样滤波器的方法实现多普勒码偏的实现方案。

多普勒码偏最终体现为信号带宽的变化，对于信道模拟器来说，信源端不可改变，只能通过其它方式改变信号带宽，较为常用的方式为任意分数倍采样率变换滤波器，即拉格朗日分数插值滤波器。信号处理流程如下图所示：

其实用户在使用的时候，只需要设定中心频率、信号带宽、起始和终止速度、加速度等，信道模拟器就可以自动生产“码多普勒”的参数文件。

大时延，一般通过大容量内存的FIFO结构实现。这里不再赘述。

坤恒顺维KSW-WNS02B无线信道模拟器，以及配套的卫星信道模拟软件KSW-DMT（Dynamic Model Toolkit），用户设置好卫星轨道、地面站位置（也可以是运动的）、大气层、电离层参数，软件可自动生成信道的动态参数（时延、路径损耗、多普勒），下载到KSW-WNS02B模拟器里面，就可以模拟卫星传输的信道。

除此之外，还可以测试和验证星间组网通信技术的性能，解决多节点星间组网通信地面模拟测试环境的搭建问题，为星间组网通信技术的研究提供强力保障。