今天看到一个绝对惊人的消息,美国一家初创公司,竟然实现了蓝牙与太空的直接连接,准备打造天基物联网。猛一看我感觉完全不可能,你能想象通信距离只有几米的蓝牙,竟然可以和地球上空600公里的卫星直接连接吗?

而他们竟然还准备发射32颗卫星,让地球上任何蓝牙设备,包括你的手机、鼠标、耳机什么的,都可以和卫星直接连接,组成覆盖整个地球的天基物联网。感觉这都不是妄想,而是痴心妄想了。

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下面的网友评论也证实了我的想法,一位网友说,还好今天不是4月1日;另一位则说,蓝牙使用非常拥挤的 2.4GHz频段,卫星根本不可能从背景噪声中识别出地球表面的蓝牙设备。

我非常强烈地怀疑这项创新的可行性,不过还是希望能如实地阐述这个概念,通信专业的朋友可以了解跟踪一下,看看有没有理论上的可行性。

这家公司名叫哈勃网络(Hubble Network),已经获得了2000万美元的A轮融资,今年3月4日搭乘SpaceX公司的猎鹰火箭,发射了两颗卫星到600公里的近地轨道。

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该公司声称,初步测试表明,他们的卫星已“成功在600公里的惊人距离处,从简单的3.5毫米(注:此处可能是指耳机)的蓝牙芯片接收到信号”,这点可以在他们的网站主页上看到。

那么他们是如何实现这个“壮举”的呢?

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简单来说,就是相控阵天线。

所谓相控阵天线,就是计算机控制的电子扫描阵列,可以在不移动天线的情况下,产生指向不同方向的无线电波。

这个和普通雷达不同,普通雷达是通过转动方向来扫描天空,获得目标的位置、速度等信息。而相控阵天线,是有很多单独的天线元件,可以由计算机控制将无线电波束指向不同的方向,从而无须转动天线,就可以精准地指向信号源并优化信号路径。

实际马斯克的星链卫星,还有我3月底介绍过的AST天基5G,都是使用的相控阵卫星天线,只要面积足够大,就可以发送和接收很低很弱的信号,不然星链怎么能实现手机直连卫星发短信,AST怎么能实现手机直连卫星5G通话上网呢,当然这两家都还在初步测试阶段。

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但哈勃网络这个,确实太不可思议,太令人咋舌了,因为它卫星要连接的是蓝牙设备。我们都知道蓝牙信号非常的弱,因为它本来就是专为低功耗、低成本、近距离连接设计的,一般通信距离都在几米之内,现在第五代可以达到300米。

如果说哈勃网络是专为第五代蓝牙设计的,可能还勉强有点靠谱,因为我们智能手机和基站的通信距离一般也就几百米,既然星链网、AST能实现卫星5G直连,300米的2.4G蓝牙能实现也就还有一些可信度了。

但哈勃网络声称,他们的蓝牙直连卫星,是为任何蓝牙设备设计的,只需更新现有蓝牙的软件,就可以“连接到卫星网络而无需蜂窝接收,将为物联网的革命铺平道路”。

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这似乎就有点超出我们的认知范围了,一般来说,和太空通信的无线电信号衰减主要来自自由空间路径损耗,是按平方反比律衰减的,即每增加一倍距离,信号强度就会衰减6dB。600公里的2.4G信号,自由空间衰减高达155.6dB,这是一个什么概念呢?

这意味着一个我们普遍使用的约2.5mW的蓝牙设备,在600公里处的信号强度会降到约6.875×10^−19W,比NASA深空网络从211亿公里外的旅行者2号那里接收到的9×10^−20W,可以强10倍左右,但深空网络用的是70米直径的天线,是不是说600公里处的相控阵天线就完全不可能了呢?

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我们可能不需要进行如此复杂的比较,我们还是换回原来的方向。

虽然看起来难以置信,但实际我们平常使用的蓝牙设备,发射功率(2.5mW)和智能手机蜂窝信号的发射功率(200 mW到1000 mW)大概就相差两个数量级,第五代蓝牙(100mW)甚至和手机属同一数量级。

如果星链卫星(天线:25平方米——不是很确定)和AST的卫星(天线:64平方米)都能收到蜂窝信号,并进行上网级别的数据连接,哈勃网络接收小两个数量级的信号,只进行低速率的连接,似乎也不应该归于完全不可能吧?

哈勃网络目前也处于一个谁都不相信的阶段,似乎和马斯克当年说要打造可回收火箭没有任何人相信一样,所以在网站上委屈地说,他们通过发射卫星,已驳斥了成千上万对他们表示怀疑的人。

今年他们还将发射第三和第四颗卫星,组成一个“测试”星座,2025年底或2026年初一次性发射32颗卫星,组成一个可以商业运行的星座。

他们将通过把电池消耗降低到1/20,运营成本降低到1/50,来解决全球的连接问题,目标是连接10亿台设备,建立世界上第一个真正全球性、经济高效的低功耗网络,改变从消费设备、建筑、基础设施、供应链、物流、石油天然气、农业到国防的各个领域,重新定义全球通信的可能界限,开创一个互联的新时代。

所以对于哈勃网络的蓝牙天基物联网,我们可能还需要更多的信息和时间,才能判定它究竟是否可行,不过这个概念,似乎还是一个从0到1的概念,可能很快就会引起更多的重视。

参考:

哈勃网络:https://hubblenetwork.com/blog/