天通一号卫星终端中的“中国芯”:让中国卫星移动通信自主可控

2020-06-17 17:43 测控要闻   来源:中国新闻网

导读“这是国内卫星通信领域第一套芯片,从材料到设计,再到制造工艺,完全自主可控。”该团队负责人、中国电子科技集团公司第五十四研究所卫星通信与广播电视专业部副主任王艳君说。  

中新社石家庄6月16日电 题:天通一号卫星终端中的“中国芯”:让中国卫星移动通信自主可控

作者 李晓伟

一支只有30多人,平均年龄不到30岁的科研团队,5年打造出天通一号卫星移动通信系统终端核心芯片组,打破了国外对卫星移动通信领域核心芯片技术的垄断,更助力中国卫星移动通信实现自主可控。近期,该项目获得河北省科学技术进步奖一等奖。

“这是国内卫星通信领域第一套芯片,从材料到设计,再到制造工艺,完全自主可控。”该团队负责人、中国电子科技集团公司第五十四研究所卫星通信与广播电视专业部副主任王艳君说。

据王艳君介绍,中国目前主要应用的是地面移动通信系统,依靠广泛布设的通信基站,满足用户通信需求。但在沙漠、极地、山区等极端环境下,地面移动通信系统无法覆盖或覆盖不足,且地震、洪水等恶劣自然条件极易导致电力中断。这种情况下,卫星通信就成为唯一的通信手段。然而,多年来中国没有自主可控的卫星移动通信系统,只能依赖国外卫星移动通信服务,在信息安全和资源调配上受制于人。

王艳君清楚地记得,2008年汶川大地震后,地面通信系统全面瘫痪,只能依靠空投的卫星电话支持抗震救灾,但在抢险救灾紧要关头,中国租用的国外卫星移动通信产品停服长达10多个小时,给救援带来不利影响。鉴于此,2012年中国立项进行天通一号卫星移动通信系统研制。

作为卫星移动通信产业的核心,芯片组的研制是天通一号系统研制的重中之重,是实现用户终端易用性和小型化的决定性因素,也是实现系统自主可控的核心环节。但国内卫星通信终端专用芯片的研发和应用一直较少。因此,中国电科五十四所和十三所于2013年成立科研团队,开展天通一号卫星移动通信系统终端核心芯片组的技术攻关。

可这项工作谈何容易。王艳君说,卫星移动通信和芯片研发这两个领域技术体系非常复杂。同时国外企业在全球卫星移动通信领域长期垄断,对相关技术的严格控制和封锁,芯片组研制过程可供参考的公开资料内容有限,总体方案粗糙,技术细节阐述模糊,其指导作用有限。

面对困难,科研团队依然提出对标“国内领先,国际先进”,从拜访卫星移动通信潜在用户和地面移动通信主流芯片厂家,了解用户需求和地面手机芯片设计经验,到设计芯片及平台验证,再到投片生产和系统联试,再到发现芯片功耗较高,重新代码走查……“一轮轮下来,记不清有多少次彻夜灯火通明,多少次早出晚归。”王艳君说,直到2015年12月,芯片终于成功完成第一个话音通话。

据王艳君介绍,这组芯片性能优越,达到40纳米级别,和当时主流的手机芯片处于同一水平;其独特的算法设计,还实现了芯片待机功耗低于10毫瓦这一关键技术指标,为其产业化和大规模应用奠定了基础。

2016年8月,中国卫星移动通信系统首发星——天通一号01星升空。2018年5月,中国自主卫星电话实现商用放号。目前,基于该芯片组设计的10余款卫星终端产品已成为应急通信、抢险救灾、野外勘探等必不可少的通信保障手段,实现了在沙漠、戈壁、极地、海洋等环境下,与外界的稳定联系。王艳君称,采用该芯片组研制的产品国内市场占有率已达75%。

同时,中国电科五十四所还与高新兴物联、海能达等卫星移动通信领域核心终端集成商建立了长期合作关系,并将核心芯片组和终端解决方案成功应用于40余家终端厂商的手持、便携、车载、船载等各类终端制造中,初步形成以卫星移动通信终端芯片为核心的产业生态。

“目前,中国在卫星移动通信领域还处于起步阶段,芯片技术也仍处在追赶阶段。”王艳君称,未来他们将一如既往,勇往直前。

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