也谈谈北斗的短消息功能潜藏的无限可能性

    写这个贴的主要目的是想针对早上看到的一个说北斗短消息功能没用的帖子说点什么。打字费了点时间，本贴针对的对象已经被挪到讨论畅谈去了。原帖在这里：http://lt.cjdby.net/thread-1543901-1-1.html

    本人不是搞北斗的，没有什么料，对于北斗和GPS孰优孰劣实在无从谈起。但作为移动通信专业的人士，和定位之间的联系，总比和飞机大炮之间的关系近。。。别的话题实在是凑不上嘴，通信这里还可以大致说说，就当是抛砖引玉，回报论坛吧。

    在本帖中我想说两部分内容，第一部分的“破”篇是针对上面贴的楼主（以下简称原楼主）所言的北斗的短信功能简单低级，用GPS+3G网络/卫星通信也能实现北斗的定位+通信功能的一些言论来做一些批驳，在第二部分的“立”篇中主要谈一下我自己对短消息功能未来可能的作用的一些想法。

第一部分：“破”篇

    1、我得说原楼主的比较方式就很奇葩，北斗定位系统本质上是一个定位系统，注意是一个系统。你和单一系统的GPS比是合理的，但是和GPS+3G比，实在是让人除了思路广欢乐多之外就没啥好说的了。用3G网络或者通信卫星来通信当然可以。而且速率远超北斗。原楼主还是保守啊，直接上LTE-A，下行峰值速率100M，不更得甩北斗几百条街外加八大胡同？但问题是这是两个系统，不是说我搞了两个系统放在一起然后就叫一个系统了，只有等你把GPS和3G整合的解决方案拿出来了才能比较两者优劣。
    比如我现在需要实现一个功能，让定位系统和导弹之间进行数据交互修正弹道。用北斗不难做到，并且这项服务的质量是有保证的，因为我设计时就把可能的数据交互考虑进去了。但是用GPS+3G怎么办呢？你的数据包走3G网络，我都不跟你考虑在天空中甚至大气层上层能不能收到3G网络的信号的问题了，那就是欺负人。请问移动性管理如何做？3G网络设计时假定的高速场景下用户台的速度最多就是300km/h。速度动辄几马赫的导弹如何对抗可能的多普勒扩散？用什么信道编码？再比如你的数据流向上行时是导弹->接入网->核心网->网关->GPS的控制中心，下行时是控制中心->网关->核心网->3G接入网->导弹。这么一个冗长的流程下来你的丢包率，时效性如何保证？QoS能达到我的要求么？换了通信卫星也是一样的，通信卫星和GPS卫星之间的通信链路怎么做？信令怎么设计？协议栈怎么设计？你都想了吗？这么一大套东西做下来跟直接再搞个导航系统有啥区别啊。
    所以说GPS+3G网络/卫星通信远超北斗的结论完全是莫名其妙，单是把这两者进行比较就是莫名其妙了。照此理论，我可以说显示效果上电视远超平板，系统性能台式电脑远超平板，蓄电池电量远超平板。所以买平板纯属SB，就应该买个电视机+台式电脑+蓄电池。那你可以在地铁上举着个40寸的显示器旁边放个机箱连个蓄电池试试？技术的整合本身也是创新，不能因为整合的两种技术都有更先进的替代品就抹杀了整合的尝试。整合本身绝不仅仅是两种技术的简单叠加，而是两种技术相互作用，可能会带来1+1>2的好处，这个我们后面再分析。

    2、单从支持的传输速率来说北斗不如GPS+3G也是荒谬的，因为考虑的传输场景就是不同的。3G，4G是能支持高速数据业务没错，问题这是有条件的。条件1，存在大量反射衍射体的富散射环境，如城市环境。因为香农公式就在那里，单天线的点对点系统的容量就那么多，用先进的编码如LDPC，Turbo码理论上已经能达到与香农限差距微乎其微的性能了。网络信息论到现在也离完善差得远，发挥不了多少指导作用。要提高容量主要是靠空间复用。富散射意味着天线间衰落独立，有利于MIMO等空间复用技术发挥作用。条件2，低速，现代蜂窝通信系统所考虑的高速传输场景下，用户的典型移动速度都是很低的（3km/h，步行速度）。高速的时候信道估计，反馈，检测接收都是大问题，根本支持不了高速传输，至少以人类目前的技术还不可能。这是翻翻标准文档就知道的事情。如果这两个条件都不具备的环境下，3G的高速传输根本无从谈起。导弹在天上，不存在富散射，速度又高，几马赫你你怎么高速传输？

    3、原楼主说，能数据通信为啥还要发短信，能打海事电话为啥还要发短信。怎么说呢，这逻辑混乱得叫人已经没法说了。世界上到处都存在着不能打电话只能发短信的情况。比如我被海盗劫持了，如果我打电话求救可能就被劫匪发现一枪打挂了，但是我偷偷发出预先设定好的求救短信则是有可能不被发现的。再比如我是一个驴友，困在深山老林里了手机没有信号，我也不认识原楼主，没有从他那里买卫星电话。但我有一个北斗设备。这个时候你跟我说为什么不打电话而要发短信，我只能大吼何不食肉糜然后一巴掌呼你脸上。

    4、而且即使能打电话的时候我为啥就不能发短信呢？你现在和亲友随时随地都可以打电话，你是不是就不发短信只打电话了？很多时候人们根本没有那么多话要说，而是会选择短信聊天。这就好比我去买衣服，售货员对我说这里有一车衣服打包卖你，买一车算下来单价比你一件件单买便宜。如果我是开服装店的，那我愿意这么买，但我要是自己穿，你再便宜我用不上啊，就为了单价便宜就要买一车吗？那是不是反而花的多了？

    5、如果考虑经济因素，北斗的短消息是非常重要的获利点。短信业务和其他业务是有各自的适用范围的，不可能完全取代的。语音业务是便宜，那又怎样，你看3G，4G网络中语音业务和数据业务少了哪个了吗？原楼主觉得北斗的设计者没有他聪明，整合了一个短信功能就来蒙事。我认为他真的太谦虚了，他岂止比北斗的设计者聪明啊，他比全世界的电信运营商都聪明！全世界的运营商怎么就能被短信每年给赚来的真金白银给迷住了眼，怎么就没意识到原楼主高屋建瓴指出的打电话要比短信强从而把短信业务取消掉呢？我给个数据，2004年的时候全球一年寄送约有500亿条短信。到了2012年，前11个月光中国的短信发送量就是8187.26亿条！按一条一毛钱算你就算算这给运营商带来多少收入吧。北斗就算只有百分之一千分之一，一年几亿条几十亿条那也是几千万乃至上亿的收入。你傻人家运营商可不傻。这么大的市场能放过那才叫傻呢。

第二部分、“立”篇

    1、我觉得大家在很大程度上被日常所用的短消息的概念所拘束住了。一说短信息就理解成那140个字符。怎么说呢，搞物理层的工程师所研究的和搞应用层的开发者所研究的完全是不同的概念。对于我这样的物理层研究者来说，我只管如何让传输具备三性：有效性（对应信源编码），可靠性（对应信道编码），安全性（对应加密解密）。至于传输什么东西不干我事。那是搞应用的开发者需要考虑的。
    咱们以GSM网络的短信功能为例。不知道大家有没有想过为啥GSM的短信要按条算钱而不是像飞信QQ那样按流量算钱？这是因为GSM是不支持数据业务的，支持数据业务那是到了EDGE才有的事。GSM中的短信走的是控制信道。网络允许这样的特殊控制信令：数据经过编码后加上报头作为信令的一部分上报。不管你发多少字，只要在140个字符里，我都是一条控制信令，这就是为什么要按条收费的原因。
    也就是说，作为物理层的研发者，开发的是在控制信道中传输数据的功能。如果应用层的开发者决定，我用这个功能来传输140个字符以内的短文。那就是大家通常意义上理解的短消息了。如果他们脑子里又产生了什么更牛逼的想法，决定拿这个功能来干点别的，那又一个业务就又产生了。到了3G，4G时代，网络本身就支持数据业务了，短信息功能通过数据传输就可以更加方便地实现了。甚至原本的语音业务都要数据化，搞VoIP了。你可以说用控制信令来发短信的应用不好不经济。但是你不能说控制信令传数据没用。因为我完全可以拿来干别的事啊，又不是非得用来搞短信息。我负责在地下打洞。里面装电缆当输电线路，假如有一天搞了无线输电。再也不用在地底铺设电缆了。你不能因此就说这洞没用了咱把洞都填了吧？我装光纤当通信线路不可以吗？装水管当自来水线路不可以吗？拿来排污水当下水道不可以吗？实在蛋疼了劳资拿来盖个地下迷宫游乐园卖门票行不行？用处很多，关键看你能不能开发出新的用处而已。

    2、北斗的短消息功能也是一样的，所谓短消息只是北斗的一种应用而已。我承认日常生活中对于绝大部分人来说北斗的短消息功能是没啥用的。甚至北斗的导航都没啥用，单用接入网的基站都可以做定位，而且精度也够用。如果你觉得功能对你没用，那只说明这些功能不是针对你设计的。而是对于那些需要的人设计的。比如在第一部分里说到的，出海的，荒漠中的，山林中的渔民，户外工作者，迷路的驴友等。退一万步讲。即使短信息功能没有用，短信功能的载体——北斗本身具备的数据上报能力的巨大应用潜力也不容抹杀。仅从物理层来分析。这个数据上报功能实际上是提供了一个反馈信道。 使得传输从原本的单向传输变成了交互式传输。任何一个学过信息论的人都会告诉你有反馈和没反馈的系统之间会有多大的差距。在交互式通信中，有大量的单向传输系统做不到，而交互式通信却可以做到的现代通信技术可以采用。比如我反馈信道信息，就可以做空间复用，可以做波束成型，可以做干扰抑制，可以做闭环功控等等等等。高层的话还有很多用途，比如用来修正导弹弹道。比如用来引导精确制导武器进行攻击。比如和预警机进行数据交互实现空天一体的指挥平台，比如用于引导无人机从而改变未来的作战方式。这都是可能的应用方向。北斗本身具有GPS目前所不具备的能力，这种能力和定位的结合孕育出了更多的可能性。关键在于你如何去利用。只有创造力死掉的人，才会说短消息没有用。在有创造力的人手中，便犹如魔术师手中的帽子，你永远想不到会从其中掏出什么东西。

    写这个贴的主要目的是想针对早上看到的一个说北斗短消息功能没用的帖子说点什么。打字费了点时间，本贴针对的对象已经被挪到讨论畅谈去了。原帖在这里：http://lt.cjdby.net/thread-1543901-1-1.html

    本人不是搞北斗的，没有什么料，对于北斗和GPS孰优孰劣实在无从谈起。但作为移动通信专业的人士，和定位之间的联系，总比和飞机大炮之间的关系近。。。别的话题实在是凑不上嘴，通信这里还可以大致说说，就当是抛砖引玉，回报论坛吧。

    在本帖中我想说两部分内容，第一部分的“破”篇是针对上面贴的楼主（以下简称原楼主）所言的北斗的短信功能简单低级，用GPS+3G网络/卫星通信也能实现北斗的定位+通信功能的一些言论来做一些批驳，在第二部分的“立”篇中主要谈一下我自己对短消息功能未来可能的作用的一些想法。

第一部分：“破”篇

    1、我得说原楼主的比较方式就很奇葩，北斗定位系统本质上是一个定位系统，注意是一个系统。你和单一系统的GPS比是合理的，但是和GPS+3G比，实在是让人除了思路广欢乐多之外就没啥好说的了。用3G网络或者通信卫星来通信当然可以。而且速率远超北斗。原楼主还是保守啊，直接上LTE-A，下行峰值速率100M，不更得甩北斗几百条街外加八大胡同？但问题是这是两个系统，不是说我搞了两个系统放在一起然后就叫一个系统了，只有等你把GPS和3G整合的解决方案拿出来了才能比较两者优劣。
    比如我现在需要实现一个功能，让定位系统和导弹之间进行数据交互修正弹道。用北斗不难做到，并且这项服务的质量是有保证的，因为我设计时就把可能的数据交互考虑进去了。但是用GPS+3G怎么办呢？你的数据包走3G网络，我都不跟你考虑在天空中甚至大气层上层能不能收到3G网络的信号的问题了，那就是欺负人。请问移动性管理如何做？3G网络设计时假定的高速场景下用户台的速度最多就是300km/h。速度动辄几马赫的导弹如何对抗可能的多普勒扩散？用什么信道编码？再比如你的数据流向上行时是导弹->接入网->核心网->网关->GPS的控制中心，下行时是控制中心->网关->核心网->3G接入网->导弹。这么一个冗长的流程下来你的丢包率，时效性如何保证？QoS能达到我的要求么？换了通信卫星也是一样的，通信卫星和GPS卫星之间的通信链路怎么做？信令怎么设计？协议栈怎么设计？你都想了吗？这么一大套东西做下来跟直接再搞个导航系统有啥区别啊。
    所以说GPS+3G网络/卫星通信远超北斗的结论完全是莫名其妙，单是把这两者进行比较就是莫名其妙了。照此理论，我可以说显示效果上电视远超平板，系统性能台式电脑远超平板，蓄电池电量远超平板。所以买平板纯属SB，就应该买个电视机+台式电脑+蓄电池。那你可以在地铁上举着个40寸的显示器旁边放个机箱连个蓄电池试试？技术的整合本身也是创新，不能因为整合的两种技术都有更先进的替代品就抹杀了整合的尝试。整合本身绝不仅仅是两种技术的简单叠加，而是两种技术相互作用，可能会带来1+1>2的好处，这个我们后面再分析。

    2、单从支持的传输速率来说北斗不如GPS+3G也是荒谬的，因为考虑的传输场景就是不同的。3G，4G是能支持高速数据业务没错，问题这是有条件的。条件1，存在大量反射衍射体的富散射环境，如城市环境。因为香农公式就在那里，单天线的点对点系统的容量就那么多，用先进的编码如LDPC，Turbo码理论上已经能达到与香农限差距微乎其微的性能了。网络信息论到现在也离完善差得远，发挥不了多少指导作用。要提高容量主要是靠空间复用。富散射意味着天线间衰落独立，有利于MIMO等空间复用技术发挥作用。条件2，低速，现代蜂窝通信系统所考虑的高速传输场景下，用户的典型移动速度都是很低的（3km/h，步行速度）。高速的时候信道估计，反馈，检测接收都是大问题，根本支持不了高速传输，至少以人类目前的技术还不可能。这是翻翻标准文档就知道的事情。如果这两个条件都不具备的环境下，3G的高速传输根本无从谈起。导弹在天上，不存在富散射，速度又高，几马赫你你怎么高速传输？

    3、原楼主说，能数据通信为啥还要发短信，能打海事电话为啥还要发短信。怎么说呢，这逻辑混乱得叫人已经没法说了。世界上到处都存在着不能打电话只能发短信的情况。比如我被海盗劫持了，如果我打电话求救可能就被劫匪发现一枪打挂了，但是我偷偷发出预先设定好的求救短信则是有可能不被发现的。再比如我是一个驴友，困在深山老林里了手机没有信号，我也不认识原楼主，没有从他那里买卫星电话。但我有一个北斗设备。这个时候你跟我说为什么不打电话而要发短信，我只能大吼何不食肉糜然后一巴掌呼你脸上。

    4、而且即使能打电话的时候我为啥就不能发短信呢？你现在和亲友随时随地都可以打电话，你是不是就不发短信只打电话了？很多时候人们根本没有那么多话要说，而是会选择短信聊天。这就好比我去买衣服，售货员对我说这里有一车衣服打包卖你，买一车算下来单价比你一件件单买便宜。如果我是开服装店的，那我愿意这么买，但我要是自己穿，你再便宜我用不上啊，就为了单价便宜就要买一车吗？那是不是反而花的多了？

    5、如果考虑经济因素，北斗的短消息是非常重要的获利点。短信业务和其他业务是有各自的适用范围的，不可能完全取代的。语音业务是便宜，那又怎样，你看3G，4G网络中语音业务和数据业务少了哪个了吗？原楼主觉得北斗的设计者没有他聪明，整合了一个短信功能就来蒙事。我认为他真的太谦虚了，他岂止比北斗的设计者聪明啊，他比全世界的电信运营商都聪明！全世界的运营商怎么就能被短信每年给赚来的真金白银给迷住了眼，怎么就没意识到原楼主高屋建瓴指出的打电话要比短信强从而把短信业务取消掉呢？我给个数据，2004年的时候全球一年寄送约有500亿条短信。到了2012年，前11个月光中国的短信发送量就是8187.26亿条！按一条一毛钱算你就算算这给运营商带来多少收入吧。北斗就算只有百分之一千分之一，一年几亿条几十亿条那也是几千万乃至上亿的收入。你傻人家运营商可不傻。这么大的市场能放过那才叫傻呢。

第二部分、“立”篇

    1、我觉得大家在很大程度上被日常所用的短消息的概念所拘束住了。一说短信息就理解成那140个字符。怎么说呢，搞物理层的工程师所研究的和搞应用层的开发者所研究的完全是不同的概念。对于我这样的物理层研究者来说，我只管如何让传输具备三性：有效性（对应信源编码），可靠性（对应信道编码），安全性（对应加密解密）。至于传输什么东西不干我事。那是搞应用的开发者需要考虑的。
    咱们以GSM网络的短信功能为例。不知道大家有没有想过为啥GSM的短信要按条算钱而不是像飞信QQ那样按流量算钱？这是因为GSM是不支持数据业务的，支持数据业务那是到了EDGE才有的事。GSM中的短信走的是控制信道。网络允许这样的特殊控制信令：数据经过编码后加上报头作为信令的一部分上报。不管你发多少字，只要在140个字符里，我都是一条控制信令，这就是为什么要按条收费的原因。
    也就是说，作为物理层的研发者，开发的是在控制信道中传输数据的功能。如果应用层的开发者决定，我用这个功能来传输140个字符以内的短文。那就是大家通常意义上理解的短消息了。如果他们脑子里又产生了什么更牛逼的想法，决定拿这个功能来干点别的，那又一个业务就又产生了。到了3G，4G时代，网络本身就支持数据业务了，短信息功能通过数据传输就可以更加方便地实现了。甚至原本的语音业务都要数据化，搞VoIP了。你可以说用控制信令来发短信的应用不好不经济。但是你不能说控制信令传数据没用。因为我完全可以拿来干别的事啊，又不是非得用来搞短信息。我负责在地下打洞。里面装电缆当输电线路，假如有一天搞了无线输电。再也不用在地底铺设电缆了。你不能因此就说这洞没用了咱把洞都填了吧？我装光纤当通信线路不可以吗？装水管当自来水线路不可以吗？拿来排污水当下水道不可以吗？实在蛋疼了劳资拿来盖个地下迷宫游乐园卖门票行不行？用处很多，关键看你能不能开发出新的用处而已。

    2、北斗的短消息功能也是一样的，所谓短消息只是北斗的一种应用而已。我承认日常生活中对于绝大部分人来说北斗的短消息功能是没啥用的。甚至北斗的导航都没啥用，单用接入网的基站都可以做定位，而且精度也够用。如果你觉得功能对你没用，那只说明这些功能不是针对你设计的。而是对于那些需要的人设计的。比如在第一部分里说到的，出海的，荒漠中的，山林中的渔民，户外工作者，迷路的驴友等。退一万步讲。即使短信息功能没有用，短信功能的载体——北斗本身具备的数据上报能力的巨大应用潜力也不容抹杀。仅从物理层来分析。这个数据上报功能实际上是提供了一个反馈信道。 使得传输从原本的单向传输变成了交互式传输。任何一个学过信息论的人都会告诉你有反馈和没反馈的系统之间会有多大的差距。在交互式通信中，有大量的单向传输系统做不到，而交互式通信却可以做到的现代通信技术可以采用。比如我反馈信道信息，就可以做空间复用，可以做波束成型，可以做干扰抑制，可以做闭环功控等等等等。高层的话还有很多用途，比如用来修正导弹弹道。比如用来引导精确制导武器进行攻击。比如和预警机进行数据交互实现空天一体的指挥平台，比如用于引导无人机从而改变未来的作战方式。这都是可能的应用方向。北斗本身具有GPS目前所不具备的能力，这种能力和定位的结合孕育出了更多的可能性。关键在于你如何去利用。只有创造力死掉的人，才会说短消息没有用。在有创造力的人手中，便犹如魔术师手中的帽子，你永远想不到会从其中掏出什么东西。