2月28日，人們在西班牙巴塞羅那舉行的2024年世界移動通信大會上參觀

文/潘峰 劉琪 付琳琳

編輯/吳美娜

　　伴隨着手機直連衛星通信等技術的變革，衛星通信正在被加速普及到智能手機中，手機直連衛星已成為商業化衛星通信的重點發展方向之一。有業內人士認為，相較2023年，2024年可謂真正意義上衛星通信在智能手機上普及的元年。

　　以天通衛星系統——中國自主建設的第一個衛星移動通信系統為例，中國信息通信研究院預測，到2025年，直連天通系統的終端銷量將超過2000萬台；到2027年，中國衛星通信終端市場規模將達到10.2億美元。

　　放眼全球，手機直連衛星通信技術目前發展到了哪一步？它將如何改變我們的生活？

手機直連衛星三種方案

　　衛星通信是一種以人造地球衛星為中繼站來轉發無線電波，實現兩個或多個地球站之間通信的技術。手機直連衛星，是指手機與衛星（高軌或低軌）之間能夠直接發送和接收無線信號，進行數據傳輸和數據交換，支持話音、短消息和寬窄帶數據業務。

　　目前國際上主要有三種手機直連衛星通信方案。

　　一是基於現有蜂窩移動通信技術，手機無需任何改動，直接使用地面蜂窩移動通信技術和頻段，衛星相當於空間“基站”，實現地面手機信號的轉發。美國太空探索技術公司（SpaceX）發布的星鏈手機直連衛星服務即採用該方案。

　　二是基於專用通信協議和頻段，需要定制手機終端，傳輸速率一般比較低，華為和蘋果公司推出的Mate 50、Mate 60 Pro和iPhone 14系列手機採用該方案。

　　三是基於國際標準化組織第三代合作夥伴計劃（3GPP）的非地面網絡（NTN）技術路線，即採用3GPP的NTN標準協議，對芯片、終端、基站等進行全方位升級，是有利於實現國際通用協議的技術路線。美國全能空間公司（Omnispace）、高通等採用該方案。

　　美國在太空領域擁有一定技術優勢，近些年持續推進手機直連衛星技術發展。

　　政策上，美國聯邦通信委員會（FCC）正式通過《空間補充覆蓋（SCS）》監管規則，促進地面移動通信運營商和衛星運營商之間的合作，推動智能手機用戶在沒有地面移動服務的地區建立通信連接。

　　産業上，蘋果和美國衛星通信公司Globalstar合作，推出iPhone 14系列手機，實現手機直連衛星的最早商用。與此同時，AST SpaceMobile、SpaceX、Lynk Global等企業加快商業部署。比如，SpaceX不久前發布消息稱，將提供手機直連衛星服務，並已與全球多家大型地面移動運營商建立合作夥伴關係，在各國開展通信運營業務。

中國産業鏈逐步成熟

　　中國作為手機用戶大國，高度重視和支持手機直連衛星通信技術發展。多方努力之下，中國相關産業鏈逐步成熟，正在開啟“手機直連衛星時代”。

　　目前，中國已向國際電信聯盟（ITU）無線電通信組提交了衛星技術方案，推動5G衛星通信標準國際化；中國信息通信研究院在IMT-2020（5G）推進組推動成立NTN工作組，助力國內的NTN試驗驗證工作；手機製造商、電信運營商正積極開發和推廣手機直連衛星通信技術……

　　頻譜資源是支撐手機直連衛星通信的必備要素，工業和信息化部前瞻謀劃手機直連衛星等新技術新應用的頻譜政策，為新技術的快速發展提供有力的頻譜資源保障；同時，也助力中國手機衛星通信産業國際化發展。

　　在工業和信息化部指導下，3月初，中國電信集團有限公司獲得國際電信聯盟批准，取得E.164碼號（882）52及E.212碼號（901）09，分別作為天通衛星業務的用戶撥號碼號和網絡識別碼號，這是中國電信企業首次獲得用於衛星通信業務的國際電信碼號資源。

　　據悉，中國電信依託“天通一號”衛星移動通信系統及網絡，已在國內面向公眾用戶提供包括衛星移動語音、短信等在內的手機直連衛星服務。這次獲批國際碼號資源後，其可面向“天通一號”衛星覆蓋區域的國際用戶提供手機直連衛星通信服務，還能為海洋運輸、遠洋漁業、航空救援、旅游科考等多個領域提供穩定可靠的移動通信服務。

更靈活可靠的通信體驗

　　在衛星製造及運營側、地面移動運營商側、終端側、體制協議側等産業鏈各方加速聯合攻堅背景下，相較於專用終端，衛星手機終端擁有價格更低、更便攜美觀、業務開通更便利、資費更低等優勢。

　　作為一項顛覆性的創新技術，手機直連衛星通信打破傳統通信的局限，將為人們帶來更為廣泛、可靠、靈活的通信體驗，在覆蓋區域、通信質量及靈活程度等方面逐漸顯現出優勢。

　　覆蓋廣度方面，據國際電信聯盟數據，全球大約三分之一人口（約26億人）仍處於未接入互聯網的狀態，與5G等傳統陸基通信方式相比，手機直連衛星通信相對不受地形與環境限制，可以為這些身處偏遠和落後地區的用戶提供服務，也能夠在極端條件下向特殊用戶提供移動通信服務，可在5G/6G層面與地面通信形成協同，實現全球寬帶無縫通信。

　　支撐能力方面，相比於地面網絡，手機直連衛星通信系統不易受地面基礎設施的破壞或故障影響，在面對自然災害或戰爭等緊急情況時，手機直連衛星通信的信號較為穩定，傳輸質量相對較高。

　　靈活可用方面，基於覆蓋全球的衛星網絡，手機直連衛星通信系統能夠實現為任何人，在任何時間、任何地點提供靈活的通信服務；設置上，手機直連衛星通信可以迅速調整通信方向和覆蓋區域，適用於臨時性和緊急通信需求。

　　應用場景方面，面向行業用戶的低軌衛星互聯網應用，由於適用場景匹配度高、經濟效益明顯、項目推廣容易等特點，將加速推進行業終端衛星通信創新應用，在面對應急通信等場景時可以很好地滿足相關需求。而隨着手機直連衛星通信商業模式的不斷探索以及消費習慣的培養，通信功能將不再局限在傳統通信終端，在智能汽車、穿戴設備、無人機等智能終端上，也將實現商業應用場景的進一步拓展。

　　可以預見，隨着技術的飛速發展及産業鏈的不斷成熟，未來手機直連衛星通信將在更廣泛領域取得更為深入的發展。

仍需跨越的技術難關

　　總體而言，手機直連衛星通信技術前景可期，但要快速發展普及，仍要跨過一道道難關。

　　一是技術實現難度高。將衛星通信功能集成到手機中，需要在保證通信性能前提下，實現手機終端的小型化和輕量化。目前，高頻段大帶寬衛星終端的天線尺寸和重量較大，無法集成到手機終端中。此外，手機與衛星的通信距離較遠，無線電信號雙向通信會有較大衰減，特別是在持續高速率通信情況下，終端的耗電問題變得非常突出。

　　二是統一標準制定難。手機終端的標準化對於降低生産成本和推廣衛星通信技術至關重要。當前衛星通信協議多為私有協議，儘管3GPP等標準化組織正加快制定手機直連衛星通信標準，但目前尚未形成統一標準。衛星産業與地面移動通信産業還需通力合作，制定衛星與地面移動通信融合的標準。

　　三是傳輸時延問題。目前手機直連衛星通信使用高軌或低軌衛星系統。對於高軌衛星系統，傳輸時延問題尤為關鍵，高軌衛星的單向傳輸時延可能達到250毫秒以上，將影響衛星與手機交互的時效性，對信令交互、實時性要求較高的通信業務産生影響。

　　四是可能存在的通信性能不穩定情況。對於低軌非靜止軌道的衛星系統，由於手機連接的衛星相對於地球做高速運動，會導致嚴重的多普勒頻移，從而影響通信性能。衛星覆蓋區域中心和邊緣的時延差異，也會對系統定時同步帶來影響，可能導致用戶間干擾。

　　五是目前手機直連衛星通信的成本相對較高。衛星研製、發射、維護和運營的成本較高。衛星通信需要特殊的硬體支持，如高性能天線、射頻模塊等，在做小型化和集成化過程中會增加相應成本。

　　（作者單位：中國信息通信研究院無線電研究中心）