當前，新一輪科技革命和產業變革正在加速，重大前沿技術和顛覆性技術不斷湧現。 特別是在衛星通訊領域，以衛星直連手機為代表的國內高階產品國際競爭力明顯增強。
近日，工信部等七部門聯合印發《關於推進未來產業創新發展的實施意見》，提出展望6G、衛星網際網絡、手機直聯衛星等關鍵技術布局。
有專家表示，在這場衛星通訊產業“陣地之戰”中，誰能引領手機直連衛星的軌道，誰就能佔據未來6G時代非地面通訊標準制定和規則塑造的制高點。
智慧型手機的新標準裝置
如今，衛星通訊正逐漸成為高階智慧型手機的新標準。 2023年8月，華為推出了全球首款用於衛星語音通話的智慧型手機Mate60Pro。 同年年底，OP-PO和榮耀也在同一天發布支援衛星通話的**手機，趕上華為。
在此之前，2022年9月，華為在其Mate50手機上推出了北斗衛星訊息功能，允許使用者通過北斗衛星傳送文字和位置資訊。 這標誌著大眾消費手機首次在不依賴任何外部裝置的情況下直接整合衛星通訊。 大約在同一時間，蘋果還為其 iPhone 14 新增了衛星訊息緊急呼叫功能，該功能僅限於向指定的通訊者傳送訊息，無法接收回覆。 消費級流動電話的衛星通訊競賽已經開始。
中國電信衛星應用技術研究院工程師何曉在接受《中國城市報》記者採訪時表示：“華為實現衛星簡訊通訊後，也通過天通衛星技術實現了衛星語音通話，進而發展到衛星資料傳輸，並逐步提高傳輸速率。 ”
他進一步介紹，目前簡訊和語音主要通過高軌道衛星實現，而資料傳輸則更依賴低軌道衛星，最終目標是將衛星通訊功能完全整合到手機中。
在過去的幾十年裡，衛星通訊一直處於可攜式專用終端時代，在此期間，銥星、Globalstar、Via-Sat等衛星系統相繼出現。 然而，長期以來，衛星通訊專用終端由於體積大、功能單一，並沒有發生重大變化。 就連美國太空探索公司SpaceX的Starlink，也依靠專用裝置接入網際網絡，移動時無法通話。 業內專家普遍認為，衛星通訊終端使用者基數小，加上難以形成規模和降低成本，限制了產業鏈上對裝備改進的大投入。
在更大層次上推動衛星通訊商業應用的關鍵是啟用消費市場。 目前，手機與衛星的直接連線主要通過三種技術路徑實現：第一種是將現有衛星通訊技術整合到手機中的“老衛星新機”模式，第二種是“新星老機”模式，即開發新的專用衛星與現有手機相容; 三是“新星新機”模式，按照國際標準設計下一代系統。其中，依靠現有高軌衛星等成熟衛星系統的“老衛星新機”模式，被認為是一種可以快速投入市場的方式。 據悉，華為、榮耀、OPPO等品牌已經推出或即將推出衛星通話手機，都採用了這一技術路線，在中國電信運營的天通衛星的基礎上開發新機。
北京乾宇宇諮詢有限公司創始人藍天一表示：“手機廠商在軌道上使用衛星，改變不了多少，只能在地面終端上改得更緊密，所以這一輪衛星通訊熱被手機廠商推了出來。 ”
藍天翼指出，此次技術實施的核心突破點是將天線、射頻、基帶等元件組成的衛星專用終端通訊系統整合到體積小、功耗低的輕薄移動裝置中。
最後，要完成手機與衛星的直接連線，運營商需要在網路端進行調整和優化。 何曉說：“實現手機衛星通話的原理是手機直接連線到衛星，衛星將資訊不分青紅皂白地發回地面站，地面站接收並完成分析後，將其傳輸到核心網，最後通過核心網撥到4G和5G基站，實現與目標的連線。 ”
何曉還提到，中國電信已經實現了衛星網路和地面網路協議的統一，並在該領域獲得了42項專利。
目前，2021年新成立的中國衛星網和包括銀河宇航在內的多家商業航天公司正在積極布局低軌衛星網際網絡，並嘗試構建星地融合的試驗網路。
如何“刺破天空”。
根據中國電信2023年11月發布的“5GNNTN技術***資料”，全球80%以上的陸地面積和95%以上的海洋區域仍缺乏地面網路覆蓋。 衛星通訊可以更好地彌補地面通訊系統由於地形限制而難以覆蓋的事實。
天通衛星於2016年開始民用化，中國電信成為中國唯一持牌衛星通訊運營商。 何瀟表示，中國電信在過去幾年中開發了35個專用終端，涉及車載、船載、機載等多個應用領域。 為了突破增長瓶頸，中國電信也從專用領域轉向大眾消費市場，開始驗證手機直連衛星的可行性。
2021年12月，中國電信率先與終端、晶元等廠商合作，梳理相關流程。 何瀟表示，當時業界面臨兩個選擇，一是將現有的天通衛星專屬解決方案整合到手機中，二是採用國際標準化組織3GPP牽頭的非地面網路（NTN）解決方案。
何曉對《中國城市報》記者說：“沒有什麼是現成的。 衛星和核心網需要大修，晶元行業還沒有公認的商用解決方案。 ”
最終，在華為的支援下，基於天通現網的直連模式，雙方通過反覆的網路聯合調配和終端地面訊號測試，成功驗證了商用的可行性。
要開發具有衛星通訊功能的智慧型手機，首先要解決的問題是要認識到手機天線位於3距離天通衛星連線6萬公里。 為了應對這一挑戰，華為通過在主機板周圍分布手機天線、增加天線數量、調整空間天線布局以優化訊號接收和傳輸等方式，展示了其在衛星通訊領域的自主研發能力。
何曉透露，中國電信原本打算保留外接天線，但華為堅持必須有突破。 經過兩家公司的聯合研究，終於實現了今天手機的設計。 此外，中國電信還對網路側進行了優化，降低了手機側對天線的要求，如降低語音傳輸速率、提高網路容量等。
晶元小型化是另乙個挑戰。 何瀟指出，原來的衛星終端晶元模組需要佔據普通手機一半的面積，但通過產業鏈各方的通力合作，這個尺寸已經大幅壓縮，現在已經達到了只有100平方公釐左右的尺寸，大致相當於乙個指甲的面積。
雖然衛星通訊模組會增加手機生產成本，但何曉指出，智慧型手機出貨量大可以更有效地分攤成本。
經過一系列的測試和調優，2023年上半年，手機直連衛星終端側已基本完成。 藍天指出，華為的嘗試起到了示範作用，證明了這一目標的可實現性，並激勵了其他廠商積極探索不同的技術路徑。
值得一提的是，榮耀在兩年前還啟動了名為“紅岩”的手機直連衛星解決方案的開發和驗證專案。
有望成為萬億元市場
目前，中國手機廠商普遍採用的“老明星新手機”方案存在產能有限、成本高等固有制約因素。 隨著衛星流動電話的增加，天通衛星的頻寬能否有效承載？
市場研究公司Omdia電信戰略高階首席分析師楊光指出，目前的“老衛星新機”模式依靠專用晶元和鏈路與衛星通訊。 該專有系統獨立於地面 4G 和 5G 等蜂窩網路執行，使用者需要手動切換才能撥打衛星**。 相比之下，AST和SpaceX計畫部署的第二代衛星則採用“新星舊機”模式，即借用運營商現有的頻段實現衛星發射和接收訊號，可以快速啟動衛星通訊業務，最大限度地利用存量手機市場。 然而，該模式對衛星研發能力提出了更高的要求，實施也面臨諸多挑戰。
事實上，已經送入軌道的衛星很難通過改造來增加容量，只能通過地面側晶元和網路改造來提高現有容量的利用效率。 例如，在天通方案的實施中，為了最大限度地提高中文語音和語調頻段的保真度，通話語音頻寬被壓縮了近97%。
目前，華為Mate60Pro建議衛星通話時長為五分鐘。 這種侷限性部分是由於天通衛星本身是專業衛星，傳輸資源有限，只有30%左右的容量分配給民用通訊; 同時，在進行衛星通話時，手機中相關的衛星通訊模組會產生更高的功率，從而造成散熱問題。
楊光認為，從理論角度來看，以3GPP為首的NTN技術路線可能是更好的路徑選擇。 一旦NTN標準統一，一旦技術和商業模式執行起來，就可以依靠全球年出貨量超過10億部手機快速降低成本。 在NTN技術路徑下，衛星網路將與地面網路有機融合，使用者在撥號時無需手動切換網路。
《中國城市報》記者從榮耀研發部獲悉，終端廠商在內部推進研發時，很有可能會在多個點進行推廣驗證，不會單獨“押注”某條技術路徑。 目前，無論是運營商業務的成熟度，還是落地手機技術的實際應用成熟度，依靠天通衛星的解決方案都是最可行的。
無論技術路徑如何，衛星通訊進入消費市場已成為不可阻擋的趨勢。 銀河宇航星座通訊系統架構師林廣榮認為，全球有超過52億的手機使用者，即使只有少數使用者願意為衛星通訊服務支付額外費用，也代表著巨大的市場潛力。 他指出，向偏遠地區提供衛星網際網絡服務的前景比衛星通話更清晰。 因為在很多偏遠地區，衛星網際網絡比拉光纖、建設基站的地面部署成本更經濟可行。
林廣榮表示，未來衛星通訊產業有望成為萬億元市場。 它不僅可以豐富海洋通訊、石油勘探、應急救援等特殊應用場景，還可以填補全球80%以上的陸海通訊網路空白。 這將激發運營商、零部件製造商、裝置製造商等全產業鏈的創新動力，從而推動整個行業的進步。
《中國城市報》記者孫雪飛.