電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）隨著去年華為Mate50系列以及iPhone 14系列的發(fā)布，手機衛(wèi)星通信技術已經(jīng)大規(guī)模進入到消費電子產(chǎn)品中。但從實際用途來看，無論是華為還是蘋果的終端產(chǎn)品，支持的僅是緊急衛(wèi)星短信服務，還無法完成通話上網(wǎng)等功能。

從過往的認知中，衛(wèi)星電話體積都較大，比如海事衛(wèi)星電話都有一根明顯的天線，更不用說衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)所需的接收器。所以未來在智能手機有限的體積中，真的可以實現(xiàn)與衛(wèi)星直接進行通信，并實現(xiàn)連接互聯(lián)網(wǎng)的寬帶通信嗎？

手機直連衛(wèi)星通信發(fā)展的三個階段

衛(wèi)星通信的發(fā)展從過去、現(xiàn)在與規(guī)劃，可以分為三個階段。手機衛(wèi)星通信的第一個階段中，較為典型的有銥星公司、海事衛(wèi)星電話、天通衛(wèi)星通信等，終端設備方面已經(jīng)可以做到手持設備直接通過自帶的天線與衛(wèi)星進行通信。

包括銥星、天通衛(wèi)星等，這些系統(tǒng)都是基于專用的頻段，并使用私有協(xié)議，在設備硬件上互不兼容，基帶芯片、天線等都需要用到定制的產(chǎn)品。

在這個階段中，衛(wèi)星通信發(fā)展緩慢，主要是因為市場需求較小，而無論是私有協(xié)議、定制基帶芯片還是天線等的開發(fā)成本都較高，而市場規(guī)模小無法支撐研發(fā)成本。因此，廠商為了均攤研發(fā)成本，同一套方案的產(chǎn)品迭代周期就自然變得很長，這導致了在早期的衛(wèi)星通信領域發(fā)展緩慢，應用主要集中在窄帶低速的通信。

第二階段其實就是當前衛(wèi)星通信行業(yè)正在進行的階段，據(jù)鵬鵠物宇介紹，當前通過寬窄協(xié)同通信，結(jié)合智能手機直連衛(wèi)星，為行業(yè)提供了一個滿足大多數(shù)應用場景的快速低成本解決方案。

具體來說，寬窄結(jié)合是指將衛(wèi)星窄帶通信功能集成到智能手機中，可以在沒有地面蜂窩網(wǎng)絡覆蓋的場景下進行短信、語音等信息對外通信，同時在有網(wǎng)絡覆蓋的地區(qū)可以通過地面網(wǎng)絡實現(xiàn)寬帶連接。簡而言之，就是通過衛(wèi)星通信實現(xiàn)智能手機的全球全域網(wǎng)絡覆蓋。

不過，在這個階段，由于手機天線無法滿足與衛(wèi)星進行寬帶通信的需求，因此目前對于智能手機而言，衛(wèi)星通信與蜂窩網(wǎng)絡通信的通信體驗明顯不在一個層面上，體驗存在割裂。

另一方面，即使是窄帶衛(wèi)星通信，目前也存在不少問題。比如華為目前的手機衛(wèi)星通信方案是采用北斗衛(wèi)星短報文功能，所以需要在手機中集成專用的通信芯片以及北斗衛(wèi)星對應的通信協(xié)議，也就是說蘋果iPhone盡管同樣支持衛(wèi)星通信，但無法在國內(nèi)使用北斗衛(wèi)星實現(xiàn)通信。

同樣，蘋果采用了全球星作為衛(wèi)星通信的服務供應商，其通信協(xié)議以及芯片就需要符合全球星的標準，無法兼容其他的通信衛(wèi)星。

在兼容性方面，其實也已經(jīng)有了解決方法。2022年6月正式凍結(jié)的5G R17標準中，“非地面網(wǎng)絡（NTN）”（也就是手機與衛(wèi)星直接進行通信的功能）被正式定義，即未來支持5G R17標準的手機就可以實現(xiàn)衛(wèi)星通信。

不過5G R17協(xié)議中依然只是支持通過衛(wèi)星發(fā)送短信等窄帶通信，或者是一些地處偏遠地區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)設備聯(lián)網(wǎng)，包括智能手機、支持eMTC和NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)設備等都可以實現(xiàn)低速率的衛(wèi)星通信?？傮w而言，目前R17標準中的衛(wèi)星通信主要是為了在服務匱乏的地區(qū)補充地面網(wǎng)絡，同時拓展物聯(lián)網(wǎng)的應用場景。

而未來的第三階段，手機衛(wèi)星通信可以實現(xiàn)與地面蜂窩網(wǎng)絡相同的使用體驗，在地面蜂窩網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域與無地面網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域都能夠?qū)崿F(xiàn)相同的網(wǎng)絡體驗。當然，這需要在通信協(xié)議、衛(wèi)星系統(tǒng)、終端芯片、干擾協(xié)調(diào)、政策法規(guī)、國際合作等多個方面進行更多的工作。

3GPP也表示，衛(wèi)星通信將會在5G標準中持續(xù)推進，并成為R18標準制定工作計劃的一部分。未來6G“空天地海一體化網(wǎng)絡”的概念下，移動通信終端與衛(wèi)星通信的結(jié)合必然會是技術大趨勢之一。

近期手機直連衛(wèi)星的技術進展

在現(xiàn)階段，在北斗、全球星等帶領第一輪手機衛(wèi)星通信熱潮之后，隨著5G R17標準的落地，產(chǎn)業(yè)鏈目前都在加緊對5G NTN的測試驗證，為后續(xù)的技術落地打下基礎。

今年MWC 2023期間，中國移動、中國電信、展銳、移遠等廠商紛紛展示了衛(wèi)星通信方案，而終端廠商方面，華為、中興、高通、聯(lián)發(fā)科、vivo等廠商也展示了相關的芯片以及終端產(chǎn)品。

更早前的5月份，中國電信衛(wèi)星公司就與中興、vivo、展銳共同完成了國內(nèi)首次5G NTN手機直連衛(wèi)星外場驗證，成功實現(xiàn)了基于現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下的5G NTN手機直連衛(wèi)星空口上下行連接，兩臺手機同時接入衛(wèi)星網(wǎng)絡的相互通信，以及收發(fā)短信息的業(yè)務驗證，功能、性能符合預期。

據(jù)介紹，這次試驗解決了地球靜止軌道衛(wèi)星通信帶來的頻率同步、時間同步、時序關系增強等關鍵技術難題，可以說是5G NTN技術落地前的一次重大試驗突破。

寫在最后

據(jù)ABI Research預測，從2024年到2031年，NTN到移動市場將以59%的復合年增長率增長；到2031年，NTN與5G領域的融合可能會創(chuàng)造一個價值180億美元的市場，同時將擁有2億個連接。

隨著衛(wèi)星通信協(xié)議的統(tǒng)一，直連衛(wèi)星通信也將會更加廣泛地覆蓋到移動設備中。不過短期來看，由于手機的體積受到限制，想實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星寬帶體驗，要解決的問題除了天線發(fā)射功率之外，還有衛(wèi)星移動速度過快，多普勒效應導致的無線電信號頻率和相位變化等多種技術難點。

但“空天地海一體化網(wǎng)絡”作為未來6G無線網(wǎng)絡最有可能的核心概念，手機等移動通信終端與衛(wèi)星通信的結(jié)合必然會是技術大趨勢之一，而未來在天線小型化的發(fā)展下，手機直連衛(wèi)星寬帶也必然會成為現(xiàn)實。

手機直連衛(wèi)星寬帶，離我們還有多遠？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）隨著去年華為Mate50系列以及iPhone 14系列的發(fā)布，手機衛(wèi)星通信技術已經(jīng)大規(guī)模進入到消費電子產(chǎn)品中。但從實際用途來看，無論是華為還是蘋果的終端產(chǎn)品，支持的僅是緊急衛(wèi)星短信服務，還無法完成通話上網(wǎng)等功能。

從過往的認知中，衛(wèi)星電話體積都較大，比如海事衛(wèi)星電話都有一根明顯的天線，更不用說衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)所需的接收器。所以未來在智能手機有限的體積中，真的可以實現(xiàn)與衛(wèi)星直接進行通信，并實現(xiàn)連接互聯(lián)網(wǎng)的寬帶通信嗎？

手機直連衛(wèi)星通信發(fā)展的三個階段

衛(wèi)星通信的發(fā)展從過去、現(xiàn)在與規(guī)劃，可以分為三個階段。手機衛(wèi)星通信的第一個階段中，較為典型的有銥星公司、海事衛(wèi)星電話、天通衛(wèi)星通信等，終端設備方面已經(jīng)可以做到手持設備直接通過自帶的天線與衛(wèi)星進行通信。

包括銥星、天通衛(wèi)星等，這些系統(tǒng)都是基于專用的頻段，并使用私有協(xié)議，在設備硬件上互不兼容，基帶芯片、天線等都需要用到定制的產(chǎn)品。

在這個階段中，衛(wèi)星通信發(fā)展緩慢，主要是因為市場需求較小，而無論是私有協(xié)議、定制基帶芯片還是天線等的開發(fā)成本都較高，而市場規(guī)模小無法支撐研發(fā)成本。因此，廠商為了均攤研發(fā)成本，同一套方案的產(chǎn)品迭代周期就自然變得很長，這導致了在早期的衛(wèi)星通信領域發(fā)展緩慢，應用主要集中在窄帶低速的通信。

第二階段其實就是當前衛(wèi)星通信行業(yè)正在進行的階段，據(jù)鵬鵠物宇介紹，當前通過寬窄協(xié)同通信，結(jié)合智能手機直連衛(wèi)星，為行業(yè)提供了一個滿足大多數(shù)應用場景的快速低成本解決方案。

具體來說，寬窄結(jié)合是指將衛(wèi)星窄帶通信功能集成到智能手機中，可以在沒有地面蜂窩網(wǎng)絡覆蓋的場景下進行短信、語音等信息對外通信，同時在有網(wǎng)絡覆蓋的地區(qū)可以通過地面網(wǎng)絡實現(xiàn)寬帶連接。簡而言之，就是通過衛(wèi)星通信實現(xiàn)智能手機的全球全域網(wǎng)絡覆蓋。

不過，在這個階段，由于手機天線無法滿足與衛(wèi)星進行寬帶通信的需求，因此目前對于智能手機而言，衛(wèi)星通信與蜂窩網(wǎng)絡通信的通信體驗明顯不在一個層面上，體驗存在割裂。

另一方面，即使是窄帶衛(wèi)星通信，目前也存在不少問題。比如華為目前的手機衛(wèi)星通信方案是采用北斗衛(wèi)星短報文功能，所以需要在手機中集成專用的通信芯片以及北斗衛(wèi)星對應的通信協(xié)議，也就是說蘋果iPhone盡管同樣支持衛(wèi)星通信，但無法在國內(nèi)使用北斗衛(wèi)星實現(xiàn)通信。

同樣，蘋果采用了全球星作為衛(wèi)星通信的服務供應商，其通信協(xié)議以及芯片就需要符合全球星的標準，無法兼容其他的通信衛(wèi)星。

在兼容性方面，其實也已經(jīng)有了解決方法。2022年6月正式凍結(jié)的5G R17標準中，“非地面網(wǎng)絡（NTN）”（也就是手機與衛(wèi)星直接進行通信的功能）被正式定義，即未來支持5G R17標準的手機就可以實現(xiàn)衛(wèi)星通信。

不過5G R17協(xié)議中依然只是支持通過衛(wèi)星發(fā)送短信等窄帶通信，或者是一些地處偏遠地區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)設備聯(lián)網(wǎng)，包括智能手機、支持eMTC和NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)設備等都可以實現(xiàn)低速率的衛(wèi)星通信?？傮w而言，目前R17標準中的衛(wèi)星通信主要是為了在服務匱乏的地區(qū)補充地面網(wǎng)絡，同時拓展物聯(lián)網(wǎng)的應用場景。

而未來的第三階段，手機衛(wèi)星通信可以實現(xiàn)與地面蜂窩網(wǎng)絡相同的使用體驗，在地面蜂窩網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域與無地面網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域都能夠?qū)崿F(xiàn)相同的網(wǎng)絡體驗。當然，這需要在通信協(xié)議、衛(wèi)星系統(tǒng)、終端芯片、干擾協(xié)調(diào)、政策法規(guī)、國際合作等多個方面進行更多的工作。

3GPP也表示，衛(wèi)星通信將會在5G標準中持續(xù)推進，并成為R18標準制定工作計劃的一部分。未來6G“空天地海一體化網(wǎng)絡”的概念下，移動通信終端與衛(wèi)星通信的結(jié)合必然會是技術大趨勢之一。

近期手機直連衛(wèi)星的技術進展

在現(xiàn)階段，在北斗、全球星等帶領第一輪手機衛(wèi)星通信熱潮之后，隨著5G R17標準的落地，產(chǎn)業(yè)鏈目前都在加緊對5G NTN的測試驗證，為后續(xù)的技術落地打下基礎。

今年MWC 2023期間，中國移動、中國電信、展銳、移遠等廠商紛紛展示了衛(wèi)星通信方案，而終端廠商方面，華為、中興、高通、聯(lián)發(fā)科、vivo等廠商也展示了相關的芯片以及終端產(chǎn)品。

更早前的5月份，中國電信衛(wèi)星公司就與中興、vivo、展銳共同完成了國內(nèi)首次5G NTN手機直連衛(wèi)星外場驗證，成功實現(xiàn)了基于現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下的5G NTN手機直連衛(wèi)星空口上下行連接，兩臺手機同時接入衛(wèi)星網(wǎng)絡的相互通信，以及收發(fā)短信息的業(yè)務驗證，功能、性能符合預期。

據(jù)介紹，這次試驗解決了地球靜止軌道衛(wèi)星通信帶來的頻率同步、時間同步、時序關系增強等關鍵技術難題，可以說是5G NTN技術落地前的一次重大試驗突破。

寫在最后

據(jù)ABI Research預測，從2024年到2031年，NTN到移動市場將以59%的復合年增長率增長；到2031年，NTN與5G領域的融合可能會創(chuàng)造一個價值180億美元的市場，同時將擁有2億個連接。

隨著衛(wèi)星通信協(xié)議的統(tǒng)一，直連衛(wèi)星通信也將會更加廣泛地覆蓋到移動設備中。不過短期來看，由于手機的體積受到限制，想實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星寬帶體驗，要解決的問題除了天線發(fā)射功率之外，還有衛(wèi)星移動速度過快，多普勒效應導致的無線電信號頻率和相位變化等多種技術難點。

但“空天地海一體化網(wǎng)絡”作為未來6G無線網(wǎng)絡最有可能的核心概念，手機等移動通信終端與衛(wèi)星通信的結(jié)合必然會是技術大趨勢之一，而未來在天線小型化的發(fā)展下，手機直連衛(wèi)星寬帶也必然會成為現(xiàn)實。