于明月 胡雪原 天翼智库
近年来，随着卫星制造水平提升、发射成本降低、人类活动边界拓展以及行业应用需求激增，卫星通信领域迎来了前所未有的发展机遇，手机直连卫星成为全球发展热点，弥补了传统移动通信在覆盖、网络可靠性等方面的不足。
自我国率先推出基于高轨天通卫星的华为Mate 60 Pro手机直连业务，各国均在加快布局步伐。手机直连卫星是卫星互联网的重要应用场景之一，美国、欧洲、俄罗斯等国已启动建设卫星基础设施底座，以实现手机直连卫星更广阔的网络覆盖和更高效的数据传输服务。本文将选取重点国家进行发展进展分析，并给出我国未来发展建议。
国外主要国家手机直连卫星发展现状分析
1.美国：探索多种手机直连卫星技术实现路线，促进业务商用落地
美国在卫星互联网建设及手机直连卫星通信发展方面走在世界前列，在美联邦通信委员会（FCC）政策大力支持下，目前呈现定制终端直连、存量终端直连、基于3GPP 5G NTN标准的终端直连模式多种技术路线并进，国内外广泛合作的市场格局，极大推动了手机直连卫星的商用落地。
前期，美国卫星通信运营商Globalstar、Iridium分别与苹果、高通合作，探索基于私有协议的定制终端直连模式。该模式主要改变手机端，通过在手机内增加适应卫星体制协议的芯片，使手机能搭载卫星通信功能。截至目前，苹果卫星SOS服务已在美、英、法等14个国家上线，但高通已于去年11月终止了与Iridium的手机直连卫星项目合作，原因是该方案采用的并不是基于标准方案的技术，而是定制手机专用解决方案，不利于该业务长远发展。
随着低轨卫星互联网建设不断完善、大型相控阵天线技术发展迅速，以SpaceX为代表的卫星公司重点探索存量终端直连路线，即不改变手机终端，通过定制卫星和基站适配蜂窝终端和空口协议以实现存量手机接入卫星网络。且在今年3月14日，美FCC通过了太空补充地面覆盖新规则的提案，批准SpaceX、AST SpaceMobile和Lynk Global等卫星运营商使用有合作关系的地面电信运营商频率资源，为存量终端直连路线提供了有力支持，极大推动了星地频率共用的进步。以SpaceX为例，通过与T-Mobile合作获取地面频谱资源，利用其“星链”低轨卫星星座为用户提供短信和语音服务，预计2025年提供数据服务。截至2024年7月SpaceX已累计发射具备手机直连卫星功能的“星链”卫星超100颗，具备开展商业服务的基础，目前已在北美、日本、新西兰和加拿大等地同步推进商业落地合作。
图1 采用存量终端直连模式的美国卫星运营商动作
上述公司采用的两种模式均沿用了现有标准，目前3GPP已允许将卫星业务纳入其非地面网络标准，基于3GPP 5G NTN标准的终端直连模式或成未来发展必然趋势。美国omnispace主攻该技术路线，omnispace拥有NTN标准的N256（S-band:1980-2010 MHz / 2170-2200 MHz）卫星通信频率，并采用5G NTN标准建设低轨卫星星座，预计在2026 年利用300颗低轨卫星提供初始服务。
2.英国：推进低轨卫星建设计划，领先企业已推出直连卫星手机商用
英国在手机直连卫星领域展现出积极姿态，通过与SpaceX等领先企业合作，加速推进OneWeb卫星计划。该战略旨在利用低轨卫星构建全球高速电信网络，增强偏远地区的通信覆盖，降低通讯成本。
在低轨卫星建设过程中，英国加固手机制造商 Bullitt已同步推出基于高轨卫星的支持卫星直连的智能商用手机，通过与硅谷初创公司Skylo及Inmarsat等地球静止轨道（GEO）运营商的合作，该手机可以在蜂窝网络覆盖范围外发送和接收短信。
此外，Bullitt还宣布与联发科合作推出支持双向卫星通信的手机，探索5G NTN终端直连模式。Bullitt率先使用了联发科的MT6825 3GPP NTN芯片组，还开发了专有软件和服务组件，以提供OTT卫星消息服务。目前，摩托罗拉defy 2和CAT S75两款智能手机型号均采用了联发科3GPP NTN 芯片组支持 Bullitt 卫星通信服务。
3.俄罗斯：启动“球体”项目计划并着手构建手机卫星直连系统
俄罗斯“球体”卫星星座项目于2018年提出，由运行在不同高度的多种卫星组成，包括通信卫星、互联网宽带卫星、物联网卫星以及遥感卫星，具备卫星通信服务、对地观测等不同功能。相比于星链，“球体”卫星星座更为复杂，让俄罗斯拥有了“最现代化的太空通信和监控系统”。2023年，俄罗斯联邦航天局开始在“球体”基础上构建由数百颗卫星组网的低轨星座，用于提供手机卫星直连服务，部署高度约为2000千米，以解决远北地区、高速公路和偏远定居点的通信问题。
表1 “球体”星座卫星部署情况
我国手机直连卫星布局情况对比
当前我国主要由中国电信运营的天通一号卫星提供手机直连卫星服务，支持华为、荣耀、oppo等多型号手机终端，服务覆盖全国范围。本文将从低轨卫星基础设施建设、技术实现路线、业务商用落地三方面对国内外手机直连卫星的发展布局进行对比，并给出相应策略建议。
1.低轨卫星基础设施建设：我国相较欧美起步较晚，仍处前期布局和追赶阶段
低轨卫星具备制造成本低、链路效率高的特点，在手机直连卫星实现数据通信方面呈现时延小、速率高等优势。目前，虽然我国正积极推进巨型低轨卫星星座计划，但多处于前期布局和规划阶段，较欧美仍存在时间差距。自21世纪初欧美国家便已着手低轨卫星基础设施底座建设，如美国SpaceX的Starlink项目和英国OneWeb等，预计2027年全面完成建设。而我国的巨型低轨卫星星座计划如“GW”仍处建设早期阶段。且欧美在卫星制造、发射以及网络运营等方面有较成熟的产业链，我国在卫星产业基础上仍需大量技术试验与积累。
2.技术实现路线：我国以定制终端直连为主，国外已探索5G NTN终端直连模式
我国的手机直连卫星实现路线主要采用定制终端直连模式，2023年由中国电信主导推出了全球首款支持卫星通话的大众智能手机华为mate 60 Pro，今年仍在不断丰富机型，在这一路线的发展上我国模式已较为成熟，但基于5G NTN标准的终端直连模式仍在测试和上星试验阶段。而美国则呈现出多样化的手机直连技术发展路线，各种技术路线并行发展、相互竞争，推动着手机直连卫星以更优的方式部署和实现。且对于5G NTN终端直连模式，美国omnispace已基于5G NTN标准建设低轨星座，建设步伐上遥遥领先于我国。
3.业务商用落地：各国均广泛探索业务场景应用落地，我国国际业务拓展不及欧美活跃
从手机直连卫星服务内容来看，目前全球范围内的商用以提供短信和语音服务为主，宽带服务仍处于开发和测试阶段。从业务场景来看，各国均在广泛拓展手机直连卫星的业务场景落地应用，目前已在应急、交通、航海、矿业等行业有商用服务，提供应急及保底通信能力。但从国际合作来看，美国手机直连卫星服务在海外的合作拓展更加活跃，如星链已与日本KDDI、加拿大Rogers、新西兰Onenz、瑞士Salt、澳大利亚Optus等不同国家多个运营商开展合作，AST SpaceMobile也与日本乐天移动合作，推出手机卫星直连服务。我国近期已在中东与非洲布局手机直连卫星通信业务，但仍处于起步阶段。
建议
1.加快低轨卫星基础设施建设和发星步伐，抢占低轨空天资源
低轨卫星基础设施建设有助于实现高速率和高带宽的手机直连通信服务，在全球各国积极抢占低轨卫星空间资源的大背景下，我国也应加快部署低轨星座建设，抢占卫星互联网行业先发优势，通过科学规划低轨卫星星座布局，按计划部署发星，确保卫星网络的全球覆盖和高效运行。
2.积极参与5G NTN标准制定，攻坚5G NTN终端直连模式
5G NTN作为星地融合通信的主流技术，在空天地通信系统一体化进程中发挥着重要作用，我国应积极参与国际5G NTN标准制定，尽快对NTN技术路线进行总体规划，在此基础上，攻坚手机直连的5G NTN终端直连模式，构建天地一体的试验验证环境，开展面向手机直连卫星业务的地面试验验证和在轨测试。
3.加快实现手机直连卫星上网，广泛拓展国际化商业合作
我国应加快低轨卫星网络的部署速度，提升卫星网络的覆盖范围和通信能力，为手机直连卫星上网提供坚实的基础设施保障。同时，在具备条件的地区开展手机直连卫星上网的商用化试点，积累运营经验，逐步扩大商用化范围。在国际合作拓展上，做好码号资源的科学规划和有效利用，加快市场开拓，推动手机直连卫星业务国际化运营。
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发表于 2024-10-16 09:35:50
