手机卫星通信能力进阶背后：一张实时连接网络的愿景和现实

从去年以收发信息为要点的卫星通信功能开始出现在华为和苹果的手机中，到今年可以进一步扩大到卫星通话，且有更多手机和汽车厂商开始参与探讨和落地卫星通信，一年之间，行业似乎迈出了一大步。

这背后是手机连接卫星的变化，以及手机自身设计能力的持续迭代。业内人士告诉记者，目前国内具备卫星通信能力落地的手机厂商主要为连接高轨卫星，长期来看，连接低轨卫星将相对实现较大带宽的卫星通信能力，但前提是发射足够多的卫星覆盖。

另据21世纪经济报道记者了解，除了目前已经推出商用产品的华为、苹果等主流厂商之外，还有不少手机厂商都在探讨将卫星通信功能配置在手机中，只是具体进程有所不同。

10月7日，工信部发布《关于创新信息通信行业管理优化营商环境的意见(征求意见稿)》，其中提到“分步骤、分阶段推进卫星互联网业务准入制度改革，不断拓宽民营企业参与电信业务经营的渠道和范围”等内容，旨在扩大电信业务开放等，或许也会起到一定程度驱动作用。

当然目前来看，卫星通信功能主要被配置在相对高端的产品线中，并未出现普及化趋势；一些观点也认为，这并非现阶段必须要在手机中配备的能力。随着5G-Advanced（5G-A）和6G中都提出涵盖空天一体的通信趋势，未来走向为何，还有待卫星通信产业链各方的共同探讨和推进。

快速落点

从去年连接北斗卫星，到今年连接“天通一号”卫星，令华为新发布手机的卫星通信能力有了新的变化。

Omdia资深首席分析师杨光对21世纪经济报道记者表示，华为mate 60 Pro手机端连接的是“天通一号”卫星移动通信系统。此前该系统就具备卫星通话功能，只是多用在包括消防、救援、航运等行业应用场景中，且其设备为外置天线，体积比手机相对大。

“此次‘天通一号’的能力被开放到民用场景，一方面是因为近两年‘天通一号’新发射了两颗卫星，加上此前发射的卫星，组成三颗卫星，相比此前一颗卫星会有富余通信容量给民用市场；另一方面也是手机厂商的新卖点。”他分析道，“天通一号”为同步轨道卫星，与北斗系列同为高轨卫星，此次作为实现卫星通信的重要基础设施，好处在于同步轨道卫星的天线较大，可以实现多波束束形，在落地通话应用时，“天通一号”相比北斗卫星会有较完善的设计，在条件好的情况下，可以实现低速上网，北斗卫星则侧重导航和短报文能力。

“当然‘天通一号’由于目前只有三颗卫星，覆盖范围会相对局限在中国和周边国家，还没实现全球信号覆盖。”杨光补充道，不过相比星链（Starlink）那类低轨卫星，同步轨道卫星的覆盖面积较大，能以相对经济的手段实现卫星通信覆盖；星链处在低轨，好处是距离地球较近，可以实现相对略小的信号损耗、提升灵敏度、有条件提升传输带宽和速率，但低轨卫星需要连成星座对地面实现覆盖，前提是需要发射大量卫星，因此要较大经济和时间成本。

有行业人士对记者表示，其他手机终端厂商也在探索将卫星通信能力落地在手机中，只是具体何时发布在商用手机中，要看公司的具体研判。

对于落地进程，杨光认为，其一整机厂商需要从商业落地角度研判是否必要和划算；其二实现卫星通信的主动权在卫星侧，因此也需要得到卫星侧的允许。

近日，vivo通信研究院院长秦飞在一次公开讨论中表示，早年间在科考队、海事等场景中已经应用到移动卫星业务，但这两年突然成为手机中的功能热点。“我理解是，经过一段时间智能手机的普及，用户习惯逐渐被培养成：必须随时在连接状态下，否则就缺乏安全感。”

但他也指出，这种实时连接并不包括高速率上网，举例来说，用卫星互联网打游戏的成本会很高。因此手机直连卫星的需求，性能和速率都偏慢，大约是普通2G的通信能力就足够。

“目前卫星通信的技术能力分为多种，传统的卫星移动业务没有脱离蜂窝网络，打开协议看会发现，是一种基于2G GSN修改的通信协议，可以支持对带宽稍微大一些的中低轨卫星连接。”秦飞表示，随着3GPP组织正启动对NTN（非地面网络）的标准确定，相关能力将被融合到一张网络中，核心是空口有所变化，但好处是用户届时应用卫星通信能力将没有特别的感知。

据悉，基于这些考虑，vivo也在尝试采用3GPP相关标准中相对窄带的IoT NTN技术，基于供应商芯片将卫星通信能力落地到手机中，进行了外场实验和测试。

能力升维

对于整机来说，新增的卫星通信能力也带来一定新技术挑战。

IDC中国助理研究总监崔凯对21世纪经济报道记者表示，对整机端来说，通过研发新的射频、基带、电源管理一体化芯片，并将卫星通信芯片面积缩小到大约100平方毫米，从而可以植入手机。

“目前手机终端并未大规模应用落地的原因在于：其一应用场景受限，商用前厂商对芯片研发投资回报没有把握；其二加入新的芯片对散热和天线设计都有改变，对原有手机改动较大。”他同时指出，具备卫星通信能力手机的品宣价值大于实际应用价值，卫星通信功能可能成为高端手机的差异化配置之一。

杨光也对记者分析，用手机直连低轨卫星会相对容易实现卫星通信。目前市面的方案都是在主芯片外用一套专有芯片，包括专用的射频、电路、天线、功放等，目的是把手机接收信号的敏感度提高、发射功率增强，核心考验的是对专用系统的设计能力。

“对于整机厂商来说，就是要把附加的卫星通信链路集成到之前平台中，同时控制体积、功耗，注意电磁兼容等问题。”他续称，智能手机本身是高集成度的产物，因此对整机设计有较大考验，不过也并非无法逾越的难度。

“由于增加了新的器件和链路、手机设计相对复杂，搭载卫星通信能力的手机成本会有所增加，但个人认为不会增加特别多。”杨光补充道，因此对手机厂商来说，具备相关能力可以从技术和商业角度更好完善高端机型的推进。

崔凯也认为，在应用成本角度看，目前制造成本并不算高，但使用成本相对较高，且华为连接的卫星通信能力目前是由中国电信独家运营，未来需要看运营商的定价和推广策略。

从通信技术沿革角度，无论从目前持续推进的5G-A还是未来的6G技术中，卫星通信都是不可或缺的一项能力。只是目前实现可商用卫星通信能力的多为速率有限的窄带通信，要走向后续通信时代的大带宽卫星通信还存在一定难题。

杨光对21世纪经济报道记者表示，这一方面需要提升卫星本身的创新能力，支持大天线、星间链路等，也要实现低成本的卫星发射系统；另一方面倘若手机无需额外增加功能改造或者增加传输链路，也将简化这一问题，比如目前3GPP组织探讨的NTN（非地面网络）兼容标准落地后，也将优化这一问题。

要真正实现卫星通信能力大范围普及，还需要产业链环节共同努力。

“比如是专用频谱还是采用共享频谱，业界还在探讨过程中，共享频谱将对扩大卫星通信产业规模有好处，但也会面临相互信号干扰、国际间协调等问题，需要监管机构、产业界共同解决。”他续称，此外还有商业模式方面，传统运营商、手机厂商、卫星通信公司之间如何协作等，都需要在未来逐一探索。

对于前述工信部发布的《关于创新信息通信行业管理优化营商环境的意见(征求意见稿)》，杨光对21世纪经济报道记者表示，这有望对国内民营卫星的财务和经营带来一定支持利好，绘制了一个美好蓝图。

“让卫星通信能力真正普及，产业界都在努力。展望未来，可能当NTN成为6G标准的一部分后，默认把相关能力做进主芯片中，那么所有搭载相关芯片的手机都将具备卫星通信能力。但最根本还是需要足够多的卫星支持。”他强调，目前的在轨的商用卫星均还不能支持NTN，因此有待后续支持该能力的卫星升空，才有利于更好进行卫星通信能力普及。