近年來(lái)，隨著衛(wèi)星制造水平提升、發(fā)射成本降低、人類活動(dòng)邊界拓展以及行業(yè)應(yīng)用需求激增，衛(wèi)星通信領(lǐng)域迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，手機(jī)直連衛(wèi)星成為全球發(fā)展熱點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)移動(dòng)通信在覆蓋、網(wǎng)絡(luò)可靠性等方面的不足。
自我國(guó)率先推出基于高軌天通衛(wèi)星的華為Mate 60 Pro手機(jī)直連業(yè)務(wù)，各國(guó)均在加快布局步伐。手機(jī)直連衛(wèi)星是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用場(chǎng)景之一，美國(guó)、歐洲、俄羅斯等國(guó)已啟動(dòng)建設(shè)衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施底座，以實(shí)現(xiàn)手機(jī)直連衛(wèi)星更廣闊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和更高效的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。本文將選取重點(diǎn)國(guó)家進(jìn)行發(fā)展進(jìn)展分析，并給出我國(guó)未來(lái)發(fā)展建議。
國(guó)外主要國(guó)家手機(jī)直連衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀分析
1.美國(guó)：探索多種手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線，促進(jìn)業(yè)務(wù)商用落地
美國(guó)在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及手機(jī)直連衛(wèi)星通信發(fā)展方面走在世界前列，在美聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）政策大力支持下，目前呈現(xiàn)定制終端直連、存量終端直連、基于3GPP 5G NTN標(biāo)準(zhǔn)的終端直連模式多種技術(shù)路線并進(jìn)，國(guó)內(nèi)外廣泛合作的市場(chǎng)格局，極大推動(dòng)了手機(jī)直連衛(wèi)星的商用落地。
前期，美國(guó)衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商Globalstar、Iridium分別與蘋果、高通合作，探索基于私有協(xié)議的定制終端直連模式。該模式主要改變手機(jī)端，通過(guò)在手機(jī)內(nèi)增加適應(yīng)衛(wèi)星體制協(xié)議的芯片，使手機(jī)能搭載衛(wèi)星通信功能。截至目前，蘋果衛(wèi)星SOS服務(wù)已在美、英、法等14個(gè)國(guó)家上線，但高通已于去年11月終止了與Iridium的手機(jī)直連衛(wèi)星項(xiàng)目合作，原因是該方案采用的并不是基于標(biāo)準(zhǔn)方案的技術(shù)，而是定制手機(jī)專用解決方案，不利于該業(yè)務(wù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
隨著低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)不斷完善、大型相控陣天線技術(shù)發(fā)展迅速，以SpaceX為代表的衛(wèi)星公司重點(diǎn)探索存量終端直連路線，即不改變手機(jī)終端，通過(guò)定制衛(wèi)星和基站適配蜂窩終端和空口協(xié)議以實(shí)現(xiàn)存量手機(jī)接入衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。且在今年3月14日，美FCC通過(guò)了太空補(bǔ)充地面覆蓋新規(guī)則的提案，批準(zhǔn)SpaceX、AST SpaceMobile和Lynk Global等衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商使用有合作關(guān)系的地面電信運(yùn)營(yíng)商頻率資源，為存量終端直連路線提供了有力支持，極大推動(dòng)了星地頻率共用的進(jìn)步。以SpaceX為例，通過(guò)與T-Mobile合作獲取地面頻譜資源，利用其“星鏈”低軌衛(wèi)星星座為用戶提供短信和語(yǔ)音服務(wù)，預(yù)計(jì)2025年提供數(shù)據(jù)服務(wù)。截至2024年7月SpaceX已累計(jì)發(fā)射具備手機(jī)直連衛(wèi)星功能的“星鏈”衛(wèi)星超100顆，具備開(kāi)展商業(yè)服務(wù)的基礎(chǔ)，目前已在北美、日本、新西蘭和加拿大等地同步推進(jìn)商業(yè)落地合作。
圖1 采用存量終端直連模式的美國(guó)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商動(dòng)作
上述公司采用的兩種模式均沿用了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，目前3GPP已允許將衛(wèi)星業(yè)務(wù)納入其非地面網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，基于3GPP 5G NTN標(biāo)準(zhǔn)的終端直連模式或成未來(lái)發(fā)展必然趨勢(shì)。美國(guó)omnispace主攻該技術(shù)路線，omnispace擁有NTN標(biāo)準(zhǔn)的N256（S-band:1980-2010 MHz / 2170-2200 MHz）衛(wèi)星通信頻率，并采用5G NTN標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)低軌衛(wèi)星星座，預(yù)計(jì)在2026 年利用300顆低軌衛(wèi)星提供初始服務(wù)。
2.英國(guó)：推進(jìn)低軌衛(wèi)星建設(shè)計(jì)劃，領(lǐng)先企業(yè)已推出直連衛(wèi)星手機(jī)商用
英國(guó)在手機(jī)直連衛(wèi)星領(lǐng)域展現(xiàn)出積極姿態(tài)，通過(guò)與SpaceX等領(lǐng)先企業(yè)合作，加速推進(jìn)OneWeb衛(wèi)星計(jì)劃。該戰(zhàn)略旨在利用低軌衛(wèi)星構(gòu)建全球高速電信網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)偏遠(yuǎn)地區(qū)的通信覆蓋，降低通訊成本。
在低軌衛(wèi)星建設(shè)過(guò)程中，英國(guó)加固手機(jī)制造商 Bullitt已同步推出基于高軌衛(wèi)星的支持衛(wèi)星直連的智能商用手機(jī)，通過(guò)與硅谷初創(chuàng)公司Skylo及Inmarsat等地球靜止軌道（GEO）運(yùn)營(yíng)商的合作，該手機(jī)可以在蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍外發(fā)送和接收短信。
此外，Bullitt還宣布與聯(lián)發(fā)科合作推出支持雙向衛(wèi)星通信的手機(jī)，探索5G NTN終端直連模式。Bullitt率先使用了聯(lián)發(fā)科的MT6825 3GPP NTN芯片組，還開(kāi)發(fā)了專有軟件和服務(wù)組件，以提供OTT衛(wèi)星消息服務(wù)。目前，摩托羅拉defy 2和CAT S75兩款智能手機(jī)型號(hào)均采用了聯(lián)發(fā)科3GPP NTN 芯片組支持 Bullitt 衛(wèi)星通信服務(wù)。
3.俄羅斯：?jiǎn)?dòng)“球體”項(xiàng)目計(jì)劃并著手構(gòu)建手機(jī)衛(wèi)星直連系統(tǒng)
俄羅斯“球體”衛(wèi)星星座項(xiàng)目于2018年提出，由運(yùn)行在不同高度的多種衛(wèi)星組成，包括通信衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)寬帶衛(wèi)星、物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星以及遙感衛(wèi)星，具備衛(wèi)星通信服務(wù)、對(duì)地觀測(cè)等不同功能。相比于星鏈，“球體”衛(wèi)星星座更為復(fù)雜，讓俄羅斯擁有了“最現(xiàn)代化的太空通信和監(jiān)控系統(tǒng)”。2023年，俄羅斯聯(lián)邦航天局開(kāi)始在“球體”基礎(chǔ)上構(gòu)建由數(shù)百顆衛(wèi)星組網(wǎng)的低軌星座，用于提供手機(jī)衛(wèi)星直連服務(wù)，部署高度約為2000千米，以解決遠(yuǎn)北地區(qū)、高速公路和偏遠(yuǎn)定居點(diǎn)的通信問(wèn)題。
表1 “球體”星座衛(wèi)星部署情況
我國(guó)手機(jī)直連衛(wèi)星布局情況對(duì)比
當(dāng)前我國(guó)主要由中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)的天通一號(hào)衛(wèi)星提供手機(jī)直連衛(wèi)星服務(wù)，支持華為、榮耀、oppo等多型號(hào)手機(jī)終端，服務(wù)覆蓋全國(guó)范圍。本文將從低軌衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線、業(yè)務(wù)商用落地三方面對(duì)國(guó)內(nèi)外手機(jī)直連衛(wèi)星的發(fā)展布局進(jìn)行對(duì)比，并給出相應(yīng)策略建議。
1.低軌衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：我國(guó)相較歐美起步較晚，仍處前期布局和追趕階段
低軌衛(wèi)星具備制造成本低、鏈路效率高的特點(diǎn)，在手機(jī)直連衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信方面呈現(xiàn)時(shí)延小、速率高等優(yōu)勢(shì)。目前，雖然我國(guó)正積極推進(jìn)巨型低軌衛(wèi)星星座計(jì)劃，但多處于前期布局和規(guī)劃階段，較歐美仍存在時(shí)間差距。自21世紀(jì)初歐美國(guó)家便已著手低軌衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施底座建設(shè)，如美國(guó)SpaceX的Starlink項(xiàng)目和英國(guó)OneWeb等，預(yù)計(jì)2027年全面完成建設(shè)。而我國(guó)的巨型低軌衛(wèi)星星座計(jì)劃如“GW”仍處建設(shè)早期階段。且歐美在衛(wèi)星制造、發(fā)射以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)等方面有較成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，我國(guó)在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上仍需大量技術(shù)試驗(yàn)與積累。
2.技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線：我國(guó)以定制終端直連為主，國(guó)外已探索5G NTN終端直連模式
我國(guó)的手機(jī)直連衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)路線主要采用定制終端直連模式，2023年由中國(guó)電信主導(dǎo)推出了全球首款支持衛(wèi)星通話的大眾智能手機(jī)華為mate 60 Pro，今年仍在不斷豐富機(jī)型，在這一路線的發(fā)展上我國(guó)模式已較為成熟，但基于5G NTN標(biāo)準(zhǔn)的終端直連模式仍在測(cè)試和上星試驗(yàn)階段。而美國(guó)則呈現(xiàn)出多樣化的手機(jī)直連技術(shù)發(fā)展路線，各種技術(shù)路線并行發(fā)展、相互競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)著手機(jī)直連衛(wèi)星以更優(yōu)的方式部署和實(shí)現(xiàn)。且對(duì)于5G NTN終端直連模式，美國(guó)omnispace已基于5G NTN標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)低軌星座，建設(shè)步伐上遙遙領(lǐng)先于我國(guó)。
3.業(yè)務(wù)商用落地：各國(guó)均廣泛探索業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用落地，我國(guó)國(guó)際業(yè)務(wù)拓展不及歐美活躍
從手機(jī)直連衛(wèi)星服務(wù)內(nèi)容來(lái)看，目前全球范圍內(nèi)的商用以提供短信和語(yǔ)音服務(wù)為主，寬帶服務(wù)仍處于開(kāi)發(fā)和測(cè)試階段。從業(yè)務(wù)場(chǎng)景來(lái)看，各國(guó)均在廣泛拓展手機(jī)直連衛(wèi)星的業(yè)務(wù)場(chǎng)景落地應(yīng)用，目前已在應(yīng)急、交通、航海、礦業(yè)等行業(yè)有商用服務(wù)，提供應(yīng)急及保底通信能力。但從國(guó)際合作來(lái)看，美國(guó)手機(jī)直連衛(wèi)星服務(wù)在海外的合作拓展更加活躍，如星鏈已與日本KDDI、加拿大Rogers、新西蘭Onenz、瑞士Salt、澳大利亞Optus等不同國(guó)家多個(gè)運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展合作，AST SpaceMobile也與日本樂(lè)天移動(dòng)合作，推出手機(jī)衛(wèi)星直連服務(wù)。我國(guó)近期已在中東與非洲布局手機(jī)直連衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，但仍處于起步階段。
建議
1.加快低軌衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和發(fā)星步伐，搶占低軌空天資源
低軌衛(wèi)星基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有助于實(shí)現(xiàn)高速率和高帶寬的手機(jī)直連通信服務(wù)，在全球各國(guó)積極搶占低軌衛(wèi)星空間資源的大背景下，我國(guó)也應(yīng)加快部署低軌星座建設(shè)，搶占衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)科學(xué)規(guī)劃低軌衛(wèi)星星座布局，按計(jì)劃部署發(fā)星，確保衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的全球覆蓋和高效運(yùn)行。
2.積極參與5G NTN標(biāo)準(zhǔn)制定，攻堅(jiān)5G NTN終端直連模式
5G NTN作為星地融合通信的主流技術(shù)，在空天地通信系統(tǒng)一體化進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用，我國(guó)應(yīng)積極參與國(guó)際5G NTN標(biāo)準(zhǔn)制定，盡快對(duì)NTN技術(shù)路線進(jìn)行總體規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上，攻堅(jiān)手機(jī)直連的5G NTN終端直連模式，構(gòu)建天地一體的試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)境，開(kāi)展面向手機(jī)直連衛(wèi)星業(yè)務(wù)的地面試驗(yàn)驗(yàn)證和在軌測(cè)試。
3.加快實(shí)現(xiàn)手機(jī)直連衛(wèi)星上網(wǎng)，廣泛拓展國(guó)際化商業(yè)合作
我國(guó)應(yīng)加快低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的部署速度，提升衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和通信能力，為手機(jī)直連衛(wèi)星上網(wǎng)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施保障。同時(shí)，在具備條件的地區(qū)開(kāi)展手機(jī)直連衛(wèi)星上網(wǎng)的商用化試點(diǎn)，積累運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，逐步擴(kuò)大商用化范圍。在國(guó)際合作拓展上，做好碼號(hào)資源的科學(xué)規(guī)劃和有效利用，加快市場(chǎng)開(kāi)拓，推動(dòng)手機(jī)直連衛(wèi)星業(yè)務(wù)國(guó)際化運(yùn)營(yíng)。
本文作者
于明月
戰(zhàn)略發(fā)展研究所
二級(jí)分析師
北京郵電大學(xué)碩士，近期專注于AI、量子信息等戰(zhàn)新產(chǎn)業(yè)方向研究。
胡雪原
戰(zhàn)略發(fā)展研究所
一級(jí)分析師
就職于中國(guó)電信研究院，北京郵電大學(xué)碩士，主要從事國(guó)內(nèi)外通信市場(chǎng)分析、渠道數(shù)字化與銷售組織創(chuàng)新等研究工作。
