手機(jī)直連衛(wèi)星通信何時(shí)才會(huì)普及？

作者：梅雅鑫

“5W（whoever、wherever、whenever、whomever、whatever）”是我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展目標(biāo)，即任何人可在任何時(shí)候、任何地方與任何人進(jìn)行任何形式的通信。如今，我國(guó)擁有全球最大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了95%以上的人口覆蓋，但“任何地方（wherever）”這一目標(biāo)，從1G發(fā)展到5G仍然沒有實(shí)現(xiàn)。

在高山、草原、森林、沙漠等地域建設(shè)基站的成本高、難度大，自然存在信號(hào)盲區(qū)。那么，如何建設(shè)一張不受地理環(huán)境限制、覆蓋全球的通信網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信的廣覆蓋？答案就是“衛(wèi)星通信”。

當(dāng)前，5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入成熟的商用階段，已經(jīng)滿足了用戶的絕大部分需求；而衛(wèi)星通信還處于發(fā)展初期，如果繼續(xù)走此前專用、封閉的發(fā)展路線，想要實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用和商業(yè)化則還有很長(zhǎng)的路要走。不過(guò)，二者的融合卻有望成為行業(yè)的新熱點(diǎn)。

“站得高，看得遠(yuǎn)”，布局衛(wèi)星通信正當(dāng)時(shí)

“站得高，看得遠(yuǎn)”。身處太空的衛(wèi)星，擁有極強(qiáng)的覆蓋能力，它可以利用有限的空間資源輕松實(shí)現(xiàn)廣域信號(hào)覆蓋，不管底下的大地是繁華還是貧瘠，是平原還是戈壁，都能把信號(hào)“毫無(wú)偏見”地灑滿大地。

其實(shí)，衛(wèi)星通信早已在傳統(tǒng)衛(wèi)星電話上應(yīng)用，主要用于遠(yuǎn)洋漁業(yè)、野外科考等特殊領(lǐng)域。但衛(wèi)星電話往往配有天線，外形笨重、通信費(fèi)用昂貴，因此日常生活中并不普及。與傳統(tǒng)的手機(jī)通信技術(shù)不同，衛(wèi)星通信技術(shù)不需要手機(jī)連接到基站，而是通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)通信。衛(wèi)星通信目前有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一種是衛(wèi)星電話連接衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)與其他電話通信，傳統(tǒng)衛(wèi)星電話就是如此；另一種是通過(guò)NTN（Non Terrestrial Network，非地面網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)，衛(wèi)星直接向地面提供5G連接服務(wù)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)之間互相通信。

“普通手機(jī)直連衛(wèi)星模式，將徹底顛覆傳統(tǒng)移動(dòng)通信的覆蓋規(guī)劃思路。未來(lái)地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)僅需關(guān)注用戶密集區(qū)域容量的需求和覆蓋，以及室內(nèi)覆蓋問(wèn)題；而廣袤的地域和空間，容量和覆蓋依靠LEO 5G衛(wèi)星就可以解決。相比于傳統(tǒng)地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)模式，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本將大幅度降低。”聯(lián)通航美網(wǎng)絡(luò)有限公司副總裁謝鷹說(shuō)道。

據(jù)了解，衛(wèi)星通信技術(shù)不僅可以為資源勘探、森林防火、搶險(xiǎn)救災(zāi)、探險(xiǎn)旅游、野生動(dòng)物保護(hù)等應(yīng)用場(chǎng)景提供有力支持，而且能為深山、森林、沙漠、草原、戈壁等未被地面通信網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的地區(qū)送去“生命信號(hào)”。對(duì)于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，衛(wèi)星通信還可以提供快速且廉價(jià)的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，有效幫助當(dāng)?shù)靥嵴窠?jīng)濟(jì)活力，消滅“數(shù)字鴻溝”。

與此同時(shí)，“5G+衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)”為設(shè)備提供了一種更加可靠的遠(yuǎn)程通信方式，滿足了“無(wú)所不在”的移動(dòng)通信需求，這符合6G時(shí)代天地一體化無(wú)線泛在網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展愿景。中國(guó)信息通信科技集因副總經(jīng)理陳山枝曾表明，6G將建立空、天、地、海泛在的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)，6G將實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)制式、終端、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、平臺(tái)、頻率、資源管理六個(gè)方面的融合，一種通信體制同時(shí)包括地面移動(dòng)通信及衛(wèi)星移動(dòng)通信。

然而，根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的規(guī)定，衛(wèi)星的頻率及軌道使用權(quán)采用“先登先占”的競(jìng)爭(zhēng)方式來(lái)獲取。在全球日益緊張的衛(wèi)星競(jìng)爭(zhēng)局面之下，我國(guó)也一直在緊鑼密鼓地研究、布局近地衛(wèi)星互聯(lián)系統(tǒng)，比如航天科技集團(tuán)研發(fā)的“鴻雁”星座、航天科工集團(tuán)研發(fā)的“虹云”星座。如今，專注于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信的中國(guó)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)也成立了，中國(guó)近地衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)入加速發(fā)展階段。

依托5G“產(chǎn)學(xué)研用”的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，我國(guó)高通量衛(wèi)星和低軌道衛(wèi)星星座得到了快速發(fā)展，越來(lái)越多移動(dòng)通信的中堅(jiān)力量（如華為、中興、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)等）都積極投身于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)從平面走向天地一體化的發(fā)展趨勢(shì)明顯。

運(yùn)營(yíng)商相繼發(fā)力，衛(wèi)星和蜂窩產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙向奔赴”

衛(wèi)星與手機(jī)直連大大促進(jìn)了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的融合，“手機(jī)直連衛(wèi)星”業(yè)務(wù)是衛(wèi)星公司和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商合作推出，通過(guò)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商擁有的地面頻譜，而不是專用衛(wèi)星頻率提供相關(guān)功能。因此，國(guó)內(nèi)外主要衛(wèi)星公司正在該領(lǐng)域推動(dòng)與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的合作。

近日，GSA（全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)）發(fā)布報(bào)告稱：截至2023年7月底，42個(gè)國(guó)家和地區(qū)的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商與衛(wèi)星供應(yīng)商之間，確定了70個(gè)公開宣布的合作伙伴關(guān)系。其中，有4個(gè)合作伙伴關(guān)系正在評(píng)估、測(cè)試或試驗(yàn)“手機(jī)直連衛(wèi)星”技術(shù)，另有16個(gè)合作伙伴關(guān)系計(jì)劃推出“手機(jī)直連衛(wèi)星”應(yīng)用。

在中國(guó)，四大運(yùn)營(yíng)商均已開展相關(guān)業(yè)務(wù)探索，其中目前已商用衛(wèi)星通信服務(wù)的運(yùn)營(yíng)商僅有中國(guó)電信。

中國(guó)電信的衛(wèi)星通話業(yè)務(wù)依托于“天通一號(hào)”衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，作為天通衛(wèi)星通信唯一運(yùn)營(yíng)服務(wù)商，使用1740號(hào)段的手機(jī)號(hào)碼作為業(yè)務(wù)號(hào)碼。天通衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)與地面移動(dòng)通信系統(tǒng)共同構(gòu)成移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)領(lǐng)土、領(lǐng)海的全面覆蓋，并擴(kuò)展到西亞、中亞、東南亞以及太平洋、印度洋等海域。2018年3月，中國(guó)電信天通衛(wèi)星業(yè)務(wù)開始試商用，并于2020年正式商用。數(shù)據(jù)顯示，截至2022年底，其用戶規(guī)模已突破11萬(wàn)戶。而中國(guó)電信有關(guān)“手機(jī)直連衛(wèi)星”的服務(wù)，除已推出針對(duì)華為Mate 60 Pro的“手機(jī)直連衛(wèi)星”新業(yè)務(wù)外，還有衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和“天地翼卡”業(yè)務(wù)。

中國(guó)移動(dòng)積極落實(shí)國(guó)家戰(zhàn)略任務(wù)，以“低軌為主、高軌為先、中軌探索”的思路布局衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，作為地面通信網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充。中國(guó)移動(dòng)積極加強(qiáng)與衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商在共建共享、互聯(lián)互通、網(wǎng)絡(luò)融合和應(yīng)用協(xié)同等方向的技術(shù)交流和聯(lián)合攻關(guān)，并與終端廠商探索推進(jìn)“手機(jī)直連衛(wèi)星”業(yè)務(wù)合作。2022月8月，中國(guó)移動(dòng)完成全球首個(gè)運(yùn)營(yíng)商5G NTN技術(shù)外場(chǎng)驗(yàn)證，支持雙向語(yǔ)音對(duì)講和文字消息傳輸，全面驗(yàn)證手機(jī)直連高軌衛(wèi)星落地能力，有力提振產(chǎn)業(yè)信心。今年5月，中國(guó)移動(dòng)研究院攜手OPPO、中興通訊、是德科技（Keysight）等產(chǎn)業(yè)合作伙伴共同完成5G手機(jī)直連衛(wèi)星的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試驗(yàn)證，驗(yàn)證了5G手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)落地能力。

中國(guó)聯(lián)通在衛(wèi)星通信領(lǐng)域積極進(jìn)行技術(shù)積累，以現(xiàn)有衛(wèi)星資源和技術(shù)能力為基礎(chǔ)，依托國(guó)家項(xiàng)目、公司核心技術(shù)攻關(guān)，開展了一系列技術(shù)試驗(yàn)，自2020年以來(lái)已開展星地融合頻率研究、多軌道多鏈路“衛(wèi)星+5G”網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)研究、星地融合物聯(lián)網(wǎng)研究和應(yīng)用、“5G+衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)融合研究和應(yīng)用、面向6G的空天地網(wǎng)絡(luò)泛在業(yè)務(wù)研究等技術(shù)研究和試驗(yàn)。近日，中國(guó)聯(lián)通研究院攜手中興通訊、是德科技共同完成了NR-NTN低軌衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)驗(yàn)證，首次驗(yàn)證了話音和可視電話業(yè)務(wù)在手機(jī)直連低軌衛(wèi)星場(chǎng)景下的性能，再次證明了手機(jī)直連低軌衛(wèi)星通信的技術(shù)可行性，為向公眾用戶推廣衛(wèi)星通信提供了業(yè)務(wù)示范。

中國(guó)廣電也正與多家衛(wèi)星通信企業(yè)交流合作衛(wèi)星直連方面的技術(shù)工作。中國(guó)廣電密切關(guān)注5G NTN和5G ATG技術(shù)發(fā)展，一方面，由于“手機(jī)直連衛(wèi)星”可為應(yīng)急通信補(bǔ)盲，并為應(yīng)急廣播提供新的傳輸渠道；另一方面，地空互聯(lián)可以有效提升應(yīng)對(duì)空中突發(fā)事件的應(yīng)急處置能力和空防安全水平。

產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟，開啟“手機(jī)直連衛(wèi)星”時(shí)代

除運(yùn)營(yíng)商以外，地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商和終端芯片廠商積極開展“智能手機(jī)直連衛(wèi)星”創(chuàng)新嘗試，但目前市場(chǎng)上支持“手機(jī)直連衛(wèi)星”的機(jī)型并不多。GSA報(bào)告顯示，目前僅蘋果、華為、摩托羅拉和中興通訊等手機(jī)廠商推出了兼容手機(jī)產(chǎn)品，其中蘋果和華為支持“手機(jī)直連衛(wèi)星”功能的機(jī)型最多。如蘋果公司與GlobalStar合作，為iPhone 14系列、15系列提供緊急SOS技術(shù)；高通也宣布與銥星合作，為智能手機(jī)提供衛(wèi)星服務(wù)；華為Mate60系列手機(jī)已基于高軌衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星短報(bào)文及語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

中國(guó)信通院華東分院院長(zhǎng)廖運(yùn)發(fā)表示，根據(jù)目前最先進(jìn)的華為Mate 60 Pro手機(jī)來(lái)看，手機(jī)衛(wèi)星通信可以實(shí)現(xiàn)普通消費(fèi)者直接通過(guò)衛(wèi)星撥打電話，就是說(shuō)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星通信的商用。但目前能實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信的手機(jī)品種還相對(duì)較少，需要更多的手機(jī)廠商在終端上開展更多的創(chuàng)新和突破，提高終端的數(shù)量和品種，才能使手機(jī)衛(wèi)星通信更大規(guī)模地普及。

的確，在當(dāng)前階段，衛(wèi)星通信對(duì)于普通用戶而言，可能更多的是一種增值服務(wù)，而非必備功能。談及手機(jī)衛(wèi)星通信距離普及還有多遠(yuǎn)？謝鷹表示：‘手機(jī)直連衛(wèi)星’目前還停留在短信與電話的階段，距離通過(guò)‘手機(jī)直連衛(wèi)星’上網(wǎng)還有一定的距離。在6G時(shí)代，‘手機(jī)直連衛(wèi)星’將會(huì)變成現(xiàn)實(shí)，并實(shí)現(xiàn)普及。”

廖運(yùn)發(fā)認(rèn)為，衛(wèi)星通信作為“可選項(xiàng)”將在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)存在。但隨著衛(wèi)星制造成本、發(fā)射成本、終端成本及通信資費(fèi)的逐步降低，衛(wèi)星通信的性能及體驗(yàn)逐步提高，相信越來(lái)越多的消費(fèi)者會(huì)把手機(jī)衛(wèi)星通信作為自己的標(biāo)準(zhǔn)配置。

“手機(jī)直連衛(wèi)星”是衛(wèi)星通信應(yīng)用發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，衛(wèi)星終于從通信發(fā)展的邊緣走入“主航道”。未來(lái)隨著衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能、終端設(shè)備性價(jià)比的提升，衛(wèi)星通信將加快應(yīng)用普及、豐富應(yīng)用場(chǎng)景，走向普通用戶。

編輯：黃飛