让通信无所不在。
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手机直连卫星：距标配有多远？
随着行业对6G技术的不断探索以及5G NTN标准的不断完善，手机直连卫星再度成为行业热点，智能终端的无线连接未来将是何种形态？在后5G时代又将面临何种机遇和挑战？
数据显示，2020年我国卫星通信市场规模达到723亿元，预计2023年我国卫星通信市场规模将超过900亿元，其中手机直连卫星市场保持在33.49亿元，虽然占比不高，但属于增量市场。
多方参与布局
2023年被认为是手机直连卫星的元年，在不久前结束的MWC上海展上，中国移动、中国电信、中兴通讯、中国信科、紫光展锐、移远通信都发布了手机直连卫星通信产品。在此之前，高通、联发科、三星、爱立信、铱星通信、全球星、苹果、华为、vivo、OPPO都已经宣布开始提前布局该领域，苹果和华为甚至直接推出了多款直连卫星手机。
据了解，手机直连卫星功能旨在填补移动网络覆盖的空白，并为包括手机在内的终端产品提供更加可靠的远程通信方式。在当前5G阶段，手机直连卫星的目标是“体制兼容”，即在已有地面5G标准的整体技术框架下，通过优化的方式实现手机直连卫星。
作为手机直连卫星的重要支撑，5G NTN标准规范是国际标准化组织3GPP制定的基于5G的卫星透明转发通信标准协议，于2022年6月在3GPP R17版本中正式发布。5G NTN根据手机直连卫星的需求和技术特点，设计和制定可用于手机与高低轨卫星直接连接通信的技术规范。5G NTN支持卫星通信网络单独组网，或与地面蜂窝通信系统联合组网，实现星地融合通信。
就在6月3日，作为国内卫星通信的领军企业之一，中信科移动联合合作伙伴，通过高轨和低轨卫星，快速实现业界首次5G NTN标准的端到端宽带卫星通信业务传输的技术试验验证。据中信科移动工作人员介绍，此次宽带业务测试性能符合预期、体验良好，同时实现了5G NTN卫星宽带业务和地面业务打通，支持语音、短消息、高清视频通话、4k高清视频播放、FTP下载等业务，从整个星地融合通信网络架构、标准协议、试验设备等方面全面验证了5G NTN技术落地能力，有效支撑未来手机直连卫星的实现。
在面向6G的手机直连卫星标准化工作方面，行业同样取得重大进展。7月5日，在国际电信联盟无线电局卫星研究组第二工作组全会上，《卫星国际移动通信(IMT)未来技术趋势》正式获得通过，这是国际电信联盟无线电局(ITU-R)立项的首个面向6G卫星的研究项目，为未来的卫星通信技术标准的发展奠定了重要基础。
目前，包括标准制定组织、卫星制造商、芯片制造商、电信运营商、终端厂商等都已纷纷参与到这一全新赛道的竞争中来，5G NTN标准的不断完善、6G技术的不断探索、芯片和终端技术的不断创新，都将对这一全新形态的终端通信方式形成助力。
技术正逐步演进
在现阶段，手机直连卫星运行主流业务模式仍是卫星短报文，但这已经比专用卫星电话采用专用频段、私有协议，通过专用卫星基站连接卫星取得了更高层面的突破，尤其在终端性能和体积上实现了变革，传统卫星通信终端技术迭代慢、面向市场狭窄的局面被打破。
据了解，现在的手机直连卫星采用宽窄结合的新模式，在有地面网络的情况下就是普通的智能手机，而处在无地面网络区域，智能手机就变成了一部卫星终端，可以让用户在不调整使用习惯、不更换终端的情况下实现卫星通信，智能手机出色的APP使用环境和便携性提升了直连卫星使用体验。华为+北斗和苹果+全球星的组合方式就是在现有手机集成专用卫星通信芯片实现宽窄协同手机直连卫星的功能的代表性案例。
基于标准协议、宽窄融合的手机直连卫星技术正在高速发展。同样，在之前召开的MWC上海展上，国内代表性芯片厂商紫光展锐展示了新推出的V8821手机直连卫星SOC芯片。该芯片支持手机直连卫星状态下文字、语音、图片双向传输，首发终端品牌也已浮出水面，vivo预计将在今年下半年推出搭载V8821的手机，全面支持卫星语音通信。届时，手机直连卫星将和地面通信网络实现真正的“无缝切换”。
在未来，在空天地一体化的6G网络下，随着卫星研制和发射成本的进一步降低，包括手机在内的智能终端进一步变革，可提供比现有宽窄结合模式更为泛在的覆盖能力。在使用上，让用户在地面蜂窝网络和卫星网络中都得到相同的服务体验，实现星地网络无感切换，使得任意一部手机或者终端设备都可以在全球任意地点接入任意一个卫星或者地面网络。要实现这一目标，行业多方已达成共识，还将继续在通信协议、卫星系统、终端芯片、终端形态、干扰协调、政策法规和国际合作等多个方面持续努力。
挑战和机遇并存
手机直连卫星是星地融合通信的一个重要方面，也是对6G探索的一个重要方向，这可以使得应用最广泛的移动通信终端与覆盖范围最大的卫星网络紧密结合。手机直连卫星将打开卫星网络在民用市场的应用空间，带来星载相控阵、星间链路、信号处理，以及手机芯片的全新增量市场。此外，手机直连卫星也将给运营商带来C端新市场的新机遇。
但就现阶段来看，手机直连卫星由于终端设备更为紧凑，发送功率低，对设备功耗要求严苛，用户数量多，业务类型多样，星地干扰等问题，面临着多种市场和技术挑战，需要逐步推进相关的研究工作。
市场方面，vivo通信研究院院长秦飞对天鹅奖记者表示，随时随地能保持与世界的连接，是手机用户对直连卫星的基本需求。从用户角度，不换卡不换号就能开通卫星通信功能，是达成手机直连卫星且实现规模普及的最基本要求之一。但我国目前手机直连卫星运营市场规模仅33.49亿元，结果并不乐观，可能很难覆盖卫星移动通信系统建设高额的资本开支，手机直连卫星如何在运营侧实现商业闭环，需要充分考虑。
技术方面，华为6G首席科学家王俊指出，卫星直连手机具备可行性，但提升频谱效率和运维管理是难点，现在低轨卫星每颗星基本上只有几分钟的服务时间，每几分钟就会发生一次大规模用户切换。在大规模用户管理和运营时，如何在星星和星地之间实现无缝切换，在未来很长一段时间内都是较大的挑战。
虽然手机直连卫星的大部分新概念和新产品还在探索和研发的路上，但可以预见的是，作为6G重要组成部分的手机直连卫星通信会在未来5~7年逐渐展示其真正的形态，届时，一张可以实现任何时候、任何地点、任何事情和任何人的通信网将得以建成，让通信实现真正的无所不在。
延伸阅读：天鹅奖
编辑 / 钱江