“如果你能清(qing)楚地看到天空，你就可以通過手機進行連接。”2022年8月(yue)，當美國移(yi)動(dong)運營商T-Mobile和(he)馬斯克(ke)旗下太空探索(suo)公司SpaceX聯(lian)合宣(xuan)布名為“ Coverage Above and Beyond”的計劃時，提出了讓“手機連接無處不在(zai)”的愿景。

雙方表示，將通過SpaceX的(de)Starlink低軌道衛星與T-Mobile的(de)地面(mian)移動網絡結合，讓手機可以直連衛星，終結地面(mian)移動網絡的(de)覆蓋盲區。T-Mobile首(shou)席執行(xing)官(guan)Mike Sievert表示，該服務將于2023年底進(jin)入測試階段。

彼時(shi)，手機衛星通(tong)信(xin)還(huan)是(shi)個新鮮概念(nian)，因此雙方的合作在業界引發(fa)了廣(guang)泛討論。然而，沒過幾(ji)天，具有“向(xiang)上捅破(po)天”北斗短報(bao)文功(gong)(gong)能的華為Mate 50 重(zhong)磅發(fa)布，緊(jin)隨其(qi)后，蘋(pin)果的iPhone 14系列也搭(da)載了類似的衛星緊(jin)急通(tong)信(xin)功(gong)(gong)能。

兩大巨頭的接連入局和密集宣傳，讓手機衛星通信逐漸成為普羅大眾不再陌生的話題。

與蘋果、華為的迅速動作相比，時隔一年半后，SpaceX和T-Mobile的合作終于在近日迎來關鍵性進展——美國時間1月2日，SpaceX成功發射21顆衛星進入軌道，其中6顆可為現有手機提供衛星直連服務（Direct-To-Cell ），這也是其首批支持移動通信的衛星。預計未來半年內總共要發射大約840顆，之后還會繼續增加。

圖源：SpaceX 官方(fang)社交賬(zhang)號

馬斯克在社交媒體網站X上發帖稱，該服務“將允許在地球上任何地方進行手機連接”，不過他補充說，由于技術限制，“與現有的陸地移動網絡沒有實質性的競爭力”。

按照規劃，SpaceX和(he)運營商將(jiang)于(yu)2024年(nian)首先提供(gong)衛星短信服務，并(bing)在2025年(nian)將(jiang)衛星通(tong)信服務擴大至(zhi)語音通(tong)話和(he)網絡數據。

把基站建到天上

優先發布消息卻沒趕上第一波熱潮的SpaceX和T-Mobile看起來像“起了個大早，趕了個晚集”，但同樣還有句話叫“好飯不怕晚”，這是因為SpaceX的方案有自己的獨到之處。

關注過華為衛星通信功能的人應該知道，由于華為直連衛星方案對終端硬件有要求，并不是所有的華為手機都能享受衛星通信，需要特定的搭載衛星通信基帶芯片的天線的機型，因此絕大多數現有4G/5G手機無法實現衛星通信功能。

以華為Mate 60 Pro為例，此前多家機構的拆機視頻發現——該機內置了兩顆專用的衛星通信芯片，一顆是用于衛星通訊的射頻收發芯片，型號為RX6003EQK；另一顆型號HTD1010，疑似為衛星移動通信基帶芯片。其中，RX6003是一款高集成射頻芯片，只需要少量外圍元器件配合，即可實現 S 頻段衛星信號收發和北斗 B1/GPS L1頻段接收功能。同時，納米級天線技術允許Mate 60 Pro將衛星通信天線嵌入到手機內部，并在微小的空間內實現高效的信號接收和發送。

與之相比，星鏈衛星方案則針對現有LTE手機推出手機直連衛星的服務，無需手機硬件改造，能支持4G普通手機提供直連服務，并且與當前大多數智能手機都兼容。

之所以能實現這一點，是因為這些衛星的功能類似太空中的蜂窩基站，并具有先進的 eNodeB 調制解調器，可實現類似于漫游合作伙伴的網絡集成——相當于直接把基站建到天上。原理如下圖所示：

需要強調(diao)的是，SpaceX自(zi)己沒有IMT頻段，要想提供直(zhi)連服務(wu)，必須借助運營商的頻譜資(zi)源在相應國家/地區運營服務(wu)。

除了美國的(de)(de)T-Mobile，Starlink 正在與澳大利亞的(de)(de)新加(jia)坡電信(xin)有限(xian)公司(si)（Optus）、瑞士的(de)(de)Salt Mobile SA、加(jia)拿大的(de)(de)Rogers Communications Inc.、新西(xi)蘭(lan)的(de)(de)One New Zealand Group Ltd.、智(zhi)利和秘魯的(de)(de)Empresa Nacional de Telecomunicaciones SA以及(ji)日本的(de)(de)KDDI Corp.進行合作。

SpaceX 發射了(le)第一(yi)顆具有直接(jie)連接(jie)蜂(feng)窩能力的 Starlink 衛星(xing)

當然，介紹了這么多并不是為了說明星鏈的衛星通信比華為更牛叉，相反——由于星鏈屬于低軌道衛星，距離地面500公里，華為連接的天通衛星屬于高軌道衛星，距離地面3萬多公里，反而是華為直連衛星的技術難度更高。因為相對于(yu)低軌(gui)衛星，高軌(gui)衛星通信對天線、發射功率(lv)要(yao)求更(geng)高，技術難(nan)度更(geng)大(da)。

同時，星鏈也不是第(di)一個把基站帶(dai)上(shang)天(tian)的。在世界移(yi)動通信(xin)大會（MWC2023）上(shang)，諾基亞(ya)就(jiu)首(shou)次向公眾展(zhan)示了其準(zhun)備在月球(qiu)部(bu)署的首(shou)個4G通信(xin)網(wang)絡的Demo，并(bing)透露(lu)將(jiang)(jiang)于2023年內將(jiang)(jiang)相關測試設備發往月球(qiu)。這是人類首(shou)次將(jiang)(jiang)蜂窩網(wang)絡帶(dai)上(shang)月球(qiu)。

換言之，單(dan)純爭(zheng)論方(fang)案技術的難(nan)度和先進性沒有(you)意義(yi)，手機衛(wei)星通信能(neng)否得到大(da)范圍普及，還(huan)需要綜合成本、基礎設(she)施、標(biao)準、市(shi)場等多方(fang)面(mian)因素——畢(bi)竟能(neng)笑到最后(hou)的才是贏家(jia)。

產業格局初顯

衛星通(tong)信(xin)具有多方(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)好處：一(yi)方(fang)(fang)面(mian)，衛星通(tong)信(xin)系統(tong)可(ke)(ke)以(yi)提(ti)供(gong)全球范圍(wei)的(de)(de)覆蓋(gai)，無論用戶身在何地(di)(di)，都能(neng)保(bao)持通(tong)信(xin)連接，這(zhe)對于偏(pian)遠地(di)(di)區(qu)、海(hai)洋、沙(sha)漠等人(ren)口稀少或(huo)難(nan)以(yi)覆蓋(gai)的(de)(de)區(qu)域尤為(wei)重要；另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)，在自然災(zai)害或(huo)緊急情況(kuang)下，地(di)(di)面(mian)基礎設施可(ke)(ke)能(neng)受到破壞，手機衛星通(tong)信(xin)可(ke)(ke)以(yi)提(ti)供(gong)臨時而可(ke)(ke)靠(kao)的(de)(de)通(tong)信(xin)手段，支(zhi)持救援和協(xie)調工作，確保(bao)關鍵(jian)信(xin)息的(de)(de)傳遞(di)。

市場(chang)研究機構ABI Research發(fa)布的NTN報告指(zhi)出，到2030年(nian)，全(quan)(quan)球非地面網絡移動(dong)連接數預計將達(da)到1.75億，全(quan)(quan)球衛星服務的年(nian)度市場(chang)規模將達(da)到1246億美元。

目前，各大電信公司正在競相爭奪衛星通訊市場，致力于提供連接到普通消費者手機的電話服務。隨著如今SpaceX取得關鍵性進展，整個市場格局初顯，可以簡單概括為兩條技術路徑和多家巨頭爭強。

兩條技術路徑分別為3GPP衛星通信技術和企業專有技術。就當下來看，相對于其他技術陣營，3GPP衛星通信技術在商業上似乎更具競爭力。正如智次方此前(qian)撰文所述，對于3GPP陣營的(de)(de)廠商來說，5G NTN作為(wei)3GPP支持的(de)(de)技(ji)術，將能夠利(li)用(yong)蜂窩通信(xin)領域標準(zhun)化產品、組件(jian)的(de)(de)大型生(sheng)態(tai)系統，為(wei)技(ji)術供應(ying)商提(ti)供在設備(bei)間快(kuai)速擴展和兼容性的(de)(de)機會。同(tong)時(shi)，也可以有效利(li)用(yong)蜂窩通信(xin)產業鏈(lian)與用(yong)戶群，快(kuai)速擴大天基網絡(luo)的(de)(de)用(yong)戶群體(ti)，從(cong)而(er)攤薄天地一體(ti)化網絡(luo)建設、維(wei)護、推廣的(de)(de)成本。

而在入局玩家方面，主要以手機巨頭、衛星運營商、移動運營商等有資金、有資源的玩家為主，各家企業的步伐也并不一致。

華為方面算跑的比較快、比較前的——畢竟當別家還在手機“衛星通信”的時候，華為Mate 60 Pro已經升級為手機“衛星通話”，所用的衛星是中國航天科技集團有限公司五院抓總研制、中國電信運營的天通一號衛星。

從“通信”到“通話”，雖然看起來只有一字之差，但背后涉及的技術難度卻不可同日而語。衛星通(tong)話本(ben)身并(bing)不是什(shen)么新技術，甚至可(ke)以說技術非常成(cheng)熟(shu)，但(dan)是想把這項(xiang)功(gong)能(neng)(neng)集成(cheng)在(zai)輕薄小(xiao)巧的(de)民用(yong)手(shou)機上卻(que)難如(ru)登天(tian)，要求天(tian)線(xian)功(gong)率(lv)大(da)、抗干擾性強。常規(gui)版衛星電話為(wei)(wei)了保證(zheng)通(tong)話質量，都配有一(yi)根(gen)又大(da)又長的(de)天(tian)線(xian)，但(dan)這顯然(ran)不符合現(xian)代智(zhi)能(neng)(neng)手(shou)機的(de)設計(ji)美學。如(ru)今華(hua)為(wei)(wei)可(ke)以實現(xian)衛星直(zhi)連通(tong)話，說明(ming)華(hua)為(wei)(wei)在(zai)天(tian)線(xian)技術、功(gong)耗控制技術等方面一(yi)定取得(de)了重要突破。

蘋果方面算走得比較“穩健”——蘋果公司選擇Globalstar公司作為其(qi)衛星(xing)服(fu)務(wu)提(ti)供商(shang)，在iPhone 14系(xi)列機(ji)型(xing)中(zhong)引入緊急SOS技(ji)術，使得用戶(hu)可以在沒有(you)Wi-Fi和(he)蜂(feng)窩網絡信號的(de)(de)(de)情況下，通過衛星(xing)緊急聯系(xi)家人和(he)救援人員。在最近(jin)的(de)(de)(de)一份文件中(zhong)，美國證券交易委(wei)員會公開披露(lu)了Globalstar向(xiang)馬斯克旗下的(de)(de)(de)SpaceX支(zhi)付6400萬美元的(de)(de)(de)消息。這筆款項(xiang)將用于在2023-2025年期間發射(she)衛星(xing)，進一步(bu)擴(kuo)展蘋果iPhone系(xi)列的(de)(de)(de)SOS衛星(xing)服(fu)務(wu)。

衛星運營商們也不甘落后——2023年4月25日，美國手機直連衛星初創公司AST SpaceMobile宣布打通全球首個天基蜂窩語音通話。2023年6月，AST聯合AT&T在(zai)夏威夷使用多個智能手機(ji)進行下(xia)載(zai)速(su)度(du)測試，初(chu)步速(su)度(du)達到10.3Mbps，達到4G水平，驗(yan)證(zheng)了天基3GPP技(ji)術向(xiang)地(di)面超(chao)過80億部存量(liang)手機(ji)（unmodified smartphone）提供(gong)寬帶(dai)通信的(de)服務能力。

2023年7月25日，美國通信衛星運營商Lynk Global發布其基于衛星及存量普通手機雙向語音通信的測試視頻。視頻顯示，通過Lynk現(xian)有在(zai)軌衛星(xing)能夠與(yu)普通移(yi)動電話進行語音通話。在(zai)此之前(qian)，Lynk與(yu)帕勞最大的移(yi)動通信(xin)運(yun)營商PNCC聯(lian)合(he)宣布，開始使用Lynk的衛星(xing)向該(gai)島國提供(gong)手機直(zhi)連(lian)衛星(xing)服務。PNCC 是全球(qiu)首家(jia)為其用戶推出 Lynk 手機直(zhi)連(lian)衛星(xing)的移(yi)動通信(xin)運(yun)營商。

不可避免的挑戰

雖然目前手機衛星通信正在(zai)蓬勃(bo)發展，但(dan)不可避免地也(ye)存在一(yi)些(xie)風險和隱(yin)憂。

標志性事件是高通與銥星終止手機直連衛星項目合作。在今年1月的(de)(de)CES展會上，高(gao)通首次發布了(le)Snapdragon Satellite技術，選擇的(de)(de)合作對象是(shi)老牌衛(wei)星公司銥(yi)星（Iridium），宣稱這是(shi)全球首個基于衛(wei)星的(de)(de)雙向(xiang)消息通信解決方案，將(jiang)會為旗(qi)艦級智(zhi)能(neng)手機提(ti)供(gong)更多可(ke)能(neng)性，尤其(qi)是(shi)將(jiang)基于衛(wei)星的(de)(de)連接(jie)帶到下一代安卓智(zhi)能(neng)旗(qi)艦手機中。

后續，業界未等到高通和銥星合作的旗艦手機問世，而是雙方合作終止。銥星公司表示，兩家公司成功開發并展示了這項技術，然而智能手機制造商尚未將該技術納入他們的設備中。手機廠商未選擇專用解決方案，其中一個原因是成本問題——高昂的成本要么需要手機廠商自身承擔，要么需要消費者承擔。

華為Mate 60 Pro“衛星通話”功能的資費問題此前就曾引發諸多爭議，中國電信當時提供了兩套收費標準：第一種收費標準，電信用戶可以開通專屬套餐，每個月的費用是200元，其中包含了200分鐘的通話時長，如果超過200分鐘的話，后續將按照1.6元/分鐘收取，而衛星短信則按照0.4元/條收取。第二種收費標準，電信用戶可以開通衛星通話功能，基礎服務費是10元/月，不包含任何贈送的通話時長。如果后續使用了衛星通話，用多少收多少，國內衛星通話按照10元/分鐘收取，國際衛星通話則按照20元/分鐘收取！顯然，對大多數消費者而言，這個收費并不便宜。

成本之外，還有許多其他挑戰，比如頻譜資源問題——SpaceX和(he)T-Mobile的合(he)作，需(xu)要T-Mobile拿(na)出一(yi)部(bu)分(fen)(fen)1.9GHz頻(pin)(pin)段(duan)（PCS頻(pin)(pin)段(duan)）來建設(she)衛星網(wang)絡(luo)。衛星網(wang)絡(luo)使用的頻(pin)(pin)段(duan)肯定不能與(yu)地面4G和(he)5G網(wang)絡(luo)的頻(pin)(pin)段(duan)相同，否則(ze)會(hui)產生嚴重干擾。因(yin)此，為(wei)避免干擾，運營商需(xu)單獨為(wei)衛星網(wang)絡(luo)劃(hua)出一(yi)部(bu)分(fen)(fen)頻(pin)(pin)段(duan)。但(dan)這帶來了新問(wen)題，頻(pin)(pin)譜(pu)是(shi)運營商最(zui)寶貴的財富，運營商需(xu)再次權衡這個衛星網(wang)絡(luo)是(shi)否值得(de)為(wei)之單獨劃(hua)出一(yi)段(duan)頻(pin)(pin)譜(pu)資源(yuan)。

另外，標準問題也不容忽視——當前的(de)(de)(de)低(di)軌(gui)衛星(xing)運營(ying)商似乎正在創建多個獨(du)立且互不兼容(rong)的(de)(de)(de)低(di)軌(gui)衛星(xing)星(xing)座，鑒于適當的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)數量有限，運行(xing)成本高，理想的(de)(de)(de)情況(kuang)是(shi)低(di)地球軌(gui)道(dao)系(xi)(xi)統(tong)能夠(gou)與(yu)地面(mian)網絡兼容(rong)互操作。也就是(shi)說，從低(di)軌(gui)衛星(xing)系(xi)(xi)統(tong)接(jie)收的(de)(de)(de)互聯網接(jie)入服務應(ying)是(shi)與(yu)通過地面(mian)寬帶或(huo)移動(dong)連(lian)接(jie)接(jie)收的(de)(de)(de)連(lian)接(jie)類(lei)型相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)連(lian)接(jie)。在地面(mian)部分，它應(ying)該使(shi)用互聯網工(gong)程(cheng)任(ren)務組（IETF）、3GPP和其他標(biao)準化機構發布的(de)(de)(de)開放標(biao)準。

行業媒體IoT Business News去年11月發表的分析認為，SpaceX正在押注開放物聯網標準，衛星通信產業正從專項解決方案向標準化轉變。

總而(er)言之，衛(wei)星(xing)通信仍(reng)然是(shi)地面(mian)蜂窩網(wang)絡連接的(de)補充，但不(bu)會對現有蜂窩物聯網(wang)市場形成(cheng)(cheng)替(ti)代。綜合技術、成(cheng)(cheng)本、價(jia)值、監(jian)管、實用性等多方面(mian)的(de)因(yin)素，“手機直連衛(wei)星(xing)”并達(da)到與當前地面(mian)移動網(wang)絡接近的(de)體驗，仍(reng)然任重而(er)道遠。

參考資料：
Starlink官網：//direct.starlink.com/
SpaceX Launches First Direct-to-Cell Starlink Satellites for Service With T-Mobile，Via Satellite
SpaceX Launches First Direct-To-Cellular Capable Starlink Satellites,Mobile Internet
SpaceX launches first set of satellites with direct-to-cell capabilities,REUTERS
《手機直連SpaceX星鏈，顛覆還是炒作？》，網優雇傭軍
《馬斯克蘋果都沒做到！揭秘華為Mate60衛星通話強在哪里？》，物聯網智庫，Sophia
《突發，高通與銥星終止手機直連衛星項目合作，“捅破天”技術路線將走向統一？》，物聯網智庫，趙小飛