手机直连卫星的三个发展阶段

近日，在2023数字科技生态大会期间，中兴通讯RAN产品线副总经理胡凯伟表示，从2G到5G，业内始终在努力提高移动通信业务覆盖面，以用户数为例，2023年将达到55亿，人口覆盖率达到68%，同时预计，到2030年人口覆盖率达到80%。然而，从移动通信的面积覆盖率来看还远远不足，全球80%的陆地和95%的海洋尚无蜂窝网络覆盖，全球面积覆盖率低于10%。“空天海地一体化全覆盖是通信人一直努力的方向。”

当前，5G即将迈入第二阶段，5G-A成为业内关注的焦点，胡凯伟认为，5G-A将带动5G三大愿景外延突破，其中就包括NTN（空天地一体化），“以5G NTN技术为主的空天地一体是5G-A的重要特征，并着眼持续拓展业务边界和覆盖边界，实现‘泛在连接，万物智联’。”胡凯伟表示，NTN作为卫星通信领域的突破性演进技术，让智能手机和物联网终端可以直接连接卫星，开启了“消费级”卫星通信时代。

从业务需求角度而言， 星地融合将拓展现有地面蜂窝网络服务范围，例如在应急场景下，地面网络面临瘫痪，此时就需要用到卫星网络覆盖广、容灾性强、广播能力等；远洋场景下，卫星网络也能够提供高速泛在的通信网。“即便在偏远地区、农村、海洋等场景，用户也可以使用短信、语音和数据等业务。同时为抢险救灾等场景提供强有力的通讯保障。”

从政策层面看， 2022年8月，国务院《关于印发“十四五”数字经济发展规划的通知》中提出，推进空间信息基础设施演进升级，加快布局卫星通信网络等，推动卫星互联网建设；今年10月，工信部《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）》中提出，扩大电信业务开放，分步骤、分阶段推进卫星互联网业务准入制度改革。与此同时，多个卫星集群计划正在酝酿或实施，为星地融合打造基石。其中，“鸿雁”计划到2030年完成300颗卫星在轨组网运行；“九天”计划将覆盖全球约99%地区；“长光卫星”计划打造约300颗卫星组成的集群。

从技术层面看， 手机直连卫星的发展将经历三个阶段：

• 阶段一是传统卫星+双模终端，基于终端合一的方式让卫星通信走入大众智能手机，培养用户习惯，主要业务是短信、电话等基本功能。这一阶段的优势是可以实现快速商用，但不足是采用的私有卫星通信协议，以及终端成本相对较高、功耗大。

• 阶段二是传统卫星+融合终端，采用5G NTN空口合一的方式，带来终端成本下降性能提升，同时增加上网业务，体验改善，有益于市场的大规模普及推广。这一阶段的优势是实现了3GPP体制下的空口合一，同时，统一空口带来终端合一并使成本下降，但也有不足，例如高轨卫星容量有限，难以服务大量用户，低轨卫星需部署大量地面基站，成本增加。

• 阶段三是新建卫星+融合终端，基于5G NTN可再生载荷架构，将融合的程度从终端到空口一路推进到卫星和基站的合一，将带来覆盖、容量、体验的全维度提升。当前还需要解决卫星轨道和频率资源稀缺、天基侧性能差距、网络信息安全、应用探索等挑战。这一阶段的优势包括覆盖不受限（星间链路）、容量提升（低轨数量多，网状拓扑）、高速上网体验（低轨容量大，无缝切换邻星），不足主要是距商用还有较长时间。

星地融合目前沿着多个方向进行探索，例如，星载基带要权衡成本和可靠性，星载相控阵天线是实现终端小型化的关键，星间路由时天地一体化的关键突破点，星地回传追求大容量、高效率，卫星终端追求体积小成本低，系统软件提升波束灵活度和系统容量等。

中兴通讯积极推进NTN技术成熟，已实现多个重要节点。其中包括，2022年8月，全球首个运营商5G IoT NTN技术外场验证；2023年1月，全球首例S频段 5G IoT NTN技术外场验证；2023年5月，国内首次5G IoT NTN手机直连卫星实验室验证；2023年9月，国内首个海域场景5G NTN验证等。

目前，中兴通讯已在浙江舟山进行了一系列海洋与应急通信的场景落地测试，率先完成了业界首个海域场景的5G NTN外场测试，包括海洋水质监测、船舶监管以及环境数据监测，应急通信等场景应用。

“未来，NTN技术将拓展到更广泛的场景应用，包括雪山、沙漠以及无人岛等，为人们的生活带来更多便利，有力推动构建数字化社会。”我国在5G的技术、产业和运营方面已实现全球引领，采用5G兼容的卫星互联网模式可以借助5G的产业链和规模经济优势，实现跨越式发展。另据透露，在产业合作方面，目前，全球已有21家卫星产业公司加入到3GPP组织，共同制定5G NTN演进国际标准。