5月30日，回顾一两年前，人们或许难以想象，如今只需轻轻拿起手机，就能轻松拨打和接听卫星电话，并实时分享个人的经纬度位置信息。然而，随着技术的飞速发展，这一场景已成为现实，并在一些国产智能手机品牌的高端机型中，卫星通讯功能被赋予了标配的地位。
根据中国电信公布的最新数据显示，天通一号卫星网络率先在国内外运营商行业内实现了“天地一体”的移动通信能力，目前用户规模已经超过18万户。手机如何实现卫星通信？记者连日来采访了多位行业专家和知名手机厂商，探寻手机卫星通信技术背后的秘密。
现状
华为手机全球首次实现卫星通话功能
在了解手机卫星通信之前，需要先知道卫星通信与手机卫星通信的区别。
卫星通信技术是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信，发源于上世纪九十年代中后期。卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点，长期以来，卫星通信主要在政务、应急、航海等专业领域广泛应用，满足特种作业在特殊环境下的通信需求，并没有成为大众通信工具。
而手机卫星通信是指利用卫星作为通信基站，使用普通智能手机直接与卫星建立通信网络连接，而无需通过地面基站和卫星地球站中转。手机直连卫星业务的突破在于，使得普通智能手机能够直接连接卫星进行通信，在不改变用户使用习惯的前提下，实现地面移动通信网络支持的语音、短信、数据等通信功能，突破了卫星网络和地面网络跨网协议转换和用户鉴权技术难点，打通了地面4G/5G移动通信网络与天通卫星网络的融合。
2016年8月6日我国成功发射了天通一号01星，这是我国首个自主可控的卫星移动通信系统，填补了我国卫星移动通信服务的空白，其覆盖区域主要为中国及周边、中东、非洲等地区，以及太平洋、印度洋大部分海域。此外，卫星距离地球的高度约为36000公里，这个距离也被称为“高轨卫星”。
近年来，我国科技企业在感知卫星通信领域的嗅觉非常敏锐。华为终端从2020年下半年就开始研发卫星通信在终端产品的落地。2022年，华为Mate 50系列手机成为全球首款支持北斗卫星消息的大众智能手机；2023年，华为Mate 60系列又全球首次实现了卫星通话功能；今年，华为Pura 70系列开始搭载双星卫星通信，支持天通卫星通信及北斗卫星消息，意味着原本彼此独立的地面通信网络和卫星网络的进一步融合。如今，荣耀、OPPO、小米等诸多手机厂商也已经纷纷跟进，并掀起手机直连卫星技术和商业发展的热潮。
挑战
网络干扰问题是直连卫星最大挑战
然而，全球手机直连卫星快速发展的同时，也面临着新技术发展带来的挑战。现阶段，在处理好技术发展与监管规则的同时，特别需要注意网络干扰问题。
为此，记者采访华为和荣耀两家企业工程师，了解他们推出的手机直连卫星功能背后的关键技术。
华为工程师介绍，卫星通信面临的地面网络干扰可通过网络规划来缓解。
“卫星‘飞’得越高，距离手机越远，信号传输的损耗就越高，加上手机和卫星直接通信最大的困难在于手机的发射功率小，要将北斗卫星消息‘装’进口袋，华为另辟蹊径，解决了手机终端与卫星之间信息传输能量不够的问题。”华为工程师说，“要让手机终端能够直连卫星，需要在原有连接地面网络之外，建立另一套连接卫星的系统进行通信。为此，华为与北斗卫星通过建立新的手机终端与卫星之间的通信协议，以及终端高性能的硬件设计，提高卫星通信的性能和效率。”
为了克服手机天线与高轨卫星之间信号传输增益低、传输损耗大等难题，华为采用了宽波束天线、多天线聚合增强技术等大量突破性技术。据悉，华为在Mate 60 Pro+ 上安装了创新的高增益天线，采用了高增益编解码算法，提升抵抗噪声和干扰的能力，以支持距离达 36000公里的高轨道卫星通话。今年推出的华为 Pura 70系列又对卫星直连体验做了升级，使用了基于AI生物视觉的图片编解码压缩技术，以达到“以最优化的数据量，传输最精确的视觉信息”。
荣耀工程师告诉记者，为抗干扰， 手机直连卫星有从网络侧加强和从终端侧加强两条技术路线，荣耀则对低轨和中、高轨的多种技术路径均有投入，现已从R17开始NTN技术研究，R19NTN也在全力投入，在标准技术和产业推广方面同时进行储备。
硬件层面，荣耀支持了卫星通讯在手机上的小型化，采用全新的芯片模组小型化方案，让体积减小30%以上；软件方案上荣耀将卫星通信协议在手机里通过手机自身的算法进行优化，解决了手机低功耗问题；荣耀还基于卫星通信体验流程，结合手机现有系统上的定位和Sensor等能力，成功在Magic6系列手机上推出支持双向语音通话的卫星通信功能。
当前，世界大国都在争相布局手机直连卫星领域。但手机直连卫星业务的工作频率在全球范围还未确定和达成一致，其国际规则和标准制定尚处于初始阶段，多种技术路线和工作模式并行发展。
根据公开资料显示，手机直连卫星中使用不同的频谱资源决定了不同的技术路线和工作模式，目前主要有三种。分别是使用卫星移动业务的频率；使用地面移动业务的频率；以及使用3GPP（第三代合作伙伴计划）正在规划的专用频率。其中，第三种被认为是面向未来的星地融合解决方案。全球多个科技巨头都在争相布局和发展。
专家指出，为抢占信息通信领域未来全球竞争制高点，还需进一步增强对战略性、基础性频谱资源的管理能力。前瞻谋划手机直连卫星、6G等新技术新应用的频谱政策，发挥频谱资源对新兴战略技术的引领支撑作用。
展望
“卫星+”应用新场景展现巨大市场潜力
目前，手机直连卫星技术已经成为当下卫星互联网技术的热点，也被奉为卫星互联网未来的主要发展方向。
手机直连卫星发展如火如荼，“卫星+”应用新场景也在同步快速发展。日前，在深圳举办的“517电信卫星节”卫星通信公益活动上，“卫星+汽车”等应用新场景也成为社会各界关注的焦点。
当天，中国电信联合比亚迪共同研发推出车载卫星通信终端，在手机没有常规信号时，可实现双向语音通话、双向短信通信，显著提升出行出游主动安全能力。
据了解，卫星直连手机与汽车的底层原理是一样的。在手机端，受限于手机尺寸、电池容量等因素，卫星通信更多被视为应急通信的一种补充手段；相较之下，汽车在卫星通信技术落地条件方面还更具天然优势，用户体验更加便捷流畅。
实际上，以手机、汽车等更多消费级硬件搭载卫星通信标志着卫星通信服务技术和市场的基本成熟，卫星通信大众市场应用也有望快速培育。
华泰证券通信首席分析师王兴表示，在技术逐步成熟、多方共同推进、产业链齐备的背景下，除手机直连卫星业务以及汽车直连卫星业务以外，渔船、游艇、飞机等场景同样可以通过卫星通信赋能，提升出行的便利性和安全性。
动态
手机直连卫星业务落地香港
近日，中国电信在香港宣布，以天通卫星系统为依托的手机直连卫星业务落地中国香港，并将以此为新起点，正式开启天通卫星移动系统国际化运营新征程。
据介绍，该业务落地后，中国电信用户无需换卡和换号就可以享受“天地一体”融合通信服务，更好地满足用户在蜂窝通信盲区对卫星移动通信的刚性需求。
今年3月，中国电信又获得国际电信联盟批准，取得E.164码号（882）52及E.212码号（901）09，分别作为天通卫星业务的用户拨号码号和网络识别码号，这是我国电信企业首次获得用于卫星通信业务的国际电信码号资源。意味着中国电信不仅可面向天通一号卫星覆盖区域的国际用户提供手机直连卫星通信服务，还可为海洋运输、远洋渔业、航空救援、旅游科考等多个领域提供稳定可靠的移动通信服务。
