本文来自微信公众号“电子发烧友网”，作者/黄山明。
2022年秋季，华为和苹果相继发布了Mate 50系列以及iPhone 14系列，它们有一个共同的特点，都将卫星通讯作为发布会的重点，让手机可以直接连接卫星。而在近期，有消息称，华为会参加今年MWC2023大会，并将在大会中亮相的新机上搭载第二代北斗卫星通信技术，语音通信和双向互发短信功能。
让手机用上卫星通信
在手机上使用卫星通信其实并不算新技术，上世纪70-80年代，卫星通信技术刚刚诞生之际，便已经开始用于电视和广播信号的转播，同时还有一些电话、传真及电报的需求。
到了80年代末90年代初，知名手机厂商摩托罗拉推出了一项铱星计划，该计划便主要以卫星通话为主。不过在最开始时，其数据传输速率仅为2.4Kbps，在这种速率下，能够听清楚对方说的是什么已经很勉强了。
这时，一项VSAT技术开始广为普及。所谓VAST，即甚小孔径终端，可以用0.3-2.4m的接收终端与卫星进行通信，该技术拥有组网灵活、成本低、应用多、安装操作简单等特点。到1988年，原中国通信广播卫星公司引进国外通信设备，建成我国第一个VSAT通信网。
到后来，随着国内无线寻呼网、证券信息广播，甚至远洋船用通信、飞机通信乃至救援应急通信都用上了VSAT。卫星设备的不断小型化，让智能手机使用卫星通信成为了可能。
中国电信在2017年便成立了卫星通信分公司，专门从事卫星通信业务，并发射了“天通一号”系列卫星，其他公司如中国卫通、中信卫星等企业，也都开始在国内布局卫星通信业务。
与此同时，在全球范围内，移动通信技术（3G、4G、5G）所覆盖的陆地范围仅为30%，许多人迹罕至的地方无法覆盖，比如在海上航运中遇到紧急情况，或开车在无人隔壁中爆胎或没油了，都能借助卫星通信网络，发送包含地理位置信息的求救信号或者通信。
当然想使用普通手机直接与卫星进行通信，还有许多的困难与问题，目前的解决方案大多选择采用专用的卫星终端设备进行通信，并且大多是以低轨卫星为主，与其它卫星相比，低轨卫星传输延时短、路径损耗小。
即便如此，目前手机中的微信通信成本还是比较昂贵的。不同于日常使用的定位服务，卫星通信将对卫星网络带来更高的负载，也意味着更高的成本，想要持续稳定的供应这项服务，收费不可避免。
以iPhone 14为例，该款手机用户能够享受到两年的免费卫星通信服务，但后续还是需要付费，该项服务的订阅价格为每个月4.99美元（约合人民币34.39元）。
虽然价格稍贵，但对于某些人群而言，或许就是必备的选项。近日据新华网报道，有一名驴友在内蒙古贡格尔草原徒步时走散，所幸通过华为Mate50系列成功发送一条卫星求救短信，最后才被找到。
对于普通人而言，卫星通信并不适用于日常通信，绝大多数人买回来基本一次也不会用到。但就像华为常务董事余承东曾经所言，这个功能日常几乎用不到，但可能一生用一次，一次续一生，在关键时候发挥很重要的作用。
各厂商纷纷入局卫星通信，背后或与6G有关
不止是华为、苹果等厂商，目前从市场中收集到的信息来看，已经有不少企业正在准备进入到卫星通信市场，比如中兴、摩托罗拉、魅族、荣耀等。而华为此次新机有望搭载第二代北斗卫星通信技术，相比第一代，不仅能双向收发短信，还支持语音短信和短时间的语音通话，足以扩展更多的使用场景。
除了手机厂商以外，包括高通、联发科等芯片厂商也纷纷推出了卫星通信解决方案。比如联发科将基于标准的3GPP 5G非地面网络（NTN）解决方案为智能手机等设备提供双向卫星通信支持，采用其非地面网络（NTN）解决方案的新型设备和下一代NR-NTN技术也将在近期亮相。
从市场规模来看，数据显示，2015年-2021年中国卫星通信产业规模总值年复合增长率达到8.7%，预计2022年市场规模近800亿元。
不过对于用户而言，手机卫星通信技术显然是一个极低频应用，最多只能作为一种备用的应急救援功能。甚至此前只能向卫星发送短信，而且还无法接收到卫星的信息。即便是下一代能够进行双向通信，并且可以进行短暂的语音通话，但日常生活中基本也不会用到。
但这些厂商却积极布局手机卫星通信技术，其实对于许多有需求的人士而言，已经有成熟的卫星电话产品可供选择。那是因为对于企业、运营商而言，这项技术或许将关乎着未来6G技术的发展。
在我国发布的《6G总体愿景与潜在关键技术》中已明确指出，6G将实现空天地一体化的全球无缝覆盖，而星地一体融合组网技术也将成为6G网络最重要的潜在技术之一。
随着通信速率的不断提升，5G目前所需要的基站数量已经是4G时代的数倍以上，同时还需要考虑空间障碍等影响，基站的建设也将更加密集。而6G相比5G将在传输速率上再进一步，如果依然使用地面基站，意味着基站数量将达到一个夸张的数字，在成本、能耗上也将是一个巨大的开支。
因此6G技术使用卫星通信，依靠不同轨道、不同种类、不同性能的通信卫星，实现手机信号全球覆盖，可以做到任何地方都有网络，再也不用担心没有信号以及网络差的问题。
当前的手机卫星通信技术方案主要有三个，第一个是采用专用卫星频段，不更改卫星终端的方式，可以用普通手机直接连接。比如铱星、全球星、天通一号、欧星舒拉亚、海事卫星为主流支持卫星电话服务的星座。
并且为了弥补普通手机发射功率不足的问题，如iPhone 14还使用了波束成形、定向天线阵列以及直观的方向指示界面，来根据提示找到卫星的方位从而与卫星进行通信。
第二种方式则是不修改手机的发射功率，而是更改卫星的信号接收灵敏度。因为世界各国的监管部门，规定了手机最大发射功率，即便排除这个因素，过高的手机发射功率所释放的电磁辐射对人体也将造成一定损伤。因此有些公司便给卫星添加了大面积的接收天线，来提升卫星的信号接收灵敏度。
目前这一方案主要由国外公司主导，如AST Spacemobile、Lynk、Starlink等。其中Starlink与美国无线运营商T-mobile已宣布达成技术合作，将在2023年为美国部分地区移动用户提供手机卫星直连服务。
第三种方案则是采用3GPP新卫星通信频段标准，需要对卫星和终端都进行改动。2022年8月联发科和罗德与施瓦茨公司合作，在低轨道卫星信道上模拟向5G基站（gNB）进行数据传输测试，已率先在实验室中实现将智能手机接入5G NTN，此次在MWC上也将看到联发科所带来的最新技术成果。
随着3GPP R17标准化工作推进、NTN卫星基础设施和卫星星座建设，这种方案或将成为未来手机卫星通信的主流，甚至进一步成为6G技术的雏形。
写在最后
对于用户而言，手机卫星通信是一个极低频的应用，并且想要长时间使用还需要付出额外的费用。但对于企业而言，手机卫星通信，不仅仅只是一个卖点，更是提前应对6G技术的预演。谁先掌握了6G，意味着谁就将主导未来通信市场的10年。
