近期，苹果和华为都宣布在新机上搭载卫星通信技术，那大家都抢着用的卫星通信到底是啥？有什么用？在未来的发展趋势是什么呢？

▍什么是卫星通信技术？

卫星通信是指直接通过天上的卫星来进行短消息、语音、图像的传输，常被用于地质勘探、远洋运输、 森林巡护等特色领域和人群。

卫星通信有三大特点：一是电波覆盖面积大，通信距离远，可实现多址通信；二是传输频带宽，通信容量大，可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路；三是通信稳定性好、质量高。传输损耗小，电波传播稳定，不受通信两点间的各种自然环境和人为因素的影响，即便是在发生磁爆或核爆的情况下，也能维持正常通信。

总结来说卫星通信技术就是确保你在特殊环境、意外情况下，能发出求救信号。

▍手机上搭载卫星通信技术的必要性

但是，目前的卫星手机通信效率比较低且价格非常昂贵，一部高达上万元。而且均要求天线的功率大、方向性和抗干扰性强。所以常见的卫星电话基本都配备有一根很长的天线，且一般只能在户外场景使用，如下图。

所以如果不是特殊要求，一般人确实很少考虑购买卫星手机。但是基站信号并不是全面覆盖的，万一在远游、爬山、自驾游中遇到意外，荒郊野岭的手机还没有信号，那卫星通信将是救命的技术。

可以用不到，但不能没有。

于是，考虑到以上可能性，卫星通信技术必须植入到我们日常使用的手机中，让每个人在意外情况中都可以及时求助。

而我们普通用户对卫星通信技术还是有要求的。首先，不能有超大的天线，不日常；其次，价格不能昂贵。于是在手机中搭载卫星通信逐渐成为了手机厂商的热门方向。

▍卫星通信技术目前的应用情况

华为已发布的mate50是和北斗合作的，属于高轨卫星通信技术。而苹果据说会和globalstar合作推出低轨卫星通信技术，马斯克一直在研究的星链也属于低轨卫星。

那高轨、低轨到底指什么？

如上图，高轨低轨就是指卫星与地面的距离，各有优缺点。

高轨道卫星覆盖面积大，但距离远，通信困难，速率比较慢。这种低速率通信，只能勉强满足定位导航等需求。所以华为和北斗合作的mate50只能满足单向的短报文发送。也就是说，在没有信号的情况下，只能通过短信（且字数有限）求救，高轨卫星把短信发送出去并精准定位你的位置，但你收不到短信和其他任何的信息。

那低轨卫星的功能就多了，可以实现双向的通讯，你能发出去短信也能接收短信，甚至可以打电话。但低轨卫星覆盖面积小，需要大量铺设，马斯克的Space-X就在尝试如何大大降低卫星发射成本，所以低轨卫星或许会成为未来大趋势。

低轨道卫星系统

目前各大厂商的低轨卫星通信技术的计划与进展如图：

可以看到各大资本都在抢夺这一资源，“内卷”之下，低轨卫星技术的普及将指日可待。

说起来容易做起来难，如何把卫星手机的大天线隐藏起来，是一个大挑战。没有了外接天线，“突破天”的通信需要依靠芯片基带。也就是说，手机上搭载卫星通信息的技术目前为止还不成熟。与此同时，为解决高轨、低轨卫星短板的NTN技术华丽登场了。

▍NTN技术是什么？

NTN是non-terrestrial network非地面网络的缩写，是3GPP在R17阶段制定的基于新空口技术的终端与卫星直接通信技术。

针对卫星通信场景距离远、移动快、覆盖广带来的多普勒频偏大、信号衰减大和传播时延大等问题，NTN进行了空口增强协议设计，引入了调度时序管理、HARQ功能编排、上行传输时延补偿、空地快速切换等先进技术，已具备基本卫星通信能力。

NTN是手机直连卫星的技术方向之一。利用卫星通信网络与地面5G网络的融合，可以不受地形地貌的限制提供无处不在的覆盖能力，连通空、天、地、海多维空间，形成一体化的泛在接入网。

总结来说，NTN技术有低轨卫星的通信能力，同时也拥有高轨卫星的覆盖能力。不仅覆盖范围广，也具备双向通信的能力，甚至还可以低速上网，除了短信电话求助，还可以在网上进行范围更大的求助。

▍中兴：全球首发 5G NTN手机直连卫星技术验证成功

2022年8月26日下午，中国移动研究院携手中兴通讯等产业伙伴共同发布全球首个运营商5G NTN技术外场验证，包含四个外场：核心网机房、NTN基站、信关站天线、NTN终端，并在发布会现场进行了连线和现场演示。

本次全球首个运营商5G NTN外场验证，实测性能符合预期，支持短消息、语音对讲等业务，从架构、协议、设备等方面全面验证了手机直连卫星技术落地能力！

本次试点从架构方面验证了高轨卫星透明转发的NTN组网可行性，从协议方面验证了NTN解决长时延、广覆盖等问题的可行性，从设备方面验证了通信设备增加手机直连卫星模式的能力，是NTN技术“从0到1”的突破。

5G NTN技术外场验证首次实现了高轨同步卫星与地面终端直连，完成了业务端到端贯通，后续将在北京、云南等省继续开展面向个人应急、物联采集等实际业务的专项试点。面向未来，将进一步基于中轨和低轨卫星进行5G NTN技术更全面的基础业务验证和性能评估，为手机直连卫星打下坚实的理论和技术基础。

那中兴实现了NTN技术意味着什么呢？

▍5G NTN的巨大应用价值

全球目前尚有80%以上的陆地区域和95%以上的海洋区域没有地面网络覆盖。5G NTN技术可实现手机通过卫星直接连接到蜂窝宽带网络，从而构建连接泛在、场景丰富、产业链高度融合、建设运维成本低的天地融合网络。

利用NTN网络的强大覆盖能力，理论上可以构建全时空的基于手机直连的公众应急通信网，提供无处不在的通信网络服务，偏远地区、海洋、民航等全域实现泛在连接，提供短信、语音、上网、公众应急通信、广域物联网等全场景服务。

同时，通过5G通信和卫星通信两大产业链的深度融合，让接入卫星的物联终端形态向低成本、小型化、低功耗等易用性方向发展，让智能手机具备直连卫星能力，形成规模效应，推动卫星连接价格下降。

另外，面向运营商，提供低成本的广覆盖方案，在用户稀疏的偏远地区、海面等区域无需建设和维护蜂窝基站，可显著降低基站数量并进行集中部署，进而降低运营商的网络建设和运维成本。

从用户、客户、运营商等多个角度考虑，5G NTN技术都是未来趋势，是卫星通信技术的终极形态。