智能手機邁入衛星通信時代 陸產廠商步伐「遙遙領先」

集微網報導，衛星通信技術近年來得到廣泛關注，尤其是在智能手機領域，當前主要的作用是通過衛星發送SOS緊急聯絡，如在探險旅行中保持與外界的聯系，或在災難發生時快速獲得援助。除了緊急情況下的通訊功能，這項技術還為用戶提供了更廣泛的服務和便利。通過衛星通信，智能手機可以在偏遠地區或缺乏傳統通信基礎設施的地方實現全球覆蓋的通信能力，如在海洋、沙漠、高山等極端環境中進行通信。

據機搆預測，支持衛星通信的智能手機將在2024年至2025年間獲得巨大的吸引力，該功能可能會擴展到高端機型之外。我們迎來智能手機衛星通信連接的時代，而陸產廠商的步伐「遙遙領先」。

手機衛星通信之門開啓

衛星通信是指地球上（包括地面和低層大氣中）的無線電通信站間利用衛星作為中繼而進行的通信。衛星通信不同於運營商蜂窩網絡通信，它不需要地面基站，可直接利用衛星作為中繼接收和轉發信號，並將無線電信號放大，實現手機、衛星、地面站之間的通信。智能手機終端設備可以直接連接太空中的衛星，從而實現短消息或者語音通話等功能。

我們日常生活中使用的新型智能手機衛星通信最早出現在2022年。此前有傳言稱蘋果將在9月活動中發佈搭載衛星通信功能的iPhone 14系列智能手機，而實際上，在9月6日華為Mate 50系列手機提前一步發佈，宣佈搭載北斗衛星消息功能。

據華為介紹，華為Mate 50系列是首款支持北斗衛星消息的華為手機，無地面網絡信號時，仍能通過暢連發送文字和位置信息。多條位置可生成軌跡地圖，可突破地面網絡限製。需要注意的是，華為Mate 50僅支持發送北斗衛星消息，不支持接收。

2022年9月8日淩晨發佈的iPhone 14系列搭載了衛星連接功能，後續該功能擴展到iPhone 15系列機型上，用戶可以將iPhone連接到衛星，從而給緊急服務發送短信，請求道路救援，並與朋友和家人共享自己的位置——特別是當用戶在沒有蜂窩網絡和無線區域網信號的偏遠地區時，可以使用該功能。不過需要注意的是，中國的iPhone機型仍不支持衛星通信功能。

中國衛星通信產業仍處於在軌試驗階段

根據中國衛星導航定位協會提供的數據，2022年中國衛星導航產業總產值為5000億元，較2021年增長6.76%。其中，2022年北斗導航終端設備銷量約3.76億台，其中2.64億台為智能手機，汽車超過1200萬輛。

然而，談到衛星通信，觀察人士指出，中國的衛星通信產業仍處於在軌試驗階段，類似SpaceX星鏈的完整星座尚未形成。遙感衛星歷來主導著中國的航天計劃：中航證券數據顯示，截至2022年4月30日，中國在軌運行的541顆衛星中，遙感衛星（296顆）佔55%，通信衛星佔12%（67顆），9%用於導航（49顆）。同期，得益於SpaceX，美國在軌運行的3449顆衛星中，78%用於通信（2692顆），15%用於遙感（510顆），1%用於導航（34顆）。

衛星互聯網建設已經上升為國家戰略性工程。隨著多家中國公司規劃衛星互聯網星座，尤其是「國網」（GW）系統計劃建設的低軌道星座（預計發射12922顆衛星）以及上海航天技術研究院計劃建設的「G60」巨型星座（計劃2026年～2027年之間發射約12000顆互聯網衛星），該比例預計將很快發生變化。中航證券預計，2021年～2025年，中國整體衛星通信產業復合年均增長率為15%～20%，衛星通信設備和衛星通信服務市場規模分別達到110億元、140億元。

應用與芯片創新助力中國衛星通信產業迎頭趕上

2023年8月底，突襲上市的華為Mate 60 Pro在衛星通信領域再次突破，成為全球首款支持衛星通話的大眾智能手機，即使在沒有地面網絡信號的情況下，也可以撥打、接聽衛星電話。這進一步甩開了與蘋果iPhone的距離。

隨著應用場景的不斷增多，特別是在移動和汽車領域，中國衛星通信產業預計將迎來高速增長期。進入2024年，OPPO於1月初公佈了具有直連衛星通信能力的Find X7 Ultra衛星通信版，可實現聽筒/免提雙模衛星通話，支持撥打衛星電話、發送衛星信息等。而小米預計將在2024年第一季度發佈首款具有雙向衛星通信連接能力的小米14 Ultra。

汽車製造商吉利計劃建設一個由240顆衛星組成的星座，稱為「吉利未來出行星座」，是吉利旗下時空道宇建設的全球首個商用通信導航遙感一體星座。據悉，到2025年，第一階段將有72顆衛星發射到近地軌道（LEO），實現全球實時數據通信服務。該星座將由通信系統、遙感和通信衛星組成。除了為吉利的自動駕駛項目服務外，該星座還針對物流、地圖、無人機導航和其他應用。

在此過程中，進一步降低成本和擴大生產規模將是中國衛星通信行業需克服的主要挑戰。近日，工信部等七部門聯合印發《關於推動未來產業創新發展的實施意見》，其中提出，前瞻佈侷6G、衛星互聯網、手機直連衛星等關鍵技術研究。例如，到2025年，上海的目標是形成年產50發商業火箭、600顆商業衛星的批量化製造能力。上海表示，到2025年，以商業航天跨越式發展為牽引，圍繞衛星製造、運載發射、地面系統設備、空間信息應用和服務等環節，加強衛星通信、導航、遙感一體化發展，推動空天地信息網絡一體化融合。

一位華為內部人士稱，在衛星通信行業發展過程中，天線和集成電路技術的突破是先決條件。而除了人工智能和汽車芯片，衛星產業似乎將成為中國芯片自主努力的另一個前沿。

機搆還揭示了中國衛星行業追趕的潛在方式：通過衛星相關應用和服務的創新，進而促進其自身的技術發展——這是中國在其他領域經常採取的戰略。

國產手機廠商迎接挑戰，紛紛涉足衛星通信

華為、OPPO、榮耀、小米等中國品牌紛紛推出或即將推出衛星通信智能手機，標志著中國在天線小型化方向邁出重要一步。

在智能手機端，該服務是通過芯片和天線完成的。如果不採用更大的天線，那麽通信衛星將需要具有更高的吞吐量。就SpaceX而言，這是通過配備大型陣列天線的新衛星來實現的。然而，為了廣泛支持普通智能手機，必須考慮鏈路預算。

據介紹，華為研發將手機天線分佈於主板四周，並通過增加天線數量、調整天線在空間中的佈局來優化信號接收和發送能力。中國電信則在網絡側進行優化，降低對手機側天線要求，如降低語音傳輸速率、提高網絡容量。雙方還合作攻關最終實現了如今的手機外觀設計。

天線性能不可避免地取決於芯片設計。今年1月11日，榮耀發佈Magic6系列智能手機時，還宣傳了Magic6系列的自研射頻芯片HONOR C1+。榮耀稱該芯片在天線性能上取得突破，發射增益提升41%，接收增益提升51%。

具體來說，榮耀Magic6 Pro手機射頻芯片據稱總面積減少40%。榮耀CEO趙明沒有使用目前可用的解決方案，而是聲稱，由於採用優化算法，公司內部的解決方案可以以更快的速度、更低的功耗接收衛星信號。現場縯示似乎表明榮耀Magic6 Pro花費21秒連接到衛星，而華為Mate60 Pro花了34秒。

榮耀旗艦手機產品經理李坤將芯片面積的縮小歸因於榮耀採用純數字載波跟蹤方案，大幅調整芯片軟件架搆，重搆芯片軟件接口，同時大幅簡化硬件方案。他還將天線性能的增強歸功於手機內置的黃金天線，性能接近專業衛星電話圓極化效果，搜星注冊速度比友商快5～10秒。

趙明將這一改進歸功於通信系統的徹底重新設計，特別是應用處理器和基帶芯片的分離，但他補充說，還有很大的改進空間。

由於衛星信號是圓極化的，因此通常需要極長天線，而且考慮到衛星距離較遠，它們的尺寸通常很大。相比之下，手機信號是線極化的。因此，為了使手機與衛星連接，一個關鍵挑戰是使用線極化天線接收圓極化的衛星信號。榮耀表示，團隊實現內置衛星天線，尅服外觀限製，在已集成4G/5G/WIFI/藍牙等多頻段信號天線的基礎上，採用線極化設計和鍍金工藝，性能提升11%，實現了更小體積，性能上與專業衛星電話接近的效果。

在衛星通話中，功耗是另一個挑戰：衛星通信通常意味著幾瓦的功耗，而移動通信的功耗則在數百毫瓦的範圍內。因此，將衛星通信功能整合到手機中需要顯著提高信號傳輸功率，散熱也是需要考慮的一個要點。

手機衛星通信大規模普及仍待時日

除了蘋果iPhone和華為領頭的中國廠商進軍衛星通信領域外，全球智能手機巨頭三星電子仍未邁入這一領域。

三星電子曾在2023年暗示，其2024年的新機型將支持衛星通信服務，這意味著各大品牌都將進軍智能手機衛星通信領域。然而，當三星Galaxy S24系列在2024年正式發佈時，最初預期的衛星通信功能並沒有出現。相反，人工智能（AI）成為焦點，標志著移動通信市場AI智能手機之戰的開始。

為什麽三星等其他廠商猶豫不決，還沒有配置衛星通信功能呢？原因有如下幾個。

生態系統和功能尚未完善。最初有消息稱，三星打算在Galaxy S24系列中搭載的衛星通信功能將使用L頻段向衛星發送信號，以提供緊急信號傳輸服務。然而，實際上，這種衛星通信的實用性和功能性仍不清楚。

看看蘋果iPhone上的衛星通信功能，目前僅支持基本通信，包括位置信息和短信文本。至於華為，其新款Mate 60 Pro中的衛星通信功能確實支持更先進的衛星通話語音通信功能。然而，它連接的是中國電信自有的天通衛星系統（高度3.6萬公裡），與低地球軌道（LEO）衛星（高度500~2000公裡）相比，該系統的帶寬較小，導致實際應用和使用場景仍然有限。

在缺乏完整生態系統的情況下，大多數消費者不太可能僅僅因為衛星通信功能的加入而提高購買意願。此外，智能手機上的衛星通信涉及訂閲費用。除非有特定需求，否則消費者不太可能為訂閲花費額外的預算。

事實上，智能手機衛星通信的商業模式仍在探索中。盡管蘋果預計將在推出兩年後開始對其衛星通信服務收費，但蘋果的生態系統和服務平台的規模並不是其他智能手機品牌可以輕易仿效的。未來，可能需要與電信服務提供商合作來開發可行的商業模式。目前，該行業僅處於硬件開發的早期階段。

智能手機端衛星連接的發展緩慢。與衛星端方面相比，這一點尤其明顯，SpaceX已成功將第一批6顆可直接連接智能手機的LEO衛星送入軌道，並正在與各國電信服務提供商合作進行測試。

在智能手機端方面，雖然榮耀、OPPO等智能手機廠商紛紛效倣蘋果、華為的腳步推出支持衛星通信的新機型，但蘋果與Globalstar合作，而中國品牌則背靠天通衛星系統。至於三星等其他廠商，我們還沒有看到類似的合作夥伴。

衛星連接的智能手機端此前曾寄希望於高通等芯片設計商身上，希望芯片端與衛星通信趨勢的連接帶動智能手機衛星通信生態系統的整體發展。在MWC 2023上，高通與小米、OPPO、摩托羅拉、一加、榮耀等主要智能手機品牌合作，宣佈將衛星通信功能集成到智能手機中。盡管如此，該項目還沒有取得新的進展。

高通於2023年初宣佈與衛星運營商Iridium建立合作夥伴關系，但該合作關系於2023年12月結束，標志著智能手機衛星連接出現「小步」倒退。消息人士稱，雖然相關硬件技術已經研發成功，但智能手機品牌尚未將該技術應用到其最終用戶設備上。

盡管如此，部分地區的三星Galaxy S24系列中使用的Exynos 2400芯片支持3GPP Release 17標準以及非地面網絡（NTN）通信。也就是說，三星在硬件方面已經做好支持衛星通信的準備，但還需要等待合適的時機。

總結

衛星通信應用前景廣闊，正逐步成為高端智能手機新標配，在不久的將來還將逐步擴展到衆多中端手機、平板電腦等設備上，甚至是汽車電子，有望形成萬億元級別市場，這將激發運營商、零部件廠商、設備商等整個產業鏈的創新動力，從而推動整個行業的進步。

不過，智能手機衛星通信要實現硬件、應用和生態的繁榮發展，還需尅服一系列挑戰，需要政府、企業、科研機搆等各方應共同努力，推動衛星通信技術不斷進步，為用戶提供更加便捷、安全、高效的通信服務。