6G與衞星互聯網行業專題報告：手機直連衞星的當下與未來

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（報告出品方/作者：申萬宏源研究，劉菁菁、李國盛、韓強（金麒麟分析師））

1．引言：手機直連衞星為什麼重要

手機直連衞星（DS，Direct-to-Smartphone）商用潛力巨大，北方天空研究所 （NSR）將「手機直連衞星」描繪成「衞星通信歷史上最大的機會」，2022 年，NSR 預 測未來 10 年手機直連衞星的累計收入將會超過以提供寬帶接入為主的低軌衞星互聯網。

短期而言，手機直連衞星能夠解決應急通信等專用領域通信需求，遠期而言，手機直 連是未來 6G 時代實現泛在連接的重要方式。我們看到手機直連是衞星運營商、手機廠商 等產業環節不約而同選擇的投入方向，是產業界和學術界研究和關注的熱點。 手機直連衞星技術的特徵包括手機小型化（內置衞星天線）+寬帶數據服務，當下面 臨頻率資源受限、海量用户非均勻分佈、衞星高動態等技術問題和挑戰。以華為為代表的 定製雙模手機路線，和以SpaceX 為代表的存量手機直連路線，均已測試成功並逐步走向 商用，隨着技術問題不斷深入研究探討，后續以 3GPP 和通信產業鏈公司共同推進的非地 面網絡（NTN，Non-Terrestrial Network）也將逐步成熟，未來收斂到統一的 NTN 通信網絡將有利於天地融合增強互操作性。 手機直連衞星的願景由來已久，當前手機直連應用重要性凸顯是因為規模化商用在即。 2000 年前后就有配置外置衞星天線的衞星手機出現，但在手機形態和通信能力方面均不 成熟，當下手機直連衞星已較初期取得重大技術突破，雖仍有較多技術挑戰尚待解決，可 喜的是其商業變現已經不再遙遠，如我國的「天通一號」手機直連衞星服務已經成功推向 市場，進行規模化收費，后續 Starlink 的手機直連業務（稱之為 D2C，Direct to Cell） 也將很快推向市場。 此外，手機直連衞星貼近廣大消費者，是衞星通信應用最重要的 2C 應用場景，因此 關注度和討論度始終較高。

2．實例角度：手機直連衞星的三種方式

截至目前，國內外的衞星通信運營商、地面移動通信運營商、終端硬件廠商從多個不 同的發展途徑開展了一系列創新實踐。根據業界和學術界普遍認可的分類，手機直連衞星 技術發展路線主要有三種：定製手機直連、存量手機直連和第三代合作伙伴計劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）NTN 手機直連。

（一）基於在軌衞星的定製手機直連技術路線

該路線基於傳統移動衞星通信，需要定製化的專用手機終端（雙模終端），同時需要 衞星網絡運營商與地面移動通信手機、芯片、射頻廠商聯合，在普通智能手機中嵌入衞星 通信專用芯片或在手機芯片中嵌入衞星通信專用波形，從而為普通手機提供直連衞星服務。 專用手機終端優勢在於技術成熟、終端改造成本較低，缺點在於通信能力受限。該路 線依賴於各衞星運營商獨有的非標準化技術體制，不利於全球泛在互聯。且當前通信能力 主要限於話音和低速數據業務，暫不支持寬帶數據業務。

（二）存量手機直連衞星的技術路線

採用地面移動通信體制，通過 4G 或 5G 基站上星，衞星直接與不做任何改造的地面 手機連接。該路線用户端使用成本低，但需要高成本高性能的衞星星座和信關站提供服務。 爲了克服手機發射功率和天線增益不夠的問題，需要發射低軌衞星星座、星上搭載超大口 徑通信天線、提高衞星發射功率；該技術路線衞星與地面移動通信共用通信頻率，還需要 實現天地多波束同頻共用、優化衞星和地面網關的處理流程。

（三）基於 3GPP NTN 的手機直連衞星路線

基於 3GPP NTN 的手機直連衞星路線由 3GPP 與通信產業鏈共同主導，面向增量終 端直連衞星，終端 / 基站需升級以支持 Release 17 及之后的版本，產業支持廣泛。制式 演進方向包括：（1）Release-15 聚焦地面移動通信終端與衞星等非地面網絡直接通信， 並針對衞星信道特點適應性修改地面移動通信空口協議，支持手機直連衞星應用。（2） Release-17 引入了面向非地面網絡的 5G NR 標準，支持手機與高低軌衞星直接通信。（3） Release-18 計劃開展支持手機直連衞星的 NTN 增強技術研究，討論 NTN 覆蓋增 強、移動性增強、10 GHz 以上頻譜支持、物聯網增強、用户設備(User Equipment，UE) 位置服務等技術規範。（4）Release-19 和 Release-20 將開展支持星上處理模式的 5G NTN 和 6G NTN 技術研究。

2.1 專用終端：華為、榮耀等

基於在軌衞星的定製手機直連技術路線通常需要衞星運營商、手機制造商、芯片廠商 等多方共同合作研發，並通過共享衞星頻率、定製雙模手機實現手機直連衞星。例如，華 為的 Mate 50 系列（北斗短報文）、Mate 60 Pro（天通語音電話）和蘋果的 iPhone14 （全球星應急衞星通信）等設備均採用這一技術路線。目前我國實現手機直連主要採取該 路線，且華為等廠商在該領域佈局領先，已形成商業化收費。 根據澎湃新聞等報道，基於該種雙模終端路線的主要案例包括： （1）2022 年 9 月，華為提出「向上捅破天」，首次發佈全球首款支持北斗衞星消息 的智能手機 Mate 50。2023 年 3 月發佈 Mate X3 系列機型對「捅破天」技術進行了升 級，支持雙向衞星通信功能。該技術能夠在手機無信號（無蜂窩網絡/WLAN 網絡覆蓋） 的情況下，處於空曠無遮擋的環境時，在暢連 App 中的「北斗衞星消息」服務號內，通 過北斗衞星發送和接收消息。根據華為官網，以 Mate 60 為例，每月有發送和接收共計 30 條免費額度，月末最后一日 24 時清零。

（2）華為搭載「天通一號」衞星通信功能並實現商業化收費。根據澎湃新聞報道， 2023 年 9 月，華為公司推出 Mate 60 Pro 手機，其中嵌入了天通一號衞星基帶處理芯片 和共形內置衞星天線，實現了手機直連衞星話音和低速數據傳輸業務。

天通衞星業務使用的衞星、芯片、終端等全部由國內自主研發生產，能夠有效保障客 户的通信安全。「天通一號」能夠實現 17 個海外國家的通信覆蓋，實現在高山、海洋、 沙漠等極端惡劣環境下自由通信。同時，使用天通衞星業務撥號方便，具有手持、車載、 船載、機載等多個終端類型，支持衞星+全網通雙模終端。 除了華為，目前 OPPO、榮耀、小米等手機廠商相繼發佈了基於天通衞星的衞星通信 手機終端。

（3）根據澎湃新聞報道，2022 年 9 月，蘋果公司發佈在 iPhone 14 系列手機嵌入 衞星通信功能，支持用户在地面移動通信網絡覆蓋區域之外通過連接 Globalstar 衞星進 行應急服務。iPhone 用户可以通過這項服務，在緊急情況下發送短信給救援人員，並共 享位置、醫療急救卡和緊急聯繫人信息（如果已預先設置）。目前，這項服務已經在美國、 加拿大、法國、德國、愛爾蘭、英國、奧地利、比利時、意大利、盧森堡、荷蘭、澳大利 亞、新西蘭和葡萄牙等市場上線，預計未來會擴展到更多地區 。

（4）根據第一財經報道，2023 年初，Iridium 公司宣佈與高通公司合作開發衞星兼 容芯片，該芯片將通過 Iridium 星座在安卓（Android）手機上實現短消息收發。高通公 司將該項功能搭載在第二代驍龍 8（Snapdragon 8 Gen2）處理器上。在 2023 世界移動 通信大會（MWC 2023）上，高通公司宣佈與榮耀、OPPO、小米等公司合作，開發具備 直連衞星功能的智能手機。Iridium 公司表示將於 2024 年激活「手機直連衞星」功能。

專用終端受制於應用需求和場景，以及在軌衞星的能力有限，只能作為手機直連衞星 的一個過渡模式。首先，此技術路線依賴於各衞星運營商獨有的非標準化技術體制，不利 於全球泛在互聯。現有的在軌衞星系統大多采用專有的空口協議，這意味着不同衞星通信 系統之間難以實現互聯互通。例如，銥星系統採用 GSM 協議，Globalstar 使用擴頻技術， 海事衞星（Inmarsat）的第四代衞星採用 GMR-1 協議，天通一號採用定製化私有通信協 議。該模式下，由於在軌衞星的空口協議難以修改，所以終端側需要適配衞星，採用專用 通信協議和衞星頻段。此外，目前基於該技術路線的相應產品其通信能力還限於話音和低 速數據業務，應用場景較少。

2.2 存量終端：Starlink、AST 等

目前，存量手機直連衞星的技術路線由國外新興低軌衞星公司主導，通過與移動蜂窩 網運營商合作，共享地面蜂窩網絡頻譜資源，基於先進的衞星相控陣天線技術降低手機天 線收發的靈敏度要求，以低軌衞星轉發地面蜂窩網信號（或基站上衞星），支持存量手機 直連衞星。 存量手機直連衞星的研究重點集中在網絡側協議的優化和改造。2022 年以來，業界 逐漸關注存量 5G 手機，即基於 Release15（Rel-15）、Rel-16 版本的手機終端，直連接 入衞星系統的技術。 該技術路線中，手機基本不做改動，技術難度主要交由衞星處理。首要問題就是克服 手機發射功率和天線增益不夠的問題，把衞星天線建得大一些（超大規模相控陣，天線增 益足夠大）、衞星發射功率高一些、通信頻率低一些，代表公司為 AST SpaceMobile， 衞星與手機之間通信的天線是一個 64m2的相控陣天線，工作在 700~900MHz 的 LTE 頻 段。

（1）星鏈：已批量發射支持手機直連（DTC）衞星，商業模式已現

根據澎湃新聞和環球網報道（下同），SpaceX 公司擬推出採用地面移動通信頻率、 支持手機直連衞星業務的下一代星鏈(Starlink)星座。為支持地面手機直連衞星業務，計 劃發射的 Starlink V2 衞星將搭載面積達 25 m2 的多波束陣列天線，工作頻段為地面移動 通信頻段，上行為 1910～1915MHz，下行為 1990～1995MHz。

2023 年 12 月，FCC 批准了 SpaceX 公司利用上述頻段開展手機直連衞星技術試驗 的申請（FCC 批准了 SpaceX 在信號覆蓋不到的偏遠地區進行為期 6 個月的測試授權請求， 將涉及約 2000 台測試設備和 840 顆衞星），並於 2024 年 1 月 3 日發射首批 6 顆手機直 連衞星。2024 年 3 月，SpaceX 利用未經修改的三星手機，完成了直接跟衞星通信，數 據下載達到 17Mbps。

與星鏈展開合作的地面運營商合作伙伴主要包括：美國的 T-Mobile、加拿大的 Rogers、日本的 KDDI、澳大利亞的 Optus，新西蘭的 ONE NZ，瑞士的 SALT 以及智 利的 ENTEL。 Starlink 直連衞星業務具備潛在千億級市場空間。直連業務將成為 Starlink 重要業務 板塊，該業務相較於家庭/企業、海事、房車和航空用户的特點在於用户數巨大，單用户 付費低（預計年 ARPU 值約 200 元人民幣），預計該業務在 2035 年將形成 1411 億市場 空間。 由於 Starlink 該業務在開展初期，市場空間測算僅為粗略估算，核心假設包括：1） 支持 D2C 衞星數佔比快速提升，預計 2024 佔比 5%，到 2030 年發射的所有衞星均支持 手機直連；2）單星能力提升，單星容量呈不斷上升；3）由於用户主要在陸地區域且集中 度高，假設可銷售容量佔總容量 5%，2030 年后隨星間鏈路成熟后佔比 7%；4）假設 1Tbps 容量可對應 150w 直連用户；5）直連用户年 ARPU 值為 200 元。

（2）AST SpaceMobile

AST 公司擬建立 AST SpaceMobile 衞星網絡，為移動電話提供直接的 4G 和 5G 互 聯網接入。據騰訊網報道，2022 年 9 月，AST 公司發射了 BlueWalker 3 實驗衞星，星 上的超大相控陣天線陣列展開面積達 64 m2。 2023 年 4 月，美國電信運營商 AT&T 和 AST SpaceMobile 公司合作，使用未經修 改的標準手機，實現美國得克薩斯州和日本之間的衞星通話。2023 年 9 月，ASTS 公司 聯合電信運營商 Vodafone(沃達豐)開展了全球首個手機直連衞星的 5G 通話實驗，此次 測試實現了 14Mbps 的數據傳輸速率。此外，AST SpaceMobile 完成了首批五顆衞星的 建造，這五顆 Bluebird 衞星基於其在軌 BlueWalker 3 衞星的成功測試，在美國它將使用 Verizon 和 AT&T 的 850MHz 頻譜，與現有標準智能手機兼容，提供直連設備服務。與 BlueWalker 3 相比，Bluebird 衞星的處理帶寬計劃增加十倍。

（3）Lynk Global

根據騰訊網報道，領克全球公司(Lynk Global)計劃通過超過 5000 顆低軌衞星為地 面手機終端提供直連衞星通信服務。根據澎湃新聞和公司官網，2020 年 2 月， Lynk Global 公司使用試驗衞星向地面標準手機發送了短信，並隨后完成了基於該衞星與 地面普通手機的雙向話音通信實驗。2022 年 9 月，Lynk Global 公司獲得由美國聯邦通 信委員會頒佈的衞星到手機通信(satellite-to-phone service)商業許可（金麒麟分析師），成為全球首家獲 得此批准的公司。該授權批准突破了當前監管框架，同意衞星首次使用地面移動通信頻段。 根據 Lynk Global 公佈的專利申請，其可能使用的核心網組網方案為自建核心網方 案，即衞星運營商核心網作為拜訪地網絡，對接地面運營商核心網作為歸屬地網絡的漫遊 方式。目前公開的測試信息表明 Lync Global 採用了 LTE 體制，而規劃中會支持 2G 至 4G。由於其相關專利申請時間為 2021 年，5G 技術尚未規模商用，因此不排除 Lynk Global 未來會有支持 2G 至 5G 體制的計劃。

存量終端直連衞星存在幾個關鍵問題，仍然是走向 NTN 的過渡方案。首先，爲了降 低終端的技術要求，衞星上需要承載更多的技術難度，導致其成本高昂。其次，頻譜資源 稀缺，需要突破現有的專用頻率分配規則，准許在地面移動通信頻段部署衞星系統，由此 需要考慮頻率共享引起的干擾規避問題。此外，終端天線的增益較低，手機內置天線難以 增大發射功率，且上行速率不足。最后，系統容量較低，由於網絡時序複雜度高和用户規 模的限制，衞星的容量雖然與地面單基站相近，但衞星的數量遠不如地面基站，導致整體 系統容量不足。

2.3 NTN 終端：遠期目標

5G NTN 是 3GPP 國際標準組織主導，由全球移動通信設備商、運營商、芯片商、 終端廠商、衞星運營商等共同參與制定的非地面網技術體制。3GPP 從 Rel-15 開始定義 NTN，衞星網絡是其中重要的場景；2022 年 7 月，3GPP 宣佈 5G Rel-17 標準凍結。5G Rel-17 將網絡覆蓋場景從地面拓展到了非地面（NTN），在頻率方面，3GPP Rel-17 為5G NTN 引入了兩個專用頻段：L 波段的 n255 和 S 波段的 n256，以便於全球業務的開 展；Rel-18 持續定義及優化了以衞星通信網絡為主的 NTN 通信的體制協議。

在 NTN 測試驗證方面，國內外產業鏈各方積極參與，尤其以運營商為代表，已經進 行較多測試驗證並取得里程碑式進展。據運營商官網和環球網、集微網等媒體報道，近年 與 NTN 相關的測試及進展主要有： 2022 年 7 月，愛立信公司稱，將攜手法國泰雷茲公司和美國高通公司，共同開展基 於 5G NTN 技術的手機直連衞星通信技術測試和驗證。 2022 年 8 月，聯發科宣佈，通過自研的具備 3GPP 5G NTN 衞星網絡功能的移動通 信芯片，以及信道模擬器和測試基站，其實驗室模擬完成了全球首次 5G NTN 衞星手機連 接，驗證了手機直連衞星通信的可能性。 2022 年 8 月，中國移動聯合中興通訊及其他合作伙伴，共同宣佈了世界首個由運營 商推出的 5G NTN 技術的現場驗證成果，該試驗遵循 3GPP Rel-17 NTN 標準，利用高軌 道衞星的透明轉發方式構建網絡架構，成功進行了文本短信和語音通話等業務的測試，證 實了遵守 3GPP NTN 標準的手機直連衞星技術的可行性。 2023 年 1 月，在 2023 國際消費類電子產品展覽會(CES 2023)上，聯發科與 Bullitt 合 作 推 出 了 採 用 3GPP NTN 技 術 的 商 用 智 能 手 機 摩 託 羅 拉 defy 2 ， 採 用 MediaTek MT6825 3GPP NTN 芯片組，支持 Bullitt 衞星通信服務，可為全球用户提 供雙向衞星通信信息傳輸、位置共享和緊急 SOS 呼救等功能。 2023 年 1 月，中國電信衞星公司與中興通訊、紫光展鋭等近日共同完成全球首次 S 頻段 5G NTN 技術外場上星實測驗證，驗證使用我國自主研製建設的天通一號衞星移動通 信系統。

2023 年 8 月，美國衞星運營商 EchoStar 與美國電信運營商 Dish network 合併，計 劃建設一個包含 28 顆低軌衞星的星座，為用户提供無縫的星地融合移動通信服務。 2023 年 9 月，中國移動攜手中興通訊、是德科技共同完成國內首次運營商 NR-NTN 低軌衞星實驗室模擬驗證，支持手機衞星寬帶業務。本次測試驗證採用 3GPP R17 NRNTN 國際標準，成功驗證了 NR-NTN 透明轉發和星上再生兩種基本組網模式下的手機直 連低軌衞星的技術可行性，實現了端到端全鏈路貫通及數據傳輸驗證。 2023 年 9 月，中國電信浙江公司、中國電信衞星公司、中國電信研究院聯合中興通 訊、鵬鵠物宇在浙江舟山完成了業界首個海域場景的 5G NTN（非地面網絡）測試。 2023 年 12 月，中國移動研究院聯合產業共同研製成功基於 3GPP R17 NR NTN （非地面網絡）標準的星載基站，並完成地面通信測試與空間環境適應性測試。地面通信 測試模擬 550Km 軌道高度衞星運行軌跡，與星移聯信、唯亞威、是德科技、坤恆順維共 同搭建了從模擬終端、信道模擬器、星載基站到模擬核心網的端到端鏈路，仿真了低軌衞 星通信過程中面臨的高動態、大時延、強衰減的傳輸環境。實測星上再生模式下在 20MHz 帶寬時用户下載速率可達 15 Mbps（1.875 MB/s），上傳速率可達 822 Kbps （102.75 KB / s），最大環回時延為 9.2ms，性能基本符合預期，且后續將進一步優化， 並進行在軌驗證，可為大眾手機及行業終端提供雙向寬帶業務。

目前 NTN 的技術和架構正處在初步研究階段，NTN 標準集全球通信領域行業公司、 專家的智慧，將經過長期論證和實驗制定，一旦發佈將會成為合理可行方案，但目前NTN 網絡部署、衞星節點建設、與 5G NR 整合等方面均存在障礙，從標準的研究制定， 到系統的建設、手機終端的研製，預計行業周期長。因此，由於服務需求不同、商業驅動 不同，未來幾年內，手機直連衞星的 3 種實現方式將會共存，但長期來看，大概率會走向 基於 NTN 標準的技術路線。無論未來手機直連衞星朝哪個方向發展，星地頻率共用、星 載高增益天線、星載高性能基站、手機終端高增益天線等都是需要解決的關鍵技術。

3．技術角度：挑戰和容量推算

我們從基礎的天線增益入手，從原理上簡要分析影響星地通信的核心因素。天線增益 是指在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產生的場強 的平方之比，即功率之比，它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。天線增益 的單位是 dB，每增加 3dB 就表示輻射能力翻倍（例：如有兩個天線 A 和 B 的增益是 6dB 和 9dB，則 B 天線在某方向上的輻射能力是 A 天線的兩倍） 天線增益是影響衞星信號傳輸的重要指標，也是設計天地鏈路時的重要參數，相同的 條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠。天線增益的提高有助於增加無線通信系統的傳 輸距離和可靠性，但也會增加天線的複雜性和成本。 天線在不同方向上的增益表現，通過天線增益模式（或方向圖）來表示，方向圖主瓣 越窄，副瓣越小，增益越高。

根據天線增益公式，天線口徑面積越大，增益越大；工作波長越短（頻率越高），增 益越大（同時傳輸損耗也越大）。

通信距離方程是衞星通信線路中上行或下行接收信號功率的基本表達式，代表通信線 路的極限性能，決定極限通信距離。 在衞星天線鏈路計算中，往往針對地球站天線尺寸、發射功放，佔用的衞星功率及鏈 路可用度進行優化設計。

手機直連衞星能力評估——仿真和測試結果

據新浪科技，2023 年 3 月 22 日-24 日，由國家 6G 技術研發推進工作組和總體專家 組指導，由未來移動通信論壇、紫金山實驗室主辦的 2023 全球 6G 技術大會以「6G 融通 世界，攜手共創未來」為主題在南京召開。在「天地融合智能組網技術」分論壇上，華為 6G 首席科學家王俊發表「星地融合的技術展望」的主題演講，分享華為在衞星直連手機 方面的觀點和看法。 衞星組網數量對星座容量密度有影響，影響程度接近線性。隨組網持續進行，衞星數 量持續增加，星座網絡對地面用户服務能力也將快速提升，可以用容量密度（Kbps/km²） 來評價其服務能力。 根據華為的測算，假設星座在 1100 公里軌道高度，衞星是 32 波束，每波束發射功 率 100W，終端天線-6dB，則星座服務能力可分為三個階段： 第一階段：非連續業務（覆蓋、調度），衞星數量大致在 450 顆以下，容量密度小於 3 Kbps/km²。 第二階段：支持少量用户的連續覆蓋，衞星數量大致在 450-1200 顆，容量密度小於 10 Kbps/km²。此時支持少量 IoT 或 VoIP 用户均已可行。 第三階段：容量密度提升，衞星數量繼續提升，容量密度隨之線性提升。

針對衞星直連手機，頻率和天線尺寸對容量密度有顯著影響。 假設星座規模為 7500 顆衞星，高度 500 公里，覆蓋南北緯 58 度的區域，衞星是 32 波束，每波束發射功率 100W。

通過仿真實驗，在這樣的能量密度下，無論是 VoIP，還是 IoT，能夠支持低速度連接， 證明了衞星直連手機是可能的。 此時頻率和衞星天線尺寸對容量密度均有顯著影響：1）同樣天線尺寸，頻率上升， 對應容量密度下降（在 10GHz 以內頻率範圍性能降低不明顯）；2）同樣頻率，天線面積 增加，對應容量密度顯著提升。

綜上，提升手機直連能力的總體方向包括增加衞星組網數量、提升天線尺寸提高增益， 控制工作頻率，實際業務中還存在多普勒頻移、串擾、設備小型化、低成本等種種問題需 要綜合考慮。 我們區分高軌衞星和低軌衞星兩種手機直連衞星架構分別討論，從空口側、衞星側、 網絡側、終端側分別分析如何提升系統能力。

整體而言，基於 GSO（同步軌道衞星）的手機直連技術相對成熟，但難以滿足寬帶 業務，基於 NGSO（非同步軌道衞星，主要是低軌衞星）的手機直連技術相對而言存在更 多挑戰，解決相關技術挑戰將為未來手機直連衞星打開廣闊應用前景。我們梳理基於 NGSO 面臨的技術挑戰和解決方案如下：

（一）空口側：頻譜分配是基礎，能力提升關鍵是算法設計

基於 LEO 低軌衞星的手機直連衞星有采用傳統移動衞星服務頻段，也有采用地面運 營商頻段，一方面需要考慮避免對頻段內原用户的干擾，另一方面需要國際電信聯盟進行 協調分配。改進方式主要在算法層面，如針對星地信道特性複雜、傳輸誤碼率高的問題， 可以採用自動重傳請求（ARQ）、前向糾錯（FEC）等技術，提升傳輸可靠性。

（二）衞星側：星載需要超大陣面天線

對 GSO 衞星而言，星地超大鏈路損耗是固定的，應用場景有限（通信速率為 kbit/s 級別），目前天線設計能力成熟。 對能夠實現寬帶通信業務的 NGSO 衞星，必須極大幅度提高衞星載荷的發射和接收 能力，要求星載部署超大陣面天線，並提高波束數量，挑戰包括：1）天線尺寸增大帶來 功耗和重量劇增、高收納比摺疊、高精度展開的問題；2）為實現全域覆蓋，超大規模陣 列的模擬波束網絡複雜，多波束網絡複雜度急劇增加。 針對以上問題，解決方案包括：1）對星載超大陣面天線採用數字波束成形，實現分 布式波束成形；2）將 5G 基站部分部署到衞星上，尤其是將實時性要求高的業務部署在 衞星載荷上，如分佈式單元 DU，其他如集中式單元 CU、大規模有源天線單元 AAU 部署 在地面。 天線設計中需要解決電性能指標與結構要求之間的矛盾。星載超大陣面多波束天線設 計方法目前國際上有兩條技術路線，一是 Starlink V2 採用的獨立陣列天線方案，二是 AST BlueWalker 3 採用的太陽翼與陣列天線一體的方案。

（三）終端側：不涉及重大技術調整

主要面臨終端小型化和鏈路預算不足（每顆衞星所能提供的單用户吞吐量有限）的挑 戰，但採用超大星載天線后，不存在重大技術挑戰。

（四）網絡側：需協同地面和衞星運營商進行業務適配

地面電信運營商與衞星運營商之間在網絡結構、標準體質等方面存在設計上的差異， 需要通過業務漫遊等方式進行適配。 此外，NGSO 衞星網絡拓撲變化快，波束覆蓋面積有限，對衞星幀結構、星內/星間 波束切換等提出挑戰。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

（轉自：未來智庫）