2024：星地直连开启泛在网络新纪元
王鹏腾讯研究院资深专家
1月3日，美国太空探索技术公司使用猎鹰9号火箭，成功发射21颗“星链”卫星，其中6颗卫星具备“直连手机”功能。卫星上新增一个面积为 25m²的中频 PCS 频谱天线，补充卫星 Ku 和 Ka 频段天线，同时 配备先进的 eNodeB 调制解调器，提供天基手机漫游接入服务，由于具有星间激光链路 功能，Starlink 具备提供全球任何地区任何时段普通手机接入的能力。
而在1月11日，荣耀Magic6 系列旗舰新品，号称实现了体积最小、信号最稳、且最省电的手机卫星通信体验。
开年发生的星侧和端侧两个标志性事件，标志着2024年也许成为星地直连泛在网络全面普及的元年。
信息通信技术作为第三次科技革命的核心力量，自诞生起就以“Anytime，Anywhere，Anyone，Anything”为终极目标。如今的地球上，地面蜂窝网络已经覆盖了70%的人口，但覆盖的地表面积实际只有20%。当发生摧毁通信设施的自然灾害或身处无网络地区的人为事故时，“失联”的悲剧仍然难以避免，这也为攻克“紧急状态通信”这一难关提出了迫切需求。星地直连通信技术就是在这样的背景下发展而来，迄今已取得很大进步。
2022年底，苹果公司、华为公司相继发布了支持短报文（类似手机短信功能）应急通信服务的新款手机。2023年，华为又推出了Mate 60Pro手机，依托天通卫星实现了星地直连语音通信。这一系列技术突破和产品创新，预示着星地直连通信已步入实用化的快车道。据美国市场分析公司ABI Research预测，随着NTN（非地面网络）技术不断发展，预计到2030年，全球将有1.7亿台NTN移动终端设备，产生的收入将达163亿美元，从2022年至2030年的复合年均增长率将达76%（过去10年为22%），基于手机直连卫星的泛在网络覆盖的时代即将到来。
星地直连通信的突破主要得益于两个因素。一方面，卫星和火箭技术加速创新。可回收火箭技术日臻成熟，卫星发射成本显著降低。美国SpaceX公司的Starlink（星链系统）正在以每年上千颗的速度积极部署近地轨道。目前，Starlink 2.0 Mini卫星已经发射，相较于1.0版本，其体积扩大了4倍，重量增加了3倍，通信能力提高了4倍。未来，完整的Starlink 2.0卫星将重达1.5吨。同时，美国卫星通信公司AST Mobile已开始部署基于低轨道的64平米超大阵列天线。卫星重量的增加、天线面积的扩大、部署密度的增长，都降低了对地面设备天线大小和功率强度的需求。尽管Starlink目前仍然需要较大的地面设备，但正在向手机直接与卫星进行宽带通信的目标挺近。卫星与火箭技术突破，促使天地网络的体验越来越接近，并可实现二者之间顺滑切换，这成为普及卫星通信技术的核心动力。
另一方面，民用手机逐步实现星地网络兼容。近年来，华为公司与北斗系统开展的合作、苹果公司与美国卫星通信系统“全球星”开展的合作，都是通过在手机中集成专用卫星通信芯片，以实现宽窄带结合的直连卫星功能。眼下，星地通信仍会以窄带为主，主要通过短信和语音通信，这种方式在应急、野外、高空、远洋等场景，有着广泛应用前景。同时，我国芯片厂商已推出星地一体化通信模组。未来随着设备加速普及，该模组的价格会快速下降，趋向与传统手机通信模组持平，这将为星地网络兼容的民用手机的大规模普及，打下坚实基础。
历次通信技术变革都会带来信息通信与互联网领域的产业新机遇。星地直连、6G网络的时代，将是一个低成本泛在（含地面、海洋、空中、太空等）接入的时代，必然催生大量的软硬件需求。
其中一个重点趋势是对于宽窄带结合的即时通信和应急通信产品的新需求，由此带来对语音和视频压缩技术的新需求。这些技术在即时通讯工具、在线会议等互联网产品的普及中，曾发挥了决定性作用，在卫星通信时代也会成为爆款应用的关键。
另外一个重点趋势是泛在物联网的爆发。在各种野外生态或工程监测领域，如抗击自然灾害、动植物保护、工程建设等，窄带卫星通信与边缘计算、可再生能源等相结合，将带来应用场景上的全新可能性。比如，我国的国家电网公司已经在野外电力设备监测场景下使用窄带卫星通信技术。
必须看到，商业航天、卫星制造、通信设备等领域，均处于大国竞争前沿。比如，太空轨道、通信频谱都是有限资源，全球遵循“先到先得、先占永得”原则。这方面，尽管我国星网集团已公布上万颗卫星的发射计划，但仍然远低于Starlink等美国同行的进度。可见，发挥国家统筹力量、依托巨大市场容量、系统化扶持龙头企业、建立产业生态和技术壁垒等，都是一个国家能否在新的通信革命中取得领先的要素。
翟尤：《布局卫星互联网的价值、意义与挑战》
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