通信世界网消息（CWW）华为Mate60的“手机直连卫星”功能实现了消费终端与卫星之间的语音通信；埃隆·马斯克的Starlink（星链）低轨道星座规模运营并实现盈利，在宽带卫星互联网领域遥遥领先基础上，启动了“手机直连卫星”的商业计划。目前，商业航天、低空经济作为新质生产力的代表，成为数字经济下一阶段发展的战略方向。
移动运营商是移动互联网的基础运营企业，卫星运营商承担着低轨道卫星星座的建设和运营重任，二者均都开展了基于“手机直连卫星”的相关研究。在即将到来的6G时代，实现“手机直连卫星”已成为业界共识，那么移动运营商与卫星运营商在此背景下的关系和定位将发生哪些变化？
国内外“手机直连卫星”发展现状
卫星通信是欧美相对具有优势的领域，Starlink成功发射了6000余颗低轨道卫星，实现超过200万用户的规模运营，并在2023年实现了单季运营现金流为正，这让商业航天、卫星互联网成为各国争相角逐的焦点，开启了各国低轨道星座“保频占轨”的“跑马圈地”运动。
AST、Lynk（美国卫星电信公司）、Starlink等三家卫星企业均于2023年开始尝试“手机直连卫星”。2023年4月25日，AST打通了全球首个“卫星直连蜂窝手机”语音通话；2023年6月2日，Lynk 宣布打通天基语音电话；Starlink联合6家地面移动运营商推出全新Direct to Cell（直连手机）业务，规划了2016颗卫星，计划于2025年完成“手机直连卫星”的商业部署。
华为在2023年推出的Mate60手机实现了消费终端与天通卫星终端的集成，将“手机直连卫星”功能集成到普通的智能消费终端中。与欧美“手机直连卫星”面向普通的4G手机不同，我国目前采用的4G/5G手机与卫星终端高度集成的方式，属于双模终端模式，二者在实现方式上有很大的区别。本文所述的“手机直连卫星”更多的是指欧美那种“蜂窝手机直连卫星”模式，而非双模终端模式，国内三大移动运营商都在积极开展基于3GPP NTN（非地面网络）的“蜂窝手机直连卫星”的相关研究。
随着6G空天地一体化愿景的逐步清晰，3GPP在“手机直连卫星”协议标准化方面进展迅速，2022年R17首次引入NTN，“手机直连卫星”演进路线和标准逐步清晰。我国在低轨道卫星星座建设上，重点开展基于NTN技术的“手机直连卫星”的研究和规划。在去年召开的WRC-23（世界无线电通信大会）上，ITU（国际电信联盟）明确提出了“手机直连卫星”的频率规划，并启动了在600MHz—2.7GHz频率范围开展“手机直连卫星”的相关技术研究。3GPP NTN标准演进如图1所示。
图1 3GPP NTN标准演进
非地面网络与地面网的对比
NTN网络通过500千米轨道高度的卫星提供空口服务，其覆盖范围与容量相比于地面网有很大的差别。
覆盖对比
NTN网络基于低轨道星座，可以比较容易地实现全球室外覆盖；对于室内区域，NTN网络无法覆盖。
TN（地面）网络基于陆地基站建设，其建设难度非常大，在全球移动网络的中国，也只能做到99%的人口覆盖，陆地覆盖面积不足40%；室内覆盖通过室外蜂窝或室分系统可以达到良好的效果。
容量对比
假设未来卫星天线可以达到近千平方米，单星波束可以达到300个，每颗卫星单波束至少覆盖2000平方千米，就算拿出百兆赫兹频率用于直连卫星，考虑频谱利用效率，每平方千米极限容量不会超过150K bit/s（数据来源于极限仿真）；而地面移动网络每平方千米容量可高达10T bit/s量级，两者根本不在一个层级。
从以上分析可以看出NTN网络与TN网络不存在相互替代关系，TN网络从1G发展到5G一直无法破解广覆盖问题，而NTN网络能有效解决该难题；NTN无法满足统一容量需求，网络的高容量覆盖仍需要TN网络，NTN与TN网络是完全补充关系，NTN网络只适用于广覆盖场景，但凡有容量需求区域TN网络才是最优选择。
低轨道卫星运营商与移动运营商的关系和定位
一方面是低轨道卫星运营商正在积极开展低轨道星座建设，首当其冲的影响是传统卫星运营商，随着低轨道卫星星座的搭建，传统卫星运营商的to B、to H、to G市场被抢占。数据显示，埃隆·马斯克现有200万多用户，大部分来自其他传统卫星市场，毕竟Starlink拥有更完善的覆盖、更优的性能和更高性价比的服务，形成了对传统卫星运营商的碾压。其次低轨道卫星运营商也在积极与地面移动运营商开展“手机直连卫星”的合作，通过移动运营商开展to C业务；另一方面移动运营商在5G时代，其业务从单纯to C、to H，逐步向to B、to G发展，在网络强国、数字中国中建设，移动运营商承担了基础网络建设的职责。在6G发展演进过程中，空天地一体化无线泛在成为6G的核心愿景之一，移动运营商也在积极开展NTN标准化、技术、网络、应用相关研究。卫星运营商与移动运营商业务关系如图2所示。
图2 卫星运营商与地面运营商业务关系
Starlink与T-mobile在“手机直连卫星”业务方面积极开展合作，Starlink承担空中星座建设任务，采用T-mobile的2×5MHz频率资源，为T-mobile用户提供“手机直连卫星”服务。在双方的合作中，Starlink承担了“空中铁塔”的职能，用户则以T-mobile的用户为主，试验推广阶段采用免费方式，未来或许会采用功能收费模式，由T-mobile向用户收费，再与Starlink进行收入分成。
国内的“手机直连卫星”尚处于规划和资源整合阶段，低轨道卫星运营商和移动运营商在两条路径上进行研究规划，一方面低轨道卫星运营商积极申请Sub-6频率用于“手机直连卫星”的发展，另一方面随着2G、3G网络清频退网，移动运营商也在对部分频率资源进行重耕，重点解决覆盖问题。
从国际电联WRC-23大会议题来看，国际电联更多地考虑现有IMT频率用于“手机直连卫星”的可行性，频率范围从600MHz—2.7GHz基本已“瓜分殆尽”，低轨道运营商申请新频率用于“手机直连卫星”这条路径基本被封死。
卫星互联网是战略性新兴产业之一，低轨道卫星运营商一方面积极申请Ku或Ka频率和轨道位置，利用Ku或Ka频率构建一张覆盖全球的宽带卫星互联网，另一方面与移动运营商合作，利用移动运营商频率构建一张与移动网优势互补的“手机直连卫星”的网络。
低轨道卫星运营商与移动运营商之间更多的是互补合作关系，而非竞争替代关系，原因包括以下四点。
一是移动运营商掌握用户资源。目前国内移动运营商已拥有17.4亿手机用户、6.4亿户宽带用户、23.3亿物联网用户，运营商之间对用户的争夺几乎涵盖所有政企客户渠道。用户已经与移动运营商建立了长期服务关系，未来更多的属于存量竞争，增量空间不大。
二是移动运营商已搭建“集团-省-市-县”四级服务体系。移动运营商拥有完善的网络运维保障和用户服务体系，已建立健全四级响应机制；新兴的卫星运营商若要构建此类能力，则需要相当长的时间和相当大的投资，因此二者合作共赢机会更多。
三是移动运营商掌握“手机直连卫星”核心频率资源。随着网络简化，移动运营商将拥有大量的频率资源，特别是宝贵的L、S频段，这些ITM频率资源刚刚被清理出来，用于“手机直连卫星”具备先天优势。
四是低轨道卫星运营商掌握Ku或Ka频率、轨道等核心资源。虽然移动运营商有诸多优势，但“术业有专攻”，在卫星互联网领域，特别是卫星网络部分，低轨道卫星运营商拥有先天的优势：一方面拥有Ku或Ka频率、轨道等核心资源，在火箭发射、卫星制造、卫星测控、卫星运营等方面具有先天优势；另一方面低轨道卫星运营商除了承担商业应用之外，也兼顾国防等特殊保障任务。
综上所述，在未来“手机直连卫星”领域，移动运营商与低轨道卫星运营商是互补关系，而非竞争替代关系，低轨道卫星运营商更多的是起到“空中铁塔”作用，移动运营商仍然掌握用户、渠道等核心资源。二者在未来6G时代相互补充，低轨道卫星运营商通过移动运营商海量用户渠道资源，进一步让卫星进入千家万户、千行百业，从而实现巨型卫星星座的商业成功；移动运营商通过低轨道卫星网络实现无线泛在网络覆盖，同时也节省了巨额的网络建设投资，二者可以实现互惠共赢发展。
随着“手机直连卫星”技术的逐步成熟，困扰移动运营商的网络广覆盖问题终于有了终极解决方案，而海量to C手机用户的加持，也有效地破解了巨型星座商业变现难题。在华为、中兴通讯等设备厂商以及移动运营商的大力加持下，“手机直连卫星”的发展必将进一步加速，我国在3GPP NTN标准制定、技术发展上也将继续保持5G时代的领先态势。相信在不久的将来，“移动网络与低轨道卫星星座”必将进一步融合，为人类社会的数字化发展和进步提供基础保障。
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我是酷展号的签约作者“欧彦峰”！
希望本篇文章《移动电话定位（手机直连卫星背景下）》能对你有所帮助！
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