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手機衛(wèi)星通信是一種通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)手機與外界通信的無線通信技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的蜂窩移動通信，它無需依賴地面基站，而是直接利用軌道上的衛(wèi)星進行信號傳輸，使用戶能夠在偏遠(yuǎn)地區(qū)、海洋、沙漠、高山等無地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的環(huán)境下，仍然保持與外界的聯(lián)系。

手機衛(wèi)星通信主要用于提供緊急求助、消息傳遞、位置共享等關(guān)鍵功能，特別適用于極端環(huán)境、災(zāi)害救援、遠(yuǎn)洋航行、野外探險等場景。早期的手機衛(wèi)星通信技術(shù)主要支持低速數(shù)據(jù)傳輸和文本消息，但隨著技術(shù)的進步，現(xiàn)代衛(wèi)星通信系統(tǒng)正在逐步向更高性能的方向發(fā)展，支持語音通話、視頻通信，甚至高速互聯(lián)網(wǎng)接入。

傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信主要依賴于高軌道衛(wèi)星，即地球同步軌道（GEO，Geostationary Earth Orbit）衛(wèi)星，距離地球約35,786公里。在這個軌道距離上衛(wèi)星會和地球同步旋轉(zhuǎn)，也就是說從地面來看，它是固定在天空的某個位置不動的，這樣可以方便的進行信號的發(fā)送接收。另外由于位置高，它的信號具有很大的覆蓋面，一顆在赤道上的同步衛(wèi)星幾乎能覆蓋半個地球的通信面積。

然而，由于衛(wèi)星與地球的距離超過30,000公里，為了確保信號的有效收發(fā)，需要配備較大尺寸的天線和較強的發(fā)射功率。此外，信號往返傳播過程時延也通常超過250毫秒。一般大家所熟悉的衛(wèi)星電視就是使用的高軌道衛(wèi)星。

中軌道衛(wèi)星（MEO，Medium Earth Orbit）通常運行在8,000至20,000公里的高度范圍內(nèi)，主要應(yīng)用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS），例如美國的GPS、歐洲的伽利略（Galileo）、中國的北斗（BeiDou）、俄羅斯的GLONASS等。這些系統(tǒng)依賴中軌道衛(wèi)星提供精確的定位、導(dǎo)航和授時（PNT）服務(wù)。相比于高軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星的信號傳播時延更短，約幾十毫秒，并且覆蓋范圍較廣，通常無需龐大的衛(wèi)星星座即可實現(xiàn)全球覆蓋。

相比之下，低軌道衛(wèi)星（LEO，Low Earth Orbit）的運行高度在300至2,000公里之間，因距離地面較近，其信號的傳播時延顯著低于靜止軌道衛(wèi)星，通常在幾毫秒到幾十毫秒之間。這使得低軌衛(wèi)星能夠提供更低延遲、更高帶寬的通信服務(wù)，適用于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、地球觀測、氣象監(jiān)測等應(yīng)用。然而，由于單顆低軌衛(wèi)星的可視范圍較小（通常僅覆蓋地球表面的幾百至上千公里），為了實現(xiàn)全球連續(xù)覆蓋，需要采用星座化部署，即發(fā)射和部署成百上千顆衛(wèi)星，讓它們協(xié)同工作，確保在地球任意地點始終有衛(wèi)星可供通信。近年來，隨著航天技術(shù)、衛(wèi)星制造和商業(yè)航天的快速發(fā)展，多個LEO低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)相繼涌現(xiàn)，例如由SpaceX運營的Starlink（星鏈）就是其中比較著名的一個。

由于衛(wèi)星通信技術(shù)本身已較為成熟，短期內(nèi)難以發(fā)生根本性升級，因此當(dāng)前相對比較成熟的技術(shù)方案是在智能手機中集成衛(wèi)星通信功能。手機內(nèi)嵌專用的衛(wèi)星通信基帶和射頻芯片，從而實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星的能力。這種方案對現(xiàn)有手機的改造成本相對較低。缺點則在于受限于手機的天線設(shè)計和功耗，通信能力相較于傳統(tǒng)衛(wèi)星電話有所限制；通常僅支持短信、緊急求助等基礎(chǔ)服務(wù)，難以實現(xiàn)穩(wěn)定的語音通話和高速數(shù)據(jù)傳輸。而且它依賴于各衛(wèi)星運營商獨有的非標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體制，不同衛(wèi)星通信系統(tǒng)之間難以實現(xiàn)互聯(lián)互通，不利于全球泛在互聯(lián)。

這樣衛(wèi)星與手機之間的信號傳輸損耗大大降低，收發(fā)天線的設(shè)計也更加簡化，而且信號延遲更小。最重要的是，任何一部4G手機都能通過這一服務(wù)進行通信，無需專門配置衛(wèi)星連接的基帶或射頻芯片。而且它提供的是全面通信支持：包括了目前手機上已有的功能如短信，語音通話，互聯(lián)網(wǎng)接入，視頻通話等服務(wù)。SpaceX發(fā)布的一個視頻里工程師已經(jīng)完成了首例普通4G手機直連衛(wèi)星視頻通話的測試。SpaceX已經(jīng)與多個運營商合作，將我們熟悉的傳統(tǒng)地面手機網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力擴展到全球每一個角落。

當(dāng)然這個衛(wèi)星通話模式對于手機來說屬于高功率無線通訊，發(fā)射功率可能會大于2W，畢竟信號要發(fā)往36000公里外的衛(wèi)星。相比之下手機的5G通信模式下發(fā)射功率最高也就0.4W左右，為了不對信號發(fā)射產(chǎn)生干擾，官方推薦的都是用免提方式來進行通話。

3GPP NTN（非地面網(wǎng)絡(luò)）是通過對5G空口協(xié)議進行增強以適應(yīng)衛(wèi)星場景的技術(shù)，是地面蜂窩產(chǎn)業(yè)向衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的主動融合。從3GPP的release15開始 聚焦地面移動通信終端與衛(wèi)星等非地面網(wǎng)絡(luò)直接通信， 并針對衛(wèi)星信道的特點相應(yīng)修改地面移動通信空口協(xié)議，支持手機直連衛(wèi)星應(yīng)用。從Release17開始引入5GNTN標(biāo)準(zhǔn)，支持手機與高低軌衛(wèi)星直接通信，后面的Release18，19，20將持續(xù)增強系統(tǒng)能力，提供更高帶寬和更低延遲。預(yù)計未來幾年將出現(xiàn)更多的衛(wèi)星運營商和地面通信運營商之間的合作，在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)互利共贏。