通信世界網消息（CWW）華為Mate60的“手機直連衛星”功能實作了消費終端與衛星之間的語音通信；埃隆·馬斯克的Starlink（星鍊）低軌道星座規模營運并實作盈利，在寬帶衛星網際網路領域遙遙領先基礎上，啟動了“手機直連衛星”的商業計劃。目前，商業航天、低空經濟作為新質生産力的代表，成為數字經濟下一階段發展的戰略方向。
移動營運商是移動網際網路的基礎營運企業，衛星營運商承擔着低軌道衛星星座的建設和營運重任，二者均都開展了基于“手機直連衛星”的相關研究。在即将到來的6G時代，實作“手機直連衛星”已成為業界共識，那麼移動營運商與衛星營運商在此背景下的關系和定位将發生哪些變化？
國内外“手機直連衛星”發展現狀
衛星通信是歐美相對具有優勢的領域，Starlink成功發射了6000餘顆低軌道衛星，實作超過200萬使用者的規模營運，并在2023年實作了單季營運現金流為正，這讓商業航天、衛星網際網路成為各國争相角逐的焦點，開啟了各國低軌道星座“保頻占軌”的“跑馬圈地”運動。
AST、Lynk（美國衛星電信公司）、Starlink等三家衛星企業均于2023年開始嘗試“手機直連衛星”。2023年4月25日，AST打通了全球首個“衛星直連蜂窩手機”語音通話；2023年6月2日，Lynk 宣布打通天基語音電話；Starlink聯合6家地面移動營運商推出全新Direct to Cell（直連手機）業務，規劃了2016顆衛星，計劃于2025年完成“手機直連衛星”的商業部署。
華為在2023年推出的Mate60手機實作了消費終端與天通衛星終端的內建，将“手機直連衛星”功能內建到普通的智能消費終端中。與歐美“手機直連衛星”面向普通的4G手機不同，大陸目前采用的4G/5G手機與衛星終端高度內建的方式，屬于雙模終端模式，二者在實作方式上有很大的差別。本文所述的“手機直連衛星”更多的是指歐美那種“蜂窩手機直連衛星”模式，而非雙模終端模式，國内三大移動營運商都在積極開展基于3GPP NTN（非地面網絡）的“蜂窩手機直連衛星”的相關研究。
随着6G空天地一體化願景的逐漸清晰，3GPP在“手機直連衛星”協定标準化方面進展迅速，2022年R17首次引入NTN，“手機直連衛星”演進路線和标準逐漸清晰。大陸在低軌道衛星星座建設上，重點開展基于NTN技術的“手機直連衛星”的研究和規劃。在去年召開的WRC-23（世界無線電通信大會）上，ITU（國際電信聯盟）明确提出了“手機直連衛星”的頻率規劃，并啟動了在600MHz—2.7GHz頻率範圍開展“手機直連衛星”的相關技術研究。3GPP NTN标準演進如圖1所示。
圖1 3GPP NTN标準演進
非地面網絡與地面網的對比
NTN網絡通過500千米軌道高度的衛星提供空口服務，其覆寫範圍與容量相比于地面網有很大的差别。
覆寫對比
NTN網絡基于低軌道星座，可以比較容易地實作全球室外覆寫；對于室内區域，NTN網絡無法覆寫。
TN（地面）網絡基于陸地基站建設，其建設難度非常大，在全球移動網絡的中國，也隻能做到99%的人口覆寫，陸地覆寫面積不足40%；室内覆寫通過室外蜂窩或室分系統可以達到良好的效果。
容量對比
假設未來衛星天線可以達到近千平方米，單星波束可以達到300個，每顆衛星單波束至少覆寫2000平方千米，就算拿出百兆赫茲頻率用于直連衛星，考慮頻譜利用效率，每平方千米極限容量不會超過150K bit/s（資料來源于極限仿真）；而地面移動網絡每平方千米容量可高達10T bit/s量級，兩者根本不在一個層級。
從以上分析可以看出NTN網絡與TN網絡不存在互相替代關系，TN網絡從1G發展到5G一直無法破解廣覆寫問題，而NTN網絡能有效解決該難題；NTN無法滿足統一容量需求，網絡的高容量覆寫仍需要TN網絡，NTN與TN網絡是完全補充關系，NTN網絡隻适用于廣覆寫場景，但凡有容量需求區域TN網絡才是最優選擇。
低軌道衛星營運商與移動營運商的關系和定位
一方面是低軌道衛星營運商正在積極開展低軌道星座建設，首當其沖的影響是傳統衛星營運商，随着低軌道衛星星座的搭建，傳統衛星營運商的to B、to H、to G市場被搶占。資料顯示，埃隆·馬斯克現有200萬多使用者，大部分來自其他傳統衛星市場，畢竟Starlink擁有更完善的覆寫、更優的性能和更高成本效益的服務，形成了對傳統衛星營運商的碾壓。其次低軌道衛星營運商也在積極與地面移動營運商開展“手機直連衛星”的合作，通過移動營運商開展to C業務；另一方面移動營運商在5G時代，其業務從單純to C、to H，逐漸向to B、to G發展，在網絡強國、數字中國中建設，移動營運商承擔了基礎網絡建設的職責。在6G發展演進過程中，空天地一體化無線泛在成為6G的核心願景之一，移動營運商也在積極開展NTN标準化、技術、網絡、應用相關研究。衛星營運商與移動營運商業務關系如圖2所示。
圖2 衛星營運商與地面營運商業務關系
Starlink與T-mobile在“手機直連衛星”業務方面積極開展合作，Starlink承擔空中星座建設任務，采用T-mobile的2×5MHz頻率資源，為T-mobile使用者提供“手機直連衛星”服務。在雙方的合作中，Starlink承擔了“空中鐵塔”的職能，使用者則以T-mobile的使用者為主，試驗推廣階段采用免費方式，未來或許會采用功能收費模式，由T-mobile向使用者收費，再與Starlink進行收入分成。
國内的“手機直連衛星”尚處于規劃和資源整合階段，低軌道衛星營運商和移動營運商在兩條路徑上進行研究規劃，一方面低軌道衛星營運商積極申請Sub-6頻率用于“手機直連衛星”的發展，另一方面随着2G、3G網絡清頻退網，移動營運商也在對部分頻率資源進行重耕，重點解決覆寫問題。
從國際電聯WRC-23大會議題來看，國際電聯更多地考慮現有IMT頻率用于“手機直連衛星”的可行性，頻率範圍從600MHz—2.7GHz基本已“瓜分殆盡”，低軌道營運商申請新頻率用于“手機直連衛星”這條路徑基本被封死。
衛星網際網路是戰略性新興産業之一，低軌道衛星營運商一方面積極申請Ku或Ka頻率和軌道位置，利用Ku或Ka頻率建構一張覆寫全球的寬帶衛星網際網路，另一方面與移動營運商合作，利用移動營運商頻率建構一張與移動網優勢互補的“手機直連衛星”的網絡。
低軌道衛星營運商與移動營運商之間更多的是互補合作關系，而非競争替代關系，原因包括以下四點。
一是移動營運商掌握使用者資源。目前國内移動營運商已擁有17.4億手機使用者、6.4億戶寬帶使用者、23.3億物聯網使用者，營運商之間對使用者的争奪幾乎涵蓋所有政企客戶管道。使用者已經與移動營運商建立了長期服務關系，未來更多的屬于存量競争，增量空間不大。
二是移動營運商已搭建“集團-省-市-縣”四級服務體系。移動營運商擁有完善的網絡運維保障和使用者服務體系，已建立健全四級響應機制；新興的衛星營運商若要建構此類能力，則需要相當長的時間和相當大的投資，是以二者合作共赢機會更多。
三是移動營運商掌握“手機直連衛星”核心頻率資源。随着網絡簡化，移動營運商将擁有大量的頻率資源，特别是寶貴的L、S頻段，這些ITM頻率資源剛剛被清理出來，用于“手機直連衛星”具備先天優勢。
四是低軌道衛星營運商掌握Ku或Ka頻率、軌道等核心資源。雖然移動營運商有諸多優勢，但“術業有專攻”，在衛星網際網路領域，特别是衛星網絡部分，低軌道衛星營運商擁有先天的優勢：一方面擁有Ku或Ka頻率、軌道等核心資源，在火箭發射、衛星制造、衛星測控、衛星營運等方面具有先天優勢；另一方面低軌道衛星營運商除了承擔商業應用之外，也兼顧國防等特殊保障任務。
綜上所述，在未來“手機直連衛星”領域，移動營運商與低軌道衛星營運商是互補關系，而非競争替代關系，低軌道衛星營運商更多的是起到“空中鐵塔”作用，移動營運商仍然掌握使用者、管道等核心資源。二者在未來6G時代互相補充，低軌道衛星營運商通過移動營運商海量使用者管道資源，進一步讓衛星進入千家萬戶、千行百業，進而實作巨型衛星星座的商業成功；移動營運商通過低軌道衛星網絡實作無線泛在網絡覆寫，同時也節省了巨額的網絡建設投資，二者可以實作互惠共赢發展。
随着“手機直連衛星”技術的逐漸成熟，困擾移動營運商的網絡廣覆寫問題終于有了終極解決方案，而海量to C手機使用者的加持，也有效地破解了巨型星座商業變現難題。在華為、中興通訊等裝置廠商以及移動營運商的大力加持下，“手機直連衛星”的發展必将進一步加速，大陸在3GPP NTN标準制定、技術發展上也将繼續保持5G時代的領先态勢。相信在不久的将來，“移動網絡與低軌道衛星星座”必将進一步融合，為人類社會的數字化發展和進步提供基礎保障。