中国信科陈山枝：手机直连卫星的发展与展望

近日，在工业和信息化部无线电管理局（国家无线电办公室）举办的“构建电磁频谱新发展格局高层次人才能力建设”高级研修班上，中国信息通信科技集团有限公司副总经理、总工程师，科技委主任，无线移动通信全国重点实验室主任陈山枝博士围绕“手机直连卫星的发展与展望”作了交流与分享。

陈山枝表示，手机直连卫星从5G起步、向6G发展，可提供全球无缝覆盖的通信网络，将成为6G的重要组成部分，并成为区别于前几代移动通信的重要标志。

手机直连卫星的发展现状

陈山枝指出，近年来，卫星制造水平的提高、发射成本的大幅降低，以及集成电路技术与产业的快速发展，人类活动范围的拓展及行业应用需求的扩展，向卫星通信行业注入了新的活力，手机直连卫星成为全球发展热点。

近年来，美国AST SpaceMobile、LynkGlobal、SpaceX等公司均在测试或推出手机直连卫星业务，其中AST SpaceMobile测试的峰值速率高达14Mbps，Space X已经发射77颗手机直连卫星，预计逐步支持短信、语音和数据服务。2023年，我国首个自主研制的高轨卫星移动通信系统“天通一号”支持华为Mate60手机直连卫星。

手机直连卫星的技术路线

陈山枝针对无线信道传播特性的差异，卫星通信传播距离和时延对信号波形和传输方案的影响，星上处理能力受限和网络功能分布对通信性能的影响等进行了讲解，指出目前手机直连卫星主要有三条技术路线来实现。

一是基于在轨卫星的定制手机直连卫星，卫星侧基本不改动，通过新定制终端实现手机直连。二是存量手机直连卫星，用户不需要更换4G和5G手机也不需要对其进行改动，通过对网络侧进行改动增强的方式实现手机直连卫星。三是基于第三代合作伙伴计划（3GPP） 非地面网络（NTN）的手机直连卫星，用户手机和网络侧根据5G NTN协议进行改进增强。

目前看来，三条技术路线各有优势，需要根据不同的国情、用户群体以及卫星通信的不同发展阶段进行选择。

手机直连卫星的技术政策挑战及发展趋势

陈山枝分析了手机直连卫星的主要技术挑战，包括高增益天线、手机终端芯片一体化、星地融合组网、星地频率共享等；指出了当前手机直连卫星的工程和商业化挑战，包括卫星网络建设与运维成本依然很高、手机直连卫星的通信性能仍然很弱、全球化的网络监管体系亟需改进等。

在讨论手机直连卫星的国内外监管政策时，陈山枝介绍了国际手机直连卫星的频率资源申报流程和协调机制，美国联邦通信委员会（FCC）为手机直连卫星建立的空间补充覆盖（SCS）监管框架、SCS频段的范围以及干扰协调方法，以及我国在手机直连卫星网络资料申报和频率监管政策方面的情况。陈山枝强调，根据不同的技术方案，手机直连卫星系统可采用卫星移动业务（MSS）工作频段的方案或采用与国际移动通信（IMT）地面运营商共享频率的方案，针对不同的空地频谱共享策略需分别制定相应频率监管政策。

陈山枝指出，国际社会对手机直连卫星频谱问题的关注度正在迅速上升，国际电信联盟（ITU）已经就此展开了深入讨论。2023年的世界无线电通信大会专门设立了WRC-27议题1.13和议题1.14，分别针对基于地面IMT频率和新增MSS频率用于手机直连卫星的频谱相关问题进行研究。

面对手机直连卫星发展带来的新挑战，陈山枝认为，需要从推动手机直连卫星国际频谱规则制定、加快开展手机直连卫星技术试验验证方面入手，加快推动我国手机直连卫星产业发展和落地。