手机直连卫星时代开启？华为、苹果、星际时代等纷纷布局！产业链现状如何？

芯智讯|Core Zhixun|

2022-09-12 09:00:51 0

9月6日下午，华为召开Mate50系列及全场景新品秋季发布会，正式发布了业界期待已久的Mate50系列。不仅业界*10档可调的超光变镜头，还*在苹果iPhone 14系列之前，*将卫星通信功能引入到了消费级智能手机当中，使得Mate50系列成为了全球*支持北斗卫星消息的大众智能手机。

据介绍，Mate50系列支持北斗卫星消息硬件能力，当用户身处荒漠无人区、出海遇险、地震救援等无地面网络信号覆盖环境下，可通过畅连APP将文字和位置信息向外发出，与外界保持联系，并支持一键生成轨迹地图。目前华为提供每月30条的免费额度，超出可以购买套餐。

但是，根据华为官方的介绍资料显示，Mate 50系列作为北斗卫星消息移动终端硬件，仅支持发送消息，不支持接收，而且需要在空旷、无遮蔽的环境使用。不过，据华为手机产品线副总裁李晓龙透露，根据他的实测，在城市地面、原始森林，都可以使用Mate 50系列向北斗卫星发送消息，但是飞机上不行。

需要指出的是，目前Mate50系列所支持的北斗卫星消息功能还不能使用，需后续等待华为HOTA更新支持，而且*使用需要在由地面网络的环境下，通过畅连App进行激活，且仅限中国大陆地区(不含港澳台)。

显然，华为Mate50系列对于北斗卫星消息功能的支持，显得比较仓促，更像是为了赶在即将发布的苹果iPhone 14系列之前“全球*”。

根据业界传闻，苹果也已经和美国卫星通信公司Globalstar达成合作，将面向iPhone 14系列免费提供卫星连接服务，但内容仅限于双向短信，无法实现接打电话。

此外，马斯克旗下的SpaceX也已宣布和T-Mobile合作，将于明年开始测试SpaceX的Starlink低轨道卫星与T-Mobile的地面移动网络结合，让手机可以直连卫星。

另外值得注意的是，在成功收购了魅族之后，近日湖北星纪时代科技有限公司（以下简称“星纪时代”）CEO王勇在接受媒体采访时也透露，星纪时代将会推出全球*直连低轨卫星的消费级手机。

王勇表示，星纪时代依托李书福董事长的布局，能够撬动出行科技生态中低轨卫星通信能力，未来推出的星纪互联手机将是全球*款直连低轨卫星的消费级手机，实现天地一体化和无界连接。在沙漠、深海、丛林等无人之境也能保证消费者的通讯需求，实现真正的、全场景的、全域链接覆盖。

为何手机厂商及运营商纷纷开始杀入手机—卫星通信领域？卫星通信到底有何优势？

什么是卫星通信？有何优势？

卫星通信是利用卫星中的转发器作为中继站，通过转发无线电信号，实现两个或多个地球站之间的通信。

地球卫星的轨道主要分为低中高三种，低地球轨道（LEO）：又称近地轨道，距地面约200-2000公里的圆轨道；中地球轨道（MEO）：距地面约2000-20000公里的圆轨道；地球同步轨道（GEO）：又称高地球轨道，距地面约36000公里的圆轨道。

通常一颗高轨静止轨道通信卫星大约能够覆盖40%的地球表面，使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。

现有的中高轨道卫星解决了地球的覆盖问题，相当于移动通信的2/3G网络，仅提供基本语音和低容量的数据业务。中高轨卫星设计要求穿透性强、信号覆盖面积大，一般采用的低频段波段。其组建一个完整覆盖地球的卫星数量少（如中国天通一号高通量卫星单一一颗可覆盖全国）。

但存中高轨道卫星存在两大问题：（1）地面终端要求严格，无法脱离成熟通信基础设施向所有无基础设施区域用户提供性价比高的数据业务。（2）带宽有限，导致可容纳用户数量有限，无法满足全球海量用户的互联容量需求。因此传统中高轨道卫星通信主要用于特定用户的信息互联或电视转播。

相比之下，低轨卫星互联网星座可实现：高带宽、高性能全球覆盖、低时延、可便携式嵌入式终端、低成本的全球互联服务。

在地球上，海洋占据了约71%的面积，而在海洋上，无法建立像地面一样的信号基站，这也意味着在海洋上通信只能依靠卫星通信。同时，目前移动通信网络在陆地上的覆盖也只有20%-21%，80%的陆地还没有被覆盖。

从国内情况来看，根据2021年2月，中国互联网络信息中心（CNNIC）在京发布的第47次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2020年12月，我国网民规模达9.89亿，较2020年3月增长8540万，互联网普及率已达70.4%。但是，国内还有很多山地、草原、高原、戈壁、沙漠、海洋等地区没有网络覆盖。

根据中国科学院院士尹浩发表了题为《天基信息网络发展问题》的演讲中指出，算上海洋面积，中国还有60%多的国土面积没有移动通信信号覆盖，三大运营商网络只覆盖了本土陆地和近海。此外还有山区，边境，沙漠等地区网络覆盖并不理想。相比之下，卫星通信恰恰可以解决上述地区的网络覆盖，以及船舶、飞机、科考的宽带通信问题，是地面移动通信的有益补充。

显然，卫星通信+地面通信能够真正实现更好的全域覆盖体验。

什么是北斗短报文？

北斗短报文通信为初级的卫星通信，即支持带有特定功能芯片的手机终端通过北斗卫星转发文字短信。北斗短报文可以发布 140 字内的信息，既能够定位又能显示发布者的位置，核心应用场景为应急救灾/科考/远洋船只/登山探险等 4G/5G 通信网络无法覆盖的场景，在国防、民生和应急救援领域有很强的应用价值。

资料显示，近20多年来，我国在西昌卫星发射中心共组织了44次北斗发射任务，利用长征三号甲系列运载火箭，先后将4颗北斗一号试验卫星、55颗北斗二号和北斗三号组网卫星送入预定轨道，任务成功率100%！目前，20颗北斗二号卫星仍有15颗在役，加上30颗北斗三号卫星，整个北斗系统共有45颗卫星可以在轨提供服务。

在过去的两年中，北斗三号系统运行稳定，已经在全球超120个*和地区得到应用，向亿级以上用户提供服务。近期，为进一步优化北斗导航系统全球服务性能，管理团队还对北斗卫星系统进行了在轨软件升级工作。

根据评估，北斗卫星导航系统目前全球范围水平定位精度约1.52米，垂直定位精度约2.64米；测速精度优于0.1米/秒，授时精度优于20纳秒。

与*上的其他卫星导航系统不同，北斗系统由地球静止轨道、倾斜地球同步轨道、中圆地球轨道三种轨道组成，能够更好地服务于我国及周边地区，同时也使其除了导航、定位、授时服务外，还具备短报文通信的特色功能。

目前，北斗系统短报文通信服务已覆盖中国及周边*和地区，具备低成本、广覆盖、高可靠和随遇接入等特点，可对地面移动通信网络进行有效补充，以满足在无地面网络覆盖地区应急通信、搜索救援等服务需要。

在应用端，目前北斗卫星导航系统独有的短报文通信功能已*在智能手机上实现应用，这也标志着短报文通信服务由行业应用进入到大众应用的新阶段。有北斗短报文通信射频基带一体化芯片的手机，依托北斗系统发送的信息，不仅有文字，还可准确标定信息发送时所处的位置。

此前，北斗卫星导航系统工程总设计师中国工程院院士杨长风就曾表示：“你不换（手机）卡，你就可以拿着这个手机到你想去的地方，你就可以保持和相关的方面的一些联系，这样的话就可以在出现危险的情况下，他也可以得到及时*救。”

关于北斗产业链可参看芯智讯此前文章《北斗三号系统建成开通两周年：基础设施端核心技术已实现自主可控》

手机-卫星通信

从技术原理角度来看，卫星通信与蜂窝网络通信的核心区别在于它不是通过地面基站与电信网络连接，而是手机直接与天上的通信卫星相连接，卫星负责接收和转发信号，并对信号进行放大。

北斗三号系统卫星总设计师林宝军接受据*财经采访时表示：“手机跟卫星直连，就是手机直接能接受卫星的信号，如果卫星功率很大、能量很强，那么它在天上发的信号，手机如果足够灵敏的话就能收到卫星信号，但这主要取决于卫星，而不取决于手机。”

林宝军称，卫星越高，发射的信号就越难被手机接收，因此近年来很多企业都开始研制发射低轨卫星。“现在的卫星越来越重，增加重量之后也能够实现更大的功率和更多的功能，而卫星数量的增加，则能够实现更广泛的覆盖。以后在飞机、轮船上卫星与手机相连，那么也可以实现上网功能。”

不过，目前华为Mate50系列的“手机直连卫星”，以及苹果即将推出的“手机直连卫星”都是“有条件”的“直连”，且连接的是都是低速率的通信卫星，是有条件的在特定情况下使用的低频率、窄带的解决方案，支持短信、短报文这类小数据量的应用。因此，目前只是基于地面基站的移动通信的补充。

如果要想实现中高速的手机-卫星通信功能，那么就需要卫星互联网。

但是需要指出的是，卫星使用的频段越高，支持的带宽越宽，但对于设备方向性的要求越强。因此地面设备需要装一个能够追踪卫星信号的具有方向性功能的天线。但小型化的智能手机天线是内置的，不可能实现很强的方向性追踪的功能。

△Starlink地面接收装置

所以，我们目前看到的包括Starlink在内的卫星互联网，要想实现地面手机、电脑终端连上卫星网络仍然是需要地面接收设备。

全球卫星互联网格局：Space X一家独大

目前卫星通信的趋势从高轨向中低轨转移，全球新推出的MEO和LEO星座计划有20个左右，其中最具代表性的则是英国卫星通信公司OneWeb、Space X旗下的StarLink“星链”以及亚马逊的Project Kuiper星座计划等。

OneWeb

OneWeb成立于2012年，是一家全球性的通信公司，计划通过低轨卫星互联网星座构建高速低延时的网络连接。2019年2月，OneWeb在成立7年后终于发射首批6颗卫星。

截至2022年2月11日，OneWeb公司累计发射了 428 颗卫星。该公司计划在其*代星座中部署 648 颗卫星，足以在全球范围内提供低延迟互联网服务。

但是，由于疫情以及俄乌冲突影响，OneWeb陷入了困境，并已于今年3月，宣布被迫裁员并进入破产法第11章程序，公司的其余员工将会专注于认真管理公司全新的卫星网络，并与法院和投资者合作。

据了解，OneWeb 原定于今年 3 月在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场发射 36 颗入轨卫星。但在俄乌冲突爆发后，俄罗斯向 OneWeb 发出最后通牒，在 OneWeb 保证其卫星不会被用于军事用途之前，拒绝其发射卫星，并要求英国政府出售其所持该公司的股份。OneWeb 拒绝了俄罗斯的要求，公司董事会决定取消发射计划，并将员工撤离了拜科努尔。俄罗斯政府随后扣押了这 36 颗卫星。

OneWeb 在最新报告中称，在截至 3 月 31 日的过去 12 个月里，该公司收入 960 万美元，总体亏损 3.9 亿美元。OneWeb 还表示，卫星发射失败并被扣押造成的资产减值达 2.3 亿美元。

随着OneWeb进入破产程序，英国的卫星互联网进程无疑将遭遇重大挫折。

Starlink

早在2015年1月，SpaceX CEO埃隆?马斯克（Elon Musk）就宣布了Starlink“星链”卫星互联网服务项目，计划发射超过1.2万颗卫星。该项目旨在为*各地的用户提供高速互联网接入，特别是在农村和偏远地区。

而得益于SpaceX的火箭回收技术，SpaceX可以以相对的低廉的价格将卫星送上太空，并且可以一次发射60颗卫星。马斯克曾表示，最新的猎鹰9号在几乎不需要翻新的条件下可以完成10次发射任务，在可翻新的条件下能完成100次发射任务。

当地时间9月4日，SpaceX的一枚“猎鹰9号”火箭从佛罗里达州东海岸的卡纳维拉尔角太空基地发射升空。此次发射，将51颗星链卫星送上了太空。此次发射后，SpaceX累计发射了3000多颗星链卫星，其中包括原型卫星和不再运行的测试卫星。根据SpaceX的预计，Starlink将于2027年完成全部部署。

△根据预计，SpaceX的整个星链计划的卫星制造及发射需要的总投入将达到274.28亿美元。

目前Starlink卫星互联网服务已进入36个*/地区使用，注册用户已经超过50万，可以提供1Gbps左右的上网服务（20年前的铱星的数据传输速度只有2.4KB/s）。

近期，Starlink还下调了卫星上网服务价格，比如目前荷兰的房车星链订阅服务费用已由此前的每月 124 欧元下降至 105 欧元，英国的星链订阅服务费用由此前的每月 89 英镑下降至 75 英镑，德国的星链订阅服务费用由此前的每月 100 欧元下降至 80 欧元，墨西哥的星链订阅服务费用由此前的 2299 墨西哥元下降至 1100 墨西哥元（约合人民币383元），智利和巴西的星链订阅服务费用则降低了约 50%。

Project Kuiper

亚马逊在2019年发布了Kuiper项目，旨在部署一个大规模的宽带卫星互联网星座。2020年，美国联邦通信委员会（FCC）批准了亚马逊Project Kuiper星座计划。

Kuiper项目计划投入数十亿美元将3236颗卫星送入轨道，其中784颗卫星位于367英里（590公里）的高度，1296颗卫星位于379英里（610公里）的高度，1156颗卫星位于391英里（630公里）的轨道，这些卫星将为地球上的地点提供数据覆盖，范围从北纬56度到南纬56度（*上大约95％的人口生活在这个广阔地区当中），来为全球用户提供互联网宽带服务。

值得一提的是，亚马逊首席执行官杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）也拥有火箭公司Blue Origin。另外，为了执行Kuiper星座计划计划，亚马逊还专门从SpaceX挖来了星链计划的副总裁拉吉夫·巴季亚尔。

有限的卫星低轨道和频段资源

中高轨道所能提供的通信能力有限，主要作为地面通信的补充和延伸，低轨道卫星则能提供全球性的移动互联网服务，目前申请的低轨卫星星座大多位于700km-1500km。

根据ITU，卫星的可用频段可划分为L、S、C、X、Ku、Ka等频段，目前大部分的频段资源已被移动通信、雷达、卫星通信等业务占用。低轨卫星沿着不同轨道飞行，相对于地球同步轨道的*性，低轨卫星的轨道资源紧缺性没有那么突出，而频段资源的稀缺性较为紧张。

一些*申请了大量的卫星轨道和频段资源，但大部分的申请者不具备构建完整星座的能力，而ITU为了不让这些资源成为“纸面卫星”，规定申请者需要在一定年限内发射卫星。

预计未来那些具备稳定卫星制造和发射能力的公司能够锁定住更多的资源，而卫星发射能力弱而占据资源的申请者也存在出于商业目的交易频段资源的可能性。

从战略意义上来看，考虑到低轨卫星轨道先占先得，一旦在整个全球*占卡位中错失机遇，后续将面临无轨可用的风险。因此中国加快卫星互联网的建设刻不容缓。

中国卫星互联网进展

资料显示，中国历经了四代卫星、50年的研发经验积累，中国已成为全球范围内少数可独立设计、研制大容量通信卫星的*之一，我国在无论是卫星设计、制造还是火箭发射等关键环节都具备较强的产业基础。

从火箭运载能力来看，以我国现役运载火箭中起飞质量最大、长度最长的火箭长征二号F（CZ-2F）火箭为例，该运载火箭可以实现将8.8吨的有效载荷送入近地点200千米、远地点350千米、倾角42°的地球近地轨道。若以低轨卫星载荷质量300公斤为基准进行粗算（假设卫星入轨分离提升将提升载荷使用率至100%），则我国运载火箭目前已具备一箭30星发射能力，按照象山发射基地年发射规模100发来进行测算，我国长期来看或将具备单年2000颗以上卫星的发射能力。

从卫星制造能力来看，我国或将具备年产1000颗以上卫星制造能力。比如，航天五院通信卫星事业部正在天津航天城建设批量卫星生产线，将实现年出厂130颗卫星的总装能力，满足鸿雁星座生产能力需求。另据国内卫星互联网企业银河航天官方宣布，其已完成最新一轮融资，投后估值近80亿元人民币。银河航天将在南通重点打造新一代卫星智能制造超级工厂，向年产300-500颗卫星迈进，该工厂建成后将是我国商业航天领域首条对标“星链计划”——具备低成本、批量化制造新一代低轨宽带通信卫星的智能生产线，有望把中国新一代卫星批产能力和美国的差距缩短到两年内。

资料显示，截止2018年底，国内已发布的卫星星座计划超过27项，其中由民营企业发起的星座项目就有14个。根据这些星座计划相加，到2025年前，我国将发射约3100颗商业卫星。

比如航天科技集团的324颗卫星的“鸿雁”星座和航天科工集团的156颗卫星的“虹云”工程和80颗卫星的“行云”工程、银河航天的“银河系”AI星座计划等等。

2018年12月22日，“虹云工程” *星被送入轨道，标志着我国低轨宽带通信卫星系统建设迈出实质性步伐。

另上海蔚星科技运营的天基互联星座项目，落地咸阳市，总投资92.3亿元，将建成由186颗低轨宽带通信卫星组成的星座。

民营商业航天公司运营的星座，主要有银河航天的银河Galaxy星座，计划发射卫星约1000颗，遥感卫星星座灵鹊和“星时代”AI星座计划也将分别发射378颗和192颗。

由于卫星互联网属于信息基础设施的通信网络基础设施范畴内，信息基础设施主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施。2020年4月，卫星互联网*纳入“新基建”范围，意味着卫星互联网建设已上升为*战略。

不过从目前国内卫星互联网的发展来看，虽然相关的从业企业数量不少，但都是各自为战，规划的卫星星座中的卫星数量也远低于国外SpaceX的规模。

2021年4月，国资委发布公告，经国务院批准，新组建中国卫星网络集团有限公司。据悉，中国卫星网络集团有限公司由国务院国资委代表国务院履行出资人职责，列入国务院国资委履行出资人职责的企业名单。据新华社报道，中国卫星网络集团有限公司将是*家注册落户雄安新区的中央企业。

此次由国资委组建中国卫星网络集团，主要目的之一就是为了解决目前各类星座的乱局，拧成一股绳，劲往一处使，以期满足我国构建全球宽带卫星通信网络的重任。

在中国卫星网络集团有限公司成立大会上，国务委员王勇强调，组建中国卫星网络集团有限公司，是立足*战略全局、顺应科技产业变革大势的重大举措。其中特别提到，要做好顶层设计和资源整合，加强科技攻关，着力提高全产业链创新能力和整体效能，确保系统安全稳定、自主可控。

业内人士认为，由国资委组建中国卫星网络集团有限公司，在统筹规划下，我国卫星通信的发展无疑将进入快车道，通过集中力量办大事的制度优势，快速构建一张更为强大的中国卫星互联网，以便能够更好的应对未来的国际竞争。

今年7月，中国卫星导航系统管理办公室发布消息称，中国兵器工业集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国电子科技集团有限公司以及国产手机厂商，联合完成了国内首颗手机北斗短报文通信射频基带一体化芯片研制，实现了大众智能手机卫星通信能力。

8月26日，中国移动研究院携手中兴通讯、交通运输通信信息集团、中国移动北京公司等产业伙伴共同发布全球*运营商5GNTN（non-terrestrialnetwork，非地面网络）技术外场验证成果，实现了文字短消息、语音对讲等业务测试，ping 64字节时延约4s，短消息业务功能正常，语音对讲清晰流畅，性能符合预期，基本具备商用可行性。

卫星互联网产业链

通信卫星产业链包括上游的卫星制造、卫星发射、地面设备；中游的卫星运营及服务；为下游业务提供技术和数据支持，涉及众多领域业务，主要包括大众消费通信服务、卫星固定通信服务和卫星移动通信服务等。

△资料来源：赛迪顾问《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》（2021 年），华泰研究

在卫星制造元器件领域，从上市公司角度来看，相控阵T/R芯片厂商包括铖昌科技，SoC/FPGA等数字处理芯片厂商包括欧比特、复旦微电；华力创通较早的参与了我国天通一号卫星移动通信系统的建设，研制了适用于我国天通卫星通信系统的基带芯片，并推出了多款移动卫星电话；合众思壮则是北斗导航行业龙头企业之一，主营业务为高精度卫星导航技术为基础进行相关的芯片等产品。

此外，在卫星配套制造方面，国内厂商还有北京轩宇空间、斯北图、科创航天、中科亿海微、微焓科技、天银星际、北京航天创智科技、国科赛思等。

在卫星总体制造方面，国内厂商主要有中国航天、微纳星空、上海埃依斯航天科技、智星空间、零重力实验室、航升卫星、天仪研究院、欧科微航天、深圳航天东方红海特卫星等。

△资料来源：信索咨询《中国商用航天市场及搭载实验前景预测》（2019 年），华泰研究

在卫星测控方面，国内厂商主要有宇航智科、信成未来科技、中科天塔、航光测控、航天时代电子技术、牧星人航天科技、西安远控信息科技、天链测控、北京航天测控技术、陕投集团、西安寰宇卫星测控与数据应用等。

在卫星通信运营方面，国内厂商主要有航天通信控股集团、中国卫星通信集团、亚太卫星、航天行云、中国电信、信威通信、银河航天、华讯方舟、九天微星、航星光网空间技术等。

△资料来源：信索咨询《中国商用航天市场及搭载实验前景预测》（2019 年），华泰研究

卫星遥感运营方面，国内主要厂商有世纪空间、长兴卫星、欧比特、国星宇航、爱太空、空天创客、起源太空等。

卫星遥感应用方面，国内的主要厂商有天润科技、珈和科技、旋极科技、航天宏图、立得空间、天地智绘、开采夫科技、佳格、中科遥感、航天泰坦、航天世景、云游九州等。

卫星通信应用方面，国内主要厂商有凯睿星通信息科技、飞天联合、航广卫星、华力创通等。

卫星导航应用方面，国内厂主要有振芯科技、北斗星通、合众思壮等。

在通信卫星地面设备领域，中国参与者主要集中在天线、移动终端、地面接收站等产品研制和系统软件集成等领域，上市公司包括中国卫星、海格通信、华讯方舟。

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