近日，随着一款国产手机的发售，卫星通信火遍全网。“没有信号手机也能打电话”成为热议话题，大家都在感叹：如今卫星通信技术如此神奇吗？

其实，卫星通信技术早已在传统卫星电话上使用。但卫星电话往往配有天线，外形笨重，而且通信费用昂贵，所以日常生活中并不普及，主要用于远洋渔业、野外科考等特殊领域。

既然卫星通信技术早已存在，为何直到今日才在智能手机上应用呢？

什么是NTN技术？

与传统的手机通信技术不同，卫星通信技术不需要手机连接到基站，而是通过卫星实现通信。

卫星通信目前有两种实现方式：

一种是卫星电话连接卫星，实现与其他电话通信，传统卫星电话就是如此。

一种是通过NTN（Non Terrestrial Network，非地面网络）技术，卫星直接向地面提供5G连接服务，实现手机之间互相通信，如下图所示。

那什么是NTN技术？

NTN技术是手机直连卫星的技术方向之一，是地面蜂窝通信技术的重要补充。利用卫星通信网络与地面5G网络的融合，NTN技术可以不受地形地貌的限制，提供无处不在的覆盖能力，连通空、天、地、海多维空间，形成一体化的泛在接入网，能全场景随需接入。

NTN技术常见架构有两种：

一种是透明载荷也称作透明转发。

一种是可再生载荷，又称作基站上星。

透明转发实际上把卫星仅当作信号中继的链路，5G基站作为地面网络的一部分，部署在信关站的后面，卫星不关注基站发了什么，对信号也不做任何处理，只把手机和信关站连接起来。

基站上星则相当于把5G基站部署在了卫星上，卫星与卫星间的星间链路就跟地面基站间的Xn接口一样，卫星和信关站之间的馈电链路实际就是基站跟核心网之间回传网络的一部分，简单来说，就是卫星上具备基站的功能，可以对数据进行处理再发射到终端。

5G NTN打通星地融合“第一步”

从1G到5G，移动通信系统主要由地面移动通信组成，覆盖范围只占陆地面积20%、地球表面积6%。随着人类活动空间的拓展，沙漠、海洋、森林等偏远地区对移动通信有着强盛的需求，以手机为中心的个人移动通信业务与应用越来越需要“手机直连卫星”，以避免专用卫星通信终端引起的各种问题与不便，而卫星通信对这些地区具有天然的覆盖优势。

面向场景，以信息传递和应用处理为中心的万物智联不仅需要低成本局域物联网连接，也需要经济的广域物联网连接，以支持信息的快速交互与共享，实现融合的业务与应用。卫星通信为地面偏远地区、中高空域和临近空间的万物智联提供了更加便捷和经济的技术手段。

作为地面互联网的重要技术和产业延伸，以及继固定通信网、移动通信网络之后新兴的国家信息通信基础设施，卫星互联网成为全球信息通信网络未来发展的重点方向，然而却一直进展较为缓慢。

究其原因，地面移动通信拥有数十亿的用户、强大的技术队伍和完备的产业链，但卫星通信目前只有百万级的用户量，并且其参与人员与产业规模也远远低于地面移动通信，这也造成了卫星通信设备和运营成本高、技术更新慢。

因此，如何充分利用地面移动通信的产业链，如何把普通移动通信用户发展为卫星通信用户，这不仅是运营商面临的重要问题，也是无数深耕与卫星通信产业链持续思索的部分，而以5G NTN为代表的关键技术所构成的“星地融合通信”则成为了关键。

NTN(non-terrestrial network，非地面网络)是3GPP在R17阶段制定的基于新空口技术的终端与卫星直接通信技术。在该版本中重点规划了在原有5G地面蜂窝标准规范基础上，5G NTN根据卫星通信的需求和技术特点，设计和制定可用于手机与高低轨卫星直接连接通信的技术规范，通过对5G地面蜂窝网络和终端协议增添与优化，使其满足卫星通信要求，并保持与5G地面蜂窝通信标准兼容，5G NTN支持卫星通信网络单独组网，或与地面蜂窝通信系统联合组网，实现星地融合通信。

与此同时，NTN是地面蜂窝通信技术的重要补充，是手机直连卫星的技术方向之一。利用卫星通信网络与地面5G网络的融合，可以不受地形地貌的限制提供无处不在的覆盖能力，连通空、天、地、海多维空间，形成一体化的泛在接入网，使能全场景随需接入。

目前，国内外已经从标准等多方面开始推动星地融合通信的实现。其中，2023年5月，中国移动率先完成国内首款5G IoT NTN手机直连卫星实验室验证，支持双向语音对讲和文字消息，同时开展二期验证优化，全面提升高轨手机直连卫星落地能力。

需要指出的是，在当前5G阶段，星地融合通信的目标是“体制兼容”，即在已有地面5G标准的整体技术框架下通过优化的方式实现星地融合通信，因此，在技术方面还存在诸多挑战。

NTN技术应用场景丰富，价值空间巨大

从全球网络覆盖面积来看，目前尚有80%以上的陆地区域和95%以上的海洋区域没有地面网络覆盖。5G NTN技术可实现手机通过卫星直接连接到蜂窝宽带网络，从而构建连接泛在、场景丰富、产业链高度融合、建设运维成本低的天地融合网络。

面向客户，利用NTN网络的强大覆盖能力，理论上可以构建全时空的基于手机直连的公众应急通信网，提供无处不在的通信网络服务，打造偏远地区、海洋、民航等全域泛在连接，提供短信、语音、上网、公众应急通信、广域物联网等全场景服务。

面向产业，通过蜂窝通信和卫星通信两大产业链的深度融合，让接入卫星的物联终端形态向低成本、小型化、低功耗等易用性方向发展，让智能手机具备直连卫星能力，形成规模效应，推动卫星连接价格下降。

面向运营商，提供低成本的广覆盖方案，在用户稀疏的偏远地区、海面等区域无需建设和维护蜂窝基站，可显著降低基站数量并进行集中部署，进而降低运营商的网络建设和运维成本。

5G NR-NTN技术频获进展

近日，中国电信研究院与中国电信上海应急通信局、中国电信卫星公司协同，联合北京捷蜂创智科技与北京邮电大学，基于同步轨道卫星，完成全球首次运营商NR NTN（非地面网络）终端直连卫星现网环境测试验证。

中国电信研究院表示，本次测试遵循3GPP R17版本国际标准，重点验证同步轨道卫星空间环境下，多终端并发直连卫星场景NR NTN的网络接入能力、数据及语音服务能力，为我国布局高速泛在、天地一体、云网融合的综合信息网络提供了基础性的实测与论证依据。

试验开展了端到端的业务能力验证，成功打通Voice over NR NTN语音通话，语音质量清晰稳定。并成功验证了VoWIFI over NR NTN的混合组网能力，以及多终端并发条件下的网络接入能力。

试验表明，基于同步轨道卫星的NR NTN网络具备提供宽带数据及语音业务的网络能力，可作为国家应急通信服务体系、综合信息服务体系中重要的便携式解决方案。试验同时为后续进一步深入开展天地一体组网能力验证、面向6G的天地一体系统设计及标准制订奠定了基础。

除了中国电信以外，中国移动的NR-NTN技术试验此前也披露了相关积极进展。今年9月，中国移动表示，携手中兴通讯、是德科技共同完成国内首次运营商NR-NTN低轨卫星实验室模拟验证。

另外，在今年5月，中国移动还率先完成了国内首次5G IoT NTN（NTN另一分支）手机直连卫星实验室验证。据了解，IoT-NTN能够支持双向语音对讲、短信等窄带业务能力。

转眼至终端手机层面，随着卫星通信技术的持续突破，多家手机品牌厂选择在新机上搭载卫星通信功能。

据不完全统计，目前，我国卫星通信市场规模在800亿元人民币左右。业内专家介绍，在有了手机这类消费级卫星通信产品的规模效应带动后，产业链各环节的成本也将不断降低。

文章来源： 通信产业报，通信老柳，金融界，中兴文档