摘要
近年來(lái)，衛星通信領(lǐng)域快速發(fā)展，蓬勃的市場(chǎng)需求催生了多種類(lèi)型的衛星終端，衛星直連手機憑借其優(yōu)秀的通信性能和便攜的使用場(chǎng)景，成為備受矚目的產(chǎn)品類(lèi)型。文章從國內外衛星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況出發(fā)，對衛星直連手機的技術(shù)路線(xiàn)和應用場(chǎng)景進(jìn)行梳理，結合芯片技術(shù)架構展望天地多模手機的演進(jìn)過(guò)程，提出融合芯片一體化方案的多模衛星直連手機是衛星終端的發(fā)展方向，同時(shí)從頻譜、功耗、成本和技術(shù)體制等方面，對多模終端面臨的挑戰進(jìn)行了分析，并給出衛星直連手機終端的發(fā)展方向預測。
關(guān)鍵詞
通信終端技術(shù)；衛星直連；手機終端；天地多模；芯片
引言
隨著(zhù)人們對于在偏遠地區、海洋等無(wú)地面蜂窩網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域內通信需求的增加，衛星通信的市場(chǎng)潛力和用戶(hù)基礎正在迅速擴大。衛星通信領(lǐng)域的技術(shù)也在不斷進(jìn)步，各種創(chuàng )新解決方案不斷提出并得到實(shí)施，極大地拓展了衛星通信的應用范圍和潛力。
衛星通信在全球迅猛發(fā)展，無(wú)論是國際還是國內市場(chǎng)，都顯示出了其強大的發(fā)展潛力。國外SpaceX、Lynk、AST和OneWeb等公司正在加速發(fā)展建設衛星星座，其目標是實(shí)現全球高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的普及。與此同時(shí)，國內在衛星通信領(lǐng)域也取得了顯著(zhù)成就。得益于國家政策的扶持和民營(yíng)航天企業(yè)的崛起，中國的在軌通信衛星數量持續增加。國內企業(yè)在衛星制造、發(fā)射服務(wù)、地面設備生產(chǎn)以及衛星運營(yíng)服務(wù)等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節實(shí)現了技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級。衛星通信與5G移動(dòng)通信的深度融合，以及面向6G的天地一體化通信，是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。3GPP提出的5G NTN技術(shù)將極大地加速這一進(jìn)程，中國積極參與到這些技術(shù)標準的制定中，推動(dòng)地面與衛星通信技術(shù)持續創(chuàng )新，也拓寬了衛星通信的用戶(hù)群體[1]。
01 衛星通信整體介紹
1.1 衛星通信產(chǎn)業(yè)情況
衛星通信產(chǎn)業(yè)目前正處于快速發(fā)展階段，隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增長(cháng)，特別是高通量衛星(HTS)技術(shù)的應用[2]，使得衛星通信帶寬需求持續增長(cháng)，推動(dòng)了衛星向大容量、小型化、星座化方向發(fā)展。5G和未來(lái)6G 技術(shù)的發(fā)展為衛星通信與地面網(wǎng)絡(luò )的深度融合也提供了新機遇，促進(jìn)了天地一體化的通信網(wǎng)絡(luò )構建。此外，政策支持和民營(yíng)航天企業(yè)的興起也為衛星通信產(chǎn)業(yè)注入了新的活力，預計未來(lái)將實(shí)現更廣泛的應用場(chǎng)景和更高效的服務(wù)能力。
以Starlink為代表的低軌寬帶星座作為新興網(wǎng)絡(luò )信息基礎設施，成為多個(gè)國家地區發(fā)展熱點(diǎn)。高軌衛星性能在持續演進(jìn)，基于低軌衛星的互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，且低軌星座的批量化部署成為常態(tài)，美、歐、俄等各國政府都在加大投入，手機直連衛星領(lǐng)域也取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
1.2 國內衛星通信發(fā)展現狀
國務(wù)院在《十四五發(fā)展規劃》中提出要建設高速泛在、天地一體的信息基礎設施；工信部在十四五信息通信行業(yè)發(fā)展規劃中提出要做好衛星通信服務(wù)，建設衛星通信網(wǎng)絡(luò )等新一代通信網(wǎng)絡(luò )基礎設施；國家發(fā)改委也明確將衛星互聯(lián)網(wǎng)納入“新基建”范疇，衛星互聯(lián)網(wǎng)被納入國家政策支持的重點(diǎn)方向；北京、上海、廣東等各省市也積極響應國家政策，出臺了相應的衛星互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)政策，推動(dòng)衛星產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國星網(wǎng)、中國衛通、中國時(shí)空信息、上海垣信等衛星公司大力投入衛星互聯(lián)網(wǎng)，中國移動(dòng)、中國電信、中國聯(lián)通等運營(yíng)商紛紛入局，時(shí)空道宇、銀河航天等企業(yè)也加快發(fā)射衛星，極大推動(dòng)了國內衛星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
中國自主的天通衛星通信服務(wù)，通過(guò)L頻段提供話(huà)音、短信和數據傳輸業(yè)務(wù)，特別適用于偏遠地區、海洋和航空等傳統通信盲區，增強了應急通信能力，促進(jìn)了經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展均衡。北斗衛星導航系統以其全球定位和獨特的短報文通信功能，在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域如交通、農業(yè)和災害預防中提高了效率和安全性，展現了導航與通信融合的創(chuàng )新應用，對國家安全和民生保障具有重要意義。這些衛星通信系統沿著(zhù)定制化技術(shù)體制獨立發(fā)展，主要服務(wù)對象是政府和特定行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈較為穩定獨立，但也面臨著(zhù)產(chǎn)業(yè)規模小、成本較高等問(wèn)題。隨著(zhù)衛星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，衛星通信服務(wù)正逐步進(jìn)入公眾用戶(hù)的視野。面向公眾用戶(hù)的衛星通信將更強調性?xún)r(jià)比，這就需要一個(gè)龐大產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)的規?；统杀拘б?。
1.3 衛星通信終端分類(lèi)
衛星通信系統包含通信衛星、地面系統、衛星通信終端等部分。其中衛星通信終端包括VSAT(甚小口徑終端)、手持終端等多種類(lèi)型。VSAT終端通常配備小型天線(xiàn)，可實(shí)現高效衛星通信，廣泛用于企業(yè)、政府等，也可安裝在車(chē)輛、船舶等交通工具上，提供穩定通信服務(wù)，廣泛應用于物流、海漁運輸等領(lǐng)域；手持終端主要用于海上航行、探險考察等偏遠或緊急通信場(chǎng)景，攜帶方便。其中直連衛星的手機終端類(lèi)型多樣，極大地拓寬了衛星通信的邊界。
02 衛星直連手機方案
當前手機直連終端主要技術(shù)方案包括衛星單模、存量手機方案、天地多模方案，本文重點(diǎn)介紹天地多模方案。天地多模方案又分為衛星通信模組外掛方案(在蜂窩手機主芯片旁)和融合芯片一體化方案。隨著(zhù)技術(shù)的演進(jìn)和需求的提升，芯片一體化方案有望成為衛星融合通信終端的主流演進(jìn)方案。
2.1 衛星單模方案
衛星單模手機是專(zhuān)為衛星通信而設計的手機終端，它專(zhuān)注于提供高效、穩定的衛星連接服務(wù)，不依賴(lài)于地面網(wǎng)絡(luò )。衛星單模終端的結構示意如圖1所示，這類(lèi)手機通常具備更強的衛星信號接收能力，適用于極端環(huán)境或需要高度保密通信的場(chǎng)合，是面相專(zhuān)業(yè)用戶(hù)和特殊行業(yè)的產(chǎn)品。
單模衛星手機主要面向野外、海洋等衛星通信等場(chǎng)景的應用，一般結構設計較為簡(jiǎn)單耐用。由于單模手機不具備地面網(wǎng)絡(luò )能力，不能用于地面蜂窩網(wǎng)絡(luò )覆蓋的補盲。單模衛星手機通常由主芯片與射頻模組及其外圍組成，其基本結構與通信方式與單模蜂窩網(wǎng)絡(luò )手機類(lèi)似。
圖 1 衛星單模終端方案
2.2 存量手機方案
存量手機方案，即使用現有市場(chǎng)上的智能手機，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )側協(xié)議增強、信號增強等方式，在不修改手機硬件的情況下，實(shí)現了從傳統移動(dòng)通信向衛星通信的跨越，讓用戶(hù)在保持原有手機使用體驗的同時(shí)，也能在偏遠地區或沒(méi)有地面網(wǎng)絡(luò )覆蓋的環(huán)境下，享受到衛星通信帶來(lái)的廣域連接。如太空探索公司(SpaceX)在Starlink 官網(wǎng)推出了星鏈直連手機業(yè)務(wù)，可實(shí)現存量LTE手機直接連接衛星，無(wú)需改動(dòng)硬件、固件和特殊應用程序即可實(shí)現手機直連星鏈發(fā)送文本、語(yǔ)音和數據[3]；AST、AT&T以及沃達豐等廠(chǎng)家面向存量手機提供衛星通信服務(wù)的天基5G寬帶連接服務(wù)測試中，創(chuàng )造了大于10Mb/s 下載速率紀錄[4]。
這種設計既保留了用戶(hù)的習慣，又增強了手機的通訊能力，但其需要網(wǎng)絡(luò )側設備與協(xié)議進(jìn)行強化，且對網(wǎng)絡(luò )側的基礎設施要求極為嚴格，使原本為地面蜂窩通信網(wǎng)絡(luò )設計的終端與協(xié)議可以在衛星與地面之間的傳輸環(huán)境下使用。這會(huì )造成網(wǎng)絡(luò )側改造與運營(yíng)成本均保持較高的水平。此外由于衛星通信傳輸距離更長(cháng)，上行與下行衰減同樣更嚴重，存量手機終端也應盡可能使用最大發(fā)射功率，以確保衛星通信服務(wù)的穩定性。這種網(wǎng)絡(luò )側改造成本導致存量手機方案只能作為單純地面通信模式向天地多模通信模式發(fā)展的過(guò)渡方案。
2.3 天地多模方案
天地多模手機通過(guò)集成現有衛星資源或面向天地融合，實(shí)現衛星通信和蜂窩網(wǎng)絡(luò )等多種通信模式于一體，滿(mǎn)足用戶(hù)根據所在位置和網(wǎng)絡(luò )環(huán)境選擇需要的通信方式的需求，通過(guò)衛星網(wǎng)絡(luò )和地面網(wǎng)絡(luò )的互補，實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋在全球范圍內的無(wú)縫連接。
2.3.1 衛星通信模組外掛方案
外掛芯片架構在衛星通信領(lǐng)域提供了一種高效且靈活的解決方案，其結構示意如圖2所示。在這種方案下，衛星通信芯片作為獨立的模塊存在，通過(guò)標準化的接口與傳統手機中的其他主要芯片相連接。這種設計允許開(kāi)發(fā)者根據實(shí)際需求，靈活地選擇和配置不同的主芯片，以滿(mǎn)足各種應用場(chǎng)景和終端設計的需要。從消費級便攜式設備到工業(yè)級高性能終端，外掛芯片架構都能提供適配的通信解決方案，來(lái)滿(mǎn)足特定的通信制式和性能要求?，F階段IoT NTN技術(shù)相對成熟，產(chǎn)業(yè)鏈中有較為完善的芯片產(chǎn)出。面向IoT的NTN業(yè)務(wù)一般不用于語(yǔ)音通話(huà)、高速上網(wǎng)等蜂窩網(wǎng)絡(luò )常見(jiàn)業(yè)務(wù)，但可以進(jìn)行短消息、低速流量等窄帶業(yè)務(wù)，故也可以通過(guò)傳統手機外掛IoT NTN模組的方案在一定程度上補足蜂窩網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍，實(shí)現天地多模手機方案。
同時(shí)，外掛芯片架構還促進(jìn)了產(chǎn)品的快速迭代與升級。制造商無(wú)需對手機終端進(jìn)行大幅度修改，便可快速增加或調整外掛的衛星通信芯片，來(lái)升級衛星通信的能力，并優(yōu)化性能。這種模塊化的設計大大縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期，提升了系統的靈活性和可擴展性，降低了研發(fā)成本，使企業(yè)能夠更快地響應市場(chǎng)變化，和現有產(chǎn)品結合實(shí)現符合消費者需求的新產(chǎn)品迭代。
在當前技術(shù)背景下，天通、北斗等私有體制衛星通信系統下的天地多模手機，由于手機主芯片無(wú)法集成衛星通信功能，這些手機普遍采用了外掛獨立衛星通信芯片的設計方案。
圖 2 天地多模終端外掛方案
在實(shí)際應用過(guò)程中，除上述典型外掛方案外，也會(huì )出現基于典型方案的變種以及過(guò)渡方案，將蜂窩通信與衛星通信的基帶或天線(xiàn)等進(jìn)行部分融合。如iPhone 14/15系列提供的衛星緊急SOS服務(wù)[5]中，并未完全采用外掛芯片方案，而是將衛星通信與蜂窩通信基帶進(jìn)行了一定程度上的融合。
2.3.2 融合芯片一體化方案
傳統地面蜂窩網(wǎng)絡(luò )一體化芯片將應用處理器、蜂窩基帶處理單元、射頻單元等高度集成于芯片上，極大提升了通信設備的效率與性能。一體化芯片以其緊湊的設計使得手機體積更小，同時(shí)有效降低手機的重量與耗電量，提升用戶(hù)體驗的同時(shí)還能簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，其結構示意如圖3所示。這一高度集成的設計方案，顯著(zhù)優(yōu)化了通信設備內部結構，極大地提升了設備的運行效率與通信性能，為用戶(hù)帶來(lái)更加流暢、穩定的通信體驗?，F在地面蜂窩通信手機大多數采用了一體化芯片設計，這是行業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢，也是滿(mǎn)足消費者需求的重要手段。
在未來(lái)通信技術(shù)持續革新的進(jìn)程里，衛星直連手機的諸多技術(shù)方案中，融合芯片一體化設計方案作為一項前沿且極具潛力的技術(shù)趨勢，將逐步成為連接地面與衛星通信、推動(dòng)移動(dòng)通信與物聯(lián)網(wǎng)深度融合的重要橋梁。融合芯片一體化設計方案在傳統地面蜂窩網(wǎng)絡(luò )一體化芯片的基礎上，除應用處理器、蜂窩基帶與射頻功能外，還將衛星通信中涉及的衛星基帶處理單元、高性能多頻段射頻單元也集成在單一芯片之中。通過(guò)融合芯片一體化這種高度集成的芯片方案，能夠使用戶(hù)使用大眾化手機終端時(shí)，在無(wú)地面網(wǎng)絡(luò )覆蓋的區域也能享受到穩定的通信服務(wù)，滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化的通信需求。該方案適用廣泛，不僅適用于高通量衛星通信場(chǎng)景的需求，同時(shí)因為集成化后縮小了整體的體積與功耗，也能應用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)場(chǎng)景，為不同領(lǐng)域提供強有力的技術(shù)支持和解決方案。此外IoT NTN雖然面向物聯(lián)網(wǎng)為主的窄帶通信，但在緊急情況下也能夠為手機用戶(hù)提供應急通信功能。
圖 3 天地多模終端外掛方案
03 多模終端面臨的挑戰
3.1 頻譜影響
衛星頻譜的高效利用對手機硬件設計提出了多維度且精細化的需求。隨著(zhù)衛星通信技術(shù)的不斷發(fā)展，手機需集成更高性能的射頻前端模塊，以支持更寬頻段的信號接收與發(fā)射，確保在復雜多變的衛星頻譜環(huán)境中穩定通信。這對手機硬件設計提出了較高的要求：天線(xiàn)需要優(yōu)秀的信號捕獲能力并減少干擾，數字信號處理器(DSP)與基帶芯片的性能快速解析衛星信號中的有效信息并優(yōu)化傳輸效率。
隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展，多模終端需要支持多種通信標準和頻段，增加了對有限頻譜資源的需求和競爭。首先，不同國家和地區的頻譜政策和監管要求可能不同，多模終端需要符合各種法規要求，增加了設計和實(shí)現的復雜性。其次，對于多模終端的射頻前端設計而言，需要支持多種頻段和模式，這可能導致射頻前端器件數量的增加，影響終端的集成度、體積和成本。另外，多模終端中的射頻芯片設計也面臨巨大挑戰，射頻芯片架構需要適應多模多頻段的需求，如何平衡體積、成本和性能之間的關(guān)系，以同時(shí)支持不同模式和頻段的共存。最后，由于多模終端引入的多個(gè)頻段，如何管理多模終端的干擾也是一個(gè)挑戰，包括多模終端在頻率共享和干擾規避方面面臨挑戰，需要考慮空間隔離、頻率共享機制等技術(shù)來(lái)減少干擾。
3.2 網(wǎng)間協(xié)同
多模終端在天地一體端網(wǎng)協(xié)同方面面臨的主要挑戰是網(wǎng)絡(luò )切換。對于多模終端在不同的狀態(tài)如空閑態(tài)和連接態(tài)，在不同的通信環(huán)境和網(wǎng)絡(luò )制式間如何進(jìn)行切換，如從蜂窩網(wǎng)絡(luò )到衛星網(wǎng)絡(luò )，要求終端具備高度智能化的移動(dòng)性管理能力。這種能力涉及到實(shí)時(shí)監測網(wǎng)絡(luò )條件、預測用戶(hù)移動(dòng)軌跡、評估網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量等，并根據這些信息智能選擇最佳的通信路徑。同時(shí)，終端還需要能夠快速響應網(wǎng)絡(luò )變化，實(shí)現平滑的切換過(guò)程，最小化通信中斷，確保用戶(hù)體驗的連貫性。此外，多模終端的設計還必須考慮到功耗優(yōu)化，因為頻繁的切換和持續的網(wǎng)絡(luò )搜索可能會(huì )顯著(zhù)增加能耗。因此，如何在保證通信效率和穩定性的同時(shí)，實(shí)現低功耗運行，是多模終端設計中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
3.3 天地功耗管理
衛星多模手機終端需要在地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )和衛星通信網(wǎng)絡(luò )之間無(wú)縫切換，以滿(mǎn)足用戶(hù)在不同場(chǎng)景下的通信需求。然而，這兩種通信模式在功耗上存在顯著(zhù)差異。地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )由于基站密集、信號強，手機終端在通信過(guò)程中的功耗相對較低。而衛星通信網(wǎng)絡(luò )由于衛星距離遠、信號衰減大，需要更高的發(fā)射功率和接收靈敏度，從而導致功耗顯著(zhù)增加。因此，實(shí)現天地功耗管理成為了一個(gè)重要的技術(shù)挑戰。
P提出了擴展不連續接收等節能技術(shù)，并研究了非連續衛星覆蓋場(chǎng)景下的UE功耗節能增強技術(shù)，如在無(wú)覆蓋狀態(tài)下進(jìn)入低功耗模式(PSM、MICO模式)等。如何在這些低功耗模式下對UE的狀態(tài)進(jìn)行有效管理，確保在無(wú)覆蓋時(shí)不進(jìn)行不必要的PLMN接入嘗試，同時(shí)在恢復覆蓋時(shí)能夠迅速響應的技術(shù)[6]。UE相關(guān)的節能技術(shù)包括改進(jìn)UE的覆蓋檢測算法，以增強其在不同狀態(tài)下的切換效率；基于UE對網(wǎng)絡(luò )覆蓋情況的預測和動(dòng)態(tài)調整，設計更智能的功耗節省策略；UE在不同RAT之間切換時(shí)，設計保持低功耗和高效服務(wù)恢復的方案，對多RAT環(huán)境下的信令和功耗管理策略進(jìn)行優(yōu)化，以確保功耗節省機制在不同RAT之間的一致性和兼容性。
為了應對這一挑戰，可通過(guò)開(kāi)發(fā)高效的功耗管理算法，并根據當前的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境、用戶(hù)行為以及電池狀態(tài)等因素，智能地調整手機終端的功耗狀態(tài)。同時(shí)，還可以通過(guò)優(yōu)化衛星通信模塊的硬件設計，提高能效比，降低通信過(guò)程中的能量消耗。
3.4 衛星智能對準
衛星多模手機終端在通信過(guò)程中需要保持與衛星的精確對準，以確保信號的穩定傳輸。然而，由于手機終端的體積小、重量輕，且用戶(hù)在使用過(guò)程中會(huì )頻繁移動(dòng)和改變姿態(tài)，這使得衛星對準成為了一個(gè)復雜且具有挑戰性的任務(wù)。
為了實(shí)現衛星智能對準，需要集成先進(jìn)的衛星跟蹤和定位技術(shù)。這包括使用高精度的衛星導航接收機來(lái)實(shí)時(shí)獲取手機終端的位置和姿態(tài)信息，以及利用先進(jìn)的算法來(lái)預測和補償衛星位置的微小變化。同時(shí)，還需要設計高效的衛星天線(xiàn)系統，能夠在用戶(hù)移動(dòng)和姿態(tài)變化時(shí)自動(dòng)調整天線(xiàn)的指向和極化方式，以確保與衛星的精確對準。
此外，還可以考慮引入人工智能和機器學(xué)習技術(shù)來(lái)優(yōu)化衛星對準過(guò)程。通過(guò)訓練模型來(lái)識別用戶(hù)的使用習慣和移動(dòng)模式，可以預測未來(lái)的衛星對準需求，并提前調整天線(xiàn)系統以做好準備。這樣不僅可以提高衛星對準的準確性和速度，還可以進(jìn)一步降低功耗和延長(cháng)電池壽命。
3.5 小型化
衛星多模手機終端的輕量化與小型化是實(shí)現便攜性和廣泛應用的關(guān)鍵。然而，在集成衛星通信功能的同時(shí)保持設備的輕量化和小型化卻面臨著(zhù)諸多技術(shù)難題。首先，衛星通信模塊需要包含復雜的射頻電路、天線(xiàn)系統以及信號處理芯片等組件，這些組件的體積和重量都相對較大。為了將衛星通信模塊、射頻電路、天線(xiàn)系統以及基帶處理器等復雜組件集成到有限的手機空間內，設計者需要采用先進(jìn)的封裝技術(shù)和微縮化工藝，以實(shí)現高度的集成度。然而，高度的集成也意味著(zhù)熱量密度的增加，如何在如此緊湊的空間內有效管理并散發(fā)熱量，成為了一個(gè)嚴峻的挑戰。設計者需要創(chuàng )新散熱解決方案，如采用高效的熱管技術(shù)、石墨烯散熱片等新型材料，以確保設備在高負荷運行時(shí)不會(huì )出現過(guò)熱現象，保障用戶(hù)的正常使用體驗。最后，為了實(shí)現輕量化與小型化的目標，還需要在軟件和算法方面進(jìn)行優(yōu)化。例如，可以通過(guò)壓縮通信協(xié)議來(lái)減少數據傳輸量，從而降低對硬件資源的需求；或者通過(guò)優(yōu)化信號處理算法來(lái)提高信號處理的效率和準確性，從而減少對硬件性能的要求。
3.6 產(chǎn)品化
將衛星多模手機終端從研發(fā)階段推向市場(chǎng)，實(shí)現產(chǎn)品化，同樣面臨著(zhù)諸多挑戰。首先，產(chǎn)品化需要解決的是供應鏈的整合與優(yōu)化問(wèn)題。衛星通信技術(shù)的特殊性使得其元器件、制造工藝等方面與傳統手機存在顯著(zhù)差異，如何構建穩定可靠的供應鏈體系，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性和一致性，是產(chǎn)品化過(guò)程中的一大難題。其次，產(chǎn)品化還需要考慮用戶(hù)需求的多樣性和市場(chǎng)定位的準確性。設計者需要深入了解目標用戶(hù)群體的使用習慣和需求特點(diǎn)，進(jìn)行有針對性的產(chǎn)品設計和市場(chǎng)推廣策略制定，以確保產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競爭力和用戶(hù)滿(mǎn)意度。
3.7 成本控制
在衛星多模手機終端的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，成本控制是一個(gè)不可忽視的技術(shù)挑戰。首先，衛星通信技術(shù)的研發(fā)成本較高，包括元器件采購、研發(fā)人員投入、測試驗證等多個(gè)方面。如何在保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能的同時(shí)，降低研發(fā)成本，是設計者需要面對的問(wèn)題。其次，生產(chǎn)成本也是制約產(chǎn)品市場(chǎng)競爭力的關(guān)鍵因素之一，如何通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)流程、提高生產(chǎn)效率、降低物料消耗等方式來(lái)降低生產(chǎn)成本，是制造商需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。此外，成本控制還需要考慮產(chǎn)品的定價(jià)策略和市場(chǎng)需求等因素，以確保產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競爭力和盈利能力。
3.8 技術(shù)體制的影響
按照技術(shù)體制分類(lèi)，衛星通信技術(shù)分為私有體制和公開(kāi)體制兩種。天通、北斗等屬于私有體制，基于私有協(xié)議開(kāi)發(fā)并提前布局，利用存量資源滿(mǎn)足當下市場(chǎng)需求。私有體制方案彼此是獨立且隔離的系統，雖然部分體系之間通過(guò)關(guān)口局互通的方式，實(shí)現了部分通信業(yè)務(wù)的跨系統聯(lián)通，但不同通信體制下設計的不同通信系統的用戶(hù)間仍無(wú)法完美實(shí)現互聯(lián)互通，軟硬件與現有通信系統的不適配限制了私有體制的進(jìn)一步發(fā)展。
3GPP NTN是公開(kāi)體制，在全球范圍內具備完善的商業(yè)化產(chǎn)業(yè)鏈，依托幾代蜂窩網(wǎng)絡(luò )通信行業(yè)發(fā)展基礎，使其在終端發(fā)展和行業(yè)融合方面有其獨特優(yōu)勢。擁有豐富產(chǎn)業(yè)鏈且標準公開(kāi)的技術(shù)體制將成為未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢。目前MTK、展銳和中興都提出了各自的基于3GPP NTN的方案。但3GPP NTN方案仍有待進(jìn)一步成熟，國內也暫時(shí)沒(méi)有支持這種方案的手機，短期內將保持私有體制各自占領(lǐng)一片江山的局面[7]。
04 總結與展望
在特殊通信領(lǐng)域，單模衛星手機作為一種獨立通信解決方案，盡管目前市場(chǎng)份額較小，但其在偏遠地區、緊急救援等場(chǎng)景下的獨特價(jià)值不可忽視。然而，受限于衛星通信技術(shù)的成本和覆蓋范圍，單模衛星手機的應用場(chǎng)景仍較為有限。存量手機是從單一網(wǎng)絡(luò )通信向天地雙模通信轉變中的一種嘗試。它雖然對網(wǎng)絡(luò )側有更高的要求，但是減少了用戶(hù)側設備的更新成本，是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò )龐大用戶(hù)群體及產(chǎn)業(yè)鏈的一種良好的過(guò)渡方案。天地多模手機作為移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的新趨勢，結合了地面蜂窩網(wǎng)絡(luò )與衛星通信的優(yōu)勢，實(shí)現了跨網(wǎng)絡(luò )、跨地域的無(wú)縫通信。這種手機不僅能夠滿(mǎn)足用戶(hù)在地面網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域的通信需求，還能在地面網(wǎng)絡(luò )不可及的區域通過(guò)衛星通信保持連接。隨著(zhù)5G與衛星通信技術(shù)的融合以及天地海一體化通信網(wǎng)絡(luò )的構建，天地多模手機有望成為未來(lái)移動(dòng)通信領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。
衛星通信是手機市場(chǎng)最受關(guān)注的技術(shù)之一，各大手機廠(chǎng)商紛紛推出自己第一款支持衛星通信的手機，將其作為新一代旗艦機的招牌賣(mài)點(diǎn)。在這個(gè)階段，均采用外掛衛星通信芯片與市面現有的5G基帶芯片組合的方式，使新機型能夠最大程度上的繼承本品牌前期蜂窩通信手機的技術(shù)積累，打造具備衛星通信能力的蜂窩通信手機并迅速進(jìn)入市場(chǎng)。第一波風(fēng)潮中入場(chǎng)的高端機首先提供的是新技術(shù)的新鮮感，前來(lái)嘗鮮的用戶(hù)對于產(chǎn)品溢價(jià)和衛星通信的實(shí)際效果都不會(huì )有過(guò)多的要求。但隨著(zhù)市場(chǎng)成熟與競爭加劇，同時(shí)具備衛星通信與蜂窩通信能力的手機將逐步向大部分公眾手機用戶(hù)滲透，下一代衛星直連手機將同時(shí)面臨性?xún)r(jià)比與使用體驗需求的提升。
對于衛星通信功能更廣泛和更深入的應用將會(huì )推動(dòng)芯片技術(shù)向深度融合的方向發(fā)展。與外掛芯片的架構相比，衛星通信的融合方案將一種或多種衛星體制同移動(dòng)蜂窩能力結合起來(lái)，形成一體化的芯片設計思路，在終端尺寸、性能效率和制式切換方面均會(huì )有所提升，為衛星通信功能在更務(wù)實(shí)的層面展開(kāi)鋪平道路。在轉化的過(guò)程中，傳統通信廠(chǎng)商將在新形成的融合產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮更重要的作用，隨著(zhù)3GPP NTN 協(xié)議和技術(shù)的成熟，傳統通信芯片廠(chǎng)商陸續提出自己的NTN方案，擁有5G主芯片生產(chǎn)能力的他們將在一體化進(jìn)程中占據主動(dòng)，私有體制憑借第一批衛星通信市場(chǎng)獲得的先發(fā)優(yōu)勢將受到影響，而更進(jìn)一步的競爭也將推動(dòng)衛星通信技術(shù)進(jìn)入發(fā)展新的階段。
05 參考文獻
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