卫星通信与手机直连卫星技术进展

手机

这早已超越了手机圈的内卷现象。这表明手机直连卫星已从通信发展的边缘进入主流轨道。由于外形笨重、带有天线且价格高昂，手机直连卫星通信一直难以普及。但从去年年底到今年年初，卫星通信成为手机行业的焦点。更令人欣喜的是，手机卫星通信从之前的若隐若现，到现在已逐渐崭露头角、悄然到来，并将卫星电话功能融入我们日常生活中的设备中，为大众使用铺平了道路。今天借此机会，和大家探讨卫星通信与手机直连卫星的相关话题。卫星通信和手机常用的运营商蜂窝网络通信都是通信方式。区别在于，卫星通信以人造地球卫星为中继站，通过转发无线电波连接地球站实现通信；而蜂窝网络通信依赖地面信号基站，也就是常见的信号塔来传播信号，完成通信任务。两者在技术和应用场景上各有特点。

使用手机通过运营商的移动蜂窝网络通信时，信号会先传送到附近的地面基站。这些基站通过有线或无线网络互联，将信号逐级传递至目标用户所在的基站。当信号抵达目标基站后，会被发送到目标用户的手机设备，从而实现通话或短信的接收。

从这种通信模式可以看出，运营商的移动蜂窝网络高度依赖基站建设，信号需在多个基站间传递才能抵达目标设备。然而，地面基站的覆盖范围有限，例如常见的4G基站覆盖半径为1至3公里，而5G基站的覆盖半径仅为100到300米。加之我国地域广阔，沙漠、森林、山脉等地形并不适合全面建站，导致地面通信基站难以实现百分之百覆盖。此外，当某些地区遭遇地震、台风或洪水等自然灾害时，受灾区域的地面通信系统往往受到严重影响。然而，在抢险救灾过程中，保持通信畅通至关重要，因此卫星通信成为一种不可或缺的补充手段。

大众

卫星通信的原理是将卫星送至赤道上空约36000千米的地球同步轨道，通过卫星搭载的通信转发器接收来自地面站的信号，经放大与变频处理后，再转发至其他地面站，实现两地间的信号传输。由于覆盖范围广，只要处于卫星信号覆盖区域内，任何两点均可进行通信，且不易受陆地灾害干扰，具有较高的可靠性。然而，卫星通信的设备成本及后期运营维护费用十分高昂，目前主要应用于航空、航海、能源勘探和科学研究等专业领域。在我看来，卫星通信更准确地说是卫星应急联络功能。它本质上是一种备用方案，仅在紧急时启用。毕竟，日常通信需求完全依赖普通运营商基站即可满足，卫星通讯只是特殊情境下的补充手段。手机直连卫星并非全新概念，过去实现这一功能的主要是专用卫星电话。这类设备为确保信号接收效果，其天线功率远高于普通手机，抗干扰能力也更强。因此，传统卫星电话通常配备长长的外置天线，并且仅限于户外开放环境下使用，以保证通信质量。

今天所说的手机直连卫星中的手机，指的就是我们常用的智能手机。如果设备支持这项技术，那么在偏远地区遇到意外时，就可以利用卫星通信功能发出求救信号，防止事态恶化。毕竟，随身携带一部专用卫星电话并不现实，而让手机具备卫星通信能力意义重大。它不仅可以与现有的基站技术相互补充，还能有效扩展手机的通信覆盖范围，为用户带来更多安全保障。目前，多家手机厂商正积极布局手机卫星通信领域。根据IMT-2030（6G）推进组发布的6G总体愿景与潜在关键技术白皮书，6G时代将通过天基网络实现对陆地偏远地区、海洋及空中的全面覆盖，从而构建起天地一体化的融合移动通信网络。在此背景下，不少厂商已着手参与支持手机直连卫星的非地面网络（NTN, Non-Terrestrial Network）标准制定工作，目标是为个人用户提供全球范围内的无缝连接服务。可以预见，手机直连卫星将成为未来通信技术发展的重要方向之一。在NTN技术路线中，中国电信利用天通卫星，完成NR-NTN终端直连卫星的现网测试。下图是基于NTN基站的手机直连低轨卫星网络架构图。

完全上星的基站架构由 NTN 终端、NTN 星载基站、信关站、地面核心网及公共数据网构成。卫星具备射频滤波、频率转换、信号放大、解调与解码、星间路由、编码调制、无线资源管理以及接入控制等功能。NTN 终端与卫星之间的服务链路使用 NR-Uu 接口，而卫星和信关站间的馈电链路可采用 DVB-S2X 或 5G NR 通信体制，用于传输控制面 NG-C 和用户面 NG-U 数据。信关站负责实现卫星与地面核心网的连接。此外，该架构对地面基础设施依赖较小，能够借助星间多跳回传技术达成全球覆盖。

天通卫星的故事可以追溯到2008年汶川地震。当时，灾区地面通信完全中断，而我国尚未拥有自主的卫星通信系统。震后，在总理专项基金的支持下，天通一号卫星项目应运而生，其核心目标是在重大自然灾害中提供应急通信保障。2010年，航天科技集团五院攻克多项关键技术，提前开展我国首颗S频段大容量地球同步轨道移动通信卫星——天通一号01星的研制工作。经过不懈努力，2016年8月6日，天通一号01星成功发射，填补了我国在移动通信卫星领域的空白，标志着我国正式迈入自主卫星通信时代。这一成就为后续卫星通信系统的完善奠定了坚实基础。

天通一号卫星系统现已正式对公众开放服务。通过中国电信运营的1740号段，用户在卫星覆盖区域内，可利用天通卫星手机或终端实现语音通话、短信收发、数据通信及定位功能。2020年11月12日和2021年1月20日，天通一号02星与03星先后成功发射。其中，03星与前两颗卫星组网运行后，完成了亚太地区的全面覆盖，显著增强了我国应急通信的保障水平和服务能力。

OPPO Find X7 Ultra借助电信的天通卫星实现了卫星通信功能。不过，要实现卫星通信，仅靠卫星本身并不足够。手机直连的卫星位于距离地球表面36000公里的地球静止同步轨道上，由于通信距离遥远，信号到达地面时会变得很微弱。在卫星通信中，天线面积与信号接收和发送强度密切相关，面积越大，性能越好。这也是为什么传统卫星电话通常配备巨大的天线，以确保足够的信号强度来完成通信任务。传统卫星通信手机通常采用单一天线设计，在进行卫星通话时，需要将天线对准卫星方向。这意味着用户必须固定手机位置，确保其准确指向卫星，因此设备的空间操作自由度较低。在实际使用中，一旦终端与卫星之间的角度偏离预设范围，就可能导致信号中断或通信失败。这种限制使得用户在使用普通卫星电话时，往往需要举着手机对准天空，类似常见的标准姿势（虽略有夸张）。然而在这种方式下，通话只能依赖免提功能，而在大风或其他恶劣天气条件下，声音清晰度会受到严重影响，从而难以实现有效沟通。

我们习惯把手机放在耳边打电话，这会导致无法精准对准卫星位置。

Find X7 Ultra 采用 OPPO 独家多卫星天线方向图调控技术，优化天线布局调试，运用天线波束设计，提升信号表现。

与其他厂商的单天线方案不同，Find X7 Ultra采用了多天线设计。在国家知识产权局官网，可以查到OPPO于2023年12月15日最新申请的一项与卫星通信天线相关的专利。这种设计提升了信号稳定性与通信能力。

当第一根天线接收到的信号强度低于预设阈值，即信号较弱时，系统会切换到第二根天线继续接收卫星信号。这种多天线设计有效扩大了信号接收范围，提升了信号强度，从而更好地保障了卫星通信的质量与稳定性。目前，OPPO在该领域已申请26件卫星天线相关专利，充分展现了其领先的技术实力。

借助卫星天线方向图调控技术，用户无需特定角度或姿势，只需将设备贴近耳边，即可像平常接打电话一样稳定使用卫星电话，操作更符合日常习惯。同时，设备也支持免提模式，满足不同场景需求。2024年1月，OPPO召开Find X7系列全球发布会，推出Find X7与Find X7 Ultra两款新机。会上，OPPO还宣布Find X7 Ultra将在3月发布卫星通信版（16+1T），进一步拓展高端市场技术应用，为用户带来更先进的通信体验。这一系列机型展现了OPPO在科技创新领域的持续突破。很幸运，我拿到了OPPO Find X7 Ultra卫星通信版进行体验。到手后，我立刻前往附近电信营业厅办理了一张新卡，套餐月费39元，包含10GB流量、100分钟通话，其中10元为卫星功能服务费。随后，我迫不及待地测试了它的卫星通讯功能，感受其独特魅力。

特别值得一提的是，当手机电量仅剩5%时，仍可支持近30分钟的卫星通话，或收发近40条双向短信（各20条）。此次测试成本颇高（通话9元/分钟，短信5元/条），但结果令人振奋。毕竟，卫星通信多用于紧急状况，而电量不足往往是现实难题。在这种情况下，每多打一分钟电话或发送一条信息，都可能进一步提升我们的安全保障。这充分体现了其在关键时刻的实用性与价值。此外，这次影像大模型的升级也为我这样的摄影爱好者带来了惊喜。以OPPO Find X7 Ultra的长焦功能为例，我尝试拍摄了两组照片。第一组是清晨街景，分别使用1倍、10倍和20倍焦段，从左至右依次呈现；第二组则是小区里的花朵，焦段从1倍延伸到30倍。在超清长焦模式下，无论是远处的建筑细节还是花瓣纹理，都保持了极高的清晰度，没有出现失真或模糊的现象。对于热衷于拍摄花卉与鸟类的用户来说，这一功能无疑是一款不可多得的利器。

2500万与5000万像素的RAW MAX模式，在拍摄建筑、水面、天空和花草细节时表现卓越。相机可以闲置了，出门旅游只需一部手机即可满足需求。

新增的AI功能包含人物一键消除，拍游客照时无需担心路人入画，后期处理极为便捷。

此外，AI通话摘要可以精准记录通话内容，还能梳理出重点与待办事项，这对职场人士非常友好。像我这种容易健忘的人，常常前脚答应的事后脚就忘记。但有了AI通话摘要，再也不用担心遗漏老板安排的重要任务，工作更加高效有序。

小布助手里有几个功能让我眼前一亮，特别是小布英语老师。前段时间我从国外出差回来，虽然能用英语进行简单交流，但还不够熟练。小布英语老师不仅能解答常见英语问题，还提供口语陪练和翻译服务，使用起来非常便捷。这个功能对需要练习英语的学生群体也非常适用，可以帮助他们提升语言能力，值得尝试。

比如小布面试官，三月底四月初是赏花的好时节，但对职场人而言，这却是金三银四跳槽旺季。各大互联网公司的年终奖已发放完毕，不少人开始准备跳槽面试。然而，面试机会十分珍贵，充分准备至关重要。小布助手中的面试官功能可以为我们提供模拟面试训练，帮助积累经验，提升面试技巧，让求职者在正式场合中更加从容自信地应对挑战。

Find X7 Ultra的此次升级为用户带来了全新体验，卫星通信、影像和AI能力的提升更好地满足了需求。Find X7 Ultra确实是一款值得拥有的旗舰机！