2026星地融合通信技术白皮书V2.0基于NTN技术的宽带手机直连卫星

手机直连卫星发展历程

手机直连卫星通信旨在消除通信盲区，构建全球无缝覆盖的星地融合网络。其发展历程可分为三个阶段：

• 专用卫星终端探索期（1990-2016）：以铱星、全球星等传统卫星通信系统为代表，实现手持终端与卫星的直接通信，但终端设备体积大、功耗高、资费昂贵，主要应用于极地科考、远洋航行、野外应急等小众专业场景。
• 消费级窄带商用落地期（2017-2024）：3GPP启动NTN技术研究，形成星地体制兼容的卫星通信标准，商业航天发射成本下降，芯片厂商研发出小型化卫星射频芯片，卫星厂商研发星载相控阵天线。2022年华为、苹果在旗舰机型搭载卫星短报文功能，2023年天通一号实现消费级手机双向卫星通话商用，标志着该技术正式迈入民用规模化阶段。
• 低轨宽带试验攻坚期（2025开始）：全球越来越多的卫星星座表示未来将支持5GNTN体制，并开展NTN体制的手机直连卫星技术试验。低轨宽带手机直连技术仍处于试验验证阶段，但作为6G天地一体化泛在通信的核心支撑，将持续完善星地融合体系。

手机直连卫星的技术路线

手机直连卫星主要有三种技术路线：

• 基于现有卫星通信体制（“新手机、旧卫星”）：手机双模，终端设备成本高，主要提供短信、语音等业务。
• 基于现有地面移动通信体制（“旧手机、新卫星”）：星载天线阵面大，主要提供文本、语音和数据传输。
• 基于3GPPNTN体制（“新手机、新卫星”）：手机成本基本没变化，系统优、综合成本低，是业界预期的发展主流。

3GNTN手机直连卫星关键技术

3.15GNTN手机直连卫星关键技术

5GNTN在技术体制上与地面5G兼容，针对星地大多普勒、大时延、大路损、高动态等特征，引入了时频同步、时序管理、混合自动重传请求（HARQ）机制、移动性管理、QoS机制等基本特性。针对手机直连卫星，5GNTN进一步引入了跳波束、覆盖增强、容量增强、基于MBS的广播、星上处理模式、终端-卫星-终端等新特性。

3.26GNTN手机直连卫星关键技术

6GNTN将实现全域覆盖，支持任何人和任何物及智能体在任何时间、任何地点及（物理与虚拟）空间通过地面移动通信或卫星移动通信按需接入。6GNTN将支持星地多层网络协同传输、无GNSS的通信、卫星NLOS的深度覆盖、馈电接入一体化设计、星地频谱共享、通导融合定位、通信与AI技术融合、通信与算力融合等关键技术。

3.3手机直连卫星的工程实践技术

手机直连卫星在载荷和终端均面临产业化挑战，其中卫星载荷涉及的关键技术主要包括星载相控阵天线、星间激光通信、载荷一体化等，卫星终端需要提升收发能力并考虑集成化等。

基于NTN的手机直连卫星标准发展

4.13GPP

3GPP自R15开始研究5GNTN技术，以5G地面移动通信标准为基础，结合卫星通信的特征做针对性增强和适配，实现了NTN与地面移动通信标准的兼容。5GNTN已完成Rel-17~Rel-19三个版本的标准化工作，同时支持NRNTN和IoTNTN，涉及低频段和高频段。当前的Rel-20阶段，3GPP在同时开展5GNTN的标准化工作以及6GNTN的研究工作。

4.2ITU

ITU-R自2021年正式开启IMT-2020（5G）卫星通信标准化工作，2022年9月完成了IMT-2020卫星通信愿景和需求建议书（M.2514），定义了卫星增强移动宽带（eMBB-s）、卫星海量机器类通信（mMTC-s）和卫星高可靠通信（HRC-s）三大应用场景。2025年10月发布了IMT-2020卫星通信空口技术规范（M.2177），其中5GNTN被作为唯一技术提案。2026年5月，ITU-R进一步开启了对IMT-2020卫星通信空口标准的升级工作。

4.3CCSA

CCSA作为我国通信标准化的核心组织，将3GPP、ITU的国际标准与我国星地融合产业发展需求相结合，开展本土化标准制定。自2022年，TC5联合TC12开展了NTN的系列行标制定，技术体制上涉及IoTNTN和NRNTN，类别上涉及技术要求和测试方法。

手机直连卫星的产业发展

5.1全球频率资源配置与监管政策

卫星通信的轨道和频率是全球稀缺资源，潜在可使用的频段包括UHF、L、S、C频段。ITU、3GPP等均在积极推进卫星通信的频率工作。

5.2全球NTN产业进展

国外在轨手机直连卫星的卫星系统已经都在朝着NTN标准靠近，包括Sateliot、Omnispace、Skylo等。我国也在积极开展NTN的技术验证，例如中信科移动发布了业界首套高低轨融合的宽带透明转发5GNTN系统，中国卫星网络集团有限公司实现了全球首次基于5GNTN标准的手机直连卫星宽带视频通话。

5.3NTN应用拓展

随着NTN星座建设和技术验证的不断深入，业界也在积极探索手机直连卫星的更广泛应用，例如可穿戴设备直连卫星、车载卫星通信、A2X低空智联等。

中国信科的相关技术与产业布局

中国信科自2018年起在业界率先提出“5G体制兼容、6G系统融合”的星地融合发展路线，深度参与及主导NTN国际标准制定，布局5GNTN产业链核心环节。

我国手机直连卫星面临的挑战及相关建议

7.1面临的挑战分析

我国基于NTN技术的宽带手机直连卫星产业目前仍处于发展初期，在卫星制造与发射、星地通信载荷、星地融合产业生态、宽带商业化模式等多个维度存在明显瓶颈。

7.2对技术产业的发展建议

针对我国基于NTN技术的宽带手机直连卫星发展的多重挑战，本文从技术标准、产业生态、协同工作机制、海外市场拓展等方面提出发展建议。

未来展望

面向未来全球泛在连接通信需求，手机直连卫星作为卫星通信的一种应用模式，是实现星地融合、全域覆盖、万物智联的重要途径。基于NTN体制的宽带手机直连卫星是未来技术和产业发展的共识方向。