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从广义上来说，“手机直连卫星”这种场景早就已经出现了。1998年，电信巨头Motorola在未来的移动通信形态上同时押注了地面网和卫星网，造就了经典的“铱”卫星系统，同时其也发布了首款商业卫星电话Motorola9500系列，除此之外，包括国际海事卫星组织（Inmarsat）、美国移动卫星公司（AMSC）、全球星等在内的移动卫星运营商都根据各自的通信卫星特性发布了各自能够与卫星连接的手机产品；随后由于地面3G的快速发展，对这一批希望能够与地面网竞争的手机市场带来了灾难性的打击，但卫星运营商并没有放弃，而是把自己放到了与地面网补充的新位置。阿联酋瑟拉亚卫星通信公司（Thuraya）在2013年发布了ThurayaSatSleeve产品，该产品是一个能够帮助消费级手机连接卫星的外壳，把这个外壳嵌套在主流的iPhone或三星的手机上，就可以使日常使用的3G手机“能够直连卫星”。

相较于之前两种能够直连卫星的手机形态，2022年发布的华为Mate50和iPhone14显然看起来更为方便，用户不需要再额外购买一部卫星电话，也不用再嵌套一个额外的外壳，使用一款随处可买的消费级指定型号手机就能在特定区域完成手机与卫星的连接；而更令人振奋的是，包括美国太空探索技术公司（SpaceX）、AST空间移动公司（AST Spacemobile）、领克公司（Lynk）在内的一些卫星运营商，则希望能够让消费者无需更换新手机，使用现在正在使用的4G或5G手机就能够连接卫星，换句话说，他们希望将用户手中的手机直接变成卫星直连终端。

如此密集的在半年时间里出现如此多的真正意义的“手机直连卫星”解决方案，笔者认为有四方面的因素。

首先，卫星通信行业近10年的快速发展使卫星通信行业的全产业链都不再满足于少数行业的特殊需求，而是希望能够通过接入更广泛的用户，在更多的应用场景下获得收入。而在近年来新航天兴起的大背景下，卫星制造和运载发射成本大幅降低，星载相控阵天线技术快速发展，以及地面通信终端芯片能力快速提升，向卫星通信行业注入了新的活力，使得卫星通信行业能够在“手机直连卫星”这一毫无疑问能够迅速带来最多用户的场景下提供较合理的资费价格成为可能。

其次，地面移动通信行业近10年的快速发展已将能够创造最大利润的区域覆盖完毕，剩下的需要地面移动网络覆盖的区域，基本上都是基础设施投入/产出比较低甚至地面移动网络无法触及，需要更加合适的解决方案。这时，处在降本增效的卫星通信逐渐成为一个可行的选择。起初，地面运营商已在通过回传的模式将地面网络通过卫星通信的形式进行拓展，但“手机直连卫星”的模式显然能够帮助地面运营商进一步降低成本，并提供更加灵活的解决方案，因此越来越多的地面运营商会选择投资或与“手机直连卫星”的卫星运营商共同建设。

再次，全球连续10多年快速增长的消费级手机销量持续出现下滑。一方面是全球使用手机的用户数量逐步饱和，另一方面则是手机的创新越来越匮乏，除了处理能力、屏幕、存储容量和摄像头的升级，用户已经找不到更好的更换手机的理由。手机厂商之间的激烈竞争想要再出现差异化越来越难，这时，在手机没有地面网络信号的时候依然能够获得连接的功能，被华为和苹果两大手机厂商作为了新的热点。这两家手机厂商由于在高端手机领域的成功拓展，使其拥有足够的底气和实力在这一完全空白的领域进行创新，同时，这两家手机厂商的带动作用也会使越来越多的手机厂商和上下游进入这一领域，高通作为全球手机厂商最重要的芯片供应商，也推出了能够兼容卫星连接的手机芯片作为新的卖点。

最后，已经被完善的地面移动网络“惯坏”的手机用户越来越难忍受没有网络连接的时刻，作为“手机直连卫星”这一场景的“买单方”，只有用户愿意为这一场景付费，才会有维持卫星运营的巨额资金、让地面运营商下决心投入的信心和让手机厂商纷纷加入连接卫星的大潮。2023年2月9日，在美国举行的小卫星研讨会上，主持人向听众抛出了一个问题——作为移动用户，你是否愿意为卫星连接的短信和语音业务付出额外的费用？参会的观众中有68%给出了“愿意”的回复。相信随着越来越多的玩家加入手机直连的场景中来，最终会有更多的功能、更好的服务和更优惠的价格让更多的用户来为此付费。

尽管从2022年8月至今，仅仅过去了6个月，但手机直连相关产业的发展速度之快超乎想象，越来越多的玩家和越来越广泛的关注也使得手机直连的发展路径逐渐清晰了起来。2022年发布的3GPPRelease17规范支持基于卫星的接入，这意味着未来采用这些规范的5G设备将能够直接与卫星通信。

我们对不同的“手机直连卫星”解决方案进行了梳理和汇总，既可以按照卫星运营商分类，也可以按照地面运营商分类，还可以按照手机厂商分类，但综合国外相关研究和信息，我们认为按照“解决方案使用的频率”来进行分类更加合理，即采用卫星使用的移动卫星服务（MSS）频率，或采用地面运营商（MNO）使用的频率两类。

除了MSS和MNO两种解决方案的频率不同，采用这两种不同发展路径的区别如下。

（1）与地面运营商的关系不同

采用MSS类服务的卫星系统或手机厂商，在宣布服务的同时并没有明确的与地面运营商的关系，甚至可以理解为采用了MSS类服务的厂商是可以“绕过”地面运营商去提供此类服务的，这类服务可以理解成类似于WIFI或Bluetooth的手机功能，因此可以由手机厂商发起且可以不需要地面运营商参与，但不可否认的是，最终的手机入网许可还需要各国的无线电管理部门审核，因此早期的苹果手机卫星连接功能仅在美国、加拿大可用，而华为手机卫星连接功能仅在中国大陆可用。

采用MNO类服务的卫星系统则与地面运营商是强绑定关系，因此这些卫星系统在不同的国家需要与不同的电信运营商合作，可能采用的频率或落地方式完全不同，这些卫星系统更像是空中的“铁塔公司”。SpaceX公司的手机直连服务是与美国第二大电信运营商T-Mobile合作开展的；ASTSpacemobile公司与美国第一大铁塔运营商AmericanTowers、美国第一大电信运营商AT&T、世界第四大电信运营商Vodafone、世界第六大电信运营商Telefonica公司等都建立了合作甚至股权投资的关系；而Lynk尽管未公布其具体合作的地面运营商，但其表示已经与25家不同国家的地面运营商签订了合同。

（2）未来投资重点不同

采用MSS频率的卫星系统，特别是已经有在轨卫星的系统，其早期的投资重点在地面段，除了需要增加手机终端的基带、射频芯片和天线外，还需要在部分区域升级地面网关站系统以满足链路和监管的需求。因此，手机厂商和芯片厂商率先发力的领域均与采用MSS频率的系统有关，苹果在iPhone14中增加了与Globalstar公司合作开发的卫星通信芯片，高通公司也希望在未来的Android手机中增加与Iridium公司共同合作的Snapdragon套件。

而对于采用MNO频率的卫星系统，则要求卫星系统能够适应已经存在的地面终端，显然这样的卫星系统还没有在轨工作，这就需要重新建设一个完整的卫星系统，并且由于地面终端的通信体制已经确定，需要卫星系统用更高的天线增益、发射功率和星上处理能力去满足链路和协议的要求，因此早期投资的重点都在空间段。ASTSpacemobile、Lynk和SpaceX公司的“星链”（Starlink）均需要在未来2年内发射大量的卫星以满足其全球覆盖的“手机直连卫星”服务要求。

（3）商业模式不同

采用MSS频率的方案目前明确的商业模式均为地面厂商主导，地面厂商通过本公司手机或程序注册用户在一定条件下以约定的价格向其新手机机主提供服务，卫星运营商能够直接从地面厂商拿到容量使用费用。苹果和Globalstar的合作就能够确保苹果使用Globalstar现在和未来85%的容量，而代价则是苹果需要为该服务付费并承担大部分新增的建设成本；Bullitt则应用Skylo的Inmarsat卫星服务，以一个应用程序安装到装有支持Skylo服务的联发科芯片的新款手机中，要求用户使用Bullitt的应用程序完成双向消息的收发，其服务首年免费，次年则需要Bullitt程序用户缴纳每个月4.99美元的费用。

而采用MNO频率的卫星系统则更大程度上依赖于其合作的地面运营商目前的服务和套餐，由于MNO的卫星系统能够适应大多数现有手机，因此不同国家地面运营商的合作意愿是决定其商业模式的关键，SpaceX和T-Mobile公司的合作就是由T-Mobile为其套餐用户提供最终的服务，卫星运营商更接近于服务的管道。

北方天空研究所（NSR）在2022年中将“手机直连卫星”定义为“卫星通信历史上最大的机会”，甚至预测这一市场在未来10年累计收入（668亿美元）将会高于非静止轨道（NGSO）的宽带通信市场（385亿美元）。

但无论手机直连行业的发展前景多么美好，作为一项准新生事物，其必然也会面临着诸多的挑战和阻碍，根据最近一段时间新闻和消息的梳理，我们总结了如下“手机直连卫星”的挑战。

（1）卫星网络的成本依然很高

之所以“手机直连卫星”被认为有希望，很大程度上还是因为高门槛的卫星网络价格在过去几年里大幅降低，Starlink在全球用户数量迅速达到100万，背后最大的因素就是其建设卫星网络的成本急剧下降。但Starlink目前的客户终究还是需要有100美元/月以上的付费能力，其面向商业和行业用户的付费能力要求更高。但“手机直连卫星”网络的用户群体，是月平均每用户收入（ARPU值）普遍低于60美元，在中国甚至低于50元人民币的消费者，如果以Bullitt第二年每个月收费4.99美元的价格来看，其成本依然高企。尽管现如今的卫星网络与20年前相比，最大的认知变化是从“竞争者”转换成了“合作者”，但最终买单的用户数量始终是这一技术或这一系统是否能可持续发展的最重要的动力。

（2）手机直连的性能仍然较弱

与价格强相关的就是性能。目前，无论是华为、苹果在手机里内置的服务，还是Starlink和T-Mobile的重磅合作，其基础价格都是免费的，诚然这一价格因素背后有新业务推广的考虑，但目前能够提供的“手机直连卫星”功能都较为简单。首批可提供服务的方案集中在救险或紧急消息传递，业务类型仅为短消息或话音；即使是预计2023年年底投入使用的Starlink，通信速率也仅有每个小区（直径通常为100km）最高7.2Mbit/s的上行速率和18.3Mbit/s的下行速率，距离我们所理解的移动通信服务能力还有很大差距。AST Spacemobile由于其业务星巨型的天线阵列设计能够提供更高的接收和发射增益给了用户更大的期待，从而使其“手机直连卫星”的性能有可能达到4G/5G的水平，但其试验星的天线阵列仅为业务星的1/8，且验证情况至今未公开，因此预计短期内仍未达到其预期性能水平。

（3）全球化的网络监管体系亟需改进

在过去，MSS作为一项卫星业务，在绝大多数国家都有单独的监管体系，对其无线电频率落地，卫星MSS业务许可有完善的管理流程，但在未来“手机直连卫星”的场景下，这一业务许可的主体会发生变化，因为手机厂商和地面运营商的角色会随着“手机直连卫星”业务的出现而发生变化。

MSS业务频段全球较为一致，而使用MNO频率的“手机直连卫星”业务则更为复杂，不同国家、不同运营商使用的MNO频率各不相同，由此带来的监管和许可问题远比之前复杂得多。2023年1月，德国无线电管理机构BNetzA要求需要使用MNO频率的AST Spacemobile的试验星BW-3在德国无线电使用范围内关机；而即使是在美国，联邦通信委员会（FCC）目前对于AST Spacemobile的星座频率方案并未颁发许可证，而是仅允许试验卫星BW-3使用有限的地面蜂窝网络频段在美国多个测试点进行测试。

伴随着全球“手机直连卫星”的快速发展，我们可以看到越来越多以前与卫星通信距离甚远的产业也开始参与进来，尽管行业内外对“手机直连卫星”的发展路径及前景持不同态度，但随着第三代合作伙伴计划（3GPP）在5G NTN的标准制定即将完成，未来6G的标准体系即将确立，“手机直连卫星”作为下一代移动通信的形态之一，已经成为共识。但发展的道路上总会有挑战与阻碍，这需要全球的产业链各环节，以及全球的监管体系共同努力去完成，这也是卫星通信行业与地面移动通信行业全面融合的必经之路。