電子發燒友網報道（文/莫婷婷）當前，全球衛星互聯網產業呈現快速的發展趨勢。IoT-NTN由于自身優勢，逐步開啟商業化。今年6月，中國移動宣布聯合中興通訊、紫光展銳完成全球首個手機直連高軌衛星基于運營商網絡IoT-NTN IMS（衛星物聯網IP多媒體子系統）語音通話實驗室驗證。這標志著突破了 3GPP IoT-NTN技術標準原生不支持IMS語音的挑戰，是高軌衛星通信技術在實時語音通信領域的重要成績。

需要關注的是，國內衛星通信產業迎來了新的進展時，產業還面臨著成本的挑戰，如何從芯片的環節解決成本問題，面對衛星通信SoC的集成化趨勢，產業鏈玩家該如何應對？


IoT-NTN爆發前期，手機直連技術成為商業化關鍵

NTN（Non-Terrestrial Network）技術指的是非地面網絡技術，基于3GPP開放標準制定，作為地面蜂窩通信技術的補充，NTN技術成為面向衛星通信和低空通信等新應用場景的重要演進技術。

3GPP R17版本定義了NTN技術的兩個技術方向，分別是IoT-NTN（基于非地面網絡的物聯終端接入）和NR-NTN（基于非地面網絡的5G智能終端接入）。

NR-NTN采用5G NR框架實現VSAT（甚小口徑終端）、智能手機等設備的連接LEO（低軌衛星通信）衛星，支持數十Mbps及以上的信息速率，可以提供語音服務、數據服務。

IoT-NTN是指將IoT（NB-IoT和eMTC）集成到了NTN中，于R17版本首次提出。IoT-NTN側重在GEO（高軌衛星通信）衛星下支持低復雜度eMTC（增強型機器類型通信）和NB-IoT（窄帶物聯網）終端的衛星物聯網服務，如全球資產跟蹤，支持數Kbps的信息速率，更關注物聯網領域的廣覆蓋、低功耗、低成本的通信需求。相對于NR-NTN，IoT-NTN性價比低，且對衛星能力的要求較低，因此率先展開了商業化。

在集成了NB-IoT后，NTN在物聯網領域有著更大的優勢。業內人士普遍認為，物聯網成為衛星移動通信業務的增長點，將廣泛應用于智慧城市、農業物聯、交通運輸、物流管理、電網電力、漁業海事、環境監測等領域。市場調研機構IoT Analytics預計，到2027年全球衛星物聯網用戶將達到2200萬，國內衛星物聯網終端數可達187萬。中國電信衛星應用技術研究院網絡技術專家高向東在公開演講中提到，按中國衛星通信規模占全球8.5%估算，預計到2027年國內衛星物聯網終端數可達187萬。

在IoT-NTN商業化過程中，手機直連衛星技術成為契機，驅動衛星通信新的需求，并且將衛星互聯網的應用場景從專業領域向大眾消費領域延伸拓展。此前，蘋果推出的iPhone14 、華為推出的Mate50系列搭載了衛星通信功能就引起了消費者的關注。兩款手機分別采用了Globalstar通信衛星方案、北斗通信衛星方案，不過這兩種方案與3GPP的NTN標準不一致。


中國信息通信研究院技術與標準研究所總工程師李俠宇介紹，手機直連衛星目前存在三種技術路線。美國主推“存量手機”路線，采用未經修改的4G/5G手機直連衛星。我國目前已經推出支持天通衛星的多模手機，正在積極探索3GPP NTN的技術路線。

中移芯昇在10月表示，公司已開啟研發IoT NTN的語音業務，聯合vivo成功演示了IoT-NTN低碼率語音電話技術。由此可以期待vivo在手機直連衛星技術的進展。據了解，中移芯昇已成功搭建IoT NTN全鏈路仿真平臺，并建立了衛星信道模型和鏈路預算模型。

但目前，NTN還面臨著時間延遲、多普勒偏移、低信噪比等技術挑戰。在時間延遲方面，同步衛星的延遲約為120ms，低軌衛星的延遲約為2ms到6ms。多普勒偏移稱為多普勒效應，這是由于低軌衛星相對地面高速移動而產生的。資料顯示，3GPP TR 38.821，S波段、軌道高度600km的LEO衛星多普勒頻移約為24ppm。該如何解決這些技術難題，還需要產業鏈上的廠商不斷投入研發。


相控陣芯片解決成本挑戰，基帶處理芯片綜合成本可降90%

當前，衛星平臺相對成熟并逐步標準化，載荷、衛星通信芯片等關鍵組件仍在演進。我們看到，通信運營商與通信組件產業鏈上的企業都在布局衛星技術。電子發燒友網了解到，聯發科、紫光展銳等芯片企業均展示了自家的NTN芯片。早在2023年的MWC大會上，聯發科就展示了MT6825 IoT－NTN芯片組，支持雙向通訊，支持 Bullitt 衛星通信服務，MT6825已經用在摩托羅拉 defy 2 和 CAT S75兩款智能手機中。

紫光展銳推出的5G loT-NTN衛星通信SoC芯片V8821，單芯片集成了基帶、射頻、電源管理、存儲等，支持L頻段海事衛星和S頻段天通衛星，支持 TCP/IP 協議，并且支持接入其他高軌衛星系統，發射功率低至23dBm。在終端功能的支持方面，支持通話和位置共享、數據傳輸、文字消息等。

在芯片的發展趨勢上，衛星通信SoC將朝著高度集成化、小型化、一體化的方向迭代，從而進一步降低芯片的成本、功耗。由于地面網絡和太空網絡的發展趨勢有所不同，地面網絡是沿著頻譜受限的場景在演進，太空網絡是沿著功率受限的場景在演進，對成本和功耗的要求更加高。

白盒子微電子副總裁阮玉峰表示，衛星載荷中相控陣的成本占到一半左右的比例。與同步衛星相比，由于低軌衛星移動速度更快，需要相控陣進行追蹤，為了實現高速率的體驗，就需要面積更多、數量更多的相控陣，相控陣系統中相關的芯片成本也就越多。因此如何提供低成本的載荷和終端，芯片成為產業鏈上關鍵的一環。

在今年MWC2024上，白盒子微電子展示了公司超寬帶衛星通信載荷基帶SoC芯片、終端基帶SoC芯片等產品。據了解，白盒子的數字基帶處理芯片優化SoC架構和電路設計，實現了載荷和終端共用，DVB和NTN共用。通過天地一體化的設計實現網端復用，降低載荷成本。

阮玉峰介紹，公司的數字基帶處理芯片支持低成本抗輻照。抗輻照是業內關注的重點，傳統的宇航級的芯片價格非常高，那動輒十萬甚至百萬級別。白盒子微電子通過板級限流+芯片級薄弱點加固保護，實現低成本抗輻照，綜合成本可以降低90%。主要是在板級增加低成本的限流防護電路，確保芯片不被損壞；通過實驗，識別無法在板級保護的芯片薄弱點；通過實驗，識別無法在板級保護的芯片薄弱點。

在毫米波相控陣芯片方面，天銳星通與網絡通信與安全紫金山實驗室合作，推出CMOS全集成4通道毫米波相控陣芯片，將每通道的成本由1000元降至20元左右。2023年，天銳星通發布了Q/V、W頻段相控陣芯片及天線。其中W頻段相控陣芯片及天線解決了極高頻相控陣芯片、極高頻全集成天線陣面等技術難題。

可以看到，國內衛星通信芯片廠商通過不斷地技術迭代，優化了芯片成本，這也成為推動國內衛星通信產業高速發展的關鍵。在產品的集成化迭代方面，電子發燒友網關注到，睿普康推出了移動終端通信芯片R801-TT，這是一顆高集成度、低功耗衛星移動終端通信芯片，兼容高軌衛星與低軌衛星。

睿普康還推出了面向衛星互聯網和蜂窩互聯網的SDR平臺芯片，單顆芯片集成基帶處理器、射頻收發器、輕量級應用處理器、模擬傳感器和接口、電源管理器，合封RAM和Flash存儲單元。產品可用于NTN IoT等衛星互聯網終端。