中金 | 手机直连：星地融合通信新范式，卫星互联网竞争主战场|终端_新浪财经

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卫星通信逐步走向星地融合，手机直连有望拓展卫星互联网市场空间。手机直连卫星能够解决传统卫星移动终端通用性、便携性、易用性等痛点，是星地网络融合背景下的卫星通信新范式。据GSMA数据，2023年全球移动终端订阅用户数量已达56亿，移动终端直连卫星有望为卫星互联网注入应用新潜力，成为卫星互联网的核心应用场景。据NSR预测，未来10年全球手机直连市场规模将超过以宽带接入为主的低轨卫星互联网，2022~2031年累计市场规模有望达到668亿美元。

技术路径与星地融合进程相适应，手机直连卫星产业化快速推进。根据星地网络融合模式的不同，手机直连技术路径主要分为双模终端优化、存量终端服务以及基于标准协议的星地深度融合三类。以华为Mate60Pro为代表的双模终端已实现批量销售，SpaceX完成存量终端直连卫星测试并计划2024年内实现手机直连服务商用，中国移动、中国电信等运营商在3GPP NTN标准下积极推动星地深度融合技术验证。各技术路径产业化快速推进。

手机直连有望重构星地通信体系，卫通模块及星上载荷有望受益。1）双模终端为手机增添小型化卫通模组，其芯片面积缩减90%、外置天线小型化后整合进手机内部。随着双模终端在高端机型中的渗透率提升，卫通模组需求或快速放量。2）大型相控阵能够有效提升天线增益、优化波束赋形能力，是实现存量终端直连的关键技术之一，我们认为相控阵载荷是空间段建设受益程度最高的环节之一。3）参考5G时期资本开支，我们认为星地融合网络建设或将撬动千亿级设备需求，卫星制造、通信设备及终端环节有望分享星地通信体系重构红利。

手机直连产业化进展不及预期；手机直连星座建设不及预期。

手机直连：打破星地隔阂，卫星互联网迈向通用市场

星地通信网络逐步走向融合，星地一体将是新一代通信技术的主要特征。卫星网络长期服务位于专网通信，多数卫星系统核心网仍与地面网络相独立。随着通信技术的进步，卫星网络与地面网络逐步走向融合，《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》将星地一体融合组网列为十大关键技术之一，3GPP R17标准确立了非地面网络（non-terrestrial network，NTN）的具体系统设计，标志着卫星网络从标准层面逐步与地网络相融合。我们认为，卫星是补充现有通信体系广域覆盖能力的理想技术手段，引入通信卫星可实现空基、天基、地基网络的深度融合，能够在任何时间、任何地点以任何方式为用户提供通信服务。

图表1：地面网络对全球人口的覆盖情况

注：2021年数据资料来源：ITU，中金公司研究部

图表2：一颗GEO卫星可覆盖全球30%的表面积

资料来源：《Space-Terrestrial Integrated Internet of Things: Challenges and Opportunities》（Juan A. Fraire，2022），中金公司研究部

传统卫星移动终端定位专网通信，大众市场推广存在多个痛点。

► 通用性：传统卫星系统具有协议定制、终端专属的特点，如铱星系统/GlobalStar/Inmarsat分别采用类GSM/扩频技术/GMR-1 3G协议，空口协议不互通使传统终端仅支持在单一卫星系统内的使用。

► 便携性：现有典型卫星移动终端厚度达21mm、整机重量360g，而手机终端如华为Mate60Pro仅厚8.1mm、重约225g。此外现有的传统卫星手持终端均需要通过鹅颈式外置天线实现卫星通信，传统卫星移动通信终端便携性较手机终端较差。

► 易用性：典型传统卫星终端仍采用1280*720的5英寸电容屏、不支持5G通信，使其在除卫星通信外的日常使用场景中易用性相对较差。

► 价格：传统卫星终端出货量较少，难以通过规模效应摊薄成本，价格普遍高于当前智能手机终端，如现有天通双模终端价格超过9000元，而Mate60Pro则为6499元起。

弭平传统终端痛点，手机直连有望成为星地融合的核心场景。华为Mate60Pro等终端在不改变手机形态、性能的基础上实现了手机直连卫星功能，基于手机终端弭平传统终端推广痛点。且随着Starlink等项目推进，手机直连服务或逐渐拓展至数据业务。我们认为，手机直连是对传统卫星移动通信的重新定义，当前手机直连功能正在高端机型中快速普及，据IDC数据2023年中国600美元以上智能手机出货量占比达27.4%，我们认为手机终端的庞大规模有望推动手机直连成为星地融合网络的核心应用场景，并加速卫星互联网在大众市场应用脚步。

图表3：传统卫星移动终端与现有手机直连终端性能、价格、资费对比

资料来源：各公司官网，京东商城，中金公司研究部

手机直连技术路径多样，星地深度融合有望成为主流

手机直连是星地融合的核心场景，在网络融合的不同阶段采用不同的技术路径。

► 业务融合阶段-传统双模终端优化：业务融合阶段的星地网络相互独立，核心网间通过网关实现业务互通，用户需要使用卫星网络专用终端接入卫星网络。此阶段的手机直连需要为手机增添卫星通信专用模块，改造后的终端在国内工信部的备案为卫星移动终端。目前华为、苹果、荣耀、小米等均已通过该路径实现了基于卫星通信的手机短信或语音业务，相关终端产品已经实现批量销售，基于天通卫星的手机直连业务拓展至中国香港。

► 体制融合阶段-低轨卫星服务存量终端：该阶段的星地网络在空口体制和频率侧实现融合，新建的低轨星座遵循现行3GPP标准协议，低轨卫星提供蜂窝空口转发，所有存量终端均能够接入卫星网络和地面网络。目前SpaceX已经公布了基于Starlink V2 DtoC卫星的手机直连业务时间表，并完成了相关业务测试。

► 深度融合阶段-基于3GPP NTN的星地融合：该阶段是在3GPP NTN标准下，通过星地网络的统一标准和深度融合，构建全球无缝覆盖、网元按需分布式部署、满足随遇接入、为用户提供星地一致性业务体验的立体网络。星地网络在芯片、终端侧实现产业链共享，终端侧在NTN标准协议下能够无缝接入非地面网络。目前该模式仍处于标准完善和早期技术验证阶段。

图表4：手机直连主要技术路径原理和产业化进展

资料来源：各公司官网，中国移动研究院，中国电信卫星公司，中金公司研究部

双模终端优化：基于现有协议的融合终端策略，快速部署优势显著

协议架构：保留现有通信协议，增添互通网关以接入地面核心网

双模终端优化路径下星地通信仍保留星地现有协议，通过互通网关实现互联互通。双模终端路径保留星地现有协议，对星地网络架构几乎不做更改。网络侧，卫星运营商和地面运营商在卫星和地面网络间设置互通网关实现互联互通，如中国电信采用网内漫游方式实现天通一号与地面3/4/5G核心网的信令协议统一化，其本质是在两个通信协议之间再建立一个新的私有互联互通协议。终端侧，双模手机中的通信模块和卫星模块分别遵循3GPP及卫星私有协议并独立工作，如华为Mate60Pro的卫通模块工作在L/S频段，负责与天通一号的信号收发，而传统通信模块工作在Sub-6G频段，同地面基站连接。

图表5：双模终端路径下的网络架构设计

资料来源：2023中国无线电大会，中金公司研究部

技术核心：通过优化卫通模组将通用手机改造为双模终端

硬件优化：芯片优化与天线小型化。

► 芯片优化：据中国电信卫星公司数据，传统卫星通信芯片的面积可达2500平方毫米，华为Mate60Pro通过40nm制程工艺，将基带、射频、电源管理、存储集中在一张SoC上，整体芯片面积缩减到8*8mm，天通卫星手机直连方案中的芯片体积降低90%以上，且能够支持语音、短信功能；据荣耀数据，其鸿燕卫星模组中通信芯片整体面积缩减约40%。

► 天线小型化：1）传统卫星通信天线由于对链路增益和收发能力要求高，通常采用外置鹅颈式天线。2）由于信号需要穿越大气，传统卫星终端通常使用圆极化天线，而手机终端则使用线极化天线。因此实现手机直连功能需要将圆极化卫星天线小型化，并将小型化后的天线与手机原有天线整合进手机内部，对手机内部空间以及天线的工业设计提出了较高要求。

软件优化：打通号段限制，提升链路增益。据中国电信卫星公司资料，天通一号在开通手机直连服务前，进行了1）优化信源编码、降低信源速率，2）优化空口传输，将调制方式由OPSK改为BPSK，降低传输速率后为用户链路增加数个dB增益，3）引入速率自适应系统灵活调整容量，通过以上方式拓展星座系统用户承载量等多项优化工作。同时由中国电信牵头实现号段打通，2022年4月使用189号段完成基于普通号段的卫星电话首通。

图表6：华为Mate60Pro手机直连网络架构

资料来源：2023年中国无线电大会，中国电信卫星公司，中金公司研究部

低轨卫星服务存量终端：星座系统遵循地面通信标准，星地体制逐步融合

协议架构：卫星星座遵循3GPP标准协议，标志着体制端的逐步融合

低轨卫星服务存量终端路径下的低轨星座将遵循3GPP标准协议，从而实现通信体制端的星地融合。在低轨卫星服务存量终端路径中，通过对卫星载荷、定制基站、核心网络接入模式的重新设计，使新低轨卫星星座遵循现行3GPP标准协议，低轨卫星工作在地面运营商频段，卫星网络统一接入地面核心网，从而为所有存量终端提供卫星直连服务。

图表7：低轨卫星服务存量终端的网络架构设计

资料来源：《手机直连、星地融合:加速打造天地一体网络》（马克，中国移动研究院，2022），中金公司研究部

技术核心：星座适应地面频段，网络侧和卫星侧实现链路增益

1）租借运营商频段资源，低轨星座需要适配复杂地面频段

地面频段复用需租借运营商资源，带宽限制或影响手机直连能力。该路径完全复用地面运营商的通信频段，在现行标准下卫星运营商必须向电信运营商租借频段。目前地面3/4/5G的频段已经较为拥挤，地面运营商为卫星运营商开放的可用频段较窄，如T-Mobile为Starlink手机直连业务提供的单波束带宽仅5M，单波束接入人数大约25人，这使得存量终端的手机直连能力受到了一定程度的限制。

地面网络环境及频段使用情况复杂，对卫星通信载荷的设计要求较高。全球地面通信频率分散在600MHz~2.4GHz间的多个频段内，卫星全球覆盖时面对的地面网络的环境将更为复杂。不同地区的存量手机直连将要求卫星同时支持多个不同频段的信号收发，且需要研究基于服务对象位置的频率干扰规避策略，对卫星通信载荷的设计提出了更高要求。

2）存量手机直连面对高延时、高路损、大多普勒等问题，需要网络侧和卫星侧相应补偿

卫星端：通过轨道选择与大规模相控阵优化时延及路损

低轨卫星能够降低信号传输损耗，是服务存量终端路径的唯一选择。星地路径损耗较地面蜂窝网络大幅提升，在2GHz S频段上的600km LEO星座的信号损耗较GEO星座能够降低25~35dB。因此为了降低信号路损，服务存量终端的手机直连路径要求卫星处于高度约500~1200km的LEO轨道。

大型相控阵是解决信号强度的关键技术手段。传统卫星电话的发射功率达2W，而存量手机的信号发射功率约200~400mW，因此需要在卫星侧进行链路增益以实现卫星通信。大型相控阵是实现链路增益的重要技术手段：1）增强天线收发增益，ASTSpaceMobile的Bluebird卫星将搭载20m*20m的相控阵天线[1]，信号收发增益可达39dBi，较轨道接近的铱星系统高15dBi；2）强化波束赋形技术，低轨星座为了适应不同地区的基终端分布、对高轨卫星进行频段避让，对波束的精确性和灵活性有更高的要求，因此低轨卫星的天线设计逐渐以大型相控阵为主导。

图表8：不同轨道卫星的信号路径损耗

资料来源：《5G from Space: An Overview of 3GPP Non-Terrestrial Networks》（Xingqin Lin，2021），中金公司研究部

网络侧：定制基站对高时延与大多普勒做进一步补偿。低轨卫星的星地距离约500~2000km，长距离会带来高额通信时延，透明转发模式下的时延高达28ms，远高于5G NR定义的RTT时延。低轨卫星在高速移动过程中会产生多普勒频偏，据中国移动研究院数据，600Km轨道高度、2GHz载波频率时，卫星多普勒可达±40kHz，而存量终端频偏补偿能力约为±1kHz。目前主要通过频率补偿和定时补偿来弥补星地通信的高时延和大多普勒，通过缩小卫星波束夹角、基于参考点进行补偿等方式实现基站侧补偿。两种方案均涉及对基站的优化重构，需要大型相控阵、高性能星上计算模块等技术的支撑。

3GPP NTN下的星地深度融合：通用标准引领下的新一代通信体系

3GPP为非地面网络增补NTN标准协议，将卫星网络纳入通用通信体系。非地面网络（non-terrestrial network，NTN）是“使用机载或太空运载工具搭载传输设备中继节点或基站的网络或网络段”，3GPP为非地面网络制定统一的射频标准并分配频段资源，从而将NTN纳入3GPP标准协议中，实现卫星网络和通用通信体系的深度融合。

3GPP自 R14开始推进NTN协议研究，R17正式确立端到端的标准协议。3GPP从R14开始成立了“NR支持NTN的解决方案”工作组，探讨NR空口传输技术用于NTN场景的可行性。R17阶段，3GPP针对透明转发模式下的NTN技术进行了研究，并于2022年6月完成了R17版本的NTN标准化工作。R17协议面向GEO/MEO/LEO等场景、短信/语音/窄带/宽带等多种业务，标志着手机直连卫星具备基本的端到端能力。

图表9：3GPP NTN标准演进时间表

资料来源：《手机直连、星地融合:加速打造天地一体网络》（马克，中国移动研究院，2022），中金公司研究部

当前3GPP NTN支持两类手机直连路径，星地链路均需要重新搭建。

► 透明转发：卫星只有RF滤波、频率转换和放大的功能。卫星端改变上行射频信号的频率载波、在下行链路传输之前对其进行滤波和放大，信号波形不发生变化。此时卫星作为通信节点，仅对信号进行透明转发；

► 星上再生：除透明转发载荷外，卫星还搭载解调/解码、切换和/或路由、编码/调制相关载荷，具备地面基站的全部或部分功能。仅星上再生模式支持星间链路。

图表10：3GPP NTN协议下的星地网络架构设计

资料来源：《手机直连、星地融合:加速打造天地一体网络》（马克，中国移动研究院，2022），中金公司研究部

统一体制便于产业链跟进，但3GPP NTN发展仍尚待协议完善。1）3GPP拥有7个国家级标准协议联盟及多个合作伙伴，其制定的3/4/5G标准被广泛应用于全球各地。在3GPP NTN协议下，标准化的星地融合网络能够更加顺畅地实现全球普及，并带动产业链快速响应、实现网络侧和终端侧重构；2）3GPP NTN目前仅完成R17协议的冻结，手机直连业务使用的频段、业务范围的定义仍需要进一步拓展，卫星覆盖、波束管理、移动性管理的问题仍需在规范中进一步明确，星地深度融合路径的发展尚待NTN协议的进一步完善。

手机直连打开卫星互联网应用空间，星地网络融合推动产业链变迁

手机直连产业化快速演进，双模终端和存量服务进展较快

双模终端优化：定位于特定领域通信服务，国内高端机型快速普及

快速部署、应急通信特点契合国内需求，双模终端路径在国内率先普及。我国具有相对完备的地面网络基础，2022年底地面移动网和宽带已经覆盖了所有行政村，家庭用户宽带上网中光纤接入占有率为94.3%，因此国内卫星通信主要满足无人区域作业、活动需求，以及在抢险救灾和重要通信用户无地面通信网络支持时的应急需求。双模终端方案可以使用已经建成的卫星移动通信系统，建设运营成本低、周期短，契合国内应用场景，因而得到快速普及。

双模终端产品进入商业销售阶段，卫通渗透率快速提升。双模终端产业化进展较快，国内2021年即提出基于天通卫星的大众手机设想，2022年3月实现了实验环境的概念机卫星首拨。2022年双模终端产品正式进入产业化阶段，苹果、华为均实现了基于卫星的短信服务，2023年华为Mate60Pro基于双模终端路径实现了支持语音、短信的卫星通信，随后荣耀、OPPO、小米均推出支持手机直连的高端机型。荣耀在2023年12月的央视视频采访中表示愿意同行业分享手机直连解决方案[2]。目前基于双模终端路径的手机直连功能正在国内外高端机型上快速普及，我们认为其渗透率有望快速提升。2024年5月，中国电信宣布基于天通卫星的手机直连业务拓展至中国香港[3]，荣耀、小米等相继宣布旗下机型开通中国香港地区的手机直连功能，基于双模终端的天地一体化通信版图再扩张。

图表11：双模终端优化的产业化进展

资料来源：各公司官网，中金公司研究部

低轨卫星服务存量终端：海外进入产业化临界点

低轨卫星服务存量终端方案定位于地面网络补充，主要由地面覆盖相对薄弱、航天产业基础扎实的国家推进。目前低轨卫星服务主要由海外推进，主要系1）海外地面网络覆盖相对薄弱，截至2022年底，美国拥有60万个地面基站，落后于我国的300万个；2）该路径需要重新建造低轨星座系统，对卫星设计、制造、发射的能力要求较高，主要由SpaceX等航天产业基础扎实、制造及发射成本较低的海外企业推动。

星座建设与监管框架逐步完善，存量终端直连进入商用临界点。存量终端路径的主要参与者包括SpaceX和AST Space Mobile，其中SpaceX已于2024年1月发射了首批手机直连卫星，并于3月进行了不经修改的存量终端直连测试，测试中最高数据传输速率达16.9Mbps。SpaceX预计于2024年为存量终端提供基于卫星的短信及语音服务，2025年将服务范围拓展至数据。监管方面，2024年3月FCC批准了其低轨卫星手机直连的监管框架，对低轨卫星服务存量终端的频段使用、服务内容等设定了监管标准。星座建设与监管框架逐步完善背景下，存量终端直连服务已进入商用临界点。

图表12：低轨卫星服务存量终端的产业化进展

资料来源：《手机直连、星地融合:加速打造天地一体网络》（马克，中国移动研究院，2022），中金公司研究部

基于3GPP NTN的星地深度融合：运营商积极入场，标准完善与产业化进展同步推进

3GPP NTN已完成基础版本建设，技术体制将在R18/19中得到进一步完善。3GPP已完成NTN基础版本协议冻结，正在讨论的R18标准或通过持10GHz以上频段部署、强化移动性和服务连续性、UE位置可验证等手段进一步优化完善星地网络架构。

技术验证持续开展，运营商积极布局3GPP NTN下的星地深度融合。自3GPP NTN标准冻结以来，运营商积极布局NTN技术验证：

► 国内方面，中国移动联合中兴、是德科技、微小卫星研究所等开展了多轮NTN技术验证，2024年2月成功发射两颗天地一体低轨试验星，并于5月发布透明转发和再生星试制招标，华为、中兴和银河航天三家公司中标[4]，NTN布局快速推进；中国联通完成首个低轨卫星语音和可视电话实验室验证[5]；中国电信联合中兴、VIVO、紫光展锐完成国内首次NTN手机直连卫星外场验证[6]，并于2024年4月联合捷蜂创智在浙江舟山完成全球首个NR NTN业务试点[7]。

► 海外方面，Thales、高通、爱立信2022年宣布启动5G NTN太空项目[8]；2023年世界移动通信大会上，联发科与Bullitt合作率先在全球推出采用3GPP NTN技术的商用智能手机摩托罗拉defy 2和CAT S75；2024年4月三星发布支持NR NTN和NB-loT NTN的调制解调器，将应用于谷歌Pixel9系列。

图表13：3GPP NTN标准的技术验证及产业化进展

资料来源：各公司官网，中金公司研究部

产业链变迁催化广阔空间，终端与卫星制造企业有望受益

双模终端渗透率有望快速提升，需求牵引卫通模组放量

双模终端是产业化进展最快的技术路径，卫星通信模组核心受益。双模终端是产业化进展最快的技术路径，通过为手机增添小型化卫通模组实现卫星直连。据移远通信招股书，手机通信模组主要由射频芯片、基带芯片、存储芯片等构成。目前基于天通卫星的卫星通信模组相关射频、基带芯片供应较为成熟，主要供应商包括华力创通、中电科54所、中科晶上、海格通信、紫光展锐等。

手机直连渗透率快速提升，需求牵引双模卫通模组放量。据Counterpoint Research数据，2023年全球高端智能手机的出货量约2.74亿台。华为、小米、荣耀等陆续推出支持手机直连功能的智能手机，基于双模终端优化路径的手机直连功能正在高端机型中快速普及。基于2023年全球高端手机出货量，参考移远通信2023年通信模组及天线产品均价66.27元/片，乐观情形下若高端机型全系标配手机直连功能，我们预计全球双模卫通模组市场年均规模可达182亿元，若仅考虑华为、小米、OPPO等国内品牌市场，当双模卫通模组透率达为50%/75%/100%时，双模卫通模组市场规模分别可达10.93/16.40/21.87亿元。

图表14：双模终端渗透率提升牵引卫通模组放量

注：卫星通信模组单价按移远通信招股说明书中产品均价估计；高端手机出货量均采用2023年全年数据，国内核心市场规模指华为、小米、OPPO及其他品牌市场规模

资料来源：Counterpoint Research，移远通信公司公告，中金公司研究部

存量终端直连对卫星射频提出更高要求，相控阵大型化是核心趋势

手机天线难以满足存量终端直连需求，信号增益和波束成形需求使相控阵成为卫星载荷演进趋势。目前智能手机内置天线的增益普遍小于-5 dBi，且低轨卫星直连对终端的传导功率需求远超5G标准对于Power Class 2类型手机终端的传导功率要求，手机天线和射频前端的发射接收能力仍不足以弥补星地链路的信号损耗。手机直连的功能实现迫切需要提升星载天线的接收和发射能力，进而提高信号增益，同时需要卫星支持快速切换的多波束成形，以应对手机终端大规模接入和低轨卫星高动态场景下的波束跳跃和多波束覆盖问题。

► 大规模折叠阵列提供高额信号增益。为了克服手机发射功率的限制和星地链路的损耗，卫星天线阵列需要具备高成形增益，这要求星载相控阵天线口径规模较当前大幅提升。AST SpaceMobile的BlueWalker3手机直连试验星安装了展开面积约64平方米的可折叠相控阵天线，能够为地面设备直接提供宽带服务，其Bluebird卫星的相控阵天线面积将增加至20m*20m[9]，收发增益可达39dBi，较轨道接近的铱星系统高15dBi。

► HBF阵列平衡系统复杂度、功耗及波束灵活性，适配手机直连场景需求。当前波束成形方式已经由模拟波束成形（analog beamforming，ABF）逐步过渡到数字波束成形（digital beamforming，DBF）和混合波束成形（hybrid beamforming，HBF）。DBF阵列为每个通道配备AD/DA，对发射和接收的信号进行阵元级别处理，具备高波束成形灵活性，但对数据接口要求高、大规模阵元功耗较大，1000通道以上ADC采样后的数据速率将达到Tbit/s的水平。HBF阵列减少了AD/DA的使用，提供了介于纯DBF和ABF之间的灵活性和扫描性能。对于存量手机直连卫星的技术路线而言，以缩小跳波束范围为代价采用HBF架构的超大规模阵列，可进一步降低对终端天线和发射功率的要求。

相控阵大型化需求牵引元器件放量，关注硅基和化合物半导体技术路径。当前的相控阵器件和芯片实现工艺主要分为硅基和化合物半导体两类。其中硅基工艺的工艺节点相对较高，适合实现高集成度的数字芯片，如AD/DA、DBF、移相器等。基于化合物半导体的芯片工艺具有高电流密度、高功率、低噪声和高频率的特点，目前主流工艺有基于砷化镓（GaAs）或氮化镓（GaN）的高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor, HEMT）和异质结晶体管（heterojunction bipolar transistor，HBT），适合实现射频功率放大器、射频LNA和射频开关等大功率、低噪声的射频前端器件等。

图表15：星载相控阵中各芯片和器件的实现工艺和特点

资料来源：《面向手机直连的星载相控阵：关键技术与未来展望》（焦凌霄等，2024），中金公司研究部

NTN重构星地网络体系，或牵引千亿级资本开支及大规模设备更新需求

NTN重构星地网络体系，软硬件侧优化以适配NTN需求。基于3GPP NTN的星地深度融合涉及对现有卫星通信体系的全面改造，具体包括软件侧空口增强及硬件侧的射频更新等。软件侧：对现有空口进行增强，包括多普勒补偿、时延补偿、时序优化、移动性优化等。硬件侧：1）终端设备更新NTN通信模组并对天线进行优化，以满足卫星频率及射频要求，2）基站侧则需要定制射频单元以支持NTN协议；3）卫星需要使用大型相控阵等新一代通信载荷以满足NTN协议下的射频需求，此外在星间再生模式下，卫星还将承担部分基站职能，需要定制星上通信载荷以优化重量、功耗等指标。

图表16：3GPP NTN路径下的主要产业链变化

资料来源：中国移动通信研究院，中金公司研究部

NTN定位于全球通行标准，有望牵引千亿级资本开支及终端设备更新。IMT-2030（6G）发布的《6G总体愿景与潜在关键技术白皮书》将“星地一体融合组网”列为6G十大关键技术之一，我们认为3GPP推动下的NTN有望成为全球通用标准，并推动新一轮设备更新。

► 地面段及空间段：NTN标准下星地网络实现深度融合，空间段和地面段通信设备或迎大规模更新。1）地面段需定制基站射频以支持NTN连接，参考5G建设时期三大运营商年均5G资本开支合计约1000~1500亿元，我们认为地面段设备更新或带动千亿级资本开支。2）空间段涉及支持NTN协议的卫星互联网星座建设及大型相控阵等新一代有效载荷更新。目前中国移动已经开始基于NTN的透明转发和再生卫星试制，参考Starlink项目200~300亿美元的预计总投资额[10]，我们认为NTN空间段基础设施建设需求有望为卫星制造与发射产业带来广阔发展空间。

► 用户段：NTN体系下手机终端需更新其基带及射频器件以支持NTN连接，终端设备或迎来更新浪潮。据Tech Insights数据，Galaxy S10+ 5G较其4G版本BOM增长约70美元，其中基带及射频器件成本增长约47美元，基带及射频价值量占比由7.4%提升至15.9%。假设NTN终端渗透率与5G终端渗透率保持一致，参考三星Galaxy S10+的基带及射频器件成本占比，我们测算NTN终端设备更新将牵引全球年均约172亿美元的基带+射频器件市场。

图表17：NTN终端设备更新市场规模测算

资料来源：Tech Insights，中国信通院，IDC，中金公司研究部

风险提示

产业化进展不及预期。手机直连是卫星互联网大众市场的核心应用场景，其产业化进展受到星地融合进展、天基能力建设、监管框架确定、标准协议制定等多种因素影响，需星地产业链统筹推进，低轨卫星服务及星地深度融合路径产业化进展存在不及预期风险。

星座建设不及预期。低轨卫星服务存量手机及3GPP NTN下星地深度融合路径要求对卫星通信体系进行改造。面向手机直连的星座建设对卫星设计、制造、发射能力要求较高，且大规模用户接入需要空间段通信容量及星座规模相应拓展。若星座建设不及预期，则可能对手机直连通信性能及产业化进展产生不利影响。

[1]《星地融合网络：一体化模式、用频与应用展望》（张世杰等，2023）

[2]https://video.weibo.com/show?fid=1034:4983477599404056

[3]https://www.chinanews.com.cn/dwq/2024/05-10/10214387.shtml

[4]https://b2b.10086.cn/#/noticeDetail?publishId=1798890120402927618&publishUuid=62fd4b5d9ca54a49ac6892dead318a2e&publishType=PROCUREMENT&publishOneType=SELECTION_RESULTS

[5]https://mp.weixin.qq.com/s/-dUFA_6zppYH4MT9KC5IMQ

[6]https://mp.weixin.qq.com/s/OcYyXLjQPB7Hj038vuLs5g

[7]https://mp.weixin.qq.com/s/aY-Mf4uajs7WKD0OYlNUkQ

[8]https://www.ericsson.com/zh-tw/press-releases/2022/7/ericsson-qualcomm-and-thales-to-take-5g-into-space

[9]《星地融合网络：一体化模式、用频与应用展望》（张世杰等，2023）

[10]https://www.reuters.com/business/aerospace-defense/musk-sees-starlink-winning-500000-customers-next-12-months-2021-06-29/

本文摘自：2024年6月23日已经发布的《手机直连：星地融合通信新范式，卫星互联网竞争主战场》

刘中玉分析员 SAC 执证编号：S0080521060003 SFC CE Ref：BSP722

刘婧分析员 SAC 执证编号：S0080523070005

陈显帆分析员 SAC 执证编号：S0080521050004 SFC CE Ref：BRO897

李舜尧联系人 SAC 执证编号：S0080123070121