我国的社会化股权创投基金对我国商业航天的创立及发展起到了重要的金融支撑作用，低轨卫星互联网及手机直连卫星通信的兴起是我国商业航天发展的重大机遇。本文通过分析国内外手机直连卫星的技术路线及所需核心技术，给出了下一阶段商业航天投资方向的建议。

　　如果我们把国家发布支持商业航天发展的重要政策并诞生了首批民营火箭公司的2015年称为中国商业航天的元年，那么中国的商业航天已经走过了9年波澜壮阔的发展历程，目前已经在商业航天全产业链取得了令人振奋的成果。这些成果的取得要归因于国家政策的支持、中国航天创立七十年来丰厚的技术和人才积累以及创业者们的奋斗精神，还有一个关键的因素是我国股权创投基金在金融层面对中国商业航天创立和发展的鼎力支持。

　　我国的股权投资事业发轫于上世纪90年代初，成长壮大于2000年-2015年互联网及移动互联网的高速发展时期，在此期间中国股权投资相关的政策体系、法律法规、监管机制、募投管退机制以及人才储备诸方面得到发展与完善，随后创投行业迎来了消费互联网投资红利结束，国家把科技创新作为国家发展的战略支撑的新时代，中国创投行业秉持与国同行、为国分担的理念，迅速把投资重点转移到包括商业航天在内的高壁垒、长周期的硬科技领域。

　　我国众多创投机构以“投早、投小、投科技”的共识，在我国商业航天起步及发展的各个阶段为商业航天初创企业提供了长期畅通的直接融资渠道，在企业创立的初期甚至是企业唯一的融资渠道。社会化的股权投资基金具备适应商业航天周期长、风险大的属性，敢于在深入调研的基础上投资刚刚组建的商业航天企业，对商业航天企业的创立和发展起到不可或缺的关键作用。股权投资机构在整个商业航天创新体系中发挥的作用不仅体现为资金投入，更重要的是能够促进资源的有效配置，不断引导资本、技术、信息、人才、市场等各类要素向商业航天的创新前沿汇集。

　　据从商业查询平台统计，截至到2023年，我国商业航天赛道共发生约450起融资事件，披露的融资额超过480亿元，其中2023年国内商业航天领域的股权融资数量超过50笔，募资金额超过120亿元，其中逾亿元的股权融资事件数量占比达到约50%。在商业航天股权投资的早中期，大笔的投资案例主要集中在空间基础设施的建设方面，包括运载火箭及其配套部组件，商业测控网以及卫星平台等。在卫星的“通信、导航、遥感”三个分类下面，商业航天的前期投资主要集中在遥感卫星及其载荷以及遥感应用领域，导航领域的投资主要包括导航增强和北斗应用，伴随着卫星互联别是手机直连卫星通信的蓬勃兴起，低轨通信卫星对商业航天的股权投资方向与重点已经产生了深刻的影响。

　　我们首先从全球率先实现手机直连卫星话音业务商业化运营的我国“天通一号”高轨卫星移动通信系统谈起，再讨论国内外正在积极论证和建设的低轨宽带卫星互联网及手机直连卫星通信，可以看到国内外已经建成的高轨卫星移动通信系统从通信协议、体系架构及传输速率看均与地面移动通信2G/3G系统相当，而当前全球正在建设的低轨宽带卫星互联网星座及手机直连卫星业务系统则面向与5G-A乃至6G深度融合的空天地一体化设计，反映出时代和产业的巨大进步，蕴藏着巨大的商业价值和投资机会。

　　商业航天及低轨卫星互联网已成为我国关键战略产业之一，也是新质生产力的典型代表，而移动通信产业是我国信息产业的中坚力量，从技术和运营上看都属于我国的优势产业。如果把商业航天和移动通信两大产业比喻成两艘在太空中运行的巨型飞船，手机直连卫星则可以看作两艘巨型飞船的宏大交会对接，两大产业的融合发展对商业航天和移动通信产业均会产生巨大的推动作用。

　　传统航天及新兴的商业航天以往是典型的面向B端的产业，手机直连卫星是卫星互联网领域的重大创新和迭代演进的发展方向，将给商业航天带来前所未有的大规模C端用户和多样化的应用场景，与移动通信产业链的复用也将极大降低手机直连卫星系统装备及终端产品的研制成本，补星互联别是手机直连卫星通信的相关供应链。从移动通信产业发展的角度看，发展以手机直连卫星业务为代表的天地融合网络是实现5G-A及6G “全域通感、泛在智能、空天地一体”愿景的内在需求，手机直连卫星通信有望成为中高端手机的标准功能，将为移动通信贡献较大增量市场，为广大用户提供泛在连接的普惠服务，给移动通信运营商带来用户规模和用户价值的双重提升。

　　卫星互联网及手机直连卫星通信也是当前大国科技竞争的前沿领域，其争取频轨资源的战略意义和巨大的商业价值在行业中取得普遍共识。在不久前结束的2024年世界移动通信大会（MWC 2024）上，地面移动通信网与卫星网的融合成为了大会的核心议题之一；专业航空航天投资机构北京元航资本认为手机直连卫星将成为商业航天快速实现商业闭环、应用场景落地以及促进行业可持续发展的关键业务；美国知名航天智库北方天空研究所(NSR)甚至把手机直连卫星描述为“卫星通信历史上最大的机会”。

　　卫星通信是一种超大覆盖、面向低密度业务应用的无线通信方式，非常适合作为地面互联网和移动通信网在人口密集地区之外的覆盖补充和延伸，包括陆地、海洋和天空，实现全时全域泛在连接的通信目标。特别是手机直连卫星有庞大的用户基础，卫星通信产业和移动通信产业的融合发展将产生极低成本的卫星终端解决方案和配套芯片，手机直连卫星的相关技术产品迁移到车联网、物联网领域也将具有强大生命力和广阔市场。

　　由于手机直连卫星属于商业航天和移动通信交叉融合的工程技术，产业的门槛较高，目前全球仅有中美两个航天技术和移动通信产业均有深厚积累的国家在手机直连卫星领域取得实质性进展。2023年8月华为公司和中国电信在全球率先实现了消费级智能手机直连卫星语音通信的业务化运营，2023年7月中国航天科技集团五院抓总研制的卫星互联网技术试验卫星发射升空，2024年1月、2月中国移动和中国联通先后完成了手机直连低轨卫星的在轨试验，中国向国际电信联盟（ITU）正式申报的两个万星巨型低轨互联网星座“GW”和“G60”都在积极推进。2023年4月，美国AST SpaceMobile公司基于BlueWalker3低轨卫星，使用未经修改的智能手机实现了LTE 4G对星语音通线月SpaceX公司使用Starlink V2.0 mini低轨试验卫星和普通智能手机演示了手机直连卫星的上网功能，下行峰值速率达到17Mbps，并计划在未来两年实现语音通话功能。

　　中美两国的商业航天企业发展低轨卫星互联网及手机直连卫星通信各有其优势。如果以2002年SpaceX的成立为标志，美国商业航天比中国商业航天起步早13年，如果从上世纪80年代美国政府颁布《商业航天发射法》算起则更早。目前美国公司在低成本、大运力航天运载工具及低轨宽带通信卫星的研发和批量制造方面具有先发领先优势，中国商业航天企业正在奋力追赶，预计多型具有可重复使用架构的大中型液体火箭将在2026年达到商用状态。在移动通信产业方面，中国拥有华为、中兴、中信科、中移动等全球领先的移动通信设备制造商和运营商，而美国从3G时代后已经不再拥有本土的移动通信设备制造商，当手机直连卫星技术若干年后发展到接近6G的高级阶段，卫星和地面移动通信系统将在无线接入网和核心网层面进行全面和深入的融合，需要卫星制造商、移动通信系统制造商和电信运营商的密切协同 ，届时中国企业在航天技术和移动通信产业的综合优势将发挥关键作用。

　　卫星互联网业务与手机直连卫星业务既有联系又有区别。卫星互联网业务属于固定卫星业务（FSS）范畴，主要面向宽带数据业务，卫星工作于Ka/Ku等较高频段，Ka/Ku频段空间传输衰减较大，同时高数据率要求接收端的高信号强度/高载噪比，因此卫星互联网用户终端必须使用高增益的外接天线才能有效工作，例如SpaceX公司Starlink的互联网用户需要使用笔记本电脑大小的平板相控阵天线。

　　手机直连卫星业务属于移动卫星业务（MSS）范畴，MSS以支持低发射功率、低天线增益的小型手持式终端为目标，国际电信联盟（ITU）把空间传输特性最好的两个卫星低频段L和S频段分配给MSS，同时卫星要采用大口径高增益星载多波束天线来弥补手持式终端较低的射频性能带来的无线链路预算的不足。我国“天通一号”高轨移动通信卫星使用了15米直径的大型可展开网状反射天线，而低轨移动通信卫星一般使用大阵面多波束相控阵天线，例如美国AST公司Bluewalker3手机直连卫星试验星的星载相控阵天线平方米，天线dBi。

　　目前实现手机直连卫星通信的技术路线主要有三种，分别是卫星网/地面网双模手机方案、面向存量手机方案以及3GPP NTN（Non-Terrestrial Network，即非地面网络）标准方案，三种方案各有优缺点。

　　手机与地面基站的通信距离通常在几百米到几千米的量级，而手机直连卫星的通信距离则达到与低轨卫星连接的几百千米量级和与高轨卫星连接的36000千米的量级，手机直连卫星超长的通信距离以及低轨卫星的高速移动带来了信号衰落、时频同步、切换及移动性管理等一系列问题需要解决。手机直连卫星使得卫星通信从行业应用迈向了公众电信业务，这是卫星通信的一个重大变化，从“通了就行”到满足电信级QoS(服务质量)需要做很多工作。

　　双模手机方案是对现有卫星通信技术和与移动通信技术的组合应用，因此该方案技术成熟，特别是使用在轨卫星可快速实现手机直连卫星业务的商用。但是双模手机如果直连“天通一号”这类高轨卫星，地面信号强度很低，双模手机只能实现对星的窄带低速话音和短信业务，无法实现手机对星的宽带上网功能。后两种方案通常基于低轨卫星星座，目前尚处于完善通信标准和发射少量验证星的阶段，但是低轨卫星在通信速率、系统容量、时延等方面具有优势，未来更加匹配于作为地面5G/6G宽带移动通信网的补充和延伸，因此后两种方案，特别是面向3GPP NTN标准的低轨卫星方案被认为手机直连卫星技术的主要发展方向。

　　华为和中国电信实现的手机直连“天通一号”卫星的方案就是典型的双模手机方案。如图1所示，在这一方案下，卫星通信网与地面移动通信网并未深度融合，基本独立运行，只是将手机做成卫星/地面网双模手机，手机内集成了两套分别面向卫星和地面移动通信网的基带和射频芯片及天线，通过人工选择完成与卫星或地面网的语音通信。“天通一号”卫星的核心网与地面移动通信核心网完成了网间信令的拉通和优化，实现了星/地双模手机用户身份的统一认证，使用单一普通中国电信手机号码的双模手机在卫星网和地面网均可拨打，不再需要使用原天通卫星电线”的专门号段。

　　华为和中国电信此次率先实现消费类手机直连高轨通信卫星并非从零开始，其依托的卫星系统就是我国专门面向手持卫星终端开发的“天通一号”移动通信卫星，卫星系统采用了参照GSM标准制定的GMR-1通信协议，星上透明转发，星状组网。在本次实现消费级手机直连天通卫星之前，“天通一号”已经与十几款入网的行业用天通手持终端配合而平稳运行数。