随着科技的迅速发展，通讯技术也经历了快速的演变与进步。从早期的电报、电话到如今的第五代移动通信技术（5G）与即将到来的第六代移动通信技术（6G），通信网络已成为现代社会生活与商业活动不可或缺的基础设施。在这个过程中，卫星通信技术发挥了重要作用，尤其是近年来的低轨道卫星（Low Earth Orbit；LEO）技术，更成为推动全球通信网络革新的关键。

本文将深入探讨太空网路与低轨道卫星通信应用，并涵盖以下几个重要方面：1. 低轨卫星在通讯领域的创新；2.手机直连卫星技术与应用；3.与B5G、6G的通讯整合；4.非地面网路（NTN）与地面网路（TN）整合技术；5.多轨卫星网路整合；6.全球定位系统（GPS）的发展。

低轨卫星在通讯领域的创新

低轨道卫星的优势

低轨道卫星，通常指运行高度在200公里到2000公里之间的卫星。相较於传统的地球静止轨道卫星（GEO），低轨卫星具有延迟低、覆盖范围灵活、成本低等多项优势。由於离地面更近，低轨卫星的信号传输延迟大幅减少，这对於需要实时通信的应用尤为关键，如视讯会议、远程操控等。此外，低轨卫星的发射与维护成本相对较低，这让大量的小型卫星群（卫星星座）成为可行的方案，可以提供广泛的全球覆盖服务。

低轨卫星网路的应用场景

低轨卫星已经在多个领域展现出潜力。首先，在远程通信方面，低轨卫星网路可以覆盖到传统地面通信网路无法触及的区域，如偏远地区、海上或空中的交通工具。此外，在应急通信中，当地面基础设施遭到破坏时，低轨卫星可以快速恢复通信，保证救援行动的顺利进行。在物联网（IoT）领域，低轨卫星可以提供全球范围的数据传输支持，使得更多设备能够连接到网路中。

图一 : 全球主要低轨卫星营运商技术与应用分析

SpaceX最近取得一项重要进展，与美国联合航空（United Airlines）签订了一个机上无线网路的大型合约，这使得SpaceX的飞机上网订单几??翻倍。SpaceX的低轨卫星网路服务「星链」（Starlink）不仅在家庭用户方面持续扩展，还积极进入企业市场，尤其是在飞机上提供无线网路服务。这不仅能帮助公司扩大市场，还有助於加速低轨卫星的布局，对相关供应链企业，如升达科、金宝和事欣科的业绩带来正面影响。

星链目前已经发射了6,400颗卫星，并在全球99个国家提供服务，用户数突破300万人，远超其他竞争对手。联合航空与星链的合作，进一步扩大了SpaceX在飞机上网服务的业务，据SpaceX董事透露，目前该公司已经签订了约2,500架飞机的机上网路服务合同，显示出飞机上无线网路需求的强劲成长。

台湾的相关供应商也从中受惠。例如，金宝的低轨卫星地面站设备已进入国际市场，并在墨西哥设厂以满足客户需求；事欣科也透过在美国的业务，间接打入SpaceX供应链；升达科的产品则广泛应用於低轨卫星设备中，其营收来自低轨卫星的比重不断上升，并在今年有显着增长。

手机直连卫星技术与应用

手机直连卫星技术的原理

手机直连卫星技术，顾名思义，允许使用者的移动装置直接与卫星进行通信，而无需通过传统的地面基站。这项技术的关键在於低轨卫星的低延迟特性，使得移动设备可以直接接收和传送卫星信号，从而实现全球覆盖的通信服务。主要的技术方面有三项：

1.同时运用行动通讯与卫星频段：使用者可直接用一般手机透过3GPP标准频率与手机直接通讯，并使用Q和V波段传回地面闸道。

2.超小型化卫星天线技术：运用小型装置（手机内置或外接）将讯号变频和放大。

3.卫星MIMO系统技术（多输入多输出）系统技术利用多个定向天线来提升卫星通信的效率，对於低轨卫星和5G技术的应用尤为重要。

图二 : 手机直连卫星技术分析

手机直连卫星的应用与挑战

这项技术目前已在多个场景中得到应用。例如，Apple在其iPhone 14中引入了卫星SOS功能，允许用户在无地面网络覆盖的情况下向卫星发送紧急资讯。此外，其他公司如SpaceX和T-Mobile也在合作推出基於卫星的手机通信服务。然而，这项技术仍然面临着一些挑战，如频谱资源的分配、卫星容量的限制，以及移动设备的天线设计需要进一步优化以提升信号接收效果。

手机直连卫星技术是一项新兴技术，已经引起了多家科技和通讯公司的关注和投入。这里是一些着名的开发商及其提供的解决方案：

苹果公司（Apple Inc.）

Apple在一款iPhone型号中加入了卫星通讯功能，旨在提供紧急消息服务。这允许用户在没有手机信号的情况下，通过卫星发送紧急资讯和位置数据到紧急服务和个人联系人。

高通（Qualcomm）

高通开发了Snapdragon卫星通讯解决方案，这是一个支持Android设备的全球卫星通讯服务。它旨在提供全球性的短消息服务，即使在偏远地区也能保持连接。

星链（Starlink）- SpaceX

虽然星链主要聚焦於提供高速宽频网际网路服务，但他们也在探索通过卫星直接与个人设备连接的可能性。未来，这可能包括直接与手机等移动终端的连接。

Globalstar

Globalstar提供卫星通信服务，并与苹果合作支持其最新iPhone的卫星通讯功能。Globalstar的网络支持语音和数据服务，对在远离常规手机网络覆盖的区域中保持联系特别有用。

华为（Huawei）

华为也在研发卫星通讯技术，尤其是在支持远程地区的5G和未来6G通讯网络中。他们致力於利用卫星技术来扩展全球通讯覆盖范围。

AST SpaceMobile

AST在手机直连卫星通信解决方案的开发中取得了重要进展。该公司成功发射了首批五颗商业用低地球轨道（LEO）卫星，名为 BlueBirds。这些卫星旨在直接向未经修改的移动设备提供4G/5G宽频服务。此技术特别针对提升偏远及服务不足地区的连接性，被视为可能彻底改变常在无可靠移动覆盖区域工作的第一反应者的通讯方式。

每家公司提供的解决方案都有其独特性，目的是扩大连接范围，特别是在传统移动网络覆盖不足的地区，并增强全球通信的可靠性和可及性。这些技术的发展和部署正在逐步解决偏远地区的通讯问题，同时也为全球应急通信提供了新的解决方案。

与B5G、6G的通讯整合

B5G与6G的技术趋势

随着5G技术的逐渐普及，B5G（Beyond 5G）和6G已经成为通信技术发展的下一个前沿。B5G和6G的核心目标之一是实现更高速率、更低延迟的通信，同时支持更加多样化的应用场景，如沉浸式扩增现实（AR）、全自动无人驾驶等。

低轨卫星与B5G、6G的融合

低轨卫星将在B5G和6G网络中扮演重要角色，特别是在实现全球无缝覆盖方面。未来的6G网络将不仅仅依赖地面基站，还将与非地面网路（NTN）密切结合。低轨卫星可以与6G网络中的高频段（如毫米波、太赫兹）进行协同工作，确保在高密度城市区域和偏远地区都能提供一致的高速通信体验。此外，卫星通信的引入还能够解决一些特殊场景下的通信需求，如灾难救援、空中交通管理等。

非地面网路（NTN）与地面网路（TN）整合技术

NTN与TN的互补关系

非地面网路（NTN）包括各类卫星网路、无人机通信系统等，而地面网路（TN）则主要指传统的蜂窝网路与光纤网路。NTN与TN具有天然的互补性：TN擅长提供高密度地区的高频宽通信服务，而NTN则可以覆盖偏远地区和地面网络难以触及的领域。

NTN与TN的整合技术

在未来的通信系统中，NTN与TN的整合将成为实现无缝全球覆盖的关键技术。这包括多网协同管理、频谱共享技术，以及动态路由技术等。通过智能网路管理系统，通信设备可以根据当前的地理位置和网路条件，自动选择最适合的通信路径，无论是通过地面基站还是卫星链路，从而实现最隹的通信体验。

多轨卫星网路整合

多轨卫星网路的定义

多轨卫星网路是指同时运行在不同轨道上的卫星系统的整合运作，这些轨道包括低轨（LEO）、中轨（MEO）和地球静止轨道（GEO）。每种轨道的卫星都有其特定的优势与应用场景，例如GEO卫星适合提供固定覆盖的大范围广播服务，而LEO卫星则适合提供低延迟的通信。

多轨卫星网路的整合技术

多轨卫星网路的整合可以通过轨道间的协同工作来实现，这包括跨轨道的数据转发、频谱共享以及负载均衡技术等。例如，当LEO卫星系统的频宽不足时，可以动态切换至MEO或GEO卫星进行数据传输，从而提高整个系统的稳定性与效率。

全球定位系统的发展

全球定位系统的现状

全球定位系统（GPS）自20世纪70年代以来，一直是全球范围内的导航与定位标准。随着技术的进步，GPS的精度和可靠性逐渐提高，已广泛应用於航运、航空、物流和个人导航等领域。

GPS的未来发展

在低轨卫星技术的推动下，全球定位系统将进一步升级。首先，更多的低轨道定位卫星的部署将提高GPS的精度与可用性，特别是在高楼密集的城市和极地等传统GPS信号较弱的区域。此外，与B5G、6G网络的融合将使得定位服务能够与其他通信服务更好地结合，实现更加智能化的应用场景，例如自动驾驶、无人机配送等。

结语

低轨道卫星技术正在快速改变全球通信的格局。随着手机直连卫星技术、B5G与6G的通信整合、NTN与TN的整合技术以及多轨卫星网路的进一步发展，未来的通信网路将变得更加灵活、高效且无缝覆盖全球。同时，全球定位系统的进步也将进一步推动智能化应用的发展。这些技术创新不仅将提升通信的品质，还将为全球的经济发展与社会进步带来新的机遇。