隨著科技的迅速發展，通訊技術也經歷了快速的演變與進步。從早期的電報、電話到如今的第五代移動通信技術（5G）與即將到來的第六代移動通信技術（6G），通信網絡已成為現代社會生活與商業活動不可或缺的基礎設施。在這個過程中，衛星通信技術發揮了重要作用，尤其是近年來的低軌道衛星（Low Earth Orbit；LEO）技術，更成為推動全球通信網絡革新的關鍵。

本文將深入探討太空網路與低軌道衛星通信應用，並涵蓋以下幾個重要方面：1. 低軌衛星在通訊領域的創新；2.手機直連衛星技術與應用；3.與B5G、6G的通訊整合；4.非地面網路（NTN）與地面網路（TN）整合技術；5.多軌衛星網路整合；6.全球定位系統（GPS）的發展。

低軌衛星在通訊領域的創新

低軌道衛星的優勢

低軌道衛星，通常指運行高度在200公里到2000公里之間的衛星。相較於傳統的地球靜止軌道衛星（GEO），低軌衛星具有延遲低、覆蓋範圍靈活、成本低等多項優勢。由於離地面更近，低軌衛星的信號傳輸延遲大幅減少，這對於需要實時通信的應用尤為關鍵，如視訊會議、遠程操控等。此外，低軌衛星的發射與維護成本相對較低，這讓大量的小型衛星群（衛星星座）成為可行的方案，可以提供廣泛的全球覆蓋服務。

低軌衛星網路的應用場景

低軌衛星已經在多個領域展現出潛力。首先，在遠程通信方面，低軌衛星網路可以覆蓋到傳統地面通信網路無法觸及的區域，如偏遠地區、海上或空中的交通工具。此外，在應急通信中，當地面基礎設施遭到破壞時，低軌衛星可以快速恢復通信，保證救援行動的順利進行。在物聯網（IoT）領域，低軌衛星可以提供全球範圍的數據傳輸支持，使得更多設備能夠連接到網路中。

圖一 : 全球主要低軌衛星營運商技術與應用分析

SpaceX最近取得一項重要進展，與美國聯合航空（United Airlines）簽訂了一個機上無線網路的大型合約，這使得SpaceX的飛機上網訂單幾乎翻倍。SpaceX的低軌衛星網路服務「星鏈」（Starlink）不僅在家庭用戶方面持續擴展，還積極進入企業市場，尤其是在飛機上提供無線網路服務。這不僅能幫助公司擴大市場，還有助於加速低軌衛星的佈局，對相關供應鏈企業，如昇達科、金寶和事欣科的業績帶來正面影響。

星鏈目前已經發射了6,400顆衛星，並在全球99個國家提供服務，用戶數突破300萬人，遠超其他競爭對手。聯合航空與星鏈的合作，進一步擴大了SpaceX在飛機上網服務的業務，據SpaceX董事透露，目前該公司已經簽訂了約2,500架飛機的機上網路服務合同，顯示出飛機上無線網路需求的強勁成長。

台灣的相關供應商也從中受惠。例如，金寶的低軌衛星地面站設備已進入國際市場，並在墨西哥設廠以滿足客戶需求；事欣科也透過在美國的業務，間接打入SpaceX供應鏈；昇達科的產品則廣泛應用於低軌衛星設備中，其營收來自低軌衛星的比重不斷上升，並在今年有顯著增長。

手機直連衛星技術與應用

手機直連衛星技術的原理

手機直連衛星技術，顧名思義，允許使用者的移動裝置直接與衛星進行通信，而無需通過傳統的地面基站。這項技術的關鍵在於低軌衛星的低延遲特性，使得移動設備可以直接接收和傳送衛星信號，從而實現全球覆蓋的通信服務。主要的技術方面有三項：

1.同時運用行動通訊與衛星頻段：使用者可直接用一般手機透過3GPP標準頻率與手機直接通訊，並使用Q和V波段傳回地面閘道。

2.超小型化衛星天線技術：運用小型裝置（手機內置或外接）將訊號變頻和放大。

3.衛星MIMO系統技術（多輸入多輸出）系統技術利用多個定向天線來提升衛星通信的效率，對於低軌衛星和5G技術的應用尤為重要。

圖二 : 手機直連衛星技術分析

手機直連衛星的應用與挑戰

這項技術目前已在多個場景中得到應用。例如，Apple在其iPhone 14中引入了衛星SOS功能，允許用戶在無地面網絡覆蓋的情況下向衛星發送緊急資訊。此外，其他公司如SpaceX和T-Mobile也在合作推出基於衛星的手機通信服務。然而，這項技術仍然面臨著一些挑戰，如頻譜資源的分配、衛星容量的限制，以及移動設備的天線設計需要進一步優化以提升信號接收效果。

手機直連衛星技術是一項新興技術，已經引起了多家科技和通訊公司的關注和投入。這裡是一些著名的開發商及其提供的解決方案：

蘋果公司（Apple Inc.）

Apple在一款iPhone型號中加入了衛星通訊功能，旨在提供緊急消息服務。這允許用戶在沒有手機信號的情況下，通過衛星發送緊急資訊和位置數據到緊急服務和個人聯繫人。

高通（Qualcomm）

高通開發了Snapdragon衛星通訊解決方案，這是一個支持Android設備的全球衛星通訊服務。它旨在提供全球性的短消息服務，即使在偏遠地區也能保持連接。

星鏈（Starlink）- SpaceX

雖然星鏈主要聚焦於提供高速寬頻網際網路服務，但他們也在探索通過衛星直接與個人設備連接的可能性。未來，這可能包括直接與手機等移動終端的連接。

Globalstar

Globalstar提供衛星通信服務，並與蘋果合作支持其最新iPhone的衛星通訊功能。Globalstar的網絡支持語音和數據服務，對在遠離常規手機網絡覆蓋的區域中保持聯繫特別有用。

華為（Huawei）

華為也在研發衛星通訊技術，尤其是在支持遠程地區的5G和未來6G通訊網絡中。他們致力於利用衛星技術來擴展全球通訊覆蓋範圍。

AST SpaceMobile

AST在手機直連衛星通信解決方案的開發中取得了重要進展。該公司成功發射了首批五顆商業用低地球軌道（LEO）衛星，名為 BlueBirds。這些衛星旨在直接向未經修改的移動設備提供4G/5G寬頻服務。此技術特別針對提升偏遠及服務不足地區的連接性，被視為可能徹底改變常在無可靠移動覆蓋區域工作的第一反應者的通訊方式。

每家公司提供的解決方案都有其獨特性，目的是擴大連接範圍，特別是在傳統移動網絡覆蓋不足的地區，並增強全球通信的可靠性和可及性。這些技術的發展和部署正在逐步解決偏遠地區的通訊問題，同時也為全球應急通信提供了新的解決方案。

與B5G、6G的通訊整合

B5G與6G的技術趨勢

隨著5G技術的逐漸普及，B5G（Beyond 5G）和6G已經成為通信技術發展的下一個前沿。B5G和6G的核心目標之一是實現更高速率、更低延遲的通信，同時支持更加多樣化的應用場景，如沉浸式擴增現實（AR）、全自動無人駕駛等。

低軌衛星與B5G、6G的融合

低軌衛星將在B5G和6G網絡中扮演重要角色，特別是在實現全球無縫覆蓋方面。未來的6G網絡將不僅僅依賴地面基站，還將與非地面網路（NTN）密切結合。低軌衛星可以與6G網絡中的高頻段（如毫米波、太赫茲）進行協同工作，確保在高密度城市區域和偏遠地區都能提供一致的高速通信體驗。此外，衛星通信的引入還能夠解決一些特殊場景下的通信需求，如災難救援、空中交通管理等。

非地面網路（NTN）與地面網路（TN）整合技術

NTN與TN的互補關係

非地面網路（NTN）包括各類衛星網路、無人機通信系統等，而地面網路（TN）則主要指傳統的蜂窩網路與光纖網路。NTN與TN具有天然的互補性：TN擅長提供高密度地區的高頻寬通信服務，而NTN則可以覆蓋偏遠地區和地面網絡難以觸及的領域。

NTN與TN的整合技術

在未來的通信系統中，NTN與TN的整合將成為實現無縫全球覆蓋的關鍵技術。這包括多網協同管理、頻譜共享技術，以及動態路由技術等。通過智能網路管理系統，通信設備可以根據當前的地理位置和網路條件，自動選擇最適合的通信路徑，無論是通過地面基站還是衛星鏈路，從而實現最佳的通信體驗。

多軌衛星網路整合

多軌衛星網路的定義

多軌衛星網路是指同時運行在不同軌道上的衛星系統的整合運作，這些軌道包括低軌（LEO）、中軌（MEO）和地球靜止軌道（GEO）。每種軌道的衛星都有其特定的優勢與應用場景，例如GEO衛星適合提供固定覆蓋的大範圍廣播服務，而LEO衛星則適合提供低延遲的通信。

多軌衛星網路的整合技術

多軌衛星網路的整合可以通過軌道間的協同工作來實現，這包括跨軌道的數據轉發、頻譜共享以及負載均衡技術等。例如，當LEO衛星系統的頻寬不足時，可以動態切換至MEO或GEO衛星進行數據傳輸，從而提高整個系統的穩定性與效率。

全球定位系統的發展

全球定位系統的現狀

全球定位系統（GPS）自20世紀70年代以來，一直是全球範圍內的導航與定位標準。隨著技術的進步，GPS的精度和可靠性逐漸提高，已廣泛應用於航運、航空、物流和個人導航等領域。

GPS的未來發展

在低軌衛星技術的推動下，全球定位系統將進一步升級。首先，更多的低軌道定位衛星的部署將提高GPS的精度與可用性，特別是在高樓密集的城市和極地等傳統GPS信號較弱的區域。此外，與B5G、6G網絡的融合將使得定位服務能夠與其他通信服務更好地結合，實現更加智能化的應用場景，例如自動駕駛、無人機配送等。

結語

低軌道衛星技術正在快速改變全球通信的格局。隨著手機直連衛星技術、B5G與6G的通信整合、NTN與TN的整合技術以及多軌衛星網路的進一步發展，未來的通信網路將變得更加靈活、高效且無縫覆蓋全球。同時，全球定位系統的進步也將進一步推動智能化應用的發展。這些技術創新不僅將提升通信的品質，還將為全球的經濟發展與社會進步帶來新的機遇。