【编者按】 中国通信企业协会与中国电信卫星通信公司联合开设“天地一体网络与技术应用”专栏，对低空智联网行业发展、卫星通信业务创新，以及天地一体通信技术应用等进行跟踪研判，邀请行业专家就相关核心技术、应用创新等进行分析解读。
5G NTN应用场景分析及未来展望
5G NTN能提供媲美地面移动通信网的相同业务服务，包括语音、短信、物联、社交、视频等。一方面，5G NTN技术适用于应急通信、交通、矿产、油气、电网及海事等行业场景；另一方面，5G NTN技术借助手机直连卫星等技术，逐步拓展到普通大众消费群体，在增大存量用户黏性的同时，提升了用户APRU值。
基于5G NTN技术构建的天地融合网络，通过星间链，支持高中低轨卫星资源协同，与地面组合形成一张网络，服务手持、船载、车载、机载等用户群体，如图10-1所示。
图1 5G NTN应用场景示意图
本文将介绍手机直连卫星、汽车直连卫星和卫星物联网等三大典型场景。
1、手机直连卫星
业界将手机直连卫星的研发方向主要分为定制手机直连、存量手机直连、5G NTN手机直连三种技术路线。其中：
手机直连卫星能满足人们对“永不失联、永远在线”的需求，提供全区域、全维度的泛在连接服务。经济效益与需求双轮驱动下，技术的突破推动手机直连业务成为大势所趋。其应用场景包括旅游探险、应急救灾、蜂窝补盲等。
（1）户外旅游探险。游客身处户外、沙漠、高山或者乘坐游轮时，经常面临地面网络无信号的窘境。如2023年五一期间，新疆、甘肃、青藏等边疆地区成为旅游热门地，光新疆地区接待游客超800万人次，手机直连卫星业务可较好满足游客在偏远地区的通信需求。
（2）应急救灾通信。遭遇重大灾害时，成片的基站损毁失能，造成断网停服。如2023年8月北京、天津、河北和黑龙江等地水灾期间，地面通信一度中断，应急救援部门通过卫星电话实时掌控受灾区域的人员情况成为刚需。
（3）固定及蜂窝网络覆盖补充。从全球来看，目前尚有80%以上的陆地区域和95%以上的海洋区域缺少地面网络覆盖，在人烟稀少的深山、森林、沙漠等区域，地面网络部署成本过高或难度过大。当地牧民、科研人员使用卫星业务是一种相对经济的通信手段。
图2 手机直连卫星主要应用场景
根据中国信通院分析报告，2023年国内市场手机总体出货量累计2.89亿部，预估2026年将达3.14亿。5G NTN属于3GPP标准技术，基于海量普通手机用户群体及产业规模，可以大幅降低卫星芯片、终端模组、手机的成本，使手机直连卫星具备经济可行性，三年内预估NTN芯片出货量有望突破5000万片。
数据来源：中国信通院国内手机市场运行分析报告
图3 2018-2026E国内手机出货量及预测
2、汽车直连卫星
除了手机，汽车也是大众体验卫星通信服务的重要手段。国内多个汽车生产厂商制定计划，要在新车型前装卫星通信模块，拉动汽车直连卫星商用进程。在沙漠、草原、戈壁、森林等越野旅游场景下提供车辆位置监控及上报、车辆救援、遇险呼救、社交娱乐等能力。
图4 汽车直连卫星主要业务
基于中国汽车工业协会统计数据测算，预计2024/2025/2026年全国汽车出货量约为2500/2620/2755万台，其中高端车占比约2%-3%。按照NTN卫星直连模组在高端车型前装渗透率逐步提高的趋势，2024年预计采用NTN技术的汽车直连卫星的高端车型渗透率预计达5万台，到2026年约为52.3万台。NTN汽车直连卫星功能前期主要搭载在高端车型为主，预计2026年逐渐拓展中低端车型。
图5 5G NTN汽车2024E-2026E年预测数据
3、卫星物联网
5G NTN的IoT NTN路线主要应用于卫星物联网领域，一方面，集成了NB-IoT多次重传、低功耗、长待机的优点，另一方面，兼具卫星的立体广覆盖能力，在海运、航空等领域具有广泛应用前景。而5G NTN的NR NTN路线主要应用于卫星宽带业务，解决各类场景中的图片、视频等数据传输需求。典型的应用场景如下：
（1）海运场景：在现代渔业、海洋监测、油气勘探、远洋运输等领域，卫星物联网主要满足轮船（如客轮、远洋船、渔船等）状态、环境和位置信息上报、视频监控，以及船内人员宽带上网、电话以及短信等需求。据《2022年交通运输行业发展统计公报》显示，全国水上运输船舶12.19万艘，预计2026年达到12.68万艘。当前海运场景多采用GMR、DVB等传统技术体制提供的卫星通信服务，预计2026年前后运输船舶的卫星通信技术将逐步升级为5G NTN体制。
数据来源: 交通运输行业发展统计公报
图6 2018-2026E全国水上运输船舶数量及预测
（2）航空场景：涵盖民航客舱内用户上网、短信和语音等业务，以及通用航空领域的语音调度、轨迹数据回传等需求。中国民用航空局发布的《2022年民航行业发展统计公报》显示，截至2022年底，我国民航全行业运输飞机期末在册架数4165架，全行业无人机将近百万。预计2026年支持NTN的机载卫星终端达7万个。
（3）智慧农业：主要包含智慧农场、智慧养殖两类典型应用场景。前者基于卫星物联网设备实现农场气象、土壤环境等监测数据的传输上报，为农业智慧化提供精确参照；后者实现对牲畜的实时状态及位置监测，提升农业养殖效率和效益。
图7 智慧农场应用示例
（4）资产管理：针对偏远地区企业资产（如野外林区、海上风电设备、戈壁、油气开采设备等）的监管需求，传统蜂窝基站成本代价太高，借助卫星连接将资产当前的状态、位置、照片等信息实时上报企业，可节省大量的人力巡检成本以及地面网投资。
图8 资产管理应用场景
（5）智慧物流：通过卫星通信模组监控和跟踪集卡、货运车辆及货物位置，优化交付和运输路线，大幅提升物流运输、仓储、包装、装卸搬运、信息服务等各环节的系统感知、统筹调度以及物流交接效率，降低行业成本。
根据Berg Insight数据显示，全球卫星物联网用户未来几年将保持25%以上的高复合增速，至2026年，全球卫星物联网用户数将达到2120万,市场规模将增长到10亿美元级别。
4、未来展望
目前，除国外卫星运营商Skylo已宣布推出基于摩托罗拉手机的NTN商用服务（APP模式的卫星短数据）外，其他产业链参与方尚处实验阶段。国内已有多家运营商联合芯片、终端及网络设备提供商基于3GPP R17标准进行了多次技术试验和测试，从测试结果、设备成熟度、卫星资源冗余度来看，预计2024-2025年业界初步具备支持IoT NTN商用的终端、芯片以及网络设备，而NR NTN尚需继续推进更大规模的技术试验和测试，以持续完善标准协议。
未来，在海洋强国、交通强国、乡村振兴等国家战略推动下，5G NTN产业生态将更趋完善和成熟，产生巨大的社会和经济效益。
（本文由中国电信集团卫星通信有限公司提供）