森林漫步、沙漠穿越、野外探險……手機訊號沒了怎麽辦？
此刻，一部具備衛星通話功能的智慧型手機，或許能成為「救命稻草」。
「國外企業一直在嘗試，但均未取得突破。」中國電信衛星套用技術研究院（以下簡稱「衛星院」）院長李屹寰日前告訴科技日報記者，「如今，依托中國自主研制的天通一號衛星行動通訊系統，普通智慧型手機無須換卡換號，就能透過衛星網路與世界相連。」
設想變為現實的背後，是中國電信攜手華為等產業鏈上下遊企業，歷時兩年多的集智攻關。他們聯合組建研發團隊，先後破解衛星天線內建、弱訊號穩定連線、通訊協定融合等難題，在全球範圍內首創智慧型手機直連衛星通話技術。
剪掉「小辮子」
天線和芯片模組設計，是研發團隊面臨的首道難關。
衛星電話能夠連線遠在3.6萬公裏高空的天通衛星，外接天線與衛星芯片模組功不可沒。與之相比，智慧型手機現有天線接收衛星訊號「力有不逮」，且主機板上寸土寸金，留給衛星基頻芯片的空間有限。
從外觀上看，衛星電話上方的天線尤為顯眼，猶如一條粗壯的「小辮子」。「圍繞這條‘小辮子’的去留，研發團隊曾展開激烈的爭論。」衛星院研究員、研發團隊成員王德乾回憶。
有團隊成員建議將天線做成「掛件」，需要連線衛星時，再將其擰在智慧型手機上。這條更簡單的路線，一度得到團隊大多數人認同。
但團隊中來自華為的工程師態度堅決：「消費者怎麽可能接受那樣的外形？我們必須有所突破！」
意見反復交鋒。「不要天線，怎麽實作衛星通話？」「即便實作了，又有誰會買？」大家你一言我一語，甚至爭辯到「臉紅脖子粗」。後來，使用者需求調查說服了大家。「許多人告訴我們，他們不會因為一種不常用的功能，而選擇購買這樣的產品。」研發團隊成員秦屹昂說。
那就下定決心剪掉「小辮子」！
內建天線發射功率不足，團隊就調整主機板布局，把最好的位置留給天線，並在四周增加天線數量，提高訊號的收發能力。秦屹昂打比方：「就像擡東西，一個人力氣不夠就多人上，大家各擡一個角。」
衛星芯片模組尺寸大、能耗高，大家就縮小工藝制程，將基頻、射頻、儲存等一體整合，並采用不連續收發等新技術降低能耗。「原本占主機板一半面積的模組，被壓縮至1平方厘米左右，僅相當於指甲蓋大小。」王德乾告訴記者。
「小辮子」終於被塞進了手機。
升級衛星端
天線內建只是第一步，讓其穩定接收衛星訊號才是重點。
「同步軌域衛星太高了，團隊竭盡所能提高天線增益，依然無法確保訊號穩定。」王德乾感嘆道，這個問題解決不了，一切都將前功盡棄。
擺在團隊面前的有兩條路——要麽提高訊號功率；要麽降低資訊速率。「就好比兩個人說話，扯開嗓門喊可以讓對方聽得更清楚。要是沒有那麽大嗓門，也可以把語速放慢，逐字逐句說清楚。」王德乾解釋。
兩者相較，第二種方式顯然更易達成。可是，把資訊速率降到多少才能同時保障網路流暢和話音品質？
為了找到最佳方案，團隊開始了長達半年的攻關歷程：不斷調低資訊速率滿足天線靈敏度需求；持續最佳化信源編碼改善通道降速後語音體驗；引入自適應機制，讓語音速率根據衛星「忙閑」狀態自動調整。
「透過大量的軟體開發、演算法改進與仿真測試等工作，我們將資訊速率釘選在800位元/秒。」王德乾介紹，這一速率既能最大限度提升網路容量，又能保證智慧型手機與衛星的穩定連線。
不過，研發到這裏還只是「紙上談兵」。
衛星直連通話是應急功能，網路穩定不容一點閃失。為此，團隊踏上了一段苦旅——15個月時間、6條路線、3000多公裏。他們走遍羅布泊、羌塘、漠河邊境……不放過任何一處訊號盲區。
「有人連續出差幾十天顧不上家，有人在越野車上顛得快‘散了架’，還有人高原反應嚴重仍堅持走完全程。」李屹寰至今對這段經歷記憶猶新，「如此艱辛的測試過程，是被華為‘逼’出來的，但我們覺得逼得好。」
在那些地面通訊基站難以覆蓋的偏遠地區，團隊反復測試，不斷最佳化解決方案，最終讓地面通訊與衛星通訊自如切換，成功實作雙向語音通話和簡訊收發。
理順兩張網
「技術跑通了，誰來買單？」從計畫啟動伊始，這個問題就在李屹寰心頭打轉。
常見的衛星電話，個頭大且專用，普通人幾乎不會買。智慧型手機擁有衛星直連功能後，如果解決不了兩張網路共用一個號碼的問題，可能依然無人問津。
「測試時，我們用天通專用號段1740往外撥打電話，常常被別人誤以為詐騙電話直接掛斷。」李屹寰說，「如果每個人用原卡號就能撥打衛星電話，將撬動一片不可估量的藍海。」
這樣的構想看起來容易，做起來難。此前，放眼全球，也從未實作。原因就在於衛星網路和地面網路是相互獨立的兩張網。
「智慧型手機衛星通話的原理是，先讓手機連線天通衛星上傳資訊，然後由衛星將資訊無差別回傳至地面站；地面站接收並完成解析後，再將資訊傳送至天通核心網；最後，由核心網撥打地面基站，完成與目標電話連線。」王德乾告訴記者。
但長久以來，衛星網路和地面網路協定不統一，資訊傳輸「相見不相識」。只有理順兩張網，具備衛星直連功能的手機才有可能在市場上推廣開。
給兩張網「牽線」並不容易。「天通系統相對封閉，所有標準都是保密的，不能拷貝。」秦屹昂說，新編、修訂、補充協定，合計165萬余字，全靠大家一個一個字元敲出來，不能有一絲錯漏。
協定統一後，在無地面基站訊號覆蓋的地方，天通系統可直接讀取手機辨識卡資訊，讓手機以漫遊方式註冊到天通核心網。這時，使用者就能用原卡號進行語音呼叫和簡訊收發。
2023年8月，華為Mate60Pro手機上市，智慧型手機直連衛星通話技術正式步入商用。回首攻關歷程，研發團隊感慨：「我們闖過了技術上的‘無人區’，讓地理上的無人區訊號滿格。」
「黨的二十屆三中全會提出，加強創新資源統籌和力量組織，推動科技創新和產業創新融合發展。這讓大家備受鼓舞。」李屹寰說，「未來，我們將持續增強自主創新能力，用數位技術催生新業態、新模式，為美好生活賦能！」
