森林漫步、沙漠穿越、野外探险……手机信号没了怎么办？
此刻，一部具备卫星通话功能的智能手机，或许能成为「救命稻草」。
「国外企业一直在尝试，但均未取得突破。」中国电信卫星应用技术研究院（以下简称「卫星院」）院长李屹寰日前告诉科技日报记者，「如今，依托我国自主研制的天通一号卫星移动通信系统，普通智能手机无须换卡换号，就能通过卫星网络与世界相连。」
设想变为现实的背后，是中国电信携手华为等产业链上下游企业，历时两年多的集智攻关。他们联合组建研发团队，先后破解卫星天线内置、弱信号稳定连接、通信协议融合等难题，在全球范围内首创智能手机直连卫星通话技术。
剪掉「小辫子」
天线和芯片模组设计，是研发团队面临的首道难关。
卫星电话能够连接远在3.6万公里高空的天通卫星，外置天线与卫星芯片模组功不可没。与之相比，智能手机现有天线接收卫星信号「力有不逮」，且主板上寸土寸金，留给卫星基带芯片的空间有限。
从外观上看，卫星电话上方的天线尤为显眼，犹如一条粗壮的「小辫子」。「围绕这条‘小辫子’的去留，研发团队曾展开激烈的争论。」卫星院研究员、研发团队成员王德乾回忆。
有团队成员建议将天线做成「挂件」，需要连接卫星时，再将其拧在智能手机上。这条更简单的路线，一度得到团队大多数人认同。
但团队中来自华为的工程师态度坚决：「消费者怎么可能接受那样的外形？我们必须有所突破！」
意见反复交锋。「不要天线，怎么实现卫星通话？」「即便实现了，又有谁会买？」大家你一言我一语，甚至争辩到「脸红脖子粗」。后来，用户需求调查说服了大家。「许多人告诉我们，他们不会因为一种不常用的功能，而选择购买这样的产品。」研发团队成员秦屹昂说。
那就下定决心剪掉「小辫子」！
内置天线发射功率不足，团队就调整主板布局，把最好的位置留给天线，并在四周增加天线数量，提高信号的收发能力。秦屹昂打比方：「就像抬东西，一个人力气不够就多人上，大家各抬一个角。」
卫星芯片模组尺寸大、能耗高，大家就缩小工艺制程，将基带、射频、存储等一体集成，并采用不连续收发等新技术降低能耗。「原本占主板一半面积的模组，被压缩至1平方厘米左右，仅相当于指甲盖大小。」王德乾告诉记者。
「小辫子」终于被塞进了手机。
升级卫星端
天线内置只是第一步，让其稳定接收卫星信号才是重点。
「同步轨道卫星太高了，团队竭尽所能提高天线增益，依然无法确保信号稳定。」王德乾感叹道，这个问题解决不了，一切都将前功尽弃。
摆在团队面前的有两条路——要么提高信号功率；要么降低信息速率。「就好比两个人说话，扯开嗓门喊可以让对方听得更清楚。要是没有那么大嗓门，也可以把语速放慢，逐字逐句说清楚。」王德乾解释。
两者相较，第二种方式显然更易达成。可是，把信息速率降到多少才能同时保障网络流畅和话音质量？
为了找到最佳方案，团队开始了长达半年的攻关历程：不断调低信息速率满足天线灵敏度需求；持续优化信源编码改善信道降速后语音体验；引入自适应机制，让语音速率根据卫星「忙闲」状态自动调整。
「通过大量的软件开发、算法改进与仿真测试等工作，我们将信息速率锁定在800比特/秒。」王德乾介绍，这一速率既能最大限度提升网络容量，又能保证智能手机与卫星的稳定连接。
不过，研发到这里还只是「纸上谈兵」。
卫星直连通话是应急功能，网络稳定不容一点闪失。为此，团队踏上了一段苦旅——15个月时间、6条线路、3000多公里。他们走遍罗布泊、羌塘、漠河边境……不放过任何一处信号盲区。
「有人连续出差几十天顾不上家，有人在越野车上颠得快‘散了架’，还有人高原反应严重仍坚持走完全程。」李屹寰至今对这段经历记忆犹新，「如此艰辛的测试过程，是被华为‘逼’出来的，但我们觉得逼得好。」
在那些地面通信基站难以覆盖的偏远地区，团队反复测试，不断优化解决方案，最终让地面通信与卫星通信自如切换，成功实现双向语音通话和短信收发。
理顺两张网
「技术跑通了，谁来买单？」从项目启动伊始，这个问题就在李屹寰心头打转。
常见的卫星电话，个头大且专用，普通人几乎不会买。智能手机拥有卫星直连功能后，如果解决不了两张网络共用一个号码的问题，可能依然无人问津。
「测试时，我们用天通专用号段1740往外拨打电话，常常被别人误以为诈骗电话直接挂断。」李屹寰说，「如果每个人用原卡号就能拨打卫星电话，将撬动一片不可估量的蓝海。」
这样的构想看起来容易，做起来难。此前，放眼全球，也从未实现。原因就在于卫星网络和地面网络是相互独立的两张网。
「智能手机卫星通话的原理是，先让手机连接天通卫星上传信息，然后由卫星将信息无差别回传至地面站；地面站接收并完成解析后，再将信息传送至天通核心网；最后，由核心网拨打地面基站，完成与目标电话连接。」王德乾告诉记者。
但长久以来，卫星网络和地面网络协议不统一，信息传输「相见不相识」。只有理顺两张网，具备卫星直连功能的手机才有可能在市场上推广开。
给两张网「牵线」并不容易。「天通系统相对封闭，所有标准都是保密的，不能拷贝。」秦屹昂说，新编、修订、补充协议，合计165万余字，全靠大家一个一个字符敲出来，不能有一丝错漏。
协议统一后，在无地面基站信号覆盖的地方，天通系统可直接读取手机识别卡信息，让手机以漫游方式注册到天通核心网。这时，用户就能用原卡号进行语音呼叫和短信收发。
2023年8月，华为Mate60Pro手机上市，智能手机直连卫星通话技术正式步入商用。回首攻关历程，研发团队感慨：「我们闯过了技术上的‘无人区’，让地理上的无人区信号满格。」
「党的二十届三中全会提出，加强创新资源统筹和力量组织，推动科技创新和产业创新融合发展。这让大家备受鼓舞。」李屹寰说，「未来，我们将持续增强自主创新能力，用数字技术催生新业态、新模式，为美好生活赋能！」
