通信行業(yè)：手機直連衛(wèi)星帶來哪些增量市場

究報告評級說明究報告通信手機直連衛(wèi)星帶來哪些增量市場？行業(yè)評級：增持報告日期：2023-04-0136%24%11%-2%2-15%2-28%執(zhí)業(yè)證書號：S0010522070001郵箱：chenjing@析師：張?zhí)靾?zhí)業(yè)證書號：S0010520110002郵箱：zhangtian@相關(guān)報告入強心劑2023-03-07化2023-03-01連，打通消費者付費的商業(yè)模式，才能迸發(fā)出更大的市場活力和成射信號具有很高的指向性和增益能力，實現(xiàn)手機與衛(wèi)星的直連。？SpaceMobile等衛(wèi)星供應(yīng)商以及電信運營商也在推出各自的直連模應(yīng)、衛(wèi)星波束規(guī)劃和調(diào)度等，其使用統(tǒng)一的空中接口，可實現(xiàn)手機衛(wèi)星側(cè)，星載相控陣、星間激光鏈路以及星上信號處理是載荷價值其便捷應(yīng)用的重要方式。從國外項目經(jīng)驗來看，星載相控陣通常上離遠、保密性好、設(shè)備體積小等優(yōu)點，已經(jīng)成為星際傳輸不可替代行業(yè)研究告2告2/11尤其適合無法在全球建地面站的國家，信號處理模塊主要包含終端側(cè)，衛(wèi)星通信芯片將貢獻最大的增量市場。在衛(wèi)星專用頻段下，手機需要額外增加一塊衛(wèi)星通信芯片，通常是基帶射頻一體化rN低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價值在俄烏戰(zhàn)爭中得到了催熟，長期來看是G地一體化核心組成部分。低軌衛(wèi)星通信跟衛(wèi)星導航和衛(wèi)星遙出經(jīng)濟效益，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)則需要上至少百顆星組網(wǎng)以后才具有機會將聚焦在衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)，尤其是衛(wèi)星載荷制造及相關(guān)配套企間，帶來星載相控陣、星間鏈路、信號處理以及手機芯片的全新增成的新機遇。1)相控陣：鋮昌科技(t/r芯片)、亞光科技(微波器件)2)信號處理：信科移動、創(chuàng)意信息、復旦微電(fpga)3)星間鏈路：光迅科技(激光器件)、光庫科技(調(diào)至器))手機芯片：華力創(chuàng)通、電科芯片5)其他：普天科技(地面核心網(wǎng))、震有科技(地面核心網(wǎng))、天銀機電(星敏)、天奧電子(時頻)、佳緣科技(加密板卡)產(chǎn)業(yè)相關(guān)環(huán)節(jié)進展不及預(yù)期。行業(yè)研究告3告3/11正文目錄 2手機直連衛(wèi)星的路徑選擇、關(guān)鍵技術(shù)與商業(yè)化進程幾何？ 73手機直連衛(wèi)星帶來哪些增量市場？ 9 行業(yè)研究報告4報告4/11圖表1使用專用衛(wèi)星電話實現(xiàn)衛(wèi)星連接 5 星通信模塊實現(xiàn)衛(wèi)星連接 6 圖表8手機直連低軌衛(wèi)星商業(yè)項目進展梳理 8圖表9增量市場1——星載相控陣(T/R芯片) 9圖表10增量市場2——星間激光鏈路(激光器件) 9圖表11增量市場3——通信載荷(信號處理模塊) 9圖表12增量市場4——衛(wèi)星通信芯片(射頻+基帶) 9報告5報告5/111如何實現(xiàn)衛(wèi)星連接？通信系統(tǒng)作為數(shù)字經(jīng)濟底座的核心環(huán)節(jié)，是新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，承載著長期建設(shè)的重大使命。然而，進入5G建設(shè)后周期，地面網(wǎng)絡(luò)發(fā)展空間有限，往空間里拓展是大勢所驅(qū)。但是，傳統(tǒng)衛(wèi)星通信的應(yīng)用場景較為局限，唯有實現(xiàn)衛(wèi)星與智能手機的直連，打通消費者付費的商業(yè)模式，才能迸發(fā)出更大的市場活力和成長空間。那么，首先如何實現(xiàn)衛(wèi)星連接？1)使用專用衛(wèi)星電話。傳統(tǒng)衛(wèi)星通信方式下需要使用專用衛(wèi)星電話，通過衛(wèi)星鏈接到信關(guān)站，再接入地面公共網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊功能。這種模式通常采用C/Ku/Ka等衛(wèi)星專用通訊頻段，且專用衛(wèi)星終端天線較大、發(fā)射功率較高，通常應(yīng)用在專用領(lǐng)域，比較典型的包括天通一號、銥星、GlobalStar等。圖表1使用專用衛(wèi)星電話實現(xiàn)衛(wèi)星連接2)引入地面接收設(shè)備。這種方式引入了一種像“鍋”一樣的地面接收設(shè)備，手機終端不需要做任何的修改。在這種方式下，地面接收設(shè)備與衛(wèi)星之間采用Ka/Ku等衛(wèi)星頻段通訊，基于衛(wèi)星的通訊協(xié)議信號被地面接收設(shè)備接收后，通過無線路由器轉(zhuǎn)換成Wi-采用這種方法。圖表2引入地面接收設(shè)備實現(xiàn)衛(wèi)星連接安證券研究所報告6報告6/113)終端側(cè)增加衛(wèi)星通信芯片。華為推出的Mate50和P60采用這種方法，在手機中單獨增加了相應(yīng)的衛(wèi)星通信芯片，通過特定為衛(wèi)星頻段實現(xiàn)緊急救助的短信功能，實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星。我們認為在這種方式下，衛(wèi)星通信通常是作為廠家推出新機型的一個賣點和災(zāi)備通信手段，手機與衛(wèi)星之間的通信仍然采用非標準化的技術(shù)體制，并不利于全球化推廣。圖表3終端側(cè)增加衛(wèi)星通信模塊實現(xiàn)衛(wèi)星連接安證券研究所4)增加衛(wèi)星天線增益。這種方式也可以在不改變手機終端的情況下，直接使用地面蜂窩頻段。例如，美國初創(chuàng)衛(wèi)星公司ASTSpaceMobile，正在建設(shè)全球首個可接入標準4G/5G移動終端設(shè)備的天基移動網(wǎng)絡(luò)，其使用了一個可折疊的巨型相控陣天線，使得衛(wèi)星發(fā)射信號具有很高的指向性和增益能力，可以實現(xiàn)手機與衛(wèi)星的直連。我們認為這種改變衛(wèi)星不改變終端來實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星的方式是最理想的，同時也最有利于未來衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的推廣和應(yīng)用。圖表4增加衛(wèi)星天線增益實現(xiàn)衛(wèi)星連接安證券研究所行業(yè)研究報告7報告7/112手機直連衛(wèi)星的路徑選擇、關(guān)鍵技術(shù)與商業(yè)化目前，手機直連衛(wèi)星的技術(shù)路線尚未形成統(tǒng)一，海外巨頭蘋果和高通采用專有解決方案，此外，StarLink、LynkGlobal和ASTSpaceMobile等衛(wèi)星供應(yīng)商以及電信運營商也在推出各自的直連模式，這使得市場格局進一步復雜化。我們認為，從網(wǎng)絡(luò)演進的延續(xù)性結(jié)合商業(yè)模式的可推廣性來看，對地面3GPP移動通信體制進行適應(yīng)性改進增強來實現(xiàn)手機直連衛(wèi)星將成為主流趨勢。圖表53GPPNTN標準化進程路線圖GPPG，華安證券研究所3GPP從R16起開始進行非地面網(wǎng)絡(luò)(NTN)的研究，在R17中開始進行具體系統(tǒng)設(shè)計，5GNTN關(guān)鍵技術(shù)包括時頻同步、隨機接入、HARQ、功率控制、MCS自適應(yīng)、衛(wèi)星波束規(guī)劃和調(diào)度等，其使用統(tǒng)一的空中接口，可實現(xiàn)手機通過衛(wèi)星直接連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建天地融合網(wǎng)絡(luò)，包括透明傳輸和再生傳輸兩種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。NTN透明傳輸中，衛(wèi)星作為信號傳輸?shù)闹欣^，僅轉(zhuǎn)發(fā)信號，對信號不做任何處理，有效載荷重復的波形信號是不變的。NTN再生傳輸，是將“基站上天”，在衛(wèi)星上進行解調(diào)/解碼、編碼/調(diào)制等，完成全部或部分基站功能，再接入地面5G核心網(wǎng)。R17NTN技術(shù)以透明傳輸為主，解決了衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)問題，包括時頻同步、大傳輸時延和移動性管理等問題，而R18NTN基于透明傳輸進一步做了增強，側(cè)重于覆蓋增強、頻段擴展和業(yè)務(wù)連續(xù)性，但對再生傳輸和星間鏈路的標準化并沒有提到日程，仍需要時間等待技術(shù)的成熟與市場的驅(qū)動。圖表6基于透明轉(zhuǎn)發(fā)的NTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖表7基于再生傳輸?shù)腘TN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)究所所行業(yè)研究報告8報告8/11目前，進展中的手機直連低軌衛(wèi)星商業(yè)項目主要包括StarlinkV2、ASTSpaceMobile、LynkGlobal和Omnispace等，其中：1)Starlink項目的二代星包括V2Mini和更大的V2，其中，V2衛(wèi)星將額外搭載一個面積25平米的相控陣天線，能夠直接向手機發(fā)送信號，但由于Starship尚未準備好Falcon1顆V2Mini送入軌道；2)ASTSpaceMobile項目旨在構(gòu)建一個包含16個軌道面、243顆衛(wèi)星的低軌通信星座，實現(xiàn)普通智能手機不做任何功能修改即可通過衛(wèi)星獲得4G和5G服務(wù)，為滿足窄波束傳輸以及波束指向靈活調(diào)整需求，其在試驗星BlueWalker3上搭載了目前尺寸最大的商用星載相控陣天線，展開面積達到64平米；3)LynkGlobal項目由美國LynkGlobal公司發(fā)起，旨在利用上千顆低軌微小衛(wèi)星為標準移動手持終端提供全球通信服務(wù)，目前已完成上千部智能手機接入測試。在整體架構(gòu)上，其很可能采用了星上處理技術(shù)在太空中部署完整的長期演進(LTE)網(wǎng)絡(luò)，地面用戶接入衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)時相當于從地面網(wǎng)絡(luò)漫游至衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)；4)Omnispace項目由美國Omnispace公司發(fā)起，也旨在利用非地球同步衛(wèi)星提供符合3GPP標準的全球5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，其工作頻段為3GPP定義的n256，2021年在實驗室環(huán)境下演示了商用5G終端通過為選哪個獲取語音和數(shù)據(jù)服務(wù)。目前該項目已發(fā)射兩顆試驗星。圖表8手機直連低軌衛(wèi)星商業(yè)項目進展梳理項目名稱StarlinkV2ASTSpaceMobileLynkGlobalOmnispace上行頻段1910-1915MHz830-835MHz2GHz下行頻段1900-1995MHz845-849MHz2GHz在軌(試驗)衛(wèi)星數(shù)/顆0262預(yù)計星座規(guī)模/顆>2000243>1000>100星座類型LEOLEOLEOLEO+MEO協(xié)議類型地面移動通信協(xié)議增強地面移動通信協(xié)議增強地面移動通信協(xié)議增強地面移動通信協(xié)議增強預(yù)期速率2-4Mbit/s>35Mbit/s應(yīng)用狀態(tài)預(yù)備進行測試完成大型相控陣天線波束控制測試完成手機和衛(wèi)星間的接入信令交互技術(shù)/業(yè)務(wù)特征短消息和語音通話支持高速上網(wǎng)/透明轉(zhuǎn)發(fā)架構(gòu)支持短消息業(yè)務(wù)/星上處理架構(gòu) 行業(yè)研究報告9報告9/11衛(wèi)星側(cè)，星載相控陣、星間激光鏈路以及星上信號處理是載荷價值量最高的部分。星載相控陣擁有可以快速準確改變波束方向的能力，是與地面進行通信的最佳天線，也是提高通信衛(wèi)星性能、推動其便捷應(yīng)用的重要方式。從國外項目經(jīng)驗來看，星載相控陣通常上千至上萬通道，已經(jīng)具備規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢。T/R芯片是星載相控陣的核心也是成本占比最高的部分；激光通信具有通信容量大、傳輸距離遠、保密性好、設(shè)備體積小等優(yōu)點，已經(jīng)成為星際傳輸不可替代的手段，由于目前仍處于在軌技術(shù)驗證和應(yīng)用示范階段，相應(yīng)的器件成本較高，與此同時，激光的波束對準是最大的難題，通常一顆通信衛(wèi)星上需要搭載多套激光通信設(shè)備；星上信號處理可以大幅降低衛(wèi)星星座對地面網(wǎng)絡(luò)的依賴，從而減少地面信關(guān)站的建設(shè)數(shù)量，尤其適合無法在全球建地面站的國家，信號處理模塊主要包含CPU、FPGA、協(xié)議棧等軟硬一體，初期硬件器件成本和軟件研發(fā)投入較高。圖表9增量市場1——星載相控陣(T/R芯片)圖表10增量市場2——星間激光鏈路(激光器件)圖表11增量市場3——通信載荷(信號處理模塊)圖表12增量市場4——衛(wèi)星通信芯片(射頻+基帶)行業(yè)研究敬請參閱末頁重要聲明及評級說明10/11證券研究報告終端側(cè)，衛(wèi)星通信芯片將貢獻最大的增量市場。在衛(wèi)星專用頻段下，手機需要額外增加一塊衛(wèi)星通信芯片，通常是基帶射頻一體化的SoC芯片，華為Mate50和P60通過此方式實現(xiàn)應(yīng)急短信功能。iPhone14則是通過高通的X65調(diào)制解調(diào)器芯片實現(xiàn)的，X65不僅為iPhone14提供5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接，還可以調(diào)用Globalstar衛(wèi)星使用的Bandn53頻率；在NTN技術(shù)體制下，手機芯片廠商將會推出相應(yīng)的NTN芯片，聯(lián)發(fā)科在MWC23會展上推出了MT68253GPPNTN芯片組，目前已經(jīng)應(yīng)用于摩托羅拉defy2和CATS75兩款智能手機，未來支持衛(wèi)星通信的手機SoC芯片將會越來越多。投資建議：低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價值在俄烏戰(zhàn)爭中得到了催熟，長期來看是6G天地一體化核心組成部分。低軌衛(wèi)星通信跟衛(wèi)星導航和衛(wèi)星遙感不同，遙感單顆星就能具備業(yè)務(wù)能力，北斗幾顆到幾十顆也能產(chǎn)出經(jīng)濟效益，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)則需要上至少百顆星組網(wǎng)以后才具有實際的應(yīng)用價值。因此，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)跟很長一段時間內(nèi)的投資機會將聚焦在衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)，尤其是衛(wèi)星載荷制造及相關(guān)配套企業(yè)。其次，手機直連衛(wèi)星將打開衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)在民用市場的應(yīng)用空間，帶來星載相控陣、星間鏈路、信號處理以及手機芯片的全新增量市場，華為mate60以及下一代蘋果手機發(fā)布等都有可能成為板塊催化劑。建議關(guān)注：1)相控陣：鋮昌科技(t/r芯片)、亞光科技(微波器件)2)信號處理：信科移動、創(chuàng)意信息、復旦微電(fpga)3)星間鏈路：光迅科技(激光器件)、光庫科技(調(diào)至器)4)手機芯片：華力創(chuàng)通、電科芯片5)其他：普天科技(地面核心網(wǎng))、震有科技(地面核心網(wǎng))、天銀機電(星敏)、天奧電子(時頻)、佳緣科技(加密板卡)4風險提示產(chǎn)業(yè)相關(guān)環(huán)節(jié)進展不及預(yù)期。行業(yè)研究敬請參閱末頁重要聲明及評級說明11/11證券研究報告師聲明信息的準確性或完整性不做任何保證，也不保證所