全球首发卫星通信!为何只有华为能成功“捅破天”?真相揭秘

比亚迪宋Pro DM-i

一个多月之前,华为和苹果相继推出支持卫星通信功能的华为Mate 50系列以及iPhone 14系列新机,也让卫星通信这一原本距离普通消费者十分遥远的通信技术,走到大众消费者面前。

作为全球首款支持北斗卫星通信功能的大众智能手机,华为Mate 50系列攻克无数技术难点,最终携手北斗实现智能手机上的卫星通信功能。

说起华为Mate 50上的卫星通信功能,一定绕不开背后关键的中国北斗卫星导航系统。如今北斗导航系统已经迭代到第三代,也就是北斗三号。早在上世纪90年代,我国的北斗卫星导航试验系统就正式立项,并且在2000年底正式发射了第一颗北斗一号卫星。

一代北斗的出现,让中国实现了自主定位系统的“从无到有”。北斗二号的系统建设在前者基础上继续完善,不仅提供更精确的海陆空全球导航定位服务,并且能为亚太地区用户提供定位、测速、授时等服务,实现了“从有到优”。

三代北斗进一步提升性能和扩展,可为全球用户提供定位导航、授时,还提供全球短报文通信和国际搜救等服务。而华为Mate 50的卫星通信技术,正是基于北斗区域短报文服务所实现。

可智能手机毕竟不是专业的卫星通信设备,没有硕大的外置天线,在这样的极端条件下,华为将整个卫星通信模块塞进华为Mate 50中已然是个奇迹,更别说还要解决卫星通信的频率以及功耗等问题。

我们日常生活中见到的卫星通信设备无一例外都拥有醒目的天线,这是因为卫星距离地面的实在太远,要想接收到地面的信息就需要使用体积更大的天线或是用更高的发射功率发送信息。而在手机的发射功率上,却有着严格的限制。

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卫星想要和地面设备通信,可以调高自身的发射功率,但想要凭借智能手机毫瓦级别的发射功率,让卫星接收到地面信息就有点天方夜谭了。而这还只是智能手机进行卫星通信所面临的第一个问题,高损耗、低增益同样困扰着整个华为技术团队。

但华为技术团队无惧挑战,在原有的连接地面网络之外,建立起另一套连接卫星的系统来进行“机星通讯”。

同时华为建立了一套全新的手机和卫星之间的通信协议,采用高性能的硬件设计,提高卫星通信的性能和效率,减少信号损耗。

此外为了保证卫星通信服务的精确和可靠,并且降低卫星信号传输过程中的噪声与干扰,华为采用高增益算法,提升信号解码率,让信号聚焦并减少发散,能够更加集中地直达卫星。

这样的技术在许多路由器上也有体现,根据用户所在方位,路由器会使用“束波成型”的方案增强信号强度,以实现更优质的网络体验。

传统的卫星通信,地面用户需要不断调整天线去实现连接卫星,而北斗卫星的区域短报文就不需要通过调整天线来和卫星通信。这主要是因为北斗区域短报文功能使用的是三颗GEO卫星,也就是地球静止轨道卫星。

静止轨道卫星就在地球的赤道平面上,并且公转一周的时间恰好就是24小时,对于地面来说就是一颗相对静止的卫星。同时,这三颗北斗卫星会永远对准地球上的某一个区域,地面上的设备可以固定发射方向不用经常调整。

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这三颗卫星位于东经80°、110.5°以及140°的方向,就是我们所面对的南方天空。

在这个前提条件下,华为设计了全新的寻星引导UX,用可视化界面降低用户学习成本,能够做到让手机终端自动寻找卫星的位置,建立更加稳定连接的同时更好地提升信息的收发性能。

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这样做的好处就是用户在使用卫星通信的过程中,系统只需要引导用户将华为Mate 50对准卫星的方位,就能在固定角度下实现卫星通信,而不用跟随卫星的移动轨迹进行相应的角度调整。

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但这,仅仅只是华为Mate 50实现与北斗卫星通信的第一步。为了确保华为Mate 50能够在任何极端情况下都可以正常使用,华为工程师构建了完整的测试以及验证闭环,搭建系统的开发和验证环境。

并且通过寻星引导向模拟卫星发出信号,再利用终端设备接收信号,建立起“发射设备-接收设备-地面通信系统处理信息”的整套通信流程,也是全球首个北斗三号端到星地融合通信验证系统。

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在经过15个月的反复验证之后,华为工程师成功发出第一条北斗卫星信息:【北斗卫星短消息】星辰大海,纵横相依。摇摇星光,向你而来。

为了给用户带来最佳的使用体验,华为人并没有停下脚步,转而奔赴全国各地,开始各种环境下的功能验证。

华为测试团队跨过31个省份、直辖市、自治区,北到榆林沙漠,南至海南诸岛,东抵东海之滨,西达羌塘草原,又历时整整18个月,完成了这次艰苦卓绝却意义非凡的场外测试。

星辰大海的征程,对于华为而言道阻且长。但坚定执着的华为人,凭借着一腔热血奋勇向前,从零开始,用理工男独有的科技浪漫构建起直达九霄的信息通道,完成了这次“捅破天”的壮举。

这只是华为的一小步,却也是整个手机行业的一大步,实现北斗系统顺利落地到大众消费级智能终端。

回顾华为的发展历程,华为不仅搭建过珠穆朗玛峰的5G通信系统,也将自身的通信技术赋能千行百业,上可捅破天,下能扎到根。无数华为人敢于突破极限,如同火箭升空般,无畏破空才是华为人的气势与信念。

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正是怀揣着如此信念的华为,才能让智能手机跨过山海,越过星河实现与北斗的“机星”通信。也正是这样在极境中敢为人先的华为,能够带着一往无前的气势创造出一个个让人为之惊叹的中国时刻。

面对大自然,人类渺小至极,不仅海洋面积占据了全球的71%,而基站信号更是只覆盖了不到地球10%的面积。

即使我国大力发展通信行业,但是基站信号也只是覆盖了不到一半的国土面积。随着近年来自然灾害和战争因素的影响,极端环境下的通信就显得越来越有必要。

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已经在华为Mate 50系列手机上接入北斗众测入口的卫星通信功能,一经上市就受到了不少用户的好评。

对于一些有些户外需求以及野外工作的用户来说,在去往信号覆盖范围较小的地方,一旦出现意外情况,救援人员无法第一时间收到求救信息时,一台支持卫星通信功能的智能手机就显得尤为重要。

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而且华为手机创新科技媒体沟通会上官宣HUAWEI Mate Xs 2也会支持这一功能,并将在11月5日开启众测报名。这也是全球首款支持卫星通信功能的折叠屏机型,让一些酷爱冒险或是有特殊需求的用户能够在户外多一份保障,也多一个守护生命的渠道。

整整三年的研发历程,华为才将卫星通信功能“装”进口袋中,可想而知北斗背后排星布阵二十载的中国航天勇士们经历了怎样的艰苦岁月,才能有如今直挂云帆济沧海的北斗三代!

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