一個多月之前,華為和蘋果相繼推出支持衛星通信功能的華為Mate50系列以及iPhone14系列新機,也讓衛星通信這一原本距離普通消費者十分遙遠的通信技術,走到大眾消費者面前。作為全球首款支持北斗衛星通信功能的大眾智能手機,華為Mate50系列攻克無數技術難點,最終攜手北斗實現智能手機上的衛星通信功能。

說起華為Mate50上的衛星通信功能,一定繞不開背后關鍵的中國北斗衛星導航系統。如今北斗導航系統已經迭代到第三代,也就是北斗三號。早在上世紀90年代,我國的北斗衛星導航試驗系統就正式立項,并且在2000年底正式發射了第一顆北斗一號衛星。
一代北斗的出現,讓中國實現了自主定位系統的“從無到有”;北斗二號的系統建設在前者基礎上繼續完善,不僅提供更精確的海陸空全球導航定位服務,并且能為亞太地區用戶提供定位、測速、授時等服務,實現了“從有到優”;三代北斗進一步提升性能和擴展,可為全球用戶提供定位導航、授時,還提供全球短報文通信和國際搜救等服務。而華為Mate50的衛星通信技術,正是基于北斗區域短報文服務所實現。

可智能手機畢竟不是專業的衛星通信設備,沒有碩大的外置天線,在這樣的極端條件下,華為將整個衛星通信模塊塞進華為Mate50中已然是個奇跡,更別說還要解決衛星通信的頻率以及功耗等問題。

我們日常生活中見到的衛星通信設備無一例外都擁有醒目的天線,這是因為衛星距離地面的實在太遠,要想接收到地面的信息就需要使用體積更大的天線或是用更高的發射功率發送信息。而在手機的發射功率上,卻有著嚴格的限制。

衛星想要和地面設備通信,可以調高自身的發射功率,但想要憑借智能手機毫瓦級別的發射功率,讓衛星接收到地面信息就有點天方夜譚了。而這還只是智能手機進行衛星通信所面臨的第一個問題,高損耗、低增益同樣困擾著整個華為技術團隊。
但華為技術團隊無懼挑戰,在原有的連接地面網絡之外,建立起另一套連接衛星的系統來進行“機星通訊”。同時,華為建立了一套全新的手機和衛星之間的通信協議,采用高性能的硬件設計,提高衛星通信的性能和效率,減少信號損耗。

此外為了保證衛星通信服務的精確和可靠,并且降低衛星信號傳輸過程中的噪聲與干擾,華為采用高增益算法,提升信號解碼率,讓信號聚焦并減少發散,能夠更加集中地直達衛星。這樣的技術在許多路由器上也有體現,根據用戶所在方位,路由器會使用“束波成型”的方案增強信號強度,以實現更優質的網絡體驗。
傳統的衛星通信,地面用戶需要不斷調整天線去實現連接衛星,而北斗衛星的區域短報文就不需要通過調整天線來和衛星通信。這主要是因為北斗區域短報文功能使用的是三顆GEO衛星,也就是地球靜止軌道衛星。

靜止軌道衛星就在地球的赤道平面上,并且公轉一周的時間恰好就是24小時,對于地面來說就是一顆相對靜止的衛星。同時,這三顆北斗衛星會永遠對準地球上的某一個區域,地面上的設備可以固定發射方向不用經常調整。

這三顆衛星位于東經80°、110.5°以及140°的方向,就是我們所面對的南方天空。在這個前提條件下,華為設計了全新的尋星引導UX,用可視化界面降低用戶學習成本,能夠做到讓手機終端自動尋找衛星的位置,建立更加穩定連接的同時更好地提升信息的收發性能。

這樣做的好處就是用戶在使用衛星通信的過程中,系統只需要引導用戶將華為Mate50對準衛星的方位,就能在固定角度下實現衛星通信,而不用跟隨衛星的移動軌跡進行相應的角度調整。

但這,僅僅只是華為Mate50實現與北斗衛星通信的第一步。為了確保華為Mate50能夠在任何極端情況下都可以正常使用,華為工程師構建了完整的測試以及驗證閉環,搭建系統的開發和驗證環境。并且通過尋星引導向模擬衛星發出信號,再利用終端設備接收信號,建立起“發射設備-接收設備-地面通信系統處理信息”的整套通信流程,也是全球首個北斗三號端到星地融合通信驗證系統。

在經過15個月的反復驗證之后,華為工程師成功發出第一條北斗衛星信息:【北斗衛星短消息】星辰大海,縱橫相依。搖搖星光,向你而來。

為了給用戶帶來最佳的使用體驗,華為人并沒有停下腳步,轉而奔赴全國各地,開始各種環境下的功能驗證。華為測試團隊跨過31個省份、直轄市、自治區,北到榆林沙漠,南至海南諸島,東抵東海之濱,西達羌塘草原,又歷時整整18個月,完成了這次艱苦卓絕卻意義非凡的場外測試。
星辰大海的征程,對于華為而言道阻且長。但堅定執著的華為人,憑借著一腔熱血奮勇向前,從零開始,用理工男獨有的科技浪漫構建起直達九霄的信息通道,完成了這次“捅破天”的壯舉。這只是華為的一小步,卻也是整個手機行業的一大步,實現北斗系統順利落地到大眾消費級智能終端。

回顧華為的發展歷程,華為不僅搭建過珠穆朗瑪峰的5G通信系統,也將自身的通信技術賦能千行百業,上可捅破天,下能扎到根。無數華為人敢于突破極限,如同火箭升空般,無畏破空才是華為人的氣勢與信念。

正是懷揣著如此信念的華為,才能讓智能手機跨過山海,越過星河實現與北斗的“機星”通信;也正是這樣在極境中敢為人先的華為,能夠帶著一往無前的氣勢創造出一個個讓人為之驚嘆的中國時刻。
面對大自然,人類渺小至極,不僅海洋面積占據了全球的71%,而基站信號更是只覆蓋了不到地球10%的面積。即使我國大力發展通信行業,但是基站信號也只是覆蓋了不到一半的國土面積。隨著近年來自然災害和戰爭因素的影響,極端環境下的通信就顯得越來越有必要。

已經在華為Mate50系列手機上接入北斗眾測入口的衛星通信功能,一經上市就受到了不少用戶的好評。對于一些有些戶外需求以及野外工作的用戶來說,在去往信號覆蓋范圍較小的地方,一旦出現意外情況,救援人員無法第一時間收到求救信息時,一臺支持衛星通信功能的智能手機就顯得尤為重要。

而且華為手機創新科技媒體溝通會上官宣HUAWEIMateXs2也會支持這一功能,并將在11月5日開啟眾測報名。這也是全球首款支持衛星通信功能的折疊屏機型,讓一些酷愛冒險或是有特殊需求的用戶能夠在戶外多一份保障,也多一個守護生命的渠道。
整整三年的研發歷程,華為才將衛星通信功能“裝”進口袋中,可想而知北斗背后排星布陣二十載的中國航天勇士們經歷了怎樣的艱苦歲月,才能有如今直掛云帆濟滄海的北斗三代!