華為官方披露“遙遙領先”技術背後的故事：這一次，華為不是甩對手一條街，而甩了4萬公裡

作者 | 華為終端衛星通信團隊

來源 | 華為人、藍血研究（lanxueyanjiu)

衛星通信技術一直很難走進尋常百姓家，因為它涉及到很多方面的挑戰和難題。比如說，如何實作衛星天線的小型化、如何在基帶晶片上內建衛星通信子產品、如何解決衛星通話功能的能耗問題、如何保證衛星通話功能的穩定性和安全性等等。而這些問題，業内專家幾乎都認為是不可能完成的。業内隻有華為敢吃這個螃蟹，其他同行不是沒有機會，而是對國家抛出的橄榄枝，都是一緻的冷遇和拒絕。幸好華為做到了，并且做得非常出色。

今天華為正式對外披露其背後的故事。

——藍血題記

讓你與世界時刻相聯

文 | 華為終端衛星通信團隊

從天山到漠北，從原始森林到雪山冰川，從偏遠孤島到高聳山巅，人總能到達信号無法到達的地方。為了保證在這些極端場景下不失聯，雙向北鬥衛星消息應運而生。這是一個沒有信号也可以收發消息的功能，一個平時用不着，但關鍵時候可以救命的功能。

這個想法從萌芽到照進現實，經曆了三年的漫長探索。我們深入通信行業“無人區”，形成了從晶片、硬體、射頻、天線、軟體、測試到營運的全次元創新矩陣，從無到有建立了全球首個大衆智能終端衛星通信解決方案，在Mate50系列上全球首發北鬥衛星消息功能，并在一年内實作Mate Xs2、P60、Mate X3、Nova11、WATCH Ultimate等多平台、多形态産品上快速商用，開拓了終端通信的新邊疆。

這也是民用衛星通信技術發展的商用突破，不僅引領了終端通信行業的新浪潮，也為華為産品打造了領先業界的“跨代”優勢。這項原本遙不可及的衛星通信技術，将給應急救災、科考、登山探險的人們帶來實實在在的改變，讓你與世界時刻相聯。因為提供服務的衛星距離我們大約4萬公裡，是以我們自豪地說：“這一次，我們沒有甩對手一條街，我們甩了對手4萬公裡。”

01

一個石破天驚的想法

這項“捅破天”的技術是怎麼來的呢？

衆所周知，這幾年華為終端通信領域的競争力遭遇了非常大的挑戰。此時，我們更需要在新的技術領域上找到突破，需要有從0到1的特性，來捍衛華為的品牌影響力。2019年在一次通信技術發展的研讨會上，我們提出了一個石破天驚的想法：“無縫隙”覆寫。在戈壁沙漠、茫茫海洋、災害現場等無地面網絡的情況下，我們是否仍能支援使用者與外界通信？從2G到5G，不管哪一代移動通信，背後都得有強大、密集、可靠的網絡支撐，無網絡通信要如何做到？如何營運？如何與傳統移動網絡融合？

但在研讨會上，大部分人都不看好這個想法。真正要實作這個技術，很遠、很缥缈。但正是這個靈光一閃的想法，成了這個項目最初的萌芽。

我們進而開始一系列大範圍的調研。結果出乎意料。我們發現，中國的國土範圍廣闊，尚有大量的地區沒有實作地面通信網絡的覆寫，部分省份無信号覆寫區域竟達一半以上。再加上東部海域、南部海域、江河湖泊，以及因災情導緻的通信設施癱瘓，“通信沙漠”比我們預想的多得多。

我們還看過很多不幸的新聞：江西鄱陽水災，手機通信中斷，救援人員隻能駕駛沖鋒舟挨家挨戶爬入以确定是否有遇險人員，救援效率低，錯失了救援的最佳時機；地質調查人員進入雲南省哀牢山腹地鎮沅縣至新平縣區域，執行國家年度森林資源調查專項任務時失聯……這些災難救援中生死攸關的時刻，更加堅定了我們要填補空白的信念。

不僅如此，大衆消費者參與戶外旅行探險越來越多，中國每年有近6000萬人次參與戶外旅行，這也衍生出很多戶外旅行通信救援的需求，截止2022年初在百度查詢“徒步 無信号”就有467萬個詞條。這也意味着，這個需求是很大一部分人的剛需。

随着通信團隊多路徑的嘗試，衛星通信的方向開始逐漸清晰，而機會視窗也随着北鬥三号系統的逐漸成熟悄然降臨。

02

一份創新協定

給項目注入靈魂

要在輕薄的大衆智能終端上實作厚重的專用終端的功能，從理念、協定、器件到營運模式，都是一個全新的開始。為了探索無人區，2020年，我們組建了衛星通信團隊。

一支新組建的隊伍，進入一個全新領域，且缺乏經驗和武器裝備，大家難免會出現畏懼與迷茫：“啥都沒有，我們搞得成嗎？”

萬事開頭難，為了這支新團隊能夠建立信念、目标和信心，我們先進行了一些自主探索，團隊成員分工去收集衛星通信的價值場景：有的成員去調研災害場景，有的成員去調研國土無網絡的覆寫情況，有成員去調研突發事件的需求等。盡管大家早有共識，無傳統地面通信網絡的“通信沙漠”場景長期存在，衛星通信正是解決這些場景的重要方案，但讓成員去尋找這個答案的過程，強化了大家對這件事情價值的認可，激發了大家身上的責任感。比如射頻的一位“大胡子”兄弟就感歎道：“救人一命勝造七級浮屠，如果能真的救人，我們付出的一切都值得。”

團隊立志于要讓消費者更快更輕松地擷取衛星通信服務，為此定下了目标：要讓消費者在“不換SIM卡、不換手機号、不增加額外裝置”的條件下，享受衛星通信服務。後來這個目标獲得了衛星通信行業的高度認可，被統稱為“三不原則”。

而與北鬥系統深入接觸後，我們了解到北鬥三号系統的民用化短封包技術，僅完成了信号層面的定義，從實體層到應用層的整個通信協定還是一片空白。這讓我們非常興奮，“空白”意味着這是一個千載難逢的機遇：我們将有機會為一個全新的通信系統，從頭到尾設計一份通信協定。

現有的專用終端又笨重、又難用，我們要在輕薄的智能終端上實作衛星通信，就需要對整個系統進行端到端的改造和設計。在項目之初，團隊并沒有急着全方位鋪開研究，而是迅速識别到了項目的關鍵——星地通信協定，因為後續很多軟硬體設計都将基于協定展開。這正好又是我們團隊所擅長的。

我們的協定設計專家用兩個月時間，高效定義了一套适用于北鬥這種超低容量的窄帶通信系統，為整個項目注入了靈魂，突破了窄帶衛星通信系統的容量限制，變不可能為可能。依托于這套創新性的星地通信協定，團隊成員開始走向硬體、射頻、天線、軟體、測試、營運等領域，圍繞着協定所定義的目标和流程，成員們通過關鍵技術名額的牽引，深入各領域進行聯合設計，讓端到端的系統逐漸成型，整個團隊和項目漸入佳境。

這份創新的協定設計，真正解決了北鬥系統中的諸多難題，最終成了北鬥系統大衆終端解決方案的行業标準，有力推動了北鬥産業的民用化發展。

03

跨越山海

18個月的外場測試

北鬥系統的短封包功能雖然已面世多年，但真正在大衆民用終端中的應用還是‍首創，在華為團隊進入之前，北鬥行業内還沒有任何民用體系的天地融合驗證系統。我們國家幅員遼闊，衛星信号在全國的覆寫如何？在不同地點，我們的設計是否都能夠正常運轉？這些問題，我們沒有先驗資料，心中沒有底。

好在公司有足夠的裝置資源和建設經驗。首先，強大的實驗室資源為項目提供了可靠支撐。除了電磁相容測試環境、OTA天線性能實驗室，2021年5月我們在上研所還建立了全球首個端到端大衆消費級智能終端的星地融合通信驗證系統。2022年3月又完成了暢連商用解決方案“試營運”平台的建設，為系統上線後的穩定運轉奠定了基礎。記得北鬥專家第一次看到我們的實驗室時，由衷地感歎道：“你們是站在巨人的肩膀上前行，真的是一支有雄厚基礎、值得信賴的隊伍。”

上海研究所全球首個端到端大衆消費級智能終端的星地融合通信驗證系統

為了確定“北鬥衛星消息”在多場景、多地域的穩定性，我們再度展現“理工男”的執着與嚴謹。在31個省、直轄市、自治區以及無人區、戈壁沙漠、高山叢林、江海湖泊、草原盆地等戶外場景，我們進行了18個月的外場測試，最終成功将北鬥衛星消息順利落地到商用産品中。

為了找到真正沒信号的地方來驗證特性效果，測試團隊租了一輛車，從格爾木沿着昆侖山脈一路行駛，進入了可可西裡區域。一路上一直都在下着大雪，周圍很荒涼，渺無人煙，開車的同學得了“油量焦慮征”，一直提心吊膽：萬一找不到加油站就歇菜了。而坐在後排拿着測試手機的同學則一直關注着信号強度，祈禱着多遇到些無信号點，但凡看到信号消失，總能聽到他興奮地大喊：“停！停！停！沒信号了，趕緊停車！”

茫茫雪海，渺無人煙

測試外場

與此同時，在烈日炎炎的西安，測試人員為了驗證典型的應用場景，登上海拔3000多米的澇峪八裡坪秦嶺。天氣太熱了，大家帶的水都喝光了，皮膚被曬得火辣辣。看路邊的小攤一瓶礦泉水居然要賣8元，測試同僚正猶豫着，一位攤主說：“再往上爬就沒有小店了，走過路過不能錯過！”大家無奈地互相點了個頭。礦泉水到手，大家“咕咚咕咚”喝了幾大口，終于緩過了勁兒。

還有一次商用前的系統容量沖擊測試，為檢驗系統的容量上限，盡量減少對系統服務的沖擊，十個兄弟姐妹晚上12點蹲守在京瓷樓頂，忍受着夏日蚊蟲的叮咬和陣陣困意，用上百台的樣機完成了北鬥三号系統開通以來的首次壓力測試。那天晚上，上百台手機，鋪滿了京瓷樓頂的天台。這樣壯觀的場面，成了我們津津樂道的回憶。

這次測試讓我們獲得了寶貴的驗證資料，也讓我們吃下了定心丸，對商用後的系統承載能力有了足夠的底氣。

淩晨的系統沖擊測試

類似這種挑戰極限的場景數不勝數。當Mate50系列上市時，北鬥衛星消息的各項性能，甚至超越了此前的專用終端，有力保障了北鬥衛星消息的商用成功。後續P60和MateX3又實作了全球首發雙向北鬥衛星消息，WATCH Ultimate成為了全球首款支援雙向北鬥衛星消息的智能手表。

北鬥衛星消息伴随着這些産品的商用，給華為産品帶來了巨大的聲量，并形成領先業界的“跨代”優勢，開啟了終端衛星通信大發展的序幕。

Mate50于2022年10月進入國家博物館展示

04

北鬥懸蒼穹

封包傳宏宇

每代人都會有每代人的責任。從0到1創造曆史，率先實作衛星通信進入大衆消費級智能終端，讓衛星通信走進尋常百姓家，北鬥衛星消息的成功已經開啟了終端衛星通信大發展的序幕。作為參與項目的團隊之一，我們無比驕傲。正是每一位成員的不懈努力，每一位合作夥伴的給力幫助，以及所有家人的默默支援，讓這個夢想照進了現實，make it possible。

“北鬥懸蒼穹，封包傳宏宇”，我們做到了！