衛(wèi)星通信技術(shù)一直很難走進(jìn)尋常百姓家，因為它涉及到很多方面的挑戰(zhàn)和難題。比如說，如何實現(xiàn)衛(wèi)星天線的小型化、如何在基帶芯片上集成衛(wèi)星通信模塊、如何解決衛(wèi)星通話功能的能耗問題、如何保證衛(wèi)星通話功能的穩(wěn)定性和安全性等等。而這些問題，業(yè)內(nèi)專家?guī)缀醵颊J(rèn)為是不可能完成的。業(yè)內(nèi)只有華為敢吃這個螃蟹，其他同行不是沒有機(jī)會，而是對國家拋出的橄欖枝，都是一致的冷遇和拒絕。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后的故事。
——藍(lán)血題記
從天山到漠北，從原始森林到雪山冰川，從偏遠(yuǎn)孤島到高聳山巔，人總能到達(dá)信號無法到達(dá)的地方。為了保證在這些極端場景下不失聯(lián)，雙向北斗衛(wèi)星消息應(yīng)運而生。這是一個沒有信號也可以收發(fā)消息的功能，一個平時用不著，但關(guān)鍵時候可以救命的功能。
這個想法從萌芽到照進(jìn)現(xiàn)實，經(jīng)歷了三年的漫長探索。我們深入通信行業(yè)“無人區(qū)”，形成了從芯片、硬件、射頻、天線、軟件、測試到運營的全維度創(chuàng)新矩陣，從無到有建立了全球首個大眾智能終端衛(wèi)星通信解決方案，在Mate50系列上全球首發(fā)北斗衛(wèi)星消息功能，并在一年內(nèi)實現(xiàn)Mate Xs2、P60、Mate X3、Nova11、WATCH Ultimate等多平臺、多形態(tài)產(chǎn)品上快速商用，開拓了終端通信的新邊疆。
這也是民用衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展的商用突破，不僅引領(lǐng)了終端通信行業(yè)的新浪潮，也為華為產(chǎn)品打造了領(lǐng)先業(yè)界的“跨代”優(yōu)勢。這項原本遙不可及的衛(wèi)星通信技術(shù)，將給應(yīng)急救災(zāi)、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(lián)。因為提供服務(wù)的衛(wèi)星距離我們大約4萬公里，因此我們自豪地說：“這一次，我們沒有甩對手一條街，我們甩了對手4萬公里?！?/span>
01
一個石破天驚的想法
這項“捅破天”的技術(shù)是怎么來的呢？
眾所周知，這幾年華為終端通信領(lǐng)域的競爭力遭遇了非常大的挑戰(zhàn)。此時，我們更需要在新的技術(shù)領(lǐng)域上找到突破，需要有從0到1的特性，來捍衛(wèi)華為的品牌影響力。2019年在一次通信技術(shù)發(fā)展的研討會上，我們提出了一個石破天驚的想法：“無縫隙”覆蓋。在戈壁沙漠、茫茫海洋、災(zāi)害現(xiàn)場等無地面網(wǎng)絡(luò)的情況下，我們是否仍能支持用戶與外界通信？從2G到5G，不管哪一代移動通信，背后都得有強(qiáng)大、密集、可靠的網(wǎng)絡(luò)支撐，無網(wǎng)絡(luò)通信要如何做到？如何運營？如何與傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡(luò)融合？
但在研討會上，大部分人都不看好這個想法。真正要實現(xiàn)這個技術(shù)，很遠(yuǎn)、很縹緲。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(jìn)而開始一系列大范圍的調(diào)研。結(jié)果出乎意料。我們發(fā)現(xiàn)，中國的國土范圍廣闊，尚有大量的地區(qū)沒有實現(xiàn)地面通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，部分省份無信號覆蓋區(qū)域竟達(dá)一半以上。再加上東部海域、南部海域、江河湖泊，以及因災(zāi)情導(dǎo)致的通信設(shè)施癱瘓，“通信沙漠”比我們預(yù)想的多得多。
我們還看過很多不幸的新聞：江西鄱陽水災(zāi)，手機(jī)通信中斷，救援人員只能駕駛沖鋒舟挨家挨戶爬入以確定是否有遇險人員，救援效率低，錯失了救援的最佳時機(jī)；地質(zhì)調(diào)查人員進(jìn)入云南省哀牢山腹地鎮(zhèn)沅縣至新平縣區(qū)域，執(zhí)行國家年度森林資源調(diào)查專項任務(wù)時失聯(lián)……這些災(zāi)難救援中生死攸關(guān)的時刻，更加堅定了我們要填補(bǔ)空白的信念。
不僅如此，大眾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 無信號”就有467萬個詞條。這也意味著，這個需求是很大一部分人的剛需。
隨著通信團(tuán)隊多路徑的嘗試，衛(wèi)星通信的方向開始逐漸清晰，而機(jī)會窗口也隨著北斗三號系統(tǒng)的逐漸成熟悄然降臨。
02
一份創(chuàng)新協(xié)議
給項目注入靈魂
要在輕薄的大眾智能終端上實現(xiàn)厚重的專用終端的功能，從理念、協(xié)議、器件到運營模式，都是一個全新的開始。為了探索無人區(qū)，2020年，我們組建了衛(wèi)星通信團(tuán)隊。
一支新組建的隊伍，進(jìn)入一個全新領(lǐng)域，且缺乏經(jīng)驗和武器裝備，大家難免會出現(xiàn)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(tuán)隊能夠建立信念、目標(biāo)和信心，我們先進(jìn)行了一些自主探索，團(tuán)隊成員分工去收集衛(wèi)星通信的價值場景：有的成員去調(diào)研災(zāi)害場景，有的成員去調(diào)研國土無網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況，有成員去調(diào)研突發(fā)事件的需求等。盡管大家早有共識，無傳統(tǒng)地面通信網(wǎng)絡(luò)的“通信沙漠”場景長期存在，衛(wèi)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(qiáng)化了大家對這件事情價值的認(rèn)可，激發(fā)了大家身上的責(zé)任感。比如射頻的一位“大胡子”兄弟就感嘆道：“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?！?/span>
團(tuán)隊立志于要讓消費者更快更輕松地獲取衛(wèi)星通信服務(wù)，為此定下了目標(biāo)：要讓消費者在“不換SIM卡、不換手機(jī)號、不增加額外設(shè)備”的條件下，享受衛(wèi)星通信服務(wù)。后來這個目標(biāo)獲得了衛(wèi)星通信行業(yè)的高度認(rèn)可，被統(tǒng)稱為“三不原則”。
而與北斗系統(tǒng)深入接觸后，我們了解到北斗三號系統(tǒng)的民用化短報文技術(shù)，僅完成了信號層面的定義，從物理層到應(yīng)用層的整個通信協(xié)議還是一片空白。這讓我們非常興奮，“空白”意味著這是一個千載難逢的機(jī)遇：我們將有機(jī)會為一個全新的通信系統(tǒng)，從頭到尾設(shè)計一份通信協(xié)議。
現(xiàn)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現(xiàn)衛(wèi)星通信，就需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行端到端的改造和設(shè)計。在項目之初，團(tuán)隊并沒有急著全方位鋪開研究，而是迅速識別到了項目的關(guān)鍵——星地通信協(xié)議，因為后續(xù)很多軟硬件設(shè)計都將基于協(xié)議展開。這正好又是我們團(tuán)隊所擅長的。
我們的協(xié)議設(shè)計專家用兩個月時間，高效定義了一套適用于北斗這種超低容量的窄帶通信系統(tǒng)，為整個項目注入了靈魂，突破了窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的容量限制，變不可能為可能。依托于這套創(chuàng)新性的星地通信協(xié)議，團(tuán)隊成員開始走向硬件、射頻、天線、軟件、測試、運營等領(lǐng)域，圍繞著協(xié)議所定義的目標(biāo)和流程，成員們通過關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的牽引，深入各領(lǐng)域進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計，讓端到端的系統(tǒng)逐步成型，整個團(tuán)隊和項目漸入佳境。
這份創(chuàng)新的協(xié)議設(shè)計，真正解決了北斗系統(tǒng)中的諸多難題，最終成了北斗系統(tǒng)大眾終端解決方案的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有力推動了北斗產(chǎn)業(yè)的民用化發(fā)展。
03?
跨越山海
18個月的外場測試
北斗系統(tǒng)的短報文功能雖然已面世多年，但真正在大眾民用終端中的應(yīng)用還是?首創(chuàng)，在華為團(tuán)隊進(jìn)入之前，北斗行業(yè)內(nèi)還沒有任何民用體系的天地融合驗證系統(tǒng)。我們國家幅員遼闊，衛(wèi)星信號在全國的覆蓋如何？在不同地點，我們的設(shè)計是否都能夠正常運轉(zhuǎn)？這些問題，我們沒有先驗數(shù)據(jù)，心中沒有底。
好在公司有足夠的設(shè)備資源和建設(shè)經(jīng)驗。首先，強(qiáng)大的實驗室資源為項目提供了可靠支撐。除了電磁兼容測試環(huán)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眾消費級智能終端的星地融合通信驗證系統(tǒng)。2022年3月又完成了暢連商用解決方案“試運營”平臺的建設(shè)，為系統(tǒng)上線后的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)奠定了基礎(chǔ)。記得北斗專家第一次看到我們的實驗室時，由衷地感嘆道：“你們是站在巨人的肩膀上前行，真的是一支有雄厚基礎(chǔ)、值得信賴的隊伍?！?/span>
上海研究所全球首個端到端大眾消費級智能終端的星地融合通信驗證系統(tǒng)
為了確?！氨倍沸l(wèi)星消息”在多場景、多地域的穩(wěn)定性，我們再度展現(xiàn)“理工男”的執(zhí)著與嚴(yán)謹(jǐn)。在31個省、直轄市、自治區(qū)以及無人區(qū)、戈壁沙漠、高山叢林、江海湖泊、草原盆地等戶外場景，我們進(jìn)行了18個月的外場測試，最終成功將北斗衛(wèi)星消息順利落地到商用產(chǎn)品中。
為了找到真正沒信號的地方來驗證特性效果，測試團(tuán)隊租了一輛車，從格爾木沿著昆侖山脈一路行駛，進(jìn)入了可可西里區(qū)域。一路上一直都在下著大雪，周圍很荒涼，渺無人煙，開車的同學(xué)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。而坐在后排拿著測試手機(jī)的同學(xué)則一直關(guān)注著信號強(qiáng)度，祈禱著多遇到些無信號點，但凡看到信號消失，總能聽到他興奮地大喊：“停！停！停！沒信號了，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(yīng)用場景，登上海拔3000多米的澇峪八里坪秦嶺。天氣太熱了，大家?guī)У乃己裙饬?，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，測試同事正猶豫著，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(tǒng)容量沖擊測試，為檢驗系統(tǒng)的容量上限，盡量減少對系統(tǒng)服務(wù)的沖擊，十個兄弟姐妹晚上12點蹲守在京瓷樓頂，忍受著夏日蚊蟲的叮咬和陣陣?yán)б?，用上百臺的樣機(jī)完成了北斗三號系統(tǒng)開通以來的首次壓力測試。那天晚上，上百臺手機(jī)，鋪滿了京瓷樓頂?shù)奶炫_。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數(shù)據(jù)，也讓我們吃下了定心丸，對商用后的系統(tǒng)承載能力有了足夠的底氣。
凌晨的系統(tǒng)沖擊測試
類似這種挑戰(zhàn)極限的場景數(shù)不勝數(shù)。當(dāng)Mate50系列上市時，北斗衛(wèi)星消息的各項性能，甚至超越了此前的專用終端，有力保障了北斗衛(wèi)星消息的商用成功。后續(xù)P60和MateX3又實現(xiàn)了全球首發(fā)雙向北斗衛(wèi)星消息，WATCH Ultimate成為了全球首款支持雙向北斗衛(wèi)星消息的智能手表。
北斗衛(wèi)星消息伴隨著這些產(chǎn)品的商用，給華為產(chǎn)品帶來了巨大的聲量，并形成領(lǐng)先業(yè)界的“跨代”優(yōu)勢，開啟了終端衛(wèi)星通信大發(fā)展的序幕。
Mate50于2022年10月進(jìn)入國家博物館展示
04
北斗懸蒼穹
報文傳宏宇
每代人都會有每代人的責(zé)任。從0到1創(chuàng)造歷史，率先實現(xiàn)衛(wèi)星通信進(jìn)入大眾消費級智能終端，讓衛(wèi)星通信走進(jìn)尋常百姓家，北斗衛(wèi)星消息的成功已經(jīng)開啟了終端衛(wèi)星通信大發(fā)展的序幕。作為參與項目的團(tuán)隊之一，我們無比驕傲。正是每一位成員的不懈努力，每一位合作伙伴的給力幫助，以及所有家人的默默支持，讓這個夢想照進(jìn)了現(xiàn)實，make it possible。
“北斗懸蒼穹，報文傳宏宇”，我們做到了！
