从北斗到Mate 50：星空中的中国式浪漫

中国，距离卫星有多远？

1957年10月，苏联“斯普特尼克一号”人造卫星胜利升入太空。简直在同一时间，竺可桢、钱学森、赵九章联名上书，倡议展开中国的人造卫星研讨。彼时的中国人，才刚刚看到人造卫星的价值。距离真正发射一颗卫星，还有很远的路要走；距离在卫星范畴关键技术上完成抢先，更是一件不敢想象的事情。

在那之后，1958年中国正式提出了东方红一号卫星预研计划。1965年正式启动研制，最终在1970年4月24日于酒泉卫星发射中心胜利完成了东方红升空。这就是我们耳熟能详的“两弹一星计划”关键组成部分。

一转眼，来到了2022年。华为Mate50系列应用北斗三号系统的短报文功用，并在技术体制上中止全面升级，最终完成了卫星通讯才干与智能手机分离。华为Mate50就此成为全球首款支持北斗卫星音讯的智能手机，而中国科技也在卫星通讯史上写下了至关重要的一笔。

这件事，入选了《南方周末》评选的“2022中国十大高燃瞬间”。这一天，中国用“关键科技全球抢先”的方式，把与卫星之间的距离无限缩短。

从东方红升空，到历经二十余年的北斗树立，再到Mate 50成为全球首款支持北斗卫星音讯的智能手机。假如给整个故事加个关键词，我能想到的第一个词是：浪漫。

卫星登天，通讯落地，在这场漫长的探求里，有太多不为人知的关隘和艰难。抑止这些艰难，靠的不是某位天才的灵感，而是一群人又一群人的接力与跋涉，最终才让看似不可能的目的变成理想。在华为开发者大会2022期间，我们有机遇了解到Mate 50系列完成手机卫星通讯背地的故事。就像东方红、北斗的故事一样，这段故事里也充盈着那种心胸星空，脚踏泥土的中国式浪漫。

从两弹一星元勋，到万千北斗人，再到华为工程师，卫星的故事，是中国科技人写给国度，写给人民，写给世界的一封无言情书。

这封情书里写着：哪怕用数十年时间，哪怕经过千难万险。任他翻山越岭，任他时光飞逝，我也要让星光向你而来。

从东方红到北斗三号，中国卫星的全球时期

我们在中学时期，都背诵过这样的学问点：于1970年4月24日胜利发射的东方红一号卫星，重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米。

假如说，东方红完成了中国人造卫星从无到有的变局。那么历经二十余年展开的北斗体系，则胜利将中国卫星事业推进到了全球时期。

2020年6月23日，随着西昌卫星发射中心将一枚“长三乙”运载火箭发射升空，北斗卫星导航系统的第55颗卫星胜利进入轨道。这标记着北斗三号最后一颗全球组网卫星就位，北斗三号部署比原计划提早半年顺利完成。

从1994年开端启动北斗一号工程算起，到北斗三号全面完成共用了二十六年。毫不夸大地说，这其间北斗人抑止了千难万险，阅历了千辛万苦。依照北斗系统的展开规划，北斗一号完成效劳中国，二号完成效劳亚太。而北斗三号的落成，则规范北斗系统具有了效劳全球的才干。进入新时期、新阶段的北斗，面临着一个全新问题：全球时期的中国卫星，应该如何缩短与其他具有先发优势系统的差距，塑造自己的差别化价值？

手机卫星通讯的战略意义，就在这个节点上浮现了出来。在目前阶段，手机卫星定位曾经成为了通用才干，但卫星的另一项关键价值卫星通讯，则还无法与大众生活、消费中止紧密联接。另一层面看，空天地一体化的通讯网络，简直曾经肯定是6G时期的展开方向。将北斗归入6G探求，关于中国卫星事业来说具有不可替代的战略机遇。

但这个机遇，也意味着更多的艰难。

翻过山峰之后，是另一座山

华为能够在Mate 50系列这一代就能胜利完成手机卫星通讯，其实是远超产业界早先预期的。

一方面是由于北斗三号刚刚建成两年，而手机中心技术才干，好比通讯才干的规划周期，普通要提早两代左右开端。换句话说，我们倒推一下时间表就会发现，早在北斗三号刚刚建成时，华为就必须马上开端规划、探求、实验如何基于北斗体系完成手机通讯。

所谓手机卫星通讯，实质是将卫星当作通讯的中继设备。用户将经过卫星，完成与空中上其他通讯设备的联络。这项技术听起来简单，但要真正完成却要面对十分严峻的问题。在北斗三号翻越山岭建成之后，华为开端探求基于北斗的手机卫星通讯可能，面对的是另一座技术与工程的高山。

首先，第一个问题就是卫星太高了。

北斗三号系统的卫星运转轨道高度大约在3.6万公里。而卫星越高，就意味着发射信号的传输损耗越大，空中发射的信号愈加难以被卫星接纳。相比来说，我们知道苹果手机在今年也推出了卫星信息才干。但苹果接入的是低轨道卫星。低轨道卫星（LEO）的轨道高度仅是高轨道（GEO）卫星的二十分之一，以至八十分之一，其通讯传输难度也随之急剧降落。北斗作为卫星网络中的后起之秀，还无法提供大量的中低轨道卫星群。所以如何在北斗特性的基础上完成通讯信号的“高空攀爬”，就成为摆在华为面前最关键的问题。

接下来，第二个问题也随之展示：硬件功率过低。

高轨卫星传输的信号损耗很高，意味着空中设备必须以更强的功率中止信号发射。但手机轻薄的机身决议了其功率发射器件必须很小。处置手机功率太低，成为第二道必答题。

另外一个难题，在于智能手机的收发天线，相比专用终端增益低。

卫星电话能够中止卫星通话的前提，是其内置了却构复杂、体积硕大的手法天线。但手机的天线设备不可能如此，这就招致天线收发带来的增益很低。如何处置天线问题，也成了一大应战。

以技术，以时间，以跋涉

手机卫星通讯能否有前景？当然有。能否有最快完成的必要？当然有。

在这个答案之下，一切的难关都一定被攻克。在Mate 50胜利完成北斗通讯之前，华为首先对一系列手机卫星通讯的关键技术中止了攻关。构建了一套能够满足手机卫星通讯需求的通讯协议。其中包含全新的通讯体制、协议栈和应用底层协议。可是说是从零开端，完好勾勒出了手机与北斗的联接计划。

而通讯协议只是第一步。接下来，华为就需求突破那些关键的应战。

面对硬件功率缺乏的问题，华为在Mate 50系列中全新设计了高性能硬件。其中包含高功率的PA、低损耗射频链路，以及收发方向图分歧的天线设计。这些硬件才干的叠加下，能够有效提升手机的长距离通讯功率，减少手机与卫星之间通讯的信号损耗。确保手机卫星通讯的精准、牢靠。

在硬件层面的性能提升基础上，为了进一步处置手机通讯增益缺乏的问题。华为特地设计了全新的编解码算法，引入了高增益的Polar编码计划。从而能够降低卫星信号传输过程中的干扰和噪声，提升信号解码率。新的高增益算法，能够让信号愈加聚焦，减少在传输过程中的发散，最终确保信号直达北斗。

另一方面，我们知道卫星的运转轨迹是固定的。假如手机天线能够精确对准卫星，会让信号传输有更好的效果。为此，华为特地在Mate 50系列中参与了专用的UX设计。经过专有的寻星引导UX，能够让用户经过可视化的操作方式，更精确辅佐手机肯定卫星的位置，从而树立更精确的卫星联接。

技术准备之后，还需求大量庞杂、繁琐的功用性考证工作。作为一项全新通讯尝试，没有人知道能不能手机卫星通讯的边疆在哪里，其通讯掩盖才干究竟是怎样的。特别重要的是，手机卫星通讯的运用场景常常是极端的天气、环境条件中。因而功用考证必须愈加极端，愈加富有耐烦，才干确保手机卫星通讯能够肩负起它的重担。

为了考证北斗手机卫星通讯的可用性，华为的工程师们树立起了完好的测试、考证闭环，构建了系统性的开发和考证环境。经过寻星引导向模仿卫星发出信号，应用终端设备接纳信号，树立起了包含“测试空中北斗卫星信号发射设备-北斗卫星信号接纳设备-空中通讯系统信息处置”在内的整套通讯流程。这也是全球首个北斗三号端到端星地融合通讯考证系统。

阅历了18个月的外场测试，踏遍了31个省。进入过无人区，穿越过戈壁沙漠、高山丛林、江海湖泊、草原盆地。最终，华为的工程师们将牢靠、可信的手机卫星通讯才干，经过Mate 50献给了用户。

在5月的西藏尼玛县。华为的研发测试人员要每天早晨迎着大雪，哈着白气，测试北斗卫星音讯功用。在被称为人类禁区的可可西里，华为工程师们脱下防晒服，马上换上羽绒服，依托间接性吸氧来对立高原反响，只需这样才干保障持续测试北斗卫星音讯。在火伞高张的秦岭，测试人员登上3000米的涝峪八里坪秦岭，在用8元一瓶的矿泉水朴素地洗了一把脸后，测试北斗卫星音讯功用。他们最终让手机北斗通讯才干，早于大众等候成为理想，以技术，以时间，以跋涉。

从2019年12月立项，到2020年4月完成可行性剖析，再到2021年2月完成实验室联接。历时15个月，华为工程师胜利发出了第一条北斗卫星音讯。上面写着：星斗大海，纵横相依。摇摇星光，向你而来。

这时距离1957年中国提出“要有自己的卫星”，曾经六十五年过去了。中国科技，终于揭开了全球卫星通讯史上新的大幕，在卫星产业的关键创新上世界抢先。

这是一个关于与时间赛跑的故事，是一种关于远大征程的浪漫。

又岂在朝朝暮暮

一切人都能看到，手机卫星通讯绝不是一个小功用、小技术。频谱资源一定有限，但人类的通讯需求却是无限扩张的。一切在某个时辰，人类通讯将一定走入太空。

而华为能够在业界率先完成卫星通讯进入智能手机，让手机具备真正意义上的通讯无死角掩盖。不只在特殊行业、户外探险、应急求生等范畴提供了不可替代的价值，更是对未来人类通讯必定性的率先发掘。每个时期，都需求有科学界、科技企业、工程团队率先抵达未来。而这一次，前哨站里是华为与北斗。

这一切，都不是一朝一夕的胜利，而是一种中国科技特有的长期主义使然。我们愿意在一件意义特殊的事情上投入全力，愿意数十年如一日地为之贡献，愿意跋山涉来找寻答案。这是中国科技，或许也是北斗，是华为的浪漫主义——两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。

这个故事依旧处在中止时。

在太空中，10月31日，长征五号B遥四火箭搭载着“梦天”实验舱在海南文昌发射场胜利发射。与“梦天”实验舱一同升空的还有北斗短报文通讯子系统。这意味着，北斗短报文通讯初次在空间站上展开考证，成为航天员与空中通讯链路的全新保障。

而在大地上，华为开发者大会2022上，华为宣布HUAWEI Mate Xs 2北斗卫星音讯功用正式开启众测，HUAWEI Mate Xs 2成为全球首款支持卫星音讯的折叠屏手机。这意味着，北斗卫星音讯必定将在未来更多华为手机中退场，并且不时长大。同时也意味着折叠屏与卫星通讯，这两项颇具未来感的技术开端交错，酝酿新的化学反响。华为不懈创新的肉体，正像以往一样，拓展着手机卫星通讯、折叠屏，乃至更多技术与产业的边疆。引领手机行业走向星空深处、6G时期的无限可能性，为行业未来的技术升级之路铺就基石。

北斗三号全面建成时，有记者采访了时任北斗卫星导航系统总设计师助理、工程总体室主任的郭树人。“这十年，您最大的欣喜是什么？”郭树人的答案是：“经过数不胜数的计算、论证设计出的计划，终于得到肯定，取得统一意见。”

关于手机卫星通讯技术，关于华为的工程师们来说，或许也是一样的。数不胜数的技术尝试、工程性打磨、性能考证，最终才干让不可能成为可能。当信号穿越三万米的距离，在星空与北斗三号相遇。金风玉露一相逢，便胜却人世无数。

险阻究竟能够被翻越，难题究竟围困不住时间。

哪怕天长日久，也要让他成真；即便千难万险，也要让星光向你而来。

从北斗登天，到Mate落地，这是中国式的科技创新，也是中国式的星空浪漫。