排星布阵20载 华为Mate50系列全球首条北斗卫星消息背后有多难

2022年必将是载入史册的大众卫星通信服务元年，前后华为后又苹果，华为Mate50系列和iPhone 14第一次将卫星通信引入海量大众消费者终端。观察其背后的卫星系统，美国Globalstar（全球星）和中国北斗，同时也是资本支撑的商业公司和我国国之重器之间的竞争。

今年9月发布的华为Mate50系列突破地面网络限制，成为全球首款支持北斗卫星消息的大众智能手机，在无地面网络信号的情况下，依然可以向外界发送畅连消息。很多朋友都对北斗卫星消息非常感兴趣，今天我们就来一起深入了解。

北斗卫星 集大成之作

北斗卫星之所以备受瞩目是因为其在国产化方面，是集大成之作。据了解，北斗导系统已经突破了500余种器部件由国产化研制，在北斗三号卫星核心器部件上国产化率达100%。经过长达20年的排星布阵，一颗颗北斗导航卫星巡天测地，这个由我们国家自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，终于全面建成。

卫星通讯可分为窄带通讯和宽带通讯两种，华为Mate50系列使用的窄带通讯基本上是基于文字，宽带则可以进行视频、语音通讯等。

反观iPhone14，尽管不同于华为的单向卫星通讯，苹果的卫星通讯可以做到双向，但苹果卫星通讯目前仍然只能使用文字，而且是使用的低轨道卫星。

华为Mate 50系列要实现这个功能，牵涉到国家北斗导航的支持，据介绍，北斗系统是我国拥有自主知识产权的全球卫星导航系统，由空间段、地面段和用户段三部分组成，其中空间段由3颗GEO卫星、3颗IGSO卫星和24颗MEO卫星组成，而GEO卫星相对地球静止，轨道高度35786km，轨道倾角为0度，单星覆盖区域较大，3颗卫星可覆盖亚太大部分地区，IGSO卫星轨道高度与GEO卫星相同，轨道倾角为55度。

按照通信卫星运行的轨道不同，卫星通信（系统）可分为：

低轨道（ LEO ）卫星通信：LEO 卫星较小，运行于距地面 500-2000km 的轨道上，具有传输时延（Starlink双向通信时延为 50-70ms）、覆盖范围、链路损耗、功耗较小等特征。典型系统为美国铱星通讯公司(IRDM)的第二代铱星系统。

中轨道（ MEO ）卫星通信：MEO 卫星运行于距地面 2000-20000km 的轨道上，其传输时延（MEO 卫星系统 O3b 双向通信时延约为 300ms）、覆盖范围、链路损耗、功耗大于 LEO 但小于 GEO。

高轨道（ GEO ）同步卫星通信：GEO 卫星运行于距地面 35800km 的地球同步静止轨道上。传统的GEO 通信系统的技术最为成熟，但由于存在较长的传播时延（双向通信时延 500ms 以上）和较大的链路损耗，在实时通信中存在显著的延迟。

由于北斗卫星MEO轨道高度2万1千多公里，远高于全球星的1千4百公里，因此理论上北斗短信需要更大的发射功率才能到达更远的北斗卫星。而华为Mate50系列给出的答案则是通过配置更高增益的卫星天线，和降低通信速率来解决。

高损耗、低功率、低增益三大难题解决

以前大家用的手机，不能兼容移动卫星通信功能主要原因是手机和移动卫星电话从硬件配置和通信体制上都有很大区别。一个是移动卫星通信协议和通信频段与地面移动通信网络不同，在基带信号处理、射频电路和天线设计上都不相同；二是由于移动通信卫星与地面的距离在几百公里到几万公里，因此移动卫星电话的最大发射功率都在2瓦以上。

从技术上来看，智能手机想要搭载卫星通信技术是极为困难的。因为智能手机不同于傻大笨粗的卫星电话。其轻薄的体积就决定了，如果想实现与卫星直接通信，在硬件的集成度上难度会极高。不仅需要解决通讯高功耗的问题，还要考虑卫星移动速度、收发信息功率，多普勒效应导致的微波信号频率和相位变化量等诸多因素。

今年上半年，华为就已经获得了“卫星通信的方法和装置”专利授权。目前华为所搭载的卫星通信功能，不仅能够让用户在没有信号或者通信手段失灵的情况下，依旧可以使用手机向北斗卫星发送短信。同时它还具有无视地面的网络限制，一键生成轨迹和发送位置的功能。

30多年厚积薄发 华为通讯全面领先

“厚积薄发”是华为32年来的特质。在通信模组领域，从2003年开始，华为就开始提供3G、4G、4.5G LTE-V模组产品及相关技术，并于2019年推出全球首款商用5G工业模组。截止目前，华为已为各行业提供的数千万模组产品，在质量、服务及自主创新力方面，均领跑行业。华为早已成为通信行业的技术引领者。

据数据显示，近十年来，华为累计投入的研发费用超过8450亿元，仅2021年，华为从事研究与开发的人员就高达10.7万人，研发费用支出高达1427亿元，不断识别产业需求并攻克世界级的难题，累计持有有效授权专利超11万件。

量的积累往往能带来质的变化，在深厚的技术积淀之下，华为Mate50系列和卫星通信技术也就成了水到渠成的事情。

华为Mate Xs 2迎来彩蛋 首款支持卫星消息折叠屏手机

11月5日，华为手机创新科技媒体沟通会上宣布折叠旗舰华为Mate Xs 2支持北斗卫星消息众测。这意味着，华为Mate Xs 2将成为全球首款支持北斗卫星消息的折叠屏手机。

华为Mate Xs 2发布至今，深受广大消费者喜爱。IDC数据显示，2022年第三季度中国折叠屏手机市场，华为以44.9%的份额保持第一。华为Mate Xs 2以超轻薄、超平整、超可靠的产品特性，彻底解决折叠屏手机厚重、折痕、怕摔三大痛点，自适应UI引擎的推出，也在不断提升折叠屏手机的应用体验。

从通信的角度来讲，与卫星的结合实现天地一体的通信是行业的努力方向，也是未来通信探索方向，华为Mate50系列是业界首款支持北斗卫星消息的大众智能手机，带领行业向前卖出了一大步。另一方面从使用的角度来说，应急模式、6米抗水这样的功能不仅日常实用，遇险的时候还能增加生存几率。除此之外华为Mate50系列首发业界最大、十档可调物理光圈在、HarmonyOS 3等自研黑科技，的确是国货之光。