淺析華為“星閃”的關(guān)鍵技術(shù)

|今年9月25日，華為悄悄上線Mate60系列手機，引發(fā)了全社會的關(guān)注。 ? 這款手機不僅擁有神秘的5G芯片，還支持特有的衛(wèi)星通話功能，是大家熱議的焦點。

今天的這篇文章，既不講芯片，也不提衛(wèi)星通話。要介紹的是MATE60的另一個低調(diào)但重要的功能——星閃。 ?

? █ 什么是星閃

星閃，官方英文名叫做NearLink，是一種專門用于短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦?a href="http://www.wenjunhu.com/soft/data/43-45/" target="_blank">無線通信技術(shù)。 ?

? ? 它對標于藍牙和Wi-Fi等傳統(tǒng)技術(shù)，進行了大量的創(chuàng)新升級（還引入了一些5G關(guān)鍵技術(shù)），實現(xiàn)了速率、時延、傳輸距離、安全性、可靠性的全面提升。 ? 換句話說，星閃，其實就是一種增強版的“Wi-Fi+藍牙”混合體。 ? ?

█ 星閃的發(fā)展歷程

? 在詳細介紹星閃的技術(shù)細節(jié)之前，我們還是先回顧一下它的誕生背景和發(fā)展歷程。 ? 大家都知道，星閃是源自華為的技術(shù)。但是，華為當年之所以推出星閃，更多是出于無奈。或者說，星閃，是一項被逼出來的技術(shù)。 ? 2019年5月15日，美國商務(wù)部把華為列入“實體清單”，對其進行制裁和封鎖。 ?

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? ? 消息一出，包括藍牙技術(shù)聯(lián)盟、Wi-Fi聯(lián)盟、SD聯(lián)盟、國際固態(tài)技術(shù)聯(lián)盟、USB聯(lián)盟等在內(nèi)的眾多國際技術(shù)組織，不管是瞎湊熱鬧，還是受到美方壓力，也紛紛落井下石，加入了封鎖行列。 ? 他們幾乎同時宣布暫停了華為的成員資格——不僅從官網(wǎng)刪除了華為的名字，還取消了對華為的技術(shù)授權(quán)。 ? 要知道，華為并不是這些技術(shù)組織的單純受益者，而是重要且長期的技術(shù)貢獻者，是核心成員。 ? 事情發(fā)生之后，很快引起了軒然大波。大家總算看清了這些組織的真面目，所謂的“公平公開、無國界”，其實都是謊言，背后全是政治。 ? 面對打壓，華為也沒有坐以待斃。幾天后，他們就拿出了自己的反擊方案，一種被稱為超級藍牙（X-BT）的技術(shù)。 ? 這項技術(shù)除了涵蓋傳統(tǒng)藍牙的所有功能之外，還具有電磁環(huán)境、感知功率、自適應等功能，綜合性能遠超傳統(tǒng)藍牙。 ? 2019年5月21日，在英國倫敦的榮耀20手機發(fā)布會上，華為正式公布了這項技術(shù)。 ?

? ? 不知道是不是為了嘲諷藍牙，華為還將這項技術(shù)取了個昵稱——“綠牙”。 ? 有意思的是，眼看著華為要立起爐灶，在發(fā)布會的前一天，Wi-Fi聯(lián)盟、藍牙聯(lián)盟等行業(yè)組織，又恢復了華為的成員資格。這種行為，簡直令人無語。 ? 這次“除名”事件，給所有中國科技企業(yè)敲響了警鐘——技術(shù)標準，絕對不能盲目依賴國際技術(shù)標準組織。 ? 事件告一段落之后，華為決定將超級藍牙項目繼續(xù)推進下去。 ? 他們深知僅靠自己的力量，是不可能推動一項技術(shù)持續(xù)長久發(fā)展的。于是，他們開始號召國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)共同加入，組成一個新的技術(shù)聯(lián)盟。 ? 這一舉動，得到了政府層面的大力支持。2020年，工信部號召國內(nèi)企業(yè)聯(lián)合研發(fā)“星閃”技術(shù)。2020年9月22日，星閃聯(lián)盟正式成立。 ?

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那時候的星閃，叫SparkLink ? ? 星閃聯(lián)盟成立之初，擁有80家成員單位，包括中國信通院、中國標準化研究院、中國移動、北汽、華為、聯(lián)想、小米、OPPO、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳、大唐、中興等。 ? 擔任聯(lián)盟理事長的，是國際標準化組織（ISO）原主席張曉剛。副理事長，是中國信通院副院長王志勤。聯(lián)盟專家委員會主任，是中國工程院院士鄔賀銓。 ? ? 星閃聯(lián)盟成立后，開始集中力量進行相關(guān)標準規(guī)范的制定工作。 ? 2022年11月，星閃聯(lián)盟正式發(fā)布了星閃1.0版本。不久后，2023年4月，1.1版本也問世了。 ? 2023年8月4日，在華為HDC.Together2023開發(fā)者大會上，華為終端CEO余承東正式宣布，將星閃納入鴻蒙生態(tài)。 ?

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這一舉動，正式拉開了星閃商用的序幕。 ? ?

█ 星閃的關(guān)鍵技術(shù)

? 接下來，我們詳細了解一下星閃的技術(shù)架構(gòu)和特點。 ? 前面我們提到，星閃是增強版的“Wi-Fi+藍牙”。為了實現(xiàn)這兩種不同的特性，星閃采用了特殊的架構(gòu)設(shè)計： ?

星閃技術(shù)的系統(tǒng)框架 （來源：《星閃無線短距通信技術(shù)（SparkLink1.0）產(chǎn)業(yè)化推進白皮書》） ? 我們可以看到，系統(tǒng)一共分為三層，從上到下分別是：基礎(chǔ)應用層、基礎(chǔ)服務(wù)層、星閃接入層。 ? 基礎(chǔ)應用層用于實現(xiàn)各類應用功能，服務(wù)于包括汽車、家居、影音等不同場景。 ? 基礎(chǔ)服務(wù)層包括很多的基礎(chǔ)功能單元，通過它們實現(xiàn)對于上層應用功能以及系統(tǒng)管理維護的支持。 ? 星閃接入層，最為特別。它提供了SLB（基礎(chǔ)接入）和SLE（低功耗接入）兩種通信接口，分別對應于Wi-Fi和藍牙兩種不同類型的網(wǎng)絡(luò)場景需求。 ? 兩種接口的底層技術(shù)不太一樣，性能指標也有差異。我們分別來看看： ?

SLB（基礎(chǔ)接入）

SLB，對標Wi-Fi，追求大帶寬、大容量、高精度。 ? SLB支持單載波/多載波，工作頻段在5GHz的非授權(quán)頻段，單載波帶寬最小20MHz，向上支持40/60/80/100/160/320MHz，調(diào)制方式支持QPSK、16QAM、64QAM、256QAM、1024QAM。 ? SLB采用超短幀、多點同步、雙向認證、快速干擾協(xié)調(diào)、雙向認證加密、跨層調(diào)度優(yōu)化等多項技術(shù)，融合了大量5G技術(shù)，包括支持類似5G的異步HARQ（混合自動重傳請求）技術(shù)，類似5G的頻域調(diào)度設(shè)計和幀結(jié)構(gòu)等，以此提升通信性能。 ?

SLB性能指標 （來源：《星閃無線短距通信技術(shù)（SparkLink1.0）產(chǎn)業(yè)化推進白皮書》） ? ?

SLE（低功耗接入）

SLE，對標藍牙，追求低功耗、低時延、高可靠性。 ? SLE使用單載波傳輸，工作頻段在2.4GHz的非授權(quán)頻段，帶寬支持1MHz、2MHz和4MHz，調(diào)制方式支持GFSK、BPSK、QPSK和8PSK。 ? SLE支持1對多可靠組播，支持4KHz短時延互，安全配對，隱私保護等特性，在盡可能保證傳輸效率的同時，充分考慮了節(jié)能因素。 ?

? SLE性能指標 （來源：《星閃無線短距通信技術(shù)（SparkLink1.0）產(chǎn)業(yè)化推進白皮書》） ? ? 在組網(wǎng)上，星閃和傳統(tǒng)技術(shù)類似，也是點對點（P2P）或點對多點（P2MP）。 ? 星閃節(jié)點分為管理節(jié)點（G節(jié)點，Grant）和終端節(jié)點（T節(jié)點，Terminal）。其中，G節(jié)點為其覆蓋下的T節(jié)點提供連接管理、資源分配、信息安全等接入層服務(wù)。單個G節(jié)點以及與其連接的T節(jié)點，共同組成一個通信域。 ? 再說說安全性。 ? 星閃采用了多種安全機制，保護安全和隱私。例如，使用了128位AES加密算法，對數(shù)據(jù)進行加密和解密，防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。再例如，使用了雙向認證和密鑰協(xié)商機制，確保設(shè)備之間的身份驗證和密鑰生成。 ? 總而言之，我們可以看出：星閃的各方面能力，明顯超過了Wi-Fi和藍牙。個別指標，可以說是“遙遙領(lǐng)先”。 ?

技術(shù)參數(shù)對比（背景條件復雜，僅供參考） ? ? ?

█ 星閃的應用場景

星閃是短距離無線通信技術(shù)。它的應用場景，仍然對標Wi-Fi和藍牙。 ? 但是，它的技術(shù)性能有了很大提升，所以，可以帶給用戶更好的使用體驗，進行應用場景拓展。 ?

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消費電子場景

星閃標準確定后，率先進行商業(yè)落地的，就是消費電子場景，例如手機、平板、鼠標、鍵盤、耳機、音箱、手寫筆等。 ? 星閃技術(shù)的低功耗特點，可以大幅減少設(shè)備的耗電量，增加待機時長，避免頻繁充電。 ? 星閃的高速率、低時延，讓高品質(zhì)多聲道無損音頻傳輸成為可能。目前的藍牙，只能支持立體聲高清。 ? 基于星閃技術(shù)的無線鼠標連接，在回報率上有大幅提升。 ? 之前展示的星閃技術(shù)鼠標，平均刷新率可以達到4KHz，是傳統(tǒng)2.4GHz鼠標的4倍，平均傳輸時延是413.14μs，是2.4G鼠標的1/4。對于游戲玩家來說，這可以顯著改善使用體驗。 ?

星閃鼠標的刷新率演示 ? ? 星閃具有極強的抗干擾性。在地鐵、高鐵、機場等復雜電磁環(huán)境場所，它可以更加穩(wěn)定地工作，減少傳輸抖動甚至掉線。 ? 如今，很多用戶都喜歡使用無線投屏和多屏協(xié)同。這就涉及到視頻信號的無線傳輸。 ? 利用星閃技術(shù)的高速率優(yōu)勢，可以輕松完成4K分辨率的遠程投屏。進行多屏協(xié)同時，憑借星閃微秒級的時延，可以快速識別焦點設(shè)備，做到無縫無感體驗。 ?

智能家居場景

星閃的連接數(shù)達到百級，對于現(xiàn)在越來越多的智能家居終端來說，是很有必要的。用戶可以連接更多的設(shè)備，也不用擔心相互之間的干擾。 ? 星閃的通信距離長，是藍牙的2倍，有利于實現(xiàn)全屋的無死角覆蓋。 ? 現(xiàn)在很多家庭有客廳娛樂，體感游戲。星閃可以同時支持多個手柄控制器和體感傳感器，讓更多的家庭成員參與，也會帶來更完美的游戲體驗。 ?

工業(yè)制造場景

現(xiàn)在是萬物互聯(lián)時代，除了消費互聯(lián)網(wǎng)之外，行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也發(fā)展迅速。 ? 我們一直在說5G的行業(yè)賦能，其實，藍牙、Wi-Fi這樣的短距無線技術(shù)，在企業(yè)和園區(qū)也有大量使用。 ? 星閃的性能比藍牙、Wi-Fi更強，在帶寬、時延、連接數(shù)、安全性、可靠性方面有顯著優(yōu)勢，更適合垂直行業(yè)場景的需求。 ?

智能汽車場景

星閃剛啟動的，就已經(jīng)有車企加入。這說明，汽車內(nèi)部通信，對無線技術(shù)的強烈需求。車機互聯(lián)、車內(nèi)影音、雷達傳感等，都需要靠譜的無線技術(shù)進行支撐。 ? ? ? █ 星閃聯(lián)盟與星閃標準 ? 星閃聯(lián)盟成立之初，擁有80家成員單位。如今，經(jīng)過三年的發(fā)展，這一數(shù)字已經(jīng)超過320家。 ? 這些成員，既有科研院所、高等院校，也有運營商、設(shè)備商、半導體廠商、手機廠商，還有一些是來自汽車等垂直行業(yè)的企業(yè)。 ? ? 他們共同致力于推動星閃的生態(tài)建設(shè)，形成了從芯片、模組到應用場景的端到端覆蓋。 ? 前面我們提到，星閃的1.1版本規(guī)范已經(jīng)在2023年4月發(fā)布?，F(xiàn)在，星閃聯(lián)盟正在加緊2.0版本的標準化工作。 ?

來源：《星閃無線短距通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推進白皮書》 ? 據(jù)了解，2.0版本將在高精定位、感知、覆蓋增強、mesh組網(wǎng)以及QoS增強等方向進行重點增強，還將在星閃原生應用、人機接口以及對第三方應用開放接口等方面進行重點定義。 ? 星閃聯(lián)盟對這個新版本寄予厚望。星閃技術(shù)的真正騰飛，很可能就始于2.0版本。 ? ?

█ 星閃的未來

? 星閃的技術(shù)性能是令人驚喜。但是，我們也需要認識到，擺在星閃面前的路，充滿荊棘與未知。 ? 一項通信技術(shù)能不能獲得成功，技術(shù)指標從來都不是第一要素。能不能獲得產(chǎn)業(yè)鏈的支持，才是關(guān)鍵。 ? 星閃聯(lián)盟300多個成員，幾乎都是國內(nèi)企業(yè)。那么，國外企業(yè)的態(tài)度如何呢？這項技術(shù)，是不是只有我們自己玩？僅靠國內(nèi)的力量，我們能不能把它捧成真正的世界標準？ ? 藍牙技術(shù)聯(lián)盟（擁有36000多家成員）和Wi-Fi聯(lián)盟（擁有850多家成員），經(jīng)過20多年的苦心經(jīng)營，可謂根深蒂固。撼動他們的地位，難度可想而知。 ?

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? ? 最理想的結(jié)局，星閃獲得全球認可，徹底取代藍牙和Wi-Fi（至少取代藍牙）。 ? 如果無法取代，那么，是不是可以共存？ ? 很難。 ? 現(xiàn)在的終端設(shè)備都講究功耗極低、體積極小。增加對一項無線技術(shù)的支持，并不是加一個芯片那么簡單，基帶射頻等方面都要有改動，整體設(shè)計要變，牽一發(fā)而動全身。 ? 所以說，過渡也許可以，長遠來看，終端不太可能同時支持兩種具有相同作用且差異較大的通信技術(shù)。 ? 如果形成兩條技術(shù)路線，那么就存在強迫全球產(chǎn)業(yè)鏈進行“二選一”的問題。總不能以后所有產(chǎn)品都設(shè)計兩個版本：一個星閃版，一個藍牙版。 ? ?

█ 結(jié)語

? 最后，我再啰嗦幾句個人觀點。 ? 首先，星閃這條路，我覺得必須要走下去。 ? 在目前的國際形勢下，星閃技術(shù)的存在是極有必要的。在關(guān)鍵的技術(shù)應用領(lǐng)域，我們需要有能夠自主掌控的技術(shù)，不然就會受制于人，被“卡脖子”。 ? 其次，星閃的出現(xiàn)，證明了中國通信企業(yè)的實力。 ? 星閃的優(yōu)勢在于技術(shù)性能。它的出現(xiàn)，體現(xiàn)了國內(nèi)企業(yè)具有推出國際先進水平通信技術(shù)標準的能力。對于這點，我們還是應該感到自豪的。 ? 第三，星閃技術(shù)充滿亮點，展現(xiàn)了通信技術(shù)仍有較大的創(chuàng)新空間。 ? 一直以來，我們都在強調(diào)標準的統(tǒng)一。其實，標準統(tǒng)一，并不全是好處。 ? 比如說，在標準組織里，話語權(quán)和投票權(quán)重往往掌握在巨頭的手里。少數(shù)企業(yè)，尤其是中小型企業(yè)的創(chuàng)新，往往不被重視。標準組織內(nèi)部，隨著時間的推移，會出現(xiàn)大量的妥協(xié)和交易。 ? 原本的挑戰(zhàn)精神，逐漸磨滅。屠龍少年，終成惡龍。 ? 標準就一定是對的嗎？當然不。 ? 通信的應用場景和需求是復雜的。對于短距離無線通信技術(shù)來說，更是如此。復雜的場景，召喚多樣化的技術(shù)。小技術(shù)，往往更輕量化、更簡潔、更高效。 ? 中國有句古話：分久必合，合久必分。也許，允許多種標準路線的并行（哪怕是試行幾年），會刺激更大的技術(shù)進步。 ? ? 好了，以上就是今天文章的全部內(nèi)容。感謝大家的耐心閱讀，我們下期再見！?

編輯：黃飛

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