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华为黑科技-星闪技术全梳理

事件:华为将在2023年9月12日下午14:30举行新品发布会主题为万象更芯重构非凡,Mate60超爆应用端除了卫星通信外另一个重磅的是星闪黑科技。

1、星闪是万物互联时代的新基石。星闪将为鸿蒙生态带来更强大的连接性能为用户创造更低时延、更低功耗、更广覆盖、更安全的连接体验星闪技术的引入将为鸿蒙生态带来全新的发展机遇。

2、星闪技术将通过软硬协同实现更低的时延和更低的功耗,提供更稳定高效的无线连接,星闪只用蓝牙60%能耗就能达到6倍速度传输时延只有1/30,广覆盖特性将使用户在各类场景下都能享受到稳定高速的网络连接无论是在家庭、办公室还是在公共场所还具备更高的安全性保障用户数据的隐私和安全。

3、华为NearLink星闪是华为推出的新一代近距离无线连接技术,它汇聚了国内外300多家头部企业和机构的集体智慧,采用一套标准集合蓝牙和WIFI等传统无线技术的优势为产品提供更强的竞争力。

【星闪技术全梳理】

1、无线短距通信技术

无线短距通信赛道正迎来关键拐点

从熟悉的蓝牙、Wi-Fi、NFC到近年兴起的UWB,这种设备间的“连接”,已经无处不在,而这背后所离不开的就是无线短距通信技术。

无线短距通信技术:指通信距离在几十米范围内的无线通信技术,主流技术包括但不局限于:蓝牙、Wi-Fi、近场通信(NFC)、LR-WPAN(IEEE 802.15.4)以及由此发展出来的Zigbee、6LoWPAN、Thread和Matter等。这个技术的实现通过RF CMOS集成电路(无线短距离通信芯片)实现。

家居场景:可以通过语音控制各类智能设备;

办公场景:手机和平板、笔记本电脑之间便捷传输文件、高效处理文档;

智能工厂:机械臂相互连通,构成有机协作整体。

市场规模:

2019年全球无线短距通信芯片发货量已经达到了111亿片,预计2023年将超过160亿片,在这样的出货规模下, 预计 2026 年无线短距通信芯片的市场将超过 250 亿美元 ( 约合人民币 1800 亿元)。

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在激增的需求之下,无线短距通信技术在众多场景应用中仍存在不少痛点。比如智能汽车为了满足更好的智能座舱体验,各类电子元器件的数量大幅增长,而这些器件之间的数据通信,对于时延的要求已经来到了“百微秒”级别;工厂中的机械臂协同,对通信同步精度、可靠性的要求都显著提升。而现有短距无线通信技术在时延、可靠性、同步精度、安全性等方面都已经无法满足这些场景应用的需求,这些都给新一代无线短距通信技术的出现提供了窗口期。

 

蓝牙和Wi-Fi存在不少局限性

蓝牙和WiFi几乎同时诞生于上世纪末,在长达二十多年的时间里,两项近距离通信产品为人类社会的发展和进步作出了重要贡献,应用深度渗透各行各业。

然而由于标准限制,这些技术存在诸多不足,例如蓝牙鼠标、手柄等人机交互设备的时延感受、蓝牙耳机的音频质量和稳定性、全屋智能蓝牙组网的设备数等方面皆不尽如人意。此外蓝牙覆盖范围小,传输速度慢,还不能同时被多台设备共用,频繁的连接和断开操作非常繁琐。归根结底是因为历史包袱重,为了向前兼容,不得不做出妥协。不仅如此,蓝牙与Wi-Fi等各标准间存在严重割裂,互相之间没有取长补短。

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2、星闪技术诞生

➢ 星闪发展历程

针对行业需求痛点提出了新一代无线短距通信技术——星闪。

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华为作为星闪联盟的积极参与者,贡献了三十多年的无线通信经验,针对传统技术的不足引入了Polar码等5G关键技术。星闪产品将兼容蓝牙和WiFi生态,通过平滑过渡快速壮大星闪生态。星闪是解决WiFi和蓝牙在智能终端和智能家居部分细分场景下无法满足时延和可靠性等极致体验的需求,而不是颠覆WiFi和蓝牙。

⚫星闪NearLink汇聚了国内消费电子、智能家居、智能汽车、工业智造等多场景的海量应用经验,是300多家头部企业和机构的集体智慧;

⚫ 星闪NearLink自诞生起,就得到了国家和产业界的高度关注和大力支持。在技术与应用的双轮驱动下,星闪NearLink从正式启动标准化工作到首次商用仅用了两年多的时间,成为史上发展最快的近距离无线技术;

⚫2023年,星闪联盟还获批成为国际性产业与标准组织,星闪将成为万物互联时代最有竞争力、最具生命力的近距离无线互联生态底座。而2023年HDC是华为打响终端全场景“1+8+N”星闪落地的发令枪。

3、星闪联盟成立并成为国际性产业与标准组织

2020年9月星闪联盟正式成立,2023年6月国际星闪无线短距通信联盟获得民政部签发的社会团体法人登记证书,成为第二个注册地设立在深圳市的国际性产业与标准组织。目前,星闪联盟已经发展了国内外303家成员单位,其中头部企业53家,深圳企业65家,国际企业13家。不仅实现了芯片、模组、设备、解决方案、测试、运营和安全服务等全场景和产业链上下游的完整覆盖。还吸纳了科研机构、大学院校、标准组织等机构会员,全面集中了产业合力来解决行业痛点问题。

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4、星闪技术性能指标

➢星闪提供SLB与SLE两种接口

为满足不同场景下的通信需求,星闪技术提供了SLB(SparkLink Basic,星闪基础接入技术)和SLE(Sparklink Low Energy,星闪低功耗接入技术)两种无线通信接口。SLB接口主要负责高速率、高质量连接,更多应用于智能终端、智能汽车等场景中,而SLE接口更适合低功耗轻量级连接,如各类智能穿戴产品都是很好的适用对象。

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➢星闪围绕应用场景核心痛点设计

SLB模式可支持900Mbps峰值传输速率、20微秒空口时延,1微秒以内的同步精度,以及4096用户的接入,具备极强的应用适配性。而SLE模式可以支持12Mbps峰值速率、双向空口时延250微秒、256用户接入,以及2mA以内的电流,在功耗远低于传统短距无线通信技术的前提下,在性能上也实现了翻倍式提升。

经过星闪联盟成员单位的共同努力,星闪1.0系列标准已于2021年底制定完成,1.0标准构建了基于星闪接入层、基础服务层和基础应用层在内的核心端到端架构,相关产品已进入实际量产研发。

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星闪联盟思路清晰,星闪技术新特性几乎都围绕各场景应用中核心痛点设计,能真正解决问题,相比传统短距无线通信技术是一种 “质变”而非单的参数提升

SLE应用于耳机高清无损音频

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星闪示例应用场景汇总

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5、星闪处于快速发展期

➢ 星闪引入鸿蒙生态

全方面超越

8月4日,在第五届华为开发者大会(HDC.Together 2023)上,华为常务董事、终端BG CEO余承东宣布,华为将把星闪NearLink引入鸿蒙生态。这意味着星闪NearLink作为新一代的近距离无线联接技术,将在2023年正式走进人们的生活。星闪NearLink是中国原生的新一代近距离无线联接技术,是中国通信产业首次将三十多年来从跟随到领跑全球所积累的经验和技术,创新地应用在近距离无线联接领域,是中国科技自立自强的又一重要里程碑。自此,近距离通信领域将迎来“三足鼎立”时代。而2023年HDC是华为打响终端全场景“1+8+N”星闪落地的发令枪。

作为一款没有“历史包袱”的崭新技术,星闪NearLink起步即领先,一套标准集合了多个传统无线联接技术标准(蓝牙、WiFi)的优势,并且针对传统技术的不足首次引入了Polar码等5G关键技术和中心调度等创新理念,为用户近距离的无线联接创造了六大革新体验:低时延,高速率,高并发,高可靠,抗干扰,精定位。星闪只用蓝牙60%能耗达到6倍速度。

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➢更快的数据传输

蓝牙耳机听歌音质不理想,这是因为无线音频传输技术限制着音质上限,蓝牙主流的AAC协议码率仅有512Kbps,就算目前最强的蓝牙音频编码协议LHDC 5.0码率也只有2Mbps,也就是2048Kbps。近年来兴起的24Bit/96kHz的Hi-Res高解析度的无损音源,码率门槛达到了4608kbps,现行的任何蓝牙标准都无法满足。而星闪SLE最高的空口码率可以达到12Mbps,是蓝牙的6倍,至少能支持到4.6Mbps数学无损的音频,而且还是多耳的,使无损24bit/96KHz录音室级品质音频体验成为可能。相当于把2车道扩建成双向12车道的高速路,星闪技术加持下的无线耳机,音质不仅远超蓝牙耳机,甚至还能与有线耳机Hi-Fi掰掰手腕。

星闪可以实现TWS耳机与智能手机之间96KHz/32bit双声道无压缩音频传输,而且深覆盖灵敏度要优于-110dBm,这些特性在传统蓝牙连接中均无法实现。

抗干扰能力强

星闪SLE不仅传输速度比蓝牙快,抗干扰能力也要比蓝牙强不少。以往蓝牙耳机在人多的地方就容易断流,出现连接不稳定、声音卡顿等问题。星闪SLE厉害之处在于蜂窝5G Polar码技术的加入,抗干扰能力比蓝牙提升了7 dB,即便在机场、地铁等高人流场所体验也不打折。

更低传输时延

除了听音乐,在分秒必争的电竞赛场,星闪SLE可以让鼠标在无线状态下实现4000Hz的回报率,远胜普通蓝牙鼠标125-1000Hz的回报率。理论上控制鼠标的延迟越小,能够更快完成操作,光标轨迹也越顺滑。特别是在一些FPS游戏中,不会出现不跟手的现象,射击点位切换更准确顺畅,大幅提升游戏体验。

精准定位

星闪将定位精度由传统无线技术的米级提升到分米级,依托领先的测距算法,有效克服人体遮挡、环境吸收和反射等因素叠加,解决测距结果不稳定、反复解闭锁的痛点。例如:普通的蓝牙车钥匙,由于测距能力有限,信号容易遮挡或者被环境吸收,无法实现精准开锁。星闪SLE通过跳频信号拼接,带来了分米级的定位能力,即便在复杂地库环境,也能实现靠近哪个车门,就解锁哪个车门的操作。

更广信号覆盖

由于覆盖范围有限,以往需要部署很多蓝牙网关,才能覆盖全屋IoT设备,特别是对于复式或者大平层家庭十分不友好。星闪SLE提供的覆盖距离是蓝牙的2倍,可以比蓝牙多穿一堵墙,全屋智能需求可省下不少预算。

点亮万物互联

一项技术能否真正做起来,最基本的一环就是它能否根本解决行业痛点问题。问世于20世纪末的Wi-Fi、蓝牙,在时延、可靠性、同步精度、安全性等方面都已经无法满足当下很多场景的需求,这给新技术的出现,提供了窗口期。

星闪作为中国原生的新一代近距离无线连接技术,自诞生之初就得到业界的高度关注。星闪展示出的特性,几乎都是围绕各场景的核心痛点来设计的,能够真正实际问题,而非简单的堆参数。相比蓝牙、Wi-Fi来说是一种 “质变”,拉开了无线短距通信的新赛道。

2023年7月1日,星闪无线短距通信联盟启航峰会在深圳举办,为世界展现了星闪技术产业化、商业化的历史性进展

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创耀通信科技股份有限公司、北京中科晶上科技股份有限公司、成都爱旗科技有限公司三家巨头携手发布支持星闪技术的系列芯片、模组和开发板,包括:创耀通信星闪SLB芯片TR5510和开发板、星闪SLE芯片TR5312和开发板;中科晶上星闪SLB芯片DX-T600、星闪模组SLM10;爱旗科技星闪SLE芯片AiW9761E(2023Q4)、星闪SLE芯片AiW9564E/AiW9568E(2024Q1)。星闪系列芯片、模组和开发板的正式发布,补齐星闪产业最后一块拼图,标志着星闪商业化落地已经驶入快车道,2023年将成为星闪商用腾飞的元年。

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