比WiFi、藍牙更先進？詳解華為主導的“星閃”技術

電子發燒友網報道（文/梁浩斌）在今年的華為HDC2023上，余承東介紹了新一代近距離無線連接技術——NearLink星閃，據稱，相比傳統的無線連接，星閃擁有更低功耗、更快速度、更低時延、更穩連接、更廣覆蓋、更大組網，可以適用于消費電子、智能家居、新能源汽車、工業智造等多種場景，為鴻蒙生態帶來革新體驗。

在具體應用方面，華為目前已經展示了電競鼠標、無損音頻、IoT數傳、車鑰匙等場景。過去這些場景普遍采用藍牙、Wifi等無線連接技術，在演示中，可以看到采用星閃連接的電競鼠標時延空口時延可以達到0.25ms，而現有技術的無線鼠標空口時延在8ms，鼠標時延從毫秒級提升到微秒級；借助高帶寬、抗干擾強的特性，星閃也可以實現無線耳機播放無損音頻。

但發布會以及現場展示中，主要還是應用層面的展示，對于星閃的底層參數以及實現原理并沒有過多敘述。所以到底星閃相比WiFi、藍牙等成熟的無線連接技術有哪些不同？又是怎樣實現更高性能更低功耗？

星閃的發展情況

根據星閃無線短距通信技術產業化推進白皮書，星閃技術的初衷，是為了適應當前新應用場景涌現，對無線短距通信技術在低時延、高可靠、精同步、高速率、多并發、高信息安全和低功耗等方面提出了更高的要求。

現有的無線短距通信技術，應用最廣泛的是WiFi和藍牙，但WiFi的異步和系統效率，藍牙的速率和時延等劣勢，已經無法滿足一些比如智能汽車、智能家居、智能制造等新的應用場景需求。因此，創造一種相比現有技術更強大，全新的無線短距通信技術標準，就是星閃聯盟誕生的初衷。

有業界傳聞，星閃起源于是華為內部一個代號為“綠牙”的項目，最初是作為藍牙的“備胎”技術而進行預研。余承東在介紹星閃時也提到，“依托于華為三十多年在通信領域的技術積累，把我們的通信技術用在了近距離無線連接領域”，或許也是暗示了這點。

而星閃聯盟，是在2020年9月成立，首批共有80家成員單位，其中副理事長單位包括中國信通院、中汽中心、中國標準化研究院、電子標準院、無線電檢測中心、中國移動、北汽、閃聯、華為、Lenovo、TCL、vivo共12家單位。

電子發燒友/攝

而聯盟會員分為8個工作組，其中四個工作組參與技術制定方面，包括需求和標準、頻譜、測試認證、安全。其余四個工作組主要是分別負責四大應用領域推廣，包括智能汽車、智能家居、智能終端、智能制造。

目前星閃聯盟已經有354家成員，覆蓋產業鏈上下游。按照聯盟的路線圖，星閃1.0標準在2022年11月已經發布，今年第四季度星閃模組將會通過測試驗證，明年星閃將會作為鴻蒙智聯生態的S+最高標準，開始產品認證工作。

從一些模組產品來看，前期星閃模組主要會以WiFi+藍牙+星閃兼容的產品推出，兼容生態也是每一項新技術早期的必經路線。

星閃技術的詳細參數與技術背景

來源：星閃1.0空口技術性能評估報告

從星閃聯盟的官方資料中，可以了解到星閃系統載波帶寬為20/40/60/80/100/160/320MHz。其中目前應用最為廣泛的2.4GHz頻段WiFi的載波帶寬就是20MHz，同時最新的WiFi7，帶寬拓展至20/40/80/160/320MHz。從這個角度去看，星閃從設計之初確實也是瞄準WiFi，同時覆蓋的應用范圍相比WiFi更廣。

星閃無線通信系統的核心是空口接入層，根據星閃接入層的角色不同，星閃設備分為G（Grant）節點和T（Terminal）節點，每個G節點可以管理一定數量的T節點，G節點以及與其連接的T節點共同組成一個通信域。

比如在智能座艙場景中，座艙域控制器可以作為G節點，各類車載設備則作為T節點，這個時候座艙與車載設備形成了一個通信域，手機也可以作為其中的T節點之一。不過，在這個場景中，手機也可以同時作為G節點連接可穿戴設備，此時手機與可穿戴設備組成了另外一個通信域。

智能家居場景，電視與下掛音頻設備組成一個通信域，手機與耳機組成另外一個通信域，兩個通信域之間可以通過高級/一般通信域進行區分，由高級通信域進行資源協調，實現多域之間的協調共存。

進一步的，為了滿足不同場景下的通信需求，星閃技術提供了SLB（SparkLinkBasic，星閃基礎接入技術）和SLE（Sparklink Low Energy，星閃低功耗接入技術）兩種無線通信接口。

SLB和SLE如果用藍牙類比，就分別相當于BT和BLE，SLE主要就是針對低功耗領域，同時傳輸性能也相對較弱。

來源：星閃1.0空口技術性能評估報告

其中SLB使用OFDM（正交多載波）波形，空口單向數據傳輸時延小于20.833us，單載波支持20MHz帶寬，最大支持16載波共320MHz帶寬。最高速率支持編碼速率0.92的信道編碼、1024QAM調制和8流多路并行傳輸，最深覆蓋支持編碼速率1/8的信道編碼和QPSK調制。SLB還支持數據鏈路層數據透傳模式，極大減小系統開銷，提升系統多節點接入容量，多用戶可以同時以低延時接入系統。

根據白皮書中的性能評估結果，SLB在單載波20MHz帶寬下，G鏈路峰值速率大于900Mbps，T鏈路峰值大于450Mbps；并支持4096用戶接入，支持1ms內80用戶的數據并發。同時采用了Polar數據信道編碼最小工作信噪比-5dB（相比傳統短距實現覆蓋增益+3dB）。

因此SLB的主要特性是低時延、高可靠、精同步和高并發，適用于車載主動降噪、無線投屏、工業機械運動控制等業務場景。

來源：星閃1.0空口技術性能評估報告

SLE使用單載波傳輸，帶寬支持1MHz、2MHz和4MHz，調制方式支持GFSK、BPSK、QPSK和8PSK。通過采用Polar信道編碼提升傳輸可靠性，減少重傳節省功耗，精簡廣播信道功能和業務以減少擁塞可能。

相比現有低功耗無線短距技術，SLE在相同深覆蓋條件下可穩定支持128kbps音頻傳輸，峰值數據傳輸速率達到12Mbps（相比之下藍牙5.3最大傳輸速率為2Mbps）。多用戶能力方面，SLE支持256用戶接入，因此除了耳機無損音頻傳輸外，SLE還能夠用于無線BMS、工業數據采集等場景。

而低功耗的設計其實涵蓋到整個星閃系統中，原理是G節點可以根據數據的傳輸特性，通過配置非連續傳輸(DRX)節省T節點的功耗。T節點工作在DRX狀態時，可以根據G節點的配置的接收周期以及每個周期內的持續接收時間，有選擇性的在被配置的無線幀/超幀上接聽數據，節省T節點功耗。G節點在通過高層信令配置T節點非連續傳輸(DRX)的基礎上，還可以通過G鏈路控制信息動態指示T節點跳過當前的非連續傳輸周期，進一步節省T節點功耗。

小結：

星閃作為全棧原創的全新無線短距通信技術，在技術以及參數指標上都相比目前市面上的無線連接技術具備不少優勢。目前星閃Release 1.0標準已經凍結，相關的芯片、模組等產品已經進入驗證階段，按照聯盟預測，星閃最快在2023年底會在智能制造領域實現試點落地，智能終端方面，無線投屏、無線家庭影院等產品也可能在2024年之前實現商用，而各個領域的大規模商業落地有望在2024年開始。

同時星閃Release 2.0標準制定也正在推進中，在Release 2.0中，將加入高精定位、感知、覆蓋增強（sub-1GHz）、超高速率（毫米波）等接入層特性，以及Mesh組網、QoS增強等基礎服務層特性。

今年6月，國際星閃無線短距通信聯盟完成注冊，這意味著未來星閃的標準會向全球產業鏈玩家開放。但不得不承認的是，即使星閃具備后發的技術先進性，市場推廣上可見地將會遇到很多困難，未來星閃能不能對WiFi、藍牙等產生沖擊，這就需要交給時間去回答了。