蓝牙/Wi-Fi主导的短距无线格局将破？华为星闪技术刷屏！原生于中国！
作者：Sophia
物联网智库 原创
导读
在上周举行的华为开发者大会HDC 2023上，除了备受瞩目的HarmonyOS 4外，官方还宣布将新一代近距离无线连接技术星闪(NearLink)引入鸿蒙生态，以为鸿蒙万物互联提供更强大的连接。
对比传统无线连接，星闪具备功耗（Bit能耗）降低60%、数传速率速度提升6倍、传输时延低至1/30、组网连接数高10倍等优势。
虽然余承东只花了短短几句来介绍星闪(NearLink)，但该项技术的颠覆性意义不可忽视：
一方面，星闪(NearLink)凭借超低时延、超高可靠、精准同步等特性，强势入局以蓝牙、WiFi、ZigBee为代表的传统无线短距离通信市场，可能引发市场格局巨变；
另一方面，星闪(NearLink)技术也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，从而原生于中国的新一代近短距离无线联接技术。
“复仇者”星闪联盟
“原生”二字为何如此重要？这就不得不提华为有关蓝牙和Wi-Fi的那段“屈辱史”了。
2019年5月15日，就在美国商务部把华为列入“实体清单”后，Wi-Fi联盟和蓝牙技术联盟等数家国际性行业协会均暂停了华为的成员资格，并暂时将华为的名单从官网上撤下。
要知道，这些组织原本可都是号称开放、无国界的，并且华为还是这些组织的重要贡献者！
面对这种打压，华为不甘示弱，几天后便推出了更先进的蓝牙技术“超级蓝牙(X-BT)”。该技术基于自主研发的Hi1103无线芯片，可以智能判别环境因素和蓝牙信号强度，也是全球首个实现200米以上稳定连接的蓝牙技术——算是狠狠打了蓝牙联盟的脸。
到了5月29日，Wi-Fi联盟、蓝牙技术联盟和更多国际行业组织，又开始陆续恢复华为的成员资格，但其此前的一番操作却早已让中国企业“寒了心”。
图：WiFi联盟官网恢复华为成员资格
华为智能汽车解决方案COO王军曾在接受访谈时谈到这段往事：
“在华为被列入‘实体清单’后，一些明明标称是‘开放组织’的蓝牙等国际标准组织，仅仅因为所在地在美国，就将华为踢出了组织，不带华为玩了，华为只有另起炉灶。
华为起初搞出一个‘绿牙’标准，对标‘蓝牙’，‘绿牙’名字不好听，后来改为：‘星闪’（SparkLink）。”
2020年9月，由华为牵头组织、会员超过320家企业的星闪联盟正式成立，另起炉灶开始了星闪技术的研究和标准制定。如今，三年过去，SparkLink改名NearLink，以新的姿态重磅亮相！
在发布会现场，有个细节很有意思，就是蓝牙与 Wi-Fi 两个图标变化后融合成了星闪的图标。
这或许意味着星闪（NearLink）汇聚了国内外300多家头部企业和机构的集体智慧，用一套标准集合蓝牙和Wi-Fi等传统无线技术的优势，还弥补了他们的不足，引入了5G Polar码、中心调度、超短帧等新技术，从而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。
我们来看业内人士整理的一些具体数据：
在延迟性上，星闪能做到 20 微秒延迟，这是人类无线连接技术首次进入微秒级，而Wi-Fi 目前的延迟最低为 10 毫秒。
在最大连接数上，星闪支持最大 4096 台设备互联，而目前最新的蓝牙最大连接数是 8 台，Wi-Fi7 是 256 台。
回顾上述历史，星闪（NearLink）的诞生颇有些“复仇”的意味，但抛开主观因素，其更多还是为了满足垂直行业实际需求。
物联网产业呼唤星闪
随着新场景的不断涌现，包括智能汽车、智能终端、智能家居以及智能制造在内的多应用领域在低时延、高可靠、精同步、高速率、多并发、高信息安全和低功耗等方面都对无线短距通信技术提出了更高的通信要求。
现有主流无线短距通信技术，如蓝牙的速率和时延等劣势、WiFi的异步和系统效率等问题都导致其无法满足相应场景的传输要求。
我们具体来看：
智能汽车
智能汽车近年来在新四化方向上发展迅猛，车载功能日益丰富。为了有效满足车辆在制造生产过程中的成本控制、灵活部署、降低重量等方面的诉求，以无线通信替代部分有线通信完成数据传输和控制功能成为产业界发展重点。
随着场景需求的不断提升，车内通信的无线化也对无线短距通信技术在低时延、高安全、高可靠、抗干扰、大连接等方面提出了更高要求。
例如，无线化的车载主动降噪业务要求噪音源麦克风到处理器再到头枕扬声器的端到端时延在百微秒，单向通信时延在二十微秒，而现有无线短距技术对应时延在几十毫秒量级，之间存在2-3个数量级差距。
再例如，新能源汽车的无线电池管理系统需要对全车百节量级的电池进行安全监控和充放电过程控制，因此在连接数、可靠性、高安全性以抗干扰层面都对无线短距通信技术同样提出了极高要求。
智能终端
智能手机、手表手环、耳机、笔记本和平板电脑等已成为常见的智能终端设备，多屏协同实现设备之间的同步操作和联合操控进而带来沉浸式的体验，已经成为智能终端黏着用户的主要卖点特性。
在这类场景下，需要保证多设备的高精度同步和毫秒级低时延，同时兼顾高速率大数据量的音视频传输和小数据低速率的业务控制，以及多设备之间干扰规避，传统无线短距通信技术难以满足。
可穿戴设备如耳机和手环等受设备体积限制，需要同时满足高质量音频传输（中等速率）、组播、低时延操作类业务交互、抗干扰和苛刻的功耗需求，传统无线短距通信技术多考虑单一或少数性能的极限优化，很难兼顾。
VR技术在实际使用中，由于网络传输等问题，会出现转动画面与实际肢体运动存在时延的问题，使用者会产生不适感，影响用户体验。随着云计算和边缘计算成熟，本地VR也将向Cloud VR转变，对于网络时延和可靠性要求将会更高，传统短无线距通信技术难以满足。
智能家居
以客厅为入口的智能家居逐渐成为家庭网络中心，智能音箱、智能电视以及其它智能家电之间的互动连接逐渐普及。
为了实现沉浸式的用户体验，高保真音质和环绕声场要求智能音箱无线短距连接速率达到18 Mbps，多音箱之间达到微秒级同步，现有低功耗短距技术在高速率支持上天然不足（主流版本音频速率最高到328kbps），异步接入技术框架在多设备同步方面存在能力不足。
此外，家居场景通信对于数据传输的安全可靠以及隐私保护也有高要求，随着家庭设备的增加，室内干扰增加，对传输可靠性也提出挑战。
智能制造
在柔性生产、灵活部署、降本增效、低碳的驱动下，智能制造对高性能、具有灵活组网能力的无线网络需求日益迫切。以工业现场网为例，为了实现产线的数据采集以及信令控制，需要将现场设备（如传感器、执行设备等）与控制设备（PCL、DCS控制器等）进行互联，形成工业通信网络。
工业现场级通信网络对于确定性时延、实时性、可用性及可靠性有着严苛要求，传统技术一般采用有线连接。但随着工业场景的智能化升级，传感器、执行器的数量增多且部署位置也变的更加灵活，有线连接在线缆安装与维护成本、部署灵活性、可达性以及恶劣环境（如高温）下的可靠性等方面都暴露出诸多问题。业界也在寻求使用无线通信替代有线通信的方法。
众多案例表明低时延、高可靠、高安全和多点同步的无线短距通信能力是关键因素。但现有无线短距技术在时延方面约为数十毫秒，在多节点密集组网场景下很难兼顾高速率和确定性的服务质量。
总而言之，产业需更加匹配业务需求和发展趋势的无线短距通信技术，星闪技术在此需求背景下应运而生。
智能汽车是星闪头号落地场景
在诸多应用场景之中，智能汽车是目前星闪最主要、最成熟的落地场景。
发布会现场，华为展示了星闪赋能的数字车钥匙功能——用华为手机连接比亚迪汽车，绕车一圈，展示屏幕上每间隔20厘米会打出一个点。
也就是说，星闪不仅能够实现连接，也具有高精度的定位能力。该技术把精度提升到了分米级，车身四角有四个锚点，能够精准定位车主。
例如80米范围内汽车便可以感应到车主，9米设定为迎宾区，车灯、反光镜会自动打开，3米范围车辆才会解锁，甚至车辆还可以判断车主要从哪个车门进入，无感解锁的同时，格调、档次也统统拉满。
数字钥匙此前主要由NFC、BLE、UWB这三种各有千秋的技术所主导。其中，NFC的优势在于功耗较低，适合手机电量耗尽时的备用场景；BLE（低功耗蓝牙）已在手机端广泛配置，胜在生态环境易于搭建；而UWB则在定位和安全方面独具优势。
定位能力对人车互动具备重要意义——不只是靠近车辆自动解锁这些简单功能，尤其是像星闪或者UWB这样的高精度定位，使得汽车能够识别主驾、副驾甚至后排乘客，提前调整好用车设置和迎宾效果，让上车体验更顺滑。可以猜想，星闪技术的商用，很可能改变数字车钥匙的格局。
除此之外，星闪在智能汽车领域还有以下典型应用：
营运车辆360度全景环视
对于大型客车或者货车等营运车辆，车身周围存在较大范围的盲区，常在车辆起步或者泊车时发生碾压盲区内的行人或非机动车辆的事故，在城区人口密集地段，这类事故风险尤为严重。当前传统的广角后视镜无法实现对车身周围盲区的全覆盖，使用全景环视系统成为解决此类安全问题的有效途径。
但“360全景环视系统”需要多个摄像头，分布在整车的前后左右周边各处。有线的连接和部署是一个痛点问题，尤其对于商用车来说，牵引车和挂车之间需要经常性的连接和解挂，有线部署实际上是非常难以实施的。如果采用传统无线短距技术则会因时延问题导致视频画面传输存在延迟，一旦司机无法及时看清画面，就有可能酿成大祸。
基于星闪技术可以很好的解决有线部署可靠性低，安装部署复杂，有线视频接口不统一的问题，并起到降低线束成本的作用，切实提升营运车辆的全景环视性功能，保障营运安全。
车载主动降噪
车载主动降噪功能可以为驾驶员和乘客提供更加安全、舒适的座舱体验。从原理上看，车载主动降噪是通过车内扬声器发射反相声学信号来中和发动机噪声、路噪、风噪等噪声，实现车内全局或区域静场，达到消除或降低车内噪声的目的。
现有采用有线连接的车载主动降噪系统，容易受线束走向以及布置的约束，其在重量和成本上都存在劣势。考虑到系统涉及多麦克风、多扬声器、ANC控制器以及其他车内感知设备的连接，从降本减重以及灵活部署等维度看，无线传输方案存在明显优势。
星闪技术可以提供20us的时延传输保障，当车外噪音传入车内，星闪技术可以几乎同时发出与噪音一致的反响噪音，从形成相互抵消的降噪效果。
无线电池管理系统
动力电池是新能源汽车的核心零部件，直接影响新能源汽车的续航里程、整车寿命、安全性等关键性能。动力电池在新能源汽车整车成本中占比达到40~50%左右，是新能源汽车成本占比最大的部分。
电池管理系统（Battery Management System,BMS）是管理和监控动力电池的重要部件，主要功能包括物理参数实时监测、电池状态SOC、SOH、SOP等核心参数估计，完成电池充放电管理、在线诊断与预警、均衡管理、热管理，实现电池系统的高可靠、长寿命的使用。
车用BMS要求支持对于电芯级别的信息监测，包括至少支持96节电池单体，宜支持200节以上电池单体的快速接入工作和多维传感器信息采集上报，且传输可靠性应大于99.999%。
与传统的有线BMS信号传输方式相比，基于星闪技术的无线BMS可以减少系统内采样和通信线束，简化系统结构，提升电池包能量密度；大幅度提高电芯管理的可靠性、精度，提升电池安全性能；解决线束和接插件长时间使用的可靠性问题，减少售后维护；且主从板之间无高压风险，可扩展性强，功耗低，是未来电池管理系统的发展方向。
写在最后
当然，星闪在物联网产业还有更多充满想象空间的应用。
此前，不少人认为星闪的存在对Wi-Fi和蓝牙渠“替代”和“颠覆”，不过华为自身却反复强调——星闪并不是为了拆散这个“家”，而是来加入的。
星闪解决的是WiFi和蓝牙无法满足时延和可靠性等极致体验的那部分细分场景需求，它的存在并非是一种替代，而是又提供了一种极佳解决方案的补充。而由于兼容蓝牙和WiFi生态，星闪也将通过平滑过渡来快速壮大星闪生态。
由衷地希望这颗国产之星，能在未来闪闪发光。
参考资料：
《星闪无线短距通信技术（SparkLink1.0）产业化推进白皮书》
《星闪技术在智能网联汽车领域应用白皮书》
《“星闪”要为汽车行业创造“无限可能”？》，雷科技
《华为这次一笔带过的“星闪”，大有来头！》，科技狐，果子
《华为星闪、蔚来手机背后的「车钥匙」江湖》，启动PowerOn，李勤
《打破蓝牙WiFi二分格局？华为力推这颗“星”！》，物联传媒
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