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对于那些一刻也不离开手机的现代人来说,手机信号差和4G信号缺乏可以说是他们高铁体验中最大的担忧。
然而,从本月开始,海南岛周围的高铁乘客惊喜地发现,整个高铁已经悄悄地实现了整个线路的4G信号覆盖。在高速动车组上,享受窗外的椰风和海韵,同时流畅地上传实时美丽的照片成为乘客的最爱。在实现高速和安全的基础上,中国高速铁路的进步现在更多地体现在人性化的细节服务上。
基站的频繁切换会导致呼叫困难。
海南联通规划建设部总经理姜告诉记者,高速铁路4G全覆盖是一个世界性的问题。因为为了保持信号畅通,移动电话需要在不同的基站服务区域之间切换“中继”。速度越快,交换频率越高,这就很难保证呼叫的连续性。通常,一个呼叫将切换几十个基站。在这种频率下,通话质量不会差吗?
基站的频繁切换和电话呼叫的高“断线”率之间有什么关系?在回答记者的提问之前,江首先提到了的一个概念,即蜂窝移动通信。
“蜂窝移动通信使用蜂窝无线网络,通过无线信道连接终端和网络设备,实现用户之间的相互通信。”江表示,其主要特点是终端的移动性,并具有跨本地网络的切换和自动漫游功能。
最初,通信运营商使用基站子系统、移动交换子系统和其他设备来形成蜂窝移动通信网络,以向用户提供语音、数据、视频和其他服务。
“由于4G自身的特点和每小时300公里的高速,每800米将有一个基站。然而,时速300公里的高速列车意味着它需要以每秒83米的速度行驶,并且它将在不到10秒的时间内通过一个基站。打电话可能已经切换了几十个基站,因此断开连接的可能性非常高。”海南联通规划建设部副总经理李航宇表示。
简而言之,高速铁路的速度如此之快,以至于当移动电话用户几乎同时发起切换请求时,被请求的基站将会丢失一个,而丢失另一个。
根据测试经验数据,现有网络覆盖的高速铁路接通率只能达到70%-80%,掉话率只能达到20%-30%。
对等方法治疗症状,但不治疗根本原因。
作为世界上高速铁路运营时间最早的国家,日本电信电话有限公司的NTT采用在铁路轨道旁铺设同轴漏泄电缆和中继站的方法,完全可以支持350公里以上的时速。
“在中国,同轴漏泄电缆主要用于隧道和其他复杂场景,如武广高速客运专线和15公里大瑶山隧道。然而,由于传输功率低,这种方法只有2M的速度,而且沿线铺设的成本太高。”李航宇说。
让我们看看我们国家的台湾。使用光无线通信。也就是说,基站用光纤拉成一条长条形。“一个短的呼叫,一个长的基站基本上可以解决,避免切换问题。然而,这个长基站的长度是有限的,并且必须在两个长基站之间进行切换。这个问题还没有得到根本解决。”姜对说道。
另一种方法是在火车上安装一个车载平台,乘客的手机可以通过这个平台与基站联系。由于在移交期间,列车只有一个用户在载波站,基站显得非常平静。然而,列车运营商自身的容量瓶颈和基站缺乏智能调度能力增加了传输时延。
“社区合并”成熟合理
最好的方法是什么?
"细胞融合技术是目前最好的选择."江回答得很干脆。为了解决由频繁的源切换引起的信号中断问题,移动通信界已经探索将多个小区合并成一个小区,即扩展小区覆盖范围、减少切换次数和提高信号稳定性。
“这是细胞合并技术。一个基站通常由三个小区组成,每个小区都有独立的信道资源,包括覆盖范围和业务容量。小区合并意味着多个小区共享相同的信道资源,合并后的小区不会切换。”李航宇解释道。
蒋表示,“社区合并”技术是通过软件升级实现的。也就是说,控制硬件上独立的多个射频单元发射相同的无线电信号参数,以实现逻辑小区合并。目前,该技术成熟,成本合理。
既然“住宅区合并”是一项成熟的技术,为什么今年春天才在环岛高速铁路上实现4G全覆盖?
江告诉记者,虽然“住宅小区合并”是一项成熟的技术,但将这项技术用于高速铁路沿线的网络系统建设是一项非常复杂和系统的工程。由于海南岛环岛高速铁路相对独立的特点,已被相关部门选定为网络建设的试点。
最困难的事情是沿着这条路线建立一个网络。
可以看出,“细胞合并”技术本身并不构成问题。高铁沿线4G网络的建设是解决这一问题的关键。
“一方面是现场施工困难;一方面,我们必须全面掌握整个网络结构,充分利用单元合并的技术功能,探索参数设置的技巧。”姜对说道。
选择高速铁路沿线的基站位置似乎很简单,但实际上并不容易。这是因为高速铁路有很高的安全要求,不得干扰铁路调度和通信。再加上高速造成的多普勒频移和频繁切换,这类场景的网络建设难度远远高于其他场景。
“当高速列车行驶时,呼叫接收频率与无线呼叫频率标准不一致,因此多普勒频移会影响呼叫质量。要解决这个问题,就要想办法让两者达成一致。”李航宇说。
如何使两者一致?
"估计多普勒频移并补偿偏差."蒋答道。
基站建成后,应用“小区合并”的技术功能和参数设置技巧将是一个更加严峻的考验。“技术是固有的,困难在于参数设置要求非常精细。这取决于通信工程师的反复测试和调查。”李航宇说,如果两个基站之间的重叠覆盖区域很小,就必须考虑调整设备的功率或改变天线角度,这需要严格的计算和测试。
为了完成全岛653公里的高铁4G全覆盖工程,海南联通和海南高铁共同攻关,共耗时14个月。努力工作最终会带来丰厚的回报。
2月4日现场实测数据显示,西环高速铁路4G信号覆盖率保持在97%,东环高速铁路4G信号覆盖率达到92.78%,峰值速率约为85兆比特/秒,平均速率稳定在40兆比特/秒左右,满足旅客在列车运行过程中平稳观看清晰视频。