日前，上海電信聯(lián)合中興通訊啟動(dòng)了全球第一個(gè)5G 磁懸浮高速線路商用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，在急速行駛的磁懸浮列車中，5G表現(xiàn)穩(wěn)定，標(biāo)志著5G網(wǎng)絡(luò)可為磁懸浮列車提供理想的寬帶通信服務(wù)。
“98kmh、198kmh??390kmh、431kmh”，磁懸浮車廂內(nèi)的顯示屏上，數(shù)字在不斷跳動(dòng)，乘客感受著它帶來的速度與激情，紛紛拍照留念。
“102Mbps、230Mbps??371Mbps、405Mbps”，在高速行駛的磁懸浮列車中，技術(shù)人員緊盯著測(cè)試終端屏幕，看著5G速率不斷飆升。
這是第一次，當(dāng)今世界上最快的陸上交通工具和最快的移動(dòng)通信技術(shù)交匯在一起。
隨著磁懸浮5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的進(jìn)一步完善，在不久的將來將為乘客在快捷旅程中提供穩(wěn)定的高速率數(shù)據(jù)接入服務(wù)，也為之后為各種高速鐵路和磁懸浮線路提供5G服務(wù)樹立了樣板、夯實(shí)了基礎(chǔ)。
初體驗(yàn)!
最快車速和最快移動(dòng)網(wǎng)速的交匯
串聯(lián)起2號(hào)線龍陽路站和上海浦東國際機(jī)場(chǎng)，30公里路程只要8分鐘就能到達(dá)，從2002年啟用至今，磁懸浮就成為了上海速度的象征，被吉尼斯認(rèn)證為“現(xiàn)今世界上最快的陸上交通工具”。
5G和磁懸浮的交匯，會(huì)是怎樣的體驗(yàn)?
12月9日早上，記者和中興通訊技術(shù)人員一起來到龍陽路，乘坐磁懸浮列車現(xiàn)場(chǎng)感受5G速度。
磁懸浮列車的啟動(dòng)速度和途中加速都極快，在車廂內(nèi)的顯示屏上，秒鐘數(shù)字的跳動(dòng)頻次明顯趕不上速度的提升。當(dāng)時(shí)速達(dá)到300公里時(shí)，遇到轉(zhuǎn)彎還可以感受到離心力，車廂也會(huì)有明顯的傾斜。
在高速行駛的列車中，技術(shù)人員拿著手機(jī)和電腦，測(cè)試5G速度和穩(wěn)定性。電腦屏幕上，測(cè)試軟件實(shí)時(shí)在監(jiān)測(cè)手機(jī)5G上網(wǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)：網(wǎng)速、位置、信令、信號(hào)強(qiáng)度……
“結(jié)果還可以，性能表現(xiàn)穩(wěn)定。”此時(shí)，磁懸浮行進(jìn)速度越來越快，車廂內(nèi)稍微晃動(dòng)，技術(shù)人員一邊保持身體的穩(wěn)定一邊說道。記者在電腦屏幕上看到，5G速率達(dá)到405Mbps。
更讓人“驚艷”的是，技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)定點(diǎn)測(cè)試結(jié)果顯示，5G峰值速率最大達(dá)到959Mbps,平均速率達(dá)到驚人的857Mbps。
“隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不斷完善和持續(xù)優(yōu)化，峰值速率可達(dá)1Gbp。值得注意的是，我們采用的是3.5GHz高頻段，相對(duì)低頻段來說挑戰(zhàn)更大，在同等組網(wǎng)情況下，低頻段更有優(yōu)勢(shì)。3.5G是全球5G主流頻段，我們?cè)谶@個(gè)頻段上對(duì)高速線性覆蓋的性能驗(yàn)證具有廣泛的示范效應(yīng)。”技術(shù)人員補(bǔ)充介紹說。
過三關(guān)!
破解“車速快、車體厚、切換頻”難題
為高速列車提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，是全世界運(yùn)營商、設(shè)備商共同面對(duì)的難題，何況還是為“當(dāng)今世界上最快的陸上交通工具”——磁懸浮列車提供最先進(jìn)的5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，情況更為復(fù)雜。
中興通訊和上海電信技術(shù)人員經(jīng)過多次探討、不斷實(shí)驗(yàn)，闖過“車速快、車體厚、切換頻”這三道關(guān)口，解決磁懸浮列車高速移動(dòng)造成的多普勒頻移、列車金屬車體且較大厚度帶來信號(hào)大幅衰減、用戶終端與基站頻頻切換這些難題。
補(bǔ)償“多普勒”頻移 “在同一個(gè)頻道說話”
在日常生活中，我們經(jīng)常聽到“我和你不在同一個(gè)頻道”這句話，形容雙方交流很困難。移動(dòng)通信更是如此，終端、基站之間的信號(hào)發(fā)射和接收需要在同一個(gè)頻率上，才能正常通信。
但是因?yàn)槎嗥绽招?yīng)的存在，運(yùn)動(dòng)速度越快，終端和基站之間的收發(fā)頻率偏差越大，所以在高速運(yùn)動(dòng)的磁懸浮中，想要終端和基站保持在“同一個(gè)頻道”上通話不是件容易事。
中興通訊通過專利的頻偏補(bǔ)償算法，可檢測(cè)并補(bǔ)償終端高速運(yùn)動(dòng)中的多普勒頻偏，讓終端和基站在同一個(gè)頻率上收發(fā)信號(hào)，從而大幅改善無線鏈路性能。
“擴(kuò)音器”解決信號(hào)衰減大難題
在對(duì)磁懸浮進(jìn)行5G覆蓋時(shí)，碰到的第二個(gè)難題就是列車擁有厚厚的金屬車體，會(huì)產(chǎn)生極大的信號(hào)衰減。
針對(duì)這個(gè)難題，技術(shù)人員采取高增益天線來解決，這就如同擴(kuò)音器，將外面的聲音放大一些，從而讓屋子里的人也能聽見。“這中間還是存在不小挑戰(zhàn)，比如我們?cè)撨x取哪一種天線、需要有多大的增益、天線的角度該是多少等，需要精確計(jì)算和綜合判斷，需要精確的鏈路預(yù)算。”
基站“合并”大幅降低信號(hào)切換頻次
基站有一定的覆蓋范圍，兩個(gè)基站之間會(huì)有重疊覆蓋區(qū)域。
當(dāng)用戶處于低速移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，有足夠的時(shí)間在兩個(gè)基站重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)完成切換，手機(jī)可以從容地從一個(gè)基站小區(qū)切換到另一個(gè)基站小區(qū)，從而保持通信不中斷。
但是在高速移動(dòng)的狀態(tài)下，手機(jī)通過兩個(gè)基站之間的重疊覆蓋區(qū)域時(shí)間會(huì)很短，當(dāng)無法滿足切換所需的時(shí)間時(shí)，切換就會(huì)失敗，手機(jī)就會(huì)掉線。
為了解決這一難題，技術(shù)人員采取了“基站合并”辦法，將多個(gè)基站“變成”一個(gè)基站。
“物理上，這些基站小區(qū)都是獨(dú)立的，但是通過后臺(tái)參數(shù)設(shè)置，邏輯上將這些基站變成一個(gè)覆蓋范圍更大的小區(qū)。”技術(shù)人員介紹。
如此一來，可以大幅減少小區(qū)切換的次數(shù)，而且在兩個(gè)小區(qū)之間加大重疊覆蓋范圍，留下充足的時(shí)間，讓手機(jī)能夠順利切換到下一個(gè)小區(qū)，從而解決信號(hào)頻繁切換的難題，保證用戶體驗(yàn)。
向未來!
推動(dòng)5G走向高鐵
目前，高速軌道交通進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，全球高鐵里程已超過 40000公里。在中國，2018 年的高鐵客運(yùn)量已達(dá)到 20.3 億，是民用航空客運(yùn)量的三倍以上。
人們?cè)诟哞F出行時(shí)，對(duì)于高速上網(wǎng)有著普遍需求，高質(zhì)量的寬帶網(wǎng)絡(luò)不僅能為乘客帶來更好體驗(yàn)，也在提升運(yùn)營商的品牌競爭力。
上海磁懸浮列車是目前全世界第一條，也是唯一的一條磁懸浮列車商業(yè)運(yùn)營線，最高時(shí)速是全球商業(yè)運(yùn)營的高速列車中最高的。
而且，此次用于磁懸浮線路的 5G 網(wǎng)絡(luò)方案可以為高速列車寬帶通信提供一整套的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，基站系列產(chǎn)品能夠支持全球主流的 5G 頻段，這意味著該方案可推廣到各種高速鐵路和磁浮線路，具有巨大的市場(chǎng)潛力。