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(lái)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(lái)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(yáng)路站和上海浦東國(guó)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(lái)到龍陽(yáng)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(lái)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(shuō)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(lái)說(shuō)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)?!奔夹g(shù)人員補(bǔ)充介紹說(shuō)。
過(guò)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(yíng)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(guò)多次探討、不斷實(shí)驗(yàn),闖過(guò)“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(lái)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(shuō)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(guò)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(wú)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(lái)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?!斑@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?!?/p>
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(guò)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(wú)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(guò)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)?!奔夹g(shù)人員介紹。
如此一來(lái),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(lái)!
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(guò) 40000公里。在中國(guó),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(lái)更好體驗(yàn),也在提升運(yùn)營(yíng)商的品牌競(jìng)爭(zhēng)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(yíng)線,最高時(shí)速是全球商業(yè)運(yùn)營(yíng)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。