上海磁悬浮,现今世界上最快的陆上交通工具(吉尼斯认证),最高时速431kmh,连接上海地铁2号线和浦东国际机场,全程30公里只要8分钟就能到达。
5G,现今世界上最快的移动通信技术,一个多月前在我国正式商用。
近日,中国电信上海公司(简称上海电信)和中兴通讯携手,将两种“最快”交汇在一起,启动了全球第一个5G 磁悬浮高速线路商用网络测试。在急速行驶的磁悬浮列车中,5G表现稳定,意味着5G网络可为磁悬浮列车提供理想的宽带通信服务。
现场测试表明,在磁悬浮快速行进的过程中,5G峰值速率超过400Mbps。而在现场定点测试中,5G峰值速率最大达到959Mbps,平均速率达到惊人的857Mbps。
技术人员表示,随着网络建设的不断完善和持续优化,峰值速率可达1Gbp。
值得注意的是,这次上海电信和中兴通讯是基于3.5GHz频段进行磁悬浮5G覆盖的,相对低频段来说挑战更大,在同等组网情况下,低频段更有优势。不过,3.5GHz是全球5G主流频段,双方在3.5GHz频段上对高速线性覆盖的性能验证,更具有示范效应。
众所周知,为高速列车提供高质量的网络覆盖,是全世界运营商、设备商共同面对的难题,何况还是为“当今世界上最快的陆上交通工具”——磁悬浮列车提供最先进的5G网络服务,情况更为复杂。
那中兴通讯和上海电信是如何做到呢?
简单来说,为磁悬浮提供5G服务,需要闯过“车速快、车体厚、切换频”这三道关口,解决磁悬浮列车高速移动造成的多普勒频移、列车金属车体且较大厚度带来信号大幅衰减、用户终端与基站频频切换这些难题。
在日常生活中,我们经常听到“我和你不在同一个频道”这句话,形容双方交流很困难。移动通信更是如此,终端、基站之间的信号发射和接收需要在同一个频率上,才能正常通信。
但是因为多普勒效应的存在,运动速度越快,终端和基站之间的收发频率偏差越大,所以在高速运动的磁悬浮中,想要终端和基站保持在“同一个频道”上通话不是件容易事。
中兴通讯通过专利的频偏补偿算法,可检测并补偿终端高速运动中的多普勒频偏,让终端和基站在同一个频率上收发信号,从而大幅改善无线链路性能。
在对磁悬浮进行5G覆盖时,碰到的第二个难题就是列车拥有厚厚的金属车体,会产生极大的信号衰减。
针对这个难题,技术人员采取高增益天线来解决,这就如同扩音器,将外面的声音放大一些,从而让屋子里的人也能听见。“这中间还是存在不小挑战,比如我们该选取哪一种天线、需要有多大的增益、天线的角度该是多少等,需要精确计算和综合判断,需要精确的链路预算。”
基站有一定的覆盖范围,两个基站之间会有重叠覆盖区域。
当用户处于低速移动状态时,有足够的时间在两个基站重叠覆盖区域内完成切换,手机可以从容地从一个基站小区切换到另一个基站小区,从而保持通信不中断。
但是在高速移动的状态下,手机通过两个基站之间的重叠覆盖区域时间会很短,当无法满足切换所需的时间时,切换就会失败,手机就会掉线。
为了解决这一难题,技术人员采取了“基站合并”办法,将多个基站“变成”一个基站。
物理上,这些基站小区都是独立的,但是通过后台参数设置,逻辑上将这些基站变成一个覆盖范围更大的小区。”技术人员介绍。
如此一来,可以大幅减少小区切换的次数,而且在两个小区之间加大重叠覆盖范围,留下充足的时间,让手机能够顺利切换到下一个小区,从而解决信号频繁切换的难题,保证用户体验。
此次用于磁悬浮线路的5G 网络方案可以为高速列车宽带通信提供一整套的网络设备,基站系列产品能够支持全球主流的 5G 频段,这意味着该方案可推广到各种高速铁路和磁浮线路。
页面更新:2024-05-29
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