高鐵上打電話、上網(wǎng)不再“鬧心”了（圖片來源：科技日報(bào)）

對于須臾不離手機(jī)的現(xiàn)代人而言，打電話信號差、手機(jī)上網(wǎng)無4G信號，可謂乘坐高鐵體驗(yàn)最差的鬧心事。

不過，從本月開始，搭乘海南環(huán)島高鐵的旅客已經(jīng)驚喜地發(fā)現(xiàn)，整條高鐵悄然實(shí)現(xiàn)了全線的4G信號覆蓋。在高速行駛的動(dòng)車組上，一邊欣賞窗外的椰風(fēng)海韻，一邊順暢地上傳即時(shí)拍下的美景照片，成了旅客們的最愛。在實(shí)現(xiàn)高速、安全的基礎(chǔ)上，中國高鐵的進(jìn)步，如今更多體現(xiàn)在人性化的細(xì)節(jié)服務(wù)之中。

基站頻繁切換導(dǎo)致通話難

海南聯(lián)通計(jì)劃建設(shè)部總經(jīng)理蔣應(yīng)良告訴記者，高鐵4G全覆蓋是個(gè)世界性難題。因?yàn)橐３中盘枙惩ǎ謾C(jī)需要在不同基站服務(wù)區(qū)域間進(jìn)行切換“接力”，速度越快，切換的頻率越高，很難保證通話連貫。通常打一個(gè)電話會切換幾十個(gè)基站。這種頻率下，通話質(zhì)量能不差嗎。

頻繁切換基站與打電話“斷線”率高是什么關(guān)系？在回答記者這個(gè)問題前，蔣應(yīng)良首先提到一個(gè)概念，即蜂窩移動(dòng)通信。

“蜂窩移動(dòng)通信是采用蜂窩無線組網(wǎng)，通過無線通道，連接終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用戶之間的相互通信。”蔣應(yīng)良說，其主要特征是終端的移動(dòng)性，并具有越區(qū)切換和跨本地網(wǎng)自動(dòng)漫游功能。

原來，通訊運(yùn)營商是用基站子系統(tǒng)和移動(dòng)交換子系統(tǒng)等設(shè)備，組成蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，為用戶提供話音、數(shù)據(jù)、視頻圖像等服務(wù)。

“由于4G本身的特點(diǎn)以及高鐵時(shí)速300公里的超高速，使得每800米就要有一個(gè)基站。而時(shí)速300公里的高鐵，意味著每秒需前進(jìn)83米，不到10秒就會經(jīng)過一個(gè)基站，打一個(gè)電話可能已經(jīng)切換了幾十個(gè)基站，斷線掉話的幾率非常高。”海南聯(lián)通計(jì)劃建設(shè)部總經(jīng)理助理李航宇說。

總之，高鐵速度太快，當(dāng)手機(jī)用戶幾乎同時(shí)發(fā)起切換請求時(shí)，被請求的基站就會顧此失彼。

據(jù)測試經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的高速鐵路，接通率一般只能達(dá)到70%—80％，而掉話率高達(dá)20%—30％。

同行的方法治標(biāo)不治本

作為世界高鐵運(yùn)營時(shí)間最早的國家，日本電信電話株式會社NTT的方法是，在鐵軌旁邊布設(shè)同軸泄露電纜和中繼站，完全可支持350公里時(shí)速以上的車速。

再看看我國臺灣地區(qū)，采用的是光載無線通信術(shù)。即把一個(gè)基站用光纖給拉成一大長條。“打個(gè)短電話，一個(gè)長條基站基本可以解決，規(guī)避了切換問題。但是，這個(gè)長條基站再長也是有限的，兩個(gè)長條基站之間還得有切換，問題并沒有根本解決。”蔣應(yīng)良說。

還有一個(gè)辦法，是在列車上設(shè)置車載臺，乘客的手機(jī)通過它來跟基站聯(lián)系。由于列車在過區(qū)切換時(shí)只有車載臺一個(gè)用戶，基站就顯得十分從容。但列車車載臺本身有容量瓶頸，且缺乏基站所具備的智能調(diào)度能力，增加了傳輸時(shí)延。

“小區(qū)合并”成熟合理

什么辦法最優(yōu)？

“小區(qū)合并技術(shù)是目前最佳的選擇。”蔣應(yīng)良回答的十分干脆。為解決頻繁的信源切換產(chǎn)生的信號中斷問題，移動(dòng)通信界探索出將多個(gè)小區(qū)合并為一個(gè)小區(qū)，即延長小區(qū)覆蓋范圍，減少切換次數(shù)，提高信號穩(wěn)定性。

“這就是小區(qū)合并技術(shù)。一個(gè)基站通常由三個(gè)小區(qū)組成，每個(gè)小區(qū)有獨(dú)立的信道資源，涉及覆蓋范圍和業(yè)務(wù)容量。小區(qū)合并就是讓多個(gè)小區(qū)共享相同信道資源，讓合并的小區(qū)不發(fā)生切換。”李航宇解釋說。

蔣應(yīng)良說，“小區(qū)合并”技術(shù)是通過軟件升級達(dá)到的。即控制在硬件上獨(dú)立的多個(gè)射頻單元，使之發(fā)射同一個(gè)無線電信號參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)邏輯上的小區(qū)合并。目前，這一技術(shù)成熟，造價(jià)合理。

既然“小區(qū)合并”是成熟技術(shù)，為何今年春運(yùn)才在環(huán)島高鐵上實(shí)現(xiàn)4G全覆蓋？

蔣應(yīng)良告訴記者，雖然“小區(qū)合并”是成熟技術(shù)，但在高鐵沿線運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)非常復(fù)雜，是一個(gè)系統(tǒng)工程。由于海南環(huán)島高鐵具有相對獨(dú)立的特點(diǎn)，被有關(guān)部門選為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的試驗(yàn)點(diǎn)。

沿線建網(wǎng)最艱辛

可以看到，“小區(qū)合并”技術(shù)，本身并不構(gòu)成難題。沿高鐵線建設(shè)4G網(wǎng)絡(luò)，才是解決問題的關(guān)鍵所在。

“一邊是站點(diǎn)建設(shè)難；一邊是必須完全掌握全程網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用好小區(qū)合并技術(shù)功能，并探索參數(shù)設(shè)置技巧。”蔣應(yīng)良說。

在高鐵沿線選擇一個(gè)基站位置，看似簡單，實(shí)際絕非易事。這是因?yàn)楦哞F對安全要求非常高，絕不能干擾鐵路調(diào)度通信，再加上高時(shí)速引起的多普勒頻移和頻繁切換，使得這類場景的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難度遠(yuǎn)高于其它場景。

“高速列車運(yùn)動(dòng)時(shí)，通話接收頻率與無線通話頻率標(biāo)準(zhǔn)不一致，這樣，多普勒頻移便影響通話質(zhì)量。解決這個(gè)問題，就是想辦法讓兩者一致。”李航宇說。

讓兩者一致的辦法是什么？

“估算多普勒頻移，對偏差進(jìn)行補(bǔ)償。”蔣應(yīng)良回答。

基站建好后，運(yùn)用好“小區(qū)合并”技術(shù)功能和參數(shù)設(shè)置技巧，則是一個(gè)更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。“技術(shù)是固有的，難點(diǎn)是對參數(shù)設(shè)置要求非常精細(xì)。要靠通信工程師反復(fù)測試、勘察。”李航宇說，在兩個(gè)基站間，如果重疊覆蓋區(qū)域偏小，就要考慮調(diào)整設(shè)備功率，或是改變天線角度，這些都需要嚴(yán)格計(jì)算并測試。

為完成全長653公里的環(huán)島高鐵4G全覆蓋工程，海南聯(lián)通與海南高鐵公司共同攻關(guān)，共耗時(shí)14個(gè)月。辛勤的付出，最終換來豐盈的回報(bào)。

2月4日現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，西環(huán)高鐵的4G信號覆蓋率保持在97%，東環(huán)高鐵的4G信號覆蓋率達(dá)92.78%，峰值速率可達(dá)85Mbps左右，平均速率穩(wěn)定在40Mbps左右，可以滿足旅客在列車運(yùn)行中全程流暢觀看超清視頻。（記者 矯陽）