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高铁“多米诺”带来中兴通讯新掘金点

发布时间:2018-08-12 14:57热度()我要投稿
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导读:近期铁道部宣布,到2012年,旅客乘坐高速铁路到达除乌鲁木齐、拉萨和海口外的任何省会城市的时间都少于8个小时。

  近期铁道部宣布,到2012年,旅客乘坐高速铁路到达除乌鲁木齐、拉萨和海口外的任何省会城市的时间都少于8个小时。高速铁路将给中国经济带来多米诺效应:高铁将争夺航空业的高附加值用户,同时带来通信产业新的掘金点。

  当年日本新干线建成后,日本的航空公司曾迫于高铁带来的运营成本压力,停飞了新干线沿线站点的部分航线。这个道理很简单,现在一名旅客坐飞机从武汉到广州,航班飞行时间以及往返市区和机场的时间至少需要5个半小时,到2010年,旅客如果选择350千米/小时的高速铁路,列车运行和往返市区及车站的时间仅为4个小时,相对来说,乘坐高铁比乘坐飞机出行省时又省钱。

  但还有更重要的一点,对于商务人士来说乘坐飞机就意味着失去了三个小时的通信时间,而商务人士在乘坐高铁期间仍然可以与公司同事进行电话会议,可以与生意伙伴进行商务沟通,可以通过手机进行股市操作。因此,打造稳定的高铁通信网络,将为高铁吸引更多高端优质用户。高铁的发展既为通信产业提供了新的赢利点,也提出了更高的要求。

  高铁给通信产业带来难题

  “每小时超过300千米的时速将使用户在非常短的时间内穿过多个信号小区,会引起用户在通话过程中在不同的小区覆盖范围内频繁地切换,会导致掉话等诸多问题。”部电信研究院高级工程师张俊峰一语道破了高铁GSM网络系统的第一个难题———列车提速带来的次数更加频繁的通信区域重选与切换。

  高速列车时速高达350千米,接近100米/秒,按照传统通信设计理论,每一个通信小区覆盖铁路的范围是1.5千米。假设平均每次通话时间为60秒,那么在高铁上打电话平均不到半分钟就会发生一次区域重选,每次通话要发生4次切换。坐过“和谐号”列车的旅客都遇到过短信发不出去,电话经常掉线或者不通的情况,这就是因为手机的通信小区会在高铁的运行过程中频繁地重选和切换。

  解决高铁网络中出现的多普勒频移将是保证高铁用户稳定通话的另一项难题。在专业领域内,这种因波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象称为多普勒效应。在移动通信系统中,特别是高速场景下,这种效应尤其明显。多普勒效应所引起的频移称为多普勒频移(Dopplershift),用户移动方向和电磁波传播的方向相同时,多普勒频移最大,并且速度越快,多普勒频移越大。当列车时速350千米/小时,电磁波频率900MHz时,多普勒频移的范围是±290Hz,这样的频移会大大降低通信的质量。

  中兴开拓新掘金点

  用户最基本的要求就是保证通话的持续与稳定,只有做到打电话、发短信不断线,高铁相比于航空的移动办公优势才能够发挥。如果还能够使用3G网络进行视频会议,发送电子邮件,观看流媒体,那么高铁的吸引力将大大超过飞机。

  中兴通讯一直从用户的角度出发,对高铁通信网络的攻坚战也是分两步走:一方面,克服小区重选切换困难和解决多普勒频移问题,让稳定的通话成为可能;另一方面,充分考虑高端用户的数据通信需求,提供数据传输下载功能。

  要想保证切换成功率,最直接有效的方法并不是改良切换算法,也不是调整切换参数,而是从根本上降低切换次数。

  中兴率先推出了多RRU共小区技术,有效扩大了RRU覆盖下单小区的覆盖面积。多个小区合并之后,用户在高铁行驶过程中通话的切换次数将大大降低。这样的技术改进之后,用户的感受是电话不断线了,短信也发送成功了。但他们殊不知在这背后是一次思维转换和技术的创新。

  CRH3高速列车最高时速可达350千米/小时,速度达到近100米/秒。中兴通讯的多RRU共小区技术最大可使12个传统小区组合成一个大小区,小区覆盖范围可扩大到18千米,用户通话3分钟才需切换一次小区。

  解决高铁网络中出现的多普勒频移是保证高铁用户稳定通话的另一项难题,中兴通讯独创了频偏补偿算法解决这一难题。实现方法是BTS根据接收到的上行信号频偏,调整收信机接收频率,抵消多普勒效应导致的上行频率偏移;同时,相应对下行发信频率设置相同的偏移量,保证同手机的正常通信。在高铁网络实际施工中,中兴通讯根据累积的丰富工程经验人为调整部分基站与铁路的垂直距离,并通过工程算法来降低多普勒频移对高铁网络带来的通信影响。若将铁路沿线一基站从距离铁轨100米处移到距离铁轨300米处,那么350千米时速导致的多普勒频移将由290Hz降到约276Hz。

  满足高速列车用户优质、稳定的语音通信需求,算是迈出了成功的第一步。从2009年中国移动的GSM网络建设投资来看,EDGE网络扩容与用户接入速度提升仍是其坚定执行的方针。在3G网络建设初级阶段,大部分高端用户仍会选择通过EDGE网络进行数据传输、收发电子邮件、使用在线即时通信、收看图片新闻等。而且长时间的列车运行将使很多EGDE用户全程附着在EDGE网络上来消磨时间,这些用户对EDGE网络带宽及速率要求比较高。

  因此中兴重点开发了iBSC系统,BSCPCU能拥有更大的E-PDCH处理能力,最大配置仅为双机架,而其可处理的EDGE信道(MCS-9)可达10000条以上,可满足高铁高端用户的多样化需求,保证带宽和传输速度。

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