火車上4G網速或訊號時好時壞,是什麼原因?

時間 2021-05-31 13:24:38

1樓:船長

基站頻繁切換和都卜勒效應,以及過山洞遮蔽這類問題。有些老鐵路沿線是在山區,當地居民少,基站密度本來就不高。

新建的西成高鐵已經解決了這一問題,全程4G訊號穩定,包括山洞裡。

2樓:甜士多啤梨

這其實是訊號處理領域一直都有的研究方向,當火車高速移動時,會出現一些此種場景下的特殊問題。

一點一點來說,首先訊號是通過電磁波傳輸,電磁波的衰減會影響受到訊號的能量。高速鐵路會面臨一些低速情況下沒有的問題,例如:

車體穿透損耗: 現代火車對車廂封閉性要求很高,車體材料訊號遮蔽會很強,這導致電磁波的穿透損耗會進一步增強,在車廂內的手機使用者就會受到很弱的基站訊號。比如

現代高鐵採用的新型合金,一些車型採用金屬鍍膜玻璃,這會極大的增加電波傳輸損耗。

基站與列車之間存在電磁波的入射角問題,當電磁波到達車廂時的入射角很小時,電磁波傾向於在車廂外反射,而不是穿透進入車廂,這種情況下火車的穿透損耗增加幅度會增大

同時當入射角小於10°時,列車穿透損耗增加速度會明顯加快。

比如CRH1型不鏽鋼車體,在200km/h時穿透損耗24dB, CRH3輕型鋁合金車體;在330km/h時穿透損耗20dB;CRH5中空鋁合金車體,車體設計原因,在200km/h時穿透損耗是24dB[1]。

這些問題的解決方案是,運營商在建設基站時盡量靠近鐵路,保證基站與鐵路垂直距離在50-200公尺之間,增大入射角;同時在車廂內增加訊號直放器,放大傳入車廂後被衰減的訊號,或者直接在車廂內建設微型基站來廣播訊號。

2. 頻繁的小區切換

由於基站覆蓋面積有限,每乙個基站服務的範圍稱為小區,當運動的使用者穿過小區到達另乙個小區時,需要與小區內基站通訊進行網路切換。

經常出現的一種情況是,當高鐵速度過快導致穿越切換帶時間小於系統處理時間時,小區切換就無法順利完成,這時候需要重新搜尋小區。而列車上會有很多終端,這直接導致大批量的小區切換請求阻塞基站。

列車小區切換過程

現在一般會擴大列車周圍基站覆蓋面積,在鐵路沿線採用 BBU+RRU(基帶處理單元+射頻拉遠模組)聯合組網,擴大小區覆蓋。並且會同時考慮地形和執行速度,設定合理的切換演算法。

3.高速移動引起的都卜勒效應

物體運動時會產生都卜勒效應,都卜勒在通訊中會導致資訊傳輸路徑特性的快速變化,嚴重影響通道補償,會導致通訊效能降低。

通道會快速變化導致誤位元速率增加。這主要是因為都卜勒效應導致的頻移影響,當都卜勒效應產生時,通道的快變會使通道估計模組難度急劇增加,通道難以補償,從而使資料傳輸速率下降。

4G採用的OFDM訊號中,採用劃分子載波,並使子載波正交來提公升傳輸速率,都卜勒效應會破壞OFDM系統中各個子載波間的正交性,產生子載波間干擾,大大降低系統效能,它對都卜勒比傳統3G等更加敏感。。

現在很多廠商比如大唐,華為都有自己的頻偏跟蹤補償和頻偏預計演算法,這樣保證高速移動場景下的都卜勒頻移影響盡量低,但是這也僅僅是補償,並不能做到完美保證。

以上。[1]李丹, and 莊巨集成.高速鐵路 3G 及 TD-LTE 移動通訊關鍵問題研究綜述. Diss. 2013.

[2]蔣新華, 朱銓, and 鄒復民. "高速鐵路 3G 通訊的覆蓋與切換技術綜述."計算機應用32.09 (2012): 2385-2390.

[3]蘇華鴻. "移動通訊都卜勒頻移與高鐵覆蓋技術."郵電設計技術12 (2009): 1-4.

3樓:

你能收到4G訊號,說明你附近有4G的基站,長途火車沿線經過山區隧道之類的地方,不一定有訊號覆蓋,這跟運營商的投入建設有關,大部分地市的鐵路沿線都沒有很好的覆蓋。而且你高速經過基站,遠離時訊號原來越弱,這時候上網速率慢,如果沒有及時切換到強的訊號上,可能斷網。城區的情況更複雜一些,還涉及到你接入基站的容量,是否存在干擾,以及裝置故障,引數配置是否合理等因素。

跨地區的過程說小了就是兩個基站之間的切換,滿足一般條件接收沒有問題的。

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