5G技术上高铁，坐车再也不用担心信号差了！

刚刚结束的端午小长假，很多人都选择高铁出行，去看看外面的世界，呼吸下新鲜空气。高铁高效、安全、便捷，是很多旅客中短途出游的首选。在漫长的旅途当中，寂寞难耐，大家都会拿出手机看视频听音乐，以此打发时间。玩手机的时候，大家通常会发现，手机信号很不稳定，看视频会卡，听音乐会断，玩游戏根本想都不敢想，大部分时间我们只能刷刷网页聊聊天，在无聊与乏味中度过这段旅程！

不过，这样的困境即将发生改变。据每日经济新闻等媒体消息，作为中国铁路动车组Wi－Fi系统唯一的建设和运营主体，国铁吉讯已组建专业技术团队，在高铁Wi－Fi系统技术储备、高铁Wi－Fi系统与5G融合、定制开发车载5G设备等三个方面进行了战略部署。

速度与基站

坐在飞速奔驰的高铁上，总会有种一日千里的感觉。可谁能想到，远高于普通列车的行驶速度，有一点会也成为高铁信号差的根源。众所周知，手机信号需要各个基站之间的传递才能发送出去，比如你给朋友发的微信，会先发到离你比较近的基站，经过多个基站层层传递之后，离你朋友比较近的基站才会把微信发给他。一般来说，基站的信号覆盖范围只有几公里，当列车在铁轨上行驶的时候，基站就会不断的切换。也就是说，我们的手机信号会从一个基站小区信道转到另一个基站小区信道。

通常，我们在步行或乘坐汽车时，感受不到信号的切换。因为人走路的速度只有每小时6－7公里，汽车的速度也只有每小时60－120公里，有这足够的时间在两个基站重叠覆盖范围内完成切换。但高铁不一样，高铁的奔驰速度达到250－400公里每小时。这样通过两个小区之间的重叠覆盖范围时间会少很多，当无法满足切换的所需的时间开销时，越区切换就失败了。切换一旦失败，我们的手机也就掉线了。

另外，高铁在高速运行过程中造成的多普勒效应也会严重影响到信号接收。所谓多普勒效应，即物体间的相对运动会造成信号的收发频率不一致，也就是会出现频偏。速度越快，频偏问题越明显。物理知识理解起来太复杂，简单的说，多普勒效应的意思就是手机运动的速度太快，信号都追不上，当信号到达的时候，已经错位了。

根据专业人士测算，物体在200公里每小时以上速度移动时，接收器对信号的正确接收与解调就变成了大问题。如果采用的是4G LTE技术，问题会更严重，因为4G LTE采用的正交频分复用（OFDM）调制体制对频移相当之敏感。

想要解决上面这些问题，最简单的办法就是多建基站，扩大基站重复覆盖面。可运营商建基站得考虑成本因素，高铁经过的区域非常广，不仅有人口密集的城市，也有荒无人烟的地带。在人烟稀少的地区大建基站，显然得不偿失。好在5G时代就要来了，有了5G技术，情况就不一样了。5G的性能指标里面，明确指出，可以支持终端最高移动速度为500km／h，完全不用担心切换失败和多普勒效应。

5G与高铁Wi－Fi

很多人认为5G的特点就是比4G网速快，其实这种理解过于单一。5G与4G相比，最大的特征在于5G能针对特定场景和需求，与不同的场景融合，发挥更多优势。据介绍，国铁吉讯与华为、中兴等5G设备商正联合开发车载5G设备，并计划于今年底完成测试工作。在高铁Wi－Fi系统与5G技术的融合方案中，利用了边缘计算、网络切片、虚拟化等关键技术解决高铁上网信号差难题。

事实上，高铁Wi－Fi并不是刚刚弄出来的新概念，很多高铁上都有Wi－Fi，只不过用的人很少而已。高铁上的Wi－Fi一般分两种，一种是纯局域网，在服务器上存储大量视频，游戏等内容，用于局域网娱乐，这种车载Wi－Fi功能单一，乘客大多不买账。另一种就是要连接互联网了，也就是大家真正需要的Wi－Fi。

众所周知，Wi－Fi技术指的是通过Wi－Fi无线路由器把有线网络信号和移动网络信号转换成无线信号。我们家里用的无线路由器，通常是将有线光纤信号转换成无线信号。但是在高铁上，接入有线信号成本过于昂贵。除了在铁路沿线部署光纤和电网，还要每隔几百米就要布一个室外AP（无线访问节点，也叫无线接入点，可以理解成最末端的无线交换机）。

这种模式实际上就是用室外AP热点取代运营商基站。车厢内的热点和室外的热点连通，从而实现高铁Wi－Fi上网。可惜这种模式技术难度太大，它要求车厢内AP热点能够与所有室外AP无缝切换，按照高铁300公里左右的时速，4秒钟就要切换一次AP热点连接。可以想象一下，家里每隔4秒就要换一个路由器上网是什么概念。

有线网络信号网络信号不可行，高铁Wi－Fi只剩下移动数据信号转无线信号这一个选择了。事实上，现在部分高铁上提供的免费Wi－Fi，都是通过车载路由器，把沿线的4G信号转换成无线Wi－Fi信号。本质上，4G技术下的高铁WiFi与直接接收4G信号并无区别，使用起来还是会遇到掉线、高延迟等问题。而5G技术特有的低延迟、高可靠性正好可以解决这些难题。

前文说过，5G可以支持终端最高移动速度为500km／h，因此5G技术加持下的高铁Wi－Fi并不用担心掉线问题。另外，5G增强移动宽带（eMBB）场景具有高清视频的大带宽无线接入能力，乘客可以轻松通过高铁Wi－Fi享受4K甚至8K高清视频，以及VR、AR体验。等以后5G基站普及，我们在高速运行的高铁上，不仅上网看高清视频不会卡顿，或许还能打破时间和环境的限制，轻松开无延迟网络视频会议，戴着VR头盔在玩游戏……