高铁5G信号优化秘籍揭秘

高铁5G信号优化秘籍揭秘

德国铁路公司最近宣布了一项创新技术，通过更换新型车窗玻璃来显著提升高铁内部的5G信号覆盖率。这项技术不仅解决了传统金属涂层玻璃对信号的屏蔽问题，还能保证良好的隔热和隔音效果。此外，德国铁路还将升级现有的GSM-R网络至基于5G的FRMCS系统，全面提升列车控制和乘客上网体验。这一系列举措无疑将为未来的高铁旅行带来革命性的变化。

德国铁路新型车窗玻璃技术

德国铁路公司计划通过在沿线建设5G站点，并将传统GSM-R网络升级替换为基于5G的FRMCS（下一代铁路移动通信系统）的方式，将汉堡-柏林干线的网络速率提升至千兆（Gbps），从而大幅提升乘客的出行和上网体验，以及铁路运行效率。

在这份协议中，有一个技术细节引起了业界关注：列车将配备新型的玻璃窗，使5G信号能够穿透车厢，从而无需通过车厢顶部的天线进行信号中继。

由于高铁车厢主要采用金属材料，测试显示，在1.8GHz至3.5GHz频段范围内，高铁车厢的穿透损耗高达31至36dB。因此，外部的无线信号要想更好地抵达车厢内，可能只能依靠列车上的玻璃车窗了。但车窗玻璃的信号穿透损耗同样很高。

为了提供优质的隔热、隔音效果，火车、高铁的车厢窗户通常采用带有金属涂层的双层玻璃，这种玻璃会阻挡无线电波，大幅降低车厢内的无线信号强度。数据显示，带有隔热涂层的双层玻璃的蜂窝网络信号穿透损耗高达30dB，这意味着只有0.1%的外部无线信号能穿透进车厢内。但没有涂层的普通玻璃，穿透损耗仅为3dB，这相当于有50%的外部无线信号可穿透进车厢内。

德国运营商测试显示，高铁采用这种特殊玻璃后，可将5G无线信号衰减降低25dB，同时，使用3.5GHz/3.6GHz频段上的100M带宽，在120公里/小时的行驶速度下，车厢内的最高网率可达1Gbps。测试还显示，该方案对于网络上行速率的提升尤其明显。

FRMCS系统的技术细节和优势

GSM-R，顾名思义，就是基于GSM技术，专为铁路通信而开发的无线通信系统，已广泛用于列车控制、调度、管理等领域。FRMCS，全称Future Railway Mobile Communication System，未来铁路移动通信系统，是基于5G技术且面向未来可持续演进的铁路移动通信系统。

众所周知，GSM是2G时代的窄带通信技术，仅支持语音和小数据量传输。而5G是最新的移动通信技术，被称为行业数智化转型的基石，具有大带宽、低时延、高可靠、高安全等特性，综合能力远超GSM。因此，面对铁路系统数字化、智能化转型趋势，GSM-R让位给更契合数智化发展需求的FRMCS已成为必然趋势。

FRMCS不仅能通过高性能的5G网络提升旅客出行体验，而且能确保列车控制和调度等信号更及时、更可靠、更安全传输，支持大量传感器连接和多路高清视频回传，从而能帮助铁路系统实现智能化运营。

中国高铁5G信号优化最新进展

在中国，高铁5G信号优化也取得了显著进展。以兰张三四线兰武段为例，中国移动甘肃公司通过检测与优化308座5G基站，已为近4000班次列车、超过100万名旅客提供了稳定、流畅、便捷的网络通信服务。此外，还引入了公专网错频、宏微干扰协同等先进技术，使高铁全程5G网络下载速率超过500Mbps。

南京联通在京沪高铁南京段应用小区自定义波束最优调整技术，实现了高铁5G网络的优化，整体网络覆盖提升2.22%，SINR提升3.75%，下行速率提高11.05%。

高铁5G信号优化的技术挑战和解决方案

高铁场景下的通信网络覆盖面临诸多挑战：

• 列车运行速度快，"多普勒效应"严重
• 信号穿透损耗大，车厢特殊材料加剧信号衰减
• 相邻基站切换频繁，易导致用户信号中断
• 场景复杂多样，站址资源受限
• 话务量具有突发特性

为应对这些挑战，业界提出了多种解决方案。例如，5G-A 3CC（三载波聚合）技术通过聚合多个载波形成更大的传输带宽，大幅提升高铁网络容量及速率。在实际部署中，通过小区合并、BBU集中、RRU拉远等方式，实现了5G网络覆盖和感知的双提升。

这些新技术和解决方案的出现，不仅解决了高铁信号差的难题，更为未来的铁路通信系统发展指明了方向。随着5G技术的不断演进和创新，我们有理由相信，未来的高铁旅行将更加安全、便捷、舒适。