??? 影響高速移動通信的因素

??? 高速移動狀態下的通信相比靜止狀態或低速狀態下的通信面臨更多的問題，多普勒效應和快速切換帶來的影響是高速移動環境下不得不解決的兩大難題，速度越高，影響越大，解決難度也越大，對技術的要求也越高。

??? 多普勒頻移

??? 當終端在運動中通信，特別是高速移動的情況下，終端和基站都有直視信號，接收端的信號頻率會發生變化，這種現象稱為多普勒效應，由多普勒效應引起的頻移稱為多普勒頻移。多普勒頻移對基站和終端均產生影響，如果不采取措施，通信質量將嚴重惡化，甚至掉線。

??? 對基站的影響：WCDMA基站采用相干解調檢測方式工作，接收端的本地解調載波必須與接收信號的載波同頻同相，載波頻率的抖動會對接收機的解調性能產生明顯的影響。受多普勒效應影響，上行信號頻移最大可達750Hz，嚴重影響上行接入、容量和覆蓋等性能，這對基站解調性能來說，無疑是一個挑戰。

??? 對終端的影響：為了對抗由多普勒效應而產生的頻率抖動，用戶終端通過自動頻率補償AFC(Automatic Frequency Correction)技術來自動鎖定最佳服務小區的接收信號頻率，并將鎖定的頻率作為參考基準發送上行信號。不難看出，AFC算法對于減小多普勒頻移產生的影響，提高解調性能，起到至關重要的作用。

??? 快速切換的影響

??? 假設切換區大小不變，那么移動速度越高終端穿越切換區的時間越短。當終端移動速度足夠快，以至于穿越切換區的時間小于系統處理軟切換的最小時延，則軟切換流程無法完成，導致掉話。

??? 一般情況下，軟切換時延為200-600ms，假設終端的測量時間為200ms，則軟切換最大時延為800ms。根據速度與距離的關系，很容易算出用戶終端運動速度與所需最小切換區大小的對應關系。

??? 難題不難

??? 2006年1月，來自全球頂級移動運營商的專家們參加了上海磁懸浮列車WCDMA業務演示活動。列車穿越了0-431公里/小時的區域，路線涵蓋到8個小區，在移動視頻電話一直保持的情況下，承載在分組域的高速流媒體視頻點播業務的圖像流暢、色彩艷麗，平均下載速率保持在350kbps以上，網頁瀏覽業務同樣非常流暢。在每一個車廂，網絡的覆蓋性能都很正常，呼叫建立成功率達到100%，視頻電話業務和流媒體業務的軟切換成功率分別達到99%、100%。在場的專家們享受了一趟愜意的移動體驗旅程。

??? 西班牙的Sevilla—Cordoba城際鐵路相距150公里，華為在此段鐵路建設了AVE(高速鐵路)試驗網絡，整個網絡包括7個基站，覆蓋兩個城市大約50公里的區域。列車經過華為試驗網絡時，速度穩定在250公里/小時左右，2005年11月中旬開展的測試活動表明，語音業務、VP業務、PS384K業務的呼叫建立成功率、切換成功率均達到99%以上，旅客感受不到列車內外通信品質的差別。

??? 破解之密

??? 為了解決高速覆蓋問題，華為在提高基站接收機性能、提高切換成功率、改善覆蓋效果等方面，提出了諸多行之有效的解決方案。

??? 改善基站接收機性能

??? 為了對抗多普勒效應，基站接收機必須采用AFC技術進行頻率糾偏。AFC功能對系統性能影響極大：未采用AFC技術，600Hz頻偏的性能損失達到4dB，750Hz頻偏的性能損失超過20dB，更高的頻偏將導致接入信號無法正確解調；采用AFC技術，1000Hz頻偏損失僅0.2dB。

??? 華為基站采用專有的接入信道AFC和專用信道AFC算法，使接收機前導檢測性能、消息解調性能和專用信道解調性能得到極大改善，接收機支持的最大頻偏達到1800Hz，在基站信號傳播方向與終端運動方向夾角為0或180度的情況下，可以支持488公里/小時的移動速度，完全滿足現有高速鐵路的覆蓋需求。

??? 提供豐富的切換方案

??? 高速移動和多普勒效應均會對切換產生影響，華為針對不同類型的環境問題，分別提出了相應的解決方案。

??? 軟切換方案：高速移動對軟切換的影響主要表現在，它對切換區大小提出了要求，切換區過小就會導致軟切換流程無法完成；多普勒效應對軟切換的影響表現在，它會影響到終端的同頻鄰區測量性能，隨著頻偏的增加用戶終端的測量性能也隨之下降，當頻偏超過某一門限后，軟切換流程將無法觸發。華為提出的解決措施包括：擴大軟切換區，以滿足最小軟切換時延的要求；提高信號質量，減小頻偏對終端測量性能的影響。

??? 小區分裂方案：對于同一NodeB的兩個小區，天線位置比較靠近，甚至在同一個鐵塔或抱桿上。當兩個小區分別覆蓋鐵路上兩個相反方向的時候，兩個小區天線夾角近似180度，小區間的交迭區處于兩個天線的后瓣或旁瓣。由于天線方向圖的前后比較大，天線后瓣或旁瓣方向的信號衰減很快，導致這兩個小區間的軟切換區域非常小，在這種情況下，即使采用擴大軟切換區的方法，效果也不一定理想。

??? 華為在實踐中摸索出一套小區分裂方法，能夠很好地解決這一問題。所謂小區分裂，就是為NodeB僅配置一個小區，通過功分器引入兩幅天線，分別覆蓋鐵路兩個相反的方向，將一個小區分裂為兩個扇區。由于只有一個小區，因此基站天線下面不存在軟切換，規避了軟切換區過小的問題。這種小區分裂的方法非常適用于基站距離鐵路近，兩個扇區交迭區域小，且位于基站下方的場合。

??? 異頻硬切換方案：在超高速移動的情況下，當多普勒效應引發的同頻鄰區相對頻偏大于一定門限時，連接態下的用戶終端測量不到同頻鄰區，無法觸發軟切換，導致軟切換無用武之地。此時，采用異頻硬切換方案來對抗多普勒頻偏效應，比軟切換方案更能保證連續覆蓋。異頻測量性能取決于終端的AFC算法、壓縮模式配置等環節，實測結果顯示，華為U626手機在兩個異頻鄰區間相對頻偏達到1700Hz時，仍可成功完成切換。

??? 隨著社會經濟的進一步發展和科技水平的不斷提高，越來越多的高速交通工具開始滲透到人們的日常生活。相應地，人們在高速移動環境下使用通信工具的機會也越來越多，因此對高速環境下通信質量的要求也越來越高。華為提供的高速環境下的覆蓋解決方案，完全可以滿足這種日益增長的需求，為人們的旅行生活帶來更舒適的通信體驗。