文章插图
很多人都有这样的经历,要坐很长时间火车时,会提前在手机上下载好几部电影以便打发车上的时间 。特别是在中国南方地区,地形复杂,火车穿山越岭,一进入隧道,火车上就没信号 。
很多人猜想,可能是因为信号被山体挡住了,无法进入隧道 。
(图片来源:Veer图库)
然而,港珠澳大桥深达40余米的海底沉管隧道内,手机上的4G网络信号依然满格,语音视频通信流畅 。
“藏身”于水下40余米的港珠澳大桥沉管隧道设计图
(图片来源:http://www.hzmb.org/cn/default.asp)
这么深的隧道,信号都能实现满格 。火车过长一点的隧道,却会经常出现信号消失,语音断续,甚至无法接打电话的情况 。这是为什么呢?
Part.1
手机接收信号,这三个条件都不能少
我们先来了解一下手机是如何接受信号的 。
手机移动通信系统由三大部分组成:移动台(如手机);基站(天线、无线电信号的接收、发射设备及基站控制器等);交换网络(移动交换机、跨地区间的中继传送设备等) 。
移动台之间无论离得多近,均不能直接进行通信,需要经过基站和移动交换中心进行接入和转发,因此移动台能否收到无线信号,首先取决于所在区域基站的信号覆盖情况 。
(图片来源:Veer图库)
这也就能够解释,为什么在港珠澳大桥深达40余米的海底隧道内手机依然可以实现满格 。
Part.2
火车过隧道时,为什么信号不好?
说回来,火车过隧道时,为什么还是信号不好呢?
(图片来源:中研网)
首先,由于移动通信是利用无线电波进行信息传输,运行情况十分复杂,很容易受通信环境物体遮挡及信号传输衰减等因素影响,产生多径效应和阴影效应,造成电波传播的幅度衰落和时延扩展 。
火车过隧道时,信号遮挡和衰减的情况比较严重 。
大家生活中一定有这样的经历,打电话一旦出现语音断断续续的情况,可以拿着手机走到稍微开阔的地带,语音信号立即就清晰流畅了,其实也是这个道理 。
同时,移动无线信号还容易受移动台与基站之间的相对高速运动影响,引起多普勒频移以及相邻蜂窝覆盖之间信号的快速切换,从而造成电波传播特性的快速随机变化,前几年乘坐高铁时,语音信号很差主要就是这个原因 。
行进中的高铁(图片来源:中国经济网)
2G网络主要针对相对慢速运动场景下设计,当运动速度超过200公里/小时临界限制时,累计多普勒频移偏差会显著增加,导致移动通信质量明显下降 。现在的4G网络基本解决了300公里/小时高铁高速移动的通信问题 。未来时速500公里的超级高铁场景的通信问题就是当前5G重点解决的问题之一 。2019年末,已经有运营商进行了5G商用网络测试,在代表地表最高速度的磁悬浮列车时速接近450公里情况下,5G商用终端稳定 。
当然,火车过隧道信号差,往往还与部分隧道位置偏僻、隧道过长、环境复杂等,导致几大移动运营商网络基础设施建设覆盖不全,从而影响无线信号覆盖有关 。
Part.3
生活中还有哪些容易出现“信号不好”的场景?
生活中,“信号不好”的场景可不只有火车过隧道 。
人群超密集的集会现场,如足球比赛现场、大型音乐会现场及庙会现场,也经常出现手机接不通、信息发不出的现象 。
还有除夕之夜,辞旧迎新的时刻,正要给亲朋好友发送祝福,手机就是不给力,因此大家前两年经常接到“为了避免网络拥塞,提前送上新年祝福”的短信,这主要都是为了避开通信高峰时刻的网络拥塞 。
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