（原標(biāo)題：漲知識｜港珠澳大橋深40余米海底隧道,，信號滿格如何實現(xiàn)的）

2017年7月5日拍攝的建設(shè)中的海底隧道,。新華社記者 梁旭 攝

不久前，由粵港澳三地合作共建的超級跨海工程——港珠澳大橋開通了4G網(wǎng)絡(luò)信號,。這是由中國鐵塔公司承建的港珠澳大橋主體工程移動通信基礎(chǔ)設(shè)施,，已經(jīng)通過中國電信、中國移動,、中國聯(lián)通3家運營商的網(wǎng)絡(luò)驗收測試,。尤其令人印象深刻的是——在港珠澳大橋深達(dá)40余米的海底沉管隧道內(nèi)，手機上的4G網(wǎng)絡(luò)信號依然滿格,，語音視頻通信流暢,。

生活中，乘坐車輛（尤其是火車）通過長一點的隧道,，經(jīng)常會出現(xiàn)信號消失的情況,。那么，在港珠澳大橋深達(dá)40余米的海底沉管隧道內(nèi),，信號滿格是如何實現(xiàn)的,？海底隧道信息設(shè)施為何由鐵塔公司建設(shè)？兩者技術(shù)有何區(qū)別,？這要從手機通信信號是如何提供的說起,。

信號覆蓋度至關(guān)重要

移動臺能否收到無線信號，取決于所在區(qū)域基站的信號覆蓋情況

手機移動通信系統(tǒng)由3大部分組成：移動臺（如手機）,、基站BS（天線,、無線電信號的接收,、發(fā)射設(shè)備及基站控制器等）、交換網(wǎng)絡(luò)（移動交換機,、跨地區(qū)間的中繼傳送設(shè)備等）,。移動臺之間無論離得多近，均不能直接通信,，需要經(jīng)過基站和移動交換中心接入和轉(zhuǎn)發(fā),。因此，移動臺能否收到無線信號,，首先取決于所在區(qū)域基站的信號覆蓋情況,。

為實現(xiàn)手機信號滿格，港珠澳大橋主體工程移動通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)選擇了由中國鐵塔公司承建,，最終實現(xiàn)了3大運營商的網(wǎng)絡(luò)性能測試,。那么，中國鐵塔公司與運營商之間有什么聯(lián)系呢,？

中國電信,、中國移動、中國聯(lián)通3大運營商各自擁有運營網(wǎng)絡(luò)及無線頻段,，以往移動基礎(chǔ)設(shè)施都是各自建設(shè),、獨立運營，造成了資源浪費,。2014年,，為減少電信行業(yè)內(nèi)鐵塔以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)、提高行業(yè)投資效率,、從機制上進(jìn)一步促進(jìn)節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù),，3大運營商共同出資成立了中國鐵塔公司，并從中受益,。

但話說回來,，火車過隧道時，為什么還是信號不好呢,？除了部分隧道由于位置偏僻,、隧道過長、環(huán)境復(fù)雜等原因,，導(dǎo)致幾大移動運營商網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)覆蓋不全,，影響無線信號覆蓋以外，還存在其他誘因,。

首先,，移動通信是利用無線電波信息傳輸，運行情況十分復(fù)雜,，很容易受到通信環(huán)境中的物體遮擋以及信號傳輸衰減等因素影響,，產(chǎn)生多徑效應(yīng)和陰影效應(yīng),，造成電波傳播的幅度衰落和時延擴(kuò)展。

當(dāng)火車通過隧道時,，遮擋和衰減的情況就比較嚴(yán)重,。因此，在生活中,，當(dāng)手機通話出現(xiàn)語音斷斷續(xù)續(xù)時,，可以拿著手機走到稍微開闊的地帶，語音信號會立即變得清晰流暢,。

同時,，移動無線信號還容易受到移動臺與基站之間的相對高速運動影響，從而造成電波傳播特性的快速隨機變化,。前幾年乘坐高鐵時,，語音信號很差，主要就是這個原因,。當(dāng)時,，主流的2G網(wǎng)絡(luò)主要針對相對慢速運動場景設(shè)計,，當(dāng)運動速度超過200公里/小時臨界限制時,，就會導(dǎo)致移動通信質(zhì)量明顯下降。目前,，4G網(wǎng)絡(luò)基本解決了300公里/小時高鐵高速移動的通信問題,；而未來時速500公里的超級高鐵通信問題，正是當(dāng)前5G重點解決的問題之一,。

生活中,，除了火車過隧道，在人群超密集的集會現(xiàn)場,，如足球比賽現(xiàn)場,、大型音樂會現(xiàn)場等，也經(jīng)常會出現(xiàn)手機接不通,、信息發(fā)不出的現(xiàn)象,。此外，前兩年在辭舊迎新的除夕之夜,，為避免網(wǎng)絡(luò)擁堵,，大家經(jīng)常提前發(fā)送新年祝福的短信。這些現(xiàn)象背后的原因,，都是移動通信的帶寬限制,。無論2G、3G還是4G通信系統(tǒng),，每個給定頻段上所能支持的人數(shù)都有限制,，一旦超過上限容量,，就會造成網(wǎng)絡(luò)擁堵，通話無法接入,，短信發(fā)送延時或無法發(fā)出,。

無線信號不好怎么辦

有效對抗“衰落”是解決無線通信質(zhì)量的關(guān)鍵

那么，影響無線信號的因素有哪些,，如何解決信號不好的問題呢,？

在無線通信的信道傳輸過程中，由于大氣及地面影響,，發(fā)生傳播損耗及傳播延時隨時間變化的現(xiàn)象叫作“衰落”——一般分為非頻率選擇性衰落（又稱平衰落）和頻率選擇性衰落,。衰落對通信的影響主要有：接收電平降低，無法保證正常通信,；接收波形畸變,，產(chǎn)生嚴(yán)重誤碼；傳播延時變化,，破壞與時延同步,。在快衰落情況下，由于電平變化迅速,，還會影響信號同步跟蹤過程等,。而平衰落會導(dǎo)致無線通信系統(tǒng)無法正常工作，對于手機用戶來講就是無信號,。因此,，如何對抗衰落是無線通信必須認(rèn)真解決的問題。

而對抗這類衰落的方法主要有增加發(fā)送功率,、提高天線高度,、減少通信距離等。在移動通信中,，具體來說就是通過布設(shè)基站,、微蜂窩、直放站等方式,，增加區(qū)域的信號覆蓋及信號強度,。比如，現(xiàn)在很多高層建筑的電梯,、地下車庫都能夠打電話,，就是因為運營商在這些地方增加了微蜂窩基站或直放站，實現(xiàn)無線信號的有效覆蓋,。

相比而言,，無線通信系統(tǒng)比較難解決的是由于多徑效應(yīng)引起的頻率選擇性衰落。多徑效應(yīng)最嚴(yán)重的后果之一是導(dǎo)致信噪比嚴(yán)重惡化，影響通話質(zhì)量,。目前,，對抗頻率選擇性衰落的主要手段包括：分集技術(shù)、均衡技術(shù),、瑞克技術(shù)及糾錯技術(shù)等,。

5G通信是必然選擇

5G具備比4G更高的性能，未來的通信將是5G的世界

信息革命浪潮一波未平,，一波又起,。當(dāng)前，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù),，帶動信息社會進(jìn)入智能化時代,。未來，我們的通信將是5G的世界,。

其中,，物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)將成為5G發(fā)展的兩大主要驅(qū)動力。中國也經(jīng)歷著在2G/3G時代跟跑國際信息技術(shù)發(fā)展,，在4G時代與發(fā)達(dá)國家并駕齊驅(qū),，直至5G時代主導(dǎo)國際標(biāo)準(zhǔn)制定的發(fā)展道路。華為公司就在一場5G短碼討論方案中,，憑借59家代表的支持,，以極化碼（Polar Code）戰(zhàn)勝了高通主推的LDPC，以及法國的Turbo2.0方案,，拿下5G時代話語權(quán),。

就具體應(yīng)用而言,，5G需要具備比4G更高的性能——支持0.1至1Gbps的用戶體驗速率,，每平方公里100萬的連接數(shù)密度，毫秒級的端到端時延,，每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度,，每小時500千米以上的移動性以及數(shù)十Gbps的峰值速率。

其中,，用戶體驗速率,、連接數(shù)密度和時延是5G最基本的3個性能指標(biāo)。同時,，5G還需要大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運營效率,，與4G相比，其頻譜效率提升5至15倍,，能效和成本效率提升百倍以上,。

同時，IMT-2020（5G）從移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)主要的應(yīng)用場景、業(yè)務(wù)需求及挑戰(zhàn)出發(fā),，將5G概括為連續(xù)廣域覆蓋,、熱點高容量、低功耗大連接和低時延高可靠4個主要技術(shù)場景,。從5G的規(guī)劃設(shè)計指標(biāo)可以看出,，5G相對當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)有著全方位的提升，將有效解決當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)存在的瓶頸和“痛點”問題,。

未來,，隨著5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)快速連續(xù)覆蓋，即便面對更快的超級高鐵甚至在飛機上,，乘客也可以隨時上網(wǎng),，在線觀看視頻，不用擔(dān)心卡頓問題,，更不用擔(dān)心電話能否接通或通話斷續(xù),。而隨著超密集熱點大容量問題的解決，在足球比賽現(xiàn)場,、音樂會現(xiàn)場,，大家也可以自如分享現(xiàn)場實況，還可以在除夕之夜,，即時送上美好祝福,。

此外，隨著低功耗大連接5G物聯(lián)網(wǎng)的全面使用,，將實現(xiàn)物理世界萬事萬物的透徹感知,、全面連接、無人值守以及智能控制,；而隨著低時延高可靠網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建設(shè),，還將真正實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中車車、車路,、車網(wǎng)的全面實時可靠通信,，實現(xiàn)智能駕駛、無人駕駛的全面普及,。

相信通過5G技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,，未來必將實現(xiàn)“信息隨心至、萬物觸手即”的美好愿景,。