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,，歷時3年零2個月終于完工，通信項目已通過中國電信,、中國移動,、中國聯(lián)通三家運營商的網(wǎng)絡(luò)驗收測試，信息“大橋”與港珠澳大橋?qū)崿F(xiàn)了同步規(guī)劃,、同步設(shè)計,、同步建設(shè),。

        令人印象深刻的是，在港珠澳大橋深達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。

        讀完這則新聞不禁讓人心生疑惑,，這么深的隧道,，信號滿格到底是如何實現(xiàn)的呢？平時坐火車過長一點的隧道,，還經(jīng)常出現(xiàn)信號消失,，語音斷續(xù)，甚至無法接打的情況,。而在手機剛普及的時候,，每逢春節(jié)，特別是除夕夜,，還經(jīng)常出現(xiàn)短信發(fā)不出,、電話接不通的情況，這又是為什么呢,，這些技術(shù)有什么區(qū)別呢,？

        1. 手機通信信號是如何提供的，海底隧道信息設(shè)施為什么是鐵塔公司建設(shè)呢,？

        手機移動通信系統(tǒng)由三大部分組成：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,，均不能直接進行通信，需要經(jīng)過基站和移動交換中心進行接入和轉(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。這也就能夠解釋,，為什么在港珠澳大橋深達40余米的海底隧道內(nèi)手機依然可以實現(xiàn)滿格,。

        △圖中左側(cè)紅色閃電表示無線信號，右側(cè)線路是有線信號,。不同基站（BS）覆蓋了不同范圍,，它們通過一個交換中心（MSC）進行轉(zhuǎn)換

        新聞中專門提到項目是由中國鐵塔公司進行通信主體工程建設(shè)的，實現(xiàn)了三大運營商的網(wǎng)絡(luò)性能測試,，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)通三大運營商各自擁有自己的運營網(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),、獨立運營的，造成了資源的極大浪費,。2014年,，為了減少電信行業(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,，從機制上進一步促進節(jié)約資源和環(huán)境保護,，三大運營商共同出資成立中國鐵塔公司。

        2. 火車過隧道時,，為什么信號不好,？

        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，從而影響無線信號覆蓋以外,，還有其他的原因。

        首先,，由于移動通信是利用無線電波進行信息傳輸,，運行情況十分復(fù)雜，很容易受通信環(huán)境物體遮擋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展。

        火車過隧道時,，遮擋和衰減的情況是比較嚴重的,。

        還有大家生活中一定有這樣的經(jīng)歷，打電話一旦出現(xiàn)語音斷斷續(xù)續(xù)的情況,，可以拿著手機走到稍微開闊的地帶,，語音信號立即就清晰流暢了，也是這個道理,。

        同時,，移動無線信號還容易受移動臺與基站之間的相對高速運動影響，引起多普勒頻移以及相鄰蜂窩覆蓋之間信號的快速切換,，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下設(shè)計,，當(dāng)運動速度超過200公里/小時臨界限制時,，累計多普勒頻移偏差會顯著增加，導(dǎo)致移動通信質(zhì)量明顯下降?，F(xiàn)在的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,，未來時速500公里的超級高鐵場景的通信問題就是當(dāng)前5G重點解決的問題之一。

        3. 除了火車過隧道,，生活中還有哪些容易出現(xiàn)“信號不好”的場景,？

        生活中，“信號不好”的場景可不只有火車過隧道,。

        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)場及廟會現(xiàn)場,，也經(jīng)常出現(xiàn)手機接不通,、信息發(fā)不出的現(xiàn)象。

        還有除夕之夜,，辭舊迎新的時刻,，正要給親朋好友發(fā)送祝福，手機就是不給力,，因此大家前兩年經(jīng)常接到“為了避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,，提前送上新年祝福”的短信,，這主要都是為了避開通信高峰時刻的網(wǎng)絡(luò)擁塞,。

        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),，每個小區(qū)在給定頻段上所能支持都有最大用戶數(shù)限制,，一旦超過上限容量，就會造成網(wǎng)絡(luò)擁塞,，通話無法接入,，短信發(fā)送延時或無法發(fā)出。

        4. 影響無線信號的因素有哪些,，如何解決信號不好的情況呢,？

        在無線通信的信道傳輸過程中，由于大氣及地面的影響而發(fā)生傳播損耗及傳播延時隨時間變化的現(xiàn)象叫做衰落,，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，影響信號同步跟蹤過程等,，如何對抗衰落是無線通信必需認真解決的問題,。

        非頻率選擇性衰落會導(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,。

        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)在很多大樓的電梯,、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,。

        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)最嚴重的后果之一是在信道傳播中引入非主徑信號的疊加變量，破壞奈奎斯特準則和匹配濾波準則,，從而產(chǎn)生碼間串?dāng)_，導(dǎo)致信噪比嚴重惡化,。

        如上圖所示,，移動臺不僅接收到基站直接發(fā)送的無線信號，還收到經(jīng)過空間多個物體反射,、折射的信號,，導(dǎo)致多個信號疊加之后的快衰落變化。同時,，由于移動臺相對基站在移動,，導(dǎo)致多普勒頻移引起的慢衰落變化，這些都是信號衰減的表現(xiàn),。對抗頻率選擇性衰落手段包括分集技術(shù),、均衡技術(shù),、瑞克技術(shù)及糾錯技術(shù)等，由于這些技術(shù)過于專業(yè),，這里我們就不做具體解釋,。

        5. 未來通信將是什么樣的？

        信息革命浪潮一波未平,，一波又起,，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)，帶動信息社會進入智能化時代,。

        未來我們的通信將是5G的世界,。

        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。中國也由在2G/3G時代跟跑國際信息技術(shù)發(fā)展,，到4G時代與發(fā)達國家并駕齊驅(qū),，到5G時代主導(dǎo)國際標準的制定。華為在一場3GPP RAN1 87次會議的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及法國的Turbo2.0方案，拿下5G時代的話語權(quán),。

        5G需要具備比4G更高的性能,，支持0.1～1Gbps的用戶體驗速率，每平方公里一百萬的連接數(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500Km以上的移動性和數(shù)十Gbps的峰值速率,。

        其中,，用戶體驗速率、連接數(shù)密度和時延為5G最基本的三個性能指標,。同時,，5G還需要大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運營的效率，相比4G,，頻譜效率提升5～15倍,，能效和成本效率提升百倍以上

        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四個主要技術(shù)場景,。從5G的規(guī)劃設(shè)計指標可以看出,，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,，即便有更快的超級高鐵投入使用，甚至在飛機上,，乘客也可隨意地上網(wǎng),，在線觀看視頻，而不用擔(dān)心卡頓問題,，更不用擔(dān)心電話接通或通話斷續(xù),；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,，可以自如地分享現(xiàn)場實況，可以在除夕之夜,、新年鐘聲敲響的那一刻,，即時送上美好的祝福，而不用擔(dān)心卡頓擁塞,；隨著低功耗大連接5G物聯(lián)網(wǎng)的全面使用,，將實現(xiàn)物理世界萬事萬物透徹的感知、全面的連接,、無人的值守,、智能的控制；隨著低時延高可靠網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建設(shè),，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。

        我們深信,，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,。