經(jīng)常坐高鐵的朋友，都知道高鐵上的手機信號很差——刷視頻突然卡頓、打游戲頻繁掉線、語音通話斷斷續(xù)續(xù)……明明手機信號滿格，網(wǎng)速卻十分拉跨。
高鐵上的手機信號為什么會差？原因其實很簡單：
首先，高鐵車廂是全封閉的金屬外殼（相當于是一個法拉第籠），信號穿透損耗極大。高鐵車窗的特殊鍍膜（隔熱防曬），也會阻擋手機信號。
其次，高鐵時速250-350公里，手機在基站間頻繁切換（每隔十幾秒一次），極易掉線。
第三，大家可能聽說過多普勒效應(yīng)——高鐵高速移動時，手機與基站之間的相對運動速度極快，導(dǎo)致信號“跟不上”（頻率發(fā)生偏移，解調(diào)信號難度增加），進一步影響通信質(zhì)量。
第四，高鐵車廂內(nèi)用戶密度極高，大量手機終端同時接入，會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源嚴重擁塞。
一直以來，高鐵的手機信號質(zhì)量提升，被公認為通信行業(yè)的硬骨頭。雖然各大運營商和鐵塔公司都在積極探索解決方案（增加基站、改進算法、組織專項優(yōu)化等），但始終難以徹底攻克這個難題。
今天小棗君要介紹的這項技術(shù)，專門針對高鐵場景，據(jù)說效果非常不錯。這項技術(shù)，就是來自中國移動的——比薩天線。
█ 傳統(tǒng)高鐵天線，到底存在什么不足？
在介紹比薩天線之前，我們先搞明白，為什么傳統(tǒng)基站天線hold不住高鐵場景。
傳統(tǒng)基站天線，設(shè)計初衷是服務(wù)城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)這種面狀覆蓋場景。
它的安裝姿態(tài)非常規(guī)整：垂直立在鐵塔上，通過電下傾、方位角調(diào)整，讓信號波束呈扇形鋪開，均勻覆蓋周圍整片區(qū)域。
而高鐵場景，屬于典型的長距離線型覆蓋。它是一條狹長的線型通道，綿延幾百上千公里，寬度卻只有十幾米。
采用傳統(tǒng)基站天線覆蓋高鐵線路，顯然面臨問題：
傳統(tǒng)天線波束是平鋪散開的，大量信號輻射到軌道兩側(cè)農(nóng)田、荒地，真正落在鐵軌上的能量有限。車廂內(nèi)的信號，肯定好不起來。
單站覆蓋時，有時候為了覆蓋遠，會盡量讓波束變窄，這也導(dǎo)致了波束之間的缺口。
這就是典型的“燈下黑（塔下黑）”。
換言之，傳統(tǒng)天線在覆蓋高鐵場景時，存在“信號鋪不勻、塔下信號弱”兩大痛點。傳統(tǒng)天線的信號波束，就像一把灑水壺，水花四濺，真正澆到軌道上的卻很少。
█ 比薩天線，為什么適合高鐵場景？
既然傳統(tǒng)天線的面狀覆蓋不適合高鐵場景，那么，是不是可以讓天線的波束形狀“歪”過來，變成直線，精準聚焦在鐵軌上？
中國移動研究院的技術(shù)團隊，基于這個思路，打磨出了比薩天線。
這款天線之所以取名“比薩”，不是因為長得像披薩，而是它像比薩斜塔一樣，自帶獨特的傾斜姿態(tài)，打破了傳統(tǒng)天線幾十年的安裝定式。
比薩天線的核心，是波束投影優(yōu)化技術(shù)和下傾角聯(lián)動橫滾角調(diào)整技術(shù)。
· 波束投影優(yōu)化技術(shù)
傳統(tǒng)天線，正面看是正的，只是側(cè)面看有下傾。
覆蓋在高鐵線路上，會有一個近點，還有一個遠點。近點，需要下傾角更大。遠點，需要下傾角更小。
傳統(tǒng)安裝的天線姿態(tài)，顯然是做不到的。天線地面波束投影和高鐵線路之間，肯定會有一個夾角。
圖片來自中移智庫
比薩天線的核心創(chuàng)新，就四個字——姿態(tài)重構(gòu)。它和傳統(tǒng)天線不同，它從側(cè)面看是傾斜的，正面看也是傾斜的。
通過調(diào)節(jié)天線的下傾角和方位角，使天線的法線方向（此處假設(shè)天線法線方向即為最大增益方向）指向高鐵線路。天線法線與高鐵線路相交的點，我們定義為軸點。
以法線方向為軸線，在下傾面內(nèi)左右旋轉(zhuǎn)天線，可以實現(xiàn)波束在地面投影圍繞軸點旋轉(zhuǎn)，達到波束投影與高鐵線路重合的效果。信號覆蓋區(qū)域，被拉成了一條直線！
圖片來自中移智庫
· 下傾角聯(lián)動橫滾角調(diào)整技術(shù)
原理很簡單。但是，在實際部署中，如何控制安裝精度，如何靈活調(diào)整，卻是一個大問題。
中國移動提出的下傾角聯(lián)動橫滾角調(diào)整技術(shù)，正是解決這一工程難題的關(guān)鍵。
基于這個技術(shù)，實現(xiàn)了下傾角調(diào)整方位與方位角調(diào)整方位的相互獨立。僅調(diào)整下傾角，就可以實現(xiàn)橫滾角姿態(tài)的聯(lián)動調(diào)整。
這樣一來，實際工程應(yīng)用中的參數(shù)調(diào)整就變得簡單高效，可操作性大大增強。
國家博物館展出的1:100比薩天線互動模型
█ 兩種方案，匹配不同場景需求
目前，中國移動聯(lián)合產(chǎn)業(yè)合作伙伴，推出了兩款成熟的比薩天線產(chǎn)品，用于適配不同的建站場景：
· 集成式比薩天線（聯(lián)合華為打造）
把軌道左右兩副天線用V型反射板集成在同一個圓筒罩內(nèi)，一根抱桿就能裝一套雙向覆蓋天線。這適合新建站點場景。
安裝時，天線法線對準軌道垂直方向調(diào)節(jié)下傾角，從而聯(lián)動左右天面的橫滾姿態(tài)，一步完成波束對齊。
這款比薩天線還支持功率共享，實現(xiàn)“功隨車動”——列車開到哪邊，功率就向哪邊傾斜，功率利用率大幅提升。
· 獨立式比薩天線（聯(lián)合京信通信打造）
采用分體創(chuàng)新安裝模組，機械傾角、天線方位角可以獨立調(diào)節(jié)，靈活性拉滿。
機械傾角在垂直高鐵線路方向上調(diào)節(jié)時，實現(xiàn)天面的橫滾姿態(tài)調(diào)整，從而達到波束地面投影與高鐵線路重合的效果。
這個方案的最大優(yōu)勢是利舊改造——原有高鐵站點不用更換天線主體，只替換安裝支架組件，就能升級比薩方案。這避免了大規(guī)模土建施工，適合存量線路的改造，性價比更高。
█ 比薩天線，實際落地效果如何？
比薩天線并不是一個新概念。早在2023年的MWC（世界移動通信大會）上，中國移動就正式對外發(fā)布了比薩天線原創(chuàng)方案。
后來，中國移動不斷對方案進行完善，并積極推動比薩天線從技術(shù)驗證走向現(xiàn)網(wǎng)部署。
截至目前，比薩天線已經(jīng)在江蘇、河南、安徽、四川、江西、遼寧、廣東等十余個省份多條主干高鐵（京滬高鐵、哈大高鐵、廣湛高鐵等）落地商用。
根據(jù)實際部署的測試結(jié)果來看，比薩天線確實帶來了性能提升：
· 精準聚能，覆蓋能力大幅躍升
波束全部聚焦軌道，能量利用率翻倍。
據(jù)測試，車廂內(nèi)RSRP平均提升4-6dB，弱覆蓋區(qū)域基本清零。基站站間距從傳統(tǒng)600米拉長至800米，同等線路基站數(shù)量減少近40%。用戶上行通信速率提升70%。
信號不再浪費在無關(guān)區(qū)域，同時大幅降低高鐵專網(wǎng)信號對周邊公網(wǎng)小區(qū)的干擾，一舉兩得。
· 安裝極簡，大幅降低落地門檻
傳統(tǒng)高鐵天線調(diào)試是行業(yè)噩夢，參數(shù)復(fù)雜，裝完反復(fù)復(fù)測、來回調(diào)整，施工周期長。
比薩天線標準化三步安裝法：正對、下傾、調(diào)方位，搭配瞄準儀就能精準定位，下傾角和橫滾姿態(tài)聯(lián)動調(diào)節(jié)，一次吊裝完成優(yōu)化，不用多次上塔返工。
普通施工班組也能快速上手，支撐大規(guī)模規(guī)?；逃?。
· 場景通用，不止能用在高鐵
比薩天線的姿態(tài)調(diào)節(jié)邏輯不局限于鐵路，而是適用于各種線型場景解決方案。
例如高速公路、跨江長橋、河道沿岸、低空航線等所有狹長帶狀覆蓋區(qū)域，都能復(fù)用這套技術(shù)，應(yīng)用前景非常廣闊。
█ 結(jié)語
總而言之，比薩天線是一個非常有意思的技術(shù)創(chuàng)新，是天線技術(shù)基于高鐵場景的深度定制優(yōu)化。
我們國家正在大力推進“信號升格”專項行動，高鐵場景正是其中的關(guān)鍵一環(huán)。比薩天線憑借其優(yōu)勢，正成為高鐵信號覆蓋增強的明星方案。
希望比薩天線能夠在更多的高鐵線路落地，讓每一位乘客都能在飛馳的列車上享受穩(wěn)定流暢的網(wǎng)絡(luò)體驗。
參考文獻：
1、《面向高鐵沿線場景的“比薩天線”創(chuàng)新覆蓋技術(shù)》，中移智庫；
2、《國博“網(wǎng)絡(luò)發(fā)展新圖景成就展” | “塔系列”比薩天線模型》，中國移動研究院；
3、《牡丹江分公司高鐵專線天面方案實踐案例分享》，張志峰；
4、《中國移動發(fā)布原創(chuàng)自有品牌比薩天線，可大幅提升高鐵沿線信號覆蓋連續(xù)性》，中移科協(xié)。
