专治高铁信号差：一文看懂“比萨天线”

经常坐高铁的朋友，都知道高铁上的手机信号很差——刷视频突然卡顿、打游戏频繁掉线、语音通话断断续续……明明手机信号满格，网速却十分拉跨。

高铁上的手机信号为什么会差？原因其实很简单：

首先，高铁车厢是全封闭的金属外壳（相当于是一个法拉第笼），信号穿透损耗极大。高铁车窗的特殊镀膜（隔热防晒），也会阻挡手机信号。

其次，高铁时速250-350公里，手机在基站间频繁切换（每隔十几秒一次），极易掉线。

第三，大家可能听说过多普勒效应——高铁高速移动时，手机与基站之间的相对运动速度极快，导致信号“跟不上”（频率发生偏移，解调信号难度增加），进一步影响通信质量。

第四，高铁车厢内用户密度极高，大量手机终端同时接入，会导致网络资源严重拥塞。

一直以来，高铁的手机信号质量提升，被公认为通信行业的硬骨头。虽然各大运营商和铁塔公司都在积极探索解决方案（增加基站、改进算法、组织专项优化等），但始终难以彻底攻克这个难题。

今天小枣君要介绍的这项技术，专门针对高铁场景，据说效果非常不错。这项技术，就是来自中国移动的——比萨天线。

█传统高铁天线，到底存在什么不足？

在介绍比萨天线之前，我们先搞明白，为什么传统基站天线hold不住高铁场景。

传统基站天线，设计初衷是服务城市、乡镇这种面状覆盖场景。

它的安装姿态非常规整：垂直立在铁塔上，通过电下倾、方位角调整，让信号波束呈扇形铺开，均匀覆盖周围整片区域。

而高铁场景，属于典型的长距离线型覆盖。它是一条狭长的线型通道，绵延几百上千公里，宽度却只有十几米。

采用传统基站天线覆盖高铁线路，显然面临问题：

传统天线波束是平铺散开的，大量信号辐射到轨道两侧农田、荒地，真正落在铁轨上的能量有限。车厢内的信号，肯定好不起来。

单站覆盖时，有时候为了覆盖远，会尽量让波束变窄，这也导致了波束之间的缺口。

这就是典型的“灯下黑（塔下黑）”。

图片来自“降本增效出效益”

换言之，传统天线在覆盖高铁场景时，存在“信号铺不匀、塔下信号弱”两大痛点。传统天线的信号波束，就像一把洒水壶，水花四溅，真正浇到轨道上的却很少。

█比萨天线，为什么适合高铁场景？

既然传统天线的面状覆盖不适合高铁场景，那么，是不是可以让天线的波束形状“歪”过来，变成直线，精准聚焦在铁轨上？

中国移动研究院的技术团队，基于这个思路，打磨出了比萨天线。

这款天线之所以取名“比萨”，不是因为长得像披萨，而是它像比萨斜塔一样，自带独特的倾斜姿态，打破了传统天线几十年的安装定式。

比萨天线的核心，是波束投影优化技术和下倾角联动横滚角调整技术。

· 波束投影优化技术

传统天线，正面看是正的，只是侧面看有下倾。

覆盖在高铁线路上，会有一个近点，还有一个远点。近点，需要下倾角更大。远点，需要下倾角更小。

传统安装的天线姿态，显然是做不到的。天线地面波束投影和高铁线路之间，肯定会有一个夹角。

图片来自中移智库

比萨天线的核心创新，就四个字——姿态重构。它和传统天线不同，它从侧面看是倾斜的，正面看也是倾斜的。

通过调节天线的下倾角和方位角，使天线的法线方向（此处假设天线法线方向即为最大增益方向）指向高铁线路。天线法线与高铁线路相交的点，我们定义为轴点。

以法线方向为轴线，在下倾面内左右旋转天线，可以实现波束在地面投影围绕轴点旋转，达到波束投影与高铁线路重合的效果。信号覆盖区域，被拉成了一条直线！

图片来自中移智库

·下倾角联动横滚角调整技术

原理很简单。但是，在实际部署中，如何控制安装精度，如何灵活调整，却是一个大问题。

中国移动提出的下倾角联动横滚角调整技术，正是解决这一工程难题的关键。

基于这个技术，实现了下倾角调整方位与方位角调整方位的相互独立。仅调整下倾角，就可以实现横滚角姿态的联动调整。

这样一来，实际工程应用中的参数调整就变得简单高效，可操作性大大增强。

国家博物馆展出的1:100比萨天线互动模型

█两种方案，匹配不同场景需求

目前，中国移动联合产业合作伙伴，推出了两款成熟的比萨天线产品，用于适配不同的建站场景：

·集成式比萨天线（联合华为打造）

把轨道左右两副天线用V型反射板集成在同一个圆筒罩内，一根抱杆就能装一套双向覆盖天线。这适合新建站点场景。

安装时，天线法线对准轨道垂直方向调节下倾角，从而联动左右天面的横滚姿态，一步完成波束对齐。

这款比萨天线还支持功率共享，实现“功随车动”——列车开到哪边，功率就向哪边倾斜，功率利用率大幅提升。

·独立式比萨天线（联合京信通信打造）

采用分体创新安装模组，机械倾角、天线方位角可以独立调节，灵活性拉满。

机械倾角在垂直高铁线路方向上调节时，实现天面的横滚姿态调整，从而达到波束地面投影与高铁线路重合的效果。

这个方案的最大优势是利旧改造——原有高铁站点不用更换天线主体，只替换安装支架组件，就能升级比萨方案。这避免了大规模土建施工，适合存量线路的改造，性价比更高。

█比萨天线，实际落地效果如何？

比萨天线并不是一个新概念。早在2023年的MWC（世界移动通信大会）上，中国移动就正式对外发布了比萨天线原创方案。

后来，中国移动不断对方案进行完善，并积极推动比萨天线从技术验证走向现网部署。

截至目前，比萨天线已经在江苏、河南、安徽、四川、江西、辽宁、广东等十余个省份多条主干高铁（京沪高铁、哈大高铁、广湛高铁等）落地商用。

根据实际部署的测试结果来看，比萨天线确实带来了性能提升：

·精准聚能，覆盖能力大幅跃升

波束全部聚焦轨道，能量利用率翻倍。

据测试，车厢内RSRP平均提升4-6dB，弱覆盖区域基本清零。基站站间距从传统600米拉长至800米，同等线路基站数量减少近40%。用户上行通信速率提升70%。

图片来自“降本增效出效益”

信号不再浪费在无关区域，同时大幅降低高铁专网信号对周边公网小区的干扰，一举两得。

·安装极简，大幅降低落地门槛

传统高铁天线调试是行业噩梦，参数复杂，装完反复复测、来回调整，施工周期长。

比萨天线标准化三步安装法：正对、下倾、调方位，搭配瞄准仪就能精准定位，下倾角和横滚姿态联动调节，一次吊装完成优化，不用多次上塔返工。

普通施工班组也能快速上手，支撑大规模规模化商用。

·场景通用，不止能用在高铁

比萨天线的姿态调节逻辑不局限于铁路，而是适用于各种线型场景解决方案。

例如高速公路、跨江长桥、河道沿岸、低空航线等所有狭长带状覆盖区域，都能复用这套技术，应用前景非常广阔。

█结语

总而言之，比萨天线是一个非常有意思的技术创新，是天线技术基于高铁场景的深度定制优化。

我们国家正在大力推进“信号升格”专项行动，高铁场景正是其中的关键一环。比萨天线凭借其优势，正成为高铁信号覆盖增强的明星方案。

希望比萨天线能够在更多的高铁线路落地，让每一位乘客都能在飞驰的列车上享受稳定流畅的网络体验。

参考文献：

1、《面向高铁沿线场景的“比萨天线”创新覆盖技术》，中移智库；

2、《国博“网络发展新图景成就展” | “塔系列”比萨天线模型》，中国移动研究院；

3、《牡丹江分公司高铁专线天面方案实践案例分享》，张志峰；

4、《中国移动发布原创自有品牌比萨天线，可大幅提升高铁沿线信号覆盖连续性》，中移科协。

文章转载自"鲜枣课堂"公众号