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华为Mate 30的肚子里,装着一幅中国高铁路线图

来源:企商网 2020-01-17 16:32:39
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“三亿分之一”,这就是今年的春运抢票盛况。据说自12月中旬春运火车票开售以来,现在已售出了三亿多张,你有没有抢到其中一张呢?

而春节回家,买到票只是第一步,还有漫漫回家路在等你。抢票比的是网速快,而坐车求的是信号稳,这就对通信网络要求很高。

01 从猩猩荡树读懂移动通信

很多人一听“通信”“基站”“信号”,就觉得很难理解。别怕,其实很简单。

所谓“移动通信”,一边移动一边通信。手机能移动,依靠的就是无数不动的基站组成的一张全覆盖的网。手机能够在这张网中移动,就涉及到一个“小区切换”的概念,举个例子:猩猩荡树。

以前看《猩球崛起3》,很多人对猩猩荡树的技能羡慕不已,仿佛那是我曾经失去的东西。

树是基站,猩猩们就是手机,树与树之间会有枝桠相互拼接,覆盖范围就是猩猩能荡多远。电影中的凯撒带着猴子们在穿越丛林时,先爬上一棵树(先选定使用一个小区),然后根据行进方向开始选下一棵树(小区切换),荡树的时候就要对自身的能力和下一棵树的距离作充分的考虑。跳到哪一棵合适,用多大的力气跳,这些都在行云流水般的荡树过程中一气呵成。

理想的切换是这样的:

然而现实是切换失败是经常出现的。可以说当前移动通信中切换导致的问题绝对是大头。比如像这样的:

还有像这样的:

还有像这样的:

还有各种强人所难型多不胜数。普通的切换就这么难,如果把这个速度提高数十倍,可能就从行云流水瞬变成落花流水。

那么问题来了,遇到高铁这样的“贴地飞行”,要如何通信呢?

移动通信从2G商用到至今5G方兴未艾,短短二十多年中,人类的速度也经历了数次飞跃,当时的设计显然没有考虑到如今高铁的速度。所以当传统的通信模型被搬到高铁上之后,就出现了严重的不适应。比如几代通信人的噩梦“多普勒效应”速度越快影响越大;比如高速场景下,原始的切换流程根本来不及准备,就已经要切下一个小区了。

那只荡树的猩猩,已经从这棵树脱手了,才发现刚才眼花要跳的是个电线杆子;或者还没站稳又要往下一棵跳了,或者跳过去发现是棵孤树……

高铁上通话信号差就是这个原因。

0高铁模式拯救掉线难题

找到了原因,要怎么解决呢?

简单说来,高速移动的场景下,切换需要更快更有效,就需要更有预测性。按常规的速度做出的反应已经跟不上了。以前荡树的时候,眼里看三棵树就够了,现在就必须要看到更大的范围,通过不断的智能学习,不断调整参数不断优化路径,以增加预测的速度和准确性。如果做到心中有整片森林,就能支持更快的速度。

原理是这样,到真正实现还有很长一段路,对于这种模型要反复验证,归类,再优化,再验证。其中会遇到各种各样的情况,单单一个信号衰减,在列车的加减速的时候、不同机车车厢、不同频段的信号经不同入射角穿透车厢、长隧道且有弯道等,都是不同的环境。这些场景都需要一次次验证完善,丰富智能通信芯片的处理。

于是,华为手机的工程师设计了专门的“高铁模式”。从数据建模到实现不掉线、不卡顿的“高铁模式”,这个过程并不是一蹴而就的。早在Mate 10之前,华为就已经着手研究高铁,他们派专人多次乘坐复兴号列车,在北京和上海之间往返,在352Km/h的最高时速上,反复测试、优化。内部人士还以武广高铁举例,介绍说:“全长1069公里,为了优化华为手机的高铁掉话率,最高峰时我们有12个同事每个人五台手机, 每天用9小时遍历全线一个来回。”当时不仅测试了中国的高铁,华为技术员还实地测试还包括日本新干线、德国ICE等铁路线路,累计测试路线高达40万公里,光是火车票摞起来就一人多高。

0腹有诗书气自华,腹有地图走天下

但这些还不够,因为网络就像河水,是变化的。

做一条线路简单,做十条呢?十个月后呢?或许,根据当前的网络情况,优化一条这样的线路,是可行的。而遇到大量的线路时,都要一节铁轨一节铁轨地摸爬滚打吗?我们都知道,网络是动态调整、动态变化的,这种调整会持续、突发的,只根据当前的环境来定点做优化,无异于刻舟求剑。

而通过现网和实验室模拟的数据收集验证完结后,提取出模型,具有自学习的能力,一方面,通过不断的数据获取,保持模型能及时更新;而且,还可以进行新的线路的自学习。

当千百万次的学习积累后,每一次火车经过河流、山川、荒原,手机已经知道不同环境下要匹配对应的基站和信号。翻山、越岭、跨江、过桥,信号在空中被选中连接,从而达到最好的通讯效果。

如今,Mate 30系列的“高铁模式”已经覆盖全国“四纵四横”高铁路网, 正式通过大量的数据模型和优异的自学能力实现的。

所谓“四纵四横”高铁路网,是全国铁路的大动脉,不仅疏通了各大城市,更驱动了全国的经济脉搏。到2020年将超过3万公里,预计2025年超过3.8万公里,中国高铁还在高速发展。

“四纵”为京沪高速铁路、京港客运专线、京哈客运专线、杭福深客运专线(东南沿海客运专线);“四横”为沪汉蓉高速铁路、徐兰客运专线、沪昆高速铁路、青太客运专线。而这张地图,Mate 30系列早就了然于胸。

也只有这样,才能真正的做到高速运行过程中不掉话、不断网,而且这个地图还是在不断更新不断扩展,智能通信也在高速发展中。

从前,乡愁是一张小小的火车票,我在这头,家在那头。

现在,华为手机在手,全世界都在我身边。

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