劉 暢 蔣志勇

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)需求的擴(kuò)大，軌道交通技術(shù)在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了一些新的變革。低真空管道超高速磁懸浮鐵路，也被稱(chēng)為“超級(jí)高鐵”，作為一種新型的軌道交通技術(shù)出現(xiàn)在公眾的視野中。低真空管道超高速磁懸浮鐵路將磁懸浮技術(shù)和低真空管道運(yùn)行環(huán)境相結(jié)合，設(shè)計(jì)時(shí)速可高達(dá)1000 km，致力成為一種超高速、高安全、環(huán)境友好的新型交通方式。

現(xiàn)行的軌道交通技術(shù)受限于輪軌摩擦、氣動(dòng)阻力和噪聲等原因，其最高理論運(yùn)行時(shí)速約為600 km，而低真空管道磁懸浮列車(chē)通過(guò)將磁懸浮技術(shù)和低真空運(yùn)行條件相結(jié)合，突破了當(dāng)前輪軌交通的速度極限［1］。因此，低真空管道磁懸浮列車(chē)方案雖然在工程上依然存在許多問(wèn)題亟待研究和解決，但也不能阻止其成為未來(lái)超高速軌道交通發(fā)展的重要方向之一。

在列車(chē)超高速行駛的條件下，業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)的性能提出了更高的要求：牽引制動(dòng)系統(tǒng)和運(yùn)行控制系統(tǒng)對(duì)于車(chē)地通信的低時(shí)延、高可靠性要求將進(jìn)一步提高；在低真空管道環(huán)境中為旅客提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)也將成為必須要解決的問(wèn)題。作為對(duì)未來(lái)交通變革的技術(shù)儲(chǔ)備，提前對(duì)低真空管道超高速磁懸浮鐵路無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究具有重要意義。

1 低真空管道超高速磁懸浮鐵路車(chē)地通信需求分析

1.1 承載業(yè)務(wù)

低真空管道超高速磁懸浮鐵路的運(yùn)行控制、牽引制動(dòng)等技術(shù)與現(xiàn)有的高速磁懸浮鐵路在原理上基本保持一致。因此，兩者對(duì)于車(chē)地通信系統(tǒng)所需承載的業(yè)務(wù)也較為相近。通過(guò)對(duì)上海高速磁浮示范線(xiàn)進(jìn)行調(diào)研，目前車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)在高速磁懸浮鐵路中主要承載牽引供電和運(yùn)行控制兩方面業(yè)務(wù)。同時(shí)，在低真空管道的運(yùn)行場(chǎng)景中，整個(gè)車(chē)廂形成了一種“信息孤島”的環(huán)境，旅客在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法與外界進(jìn)行信息的交流，這將嚴(yán)重影響旅客的舒適度和安全感，因此為旅客提供基本的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)也是低真空管道超高速磁懸浮鐵路車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)需要解決的問(wèn)題。

1.1.1 牽引供電系統(tǒng)

高速磁懸浮鐵路的牽引供電系統(tǒng)為磁浮列車(chē)提供運(yùn)行時(shí)所需要的動(dòng)力，主要由供電、變流、饋電電纜、軌旁開(kāi)關(guān)和直線(xiàn)電機(jī)長(zhǎng)定子繞組等部分組成。

牽引供電系統(tǒng)通過(guò)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)獲取車(chē)輛的速度和位置信息，并以此為依據(jù)，為分段的長(zhǎng)定子繞組提供特定幅值和頻率的電源，該電源產(chǎn)生的行波磁場(chǎng)與勵(lì)磁磁鐵產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生列車(chē)高速行駛所需的牽引力。

牽引供電系統(tǒng)對(duì)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信的實(shí)時(shí)性要求較為苛刻。參考上海高速磁浮鐵路，當(dāng)列車(chē)速度低于100 km/h 時(shí)，地面牽引控制系統(tǒng)通過(guò)列車(chē)向地面發(fā)送的位置信息對(duì)列車(chē)進(jìn)行牽引控制，要求通信時(shí)延小于5 ms；當(dāng)列車(chē)速度高于100 km/h 時(shí)，地面牽引控制系統(tǒng)通過(guò)定子繞組的反監(jiān)視信號(hào)即可完成對(duì)列車(chē)的精確定位，不再需要傳輸車(chē)載定位信息。

1.1.2 運(yùn)行控制系統(tǒng)

高速磁懸浮鐵路的運(yùn)行控制系統(tǒng)主要完成對(duì)列車(chē)運(yùn)行的控制、安全防護(hù)、自動(dòng)運(yùn)行及調(diào)度管理等任務(wù)。運(yùn)行控制系統(tǒng)由中央控制系統(tǒng)、分區(qū)控制系統(tǒng)和車(chē)載運(yùn)行控制系統(tǒng)組成，通過(guò)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)保持與列車(chē)的不間斷通信，主要用于傳輸操作控制數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)和旅客信息數(shù)據(jù)，同時(shí)為車(chē)輛與中心的操作人員提供語(yǔ)音服務(wù)。

1.1.3 旅客基本互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)

為保障旅客的舒適度和安全感，低真空管道超高速磁懸浮鐵路的車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)還需在一定程度上滿(mǎn)足旅客的通信需求。

基本互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)應(yīng)包括即時(shí)通信軟件、電子郵件、金融類(lèi)軟件、以文本信息為主的資訊類(lèi)軟件等互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。其他如影音、游戲等高帶寬的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需求，可由本地影音娛樂(lè)系統(tǒng)替代滿(mǎn)足。

由于旅客基本互聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)不涉及行車(chē)安全，因此為旅客提供的一切網(wǎng)絡(luò)服務(wù)均需在保證列車(chē)系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)那疤嵯绿峁?/p>

1.2 技術(shù)難點(diǎn)

低真空管道超高速磁懸浮鐵路對(duì)車(chē)地通信技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)對(duì)超過(guò)1000 km/h 的超高列車(chē)運(yùn)行速度和超長(zhǎng)密閉管道傳播環(huán)境的適應(yīng)性上。其中，超高列車(chē)運(yùn)行速度帶來(lái)了多普勒頻移和越區(qū)切換2 個(gè)方面的問(wèn)題；超長(zhǎng)密閉管道傳播環(huán)境具有多徑衰落和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)部署困難的問(wèn)題。

1.2.1 多普勒頻移

多普勒效應(yīng)是指因波源或觀察者相對(duì)于傳播介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而使觀察者接收到的波頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。多普勒頻偏計(jì)算公式為

式中：θ為移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)方向和入射波方向的夾角；v為移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度；C 為電磁波傳播速度，即光速；f為載波頻率。

由式（1）可知，多普勒頻偏與移動(dòng)臺(tái)的速度成正比，相比于現(xiàn)有高鐵，低真空管道超高速磁懸浮列車(chē)在超高速移動(dòng)的情況下，接收端信號(hào)的多普勒頻偏將成倍增加，導(dǎo)致基站和接收機(jī)的相干解調(diào)性能降低。

1.2.2 越區(qū)切換

越區(qū)切換是指移動(dòng)用戶(hù)在不同小區(qū)間移動(dòng)時(shí)，為了保證用戶(hù)的連續(xù)通信而需要進(jìn)行的信道切換。在列車(chē)超高速移動(dòng)的場(chǎng)景下，越區(qū)切換的頻率將更加頻繁，切換成功率和切換時(shí)延等指標(biāo)的優(yōu)劣將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的通信性能。

1.2.3 多徑衰落

多徑傳播是所有移動(dòng)信道的共同特性，多徑傳播造成多徑衰落，使接收信號(hào)的幅度急劇變化。在全封閉的金屬管道內(nèi)，空間狹小，多徑衰落更為嚴(yán)重，將嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。

1.2.4 無(wú)線(xiàn)電波傳播方式

不同于開(kāi)闊場(chǎng)景，在全封閉的金屬管道內(nèi)部，如果采用無(wú)線(xiàn)電自由波通信，路徑損耗將顯著提高，還有可能出現(xiàn)波導(dǎo)效應(yīng)。另外，在超高速列車(chē)運(yùn)行的狹窄管道內(nèi)安裝天線(xiàn)可能帶來(lái)較高的安全隱患，也不便于設(shè)備維護(hù)檢修。在超長(zhǎng)隧道場(chǎng)景中，更常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)電波傳播是采用漏纜或漏泄波導(dǎo)等方式，以獲得更加均勻、優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量［2-3］。但相比于傳統(tǒng)的隧道場(chǎng)景，金屬管道對(duì)電波輻射和電波反射都有影響，將會(huì)使漏纜或漏泄波導(dǎo)在低真空管道內(nèi)的傳播模型產(chǎn)生很大變化。這些變化對(duì)漏纜或漏泄波導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果的影響程度還需要進(jìn)行針對(duì)性的研究。

2 既有無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

通過(guò)對(duì)既有無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)方案的調(diào)研，目前還沒(méi)有可完全滿(mǎn)足低真空管道超高速磁懸浮鐵路需求的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。但應(yīng)用于高速磁懸浮鐵路車(chē)地通信的38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)和應(yīng)用于民航客機(jī)的ATG-LTE 地空無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)與低真空管道超高速磁懸浮鐵路車(chē)地通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用場(chǎng)景存在相似點(diǎn)，具有較高的參考價(jià)值。

2.1 38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)

38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)是德國(guó)針對(duì)磁懸浮鐵路系統(tǒng)需求專(zhuān)門(mén)定制研發(fā)的一種磁懸浮列車(chē)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信方案，同時(shí)也是目前上海高速磁浮示范線(xiàn)使用的車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信方案。該方案在上海高速磁浮最高時(shí)速430 km 的運(yùn)營(yíng)環(huán)境下得到了長(zhǎng)期驗(yàn)證，其可用性和可靠性均有一定保證。

2.1.1 承載業(yè)務(wù)

38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)主要用于傳輸車(chē)輛與地面之間的運(yùn)行控制、牽引控制、診斷及旅客信息等數(shù)據(jù)，同時(shí)為車(chē)輛與中心的操作人員提供語(yǔ)音服務(wù)。系統(tǒng)針對(duì)不同業(yè)務(wù)的性能需求提供了不同的服務(wù)質(zhì)量：對(duì)于牽引控制數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供了高實(shí)時(shí)性保障，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延不超過(guò)5 ms［5］；對(duì)于運(yùn)行控制數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供了高可用性保障，數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)率不高于10-6；對(duì)于其他高帶寬需求業(yè)務(wù)，系統(tǒng)提供了高動(dòng)態(tài)服務(wù)保障，根據(jù)當(dāng)前通信質(zhì)量可提供16M～100 MHz 的可用帶寬。

2.1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

圖1 38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，由中央無(wú)線(xiàn)控制單元（CRCU）、分區(qū)無(wú)線(xiàn)控制單元（DRCU）、光纖網(wǎng)（OFN）、地面無(wú)線(xiàn)基站（RBS）和車(chē)載無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)5 個(gè)組成部分?；就ㄐ盘炀€(xiàn)沿軌道架設(shè)，車(chē)載天線(xiàn)安裝在列車(chē)兩端［6］。

CRCU 部署于控制中心，控制中心利用CRCU提供的接口，通過(guò)38 GHz 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與列車(chē)進(jìn)行旅客信息、診斷數(shù)據(jù)及語(yǔ)音數(shù)據(jù)的傳輸交換。整個(gè)上海磁浮示范線(xiàn)被分為4 個(gè)無(wú)線(xiàn)控制分區(qū)，DRCU 通過(guò)OFN 與地面基站連接，并控制基站僅當(dāng)有列車(chē)處于該基站覆蓋范圍內(nèi)時(shí)才將其激活。為了保證沿線(xiàn)各點(diǎn)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的全覆蓋，通常RBS 的間距為0.3～1.1 km，使用頻率為37.1～38.5 GHz［7］。車(chē)載無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)由組合天線(xiàn)、移動(dòng)終端和移動(dòng)無(wú)線(xiàn)控制單元（MRCU）組成，MRCU 控制移動(dòng)終端進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信號(hào)的收發(fā)，并為車(chē)載業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供相應(yīng)接口。

2.1.3 技術(shù)特點(diǎn)

38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)承載了牽引控制、運(yùn)行控制等涉及行車(chē)安全的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確、高效的數(shù)據(jù)傳輸，是確保整個(gè)磁浮系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件。因此，38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)在多個(gè)方面采用了冗余性設(shè)計(jì)，以確保整個(gè)系統(tǒng)的高可靠運(yùn)行。

1）物理通道冗余。

38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)由2 個(gè)完全相同的子系統(tǒng)組成，稱(chēng)為通道A 與通道B。2 套子系統(tǒng)均包含各自的分區(qū)無(wú)線(xiàn)控制單元、基站收發(fā)器、移動(dòng)收發(fā)器以及移動(dòng)無(wú)線(xiàn)控制單元，2 套子系統(tǒng)同時(shí)工作、可獨(dú)立運(yùn)行?；竞鸵苿?dòng)收發(fā)器都采用單發(fā)雙收的設(shè)計(jì)，即在發(fā)射時(shí)只發(fā)射本通道的無(wú)線(xiàn)信號(hào)，接收時(shí)可同時(shí)接收來(lái)自2 個(gè)通道的不同頻率的無(wú)線(xiàn)信號(hào)［8］。

通過(guò)以上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了2 套完整的車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)設(shè)備冗余，并通過(guò)單發(fā)雙收機(jī)制形成了4 條無(wú)線(xiàn)通信鏈路，進(jìn)一步提高了無(wú)線(xiàn)接入側(cè)的冗余度；保證了列車(chē)運(yùn)行全過(guò)程中能同時(shí)被2 個(gè)通道子系統(tǒng)完全覆蓋，其中1 個(gè)通道的任何設(shè)備故障都不會(huì)影響到列車(chē)的正常運(yùn)行；同時(shí)由于2 個(gè)通道子系統(tǒng)的基站呈交錯(cuò)式部署，則其分區(qū)切換時(shí)機(jī)也呈交錯(cuò)式分布，從而避免了分區(qū)切換時(shí)可能導(dǎo)致的通信短暫中斷。

2）數(shù)據(jù)傳輸冗余。

38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)通過(guò)對(duì)冗余通道的交叉復(fù)用，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。每個(gè)通道子系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，不僅傳輸自身通道的數(shù)據(jù)，還通過(guò)數(shù)據(jù)交換，同時(shí)傳輸另一通道承載的數(shù)據(jù)。接收端信號(hào)收發(fā)器接收到數(shù)據(jù)后，再將不屬于本通道的數(shù)據(jù)重新分配給另一通道子系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)電控制單元進(jìn)行處理。例如，通道A發(fā)送端在傳輸應(yīng)由它承載的A 數(shù)據(jù)的前提下，還通過(guò)數(shù)據(jù)交換傳輸通道B 承載的數(shù)據(jù)；通道A 接收端在接收到來(lái)自通道A 發(fā)送端的數(shù)據(jù)后，自行處理通道A 數(shù)據(jù)，并將通道B 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給通道B設(shè)備。

2.2 ATG-LTE 無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)

航空交通系統(tǒng)與低真空管道超高速磁懸浮鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行場(chǎng)景有一定的相似度。首先，航空飛機(jī)的速度可達(dá)1200 km/h，多普勒頻移和越區(qū)切換的問(wèn)題在地空通信中同樣突出；其次，旅客在進(jìn)行航空旅行時(shí)，由于無(wú)法通過(guò)公網(wǎng)的3 G、4 G 等手段與外界進(jìn)行信息交互，與低真空管道超高速磁懸浮鐵路系統(tǒng)相似，所以航空交通系統(tǒng)也需解決旅客的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)需求。

實(shí)現(xiàn)飛機(jī)旅客空中上網(wǎng)目前有2 種方式，通過(guò)衛(wèi)星中繼聯(lián)網(wǎng)和建設(shè)專(zhuān)門(mén)的地面站與飛機(jī)聯(lián)網(wǎng)，即所謂的空-地直通聯(lián)網(wǎng)（Direct Air-to-Ground Communications，ATG） 或稱(chēng)為地空寬帶通信網(wǎng)［9］。由于在低真空管道超高速磁懸浮鐵路系統(tǒng)中，列車(chē)運(yùn)行在封閉的管道中，顯然衛(wèi)星中繼聯(lián)網(wǎng)并不適用，而ATG 網(wǎng)絡(luò)對(duì)于超高速環(huán)境下的適應(yīng)性具有一定的參考意義。ATG 無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)可基于2 G、3 G、4 G，甚至5 G 進(jìn)行定制，目前已商用的、 性能最佳的ATG 技術(shù)為基于4 G 的ATG-LTE 解決方案。

ATG-LTE 網(wǎng)絡(luò)通信方案是一種基于LTE 網(wǎng)絡(luò)的ATG 解決方案，繼承了LTE 網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)。目前已在歐洲商用，覆蓋整個(gè)歐洲空域，單機(jī)可提供帶寬最高可達(dá)100 Mbps。

2.2.1 承載業(yè)務(wù)

在機(jī)艙內(nèi)，機(jī)載ATG 設(shè)備向乘客提供無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，用戶(hù)通過(guò)Wi-Fi 與之建立連接；在機(jī)艙外，通過(guò)LTE 技術(shù)實(shí)現(xiàn)地面基站與機(jī)載ATG設(shè)備間數(shù)據(jù)鏈路的建立，并最終將乘客與地面互聯(lián)網(wǎng)連接到一起，實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)服務(wù)。

2.2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

ATG-LTE 系統(tǒng)架構(gòu)與LTE 系統(tǒng)架構(gòu)基本一致，主要差異在于：移動(dòng)端為裝載了機(jī)載天線(xiàn)和機(jī)載通信終端的航空飛機(jī)。

2.2.3 技術(shù)特點(diǎn)

ATG-LTE 技術(shù)方案在LTE 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)航空超高速運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了針對(duì)性的定制優(yōu)化。采用定制的無(wú)線(xiàn)收發(fā)設(shè)備，電信運(yùn)營(yíng)商沿飛行航路或特定空域在地面架設(shè)基站，向高空進(jìn)行覆蓋（單個(gè)基站覆蓋高度為6000～12000 m），可以為不同高度層航線(xiàn)的飛機(jī)提供最高100 Mbps 的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)帶寬，從而使機(jī)艙內(nèi)的乘客可以訪問(wèn)外部互聯(lián)網(wǎng)［11］。為完成上述目標(biāo)，ATG-LTE 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：①超高速適應(yīng)性技術(shù)，通過(guò)多普勒頻偏跟蹤與補(bǔ)償，適用于1200 km/h 的超高速移動(dòng)；②超級(jí)小區(qū)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了200～300 km 超大小區(qū)覆蓋，減小切換，降低干擾；③定制化的地面天線(xiàn)，小區(qū)可覆蓋從低空至高空的不同范圍；④差異化的QoS［10］，滿(mǎn)足從飛行數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻及用戶(hù)上網(wǎng)等不同業(yè)務(wù)的不同優(yōu)先級(jí)需求。

3 結(jié)論

1）通過(guò)對(duì)38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)和ATG-LTE 無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)通信方案的研究和對(duì)比，結(jié)合低真空管道超高速磁懸浮鐵路的特殊應(yīng)用場(chǎng)景和需求，以上2 種通信系統(tǒng)方案均不能完全滿(mǎn)足低真空管道超高速磁懸浮鐵路車(chē)地通信的需求［4］。

2）38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)作為一整套磁浮專(zhuān)用系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，是一個(gè)高度定制化的專(zhuān)用通信系統(tǒng)。雖然低真空管道超高速磁懸浮鐵路在牽引制動(dòng)、運(yùn)行控制等方面與目前的高速磁浮鐵路有許多相似之處，但兩者在設(shè)計(jì)時(shí)速、運(yùn)行環(huán)境等方面存在著較大的差異。例如，其在功能上無(wú)法滿(mǎn)足為旅客提供基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的要求，毫米波的傳播特性也不適于在超長(zhǎng)管道中進(jìn)行覆蓋。但低真空管道超高速磁懸浮鐵路車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)可借鑒該系統(tǒng)在保證通信可靠性上的設(shè)計(jì)值。

3）ATG-LTE 無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)雖然基本滿(mǎn)足了通信系統(tǒng)對(duì)超高速適應(yīng)性和對(duì)帶寬的需求，但地空通信的方式與管道磁懸浮的環(huán)境差異較大。該系統(tǒng)主要承載的是旅客互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，屬于不涉及運(yùn)營(yíng)安全的可靠性要求較低的業(yè)務(wù)，在系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)上無(wú)法滿(mǎn)足低真空管道超高速磁懸浮鐵路車(chē)地通信系統(tǒng)的要求。但ATG 方案的成功商用證明了4 G、5 G 等通用通信制式可通過(guò)針對(duì)性?xún)?yōu)化或修改，使其達(dá)到超高速環(huán)境下的運(yùn)用需求，為低真空管道超高速磁懸浮鐵路車(chē)地通信系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)提供了更多的選擇空間。

4）在低真空管道超高速磁懸浮鐵路中可以參考ATG-LTE 方案，基于LTE 或5 G 等通用通信制式，針對(duì)低真空管道超高速磁懸浮鐵路這一特殊場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以克服超高速運(yùn)行環(huán)境所帶來(lái)的多普勒頻移、越區(qū)切換等相關(guān)問(wèn)題；參考38 GHz 毫米波車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)，通過(guò)多重冗余性設(shè)計(jì)，保障系統(tǒng)的可靠性；同時(shí)，為保障管道內(nèi)行車(chē)安全，采用漏纜或漏泄波導(dǎo)的方式進(jìn)行管道內(nèi)的接入網(wǎng)部署，并結(jié)合管道材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、尺寸以及系統(tǒng)使用頻率進(jìn)行針對(duì)性選型和驗(yàn)證，以適應(yīng)超長(zhǎng)密閉管道的特殊應(yīng)用環(huán)境。