地铁场景5G-A融合优化技术研究

通信世界网消息（CWW）城市地铁属于高密度移动场景，存在隧道信号衰耗大、列车高速移动、客流潮汐波动剧烈、多径干扰强等突出问题，对5G网络要求严苛。地下封闭环境信号损耗严重，高速移动易引发多普勒频移与切换故障，高峰用户激增导致网络过载，多径叠加造成信噪比（Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR）偏低。传统单/双载波架构带宽受限（小于100 MHz）、静态调度僵化、抗干扰能力弱，高峰时段易出现拥塞、速率骤降、VoNR（Voice over New Radio，5G新通话）卡顿及切换失败等问题，难以满足大带宽、低时延业务需求[。

现有研究多聚焦单点技术改进，普遍存在技术单一、维度割裂、协同不足等问题，无法同时兼顾覆盖增强、容量扩大、干扰抑制、移动性保障与弹性调度五大核心需求[2]。针对上述问题，本文构建三载波聚合（Three Component Carriers‌‌，3CC）、VoNR语数分层、AI潮汐智能调度、多频段联合抗干扰的四维协同优化体系，从频谱、业务、调度、干扰维度突破瓶颈，形成可复制的地铁5

地铁隧道封闭导致信号衰减幅度大，高速移动引发多普勒频偏；车站多隔断遮挡导致网络覆盖不均与深度不足；客流潮汐波动剧烈，静态规划难以弹性适配业务变化[4]。传统优化手段无法兼顾网络覆盖、容量、移动性及业务保障，亟需系统性方案加以突破。

2 5G-A融合优化方案

面对地铁高客流密度下的容量瓶颈，传统单载波扩容与参数优化已难以满足5G-A确定性体验要求。本文提出融合3CC、VoNR语数分层、AI潮汐智能调度及多频段联合抗干扰的方案，以四大模块协同破解地铁网络覆盖痛点。

2.1 3CC频谱扩容

突破传统带宽限制，采用2.1 GHz FDD（覆盖锚点）+3.4/3.5 GHz TDD（容量层）载波聚合，总带宽240 MHz。2.1 GHz保障连续覆盖与移动性锚定，3.4/3.5 GHz承载高速数据，跨载波联合调度实现资源池化与负载均衡，频谱利用率提升30%；功率协同补偿使弱覆盖区参考信号接收功率提升2~3 dB，兼顾覆盖范围与容量。

2.2 VoNR语数分层业务隔离

构建频域硬隔离与动态优先级调度双机制：VoNR锚定2.1 GHz，分配独立PRB、固定功率与最高优先级；高速数据分流至3.4/3.5 GHz，实现语音不被抢占、数据互不干扰。基于QCI（QoS Class Identifier‌‌，服务质量类别标识符）动态调度，高峰提升VoNR权重并限制大流量带宽，平峰释放语音空闲资源；同时优化2.1 GHz的功率、切换及调制编码，降低时延、提升MOS（Mean Opinion Score‌，平均意见得分），以保障高清通话。

2.3 AI潮汐智能调度

构建LSTM（Long Short-Term Memory‌，长短期记忆网络）客流预测与动态资源切片体系：融合历史流量、时间、天气及节假日等多维特征，提前15分钟预测站点/区段客流密度及并发数，预测准确率不低于95%。划分语音保障、高速数据、应急备用三类切片：高峰扩容带宽、激活备用载波；平峰缩减资源、休眠载波，能耗降低35%；同时优化潮汐切换，高峰压缩时延、平峰降低信令开销。

2.4 多频段联合抗干扰与鲁棒切换

利用2.1/3.4/3.5 GHz频段传播差异，采用联合信道估计、多径抵消与波束赋形抑制隧道强多径干扰，SINR提升4~5 dB；优化A3/A5参数、缩短测量周期、提前触发切换，切换成功率提升0.5%以上；跨频段协同优先同频切换，跨频段时预加载目标资源并优化互操作参数，从而降低时延、提升可靠性。

2.5 方案部署实施

全线部署2.1/3.4/3.5 GHz载波聚合，开通240 MHz带宽并优化跨载波调度、负载均衡与功率协同；实施VoNR语数分层，语音锚定2.1 GHz、数据分流至高频；搭建AI客流预测平台，配置动态资源切片；同步优化多径抑制、高速切换及波束赋形参数，强化多频段联合抗干扰，全面提升网络稳定性。

3 性能验证与效果分析

测试选取该地铁线路（全长9.06 km，9座地下站，车速80 km/h），从速率、语音、承载、干扰/移动性4个维度验证方案效果。

3.1 速率性能提升

部署3CC后，单用户下行峰值速率实测1734 Mbit/s（跟踪峰值1800 Mbit/s），全网平均下行感知速率由385 Mbit/s提升至429 Mbit/s，提升幅度达11.42%；3CC终端用户（占比32.84%）平均速率达496 Mbit/s，高端用户体验显著提升。

3.2 语音体验优化

VoNR语数分层后，2.1 GHz语音占比由20.02%升至73.26%；语音时延降低197 ms，MOS值提升0.18，MOS≥3.5的高质量通话占比提升5.7%。

3.3 网络承载能力增强

高峰时段小区平均用户数271人，下行流量增长5%，PRB利用率可控，峰值承载能力提升40%，稳定支撑万级用户并发；平峰时段基站休眠部分载波、降低功率，节能35%，从容应对潮汐客流。

3.4 干扰抑制与移动性优化成效显著

多频段联合抗干扰实施后，隧道SINR提升4.37 dB，多径干扰被有效抑制；高速移动场景下无线接通率、切换成功率、CQI优良率得以提升，无掉话与卡顿，移动性显著增强，具体指标如表1所示。

4 结语

本文针对地铁网络高密度、强干扰、高速移动、潮汐波动等特性，提出融合3CC、VoNR语数分层、AI潮汐智能调度与多频段联合抗干扰的优化方案。实测表明，方案在速率、语音、承载、抗干扰及移动性方面均显著提升，兼顾高峰扩容与平峰节能，实现“高峰不拥塞、平峰低能耗”的弹性承载。尤为重要的是，本方案具备显著的普适性与工程推广价值：不依赖特定线路参数，基于地铁共性瓶颈提出通用解决框架——典型3CC频段组合适配国内多数5G频谱，VoNR语数分层适用于各类隧道环境，LSTM客流预测可快速迁移至不同线路，多频段抗干扰及切换优化仅需调整无线参数。因此，该四维协同体系可复制、推广至城市轨道交通的各类地下线路，为不同城市及运营商的地铁5G-A网络升级提供标准化参考。