第28章 预测

    左城用了前三天做一件事——把星地链路的信道实测数据从头到尾翻了一遍。
    不是泛泛地看，而是逐条分析。每一组数据他都標註了时间戳、卫星仰角、气象条件、信道增益变化曲线和都卜勒频移量。三天下来，笔记本上密密麻麻写了四十多页，桌面上铺满了他手绘的信道状態变化图。
    其他三个实习生各忙各的。程远在搭信號处理链路的仿真框架，打字声均匀得像节拍器。林可在和总工討论空间信道模型的参数设定，两个人对著白板吵了一下午，左城路过的时候听见林可拍桌子说“这组参数物理上就不自洽“，总工非但没生气反而笑了。唐旭最安静，一个人坐在角落里画天线阵列的辐射方向图，偶尔起来倒杯水，经过左城工位时会看一眼他桌上的笔记，但从不主动搭话。
    第三天晚上，左城在实习生宿舍里舖开笔记，开始梳理思路。
    蓝湾通信提供的宿舍条件不错——研发中心附近的公寓，两人一间。左城的室友是唐旭，两个人相处的模式很简单：各干各的，互不打扰，偶尔交换一句关於食堂菜品的评价。
    左城盯著墙上贴满的信道变化曲线图，脑子里反覆咀嚼著三天来的发现。
    星地链路的信道变化有一个地面链路不具备的特徵——它具有极强的结构性。
    地面5g的信道变化很大程度上是隨机的——行人走过、车辆驶过、一扇门开关，都会引起信道的不可预测波动。但星地链路不同，信道变化的主要驱动力是卫星的轨道运动，而轨道运动是完全可计算的。卫星在什么时刻飞到什么位置、仰角多大、都卜勒频移多少，全部可以用轨道力学精確算出来。
    也就是说，星地链路信道变化的“骨架“是確定性的，“噪声“才是隨机的——大气湍流、天气变化、地面散射，这些东西叠加在確定性骨架上，形成了最终的信道状態。
    这个发现让左城的思路一下子打开了。
    预测的关键不是用一个万能模型去硬擬合所有变化，而是把“骨架“和“噪声“分开处理——骨架部分用轨道力学精確计算，噪声部分用他的自適应追踪算法实时估计和补偿。两部分各司其职，合在一起就是一个完整的预测方案。
    他把这个思路命名为“双层预测架构“——底层是確定性预测，上层是隨机性补偿。
    当天晚上他就画出了架构草图，发给了方泽和陈浩。
    方泽十分钟后回了一条消息：“底层的轨道计算需要高精度的星历数据和大气折射模型，这部分计算量不小，你打算在地面终端跑还是在基站侧跑？“
    好问题。左城想了想，回道：“基站侧。终端算力有限，轨道计算放到基站做，把计算结果通过控制信道下发给终端。终端只负责上层的自適应补偿，计算压力小，实时性也更好。“
    方泽回了一个“合理“。
    陈浩的反馈来得晚一些，但更细致——他指出底层的轨道预测和上层的自適应补偿之间需要一个同步机制，否则两层的时间基准对不齐，预测结果会出现偏差。
    左城把这个问题记在笔记本上，標了个红色星號。同步机制是个关键细节，处理不好会成为整个架构的瓶颈。
    第四天开始写方案。
    写到第二天下午，左城卡在了一个数学问题上——上层自適应补偿模块需要一组初始参数，这组参数必须和底层的轨道预测结果匹配才能让两层协同工作。但轨道预测的输出是位置和速度，自適应补偿的输入是信道状態，两者之间的映射关係涉及一套复杂的电波传播方程，左城推了半天推不动。
    他趴在桌上揉太阳穴的时候，旁边传来一个声音。
    “你卡在传播方程上了？“
    左城抬头，是林可。她端著一杯咖啡站在他工位旁边，目光扫过他桌上铺开的推导过程。
    “嗯。轨道参数到信道状態的映射，中间隔著一层大气传播效应，我对电离层折射这块不够熟。“左城没有藏著掖著。
    林可把咖啡放下，拉了把椅子坐到他旁边，拿起笔在他的草稿纸空白处写了一串公式。
    “电离层对信號的影响主要是法拉第旋转和群延迟。法拉第旋转可以用这个模型近似——“她写得很快，字跡潦草但逻辑清晰，“关键参数是电子密度总含量，蓝湾通信的资料库里有实时的电离层监测数据，你直接调用就行。群延迟的校正更简单，用双频观测法就能消除百分之九十九以上。“
    左城看著她写的公式，脑子里迅速和自己的推导对接。
    通了。
    电离层折射的影响被林可的模型简洁地封装成了两个可计算的校正项，直接嵌入传播方程就行。他之前卡住是因为试图从头推导整个电离层的物理过程，走了弯路——实际上工程上不需要那么精確的物理模型，一个经过验证的经验模型就够了。
    “谢了。“左城看著她，“你帮了大忙。“
    “互相的。“林可站起来，拿回自己的咖啡，“你桌上那个双层预测架构的草图我扫了一眼，底层用轨道力学做確定性预测的思路很聪明。我的信道建模需要一个时变的信道预测输入，等你的方案成型了，我们可能需要对接一下接口。“
    “没问题，隨时对接。“
    林可点了下头，走了。
    左城看著她的背影，心里给这个人调高了评价。林可的性子直，但直得有道理——她帮忙不是出於客气，是看出了两个人的研究方向有交集，提前建立技术合作关係对双方都有利。
    这种人在企业里是稀缺资源。
    解决了电离层折射的问题后，方案的推进速度快了很多。左城用三天时间完成了双层预测架构的完整理论推导，又用两天时间在仿真环境里搭好了框架代码。
    陈浩通过远程协作完成了同步机制的设计和实现——他用了一种基於时间戳的对齐方案，简单但稳健，两层之间的时间基准偏差被控制在了微秒级。
    第十一天，左城跑出了第一组仿真结果。
    双层预测架构在標准轨道条件下的信道预测精度：超过蓝湾通信现有方案百分之四十二。
    预测提前量：可以提前两秒钟预判信道状態变化，误差在百分之五以內。
    两秒钟。在卫星通信的场景里，两秒钟的提前预判意味著系统有足够的时间调整发射功率、切换波束方向、甚至提前准备切换到下一颗卫星。
    这个数据已经超出了环节四的基本要求。
    但左城没有停下来。
    因为標准轨道条件只是最简单的场景。真正的考验是极端条件——暴雨、太阳风暴、电离层扰动、多颗卫星同时可见时的切换策略。
    这些场景要一个个攻克，每一个都可能藏著要命的坑。
    他合上笔记本，看了一眼墙上的日历。
    实习第十一天。还剩三十一天。
    时间足够，但不容浪费。
    光幕在意识中安静地闪了一下：
    【主线任务链·通信破局·环节四进度：38%】
    左城关掉面板，拿起笔，在笔记本上写下了接下来要攻克的极端场景清单。
    一共七个。
    他在第一个场景的名字旁边画了个圈——“暴雨衰减“。
    从最难的开始。