本发明专利技术公开了一种轨道交通高速移动环境下基于信道信息的切换方法，包括：设定列车的预测切换位置，并计算所述预测切换位置与待切换基站之间的距离；根据计算出的所述距离以及所述预测切换位置对应的信道模型，计算所述预测切换位置的路径损耗；根据所述路径损耗计算列车到达所述预测切换位置处的接收信号场强；判断所述接收信号场强是否达到预设门限；若所述接收信号场强大于或等于所述预设门限，则进行切换准备，以使得列车达到所述预测切换位置时切换到所述待切换基站；若所述接收信号场强小于所述预设门限，则重复上述步骤，直至所述接收信号场强达到所述预设门限为止。本发明专利技术能够在高速移动复杂场景下实现快速、平滑、可靠的切换。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及无线移动通信
，尤其设及一种轨道交通高速移动环境下基于 信道信息的切换方法。
技术介绍
随着铁路、地铁、城际铁路，尤其是高速铁路等轨道交通系统的快速发展，为列车 乘客提供可靠、实时、高效的宽带无线网络服务，已成为国内外宽带移动通信研究的热点。 然而，由于高速移动引起的快速越区切换和频繁的小区重选会导致无线链路的连接中断， 产生掉话和数据传输中断现象，严重影响通信质量和乘客体验。尤其对于用于传输列车控 制信息W及确保列车安全运营的视频监控信息的轨道交通系统，其可靠切换的意义重大。 切换是指将当前正在进行通话的移动用户与基站之间的通信链路从当前基站转 移到另一基站而维持通信不中断的过程。 现有基于电平/功率的切换方法，要求在切换时有两个基本条件:待切换的小区的 电平/功率要高于口限值;待切换小区的电平要高于前一小区电平/功率若干分贝。运类切 换方法，由于环境变化或干扰的影响，会使待切换小区的电平/功率要么不会高于口限值， 要么不会高于前一小区电平/功率，运样，就产生掉话。 现有的基于质量切换的方法，是由于当前小区的无线覆盖质量太差，因此，无论下 一个切换小区的无线覆盖情况如何，也进行强制切换，运就导致根本无法保证切换后的无 线覆盖质量，尤其是边缘覆盖。此外，移动速度越高则穿越重叠区的时间越短，当移动台穿 越重叠区的时间小于系统处理切换所需最小时延时，使用运类方法的切换过程无法完成， 导致掉话。 现有的基于卫星通信或GPS导航的位置信息的切换，在列车经过高速铁路诸如隧 道或带有雨篷的大型编组场、车站时是无法进行定位的；即使使用了惯性导航技术，定位精 度会较差;如果使用诸如直放中继站作为地面通信切换手段时，除了带来很高的费用和维 护问题，还会在进行卫星或导航信号切换到地面网络时带来较大的时延，运也会显著影响 切换成功率。此外，运类技术对于一定位置的接收场强判断是靠路测或基于传统的链路预 算模型进行计算，精度差。因此，运类方法也不适合应用具有高速移动复杂场景特征的高速 铁路等轨道交通场景中。 并且，现有的切换技术都是在切换的位置，即"切换触发点"处才开始进行切换判 断，发起切换判决等流程，容易产生切换中断的现象，通信质量难W保证，且耗费时间较多。 [000引因此，研究适于高速移动环境的快速、可靠的切换算法，为列车控制系统提供可靠 的列车控制信息，为乘客提供高质量的随时随地的宽带网络服务，对于未来轨道交通系统 的建设和发展具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供， W在高速移动的场景下实现快速、平滑、可靠的切换。为达至化述目的，本专利技术采用下述技术方案： -种轨道交通高速移动环境下基于信道信息的切换方法，包括W下步骤： S1、设定列车的预测切换位置，并计算所述预测切换位置与待切换基站之间的距 离； S2、根据计算出的所述距离W及所述预测切换位置对应的信道模型，计算所述预 测切换位置的路径损耗； S3、根据所述路径损耗计算列车到达所述预测切换位置处的接收信号场强； S4、判断所述接收信号场强是否达到预设口限； S5-1、若所述接收信号场强大于或等于所述预设口限，则进行切换准备，W使得列 车达到所述预测切换位置时切换到所述待切换基站； S5-2、若所述接收信号场强小于所述预设口限，则重复步骤Sl至步骤S4,直至所述 接收信号场强达到所述预设口限为止。 优选地，步骤Sl包括： 获取列车与当前基站之间的距离化； 根据W下公式(1)计算所述预测切换位置与待切换基站之间的距离化： Ds = D-DrDp (1) 其中，D为所述当前基站与所述待切换基站之间的距离，Dp为列车与所述预测切换 位置之间的距离。 优选地，设定所述预测切换位置后，列车与所述预测切换位置之间的距离Dp在 IOOm-SOOm之间。 优选地，获取列车与当前基站之间的距离化的步骤包括： 获取应答器与当前基站之间的距离化D; 测量列车与所述应答器的相对距离Dr;列车与当前基站之间的距离化等于化D与Dr之和。优选地，采用轮轨测距仪测量列车与所述应答器的相对距离Dr。 优选地，在步骤S2中，根据W下公式(2)计算所述路径损耗： PL(dB)=A+Blogi〇 化 2) (2) 其中，PL(地)为所述路径损耗，化为所述预测切换位置与待切换基站之间的距离， 当所述信道模型分别为高架桥、路壁、车站、隧道、城区、郊区、乡村及河流时，A和B为与所述 信道模型相对应的固定参数。 优选地，在步骤S2中，根据W下公式(3)计算所述路径损耗： PL(dB)= Ai+74.5 化 26.161ogi〇(f)-13.821ogi〇 化 b) (3) logi〇(D2)其中，f为工作频率，hb和hm分别表示所述待切换基站天线的有效高度和列车天线 的有效高度，化为所述预测切换位置与待切换基站之间的距离，当所述信道模型分别为高 架桥、路壁、车站、隧道、城区、郊区、乡村及河流时，Al和A 2为与所述信道模型相对应的固 定参数。优选地，在步骤S3中，根据W下公式(4)计算列车到达所述预测切换位置处的接收 信号场强：[003 引 PR = P^(I^L+LBTX+LMRX+F^Gb-Gm) (4) 其中，扣为列车到达所述预测切换位置处的接收信号场强，Pt为所述待切换基站发 射机的发射功率JL为所述路径损耗，Lbtx为所述待切换基站发射链路的器件损耗，Lmrx为列 车接收链路的器件损耗，Ft为保留总裕度，(?和Gm分别表示所述待切换基站天线增益和移动 台天线增益。 优选地，所述保留总裕度Ft通过W下公式巧)计算： Ft=Lsf+Lmp+U*+Lit+Loa+Ltc (5)其中，Lsf为阴影衰落裕度，Lmp为多径衰落裕度，Lhm为高速移动衰落裕度，Lit为干扰 裕度，Loa为器件老化裕度，Lt功列控业务裕度。 优选地，所述预设口限为-85地。 本专利技术具有W下有益效果： 本专利技术基于针对轨道交通场景建立的信道模型进行预测，在列车到达"切换触发 点"之前就能预测出要进行切换的预测切换位置，从而使列车在到达该预测切换位置之前 就准备切换流程，给切换过程预留出更多时间，使得在高速移动复杂场景下能实现快速、平 滑、可靠的切换，运对于高速移动环境具有十分重要的意义。【附图说明】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细的说明。 图1是本专利技术实施例所提供的切换方法的流程图； 图2是轨道交通专用移动通信网络链状覆盖示意图； 图3是图2所示实施例的实现过程的流程图。【具体实施方式】 为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说 明。附图中相似的部件W相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体 描述的内容是说明性的而非限制性的，不应W此限制本专利技术的保护范围。 本专利技术的实施例提供了， 如图1所示，所述切换方法包括W下步骤：<当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轨道交通高速移动环境下基于信道信息的切换方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、设定列车的预测切换位置，并计算所述预测切换位置与待切换基站之间的距离；S2、根据计算出的所述距离以及所述预测切换位置对应的信道模型，计算所述预测切换位置的路径损耗；S3、根据所述路径损耗计算列车到达所述预测切换位置处的接收信号场强；S4、判断所述接收信号场强是否达到预设门限；S5‑1、若所述接收信号场强大于或等于所述预设门限，则进行切换准备，以使得列车达到所述预测切换位置时切换到所述待切换基站；S5‑2、若所述接收信号场强小于所述预设门限，则重复步骤S1至步骤S4，直至所述接收信号场强达到所述预设门限为止。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：艾渤，王劲涛，赵越，马国玉，丁建文，何睿斯，官科，王茜，熊磊，钟章队，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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