專利名稱：無線通信中基站切換方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基站切換方法，尤其涉及一種無線通信中基站切換方法；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種無線通信中基站切換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)中，如果移動(dòng)臺(tái)高速移動(dòng)，很可能會(huì)導(dǎo)致越區(qū)切換的頻繁發(fā)生。如果在一定區(qū)域里兩基站信號(hào)強(qiáng)度劇烈變化，終端就會(huì)在兩個(gè)基站中來回切換，產(chǎn)生所謂的“乒兵效應(yīng)”?，F(xiàn)有技術(shù)主要采用根據(jù)收到的信號(hào)強(qiáng)度來進(jìn)行切換，但是這種技術(shù)，由于移動(dòng)臺(tái)的高速移動(dòng)和天氣地形環(huán)境的復(fù)雜多變，信號(hào)強(qiáng)度變化很大，此時(shí)，根據(jù)測(cè)量值直接切換會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸中丟包，錯(cuò)包等問題。切換性能對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量和行車安全有很大的影響，所以，如何使切換時(shí)間更短，切換成功率更高，以及更高的可靠性和有效性，都是高速移動(dòng)無線通信系統(tǒng)中需要解決的技術(shù)難題。越區(qū)切換過程主要包括測(cè)量、觸發(fā)、選擇和執(zhí)行四個(gè)過程。其中觸發(fā)過程和選擇過程在內(nèi)部完成，這段時(shí)延可以忽略不計(jì)。而越區(qū)切換所需要的時(shí)間主要由測(cè)量過程時(shí)延和執(zhí)行越區(qū)切換的時(shí)延兩部分組成。測(cè)量過程的時(shí)延主要取決于對(duì)移動(dòng)臺(tái)和基站測(cè)量到的結(jié)果的處理時(shí)延，與所需處理數(shù)據(jù)量的大小有關(guān)。執(zhí)行越區(qū)切換的時(shí)延又可分為激活目標(biāo)小區(qū)信道需要的時(shí)間和移動(dòng)臺(tái)離開原信道調(diào)整到新信道所需的時(shí)間。切換執(zhí)行時(shí)間主要取決于信令流程的復(fù)雜度和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)信令的處理時(shí)間。為了提高切換性能，一些方案采取衛(wèi)星定位輔助的切換技術(shù)，當(dāng)衛(wèi)星能準(zhǔn)確定位時(shí)性能很好，然而在周圍阻擋物較多的地方，移動(dòng)臺(tái)的定位精度受到影響，甚至無法定位，同時(shí)，萬一衛(wèi)星出現(xiàn)失效情況，定位性能有很大程度上的惡化。位置信息的獲得需要衛(wèi)星定位系統(tǒng)的輔助，其定位原理為:衛(wèi)星在運(yùn)行的過程中不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶通過高精度接收機(jī)測(cè)量信號(hào)的傳播時(shí)間，利用衛(wèi)星在軌的已知位置，解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。目前主要的定位系統(tǒng)有美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、歐洲的伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及中國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。此外，慣性測(cè)量是指利用物體的慣性特性來進(jìn)行測(cè)量的一種方式，其基本原理是利用加速度儀測(cè)得物體的加速度，以及通過積分儀進(jìn)行一次和二次積分運(yùn)算，得到物體的速度和位置信息。利用慣性定位具有高自主性，不易受外界條件和其他人為因素的干擾，但是其必須利用高精度定位信息進(jìn)行定期校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種無線通信中基站切換方法，可避免衛(wèi)星故障而導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)切換失效的情況，保證了移動(dòng)臺(tái)通信的穩(wěn)定與持續(xù)進(jìn)行。
此外，本發(fā)明還提供一種無線通信中基站切換系統(tǒng)，可避免衛(wèi)星故障而導(dǎo)致移動(dòng)臺(tái)切換失效的情況，保證了移動(dòng)臺(tái)通信的穩(wěn)定與持續(xù)進(jìn)行。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種無線通信中基站切換方法，所述方法包括如下步驟:步驟SI，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星周期性的廣播信息進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)，設(shè)置于移動(dòng)臺(tái)上的慣性測(cè)量系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量；步驟S2，將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到移動(dòng)臺(tái)的準(zhǔn)確位置以及速度信息，計(jì)算移動(dòng)臺(tái)到基站的距離、路線以及當(dāng)前速度下運(yùn)行到指定切換點(diǎn)的時(shí)間；步驟S3，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行到指定切換地點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行越區(qū)切換。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S2中，測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)融合過程包括如下步驟:步驟S21，通過陀螺儀和加速度計(jì)感測(cè)移動(dòng)臺(tái)的角速度和加速度，經(jīng)過導(dǎo)航解算，獲得移動(dòng)臺(tái)的即時(shí)速度、位置信息Z1 ；步驟S22，衛(wèi)星定位系統(tǒng)輸出移動(dòng)臺(tái)的即時(shí)速度、位置信息Ze ；步驟S23，將慣性測(cè)量系統(tǒng) 、衛(wèi)星定位系統(tǒng)各自輸出的對(duì)應(yīng)導(dǎo)航參數(shù)Zp Ze相減作為量測(cè)，送入卡爾曼濾波器進(jìn)行濾波計(jì)算，從而獲得導(dǎo)航參數(shù)誤差的最優(yōu)估計(jì)值，并利用該濾波估計(jì)值實(shí)時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)誤差校正，最后將校正后輸出的導(dǎo)航參數(shù)作為組合導(dǎo)航系統(tǒng)的輸出。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟:當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，僅用慣性測(cè)量裝置進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)的位置定位，當(dāng)?shù)竭_(dá)需要切換的地點(diǎn)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行越區(qū)切換；具體包括如下步驟:沿運(yùn)動(dòng)軌道和垂直運(yùn)動(dòng)軌道的方向分別安裝加速度計(jì)，以獲得載體坐標(biāo)系b系下的X軸和Y軸加速度fbx、fby ；陀螺儀的敏感軸沿移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行平面的垂直方向安裝，移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行的初始偏航角已知，移動(dòng)臺(tái)的航向通過對(duì)陀螺測(cè)得的角速度《bz進(jìn)行積分而獲??；將加速度計(jì)測(cè)量得到的加速度沿參考坐標(biāo)系分解并對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，從而確定移動(dòng)臺(tái)相對(duì)于參考坐標(biāo)系的瞬時(shí)速度和位置。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟:利用導(dǎo)航坐標(biāo)系下測(cè)量得到的加速度fbx，fby以及角速度《bz，參照基本的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)方程，得到移動(dòng)臺(tái)在X軸、Y軸瞬時(shí)速度與位置，即
權(quán)利要求
1.一種無線通信中基站切換方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟Si，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星周期性的廣播信息進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)，設(shè)置于移動(dòng)臺(tái)上的慣性測(cè)量系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量； 步驟S2，將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到移動(dòng)臺(tái)的準(zhǔn)確位置以及速度信息，計(jì)算移動(dòng)臺(tái)到基站的距離、路線以及當(dāng)前速度下運(yùn)行到指定切換點(diǎn)的時(shí)間； 步驟S3，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行到指定切換地點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行越區(qū)切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信中基站切換方法，其特征在于: 所述步驟S2中，測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)融合過程包括如下步驟: 步驟S21，通過陀螺儀和加速度計(jì)感測(cè)移動(dòng)臺(tái)的角速度和加速度，經(jīng)過導(dǎo)航解算，獲得移動(dòng)臺(tái)的即時(shí)速度、位置信息Z1 ； 步驟S22，衛(wèi)星定位系統(tǒng)輸出移動(dòng)臺(tái)的即時(shí)速度、位置信息Ze ； 步驟S23，將慣性測(cè)量系 統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)各自輸出的對(duì)應(yīng)導(dǎo)航參數(shù)Zp Ze相減作為量測(cè)，送入卡爾曼濾波器進(jìn)行濾波計(jì)算，從而獲得導(dǎo)航參數(shù)誤差的最優(yōu)估計(jì)值，并利用該濾波估計(jì)值實(shí)時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)誤差校正，最后將校正后輸出的導(dǎo)航參數(shù)作為組合導(dǎo)航系統(tǒng)的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信中基站切換方法，其特征在于:所述方法進(jìn)一步包括如下步驟: 當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，僅用慣性測(cè)量裝置進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)的位置定位，當(dāng)?shù)竭_(dá)需要切換的地點(diǎn)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行越區(qū)切換；具體包括如下步驟: 沿運(yùn)動(dòng)軌道和垂直運(yùn)動(dòng)軌道的方向分別安裝加速度計(jì)，以獲得載體坐標(biāo)系b系下的X軸和Y軸加速度fbx、fby ； 陀螺儀的敏感軸沿移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行平面的垂直方向安裝，移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行的初始偏航角已知，移動(dòng)臺(tái)的航向通過對(duì)陀螺測(cè)得的角速度Obz進(jìn)行積分而獲?。粚⒓铀俣扔?jì)測(cè)量得到的加速度沿參考坐標(biāo)系分解并對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，從而確定移動(dòng)臺(tái)相對(duì)于參考坐標(biāo)系的瞬時(shí)速度和位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線通信中基站切換方法，其特征在于:所述方法進(jìn)一步包括如下步驟: 利用導(dǎo)航坐標(biāo)系下測(cè)量得到的加速度fbx，fby以及角速度《bz，參照基本的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)方程，得到移動(dòng)臺(tái)在X軸、Y軸瞬時(shí)速度與位置，即
5.一種無線通信中基站切換系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 衛(wèi)星定位系統(tǒng)，用以對(duì)衛(wèi)星周期性的廣播信息進(jìn)行測(cè)量； 慣性測(cè)量系統(tǒng)，設(shè)置于移動(dòng)臺(tái)上，用以對(duì)移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量； 數(shù)據(jù)融合模塊，用以將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到移動(dòng)臺(tái)的準(zhǔn)確位置以及速度信息，計(jì)算移動(dòng)臺(tái)到基站的距離、路線以及當(dāng)前速度下運(yùn)行到指定切換點(diǎn)的時(shí)間； 越區(qū)切換模塊，用以在移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行到指定切換地點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行越區(qū)切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線通信中基站切換系統(tǒng)，其特征在于: 所述數(shù)據(jù)融合模塊包括: 第一狀態(tài)獲取單元，用以通過陀螺儀和加速度計(jì)感測(cè)移動(dòng)臺(tái)的角速度和加速度，經(jīng)過導(dǎo)航解算，獲得移動(dòng)臺(tái)的即時(shí)速度、位置信息Z1 ； 第二狀態(tài)獲取單元，用以獲取衛(wèi)星定位系統(tǒng)輸出的移動(dòng)臺(tái)的即時(shí)速度、位置信息Ze ;卡爾曼濾波器，用以接收慣性測(cè)量系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)各自輸出的對(duì)應(yīng)導(dǎo)航參數(shù)\、Zg相減作為量測(cè)，進(jìn)行濾波計(jì)算，獲得導(dǎo)航參數(shù)誤差的最優(yōu)估計(jì)值； 誤差校正單元，用以利用所述濾波估計(jì)值實(shí)時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)誤差校正，并將校正后輸出的導(dǎo)航參數(shù)作為組合導(dǎo)航系統(tǒng)的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線通信中基站切換系統(tǒng)，其特征在于: 所述慣性測(cè)量裝置包括， 加速度計(jì)，分別沿運(yùn)動(dòng)軌道和垂直運(yùn)動(dòng)軌道的方向分別安裝加速度計(jì)，以獲得載體坐標(biāo)系b系下的X軸和Y軸加速度fbx、fby ； 陀螺儀，其敏感軸沿移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行平面的垂直方向安裝，移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行的初始偏航角已知，移動(dòng)臺(tái)的航向通過對(duì)陀螺測(cè)得的角速度《bz進(jìn)行積分而獲??； 將加速度計(jì)測(cè)量得到的加速度沿參考坐標(biāo)系分解并對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，從而確定移動(dòng)臺(tái)相對(duì)于參考坐標(biāo)系的瞬時(shí)速度和位置； 當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，用慣性測(cè)量裝置進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)的位置定位，當(dāng)?shù)竭_(dá)需要切換的地點(diǎn)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行越區(qū)切換。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種無線通信中基站切換方法及系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟步驟S1，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星周期性的廣播信息進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)，設(shè)置于移動(dòng)臺(tái)上的慣性測(cè)量系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量；步驟S2，將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到移動(dòng)臺(tái)的準(zhǔn)確位置以及速度信息，計(jì)算移動(dòng)臺(tái)到基站的距離、路線以及當(dāng)前速度下運(yùn)行到指定切換點(diǎn)的時(shí)間；步驟S3，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)運(yùn)行到指定切換地點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行越區(qū)切換。本發(fā)明解決了根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行切換技術(shù)在切換過程中的不穩(wěn)定和時(shí)滯導(dǎo)致問題，以及衛(wèi)星定位輔助切換技術(shù)在衛(wèi)星運(yùn)行故障時(shí)出現(xiàn)切換失效而通信中斷的問題；保證了移動(dòng)臺(tái)通信的穩(wěn)定與持續(xù)進(jìn)行。
文檔編號(hào)H04W36/30GK103096409SQ20111034664
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者陸犇, 楊洪生, 陳學(xué)泉, 陳謙, 屈海寧, 卜智勇 申請(qǐng)人:上海瀚訊無線技術(shù)有限公司