一種面向軌道交通的多天線切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種面向軌道交通的多天線切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)高鐵時(shí)速可高達(dá)350km/h，高速列車成為人們出行的主要交通方式之一。高速鐵路中實(shí)時(shí)、大數(shù)據(jù)量、高傳輸速率的多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通信需求日益明顯，因此對(duì)高速鐵路數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)的穩(wěn)定性及帶寬提出了更高的要求。
[0003]針對(duì)高鐵通信中遇到的車體屏蔽，用戶集中及切換頻繁的問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種面向高鐵的無線寬帶數(shù)據(jù)接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及基于位置的切換方法。該方法首先根據(jù)列車運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)律性，采用學(xué)習(xí)的方式記錄沿線基站信息；在列車行進(jìn)過程中，車載網(wǎng)關(guān)通過車載天線檢測(cè)每個(gè)行進(jìn)位置的通信信號(hào)；從信號(hào)中讀取并記錄沿線基站的位置信息及信號(hào)強(qiáng)度信息，并判斷出網(wǎng)關(guān)在鄰居基站列表中相鄰基站之間切換的位置信息，記錄在預(yù)設(shè)切換位置表里，以此作為車載網(wǎng)關(guān)中預(yù)設(shè)的切換位置信息?；谖恢玫那袚Q方案適用于車頭天線(或第一副在兩相鄰基站之間成功完成切換的天線)與路邊不同基站之間的切換。當(dāng)前車頭天線(天線I)正在與基站A連接通信，通過預(yù)設(shè)切換信息表可獲得在A、B之間切換的位置，當(dāng)列車自身位置處在預(yù)設(shè)位置匹配范圍內(nèi)時(shí)觸發(fā)并自動(dòng)完成切換。同時(shí)，列車周期性地實(shí)時(shí)更新自己的位置；在天線I與基站B發(fā)生切換之前，基站A將網(wǎng)關(guān)的相關(guān)信息發(fā)送給基站B，當(dāng)天線I運(yùn)動(dòng)到切換位置時(shí)(這一位置可以用GPS獲得，也可以結(jié)合當(dāng)前火車的速度，將位置轉(zhuǎn)換為時(shí)間)，直接與基站B建立連接，進(jìn)行通信。
[0004]然而，基于位置的切換算法雖然可以快速完成切換，但由于高鐵信道的時(shí)變快衰落特性，不可避免地會(huì)出現(xiàn)掉線或斷鏈的可能，因此切換成功率不會(huì)太高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種面向軌道交通的多天線切換方法，提高接收信號(hào)強(qiáng)度和切換成功率的同時(shí)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和系統(tǒng)通信的容量，保障軌道列車上眾多用戶對(duì)數(shù)據(jù)通信的需求。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種面向軌道交通的多天線切換方法，該方法包括:
[0008]獲取兩個(gè)相鄰基站間觸發(fā)基站切換位置匹配范圍內(nèi)的切換成功率和/或接收信號(hào)強(qiáng)度；
[0009]根據(jù)切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值與預(yù)設(shè)值之間的大小關(guān)系來進(jìn)行切換機(jī)制的選擇；
[0010]若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R1，則啟動(dòng)多天線全復(fù)用切換機(jī)制；若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值小于預(yù)設(shè)值R2，則啟動(dòng)多天線全分集切換機(jī)制；若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R2小于預(yù)設(shè)值R1，則啟用天線分集與復(fù)用的折中切換機(jī)制。
[0011]進(jìn)一步的，所述獲取兩個(gè)相鄰基站間觸發(fā)基站切換位置匹配范圍內(nèi)的切換成功率和/或接收信號(hào)強(qiáng)度包括:
[0012]設(shè)置在列車車頭處的第一天線與當(dāng)前基站A通信，其通過預(yù)設(shè)切換信息表獲得基站A與下一基站B之間的基站切換位置匹配范圍；
[0013]當(dāng)該第一天線處于該基站切換位置匹配范圍內(nèi)時(shí)，獲取該位置匹配范圍內(nèi)的切換成功率和/或接收到信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
[0014]進(jìn)一步的，所述若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R1，則啟動(dòng)多天線全復(fù)用切換機(jī)制包括:
[0015]若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R1，則表示當(dāng)前位置傳輸特性較好，第一天線啟用天線復(fù)用切換機(jī)制接入基站B，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0016]當(dāng)設(shè)置在車頭后一節(jié)車廂處的第二天線到達(dá)所述基站切換位置處時(shí)，直接啟動(dòng)多天線全復(fù)用切換機(jī)制；依次類推，成功建立連接的天線負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，后續(xù)的天線獨(dú)立完成基站的切換，從而實(shí)現(xiàn)了多天線全復(fù)用切換機(jī)制。
[0017]進(jìn)一步的，所述若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值小于預(yù)設(shè)值R2，則啟動(dòng)多天線全分集切換機(jī)制包括:
[0018]若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值小于預(yù)設(shè)值R2，則表示當(dāng)前位置傳輸特性較差，第一天線啟用多天線全分集切換機(jī)制，并向基站B發(fā)送控制包；且后續(xù)經(jīng)過基站切換位置匹配范圍內(nèi)的車頭天線均向基站B發(fā)送控制包，直到成功接入基站B。
[0019]進(jìn)一步的，若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R2小于預(yù)設(shè)值R1，則啟用天線分集與復(fù)用的折中切換機(jī)制包括:
[0020]將所有的天線分成若干組，每組內(nèi)含有若干數(shù)量的天線；組內(nèi)天線使用分集切換機(jī)制，組與組之間采用復(fù)用切換機(jī)制；具體的:對(duì)于組內(nèi)的天線，在到達(dá)基站切換位置匹配范圍時(shí)，同時(shí)向基站B發(fā)送同一控制包，從而實(shí)現(xiàn)組內(nèi)分集切換機(jī)制；而組與組之間，發(fā)送的是不同的控制包，從而實(shí)現(xiàn)組間復(fù)用切換機(jī)制。
[0021]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，在切換成功率較低或接收信號(hào)強(qiáng)度較弱時(shí)，啟用多天線分集技術(shù)對(duì)信道加以改造，提高切換成功率和接收信號(hào)的強(qiáng)度；在切換成功率較高或信號(hào)強(qiáng)度較好時(shí)，啟用基于多天線復(fù)用技術(shù)的大容量切換機(jī)制，以供更多的用戶同時(shí)接入系統(tǒng)，該方法可在完成基于位置觸發(fā)的快速切換的前提下，盡可能地提高切換成功率和系統(tǒng)的容量。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面向軌道交通的多天線切換方法的流程圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的多天線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)框架圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種面向軌道交通的多天線切換方法，如圖1所示，該方法主要包括如下步驟:
[0027]步驟11、獲取兩個(gè)相鄰基站間觸發(fā)基站切換位置匹配范圍內(nèi)的切換成功率和/或接收信號(hào)強(qiáng)度。
[0028]如圖2本發(fā)明實(shí)施例提供的多天線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)框架圖；數(shù)字I?8分別表示設(shè)置在列車上的天線。
[0029]本步驟具體可包括:設(shè)置在列車車頭處的第一天線(即圖2中的天線I)與當(dāng)前基站A通信，其通過預(yù)設(shè)切換信息表獲得基站A與下一基站B之間的基站切換位置；當(dāng)該第一天線處于該基站切換位置處時(shí)，獲取該位置處的切換成功率以及其所接收到信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
[0030]步驟12、根據(jù)切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值與預(yù)設(shè)值之間的大小關(guān)系來進(jìn)行切換機(jī)制的選擇。
[0031]此處的綜合權(quán)值是對(duì)切換成功率和歸一化的接收信號(hào)強(qiáng)度的某種綜合加權(quán)運(yùn)算，比如，可以通過以下公式計(jì)算:綜合權(quán)值=wl*切換成功率+w2*信號(hào)強(qiáng)度，此處wl+w2 = 1
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)這些參數(shù)與預(yù)設(shè)值之間的大小關(guān)系，可出現(xiàn)步驟13?步驟15這三種情況。
[0033]步驟13、若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R1，則執(zhí)行步驟16。
[0034]步驟14、若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值小于預(yù)設(shè)值R2，則執(zhí)行步驟17。
[0035]步驟15、若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R2小于預(yù)設(shè)值Rl，則執(zhí)行步驟18。
[0036]步驟16、啟動(dòng)多天線全復(fù)用切換機(jī)制(即多天線分別傳輸不同的包，完成切換的同時(shí)，提高傳輸效率)。
[0037]具體來說，若切換成功率或者接收信號(hào)強(qiáng)度或者切換成功率與接收信號(hào)強(qiáng)度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R1，則表示當(dāng)前位置傳輸特性較好，第一天線啟用天線復(fù)用切換機(jī)制接入基站B，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0038]當(dāng)設(shè)置在車頭后一節(jié)車廂處的第二天線(即圖2中的天線2)到達(dá)所述基站切換位置處時(shí)，直接啟動(dòng)多天線全復(fù)用切換機(jī)制；依次類推，成功建立連接的天線負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，后續(xù)的天線獨(dú)立完成基站的切換，從而實(shí)現(xiàn)了多天線全復(fù)用切換機(jī)制。
[0039]步驟17、啟動(dòng)多天線全分集切換機(jī)制(即多天線同時(shí)與同一目的基站鏈接，傳輸相同的控制包，直到切換成功)。
[0040]具體來說，若