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，我國高鐵時速可高達350km/h，高速列車成為人們出行的主要交通方式之一。高速鐵路中實時、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)列車運動軌跡的規(guī)律性，采用學(xué)習(xí)的方式記錄沿線基站信息；在列車行進過程中，車載網(wǎng)關(guān)通過車載天線檢測每個行進位置的通信信號；從信號中讀取并記錄沿線基站的位置信息及信號強度信息，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)時觸發(fā)并自動完成切換。同時，列車周期性地實時更新自己的位置；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運動到切換位置時(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)換為時間)，直接與基站B建立連接，進行通信。
[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變快衰落特性，不可避免地會出現(xiàn)掉線或斷鏈的可能，因此切換成功率不會太高。

【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，提高接收信號強度和切換成功率的同時，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/或接收信號強度；
[0009]根據(jù)切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(quán)值與預(yù)設(shè)值之間的大小關(guān)系來進行切換機制的選擇；
[0010]若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R1，則啟動多天線全復(fù)用切換機制；若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(quán)值小于預(yù)設(shè)值R2，則啟動多天線全分集切換機制；若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(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)用的折中切換機制。
[0011]進一步的，所述獲取兩個相鄰基站間觸發(fā)基站切換位置匹配范圍內(nèi)的切換成功率和/或接收信號強度包括:
[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，獲取該位置匹配范圍內(nèi)的切換成功率和/或接收到信號的信號強度。
[0014]進一步的，所述若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(quán)值大于預(yù)設(shè)值R1，則啟動多天線全復(fù)用切換機制包括:
[0015]若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(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)用切換機制接入基站B，并進行數(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所述基站切換位置處時，直接啟動多天線全復(fù)用切換機制；依次類推，成功建立連接的天線負責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，后續(xù)的天線獨立完成基站的切換，從而實現(xiàn)了多天線全復(fù)用切換機制。
[0017]進一步的，所述若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(quán)值小于預(yù)設(shè)值R2，則啟動多天線全分集切換機制包括:
[0018]若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(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]進一步的，若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(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制，組與組之間采用復(fù)用切換機制；具體的:對于組內(nèi)的天線，在到達基站切換位置匹配范圍時，同時向基站B發(fā)送同一控制包，從而實現(xiàn)組內(nèi)分集切換機制；而組與組之間，發(fā)送的是不同的控制包，從而實現(xiàn)組間復(fù)用切換機制。
[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強度較弱時，啟用多天線分集技術(shù)對信道加以改造，提高切換成功率和接收信號的強度；在切換成功率較高或信號強度較好時，啟用基于多天線復(fù)用技術(shù)的大容量切換機制，以供更多的用戶同時接入系統(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)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(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)明實施例提供的多天線數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)框架圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0026]本發(fā)明實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/或接收信號強度。
[0028]如圖2本發(fā)明實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，獲取該位置處的切換成功率以及其所接收到信號的信號強度。
[0030]步驟12、根據(jù)切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(quán)值與預(yù)設(shè)值之間的大小關(guān)系來進行切換機制的選擇。
[0031]此處的綜合權(quán)值是對切換成功率和歸一化的接收信號強度的某種綜合加權(quán)運算，比如，可以通過以下公式計算:綜合權(quán)值=wl*切換成功率+w2*信號強度，此處wl+w2 = 1
[0032]本發(fā)明實施例中，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強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(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強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(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強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(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、啟動多天線全復(fù)用切換機制(即多天線分別傳輸不同的包，完成切換的同時，提高傳輸效率)。
[0037]具體來說，若切換成功率或者接收信號強度或者切換成功率與接收信號強度的綜合權(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)用切換機制接入基站B，并進行數(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)到達所述基站切換位置處時，直接啟動多天線全復(fù)用切換機制；依次類推，成功建立連接的天線負責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，后續(xù)的天線獨立完成基站的切換，從而實現(xiàn)了多天線全復(fù)用切換機制。
[0039]步驟17、啟動多天線全分集切換機制(即多天線同時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