CN111866978B - 一种cbtc***的无线网络切换控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CBTC***的无线网络切换控制方法，包括：LTE基站对LTE小区进行测量参数配置；LTE小区通信区域定义；TAU和VOBC建立通信；TAU执行LTE小区测量，并将测量结果发送给VOBC；VOBC根据测量结果获取切换控制信息并发给TAU；TAU处理切换控制信息，并给LTE基站上报测量报告；LTE基站收到测量报告后，触发切换判决，如果切换判决成立，LTE基站给TAU发送切换命令；TAU收到切换命令后，执行切换；VOBC监控切换结果。解决现有CBTC***中LTE网络通信***和常规信号***相对独立，现有技术没有考虑信号***和网络通信***协作和配合的问题。

Description

一种CBTC***的无线网络切换控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及CBTC(基于通信的列车自动控制***)***的无线网络切换控制方法。

背景技术

LTE无线通信已经越来越多地应用于CBTC***，成为车地通信的主要***，提供无线网络的覆盖，但LTE网络通信***作为CBTC***的组成部分，它和CBTC***中的其它子***是相对独立的，信号***中其它子***(例如VOBC)是无法知道LTE网络的相关信息的，LTE网络根据自己的配置控制数据传输，现有技术没有考虑到数据通信***和信号***的交互协作。

LTE网络使用小区来进行线路的网络覆盖，通过小区间的切换来使用不同的轨旁接入点进行数据传输，即移动性管理。LTE网络小区的切换，是由LTE网络***自己发起的，例如根据网络的配置，LTE基站判断邻区的信号强度大于当前服务小区的信号强度，网络侧就会发起小区的切换。VOBC***无法知道当前的LTE服务小区，无法控制在哪个LTE服务区内进行数据传输，因此存在切换不及时和发生无效的切换等导致影响数据传输的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CBTC***的无线网络切换控制方法，解决现有CBTC***中LTE网络通信***和常规信号***相对独立，现有技术没有考虑信号***和网络通信***协作和配合的问题，提供一种信号***控制LTE网络小区切换的方法。

实现上述目的的技术方案是：

一种CBTC***的无线网络切换控制方法，包括：

步骤S1，LTE基站对LTE小区进行测量参数配置；

步骤S2，LTE小区通信区域定义；

步骤S3，TAU和VOBC建立通信：

步骤S4，TAU执行LTE小区测量，并将测量结果发送给VOBC；

步骤S5，VOBC根据测量结果获取切换控制信息并发给TAU：

步骤S6，TAU处理切换控制信息，并给LTE基站上报测量报告；

步骤S7，LTE基站收到测量报告后，触发切换判决，如果切换判决成立，LTE基站给TAU发送切换命令；

步骤S8，TAU收到切换命令后，执行切换；

步骤S9，VOBC监控切换结果。

优选的，所述步骤S1中，在网络侧的LTE基站进行测量配置，对每个LTE小区配置如下信息：

当前LTE服务小区的邻近LTE小区；

TAU测量当前LTE服务小区和邻近LTE小区的信号强度；

TAU测量RSRP和RSRQ，采取测量RSRP或RSRQ来触发测量报告上报和切换；

TAU一直进行移动性测量而不需要考虑LTE小区信号质量；

采用周期性上报或事件触发上报作为测量报告上报方式；

测量报告显示出存在比当前LTE服务小区信号强度更好的邻近LTE小区时，LTE基站将会发起小区切换；

当配置完成后，LTE基站会将测量配置信息发送给TAU。

优选的，所述步骤S2中，在VOBC数据库中定义每个LTE小区在轨道区段上的位置，每个通信区域有且只有一个LTE小区，每个通信区域定义该LTE小区以及相邻LTE小区的物理小区标识、每个通信区域内的最小服务信号强度。

优选的，定义的每个LTE小区的通信区域，其数据格式为：

{{轨道区段的方向，轨道区段的标识，在该轨道区段上的起始偏移量，在该轨道区段上的结束偏移量}，LTE小区标识，最小服务信号强度，前一个相邻LTE小区标识，下一个相邻LTE小区标识}。

优选的，每相邻两个LTE小区的通信区域的划分点在该两个LTE小区物理覆盖区域的中点位置。

优选的，所述步骤S3中，TAU和VOBC之间采用周期性通信的方式。

优选的，所述步骤S4中，TAU收到LTE基站发送的测量配置信息后，执行测量，周期性地将测量结果发送给VOBC；

测量结果包括：当前LTE服务小区标识、当前LTE服务小区测量信号强度、当前LTE服务小区切换参数、邻近LTE小区标识、邻近LTE小区测量信号强度、邻近LTE小区切换参数；

其中，当前LTE服务小区切换参数和邻近LTE小区切换参数包含于测量配置信息中。

优选的，所述步骤S5中，切换控制信息包含：切换的目标LTE小区标识、对应目标LTE小区信号偏移量；

如果列车建立了定位，VOBC将执行如下处理：

VOBC首先找到当前列车无线天线的位置所在的通信区域，然后获取相邻的下一个LTE小区，将切换控制信息中切换的目标LTE小区赋值为获取到的下一个相邻的LTE小区；

如果切换的目标LTE小区有效，根据列车的运行方向和列车进路信息找到列车运行方向上距离列车最近的切换目标LTE小区对应的LTE小区通信区域，从而获取到切换目标LTE小区通信区域的位置和相关参数信息，

如果获取不到目标LTE小区对应的通信区域，则切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于0；

VOBC获取到切换目标LTE小区通信区域后，判断如下两个条件是否满足：

计算当前列车车头到切换的目标LTE小区通信区域的距离d，并且d<V×T,其中V为当前列车的速度，T为网络切换时间参数；以及

TAU发送的测量信息中包含该目标LTE小区的信号测量信息且该目标LTE小区的信号强度大于该LTE小区的最小服务信号强度；

如果满足上述条件，则计算当前LTE服务小区和目标LTE小区信号强度的差值，切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于当前LTE服务小区和该邻近LTE小区信号强度的差值加上预定义的偏移值；

如果上述条件不满足，切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于0；

如果列车没有定位，此时切换控制信息中的目标LTE小区标识和对应目标LTE小区信息偏移量都为0；

最后，VOBC将切换控制信息发送给TAU。

优选的，所述的VOBC获取相邻的下一个LTE小区包括三种情况：

如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里当前LTE服务小区标识一致，则相邻的下一个LTE小区为通信区域里定义的下一个LTE小区；

如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里前一个相邻的LTE小区标识一致，则相邻的下一个LTE小区为通信区域定义的当前LTE服务小区；

如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里下一个相邻的LTE小区标识一致，则需要根据列车运行方向和列车进路信息找到该下一个相邻的LTE小区标识的通信区域，则相邻的下一个LTE小区为找到的通信区域定义的下一个邻近LTE小区，如果找不到该下一个相邻的LTE小区标识的通信区域，则相邻的下一个LTE小区赋值为0。

优选的，所述的切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于当前LTE服务小区和该邻近LTE小区信号强度的差值加上预定义的偏移值，计算公式为：

Offset＝|(Mn+Ofn+Ocn-Hys)-(Ms+Ofs+Ocs+Off)|+Voff，

其中，Mn为目标LTE小区的信号测量值，Ms为当前LTE服务小区的测量信号值，Ofn，Ocn，Hys，Ofs，Ocs，Off为网络切换参数，Voff为VOBC预定义的偏移值。

优选的，所述步骤S6中，TAU处理切换控制信息包括：

如果切换控制信息中的目标LTE小区标识有效，如果测量结果中包含目标LTE小区，修改目标LTE小区的信号测量值，将目标LTE小区的信号测量值修改为实际测量值加上切换控制信息中的信号偏移量，即Mn_new＝Mn+Offset，其中Mn为目标LTE小区对应的实际信号测量值，Offset为切换控制消息中的对应目标LTE小区信号偏移量；

TAU使用计算出的Mn_new信号值为目标LTE小区的信号测量值来进行测量报告上报触发条件的判断，触发条件是：Mn+Ofn+Ocn-Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off,其中，Mn为该目标LTE小区的信号测量值，Ms为当前LTE服务小区的测量信号值，Ofn，Ocn，Hys，Ofs，Ocs，Off为网络切换参数；当使用Mn_new代替Mn进行上述条件判断时，根据切换控制消息中的对应目标LTE小区信号偏移量的计算公式，上述条件恒成立，因此TAU给LTE基站上报测量报告，测量报告中目标LTE小区的信号测量值为Mn_new；

如果切换控制信息中的目标LTE小区标识无效，TAU不会修改邻近LTE小区的测量报告的信号强度值。

优选的，所述步骤S8中，TAU执行切换包括：

如果TAU保存的切换目标LTE小区无效，则立即发起切换，否则执行如下流程：

如果TAU判断切换命令中目标LTE小区为TAU保存的切换目标LTE小区，则立即发起切换；否则，如果下列条件成立，TAU将拒绝切换命令:

如果当前LTE服务小区的信号强度大于当前LTE服务小区最小服务信号强度；以及

目标LTE小区信号强度与当前LTE服务小区的信号强度差值小于切换信号强度门限；

如果上述条件不满足，则立即发起切换。

优选的，所述步骤S9中，当VOBC收到TAU发送的测量报告时，VOBC根据当前列车的位置从数据库中找到当前位置所属的LTE小区通信区域，进行如下判断处理：

判断测量结果中的当前LTE服务小区标识和当前列车所在的LTE小区通信区域的前一个相邻的LTE小区标识是否一致，如果一致，VOBC向ATS发送告警LTE小区未及时切换；

如果判断测量结果中的当前LTE服务小区发生了改变并且测量结果中的当前LTE服务小区标识和当前列车所在的LTE小区通信区域的前一个相邻的LTE小区标识一致，向ATS发送告警信息指示发生了无效切换。

本发明的有益效果是：本发明从LTE网络移动性管理入手，首次提出了信号***和无线通信***信息交互和协作，通过信号***控制无线网络切换的方法，解决了数据通信子***和其它信号子***相互独立的问题，信号子***可以实现监控无线网络质量情况，根据网络质量选择和切换进行通信的LTE小区。根据列车位置和运行方向确定切换的目标小区，通过指示TAU修改邻区测量信号值的方式触发切换流程，由信号***主动发起切换流程，控制TAU提前切换到下一个邻区，避免了切换不及时导致影响通信的问题。通过指示TAU只能切换到运行方向上的目标小区，避免了无线网络的无效切换对数据传输的影响。通过小区通信区域的划分和切换的控制，CBTC***可以根据设计实现TAU使用指定的轨旁无线单元进行数据通信，可以迅速定位无线问题，有利于减少网络规划和优化工作。

附图说明

图1是本发明的CBTC***的无线网络切换控制方法的流程图；

图2是CBTC***的LTE网络架构示意图；

图3是本发明中LTE小区覆盖示意图；

图4是本发明中轨道区段的划分示意图；

图5是发明中LTE小区通信区域划分示意图；

图6是发明中获取下一个相邻的LTE小区的示意图；

图7是发明中VOBC切换控制信息处理流程图；

图8是发明中TAU处理切换控制信息流程图；

图9是发明中TAU切换处理流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

附图2是LTE(Long Term Evolution，长期演进)网络***在CBTC***中***架构，在该***架构中使用了双网结构，在本实施例中，每个RRU(射频拉远单元)将会定义为一个LTE小区。附图3是LTE小区无线覆盖示意图。

请参阅图1，本发明的CBTC***的无线网络切换控制方法，包括下列步骤：

步骤S1，LTE小区测量参数配置：

在网络侧的LTE基站(eNodeB)进行测量配置，对每个LTE小区主要配置如下信息：

1)当前LTE服务小区的邻近LTE小区；

2)测量对象为当前LTE服务小区和邻近LTE小区，即TAU需要测量当前LTE服务小区和邻近LTE小区的信号强度；

3)测量量，TAU可以测量RSRP(参考信号接收功率)和RSRQ(参考信号接收质量)，本实施例中采取测量RSRP来触发测量报告上报和切换。

4)LTE小区质量门限配置为0，即TAU需要一直进行移动性测量而不需要考虑LTE小区信号质量。

5)测量报告上报方式，测量报告上报方式有周期性上报和事件触发上报两种方式，本实施例中采取事件A3触发上报的方式，即满足事件A3条件时，TAU给基站上报测量结果。其中，LTE同频切换通过A3事件进行触发，即邻区质量高于服务小区一定偏置：参照3GPP36.331规定的A3事件的判决公式为：

触发条件：Mn+Ofn+Ocn–Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off；

取消条件：Mn+Ofn+Ocn+Hys﹤Ms+Ofs+Ocs+Off；

其中：

1)Mn是邻区测量结果；

2)Ofn是邻区的特定频率偏置；

3)Ocn是邻区的特定小区偏置，也即CIO。该值不为0，此参数在测量控制消

息中下发。eNodeB将根据小区负载情况临时修改邻区与服务小区的CIO，触发

基于负载的同频切换；

4)Ms是服务小区的测量结果；

5)Ofs是服务小区的特定频率偏置；

6)Ocs是服务小区的特定小区偏置；

7)Hys是迟滞参数；

8)Off是A3事件的偏置参数；

此处满足事件A3条件即满足触发条件。

6)支持基于无线质量的小区切换，即测量报告显示出存在比当前LTE服务小区信1强度更好的邻近LTE小区时，eNodeB将会发起小区切换。

7)当配置完成后，eNodeB会将测量配置信息发送给TAU。

步骤S2，LTE小区通信区域定义：

在本实施例中，使用轨道区段来表示轨道线路，附图4是轨道区段的示意图，每个轨道区段有对应的标识和长度，轨道区段的方向按照从左往右为正向(POSITIVE)，从右往左为反向(NEGATIVE)。列车在轨道区段上的任一个点的位置采用三维坐标来表示，其结构为：{轨道区段的方向，轨道区段的标识，在该轨道区段上的偏移量}，在轨道区段上的任一个区域的位置采用如下结构标识：{轨道区段的方向，轨道区段的标识，在该轨道区段上的起始偏移量，在该轨道区段上的结束偏移量}，轨道区段上的偏移量指的是距离轨道区段起点的距离。

LTE小区通信区域定义就是根据实际的网络规划和设计在VOBC数据库中定义每个LTE小区在轨道区段上的位置，其划分原则是每个通信区域有且只有一个LTE小区，每个通信区域定义该LTE小区以及相邻LTE小区的物理小区标识(物理小区标识与网络侧配置保持一致)，同时根据设计定义每个通信区域内的最小服务信号强度。附图5是LTE小区通信区域的划分的示意图，在本实施例中，按照轨道区段定义每个LTE小区的通信区域，其数据格式为：

{{轨道区段的方向，轨道区段的标识，在该轨道区段上的起始偏移量，在该轨道区段上的结束偏移量}，LTE小区标识，最小服务信号强度，前一个相邻LTE小区标识，下一个相邻LTE小区标识}

由于列车在轨道上有正向，反向两个运行方向，LTE小区通信区域也根据正向方向两个运行方向定义，如附图5，假设LTE小区1和LTE小区3位于轨道起点和终点，最小服务信号强度定义-95dbm。

正向方向的LTE小区通信区域定义为：

{{POSITIVE,1,0,D1},小区1ID,-95,0,小区2ID},

{{POSITIVE,2,0,D2},小区1ID,-95,0,小区2ID},

{{POSITIVE,3,0,D3},小区1ID,-95,0,小区2ID},

{{POSITIVE,3,D3,D4},小区2ID,-95,小区1ID,小区3ID},

{{POSITIVE,4,0,D5}},小区2ID,-95,小区1ID,小区3ID},

{{POSITIVE,5,0,D6}},小区2ID,-95,小区1ID,小区3ID},

{{POSITIVE,4,D5,D7},小区3ID,-95,小区2ID,0},

{{POSITIVE,5,D6,D8},小区3ID,-95,小区2ID,0},

反向方向的LTE小区通信区域定义为：

{{NEGATIVE,1,0,D1},小区1ID,-95,小区2ID,0},

{{NEGATIVE,2,0,D2},小区1ID,-95,小区2ID,0},

{{NEGATIVE,3,0,D3},小区1ID,-95,小区2ID,0},

{{NEGATIVE,3,D3,D4},小区2ID,-95,小区3ID,小区1ID},

{{NEGATIVE,4,0,D5}},小区2ID,-95,小区3ID,小区1ID},

{{NEGATIVE,5,0,D6}},小区2ID,-95,小区3ID,小区1ID},

{{NEGATIVE,4,D5,D7},小区3ID,-95,0,小区2ID},

{{NEGATIVE,5,D6,D8},小区3ID,-95,0,小区2ID},

LTE小区通信区域的划分可以和LTE小区实际的物理覆盖区域不一致，即通信区域可以是一个逻辑的划分,在本实施例中，两个LTE小区的通信区域的划分点在两个LTE小区物理覆盖区域的中点位置。

步骤S3，TAU和VOBC建立通信：

当TAU和VOBC上电启动后，TAU(车载接入单元)和VOBC(车载控制器)建立通信，两者采用周期性通信的方式。在本实施例中，TAU和VOBC采用UDP(用户数据报协议)通信方式，由VOBC负责通信的发起和维护，在VOBC每个应用执行周期，VOBC向TAU发送消息，TAU收到后，立即给VOBC回消息报文。

步骤S4：TAU执行测量并将测量结果发送给VOBC：

TAU收到eNodeB发送的测量配置信息后，开始测量当前LTE服务小区和邻近LTE小区的信号强度，周期性地将测量到的当前LTE服务小区的信号强度、邻近LTE小区的信号强度以及对应的小区标识和该LTE小区的网络切换参数发送给VOBC，消息内容如下：当前LTE服务小区标识、当前LTE服务小区测量信号强度、当前LTE服务小区切换参数、邻近LTE小区标识、邻近LTE小区测量信号强度、邻近LTE小区切换参数。其中切换参数是由eNodeB发送给TAU的。

步骤S5，VOBC获取切换控制信息并发给TAU：

VOBC收到TAU发送的测量结果后，按照如下方式获取切换控制信息，切换控制信息包含切换的目标LTE小区标识和对应目标LTE小区信号偏移量，其内容如下：切换的目标LTE小区标识、对应目标LTE小区信号偏移量。

如果列车建立了定位，VOBC将执行如下处理，如附图7所示：VOBC首先找到当前列车无线天线的位置所在的通信区域，然后获取相邻的下一个LTE小区，有三种情况：

1)如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里当前LTE服务小区标识一致，则相邻的下一个LTE小区为通信区域里定义的下一个LTE小区；

2)如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里前一个相邻的LTE小区标识一致，则相邻的下一个LTE小区为通信区域定义的当前LTE服务小区；

3)如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里下一个相邻的LTE小区标识一致，则需要根据列车运行方向和列车进路信息找到该下一个相邻的LTE小区标识的通信区域，则相邻的下一个LTE小区为找到的通信区域定义的下一个邻近LTE小区，如果找不到该下一个相邻的LTE小区标识的通信区域，则相邻的下一个LTE小区赋值为0。

将切换控制信息中切换的目标LTE小区赋值为获取到的下一个相邻的LTE小区。

如果切换的目标LTE小区有效(非0值)，根据列车的运行方向和列车进路信息找到列车运行方向上距离列车最近的切换目标LTE小区对应的LTE小区通信区域，从而获取到切换目标LTE小区通信区域的位置和相关参数信息，附图6是获取下一个相邻LTE小区的示意图。

如果获取不到目标LTE小区对应的通信区域，则切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于0。

VOBC获取到切换目标LTE小区通信区域后，判断如下条件是否满足：

1)计算当前列车车头到切换的目标LTE小区通信区域的距离d并且d<V×T,其中V为当前列车的速度，T为网络切换时间参数；

2)TAU发送的测量信息中包含该目标LTE小区的信号测量信息且该目标LTE小区的信号强度大于该LTE小区的最小服务信号强度；

如果满足上述条件，则计算当前LTE服务小区和目标LTE小区信号强度的差值,在本实例中，切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于当前LTE服务小区和该邻近LTE小区信号强度的差值加上预定义的偏移值，计算公式为

Offset＝|(Mn+Ofn+Ocn-Hys)-(Ms+Ofs+Ocs+Off)|+Voff，

其中，Mn为目标LTE小区的信号测量值，Ms为当前LTE服务小区的测量信号值，Ofn，Ocn，Hys，Ofs，Ocs，Off为网络切换参数，Voff为VOBC预定义的偏移值。

如果上述条件不满足，切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于0。

如果列车没有定位，此时切换控制信息中的目标LTE小区标识和对应目标LTE小区信息偏移量都为0.

最后，VOBC将切换控制信息发送给TAU。

步骤S6，TAU处理切换控制信息并给LTE基站上报测量报告：

TAU收到后，保存切换控制信息，根据切换控制信息的指示判断是否需要修改切换控制信息中的目标LTE小区的信号测量值，TAU的处理流程如附图8所示。

如果切换控制信息中的目标LTE小区标识有效(非0)，如果测量结果中包含目标LTE小区，修改目标LTE小区的信号测量值，将目标LTE小区的信号测量值修改为实际测量值加上切换控制信息中的信号偏移量，即Mn_new＝Mn+Offset，其中Mn为该目标LTE小区对应的实际信号测量值，Offset为切换控制消息中的对应目标LTE小区信号偏移量。

TAU使用计算出的Mn_new信号值为该目标LTE小区的信号测量值来进行测量报告上报触发条件的判断。在本实施例中，由于配置事件A3触发测量报告上报的方式，事件A3的触发条件是：Mn+Ofn+Ocn-Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off,其中Mn为该目标LTE小区的信号测量值，Ms为当前LTE服务小区的测量信号值，Ofn，Ocn，Hys，Ofs，Ocs，Off为网络切换参数。当使用Mn_new代替Mn进行上述条件判断时，根据切换控制消息中的对应目标LTE小区信号偏移量的计算公式，上述条件恒成立，因此TAU给eNodeB上报测量报告，测量报告中目标LTE小区的信号测量值为Mn_new。

如果切换控制信息中的目标LTE小区标识无效(为0)，TAU不会修改邻近LTE小区的测量报告的信号强度值。

TAU发送给VOBC的无线信号测量值一直是实际的网络测量值，即发送Mn值，不会发送计算的值Mn_new。

步骤S7，切换判决：

LTE基站收到测量报告后，将会触发切换判决，如果切换判决成立(邻区信号质量高于服务小区一定偏置)，它会给TAU发送切换命令。

步骤S8，TAU切换执行：

TAU收到切换命令后，执行如下切换流程，TAU的切换流程如附图9所示。

如果TAU保存的切换目标LTE小区无效(为0)，则立即发起切换，否则执行如下流程：

如果TAU判断切换命令中目标LTE小区为TAU保存的切换目标LTE小区，则立即发起切换。

否则，如果下列条件成立，TAU将拒绝切换命令:

1)如果当前LTE服务小区的信号强度大于当前LTE服务小区最小服务信号强度；

2)目标LTE小区信号强度与当前LTE服务小区的信号强度差值小于切换信号强度门限，即Mn–Ms<Threshold，其中Mn为目标LTE小区信号测量值，Ms为LTE小区信号测量值，Threshlod为配置的切换门限值。

如果上述条件不满足，则立即发起切换。

步骤S9，VOBC监控切换结果：

当VOBC收到TAU发送的测量报告时，VOBC根据当前列车的位置从数据库中找到当前位置所属的LTE小区通信区域，进行如下判断处理：

判断测量结果中的当前LTE服务小区标识和当前列车所在的LTE小区通信区域的前一个相邻的LTE小区标识是否一致，如果一致，则有可能是切换不及时，VOBC向ATS发送告警LTE小区未及时切换。

如果判断测量结果中的当前LTE服务小区发生了改变并且测量结果中的当前LTE服务小区标识和当前列车所在的LTE小区通信区域的前一个相邻的LTE小区标识一致，则判断切换到了非列车运行方向上的LTE小区，向ATS发送告警信息指示发生了无效切换。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (12)

1.一种CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1，LTE基站对LTE小区进行测量参数配置；

步骤S2，LTE小区通信区域定义；

步骤S3，TAU和VOBC建立通信；

步骤S4，TAU执行LTE小区测量，并将测量结果发送给VOBC；

步骤S5，VOBC根据测量结果获取切换控制信息并发给TAU；

步骤S6，TAU处理切换控制信息，并给LTE基站上报测量报告；

步骤S7，LTE基站收到测量报告后，触发切换判决，如果切换判决成立，LTE基站给TAU发送切换命令；

步骤S8，TAU收到切换命令后，执行切换；

步骤S9，VOBC监控切换结果；

所述步骤S5中，切换控制信息包含：切换的目标LTE小区标识、对应目标LTE小区信号偏移量；

如果列车建立了定位，VOBC将执行如下处理：

VOBC首先找到当前列车无线天线的位置所在的通信区域，然后获取相邻的下一个LTE小区，将切换控制信息中切换的目标LTE小区赋值为获取到的下一个相邻的LTE小区；

如果切换的目标LTE小区有效，根据列车的运行方向和列车进路信息找到列车运行方向上距离列车最近的切换目标LTE小区对应的LTE小区通信区域，从而获取到切换目标LTE小区通信区域的位置和相关参数信息，

如果获取不到目标LTE小区对应的通信区域，则切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于0；

VOBC获取到切换目标LTE小区通信区域后，判断如下两个条件是否满足：

计算当前列车车头到切换的目标LTE小区通信区域的距离d，并且d<V×T,其中V为当前列车的速度，T为网络切换时间参数；以及

TAU发送的测量信息中包含该目标LTE小区的信号测量信息且该目标LTE小区的信号强度大于该LTE小区的最小服务信号强度；

如果满足上述条件，则计算当前LTE服务小区和目标LTE小区信号强度的差值，切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于当前LTE服务小区和目标LTE小区信号强度的差值加上预定义的偏移值；

如果上述条件不满足，切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于0；

如果列车没有定位，此时切换控制信息中的目标LTE小区标识和对应目标LTE小区信息偏移量都为0；

最后，VOBC将切换控制信息发送给TAU。

2.根据权利要求1所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，在网络侧的LTE基站进行测量配置，对每个LTE小区配置如下信息：

当前LTE服务小区的邻近LTE小区；

TAU测量当前LTE服务小区和邻近LTE小区的信号强度；

TAU测量RSRP和RSRQ，采取测量RSRP或RSRQ来触发测量报告上报和切换；

TAU一直进行移动性测量而不需要考虑LTE小区信号质量；

采用周期性上报或事件触发上报作为测量报告上报方式；

测量报告显示出存在比当前LTE服务小区信号强度更好的邻近LTE小区时，LTE基站将会发起小区切换；

当配置完成后，LTE基站会将测量配置信息发送给TAU。

3.根据权利要求1所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，在VOBC数据库中定义每个LTE小区在轨道区段上的位置，每个通信区域有且只有一个LTE小区，每个通信区域定义该LTE小区以及相邻LTE小区的物理小区标识、每个通信区域内的最小服务信号强度。

4.根据权利要求3所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，定义的每个LTE小区的通信区域，其数据格式为：

{{轨道区段的方向，轨道区段的标识，在该轨道区段上的起始偏移量，在该轨道区段上的结束偏移量}，LTE小区标识，最小服务信号强度，前一个相邻LTE小区标识，下一个相邻LTE小区标识}。

5.根据权利要求3所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，每相邻两个LTE小区的通信区域的划分点在该两个LTE小区物理覆盖区域的中点位置。

6.根据权利要求1所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，TAU和VOBC之间采用周期性通信的方式。

7.根据权利要求2所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，TAU收到LTE基站发送的测量配置信息后，执行测量，周期性地将测量结果发送给VOBC；

测量结果包括：当前LTE服务小区标识、当前LTE服务小区测量信号强度、当前LTE服务小区切换参数、邻近LTE小区标识、邻近LTE小区测量信号强度、邻近LTE小区切换参数；

其中，当前LTE服务小区切换参数和邻近LTE小区切换参数包含于测量配置信息中。

8.根据权利要求1所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述的VOBC获取相邻的下一个LTE小区包括三种情况：

如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里当前LTE服务小区标识一致，则相邻的下一个LTE小区为通信区域里定义的下一个LTE小区；

如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里前一个相邻的LTE小区标识一致，则相邻的下一个LTE小区为通信区域定义的当前LTE服务小区；

如果测量信息中当前LTE服务小区的标识和通信区域里下一个相邻的LTE小区标识一致，则需要根据列车运行方向和列车进路信息找到该下一个相邻的LTE小区标识的通信区域，则相邻的下一个LTE小区为找到的通信区域定义的下一个邻近LTE小区，如果找不到该下一个相邻的LTE小区标识的通信区域，则相邻的下一个LTE小区赋值为0。

9.根据权利要求1所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述的切换控制信息中对应目标LTE小区信号偏移量等于当前LTE服务小区和该邻近LTE小区信号强度的差值加上预定义的偏移值，计算公式为：

Offset＝|(Mn+Ofn+Ocn-Hys)-(Ms+Ofs+Ocs+Off)|+Voff，

其中，Mn为目标LTE小区的信号测量值，Ms为当前LTE服务小区的测量信号值，Ofn，Ocn，Hys，Ofs，Ocs，Off为网络切换参数，Voff为VOBC预定义的偏移值。

10.根据权利要求9所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，TAU处理切换控制信息包括：

如果切换控制信息中的目标LTE小区标识有效，如果测量结果中包含目标LTE小区，修改目标LTE小区的信号测量值，将目标LTE小区的信号测量值修改为实际测量值加上切换控制信息中的信号偏移量，即Mn_new＝Mn+Offset，其中Mn为目标LTE小区对应的实际信号测量值，Offset为切换控制消息中的对应目标LTE小区信号偏移量；

TAU使用计算出的Mn_new信号值为目标LTE小区的信号测量值来进行测量报告上报触发条件的判断，触发条件是：Mn+Ofn+Ocn-Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off,其中，Mn为该目标LTE小区的信号测量值，Ms为当前LTE服务小区的测量信号值，Ofn，Ocn，Hys，Ofs，Ocs，Off为网络切换参数；当使用Mn_new代替Mn进行上述条件判断时，根据切换控制消息中的对应目标LTE小区信号偏移量的计算公式，上述条件恒成立，因此TAU给LTE基站上报测量报告，测量报告中目标LTE小区的信号测量值为Mn_new；

如果切换控制信息中的目标LTE小区标识无效，TAU不会修改邻近LTE小区的测量报告的信号强度值。

11.根据权利要求1所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述步骤S8中，TAU执行切换包括：

如果TAU保存的切换目标LTE小区无效，则立即发起切换，否则执行如下流程：

如果TAU判断切换命令中目标LTE小区为TAU保存的切换目标LTE小区，则立即发起切换；否则，如果下列条件成立，TAU将拒绝切换命令:

如果当前LTE服务小区的信号强度大于当前LTE服务小区最小服务信号强度；以及

目标LTE小区信号强度与当前LTE服务小区的信号强度差值小于切换信号强度门限；

如果上述条件不满足，则立即发起切换。

12.根据权利要求1所述的CBTC***的无线网络切换控制方法，其特征在于，所述步骤S9中，当VOBC收到TAU发送的测量报告时，VOBC根据当前列车的位置从数据库中找到当前位置所属的LTE小区通信区域，进行如下判断处理：

判断测量结果中的当前LTE服务小区标识和当前列车所在的LTE小区通信区域的前一个相邻的LTE小区标识是否一致，如果一致，VOBC向ATS发送告警LTE小区未及时切换；

如果判断测量结果中的当前LTE服务小区发生了改变并且测量结果中的当前LTE服务小区标识和当前列车所在的LTE小区通信区域的前一个相邻的LTE小区标识一致，向ATS发送告警信息指示发生了无效切换。

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