CN113692016A - 一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法 - Google Patents

一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，S1：确定主用网络为专用宽带网络；多模终端所在的业务操作场景包含多个无线接入***，多模终端通过随机接入信道向主用网络发起业务请求，主用网络根据承载网络的业务负荷并通过广播信道向多模终端发送测量指令；S2：多模终端对无线接入***进行测量，形成测量报告的参数索引；S3：主用网络根据测量报告、当前网络的业务优先级要求和业务负荷，确定多模终端的类型并进行业务分流；多模终端的类型确定后主用网络通过广播信道中的保留字段和扩展字段向多模终端下发业务分流指令，多模终端收到指令后，通过解析将相应无线电业务切换到指定的模块，从而满足特定的QoS要求。

Description

一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法
技术领域
本发明涉及铁路网络领域，更具体地，涉及一种通过控制多模终端实现铁路无线电业务的自动分流方法。
背景技术
随着宽带移动通信和移动互联网的发展，数据已经成为日益占主导地位的网络流量份额。根据预测，现有网络的数据流量将达到网络总体流量的90％。另一方面，在***容量有限的条件下，如果全部数据业务汇聚到一个单一的网络，会对数据交换节点与网络传输造成很大压力。另一方面，通常存在多个可选的业务支持网络，存在网络资源的利用率不均衡的情况，例如，公众移动通信网在一些时间、空间中广泛存在业务分布不均匀的情况，因此，网络共享是提高资源利用率的一种非常有效的技术手段。如果无视这一事实，单纯进行网络扩容与升级将导致网络运营成本大幅上升，造成极大的资源浪费。在这方面，专用铁路无线通信网络的频率资源是非常有限的，通常无法同时满足全业务承载的需要。因此，借助公专(公网和专网)结合的手段作为补充，以达到降低建网运维开销，有效地改善改进网络利用率。在此需求的推动下，业务分流技术成为一种非常有效的手段。虽然3GPP(3rdGeneration Partnership Project，第三代移动通信伙伴组织)提出了LIPA/SIPTO(LocalIP Access/Selected IP Traffic Offload)的网络架构来卸载选定核心网络的移动业务流量，然而，对于异构网络之间如何进行有效的流量均衡并进行合理的流量卸载没有给出具体的解决方案。
对于资源受限的铁路专用移动通信***，在专用铁路无线电业务频谱资源非常有限的条件下，需要优先保证与行车有关的任务关键型业务的需要。专网业务自动分流技术的目的是优先保证安全等级高的业务能够通过专用通信网络承载，如指挥调度、列车控制、视频监控、数据传输、站内调车、维修数据、基础设施监控。在接入网侧将安全等级不高，同时带宽需求大的业务疏导至公众移动通信网络，或者将低优先级的低速率业务疏导到铁路现有的窄带移动通信***，如GSM-R、DMR，从而避免大量业务数据在核心网与接入网之间传输的资源浪费，有助于提高业务性能，降低移动通信网络面临的扩容压力并控制移动通信网络整体投资成本。特别是对于铁路大型客站、编组站等典型热点通信区域，在业务量出现拥塞时，势必影响任务关键型业务的QoS保障，严重时可能导致网络退服，甚至于危及到网络安全。综上，如果对业务的优先级和重要性不加区别，任务关键性业务的QoS不能得到充分保障，必然会对铁路运输安全构成重大挑战。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，采用同时集成有专用宽带、专用窄带和通用宽带的多模终端实现业务的合理分流。如图1所示，专用宽带模块和窄带模块主要实现具有任务关键型属性的宽带和窄带通信业务，通用宽带模块实现与行车无关的宽带业务承载。本发明的关键在于：基于集成的多模宽/窄带融合终端，铁路专用宽带网络作为主用网络在不需要修改协议，包括不需要公众移动通信网络做出任何改变的条件下，也能够通过信号测量技术和基于优先级分流技术实现有效的业务分流，确保各种等级的铁路无线电业务的QoS都能得到切实的保障。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
本发明公开了一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1：确定铁路业务操作的主用网络为专用宽带网络，次用网络为专用窄带网络，可选网络为其它可接入网络；多模宽/窄带融合终端集成了三种类型的模块，包括专用宽带模块、专用窄带模块和通用宽带模块，专用宽带模块和专用窄带模块用于实现具有任务关键型属性的宽带和窄带通信业务，通用宽带模块用于实现与行车无关的宽带业务承载；多模宽/窄带融合终端所在的业务操作场景包含多个具备接入条件的无线接入***，多模宽/窄带融合终端通过随机接入信道向主用网络发起业务请求，主用网络根据承载网络的业务负荷，并通过广播信道(BCH：Broadcast Channel)向多模宽/窄带融合终端发送测量指令；
S2：多模宽/窄带融合终端根据无线电信号测量准则对多个具备接入条件的无线接入***进行测量，形成测量报告；所述测量报告由简化的索引字段构成；
本发明所涉及的主用网络—宽带铁路专用网络，理解为业务最为集中的、起主导作用的网络。
S3：主用网络根据测量报告、当前网络的业务优先级要求和业务负荷，确定多模宽/窄带融合终端的类型并进行业务分流；当多模宽/窄带融合终端的类型确定后，主用网络通过广播信道中的保留字段和扩展字段向多模宽/窄带融合终端下发业务分流指令，多模宽/窄带融合终端收到指令后，通过解析将相应无线电业务切换到指定的模块，选择该模块与相对应的无线接入网进行业务交互，从而满足特定的QoS(Quality of Service，业务质量)要求。
优选地，所述多模宽/窄带融合终端能够自动识别所处场景的无线电承载网络；所述专用窄带模块包括：GSM-R(GSM for railway)和DMR(Digital Mobile Radio)，所述专用宽带模块包括：专用宽带5G-R(5G for railway)和铁路WiFi，所述通用宽带模块包括：公众宽带模块LTE(Long Term Evolution，长期演进)、5G、和公众WiFi等；
所述多模宽/窄带融合终端的工作模式附着于主用小区、次用小区或可选小区，主用小区为从属于主用网络的小区，次用小区为仅次于主用小区的小区，可选小区为潜在可接入小区，所述无线接入***为潜在可接入小区。
优选地，所述多模宽/窄带融合终端选择工作模式的方法为：
所述索引字段为01、02和03，01、02和03分别代表主用网络、次用网络和可接入网络，索引字段信息映射在本地进行，即索引值对应的信息存储在多模宽/窄带融合终端或者主用网络，从而不需要通过空中接口传输，索引传输方式极大地简化了测量报告，能够进一步利用保留字段和扩展字段向主用网络报告测量信息。该信息索引主要用于标识业务所在场景的可用状态、覆盖质量及业务负荷；
当测量报告中的索引字段信息映射完成后，多模宽/窄带融合终端完成工作模式的选择。可进一步结合业务优先级，通过决策选择合适的通信模块，实现最合理的流量卸载方式，即将业务有选择地分流到专用宽带网络、专用窄带网络、公众通信网络和WiFi中，最大程度提高用户体验。
优选地，所述业务操作场景包括主用网络、次用网络和可选网络，所述主用网络、次用网络具有提取网络统计性能的功能，所述可选网络指铁路专网之外的其它可接入网络，包括公众通信网络和WiFi，所述公众通信网络特指公众宽带移动通信网络，WiFi包括铁路WiFi和公众WiFi；
所述专用宽带网络、专用窄带网络、公众宽带移动通信网络均为蜂窝网络；
所述业务操作场景为铁路大型客站、编组站、大型体育场所、大型商业设施或大型集会等；
所述业务请求在不改变协议规范的条件下发送。
优选地，S2的具体步骤为：
S21：测量报告采用索引的方式表示RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)和RSRQ(Reference Signal Receiving Quality，参考信号接收质量)，RSRP和RSRQ通过索引划分为不同的接入级别，用索引值0～9代表不同的信号强度，需要传输的信息只是非常有限的索引值，实际的信号强度在本地定义，不通过空中接口传输；注：这里所设计的索引方式以整数编号表示对应的功率值，如1对应-30dBm，其中可定义索引增量1表示绝对功率值增加1dBm，索引减量-1表示绝对功率值减少1dBm，则-30dBm的有效范围可设定为正负0.5dBm，从而能够缩减占用的协议字段的长度，此外，索引增量对应的决定功率增量可以根据需要设定。
S22：多模宽/窄带融合终端通过主用网络获取当前网络负荷和当前主用小区或无线接入***的可分配频率资源，多模宽/窄带融合终端通过频率扫描感知公众通信网络和WiFi；
S23：主用网络QoS测量过程：
首先进行测量配置，多模宽/窄带融合终端处于测量模式，多模宽/窄带融合终端根据主用网络发送的测量指令对当前主用小区进行测量，根据S22的结果来判断是否需要执行对无线接入***的测量，如果存在无线接入***，则对无线接入***进行测量；
S24：多模宽/窄带融合终端测量业务操作场景下无线接入***的接收电平质量，将无线接入***的接收电平质量写入测量报告中的RSRP，测量过程为：在多模宽/窄带融合终端软件控制下交替进行，多模宽/窄带融合终端软件是安装于多模宽/窄带融合终端的应用软件，用于控制测量过程、进行协议分析，从扩展字段和保留字段中提取索引信息并完成索引信息的最终映射；
S25：通过多模宽/窄带融合终端发起尝试接入，统计不同无线接入***的业务质量，如接入时延和接入请求时间，将无线接入***的业务质量写入测量报告中的RSRQ，形成测量报告。
优选地，S3的具体步骤为：
S31：确定业务分流条件；
业务分流条件包括：无线接入***的接收电平质量、无线接入***的业务质量和无线接入***的网络状态；
S32：首先考虑无线接入***的接收电平质量，Pr，Pc，Pp，Pw分别代表主用网络、次用网络、公众通信网络、WiFi接入点的N次功率统计平均，当满足Pr>Pmin,r时，其中Pmin,r表示能够接入主用网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入主用网络，当满足Pc>Pmin,c时，其中Pmin,c表示能够接入次用网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入次用网络，当满足Pp>Pmin,p时，其中Pmin,p表示能够接入公众通信网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入公众通信网络，当满足Pw>Pmin,w时，其中Pmin,w表示能够接入WiFi的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入WiFi；
S33：其次考虑无线接入***的业务质量；
S34：最后考虑无线接入***的网络状态：网络承载能力好，且处于不繁忙的状态；
S35：当业务分流条件均满足时，则进行业务分流；
S36：主用网络不需要改变自身工作模式，业务分流只需通过多模宽/窄带融合终端软件改变多模宽/窄带融合终端的工作模式，对于智能手机***(如安卓)，可通过应用程序(app)实现。
优选地，多模宽/窄带融合终端通过保留字段和扩展字段定义测量报告，因为只需要传输测量等级，只需要极少的比特位即可实现；
主用网络通过保留字段和扩展字段发送控制指令，因为只需要传输目标网络选择信息，只需要极少的比特位即可实现。
优选地，步骤S3中所述业务分流的依据为当前网络的承载能力和繁忙程度。
优选地，所述业务分流的模式包括宽带业务默认的分流模式和窄带业务默认的分流模式。
优选地，所述宽带业务默认的分流模式为：安全业务和高优先级业务分流到专用宽带网络，非安全业务和低优先级业务分流到公众通信网络。
优选地，所述窄带业务默认的分流模式为：安全业务和高优先级业务分流到专用窄带网络，非安全业务和低优先级业务分流到公众通信网络。
本发明的有益效果如下：
本发明提出了一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，将业务承载网络划分为主用网络和可选网络，铁路专用宽带网络作为主用网络在不需要修改协议，包括不需要公众通信网络做出任何改变的条件下，也能够通过信号测量技术和基于优先级分流技术实现有效的业务分流，确保各种等级的铁路无线电业务的QoS都能得到切实的保障。
附图说明
本发明有如下附图：
图1示出本发明一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法的场景图；
图2示出本发明一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法具体实施例的流程图；
图3示出本发明一种测量准则的测量方法示意图；
图4示出本发明一种基于测量准则的铁路无线电业务接入实现方法图；
图5示出本发明一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法的指令控制字段定义示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1-图5示出本发明一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，本发明根据业务安全要求和优先级，对铁路宽/窄带业务进行分流，通过信号测量技术和基于优先级分流技术实现有效的业务分流，确保各种等级的铁路无线电业务的QoS都能得到切实的保障，实现网络资源利用的最大化。
本实施例中，所述方法包括：
S1：确定铁路业务操作的主用网络为专用宽带网络，次用网络为专用窄带网络，可选网络为其它可接入网络；多模宽/窄带融合终端集成了三种类型的模块，包括专用宽带模块、专用窄带模块和通用宽带模块，专用宽带模块和专用窄带模块用于实现具有任务关键型属性的宽带和窄带通信业务，通用宽带模块用于实现与行车无关的宽带业务承载；多模宽/窄带融合终端所在的业务操作场景包含多个具备接入条件的无线接入***，多模宽/窄带融合终端通过随机接入信道向主用网络发起业务请求，主用网络根据承载网络的业务负荷，并通过广播信道向多模宽/窄带融合终端发送测量指令；
S2：多模宽/窄带融合终端根据无线电信号测量准则对多个具备接入条件的无线接入***进行测量，形成测量报告；所述测量报告由简化的索引字段构成；
本发明所涉及的主用网络—宽带铁路专用网络，理解为业务最为集中的、起主导作用的网络。
S3：主用网络根据测量报告、当前网络的业务优先级要求和业务负荷，确定多模宽/窄带融合终端的类型并进行业务分流；当多模宽/窄带融合终端的类型确定后，主用网络通过广播信道中的保留字段和扩展字段向多模宽/窄带融合终端下发业务分流指令，多模宽/窄带融合终端收到指令后，通过解析将相应无线电业务切换到指定的模块，选择该模块与相对应的无线接入网进行业务交互，从而满足特定的QoS要求。
优选地，所述多模宽/窄带融合终端能够自动识别所处场景的无线电承载网络；所述专用窄带模块包括：GSM-R和DMR，所述专用宽带模块包括：5G-R和铁路WiFi，通用宽带模块包括：LTE、5G、(5G for railway)和公众WiFi等；
所述多模宽/窄带融合终端的工作模式附着于主用小区、次用小区或可选小区，主用小区为从属于主用网络的小区，次用小区为仅次于主用小区的小区，可选小区为潜在可接入小区。
优选地，所述多模宽/窄带融合终端选择工作模式的方法为：
所述索引字段为01、02和03，01、02和03分别代表主用网络、次用网络和可接入网络，索引字段信息映射在本地进行，即索引值对应的信息存储在多模宽/窄带融合终端或者主用网络，从而不需要通过空中接口传输，索引传输方式极大地简化了测量报告，能够进一步利用保留字段和扩展字段向主用网络报告测量信息。该信息索引主要用于标识业务所在场景的可用状态、覆盖质量及业务负荷；
当测量报告中的索引字段信息映射完成后，多模宽/窄带融合终端完成工作模式的选择。可进一步结合业务优先级，通过决策选择合适的通信模块，实现最合理的流量卸载方式，即将业务有选择地分流到专用宽带网络、专用窄带网络、公众通信网络和WiFi中，最大程度提高用户体验。
优选地，所述业务操作场景包括主用网络、次用网络和可选网络，所述主用网络、次用网络具有提取网络统计性能的功能，所述可选网络指铁路专网之外的其它可接入网络，包括公众通信网络和WiFi，所述公众通信网络包括公众宽带移动通信网络，WiFi包括铁路WiFi和公众WiFi；
所述专用宽带网络、专用窄带网络、公众宽带移动通信网络均为蜂窝网络；
所述业务操作场景为铁路大型客站、编组站、大型体育场所、大型商业设施或大型集会等；
所述业务请求在不改变协议规范的条件下发送。
优选地，S2的具体步骤为：
S21：测量报告采用索引的方式表示RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)和RSRQ(Reference Signal Receiving Quality，参考信号接收质量)，RSRP和RSRQ通过索引划分为不同的接入级别，用索引值0～9代表不同的信号强度，需要传输的信息只是非常有限的索引值，实际的信号强度在本地定义，不通过空中接口传输；
S22：多模宽/窄带融合终端通过主用网络获取当前网络负荷和当前主用小区或无线接入***的可分配频率资源，多模宽/窄带融合终端通过频率扫描感知公众通信网络和WiFi；
S23：主用网络QoS测量过程：
首先进行测量配置，多模宽/窄带融合终端处于测量模式，多模宽/窄带融合终端根据主用网络发送的测量指令对当前主用小区进行测量，根据S22的结果来判断是否需要执行对无线接入***的测量，如果存在无线接入***，则对无线接入***进行测量；
S24：多模宽/窄带融合终端测量业务操作场景下无线接入***的接收电平质量，将无线接入***的接收电平质量写入测量报告中的RSRP，测量过程为：在多模宽/窄带融合终端软件控制下交替进行，多模宽/窄带融合终端软件是安装于多模宽/窄带融合终端的应用软件，用于控制测量过程、进行协议分析，从扩展字段和保留字段中提取索引信息并完成索引信息的最终映射；
S25：通过多模宽/窄带融合终端发起尝试接入，统计不同无线接入***的业务质量，如接入时延和接入请求时间，将无线接入***的业务质量写入测量报告中的RSRQ，形成测量报告。
优选地，S3的具体步骤为：
S31：确定业务分流条件；
业务分流条件包括：无线接入***的接收电平质量、无线接入***的业务质量和无线接入***的网络状态；
S32：首先考虑无线接入***的接收电平质量，Pr，Pc，Pp，Pw分别代表主用网络、次用网络、公众通信网络、WiFi接入点的N次功率统计平均，当满足Pr>Pmin,r时，其中Pmin,r表示能够接入主用网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入主用网络，当满足Pc>Pmin,c时，其中Pmin,c表示能够接入次用网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入次用网络，当满足Pp>Pmin,p时，其中Pmin,p表示能够接入公众通信网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入公众通信网络，当满足Pw>Pmin,w时，其中Pmin,w表示能够接入WiFi的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入WiFi；
S33：其次考虑无线接入***的业务质量；
S34：最后考虑无线接入***的网络状态：网络承载能力好，且处于不繁忙的状态；
S35：当业务分流条件均满足时，则进行业务分流；
S36：主用网络不需要改变自身工作模式，业务分流只需通过多模宽/窄带融合终端软件改变多模宽/窄带融合终端的工作模式，对于智能手机***(如安卓)，可通过应用程序(app)实现。
优选地，多模宽/窄带融合终端通过保留字段和扩展字段定义测量报告，因为只需要传输测量等级，只需要极少的比特位即可实现；
主用网络通过保留字段和扩展字段发送控制指令，因为只需要传输目标网络选择信息，只需要极少的比特位即可实现。
优选地，步骤S3中所述业务分流的依据为当前网络的承载能力和繁忙程度。
优选地，所述业务分流的模式包括宽带业务默认的分流模式和窄带业务默认的分流模式。
优选地，所述宽带业务默认的分流模式为：安全业务和高优先级业务分流到专用宽带网络，非安全业务和低优先级业务分流到公众通信网络。
优选地，所述窄带业务默认的分流模式为：安全业务和高优先级业务分流到专用窄带网络，非安全业务和低优先级业务分流到公众通信网络。
本发明利用一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法获取多模宽/窄带融合终端在当前环境下的可用网络信息，通过信号测量技术和基于优先级分流技术实现有效的业务分流，确保各种等级的铁路无线电业务的QoS都能得到切实的保障。主用网络通过协议规范中的保留字段或扩展字段通知多模宽/窄带融合终端选择被指定的接入网络。本发明中的测量报告来源于多模宽/窄带融合终端，具有数据来源可靠、成本低、真实全面的特点，测量报告功能由多模宽/窄带融合终端完成，适用于多种异构网络的情况；主用网络通过广播信道下发，因此不会对网络性能产生影响。本发明的方法能够在铁路专用带宽网络严格受限的条件下，充分利用公众宽带移动通信网络所具有大容量的支持能力和高安全的优势，能够确保不同类型的铁路宽窄带业务能够通过选择最合适的无线通信模块与相应的业务承载网进行通信，满足铁路专用业务特定的QoS要求。
以一个具体实施例对本发明作进一步地介绍，本发明实施例中的业务操作场景为多模宽/窄带融合终端所处的环境具备多种网络接入条件，如铁路专网宽/窄带、公众通信网络、WiFi等，多模宽/窄带融合终端是指具有多种工作模式的通信设备终端，包括GSM-R、DMR、5G-R、GSM、LTE、5G、WiFi等，多模宽/窄带融合终端可通过CPE(Customer PremiseEquipment，客户前置设备)实现。当然，可以理解的是，多模宽/窄带融合终端通常具备上述全部或部分网络接入条件。
表1多模宽/窄带融合终端测量事件的参数及参考取值表(随网络环境变化)
Figure BDA0003160460020000121
根据表1中所多模宽/窄带融合终端测量事件的参数及参考取值，能够有效地评估多模宽/窄带融合终端所在环境的网络接入条件；各模块基于测量统计数据(如20次测量的算术平均)，结合相应的取值范围，可以判断出网络的实际接入能力，满足取值范围的测量结果可以作为候选接入网络。当测量报告发送至主用网络后，进一步地，参照表2主用网络业务承载性能门限确定最终的目标网络，其中结合了主用网络一侧的信息，即频率占用度和核心网负荷，以同时确定多模宽/窄带融合终端和主用网络的接入条件。
表2主用网络业务承载性能门限
Figure BDA0003160460020000131
参照图3，对基于测量准则的多模宽/窄带融合终端流程做出详细说明。
步骤101：多模宽/窄带融合终端发起业务请求，在RRC连接状态下，主用网络在业务指配过程中发送启动多模宽/窄带融合终端测量过程的指令。
步骤102：多模宽/窄带融合终端接收到主用网络的测量指令后，多模宽/窄带融合终端以软件控制的方式，通过不同的无线接收模块测量相邻小区的多个信号(至少两个)，测量结果(功率值)取算术平均值以得出不同小区的服务质量。根据不同网络覆盖存在的差异，测量报告可能包含不同等级水平的测量结果。
步骤103：多模宽/窄带融合终端启动除主用网络之外的各通信模块顺序测量，参照图3，当所有模块测量结束后生成测量报告。
步骤104：在RRC连接状态下，多模宽/窄带融合终端在保留字段和扩展字段发送测量报告至主用网络
参照图4，对基于测量报告的多模宽/窄带融合终端工作模式的控制流程做出详细说明。
步骤201：主用网络采用与多模宽/窄带融合终端并行处理的工作方式，在执行步骤101的同时，即接收到多模宽/窄带融合终端业务请求时，主用网络开始提取网络性能数据和用户的业务优先级属性。
步骤202：主用网络首先根据表1判断多模宽/窄带融合终端的无线接入条件，如果符合接入条件，则进入下一步，即结合表2确定分流网络标识；如果测量报告显示不满足接入条件，则直接通过主用网络承载该业务。在这种情况下，多模宽/窄带融合终端测量报告是确认其他目标小区(例如5G)是否满足无线接入条件。
步骤203：主用网络在启动多模宽/窄带融合终端的测量过程的同时，通过核心网并行地获取主用网络的业务负荷，当获取多模宽/窄带融合终端的测量报告后，即可结合业务的优先级确定多模宽/窄带融合终端下一步需要接入的最佳目标网络。
步骤204：多模宽/窄带融合终端通过广播信道接收主用网络下发的控制指令，在保留或扩展字段提取网络选择信息，根据目标接入网络标识NI切换通信模块并加载业务，即进入由主用网络确定的目标网络工作模式。
参照图5，对控制多模宽/窄带融合终端的控制字格式做出详细说明。
本发明提出的一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，在业务激活的过程中进行有效的目标网络选择，从而对不同的用户进行业务分流。特别地，具有多个通信模块配置的多模宽/窄带融合终端能够在主用网络的控制下，对潜在的可接入网络进行测量，并通过与主用网络之间RRC连接发送测量报告，主用网络能够根据多模宽/窄带融合终端上报的测量报告，根据网络当前的业务负荷，确定多模宽/窄带融合终端最佳的业务接入方式，从而能够控制业务流量在不同网络之间的均衡分布，有能力更好地保障铁路关键业务的QoS的需要，同时，由于能够充分利用公众通信网络或其它通信网络带宽资源的优势，因此，能够有效地化解铁路专用移动通信网络频率不足，无法满足大容量、大带宽通信的难题，能够满足铁路通信热点的业务需求，如客运/货运枢纽、铁路枢纽、维修基地、编组站等。本发明能够在多种无线通信网络并存的条件下，实现了不同网络之间的资源共享，同时能够实现网络资源利用的最大化，满足大容量的通信需求和频谱的高效利用，解决铁路通信热点区域的频率资源紧张的矛盾。
可以理解，本发明提出了解决铁路业务操作场景，诸如客运/货运枢纽、铁路枢纽、维修基地、编组站等以及铁路正线(高速和普速)无线电业务自动分流方法。该方法不仅适用于其它有关铁路场景，如铁路动车所(高铁列车入库检修的场所)等，同样也适用于一些公众LTE移动通信***在大业务量场景的分流，如大型体育场馆、会议中心、交通枢纽(区域)等业务热点区域，仍然有条件利用本发明提出的3个核心技术及相关步骤，实现高效的无线电业务分流，即：(1)存在多个可接入的网络，这些网络可以是铁路专用移动通信网、公众移动通信网、WiFi，可以是宽窄带同时满足接入条件；(2)通过测量精确地感知不同网络的可用性；(3)铁路专用通信网络支持高可靠的接入，本发明提出的基于测量的业务自动分流方法，能够基于一个统一的多模宽/窄带融合终端分流特定场景下的数据流量，随着技术的进步，事实上多模宽/窄带融合终端有条件按需集成更多的模块，缓解铁路专用通信网络的资源消耗，实现以专网、公网、WLAN共享网络多种接入方式互为补充的铁路无线电业务综合接入。
以上对本发明所提供的一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，进行了详细介绍，本文中通过多模宽/窄带融合终端的通信实例(控制字设计和控制指令的传输)的分析，对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，例如，对于具备多种接入条件的任何通信网络也具有适用性，例如不同移动运营商的不同网络，包括采用不同标准的各种网络均适用，只要配置有相应的通信模块即可实现本发明的所有功能，与此同时，所有通信协议均预留有保留字段和扩展字段，有足够的空间确保多模宽/窄带融合终端控制和业务分流所需要的控制字都能够得到定义；另一方面，随机业务接入信道和广播信道是蜂窝移动通信的共用技术，测量报告和网络选择指令分别可以在不改变现有协议规范的条件下通过上述信道传输，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定铁路业务操作的主用网络为专用宽带网络，次用网络为专用窄带网络，可选网络为其它可接入网络；多模宽/窄带融合终端集成了三种类型的模块，包括专用宽带模块、专用窄带模块和通用宽带模块，专用宽带模块和专用窄带模块用于实现具有任务关键型属性的宽带和窄带通信业务，通用宽带模块用于实现与行车无关的宽带业务承载；多模宽/窄带融合终端所在的业务操作场景包含多个具备接入条件的无线接入***，多模宽/窄带融合终端通过随机接入信道向主用网络发起业务请求，主用网络根据承载网络的业务负荷，并通过广播信道向多模宽/窄带融合终端发送测量指令；
S2：多模宽/窄带融合终端根据无线电信号测量准则对多个具备接入条件的无线接入***进行测量，形成测量报告；所述测量报告由简化的索引字段构成；
S3：主用网络根据测量报告、当前网络的业务优先级要求和业务负荷，确定多模宽/窄带融合终端的类型并进行业务分流；当多模宽/窄带融合终端的类型确定后，主用网络通过广播信道中的保留字段和扩展字段向多模宽/窄带融合终端下发业务分流指令，多模宽/窄带融合终端收到指令后，通过解析将相应无线电业务切换到指定的模块，选择该模块与相对应的无线接入网进行业务交互，从而满足特定的QoS要求。
2.如权利要求1所述的支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，其特征在于，所述多模宽/窄带融合终端能够自动识别所处场景的无线电承载网络；所述专用窄带模块包括：GSM-R和DMR，所述专用宽带模块包括：5G-R和铁路WiFi，通用宽带模块包括：LTE、5G和公众WiFi；
所述多模宽/窄带融合终端的工作模式附着于主用小区、次用小区或可选小区，主用小区为从属于主用网络的小区，次用小区为仅次于主用小区的小区，可选小区为潜在可接入小区，所述无线接入***为潜在可接入小区。
3.如权利要求2所述的支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，其特征在于，所述多模宽/窄带融合终端选择工作模式的方法为：
所述索引字段为01、02和03，01、02和03分别代表主用网络、次用网络和可接入网络，索引字段对应的信息存储在多模宽/窄带融合终端或者主用网络，当测量报告中的索引字段信息映射完成后，多模宽/窄带融合终端完成工作模式的选择。
4.如权利要求3所述的支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，其特征在于，所述业务操作场景包括主用网络、次用网络和可选网络，所述主用网络、次用网络具有提取网络统计性能的功能，所述可选网络包括公众通信网络和WiFi，所述公众通信网络包括公众宽带移动通信网络，WiFi包括铁路WiFi和公众WiFi；
所述专用宽带网络、专用窄带网络、公众宽带移动通信网络均为蜂窝网络；
所述业务操作场景为铁路大型客站、编组站、大型体育场所、大型商业设施或大型集会；
所述业务请求在不改变协议规范的条件下发送。
5.如权利要求4所述的支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，其特征在于，S2的具体步骤为：
S21：测量报告采用索引的方式表示RSRP和RSRQ，RSRP和RSRQ通过索引划分为不同的接入级别，用索引值0～9代表不同的信号强度；
S22：多模宽/窄带融合终端通过主用网络获取当前网络负荷和当前主用小区或无线接入***的可分配频率资源，多模宽/窄带融合终端通过频率扫描感知公众通信网络和WiFi；
S23：主用网络QoS测量过程：
首先进行测量配置，多模宽/窄带融合终端处于测量模式，多模宽/窄带融合终端根据主用网络发送的测量指令对当前主用小区进行测量，根据S22的结果来判断是否需要执行对无线接入***的测量，如果存在无线接入***，则对无线接入***进行测量；
S24：多模宽/窄带融合终端测量业务操作场景下无线接入***的接收电平质量，将无线接入***的接收电平质量写入测量报告中的RSRP；测量过程为：在多模宽/窄带融合终端软件控制下交替进行，多模宽/窄带融合终端软件是安装于多模宽/窄带融合终端的应用软件，用于控制测量过程、进行协议分析，从扩展字段和保留字段中提取索引信息并完成索引信息的最终映射；
S25：通过多模宽/窄带融合终端发起尝试接入，统计不同无线接入***的业务质量，将无线接入***的业务质量写入测量报告中的RSRQ，形成测量报告。
6.如权利要求5所述的支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，S3的具体步骤为：
S31：确定业务分流条件；
业务分流条件包括：无线接入***的接收电平质量、无线接入***的业务质量和无线接入***的网络状态；
S32：首先考虑无线接入***的接收电平质量，Pr，Pc，Pp，Pw分别代表主用网络、次用网络、公众通信网络、WiFi接入点的N次功率统计平均，当满足Pr>Pmin,r时，其中Pmin,r表示能够接入主用网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入主用网络，当满足Pc>Pmin,c时，其中Pmin,c表示能够接入次用网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入次用网络，当满足Pp>Pmin,p时，其中Pmin,p表示能够接入公众通信网络的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入公众通信网络，当满足Pw>Pmin,w时，其中Pmin,w表示能够接入WiFi的最低电平，多模宽/窄带融合终端能够接入WiFi；
S33：其次考虑无线接入***的业务质量；
S34：最后考虑无线接入***的网络状态：网络承载能力好，且处于不繁忙的状态；
S35：当业务分流条件均满足时，则进行业务分流；
S36：主用网络不需要改变自身工作模式，业务分流只需通过多模宽/窄带融合终端软件改变多模宽/窄带融合终端的工作模式。
7.如权利要求6所述的支持铁路无线电业务自动分流的多模终端控制方法，所述业务分流的模式包括宽带业务默认的分流模式和窄带业务默认的分流模式；
所述宽带业务默认的分流模式为：安全业务和高优先级业务分流到专用宽带网络，非安全业务和低优先级业务分流到公众通信网络；
所述窄带业务默认的分流模式为：安全业务和高优先级业务分流到专用窄带网络，非安全业务和低优先级业务分流到公众通信网络。
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