CN104244348A - 链路切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种链路切换方法及装置，应用于车载接入点AP控制轨旁AP进行Mesh链路切换，该方法包括：与第一轨旁AP建立第一链路；当检测到第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路；根据所述第一轨旁AP的信号类型从所述第一链路和所述第二链路中选择一条链路作为目标链路，并通过所述目标链路进行通信。通过上述链路切换方法，使得车载AP与轨旁AP之间能够平滑快速切换，从而保证数据传输的安全性和可靠性。

Description

链路切换方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种链路切换方法及装置。

背景技术

Mesh(无线网格)网络是一种新型的无线网络架构，提供对AP(AccessPoint，接入点)移动性的支持，因此，Mesh网络技术常被应用于轨道交通。

以在地铁Mesh组网为例，地铁列车上安装车载AP，地铁轨道旁每隔一段距离安装一个轨旁AP，随着列车的高速移动，车载AP与轨旁AP的无线连接需要逐步进行连接切换，以保证车载AP始终连接在与其通信质量最高的轨旁AP上。在车载AP与轨旁AP通信时，由于信号会在不同的传输介质中传输，尤其在介质变换的交界处，如何保证信号平滑切换尤为重要。

现有技术中，车载AP与轨旁AP之间建立多条链路，并选择其中质量最好的链路作为主链路进行数据传输。在采用波导管作为传输介质的Mesh组网中，当主链路信号在波导管末端出现急速衰减时，现有技术方案无法及时感知该变化，导致不能及时切换到备用链路，造成数据丢失，影响数据传输的安全性和可靠性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种链路切换方法，应用于车载接入点AP控制轨旁AP进行Mesh链路切换，该方法包括：

与第一轨旁AP建立第一链路；

当检测到第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路；

根据所述第一轨旁AP的信号类型从所述第一链路和所述第二链路中选择一条链路作为目标链路，并通过所述目标链路进行通信。

本申请还提供了一种链路切换装置，应用于车载接入点AP控制轨旁AP进行Mesh链路切换，该装置包括：

链路建立单元，用于与第一轨旁AP建立第一链路；当检测到第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路；

链路选择单元，用于根据所述第一轨旁AP的信号类型从所述第一链路和所述第二链路中选择一条链路作为目标链路，并通过所述目标链路进行通信。

在本申请中，若当前车载AP连接的轨旁AP的信号为波导信号，再出现新的轨旁AP信号时，直接切换到新的轨旁AP；若当前车载AP连接的轨旁AP的信号为空口信号，再出现新的轨旁AP信号时，可以在当前空口信号质量低于预设信号质量阈值时，切换到新的轨旁AP，从而实现链路切换。通过上述链路切换方法，使得车载AP与轨旁AP之间能够平滑快速切换，从而保证数据传输的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本申请一种实施例的地铁Mesh组网环境示意图。

图2是本申请一种实施例的链路切换方法的处理流程图。

图3是本申请一种实施例的链路切换装置的基础硬件示意图。

图4-1是本申请一种实施例的链路切换装置的结构示意图。

图4-2是本申请另一种实施例的链路切换装置的结构示意图。

图4-3是本申请一种实施例的链路选择单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图对本申请所述方案作进一步地详细说明。

图1所示为一种典型的地铁Mesh组网环境示意图。在该Mesh组网环境中，AP1、AP2、AP3、AP4以及AP5为轨旁AP，通过有线线缆与交换机连接，再通过交换机与控制中心连接；AP0为地铁列车的车载AP。在地铁列车前进过程中，车载AP沿列车前进方向与轨旁AP逐步进行链路切换，以实现列车与控制中心的数据交换。例如，控制中心可以通过数据交互监控列车的运行状态以及控制列车启停或车门开关等。

在地铁铺设过程中，常常在地铁轨道旁安装波导管以提高无线信号的抗干扰能力，但波导管并不会全网铺设，通常采用波导-空口混合的组网方式。在该组网方式下，需要考虑无线信号在不同介质间如何保证平滑切换的问题。现有技术方案采用从多个备用链路中选择信号质量最好的链路作为主链路进行数据传输。由于无线信号在波导管末端会出现急速衰减现象，当主链路信号在波导管末端急速衰减时，现有技术方案无法及时感知该变化，导致不能及时进行链路切换，造成数据丢失，影响数据传输的安全性和可靠性。

针对上述问题，本申请实施例提出一种链路切换方法，根据当前链路所处传输介质不同，选择不同的链路切换方式，以保证链路的平滑切换。

请参见图2，为本申请链路切换方法的一个实施例流程图，该实施例对链路切换的过程进行描述。

步骤210，与第一轨旁AP建立第一链路。

车载AP与第一轨旁AP建立第一链路，并使用该第一链路进行通信。

在车载AP与第一轨旁AP建立第一链路之前，车载AP可以通过与第一轨旁AP的信息交互过程，获取第一轨旁AP的信号类型。该第一轨旁AP的信号类型表明了传输第一轨旁AP的无线信号的传输介质。

在网络部署阶段，可以对第一轨旁AP的信号类型进行配置。例如，图1中AP1和AP5对应的传输介质为空口，因此，可配置AP1和AP5的信号类型为空口信号；AP2、AP3以及AP4对应的传输介质为波导管，因此，可配置AP2、AP3以及AP4的信号类型为波导信号。

在一种实施方式中，车载AP可在无线信号探测阶段获取第一轨旁AP的信号类型。车载AP通过接收第一轨旁AP发送的探测报文，从探测报文携带的信息中获取第一轨旁AP的信号类型。例如，车载AP可在无线信号探测阶段通过被动侦听第一轨旁AP发送的Beacon帧，获取第一轨旁AP的信号类型，该信号类型可以携带在Beacon帧的扩展字段中。车载AP在获得第一轨旁AP的信号类型后，会将其保存在邻居表中，每一个可被车载AP探测到的轨旁AP都可以在邻居表中找到其对应的邻居表项。

在另一种实施方式中，车载AP可在链路建立阶段获取第一轨旁AP的信号类型。车载AP通过接收第一轨旁AP发送的连接报文，从该连接报文中获取第一轨旁AP的信号类型。例如，在Mesh链路建立阶段，第一轨旁AP可通过Mesh Action(无线网格管理)报文的Vendor字段，携带第一轨旁AP的信号类型，车载AP在接收到Mesh Action报文后，即可获得第一轨旁AP的信号类型。常用的Mesh Action报文主要包括peer linkopen/confirm/close(对等连接建立/确认/拆除)三种，其中peer linkopen/confirm报文在Mesh链路建立阶段可利用其Vendor字段携带第一轨旁AP的信号类型。车载AP获取到该第一轨旁AP的信号类型后，同前所述，将其添加到第一轨旁AP对应的邻居表项中。

步骤220，当检测到第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路。

本实施例中，车载AP在前进过程中，不断与轨旁AP进行链路切换。当车载AP使用第一链路与第一轨旁AP进行通信时，如果检测到第二轨旁AP的信号，则与第二轨旁AP建立第二链路。

步骤230，根据所述第一轨旁AP的信号类型从所述第一链路和所述第二链路中选择一条链路作为目标链路，并通过所述目标链路进行通信。

在与第二轨旁AP建立第二链路后，车载AP可以根据第一轨旁AP的信号类型，选择第一链路或者第二链路作为目标链路进行通信，具体选择过程如下：

当第一轨旁AP的信号类型为波导信号时，不论第二链路对应的第二轨旁AP的信号类型为空口信号还是波导信号，也不论哪一个链路的信号质量更好，车载AP都会选择第二链路作为目标链路进行通信。该处理方式充分利用了信号的重叠区域，当车载AP当前使用的第一链路是通过波导管进行数据传输时，为了避免第一链路的信号在波导管末端出现急速衰减而无法及时进行链路切换，本实施例中在发现第二链路时，即进行链路切换，使用第二链路进行通信，保证在第一链路信号衰减之前已完成链路切换，避免了由于链路问题导致的丢包现象。

当第一轨旁AP的信号类型为空口信号时，可以先判断空口信号的质量是否低于预设的空口信号质量阈值，在低于空口信号质量阈值时，选择第二链路作为目标链路进行通信。该处理方式利用了空口信号变化平缓的特点，同时也避免了链路的频繁切换。当车载AP当前使用的第一链路的空口信号质量可以满足基本通信要求时，继续使用该第一链路，直到空口信号质量下降到一定阈值后，切换到第二链路进行通信。

在第一链路向第二链路切换过程中，可能同时存在多条可以切换的第二链路，此时可以从多条第二链路中选择一条第二链路作为目标链路，从第一链路切换到目标链路。该目标链路的选择可以通过第二链路对应的第二AP的信号类型来确定。首先，可以从车载AP的邻居表中获取当前所有第二链路对应的第二轨旁AP的信号类型，判断所有第二轨旁AP的信号类型，如果所有第二轨旁AP的信号类型都相同，则从中选择信号质量最好的第二轨旁AP对应的第二链路作为目标链路进行切换；如果当前所有第二轨旁AP的信号类型不同，即同时存在空口信号和波导信号，则优先选择信号类型为空口信号的第二轨旁AP对应的第二链路作为目标链路进行切换，若存在多条信号类型为空口信号的第二轨旁AP对应的第二链路，则再进一步选择其中空口信号质量最好的第二链路作为目标链路进行切换。

现仍以图1所示地铁Mesh组网环境为例，详细介绍链路切换的处理过程。

在图1所示地铁列车的运行环境中，列车从左向右前进，顺序经过空口区段1、波导管区段1、波导管区段2以及空口区段2。在列车前进过程中，当车载AP 0检测到对应轨旁AP(AP1、AP2、AP3、AP4或者AP5)的信号时，与对应轨旁AP建立链路，并随着列车的前进不断进行链路切换。

在网络部署阶段，可以根据轨旁AP所属区段配置信号类型，其中，AP1和AP5配置为空口AP，AP2、AP3以及AP4配置为波导AP。

当列车行驶在空口区段1时，车载AP0与轨旁AP1建立链路，并在报文交互过程中获知当前轨旁AP1为空口AP，即当前无线信号的传输介质为空口。当列车前进到空口区段1的末端时，由于现网部署中空口区段与波导管区段存在一定距离的重叠，因此，车载AP0在空口区段1的末端会检测到轨旁AP2的信号，并与轨旁AP2建立新的链路。此时，车载AP0判断当前正在使用的链路的轨旁AP1的类型，发现该轨旁AP1为空口AP，继续判断该轨旁AP1的信号质量，若该信号质量大于预设的空口信号质量阈值，则继续使用当前的链路。随着列车的前行，轨旁AP1的信号质量变差，当该信号质量低于预设空口信号质量阈值时，从与轨旁AP1的链路切换到与轨旁AP2的链路，列车前行到波导管区段1。

当列车从波导管区段1向波导管区段2前进时，假设车载AP0当前使用与轨旁AP2的链路进行通信，轨旁AP2为波导AP。由于现网部署中连续两个波导管之间一般有20cm的距离间隔，但波导管末端会有大约5m左右的信号泄露区域，因此，两个波导管区段之间会有信号重叠区域，可以提前检测到后续轨旁AP的信号。当车载AP0检测到轨旁AP3的信号时，与轨旁AP3建立链路，并从与轨旁AP2的链路切换到与轨旁AP3的链路，做到提前切换，避开了轨旁AP2信号在波导管区段1末端急速衰减的阶段。同理，车载AP0在检测轨旁AP4的信号时，与AP4建立链路，并切换到与AP4的链路。

当列车从波导管区段2向空口区段2前进时，车载AP0一旦检测到轨旁AP5的信号，可以立即建立链路并切换，从而避免波导管末端信号急速衰减问题，保证链路平滑切换，以减少数据丢包。

与前述链路切换方法的实施例相对应，本申请还提供链路切换装置的实施例。

本申请链路切换装置的实施例可以应用在控制轨旁AP进行Mesh链路切换的车载AP上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请链路切换装置所在设备的一种硬件结构图，除了图3所示的CPU、内存以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件。

请参考图4-1，为本申请一个实施例中的链路切换装置的结构示意图。该链路切换装置包括：链路建立单元401和链路选择单元402，其中：

链路建立单元401，用于与第一轨旁AP建立第一链路；当检测到第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路；

链路选择单元402，用于根据所述第一轨旁AP的信号类型从所述第一链路和所述第二链路中选择一条链路作为目标链路，并通过所述目标链路进行通信。

请参考图4-2，为本申请另一个实施例中的链路切换装置的结构示意图。该链路切换装置在图4-1所示基础上，还可以包括：信号类型获取单元403和信号类型添加单元404，其中：

信号类型获取单元403，用于与第一轨旁AP建立第一链路之前，接收所述第一轨旁AP发送的探测报文，所述探测报文中携带所述第一轨旁AP的信号类型；

或者

信号类型获取单元403，用于与第一轨旁AP建立第一链路之前，接收所述第一轨旁AP发送的连接报文，所述连接报文中携带所述第一轨旁AP的信号类型；

信号类型添加单元404，用于将所述第一轨旁AP的信号类型添加到所述第一轨旁AP对应的邻居表项中。

请参考图4-3，为本申请一个实施例中的链路切换装置中的链路选择单元402的结构示意图。该链路选择单元402可以具体包括：信号判断模块4021和链路选择模块4022，其中：

信号判断模块4021，用于在判断所述第一轨旁AP的信号类型为波导信号时，或者，在判断所述第一轨旁AP的信号类型为空口信号，且所述空口信号质量低于预设的空口信号质量阈值时，触发链路选择模块4022；

所述链路选择模块4022，用于选择所述第二链路作为目标链路。

所述链路选择模块4022，具体用于当存在多条第二链路时，从所述多条第二链路中选择一条第二链路作为目标链路。

所述链路选择模块4022，进一步用于当多个第二轨旁AP的信号类型不同时，选择信号类型为空口信号且信号质量最好的第二轨旁AP对应的第二链路作为所述目标链路；当多个第二轨旁AP的信号类型相同时，选择信号质量最好的第二轨旁AP对应的第二链路作为所述目标链路。

上述图4-1至4-3示出的链路切换装置的实施例，其具体实现过程可参见前述方法实施例的说明，在此不再赘述。

从以上方法和装置的实施例中可以看出，本申请实施例在进行链路切换时，利用空口信号变换平缓的特点，优先空口信号进行链路切换，若当前正在使用的链路为波导信号时，在发现新的链路时，则采取提前进行链路切换的方式，避免了波导管末端信号急速衰减对数据传输造成的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种链路切换方法，应用于车载接入点AP控制轨旁AP进行无线网格Mesh链路切换，其特征在于，该方法包括：

与第一轨旁AP建立第一链路；

当检测到第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路；

根据所述第一轨旁AP的信号类型从所述第一链路和所述第二链路中选择一条链路作为目标链路，并通过所述目标链路进行通信。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与第一轨旁AP建立第一链路之前，还包括：

接收所述第一轨旁AP发送的探测报文，所述探测报文中携带所述第一轨旁AP的信号类型；

将所述第一轨旁AP的信号类型添加到所述第一轨旁AP对应的邻居表项中。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与第一轨旁AP建立第一链路之前，还包括：

接收所述第一轨旁AP发送的连接报文，所述连接报文中携带所述第一轨旁AP的信号类型；

将所述第一轨旁AP的信号类型添加到所述第一轨旁AP对应的邻居表项中。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一轨旁AP的信号类型从所述第一链路和所述第二链路中选择一条链路作为目标链路，包括：

当所述第一轨旁AP的信号类型为波导信号时，选择所述第二链路作为目标链路；

当所述第一轨旁AP的信号类型为空口信号时，判断所述空口信号的空口信号质量；当所述空口信号质量低于预设的空口信号质量阈值时，选择所述第二链路作为目标链路。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择所述第二链路作为目标链路，包括：

当存在多条第二链路时，从所述多条第二链路中选择一条第二链路作为目标链路。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当存在多条第二链路时，从所述多条第二链路中选择一条第二链路作为目标链路，包括：

当多个第二轨旁AP的信号类型不同时，选择信号类型为空口信号且信号质量最好的第二轨旁AP对应的第二链路作为所述目标链路；

当多个第二轨旁AP的信号类型相同时，选择信号质量最好的第二轨旁AP对应的第二链路作为所述目标链路。

7.一种链路切换装置，应用于车载接入点AP控制轨旁AP进行无线网格Mesh链路切换，其特征在于，该装置包括：

链路建立单元，用于与第一轨旁AP建立第一链路；当检测到第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路；

链路选择单元，用于根据所述第一轨旁AP的信号类型从所述第一链路和所述第二链路中选择一条链路作为目标链路，并通过所述目标链路进行通信。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

信号类型获取单元，用于与第一轨旁AP建立第一链路之前，接收所述第一轨旁AP发送的探测报文，所述探测报文中携带所述第一轨旁AP的信号类型；

信号类型添加单元，用于将所述第一轨旁AP的信号类型添加到所述第一轨旁AP对应的邻居表项中。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

信号类型获取单元，用于与第一轨旁AP建立第一链路之前，接收所述第一轨旁AP发送的连接报文，所述连接报文中携带所述第一轨旁AP的信号类型；

信号类型添加单元，用于将所述第一轨旁AP的信号类型添加到所述第一轨旁AP对应的邻居表项中。

10.如权利要求7-9任一项所述的装置，其特征在于，所述链路选择单元，包括：

信号判断模块，用于在判断所述第一轨旁AP的信号类型为波导信号时，或者，在判断所述第一轨旁AP的信号类型为空口信号，且所述空口信号质量低于预设的空口信号质量阈值时，触发链路选择模块；

所述链路选择模块，用于选择所述第二链路作为目标链路。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：

所述链路选择模块，具体用于当存在多条第二链路时，从所述多条第二链路中选择一条第二链路作为目标链路。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：

所述链路选择模块，进一步用于当多个第二轨旁AP的信号类型不同时，选择信号类型为空口信号且信号质量最好的第二轨旁AP对应的第二链路作为所述目标链路；当多个第二轨旁AP的信号类型相同时，选择信号质量最好的第二轨旁AP对应的第二链路作为所述目标链路。