CN104780572A - 切换带调整方法和装置 - Google Patents

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CN104780572A CN201510142662.7A CN201510142662A CN104780572A CN 104780572 A CN104780572 A CN 104780572A CN 201510142662 A CN201510142662 A CN 201510142662A CN 104780572 A CN104780572 A CN 104780572A
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Abstract

本发明公开了一种切换带调整方法，包括：在列车启动后，获取列车运行的信息；根据所述列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围。本发明还公开了一种切换带调整装置，本发明提高了列车在高速运行过程中专网用户终端对小区切换的成功率；同时，降低了专网和公网间的互干扰。

Description

切换带调整方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种切换带调整方法和装置。
背景技术
随着高速铁路专线时速不断加快，现有铁路专用移动通信系统在可靠性、实时性方面已无法满足要求。高速条件下无线通信环境比较恶劣，存在信号衰减、多普勒频移和切换等方面的问题，其中从一个小区切换到另一个小区的切换问题尤为突出。切换过程需要四个阶段：测量、选择、判决、执行，随着列车移动速度的加快，切换流程从发起到完成需要一段时间，无线环境往往已经发生了很大的变化，这将给切换的正常进行带来了问题。
BSS系统(基站子系统)在原有机制下设置切换带是通过DT(Drive Test)测试和现场拨打测试确认切换带的合理性，且该切换带固定不变，切换带就是互为邻区的两个小区信道间重叠覆盖的区域。如果切换带过大，很容易产生铁路专网与公网间互扰，导致语音质量恶化，甚至掉话；反之，如果切换带过小，专网用户可能由于列车速度太快而来不及等到切换完成，发生掉话。因此，亟需一种能够提高列车专网用户终端对小区切换的成功率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种切换带调整方法和装置，旨在提高专网用户终端对小区切换的成功率。
为实现上述目的，本发明提供了一种切换带调整方法，包括以下步骤：
在列车启动后，获取列车运行的信息；
根据所述列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；
根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围。
优选地，所述根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围包括：
根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围，确定需要调整的切换带大小；
根据所述需要调整的切换带大小，调整目标切换带对应的天线下倾角。
优选地，所述列车运行的信息包括所述列车的位置信息和速度信息，所述根据列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围包括：
根据所述列车运行的位置信息，确定所述列车将要进入的目标切换带；
根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
优选地，所述根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围包括：
根据所述列车运行的速度信息，判断是否存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带；
当存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带时，则根据各列车运行的速度信息及预设的小区切换时间分别计算各列车将要进入的所述目标切换带所需的切换带范围，并将所计算的切换带范围中较大者作为所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；或者，
当只存在上行列车或下行列车中的任一列车，则根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
优选地，所述根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围之后还包括：
在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将所述目标切换带范围调整为预设的切换带范围。
优选地，所述根据所述列车运行的位置信息，确定所述列车将要进入的目标切换带之后还包括：
提前第二预设时间激活目标小区信道。
此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种切换带调整装置，包括：
信息获取模块，用于在列车启动后，获取列车运行的信息；
切换带范围确定模块，用于根据所述列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；
第一调整模块，用于根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围。
优选地，所述第一调整模块包括：
确定单元，用于根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围，确定需要调整的切换带大小；
调整单元，用于根据所述需要调整的切换带大小，调整目标切换带对应的天线下倾角。
优选地，所述列车运行的信息包括所述列车的位置信息和速度信息，所述切换带范围确定模块包括：
目标切换带确定单元，用于根据所述列车运行的位置信息，确定所述列车将要进入的目标切换带；
计算单元，用于根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
优选地，所述计算单元包括：
判断子单元，用于根据所述列车运行的速度信息，判断是否存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带；
调节子单元，用于当存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带时，则根据各列车运行的速度信息及预设的小区切换时间分别计算各列车将要进入的所述目标切换带所需的切换带范围，并将所计算的切换带范围中较大者作为所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；或者，
当只存在上行列车或下行列车中的任一列车，则根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
优选地，所述切换带调整装置还包括：
第二调整模块，用于在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将所述目标切换带范围调整为预设的切换带范围。
优选地，所述切换带范围确定模块还包括：
激活单元，用于提前第二预设时间激活目标小区信道。
本发明实施例通过获取列车运行的信息，确定列车将要进入的目标切换带，并计算列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围进行比较，根据比较结果确定需要调整的切换带大小，对目标切换带的范围进行调整。从而实现了对列车运行的速度的不同而自适应调整目标切换带的范围，提高了列车在高速运行过程中，专网用户终端对小区切换的成功率；同时，降低了专网和公网间的互干扰。
附图说明
图1为本发明切换带调整方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明切换带调整的结构示意图；
图3为本发明切换带调整方法中，调整所述目标切换带的范围的细化流程示意图；
图4为本发明切换带调整方法中，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围第一实施例的细化流程示意图；
图5为本发明切换带调整方法中，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围的细化流程示意图；
图6为本发明切换带调整方法第二实施例的流程示意图；
图7为本发明切换带调整方法中，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围第二实施例的细化流程示意图；；
图8为本发明切换带调整装置第一实施例的功能模块示意图；
图9为本发明切换带调整装置中，第一调整模块的功能模块示意图；
图10为本发明切换带调整装置中，切换带范围确定模块第一实施例的功能模块示意图；
图11为本发明切换带调整装置中，计算单元的功能模块示意图；
图12为本发明切换带调整装置第二实施例的功能模块示意图；
图13为本发明切换带调整装置中，切换带范围确定模块第二实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明在列车启动后，通过获取列车运行的位置信息确定列车将要进入的目标切换带，并提前激活目标小区信道。当列车运行到的预设位置时，将此时列车运行的速度信息与预设的小区切换时间结合，计算列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围，并与目标切换带的当前切换带范围的比较，确定需要调整的切换带大小。然后再根据需要调整的切换带大小与天线下倾角的对应关系确定需要调整的天线下倾角的大小，实现了为不同速度的列车提供不同的目标切换带，即根据列车运行的速度的不同而自适应调整目标切换带的范围。因此，提高了列车在高速运行过程中专网用户终端从一个小区切换到另一个小区的成功率。另外，在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将目标切换带范围调整为预设的切换带范围，从而降低了专网和公网间的互干扰。
如图1所示，示出了本发明一种切换带调整方法第一实施例。该实施例的切换带调整方法包括以下步骤：
步骤S100、在列车启动后，获取列车运行的信息；
步骤S200、根据所述列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；
步骤S300、根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围。
在高铁线路建立的同时，会对沿线的专网进行规划，即规划基站收发信台的位置及天线的分布情况，从而形成多个小区，并且每两个相邻小区的重叠覆盖区域会形成切换带，每个切换带对应预设一个编号。如图2所示，小区a和小区b重叠覆盖区域形成了其中的一个切换带。
为了能够获取列车运行的信息，列车上安装有GPS系统，用于在列车启动后，获取列车运行的位置信息和速度信息等信息，以便获知列车的运行状态。列车运行的信息也可以通过列车上的专网用户终端的GPS系统获取，例如，将获取列车上的手机用户当前的位置信息和速度信息等信息作为列车运行的信息。当然，也可通过其他途径获取列车运行的信息。列车运行的位置信息为列车所处的地理经纬度信息，且高铁线路上每个小区的范围及每个切换带的范围所在的经纬度信息可以存储成列表形式，或者以其他的方式进行存储，并且小区的范围及切换带的范围在被调整后会进行更新。列车运行的速度信息包括列车运行的速度大小和列车运行的方向，其中列车运行的方向用于判断该列车是上行列车还是下行列车，例如，当规定一个方向为列车的上行方向后，另一个方向则为列车的下行方向。列车运行的信息可以通过GPS系统进行实时获取，也可以是每间隔预设时间获取列车运行的信息，该预设时间可根据实际情况进行设置，例如，预设时间可为1秒，或者是其他时间。
另外，列车运行的信息的获取途径还可以包括：在列车启动时，首先上报列车初始的位置信息及列车初始运行的速度信息，并在列车运行的过程中，当列运行的速度发生改变时，会将列车当前运行的速度信息及时上报，从而获知列车运行的信息的变化情况。
得到列车运行的信息后，根据列车当前所处的经纬度信息与存储的切换带经纬度信息比较，并结合列车的速度信息，从而确定列车将要进入的切换带的编号，即目标切换带，并计算列车进入该目标切换带时所需的切换带范围。将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的进行比较，根据比较结果调整目标切换带的范围，使列车专网用户终端从一个小区成功切换到另一个小区。
本发明实施例在列车启动后，通过获取列车运行的信息，根据得到列车运行的信息确定列车将要进入的目标切换带，并确定列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围，将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整目标切换带的范围。从而实现了根据列车运行的速度的不同而动态调整目标切换带的范围，因此，提高了列车专网用户从一个小区切换到另一个小区的成功率。
进一步地，如图3所示，基于上述实施例，该实施例的切换带调整方法中，上述步骤S300包括以下步骤：
步骤S310、根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围，确定需要调整的切换带大小；
步骤S320、根据所述需要调整的切换带大小，调整目标切换带对应的天线下倾角。
由于高铁沿线的环境复杂，各个基站收发信台和高铁线路垂直距离不同，每两个互为邻区的小区间重叠覆盖区域所形成的切换带可以不同。因此，本实施例中，需要根据高铁线路和天线分布的情况预先为高铁线路中的每个切换带建立一个天线下倾角与轨道长度的映射关系，该轨道长度即为切换带大小对应所占的轨道长度，即所提到的天线下倾角与轨道长度的映射关系等同于天线下倾角与切换带大小的映射关系。本实施例中，将预先设置天线下倾角与轨道长度的映射关系，以第一切换带A1中对应天线下倾角的取值，测量得到所对应的轨道长度，以及第二切换带A2中对应天线下倾角的取值，测量得到所对应的轨道长度为例，设置天线下倾角与轨道长度的映射关系如表1所示：
表1.天线下倾角与轨道长度的映射关系
对高铁沿线其他切换带中天线下倾角与轨道长度映射关系依此类推。可以通过数据库存储所有切换带中天线下倾角与轨道长度的映射关系，或者是通过其他方式进行存储，以便后续得到需要调整的切换带大小后，即相应的轨道长度，通过查询该数据库即可确定需要调整天线下倾角的大小。
需要说的是，上述每个切换带中天线下倾角与轨道长度映射关系的取值，可根据实际情况进行设置，并不限定本发明。凡是利用上述工作原理得到的映射关系，即使加入了天线下倾角的大小、轨道长度等因素的各种变形均在本发明的保护范围之内。
在计算得到列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围后，将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围比较，若列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围大于目标切换带的当前切换带范围，则根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H1与目标切换带的当前切换带范围H2的差值ΔH＝H1-H2，确定需要调整的切换带大小为ΔH，并根据切换带大小与天线下倾角的映射关系，确定需要扩大的天线下倾角的大小。根据需要扩大的天线下倾角的大小，同时扩大两个相邻小区的天线下倾角的大小，即同时将目标切换带对应的相邻的两个小区的重叠边分别扩大相同的距离，以增大目标切换带范围。由于相邻基站收发信台所处的位置可能不在同一水平线上，相邻的两个小区的天线下倾角的调整大小可以不相同，但是重叠边扩大的距离应相同。例如，得到的ΔH为0.1km，则相邻小区a和小区b分别需要扩大0.05km范围。可以理解到的是，上述ΔH的取值可根据具体情况而灵活设置，在此只是为了解释本实施例，并不限定本发明。
若列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围小于目标切换带的当前切换带范围，则根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H1与目标切换带的当前切换带范围H2的差值ΔH＝H2-H1，确定需要调整的切换带大小为ΔH，并通过需要调整的切换带大小与天线下倾角的对应关系确定需要缩小的天线下倾角的大小，即同时将目标切换带对应的两个相邻小区信道的重叠边分别缩小相同的距离，以减小切换带范围。若列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围等于目标切换带的当前切换带范围，则不需要调整目标切换带的范围。本实施例中，通过列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围自适应调整天线下倾角，实现目标切换带范围的动态调整，为不同速度的列车提供合适的目标切换带。
以图2为例，图2中调整后的切换带范围比调整前的切换带范围大，即要扩大天线下倾角。假设ΔH＝H调整后-H调整前，则每个基站要调整的轨道长度为ΔH/2。基站1的当前天线下倾角为α1，则根据上述表1可知，当前基站1对应的切换带为第一切换带，且该第一切换带对应天线下倾角α1对应的轨道长度为X1。因此根据角度计算可知，基站1的天线下倾角要扩大的角度为θ1＝arctg((X1+ΔH/2)/D)-α1。基站2的当前天线下倾角为α2，则根据上述表1可知，当前基站2对应的切换带为第一切换带，且该第一切换带对应天线下倾角α2对应的轨道长度为X2。因此根据角度计算可知，基站2的天线下倾角要扩大的角度为θ2＝arctg((X2+ΔH/2)/D)-α2。
需要说明的是，为了使目标切换带设置合理有效，可以分别对目标切换带的范围和天线下倾角的调整范围进行限制。以调整其中一个小区所在的目标切换范围为例，例如，列车运行的车速为300km/h，列车从一个小区切换到另一个小区所需的时间为3秒，则该预设的小区切换时间可为6秒，通过计算Hmin＝300×3/3600＝0.25km，Hmax＝300×6/3600＝0.5km，以Hmin限制目标切换带的最小范围，以Hmax限制目标切换带的最大范围，即可得到目标切换带的范围为[0.25km,0.5km]。可以理解的是，上述ΔH的取值可根据具体情况而灵活设置，在此只是为了解释本实施例，并不限定本发明。在图2中，以调整其中的一个天线下倾角为例，该天线下倾角的需要调整的角度大小为θ，则可以设置θ的调整范围为：[0,arctg(Hmax)/D-arctg(ΔH/2+Hmin)/D]，其中，D为基站收发信台与轨道的垂直长度，ΔH为上述提到的需要调整的切换带大小，当然，也可以将θ的调整范围设置为一个固定的范围值。可以理解的是，上述天线下倾角的调整范围限制的取值可根据具体情况而灵活设置，并不限定本发明。
进一步地，如图4所示，基于上述实施例，该实施例的切换带调整方法中，上述步骤S200包括以下步骤：
步骤S210、根据所述列车运行的位置信息，确定所述列车将要进入的目标切换带；
步骤S220、根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
在列车启动后，获取列车运行的位置信息，即列车的经纬度信息，根据列车当前所处的经纬度信息与存储的切换带经纬度信息比较，判断列车是否将要进入切换带，以及记录将要进入的切换带的编号，然后将该切换带的编号对应的切换带定义为目标切换带。可以理解的是，将列车当前所处的经纬度信息与存储的切换带经纬度信息进行比较，当列车运行的线路中与列车当前位置相距预设范围内存在切换带，则判断列车将要进入切换带。然后根据所存在的切换带的经纬度信息，判断将要进入的切换带的编号。为了使列车能够在进入目标切换带之前计算并调整好所需的目标切换带的范围，以便专网用户终端能够成功地从一个小区切换到另一个小区。因此，根据列车的经纬度信息在获知列车即将进入目标切换带时，则将获得的列车运行的速度信息，并结合预设的小区切换时间，计算该列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
需要说明的是，小区切换的时间是指专网用户终端从一个小区切换到另一个小区所需的时间。在设置小区切换的时间时，考虑到无线环境的复杂性，为确保列车上的用户终端从一个小区成功切换到另一个小区，且系统在第一次切换失败后，有充足的时间尝试第二次切换，此时可以将该预设的小区切换时间设置为比从一个小区切换到另一个小区所需的实际时间还要多。例如，列车从一个小区切换到另一个小区所需的时间为3秒，则该预设的小区切换时间可为7秒。可以理解的是，该预设的小区切换时间的取值可根据具体情况而灵活设置，并不限定本发明。
具体地，假设列车距离目标切换带还有一千米时就记录列车运行的速度为V，此时，预设的小区切换时间为T，因此，根据所需切换带的大小与列车的速度、切换时间之间的计算公式：H＝V×T，可计算得到列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H。然后将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较，如果不相等或者不在允许的偏差范围内，则调整目标切换带的范围，确保目标切换带的范围能够满足列车专网用户终端从一个小区切换到另一个小区；如果相等或者在允许的偏差范围内，则不需要调整目标切换带的范围。该允许的偏差范围可以根据实际情况进行设置，在此不做进一步限制。可以理解的是，也可以根据列车运行的速度信息和当前的位置信息判断列车还有10秒时间就要进入目标切换带时，就计算列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围，并对目标切换带进行相应地调整。
需要说的是，上述获取列车信息的方法、计算原理及目标切换带范围动态调整情况，可根据实际情况进行设置，并不限定本发明。凡是利用上述工作原理得到的结果，即使加入了计算时机的选择、预设的小区切换时间的取值等因素的各种变形均在本发明的保护范围之内。
进一步地，如图5所示，基于上述实施例，该实施例的切换带调整方法中，上述步骤S220包括以下步骤：
步骤S221、根据所述列车运行的速度信息，判断是否存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带；
步骤S222、当存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带时，则根据各列车运行的速度信息及预设的小区切换时间分别计算各列车将要进入的所述目标切换带所需的切换带范围，并将所计算的切换带范围中较大者作为所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；
步骤S223、当只存在上行列车或下行列车中的任一列车，则根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
获取列车运行的速度信息后，根据列车运行的方向区分上行列车和下行列车，即指定往一方向运行的列车为上行列车，则往另一方向运行的列车为下行列车。根据列车运行的速度大小，判断是否存在上行列车和下行列车将要进入该目标切换带，当存在上行列车和下行列车将要进入该目标切换带时，则根据上行列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上＝V上T上，同时，根据下行列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下＝V下T下。若上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上大于下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下，则将H上作为列车将要进入的该目标切换带所需的切换带范围。反之，若上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上小于下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下，则将H下作为列车将要进入的该目标切换带所需的切换带范围。若上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上等于下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下，则任取其中一个作为列车将要进入的该目标切换带所需的切换带范围。从而保证了车速较大的列车进入该目标切换带时，专网用户终端也能够无缝且无损切换到另一小区。
当只存在上行列车将要进入的目标切换带，则只需根据上行列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上＝V上T上。同理，若只存在下行列车将要进入的目标切换带，则只需根据下行列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下＝V下T下。本实施例中，通过目标切换带存在列车的不同情况进行处理，为不同速度列车提供不同的切换带，进一步提高了提高切换的成功率。可以理解的是，若存在多列列车进入同一目标切换带，也在本发明的保护范围内。
进一步地，为了降低列车专网与公网的互相干扰，本发明还提出了一种切换带调整方法第二实施例。如图6所示，基于上述实施例，本发明实施例在上述步骤S300之后还包括以下步骤：
步骤S400、在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将所述目标切换带范围调整为预设的切换带范围。
由于切换带的范围过大，会导致列车专网与公网的互相干扰；因此，在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将该目标切换带范围调整为预设的切换带范围。该第一预设时间可设置为5分钟，也可根据具体情况而灵活设置，在此不做进一步限制。为了使在目标切换带不被利用时，目标切换带范围处于较小状态，以降低专网与公网的干扰，该预设的切换带范围可以设置为：在该高铁线路的轨道上允许运行的列车时速中，将最小的时速带入上述实施例中的计算公式H＝V×T进行计算，从而得到需要设置的切换带范围。当然，也可以将该预设的切换带范围设置为一个固定值。可以理解的是，预设的切换带范围可根据具体情况而灵活设置，并不限定本发明。
进一步地，如图7所示，基于上述实施例，上述步骤S200还包括：
步骤S230、提前第二预设时间激活目标小区信道。
在列车未进入目标切换带时，将提前完成目标小区信道的激活，使列车在高速运行的过程中，缩短专网用户终端完成到目标小区上的切换时间。例如，根据获取的列车的速度信息，结合列车当前的位置信息，预知列车到达目标切换带所需的时间为5秒，此时，将目标小区信道激活。也可以是根据获取的列车的位置信息，当列车距离目标切换带还有0.1km时，激活目标小区信道，以便目标小区信道提前分配好实现小区切换的资源，使列车在高速运行的过程中能够快速完成到目标小区上的切换。可以理解的是，该第二预设时间可根据具体情况而灵活设置，并不限定本发明。
对应地，如图8所示，提出了本发明一种切换带调整装置第一实施例。该实施例的切换带调整装置包括：
信息获取模块100，用于在列车启动后，获取列车运行的信息；
切换带范围确定模块200，用于根据所述列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；
第一调整模块300，用于根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围。
在高铁线路建立的同时，会对沿线的专网进行规划，即规划基站收发信台的位置及天线的分布情况，从而形成多个小区，并且每两个相邻小区的重叠覆盖区域会形成切换带，每个切换带对应预设一个编号。如图2所示，小区a和小区b重叠覆盖区域形成了其中的一个切换带。
为了能够获取列车运行的信息，列车上安装有GPS系统，用于在列车启动后，获取列车运行的位置信息和速度信息等信息，以便获知列车的运行状态。列车运行的信息也可以通过列车上的专网用户终端的GPS系统获取，例如，将获取列车上的手机用户当前的位置信息和速度信息等信息作为列车运行的信息。当然，也可通过其他途径获取列车运行的信息。列车运行的位置信息为列车所处的地理经纬度信息，且高铁线路上每个小区的范围及每个切换带的范围所在的经纬度信息可以存储成列表形式，或者以其他的方式进行存储，并且小区的范围及切换带的范围在被调整后会进行更新。列车运行的速度信息包括列车运行的速度大小和列车运行的方向，其中列车运行的方向用于判断该列车是上行列车还是下行列车，例如，当规定一个方向为列车的上行方向后，另一个方向则为列车的下行方向。列车运行的信息可以通过GPS系统进行实时获取，也可以是每间隔预设时间获取列车运行的信息，该预设时间可根据实际情况进行设置，例如，预设时间可为1秒，或者是其他时间。
另外，列车运行的信息的获取途径还可以包括：在列车启动时，首先上报列车初始的位置信息及列车初始运行的速度信息，并在列车运行的过程中，当列运行的速度发生改变时，会将列车当前运行的速度信息及时上报，从而获知列车运行的信息的变化情况。
得到列车运行的信息后，根据列车当前所处的经纬度信息与存储的切换带经纬度信息比较，并结合列车的速度信息，从而确定列车将要进入的切换带的编号，即目标切换带，并计算列车进入该目标切换带时所需的切换带范围。将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的进行比较，根据比较结果调整目标切换带的范围，使列车专网用户终端从一个小区成功切换到另一个小区。
本发明实施例在列车启动后，通过获取列车运行的信息，根据得到列车运行的信息确定列车将要进入的目标切换带，并确定列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围，将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整目标切换带的范围。从而实现了根据列车运行的速度的不同而动态调整目标切换带的范围，因此，提高了列车专网用户从一个小区切换到另一个小区的成功率。
进一步地，如图9所示，上述第一调整模块300包括：
确定单元310，用于根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围，确定需要调整的切换带大小；
调整单元320，用于根据所述需要调整的切换带大小，调整目标切换带对应的天线下倾角。
由于高铁沿线的环境复杂，各个基站收发信台和高铁线路垂直距离不同，每两个互为邻区的小区间重叠覆盖区域所形成的切换带可以不同。因此，本实施例中，需要根据高铁线路和天线分布的情况预先为高铁线路中的每个切换带建立一个天线下倾角与轨道长度的映射关系，该轨道长度即为切换带大小对应所占的轨道长度，因此，所提到的天线下倾角与轨道长度的映射关系等同于天线下倾角与切换带大小的映射关系。本实施例中，将预先设置天线下倾角与轨道长度的映射关系，以第一切换带A1中对应天线下倾角的取值，测量得到所对应的轨道长度，以及第二切换带A2中对应天线下倾角的取值，测量得到所对应的轨道长度为例，设置天线下倾角与轨道长度的映射关系如表1所示：
表1.天线下倾角与轨道长度的映射关系
对高铁沿线其他切换带中天线下倾角与轨道长度映射关系依此类推。可以通过数据库存储所有切换带中天线下倾角与轨道长度的映射关系，或者是通过其他方式进行存储，以便后续得到需要调整的切换带大小后，即相应的轨道长度，通过查询该数据库即可确定需要调整天线下倾角的大小。
需要说的是，上述每个切换带中天线下倾角与轨道长度映射关系的取值，可根据实际情况进行设置，并不限定本发明。凡是利用上述工作原理得到的映射关系，即使加入了天线下倾角的大小、轨道长度等因素的各种变形均在本发明的保护范围之内。
在计算得到列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围后，将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围比较，若列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围大于目标切换带的当前切换带范围，则根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H1与目标切换带的当前切换带范围H2的差值ΔH＝H1-H2，确定需要调整的切换带大小为ΔH，并根据切换带大小与天线下倾角的映射关系，确定需要扩大的天线下倾角的大小。根据需要扩大的天线下倾角的大小，同时扩大两个相邻小区的天线下倾角的大小，即同时将目标切换带对应的相邻的两个小区的重叠边分别扩大相同的距离，以增大目标切换带范围。由于相邻基站收发信台所处的位置可能不在同一水平线上，相邻的两个小区的天线下倾角的调整大小可以不相同，但是重叠边扩大的距离应相同。例如，得到的ΔH为0.1km，则相邻小区a和小区b分别需要扩大0.05km范围。可以理解到的是，上述ΔH的取值可根据具体情况而灵活设置，在此只是为了解释本实施例，并不限定本发明。
若列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围小于目标切换带的当前切换带范围，则根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H1与目标切换带的当前切换带范围H2的差值ΔH＝H2-H1，确定需要调整的切换带大小为ΔH，并通过需要调整的切换带大小与天线下倾角的对应关系确定需要缩小的天线下倾角的大小，即同时将目标切换带对应的两个相邻小区信道的重叠边分别缩小相同的距离，以减小切换带范围。若列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围等于目标切换带的当前切换带范围，则不需要调整目标切换带的范围。本实施例中，通过列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围自适应调整天线下倾角，实现目标切换带范围的动态调整，为不同速度的列车提供合适的目标切换带。
以图2为例，图2中调整后的切换带范围比调整前的切换带范围大，即要扩大天线下倾角。假设ΔH＝H调整后-H调整前，则每个基站要调整的轨道长度为ΔH/2。基站1的当前天线下倾角为α1，则根据上述表1可知，当前基站1对应的切换带为第一切换带，且该第一切换带对应天线下倾角α1对应的轨道长度为X1。因此根据角度计算可知，基站1的天线下倾角要扩大的角度为θ1＝arctg((X1+ΔH/2)/D)-α1。基站2的当前天线下倾角为α2，则根据上述表1可知，当前基站2对应的切换带为第一切换带，且该第一切换带对应天线下倾角α2对应的轨道长度为X2。因此根据角度计算可知，基站2的天线下倾角要扩大的角度为θ2＝arctg((X2+ΔH/2)/D)-α2。
需要说明的是，为了使目标切换带设置合理有效，可以分别对目标切换带的范围和天线下倾角的调整范围进行限制。以调整其中一个小区所在的目标切换范围为例，例如，列车运行的车速为300km/h，列车从一个小区切换到另一个小区所需的时间为3秒，则该预设的小区切换时间可为6秒，通过计算Hmin＝300×3/3600＝0.25km，Hmax＝300×6/3600＝0.5km，以Hmin限制目标切换带的最小范围，以Hmax限制目标切换带的最大范围，即可得到目标切换带的范围为[0.25km,0.5km]。可以理解的是，上述ΔH的取值可根据具体情况而灵活设置，在此只是为了解释本实施例，并不限定本发明。在图2中，以调整其中的一个天线下倾角为例，该天线下倾角的需要调整的角度大小为θ，则可以设置θ的调整范围为：[0,arctg(Hmax)/D-arctg(ΔH/2+Hmin)/D]，其中，D为基站收发信台与轨道的垂直长度，ΔH为上述提到的需要调整的切换带大小，当然，也可以将θ的调整范围设置为一个固定的范围值。可以理解的是，上述天线下倾角的调整范围限制的取值可根据具体情况而灵活设置，并不限定本发明。
进一步地，如图10所示，上述切换带范围确定模块200包括：
目标切换带确定单元210，用于根据所述列车运行的位置信息，确定所述列车将要进入的目标切换带；
计算单元220，用于根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
在列车启动后，获取列车运行的位置信息，即列车的经纬度信息，根据列车当前所处的经纬度信息与存储的切换带经纬度信息比较，判断列车是否将要进入切换带，以及记录将要进入的切换带的编号，然后将该切换带的编号对应的切换带定义为目标切换带。可以理解的是，将列车当前所处的经纬度信息与存储的切换带经纬度信息进行比较，当列车运行的线路中与列车当前位置相距预设范围内存在切换带，则判断列车将要进入切换带。然后根据所存在的切换带的经纬度信息，判断将要进入的切换带的编号。为了使列车能够在进入目标切换带之前计算并调整好所需的目标切换带的范围，以便专网用户终端能够成功地从一个小区切换到另一个小区。因此，根据列车的经纬度信息在获知列车即将进入目标切换带时，则将获得的列车运行的速度信息，并结合预设的小区切换时间，计算该列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
需要说明的是，小区切换的时间是指专网用户终端从一个小区切换到另一个小区所需的时间。在设置小区切换的时间时，考虑到无线环境的复杂性，为确保列车上的用户终端从一个小区成功切换到另一个小区，且系统在第一次切换失败后，有充足的时间尝试第二次切换，此时可以将该预设的小区切换时间设置为比从一个小区切换到另一个小区所需的实际时间还要多。例如，列车从一个小区切换到另一个小区所需的时间为3秒，则该预设的小区切换时间可为7秒。可以理解的是，该预设的小区切换时间的取值可根据具体情况而灵活设置，并不限定本发明。
具体地，假设列车距离目标切换带还有一千米时就记录列车运行的速度为V，此时，预设的小区切换时间为T，因此，根据所需切换带的大小与列车的速度、切换时间之间的计算公式：H＝V×T，可计算得到列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H。然后将列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较，如果不相等或者不在允许的偏差范围内，则调整目标切换带的范围，确保目标切换带的范围能够满足列车专网用户终端从一个小区切换到另一个小区；如果相等或者在允许的偏差范围内，则不需要调整目标切换带的范围。该允许的偏差范围可以根据实际情况进行设置，在此不做进一步限制。可以理解的是，也可以根据列车运行的速度信息和当前的位置信息判断列车还有10秒时间就要进入目标切换带时，就计算列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围，并对目标切换带进行相应地调整。
需要说的是，上述获取列车信息的方法、计算原理及目标切换带范围动态调整情况，可根据实际情况进行设置，并不限定本发明。凡是利用上述工作原理得到的结果，即使加入了计算时机的选择、预设的小区切换时间的取值等因素的各种变形均在本发明的保护范围之内。
进一步地，如图11所示，上述计算单元220包括：
判断子单元221，用于根据所述列车运行的速度信息，判断是否存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带；
调节子单元222，用于当存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带时，则根据各列车运行的速度信息及预设的小区切换时间分别计算各列车将要进入的所述目标切换带所需的切换带范围，并将所计算的切换带范围中较大者作为所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；或者，
当只存在上行列车或下行列车中的任一列车，则根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
获取列车运行的速度信息后，根据列车运行的方向区分上行列车和下行列车，即指定往一方向运行的列车为上行列车，则往另一方向运行的列车为下行列车。根据列车运行的速度大小，判断是否存在上行列车和下行列车将要进入该目标切换带，当存在上行列车和下行列车将要进入该目标切换带时，则根据上行列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上＝V上T上，同时，根据下行列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下＝V下T下。若上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上大于下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下，则将H上作为列车将要进入的该目标切换带所需的切换带范围。反之，若上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上小于下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下，则将H下作为列车将要进入的该目标切换带所需的切换带范围。若上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上等于下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下，则任取其中一个作为列车将要进入的该目标切换带所需的切换带范围。从而保证了车速较大的列车进入该目标切换带时，专网用户终端也能够无缝且无损切换到另一小区。
当只存在上行列车将要进入的目标切换带，则只需根据上行列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算上行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H上＝V上T上。同理，若只存在下行列车将要进入的目标切换带，则只需根据下行列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算下行列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围H下＝V下T下。本实施例中，通过目标切换带存在列车的不同情况进行处理，为不同速度列车提供不同的切换带，进一步提高了提高切换的成功率。可以理解的是，若存在多列列车进入同一目标切换带，也在本发明的保护范围内。
进一步地，为了降低列车专网与公网的互相干扰，本发明还提出了一种切换带调整装置第二实施例。如图12所示，基于上述实施例，上述切换带调整装置还包括：
第二调整模块400，用于在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将所述目标切换带范围调整为预设的切换带范围。
由于切换带的范围过大，会导致列车专网与公网的互相干扰；因此，在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将该目标切换带范围调整为预设的切换带范围。该第一预设时间可设置为5分钟，也可根据具体情况而灵活设置，在此不做进一步限制。为了使在目标切换带不被利用时，目标切换带范围处于较小状态，以降低专网与公网的干扰，该预设的切换带范围可以设置为：在该高铁线路的轨道上允许运行的列车时速中，将最小的时速带入上述实施例中的计算公式H＝V×T进行计算，从而得到需要设置的切换带范围。当然，也可以将该预设的切换带范围设置为一个固定值。可以理解的是，预设的切换带范围可根据具体情况而灵活设置，并不限定本发明。
进一步地，如图13所示，上述切换带范围确定模块200还包括：
激活模块230，用于提前第二预设时间激活目标小区信道。
在列车未进入目标切换带时，将提前完成目标小区信道的激活，使列车在高速运行的过程中，缩短专网用户终端完成到目标小区上的切换时间。例如，根据获取的列车的速度信息，结合列车当前的位置信息，预知列车到达目标切换带所需的时间为5秒，此时，将目标小区信道激活。也可以是根据获取的列车的位置信息，当列车距离目标切换带还有0.1km时，激活目标小区信道，以便目标小区信道提前分配好实现小区切换的资源，使列车在高速运行的过程中能够快速完成到目标小区上的切换。可以理解的是，该第二预设时间可根据具体情况而灵活设置，并不限定本发明。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种切换带调整方法，其特征在于，所述切换带调整方法包括以下步骤：
在列车启动后，获取列车运行的信息；
根据所述列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；
根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围。
2.如权利要求1所述的切换带调整方法，其特征在于，所述根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围包括：
根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围，确定需要调整的切换带大小；
根据所述需要调整的切换带大小，调整目标切换带对应的天线下倾角。
3.如权利要求1所述的切换带调整方法，其特征在于，所述列车运行的信息包括所述列车的位置信息和速度信息，所述根据列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围包括：
根据所述列车运行的位置信息，确定所述列车将要进入的目标切换带；
根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
4.如权利要求3所述的切换带调整方法，其特征在于，所述根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围包括：
根据所述列车运行的速度信息，判断是否存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带；
当存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带时，则根据各列车运行的速度信息及预设的小区切换时间分别计算各列车将要进入的所述目标切换带所需的切换带范围，并将所计算的切换带范围中较大者作为所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；或者，
当只存在上行列车或下行列车中的任一列车，则根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
5.如权利要求1所述的切换带调整方法，其特征在于，所述根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围之后还包括：
在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将所述目标切换带范围调整为预设的切换带范围。
6.如权利要求3所述的切换带调整方法，其特征在于，所述根据所述列车运行的位置信息，确定所述列车将要进入的目标切换带之后还包括：
提前第二预设时间激活目标小区信道。
7.一种切换带调整装置，其特征在于，所述切换带调整装置包括：
信息获取模块，用于在列车启动后，获取列车运行的信息；
切换带范围确定模块，用于根据所述列车运行的信息，确定所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；
第一调整模块，用于根据所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围的比较结果，调整所述目标切换带的范围。
8.如权利要求7所述的切换带调整装置，其特征在于，所述第一调整模块包括：
确定单元，用于根据列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围与目标切换带的当前切换带范围，确定需要调整的切换带大小；
调整单元，用于根据所述需要调整的切换带大小，调整目标切换带对应的天线下倾角。
9.如权利要求7所述的切换带调整装置，其特征在于，所述列车运行的信息包括所述列车的位置信息和速度信息，所述切换带范围确定模块包括：
目标切换带确定单元，用于根据所述列车运行的位置信息，确定所述列车将要进入的目标切换带；
计算单元，用于根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间，计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
10.如权利要求9所述的切换带调整装置，其特征在于，所述计算单元包括：
判断子单元，用于根据所述列车运行的速度信息，判断是否存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带；
调节子单元，用于当存在上行列车和下行列车将要进入所述目标切换带时，则根据各列车运行的速度信息及预设的小区切换时间分别计算各列车将要进入的所述目标切换带所需的切换带范围，并将所计算的切换带范围中较大者作为所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围；或者，
当只存在上行列车或下行列车中的任一列车，则根据所述列车运行的速度信息及预设的小区切换时间计算所述列车将要进入的目标切换带所需的切换带范围。
11.如权利要求7所述的切换带调整装置，其特征在于，所述切换带调整装置还包括：
第二调整模块，用于在第一预设时间内无列车经过目标切换带时，将所述目标切换带范围调整为预设的切换带范围。
12.如权利要求9所述的切换带调整装置，其特征在于，所述切换带范围确定模块还包括：
激活单元，用于提前第二预设时间激活目标小区信道。
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