CN104780592B - 一种链路选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种链路选择方法及装置，应用于无线网格Mesh网络中的车载接入点AP上，所述车载AP启动第一频段和第二频段，所述车载AP与检测到的多个第一频段轨旁AP和多个第二频段轨旁AP建立链路，所述第一频段为优先频段，该方法包括：从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度；从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度；根据所述第一信号强度和所述第二信号强度从所述第一信号强度和所述第二信号强度对应的链路中选择一条链路进行数据传输。本申请可提高无线链路的抗干扰能力，同时避免链路成环所导致的通信异常。

Description

一种链路选择方法及装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种链路选择方法及装置。

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(Access Point，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之间进行链路切换，以实现地铁列车与控制中心的数据传输。

当前地铁Mesh网络主要借助于空口信号建立链路和传输数据，且所有链路都工作在同一频段下。当地铁列车经过部署了大量同一频段无线设备的区域时，会造成通信干扰，影响地铁列车的正常通信。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种链路选择方法及装置。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请提供一种链路选择方法，应用于无线网格Mesh网络中的车载接入点AP上，所述车载AP启动第一频段和第二频段，所述车载AP与检测到的多个第一频段轨旁AP和多个第二频段轨旁AP建立链路，所述第一频段为优先频段，该方法包括：

从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度；

从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度；

根据所述第一信号强度和所述第二信号强度从所述第一信号强度和所述第二信号强度对应的链路中选择一条链路进行数据传输。

本申请还提供一种链路选择装置，应用于无线网格Mesh网络中的车载接入点AP上，所述车载AP启动第一频段和第二频段，所述车载AP与检测到的多个第一频段轨旁AP和多个第二频段轨旁AP建立链路，所述第一频段为优先频段，该装置包括：

获取单元，用于从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度；从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度；

选择单元，用于根据所述第一信号强度和所述第二信号强度从所述第一信号强度和所述第二信号强度对应的链路中选择一条链路进行数据传输。

由以上描述可以看出，本申请在地铁列车经过射频重叠区域时，由车载AP从检测到的多个频段中选择一个频段的一条信号最强的链路进行数据传输，提高无线链路的抗干扰能力，同时避免链路成环所导致的通信异常。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的地铁Mesh组网环境示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种链路选择方法流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种链路选择装置所在设备的基础硬件结构示意图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种链路选择装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

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～AP8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。

当前大部分地铁Mesh网络仍主要借助于空口信号进行链路建立和数据传输，且所有链路都工作在同一频段，例如，当前使用最广泛的2.4G频段。但是，在许多居民区和办公区域也存在大量处于同一频段的无线设备，当地铁列车经过上述区域时，受到的干扰十分严重，无法进行正常通信。

为了解决上述干扰问题，通常会想到将地铁Mesh网络升级到更高频段，例如，5G频段，以便区别于日常使用的2.4G网络，提高列车的抗干扰能力。但是，考虑到升级成本以及列车所经过区域的干扰源不同，全线升级不符合实际需求，因此，通常考虑分区段部署支持不同频段的轨旁AP，例如，如图1所示，AP1、AP2、AP7以及AP8为2.4G设备，AP3、AP4、AP5以及AP6为5G设备，AP0同时开启2.4G和5G射频，并配置同一Mesh服务。但是，该部署方式在地铁列车经过射频重叠区域(同时存在2.4G信号和5G信号的区域)时，由于AP0的两个射频分别建立链路进行数据传输，将造成通信链路成环，出现广播风暴，无法正常通信。

针对上述问题，本申请实施例提出一种链路选择方法，该方法在地铁列车经过射频重叠区域时，由车载AP从检测到的多个频段中选择一个频段的一条信号最强的链路进行数据传输。

参见图2，为本申请链路选择方法的一个实施例流程图，该实施例对链路选择过程进行描述。

步骤201，从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度。

步骤202，从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度。

在前述描述中已提到，为了解决干扰问题，在Mesh网络部署阶段根据实际的应用环境分区段部署支持不同频段的轨旁AP，并在车载AP中同时开启上述频段(例如，在车载AP中安装支持不同频段的射频卡)，将不同频段配置在同一Mesh服务下。

在部署轨旁AP时，为了保证无线信号的平滑切换和提高数据传输质量，通常相邻轨旁AP之间会存在一定的信号重叠区域，因此，在部署支持不同频段的轨旁AP时，相邻频段之间会存在频段重叠区域。

本申请针对频段重叠区域提出一种链路选择方案，对于同一频段内的链路选择采用现有技术方案即可解决，例如，同一频段内选择信号质量最好的链路进行数据传输，在此不再赘述。

假设相邻频段为第一频段和第二频段，且车载AP已启动第一频段和第二频段，并将第一频段和第二频段配置在同一Mesh服务下。当地铁列车经过第一频段和第二频段的重叠区域时，可检测到属于第一频段的轨旁AP(简称第一频段轨旁AP)的信号和属于第二频段的轨旁AP(简称第一频段轨旁AP)的信号，并与检测到的轨旁AP建立链路。

车载AP周期检测轨旁AP的信号强度，根据信号强度进行链路选择。本步骤中，车载AP从检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取第一频段中信号强度最强的第一信号强度，同时，从检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取第二频段中信号强度最强的第二信号强度。

步骤203，根据所述第一信号强度和所述第二信号强度从所述第一信号强度和所述第二信号强度对应的链路中选择一条链路进行数据传输。

从前述步骤201和步骤202可知，第一信号强度和第二信号强度分别是对应频段的最强信号强度，因此，本步骤无论选择第一信号强度对应的链路还是第二信号强度对应的链路都能保证数据的传输质量。同时，通过从上述两条链路中选择一条链路进行数据传输，其它链路作备份链路，可以有效避免链路成环所造成的广播风暴。

具体地，车载AP可以通过以下流程进行链路选择：

首先，获取车载AP中预设的优先频段，该优先频段通常选择抗干扰能力强、通信质量好的频段，本申请实施例中选择第一频段为优先频段。

在预设优先频段的同时，还可以预设一个信号强度优先阈值作为链路选择的依据，具体为：判断第二信号强度与第一信号强度的信号强度差值是否大于预设的信号强度优先阈值。当第二信号强度与第一信号强度的信号强度差值大于预设的信号强度优先阈值时，选择第二信号强度对应链路进行数据传输；当第二信号强度与第一信号强度的信号强度差值不大于预设的信号强度优先阈值时，选择第一信号强度对应链路进行数据传输。

上述处理充分体现了第一频段的优先性，如前所述，预设的优先频段通常为抗干扰能力较强且通信质量好的频段，本申请实施例中第一频段的抗干扰能力及通信质量优于第二频段，因此，当同时存在第一频段和第二频段时，优先选择第一频段对应链路进行数据传输。同时，通过设置信号强度优先阈值，进一步提高第一频段的竞争力，即在第二频段的信号强度大于第一频段的信号强度，且信号强度差值超过预设的信号强度优先阈值时，才选择第二频段对应链路进行数据传输。可见，本申请在提高抗干扰能力的同时，也保证了地铁列车与控制中心之间的数据传输质量，使得频段重叠区域的链路切换更加平滑。

此外，需要说明的是，地铁列车在行驶过程中会不断检测轨旁AP的信号强度，随着轨旁AP与车载AP距离的变化，车载AP检测到的轨旁AP的信号强度也在不断变化。由前述描述可知，车载AP根据轨旁AP的信号强度进行链路选择，因此，随着轨旁AP的信号强度变化，车载AP需要进行链路切换。

本申请中，车载AP可通过周期性启动链路选择流程，及时进行链路切换。具体为：车载AP可以预设一个链路选择间隔时长，在当前时间与上一次进行链路选择的时间间隔达到预设的链路选择间隔时长时，启动链路选择流程，即执行步骤201至步骤203。当然，在一些特殊情况下，例如，车载AP进行数据通信的链路发生异常时，可立即进入链路选择流程，以避免数据传输中断。

由上述描述可以看出，本申请在地铁列车经过射频重叠区域时，由车载AP从检测到的多个频段中选择一个频段的一条信号最强的链路进行数据传输，提高无线链路的抗干扰能力，同时避免链路成环所导致的通信异常。

现仍以图1为例，详细介绍链路选择过程。其中，AP1、AP2、AP7、AP8为2.4G设备，AP3、AP4、AP5、AP6为5G设备。AP0同时开启2.4G和5G射频，并配置在同一Mesh服务下。假设，车载AP0中预设抗干扰能力强的5G频段为优先频段，同时，预设信号强度优先阈值为5dbm。

假设，当前地铁列车从左向右行驶，首先进入2.4G区段，此时，车载AP0只能检测到属于同一频段的轨旁AP1和AP2的信号，并分别与AP1和AP2建立链路。假设，此时AP1的信号强度为50dbm，AP2的信号强度为40dbm，则AP1的信号强度大于AP2的信号强度，车载AP0通过与AP1建立的链路进行数据传输。

随着地铁列车的前行，地铁列车开始检测到5G信号，即地铁列车进入2.4G与5G的信号重叠区域。假设，当前车载AP0可以检测到AP1、AP2、AP3以及AP4的信号，并均已建立对应链路，其中，AP1的信号强度为40dbm，AP2的信号强度为50dbm，AP3的信号强度为20dbm，AP4的信号强度为10dbm。车载AP0从2.4G和5G频段中选择对应频段最强的信号强度，分别为50dbm(2.4G频段)和20dbm(5G频段)。由于预设5G为优先频段，且只有当2.4G频段的信号强度大于5G频段信号强度5dbm时，才选择2.4G频段的信号最强链路进行数据传输，因此，通过比较上述得到的各频段最强信号强度可知，50dbm-20dbm>5dbm，选择50dbm对应的链路进行数据传输，即选择与AP2(2.4G频段)建立的链路进行数据传输。

假设，地铁列车继续前行，仍处于2.4G与5G的信号重叠区域，某一时刻检测到的信号强度分别为：AP1的信号强度为26dbm，AP2的信号强度为36dbm，AP3的信号强度为34dbm，AP4的信号强度为24dbm。2.4G和5G频段的最强信号强度分别为36dbm和34dbm，则36dbm-34dbm<5dbm，进行链路切换，选择34dbm对应的链路进行数据传输，即选择与AP3(5G频段)建立的链路进行数据传输。

地铁列车继续前行，当地铁列车驶离2.4G和5G信号重叠区域时，进入5G单一频段区域，利用现有技术可以选择单一频段中信号最强的链路进行数据传输。当地铁列车行驶到5G区段末端时，又进入2.4G和5G信号重叠区域，继续采用前述信号重叠区域的链路选择方法进行链路选择。

与前述链路选择方法的实施例相对应，本申请还提供了链路选择装置的实施例。

本申请链路选择装置的实施例可以应用在Mesh网络中的车载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处理器运行存储器中对应的计算机程序指令形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请链路选择装置所在设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、网络接口、以及存储器之外，实施例中装置所在的设备通常根据该设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图4，为本申请一个实施例中的链路选择装置的结构示意图。该链路选择装置包括获取单元401和选择单元402，其中：

获取单元401，用于从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度；从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度；

选择单元402，用于根据所述第一信号强度和所述第二信号强度从所述第一信号强度和所述第二信号强度对应的链路中选择一条链路进行数据传输。

进一步地，

所述选择单元402，具体用于获取预设的信号强度优先阈值；判断所述第二信号强度与所述第一信号强度的信号强度差值是否大于所述信号强度优先阈值；当所述信号强度差值大于所述信号强度优先阈值时，选择所述第二信号强度对应链路进行数据传输。

进一步地，

所述选择单元402，还用于当所述信号强度差值不大于所述信号强度优先阈值时，选择所述第一信号强度对应链路进行数据传输。

进一步地，所述链路选择装置还包括：

预设单元，用于在所述获取单元401从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度之前，预设链路选择间隔时长；

所述获取单元401，具体用于在当前时间与上一次进行链路选择的时间间隔达到所述链路选择间隔时长，或所述车载AP当前进行数据通信的链路发生异常时，从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度；从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

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

Claims (6)

1.一种链路选择方法，应用于无线网格Mesh网络中的车载AP上，其特征在于，所述车载AP启动第一频段和第二频段，所述第一频段和所述第二频段配置在同一Mesh服务下，所述车载AP与检测到的多个第一频段轨旁AP和多个第二频段轨旁AP建立链路，所述第一频段的抗干扰能力优于所述第二频段，该方法包括：

从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度；

从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度；

当所述第二信号强度与所述第一信号强度的信号强度差值不大于预设的信号强度优先阈值时，选择所述第一信号强度对应链路进行数据传输。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述信号强度差值大于所述信号强度优先阈值时，选择所述第二信号强度对应链路进行数据传输。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度之前，还包括：

预设链路选择间隔时长；

所述从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度，包括：

在当前时间与上一次进行链路选择的时间间隔达到所述链路选择间隔时长，或所述车载AP当前进行数据通信的链路发生异常时，从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度。

4.一种链路选择装置，应用于无线网格Mesh网络中的车载AP上，其特征在于，所述车载AP启动第一频段和第二频段，所述第一频段和所述第二频段配置在同一Mesh服务下，所述车载AP与检测到的多个第一频段轨旁AP和多个第二频段轨旁AP建立链路，所述第一频段的抗干扰能力优于所述第二频段，该装置包括：

获取单元，用于从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度；从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度；

选择单元，用于当所述第二信号强度与所述第一信号强度的信号强度差值不大于预设的信号强度优先阈值时，选择所述第一信号强度对应链路进行数据传输。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于：

所述选择单元，还用于当所述信号强度差值大于所述信号强度优先阈值时，选择所述第二信号强度对应链路进行数据传输。

6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

预设单元，用于在所述获取单元从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度之前，预设链路选择间隔时长；

所述获取单元，具体用于在当前时间与上一次进行链路选择的时间间隔达到所述链路选择间隔时长，或所述车载AP当前进行数据通信的链路发生异常时，从所述检测到的多个第一频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第一信号强度；从所述检测到的多个第二频段轨旁AP的信号强度中获取信号强度最强的第二信号强度。

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