CN104853394A - 一种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上，车载AP通过与第一轨旁AP建立的链路进行数据通信，该方法包括：根据车载AP的位置信息选择第二轨旁AP；判断第二轨旁AP是否可用；当第二轨旁AP可用时，从第一轨旁AP对应链路切换到第二轨旁AP对应链路；当第二轨旁AP不可用时，根据检测到的轨旁AP的信号强度选择第三轨旁AP；从第一轨旁AP对应链路切换到第三轨旁AP对应链路。本申请具有自动化、适应性强的特点，可有效消除信号波动所引入的链路频率切换，提高链路通信质量，同时，整个系统的可扩展性好，维护成本低，使得整个轨道交通系统安全、高效运行。

Description

一种链路切换方法及装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种链路切换方法及装置。

背景技术

在地铁组网中，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逐步进行链路切换，以保证地铁列车与控制中心的信息交互。

在链路切换过程中，通常选择信号强度最大的链路进行切换。但由于受环境因素影响，信号存在波动性，完全按照信号强度选择会出现链路频繁切换，无法保证链路传输性能。

现有技术方案通常采用设置链路切换阈值和链路维持时间来防止链路频繁切换，在一定程度上降低了链路切换频率，但是效果并不理想，仍然存在上述问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种链路切换方法及装置。

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切换方法，应用于车载接入点AP上，所述车载AP通过与第一轨旁AP建立的链路进行数据通信，该方法包括：

根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP；

判断所述第二轨旁AP是否可用；

当所述第二轨旁AP可用时，从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第二轨旁AP对应链路；

当所述第二轨旁AP不可用时，根据检测到的轨旁AP的信号强度选择第三轨旁AP；

从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第三轨旁AP对应链路。

本申请还提供一种链路切换装置，应用于车载接入点AP上，所述车载AP通过与第一轨旁AP建立的链路进行数据通信，该装置包括：

第一选择单元，用于根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP；

判断单元，用于判断所述第二轨旁AP是否可用；

第一切换单元，用于当所述第二轨旁AP可用时，从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第二轨旁AP对应链路；

第二选择单元，还用于当所述第二轨旁AP不可用时，根据检测到的轨旁AP的信号强度选择第三轨旁AP；

第二切换单元，还用于从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第三轨旁AP对应链路。

由上述描述可以看出，本申请首先基于车载AP(地铁列车)的位置信息选择轨旁AP进行链路切换，当基于位置信息选择的轨旁AP不可用时，根据当前检测到的轨旁AP的信号强度选择轨旁AP进行链路切换。本申请具有自动化、适应性强的特点，可有效消除信号波动所引入的链路频率切换，提高链路通信质量，同时，整个系统的可扩展性好，维护成本低，使得整个轨道交通系统安全、高效运行。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的地铁组网示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种链路切换方法流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的信号强度与距离关系示意图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种链路切换装置所在设备的基础硬件结构示意图；

图5是本申请一示例性实施例示出的一种链路切换装置的结构示意图。

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组网示意图。其中，AP1～APn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。

目前，链路切换主要根据链路的信号强度进行切换，即选择信号强度最强的链路进行数据通信。但由于环境因素的影响，信号强度会发生波动，导致链路频繁切换。

现有技术方案通常采用预设链路切换阈值和链路维持时间来降低链路切换频率，但是效果并不理想，且往往会带来新的问题，例如，整个数据通信系统的吞吐率降低。这是由于地铁隧道中存在信号反射以及多径效应的影响，使得短时间内距离地铁列车较远的轨旁AP比距离较近的轨旁AP信号要强，如果该距离较远的轨旁AP的信号强度超过预设的链路切换阈值，则从当前链路切换到距离较远的轨旁AP对应链路，并根据链路维持时间在该距离较远的轨旁AP链路上维持一段时间。但是根据无线系统的工作原理，无线链路的吞吐率和物理距离强相关，因此，上述链路切换(切换到距离较远的轨旁AP)会导致系统的吞吐率下降。

为了解决吞吐率问题，我们会想到基于位置信息进行链路切换，即始终选择沿列车行驶方向距离列车最近的轨旁AP进行链路切换，不但避免了链路的频繁切换，还可以提高链路的吞吐率。但是该技术方案需要预先收集大量轨旁AP的位置信息，目前，该收集工作主要依赖于人工采集，工作量大，且需要一定的技术门槛。尤其在轨旁AP发生故障或替换时，需要人工重新采集，否则，无法基于位置信息进行链路切换，影响正常通信。可见，该人工采集方式维护周期长，且成本高。

针对上述问题，本申请实施例提出一种链路切换方法，该方法首先基于车载AP(地铁列车)的位置信息选择轨旁AP进行链路切换，当基于位置信息选择的轨旁AP不可用时，根据当前检测到的轨旁AP的信号强度选择轨旁AP进行链路切换。

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过程进行描述。

步骤201，根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP。

本申请实施例中，假设车载AP已与第一轨旁AP建立链路进行数据通信。车载AP在选择下一个轨旁AP时，首先基于位置信息选择，以下将基于位置信息选择的轨旁AP称为第二轨旁AP。如前所述，基于位置的链路切换需要预先收集所有轨旁AP的位置信息，现有技术中采用人工采集的方式，工作量巨大，且不便于日常维护。针对该问题，本申请实施例采用统计学习的方法，自动建立和维护轨旁AP的位置信息，节省了大量的人力物力。具体的统计学习过程如下：

首先，生成轨旁AP样本序列。具体为，预设信号强度阈值，该信号强度阈值可直观反映车载AP与轨旁AP的距离远近。参见图3，为信号强度与距离的关系示意图。从该图中可以看出，当车载AP距离轨旁AP较远时，信号强度较弱且变化平缓；当车载AP距离轨旁AP较近时，信号强度增强且急剧变化。因此，本申请实施例利用上述特点，预设一个较大的信号强度阈值，以保证车载AP在距离轨旁AP足够近的位置采集轨旁AP的信号，从而确定该轨旁AP的位置信息，保证样本的准确性，同时，通过该信号强度阈值可过滤掉其它轨旁AP的信号干扰，即在某一轨旁AP附近只有该轨旁AP的信号强度可以达到或超过预设的信号强度阈值。

在列车行驶过程，车载AP周期性探测轨旁AP的信号强度，判断检测到的轨旁AP的信号强度是否大于预设的信号强度阈值。当检测到的轨旁AP的信号强度大于预设的信号强度阈值时，说明车载AP距离当前检测到的轨旁AP的距离足够近，此时，获取该车载AP当前的位置信息，该车载AP的位置信息可近似看作轨旁AP的位置信息，因此，可将当前检测到的轨旁AP的MAC地址、信号强度以及车载AP的位置信息的对应关系添加到当前轨旁AP样本序列中。由于车载AP是基于轨旁AP位置关系的检测，因此，在当前列车的行驶方向上按照检测的先后顺序进行排序，新检测的轨旁AP的MAC地址、信号强度以及车载AP的位置信息的对应关系应添加到当前轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中。

在向轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项添加检测到的轨旁AP的信息时，可先判断一下轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址是否与检测到的轨旁AP的MAC地址相同。根据判断结果进行如下处理。

当轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址与检测到的轨旁AP的MAC地址不相同时，说明该轨旁AP是第一次检测到，直接将该轨旁AP的MAC地址、信号强度以及车载AP的位置信息的对应关系应添加到当前轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中即可。

当轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址与检测到的轨旁AP的MAC地址相同时，说明车载AP在此次检测之前曾在该轨旁AP附近检测到该轨旁AP的信号强度大于预设的信号强度阈值，而此次检测车载AP仍然在距离该轨旁AP足够近的距离范围内，此时，判断该轨旁AP表项中的信号强度是否小于当前检测的轨旁AP的信号强度。根据判断结果进行如下处理。

当轨旁AP表项中的信号强度小于当前检测的轨旁AP的信号强度时，说明当前车载AP比上一次检测时更靠近轨旁AP，则此次获取的车载AP的位置信息更接近于该轨旁AP的实际位置，因此，根据当前检测的轨旁AP的信号强度以及车载AP的位置信息更新轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项。

当轨旁AP表项中的信号强度不小于当前检测的轨旁AP的信号强度时，说明当前车载AP虽然仍在距离该轨旁AP足够近的范围内，但已向远离该轨旁AP的方向行驶，无需更新对应的轨旁AP表项。

此外，需要补充说明的是，车载AP位置信息的获取(即当前列车行驶位置的获取)可从现有的轨道交通系统中得到。在轨道交通系统内，由于存在诸如编码里程仪、信标应答器等多种技术手段可实时获得当前列车所在位置。比如，利用安装在列车上的传感器可以读出车轮的转动转速和周数，这样可以得到列车运行的速度和已经行驶过的距离；同时，针对行驶过程中的车轮打滑和空转，可以结合固定位置的信标应答器等进行修正。总之，当前的地铁应用系统中可提供准确实时的列车位置信息。

重复上述的探测处理过程，当地铁列车从轨道的起点运行到终点时就生成了一份轨旁AP样本序列。但是，由于地铁列车的行驶速度较快，且为了降低空口资源消耗，车载AP不会频繁对轨旁AP进行探测，而是采用周期性探测的方法，因此，在生成轨旁AP样本序列的过程中，可能会导致部分轨旁AP未成功添加到轨旁AP样本序列中。此外，由于信号波动的影响导致轨旁AP样本序列中的位置信息不够准确，任何单独一份轨旁AP样本序列与实际线路情况并不能完全匹配，因此，本申请实施例通过地铁列车在起点和终点之间的多次运行获取多份轨旁AP样本序列。

在获取到多份轨旁AP样本序列后，对该多份轨旁AP样本序列进行统计计算，生成最终的轨旁AP序列。由于在实际运行中地铁列车会走不同的地铁线路往返行驶，因此，本申请实施例根据不同的行驶方向生成对应方向上的轨旁AP序列。但无论列车的行驶方向如何，其轨旁AP序列生成的基本原理相同。

具体为，获取同一行驶方向的多份轨旁AP样本序列。假设，当前存在如下4份同一行驶方向的轨旁AP样本序列：S1＝{AP1、AP2、AP3...APn}，S2＝{AP1、AP2、AP4...APn}，S3＝{AP2、AP3...APn}，S4＝{AP1、AP3...APn}。S1～S4分别表示生成的4份轨旁AP样本序列。需要补充说明一点，上述轨旁AP样本序列中的AP1、AP2、AP3...APn均代表序列中的轨旁AP表项，包含轨旁AP的MAC地址、信号强度以及位置信息。后续为了描述方便仍以轨旁AP标识代表对应的轨旁AP表项。

从每一个轨旁AP样本序列中获取对应轨旁AP样本序列的首个轨旁AP的位置信息，根据每一个首个轨旁AP的位置信息选择在当前行驶方向上离起点最近的首个轨旁AP作为所述轨旁AP序列的首个轨旁AP。假设，从S1中获取的AP1的位置信息为0m，S2中获取的AP1的位置信息为10m，S3中获取的AP2的位置信息为200m，S4中获取的AP1的位置信息为5m，则距离当前行驶方向的起点最近的首个轨旁AP是S1中的AP1。因此，将S1中的AP1作为轨旁AP序列的首个轨旁AP，该首个轨旁AP也是当前轨旁AP序列中按照顺序排在最后一位的轨旁AP，以下将排在轨旁AP序列最后一位的轨旁AP称为已排序末端AP。

执行如下后续轨旁AP的排序操作：从每一个轨旁AP样本序列中获取在所述行驶方向上与已排序末端AP相邻的轨旁AP，统计已排序末端AP与不同相邻轨旁AP的相邻概率，将相邻概率最高的轨旁AP添加到轨旁AP序列的末端作为新的已排序末端AP。例如，假设AP1为当前已排序末端AP，则从上述轨旁AP样本系列中获取所述行驶方向上的AP1与相邻轨旁AP的相邻关系，可获得如下相邻关系：{AP1、AP2}、{AP1、AP2}、{AP1、AP3}。分别统计{AP1、AP2}的相邻概率为2/3≈67％，{AP1、AP3}的相邻概率为1/3≈33％，则AP2为在所述行驶方向上与AP1相邻的轨旁AP，当前轨旁AP序列为{AP1、AP2}，AP2为新的已排序末端AP。

在确定了新的已排序末端AP后，继续判断获取的多份轨旁AP样本序列中每一个轨旁AP是否均已参与轨旁AP排序操作。若否，则返回执行轨旁AP排序操作，直到所有轨旁AP均已参与排序。

通过上述过程生成基于位置信息的轨旁AP序列，车载AP根据该轨旁AP序列选择第二轨旁AP进行基于位置的链路切换。具体为，获取当前车载AP的位置信息和行驶方向(即列车的位置信息和行驶方向)，列车的行驶方向同位置信息一样也可从现有的轨道交通系统中获得，在此不再赘述。

根据车载AP的行驶方向选择对应方向上的轨旁AP序列。根据车载AP的位置信息从轨旁AP序列中选择沿所述行驶方向位于该车载AP前方与当前正在使用的第一轨旁AP相邻的第二轨旁AP。例如，假设当前生成的轨旁AP序列为{AP1、AP2、AP3、AP4...APn}，列车沿轨旁AP序列从左向右行驶，当前行驶在AP1与AP2之间，且车载AP已与AP2建立链路进行数据通信，此时，车载AP从轨旁AP序列中选择沿行驶方向与AP2相邻的AP3作为第二轨旁AP。通过后续判断以确定当列车行驶到AP2至AP3区间时是否可切换到AP3对应的链路。

步骤202，判断所述第二轨旁AP是否可用。

车载AP在基于位置信息选择第二轨旁AP后，判断该第二轨旁AP是否可用。具体为，向选择的第二轨旁AP发送探测请求报文，由于已经确定了拟切换的第二轨旁AP，因此，车载AP可通过单播方式向第二轨旁AP发送探测请求报文。判断是否接收到第二轨旁AP回应的探测响应报文，当接收到第二轨旁AP回应的探测响应报文时，确定该第二轨旁AP可用；当未接收到第二轨旁AP回应的探测响应报文时，确定该第二轨旁AP不可用。为了避免判断时间过长，可预设一个合理的响应等待时长，在预设的响应等待时长内接收到第二轨旁AP的探测响应报文，则确定第二轨旁AP可用；否则，确定第二轨旁AP不可用。

步骤203，当所述第二轨旁AP可用时，从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第二轨旁AP对应链路。

当第二轨旁AP可用时，选择该基于位置信息选定的轨旁AP进行链路切换，从而避免信号波动造成的链路频繁切换，同时可保证系统通信的吞吐率。

步骤204，当所述第二轨旁AP不可用时，根据检测到的轨旁AP的信号强度选择第三轨旁AP。

当基于位置选择的第二轨旁AP不可用时，例如，该第二轨旁AP故障，或该第二轨旁AP被替换为新的轨旁AP，而当前的轨旁AP序列还未完成自动更新时，如果仍然采用基于位置信息的链路切换，可能由于第二轨旁AP的不可用造成通信中断。为了避免可能存在的通信中断问题，本申请实施例在发现第二轨旁AP不可用时，采用基于信号强度的链路切换方法进行链路切换。具体为，获取当前检测到的所有轨旁AP的信号强度，从检测到的轨旁AP中选择信号强度最强的轨旁AP进行链路切换，以下将基于信号强度选择的轨旁AP称为第三轨旁AP。

步骤205，从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第三轨旁AP对应链路。

由于第二轨旁AP不可用，车载AP在本该切换到第二轨旁AP的行驶区域切换到基于信号强度选择的第三轨旁AP上，当列车驶离第二轨旁AP对应区域时，车载AP可重新基于位置信息选择新的轨旁AP进行链路切换。

需要特别强调一下，列车在行驶过程中除了根据已生成的轨旁AP序列进行链路切换以外，仍不断生成新的轨旁AP样本序列，因此，当地铁线路上出现新的轨旁AP时，通过前述轨旁AP探测过程，在一定时间内会生成新的轨旁AP序列，从而无需人工干预即可实现线路的扩展和维护，大大降低了维护成本。

由上述描述可以看出，本申请首先基于车载AP(地铁列车)的位置信息选择轨旁AP进行链路切换，当基于位置信息选择的轨旁AP不可用时，根据当前检测到的轨旁AP的信号强度选择轨旁AP进行链路切换。本申请具有自动化、适应性强的特点，可有效消除信号波动所引入的链路频率切换，提高链路通信质量，同时，整个系统的可扩展性好，维护成本低，使得整个轨道交通系统安全、高效运行。

现仍以图1为例，详细介绍链路切换过程，本具体实施例中的数值并不用于限定本申请，只是示例性说明。

首先，车载AP0生成轨旁AP样本序列。以列车从AP1向APn行驶为例，预设信号强度阈值为15dbm，AP1为当前行驶方向上的起点，位置信息为0m，APn为终点。AP1～APn对应的MAC地址分别为MAC1～MACn。

车载AP0在AP1附近检测到AP1的信号强度为20dbm大于15dbm，将表示AP1的MAC地址、信号强度以及当前车载AP0的位置信息对应关系的轨旁AP表项添加到当前的轨旁AP样本序列中，则当前轨旁AP样本序列为{[MAC1，20dbm，0m]}。

车载AP0继续向AP2行驶，假设在距离起点位置190m处检测到AP2的信号强度为18dbm大于15dbm，将表示AP2的MAC地址、信号强度以及当前车载AP0的位置信息的轨旁AP表项添加到当前的轨旁AP样本序列的末端，则当前轨旁AP样本序列为{[MAC1，20dbm，0m]、[MAC2，18dbm，190m]}。

列车继续前行，在距离起点位置200m处检测到AP2的信号强度为20dbm大于15dbm，查询当前轨旁AP序列末端是否存在AP2的轨旁AP表项，根据AP2的MAC地址查找，存在AP2的轨旁AP表项，则比较该轨旁AP表项中的信号强度18dbm小于当前检测到的AP2的信号强度20dbm，因此，根据当前检测到的AP2的信号强度和当前车载AP0的位置信息更新AP2对应的轨旁AP表项，更新后的轨旁AP样本序列为{[MAC1，20dbm，0m]、[MAC2，20dbm，200m]}。

假设，列车继续前行，在距离起点位置205m处检测到AP2的信号强度为19dbm大于15dbm，查询当前轨旁AP序列末端是否存在AP2的轨旁AP表项，根据AP2的MAC地址查找，存在AP2的轨旁AP表项，则比较该轨旁AP表项中的信号强度20dbm大于当前检测到的AP2的信号强度19dbm，此时，无需更新AP2对应的轨旁AP表项，轨旁AP样本序列仍为{[MAC1，20dbm，0m]、[MAC2，20dbm，200m]}。

上述为车载AP样本采集的过程，以此类推，当列车从AP1行驶到APn后，生成一份轨旁AP样本序列。以下为了简化描述，将使用{AP1、AP2…}代替{[MAC1，20dbm，0m]、[MAC2，20dbm，200m]…}进行序列描述。

假设，车载AP0通过列车在AP1与APn之间多次行驶获得4份轨旁AP样本序列如下：S1＝{AP1、AP2、AP3、AP4...APn}，S2＝{AP1、AP2、AP4...APn}，S3＝{AP2、AP3、AP4...APn}，S4＝{AP1、AP3、AP4...APn}，其中S1～S4分别表示车载AP0生成的4份轨旁AP样本序列。

本具体实施例中，以列车从AP1向APn行驶方向为例，根据上述轨旁AP样本序列生成轨旁AP序列。首先确定轨旁AP序列的首个轨旁AP，假设，从S1中获取的AP1的位置信息为0m，S2中获取的AP1的位置信息为10m，S3中获取的AP2的位置信息为200m，S4中获取的AP1的位置信息为5m，则距离起点最近的首个轨旁AP是S1中的AP1。因此，将S1中的AP1作为轨旁AP序列的首个轨旁AP。假设，用R1表示当前要生成的轨旁AP序列，则当前R1＝{AP1}，该AP1为S1中的AP1。

从S1～S4中找到沿AP1向APn行驶方向与AP1相邻的轨旁AP，则从S1～S4中找到的相邻关系为{AP1、AP2}、{AP1、AP2}、{AP1、AP3}，分别统计{AP1、AP2}的相邻概率为2/3≈67％，{AP1、AP3}的相邻概率为1/3≈33％，则AP2为沿AP1向APn行驶方向上与AP1相邻的轨旁AP，当前R1＝{AP1、AP2}。

从S1～S4中找到沿AP1向APn行驶方向与AP2相邻的轨旁AP，则从S1～S4中找到的相邻关系为{AP2、AP3}、{AP2、AP4}、{AP2、AP3}，分别统计{AP2、AP3}的相邻概率为2/3≈67％，{AP2、AP4}的相邻概率为1/3≈33％，则AP3为沿AP1向APn行驶方向上与AP2相邻的轨旁AP，当前R1＝{AP1、AP2、AP3}。

以此类推，从上述轨旁AP样本序列中找到所有轨旁AP的相邻关系，最终生成轨旁AP序列R1＝{AP1、AP2、AP3、AP4...APn}，该轨旁AP序列的生成完全由车载AP0自动完成，无需人工干预。

车载AP0利用轨旁AP序列R1进行链路切换，具体过程如下：

假设，R1通过轨旁AP表项来表示，具体为R1＝{[MAC1，20dbm，0m]、[MAC2，20dbm，200m]、[MAC3，19dbm，400m]、[MAC4，19dbm，600m]…[MACn，21dbm，40km]}，其中，轨旁AP表项中的信号强度和位置信息是从前述轨旁AP样本序列S1～S4中对应信息计算来的，可采用多个轨旁AP样本序列中对应信息的平均值或加权平均等方式，本申请对此不作具体限定。

列车从AP1向APn方向行驶，车载AP0首先基于R1进行链路切换。假设当前列车在起点，位置信息为0，根据R1中各轨旁AP表项的位置信息，确定车载AP0应于AP1建立链路进行数据通信。在车载AP0与AP1通信的同时，查询R1，找到与AP1相邻的下一个轨旁AP，即AP2，获取AP2的MAC地址，向AP2单播发送探测请求报文，假设在预设的探测响应时间内接收到AP2回应的探测响应报文，说明AP2可用。当列车行驶到AP1(0m)与AP2(200m)之间某一位置(例如，100m，本申请对链路切换的位置以及时间点不作具体限定)时，从AP1对应链路切换到AP2对应链路。

在完成向AP2对应链路切换后，车载AP0从R1中找到与AP2相邻的下一个轨旁AP，即AP3，向AP3发送探测请求报文，假设在预设的探测响应时间内未接收到AP3回应的探测响应报文，说明AP3不可用。当列车行驶到AP2与AP3之间应向AP3切换的位置时，选择当前检测到的所有轨旁AP中信号最强的轨旁AP进行链路切换，假设，当前检测到的信号最强的轨旁AP为AP5，则车载AP0从AP2切换到AP5对应链路。当然，基于信号强度检测时，还有可能继续向其它链路切换。

在上述基于信号强度进行链路切换的同时，查询R1，找到与AP3相邻的下一个轨旁AP，即AP4，获取AP4的MAC地址，向AP4单播发送探测请求报文，假设在预设的探测响应时间内接收到AP4回应的探测响应报文，说明AP4可用。当列车行驶到AP3与AP4之间某一位置时，从前述基于信号强度选择的轨旁AP对应链路切换到基于位置信息选择的AP4对应链路。

与前述链路切换方法的实施例相对应，本申请还提供了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4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4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5，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第一选择单元501、判断单元502、第一切换单元503、第二选择单元504以及第二切换单元505，其中：

第一选择单元501，用于根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP；

判断单元502，用于判断所述第二轨旁AP是否可用；

第一切换单元503，用于当所述第二轨旁AP可用时，从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第二轨旁AP对应链路；

第二选择单元504，还用于当所述第二轨旁AP不可用时，根据检测到的轨旁AP的信号强度选择第三轨旁AP；

第二切换单元505，还用于从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第三轨旁AP对应链路。

进一步地，所述链路切换装置，还包括：

序列生成单元，用于在所述第一选择单元501根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP之前，生成基于位置的轨旁AP序列；

所述第一选择单元501，具体用于获取所述车载AP的位置信息和行驶方向；根据所述车载AP的行驶方向选择对应的轨旁AP序列；根据所述车载AP的位置信息从所述轨旁AP序列中选择沿所述行驶方向位于所述车载AP前方与所述第一轨旁AP相邻的第二轨旁AP。

进一步地，所述链路切换装置，还包括：

样本生成单元，用于在所述序列生成单元生成基于位置的轨旁AP序列之前，生成轨旁AP样本序列；

所述序列生成单元，具体用于获取同一行驶方向的多份轨旁AP样本序列；从每一个轨旁AP样本序列中获取对应轨旁AP样本序列的首个轨旁AP的位置信息；根据每一个首个轨旁AP的位置信息选择在当前行驶方向上离起点最近的首个轨旁AP作为所述轨旁AP序列的首个轨旁AP；将所述轨旁AP序列的首个轨旁AP作为所述轨旁AP序列的已排序末端AP；执行如下轨旁AP排序操作：从每一个轨旁AP样本序列中获取在所述行驶方向上与所述已排序末端AP相邻的轨旁AP；统计所述已排序末端AP与不同相邻轨旁AP的相邻概率；将相邻概率最高的轨旁AP添加到所述轨旁AP序列的末端作为新的已排序末端AP；判断所述多份轨旁AP样本序列中每一个轨旁AP是否均已参与所述轨旁AP排序操作；若否，返回所述执行轨旁AP排序操作。

进一步地，所述样本生成单元，包括：

阈值获取模块，用于获取预设的信号强度阈值；

信号判断模块，用于判断检测到的轨旁AP的信号强度是否大于所述预设的信号强度阈值；

位置获取模块，用于当所述检测到的轨旁AP的信号强度大于所述预设的信号强度阈值时，获取所述车载AP当前的位置信息；

表项添加模块，用于将所述轨旁AP的MAC地址、信号强度以及所述车载AP的位置信息的对应关系添加到所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中。

进一步地，

所述表项添加模块，具体用于判断所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址是否与所述轨旁AP的MAC地址相同；当所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址与所述轨旁AP的MAC地址相同时，判断所述轨旁AP表项中的信号强度是否小于所述轨旁AP的信号强度；当所述轨旁AP表项中的信号强度小于所述轨旁AP的信号强度时，根据所述轨旁AP的信号强度以及所述车载AP的位置信息更新所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项。

进一步地，

所述判断单元502，具体用于向所述第二轨旁AP发送探测请求报文；判断是否接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文；当接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文时，确定所述第二轨旁AP可用；当未接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文时，确定所述第二轨旁AP不可用。

进一步地，

所述第二选择单元504，具体用于获取当前检测到的所有轨旁AP的信号强度；从检测到的轨旁AP中选择信号强度最强的轨旁AP作为第三轨旁AP。

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 (14)

1.一种链路切换方法，应用于车载接入点AP上，其特征在于，所述车载AP通过与第一轨旁AP建立的链路进行数据通信，该方法包括：

根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP；

判断所述第二轨旁AP是否可用；

当所述第二轨旁AP可用时，从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第二轨旁AP对应链路；

当所述第二轨旁AP不可用时，根据检测到的轨旁AP的信号强度选择第三轨旁AP；

从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第三轨旁AP对应链路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP之前，还包括：

生成基于位置的轨旁AP序列；

所述根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP，包括：

获取所述车载AP的位置信息和行驶方向；

根据所述车载AP的行驶方向选择对应的轨旁AP序列；

根据所述车载AP的位置信息从所述轨旁AP序列中选择沿所述行驶方向位于所述车载AP前方与所述第一轨旁AP相邻的第二轨旁AP。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成基于位置的轨旁AP序列之前，还包括：

生成轨旁AP样本序列；

所述生成基于位置的轨旁AP序列，包括：

获取同一行驶方向的多份轨旁AP样本序列；

从每一个轨旁AP样本序列中获取对应轨旁AP样本序列的首个轨旁AP的位置信息；

根据每一个首个轨旁AP的位置信息选择在当前行驶方向上离起点最近的首个轨旁AP作为所述轨旁AP序列的首个轨旁AP；

将所述轨旁AP序列的首个轨旁AP作为所述轨旁AP序列的已排序末端AP；

执行如下轨旁AP排序操作：从每一个轨旁AP样本序列中获取在所述行驶方向上与所述已排序末端AP相邻的轨旁AP；统计所述已排序末端AP与不同相邻轨旁AP的相邻概率；将相邻概率最高的轨旁AP添加到所述轨旁AP序列的末端作为新的已排序末端AP；

判断所述多份轨旁AP样本序列中每一个轨旁AP是否均已参与所述轨旁AP排序操作；若否，返回所述执行轨旁AP排序操作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生成轨旁AP样本序列，包括：

获取预设的信号强度阈值；

判断检测到的轨旁AP的信号强度是否大于所述预设的信号强度阈值；

当所述检测到的轨旁AP的信号强度大于所述预设的信号强度阈值时，获取所述车载AP当前的位置信息；

将所述轨旁AP的MAC地址、信号强度以及所述车载AP的位置信息的对应关系添加到所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述轨旁AP的MAC地址、信号强度以及所述车载AP的位置信息的对应关系添加到所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中，包括：

判断所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址是否与所述轨旁AP的MAC地址相同；

当所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址与所述轨旁AP的MAC地址相同时，判断所述轨旁AP表项中的信号强度是否小于所述轨旁AP的信号强度；

当所述轨旁AP表项中的信号强度小于所述轨旁AP的信号强度时，根据所述轨旁AP的信号强度以及所述车载AP的位置信息更新所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项。

6.如权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述判断所述第二轨旁AP是否可用，包括：

向所述第二轨旁AP发送探测请求报文；

判断是否接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文；

当接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文时，确定所述第二轨旁AP可用；

当未接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文时，确定所述第二轨旁AP不可用。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据检测到的轨旁AP的信号强度选择第三轨旁AP，包括：

获取当前检测到的所有轨旁AP的信号强度；

从检测到的轨旁AP中选择信号强度最强的轨旁AP作为第三轨旁AP。

8.一种链路切换装置，应用于车载接入点AP上，其特征在于，所述车载AP通过与第一轨旁AP建立的链路进行数据通信，该装置包括：

第一选择单元，用于根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP；

判断单元，用于判断所述第二轨旁AP是否可用；

第一切换单元，用于当所述第二轨旁AP可用时，从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第二轨旁AP对应链路；

第二选择单元，还用于当所述第二轨旁AP不可用时，根据检测到的轨旁AP的信号强度选择第三轨旁AP；

第二切换单元，还用于从所述第一轨旁AP对应链路切换到所述第三轨旁AP对应链路。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

序列生成单元，用于在所述第一选择单元根据所述车载AP的位置信息选择第二轨旁AP之前，生成基于位置的轨旁AP序列；

所述第一选择单元，具体用于获取所述车载AP的位置信息和行驶方向；根据所述车载AP的行驶方向选择对应的轨旁AP序列；根据所述车载AP的位置信息从所述轨旁AP序列中选择沿所述行驶方向位于所述车载AP前方与所述第一轨旁AP相邻的第二轨旁AP。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

样本生成单元，用于在所述序列生成单元生成基于位置的轨旁AP序列之前，生成轨旁AP样本序列；

所述序列生成单元，具体用于获取同一行驶方向的多份轨旁AP样本序列；从每一个轨旁AP样本序列中获取对应轨旁AP样本序列的首个轨旁AP的位置信息；根据每一个首个轨旁AP的位置信息选择在当前行驶方向上离起点最近的首个轨旁AP作为所述轨旁AP序列的首个轨旁AP；将所述轨旁AP序列的首个轨旁AP作为所述轨旁AP序列的已排序末端AP；执行如下轨旁AP排序操作：从每一个轨旁AP样本序列中获取在所述行驶方向上与所述已排序末端AP相邻的轨旁AP；统计所述已排序末端AP与不同相邻轨旁AP的相邻概率；将相邻概率最高的轨旁AP添加到所述轨旁AP序列的末端作为新的已排序末端AP；判断所述多份轨旁AP样本序列中每一个轨旁AP是否均已参与所述轨旁AP排序操作；若否，返回所述执行轨旁AP排序操作。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述样本生成单元，包括：

阈值获取模块，用于获取预设的信号强度阈值；

信号判断模块，用于判断检测到的轨旁AP的信号强度是否大于所述预设的信号强度阈值；

位置获取模块，用于当所述检测到的轨旁AP的信号强度大于所述预设的信号强度阈值时，获取所述车载AP当前的位置信息；

表项添加模块，用于将所述轨旁AP的MAC地址、信号强度以及所述车载AP的位置信息的对应关系添加到所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：

所述表项添加模块，具体用于判断所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址是否与所述轨旁AP的MAC地址相同；当所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项中的MAC地址与所述轨旁AP的MAC地址相同时，判断所述轨旁AP表项中的信号强度是否小于所述轨旁AP的信号强度；当所述轨旁AP表项中的信号强度小于所述轨旁AP的信号强度时，根据所述轨旁AP的信号强度以及所述车载AP的位置信息更新所述轨旁AP样本序列末端的轨旁AP表项。

13.如权利要求8至12任一所述的装置，其特征在于：

所述判断单元，具体用于向所述第二轨旁AP发送探测请求报文；判断是否接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文；当接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文时，确定所述第二轨旁AP可用；当未接收到所述第二轨旁AP根据所述探测请求报文回应的探测响应报文时，确定所述第二轨旁AP不可用。

14.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述第二选择单元，具体用于获取当前检测到的所有轨旁AP的信号强度；从检测到的轨旁AP中选择信号强度最强的轨旁AP作为第三轨旁AP。