CN106686689A - 一种列车上快速接入无线网络的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种列车上快速接入无线网络的方法，包括列车通过车地通信系统与地面进行通信，而乘客直接从列车WIFI路由器上接入无线网络；根据WIFI路由器的原始数据信息生成一组目标地址信息，所述目标地址信息实质是IP地址；通过所述WIFI路由器向所述目标地址信息发送预设数据，以使得接收端获取所述目标地址信息并解析出所述原始数据信息。本发明的有益效果为：实现了列车上无线网络的快速接入。

Description

一种列车上快速接入无线网络的方法

技术领域

本发明涉及无线网络接入技术领域，具体涉及一种列车上快速接入无线网络的方法。

背景技术

现有方法在每一个智能设备连接无线路由器时，均需要用户手动重新设置，使得操作繁琐，实用性较差。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种列车上快速接入无线网络的方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种列车上快速接入无线网络的方法，包括列车通过车地通信系统与地面进行通信，而乘客直接从列车WIFI路由器上接入无线网络；

根据WIFI路由器的原始数据信息生成一组目标地址信息，所述目标地址信息实质是IP地址；

通过所述WIFI路由器向所述目标地址信息发送预设数据，以使得接收端获取所述目标地址信息并解析出所述原始数据信息。

本发明的有益效果为：实现了列车上无线网络的快速接入。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，一种列车上快速接入无线网络的方法，包括列车通过车地通信系统与地面进行通信，而乘客直接从列车WIFI路由器上接入无线网络；

根据WIFI路由器的原始数据信息生成一组目标地址信息，所述目标地址信息实质是IP地址；

通过所述WIFI路由器向所述目标地址信息发送预设数据，以使得接收端获取所述目标地址信息并解析出所述原始数据信息。

本实施例实现了列车上无线网络的快速接入。

优选地，根据发送端和接收端预先约定的协议，对所述原始数据信息进行数据处理，生成信息数据包。

本优选实施例提高了无线网络接入速度。

优选地，车地通信系统包括车载天线、分布式基站模块和小区切换模块，每个基站模块包括一个基带处理单元和多个射频处理单元，基带处理单元和射频处理单元通过光纤进行连接，射频处理单元沿铁路线设置，信号通过光纤从基带处理单元到达射频处理单元，车载天线与射频处理单元进行无线通信，所述小区切换模块用于实现基站之间的通信切换。

本优选实施例为高速移动环境下的无线网络接入提供了硬件基础，其中基带处理单元和射频处理单元通过光纤进行连接，能够减少传输错误，提高传输准确率。

优选地，车载天线与射频处理单元的进行无线通信的过程，包括建立信道模型，计算有效吞吐量和确定链路自适应传输方式；

具体建立信道模型的过程为：考虑信道中的大尺度路径衰落和小尺度多径衰落，车地链路接收信噪比的概率密度函数z(γ)可表示为：

其中，γ为车地链路接收信噪比，l为小尺度多径衰落因子，l∈[5dB,7dB]，I₀[·]为第一类第n阶修正贝塞尔函数，P为射频处理单元的发射功率，SG(d)为大尺度路径损耗，N为仅考虑大尺度损耗下的噪声功率，P、SG(d)、N单位均为dB，其中，

SG(d)＝20ln(f_c)+22ln(d)+150

其中，d为车载天线与射频处理单元距离，单位是m，f_c为载波频率，单位是Hz。

本优选实施例同时考虑了无线网络接入过程中信道中的大尺度路径衰落和小尺度多径衰落，便于建立快速接入无线网络更为准确的信道模型，提高了接入成功率。

优选的，计算有效吞吐量的过程为：车地通信链路两端采用MIMO技术，假定车地链路的接收信噪比为γ，则系统的有效传输速率为：

其中，k₁为常数，m为复用增益，L_t+w为通信协议中链路层帧头和帧尾的总长，L_z为链路层的帧长；

对应的帧错误率为：

其中，用M_f表示发射天线数目，用M_j表示接收天线数目；

假设车地通信系统第一次传输的接收信噪比γ₁，第n次传输的接收信噪比为γ_n，那么当系统最大允许传输次数为N_m时，系统有效吞吐量的期望可表示为：

其中，是经过n次传输之后系统可获得的最大有效吞吐量；是一个帧在前n-1次没有传输成功，而在第n次传输成功的概率，其中，

本优选实施例采用MIMO技术，能够提高接入无线网络的速度，极大地提升了通信系统的整体性能，通过选择合适的帧长度，能够有效降低接入过程中的帧错误率和增加系统的吞吐量。

优选的，确定自适应传输方式的过程，包括：采用基于部分可观测马尔可夫判决模型，以有效吞吐量为优化目标，在给定的目标误帧率ZC_tar下，选择合适的自适应传输参数{m,L_z}以最大化系统的收益，最佳链路自适应传输问题建模为：

使得，

其中，T表示总的决策时期，QW((),L_z())表示决策时刻t的瞬时收益函数。

本优选实施例中，由于在进行无线网络接入过程中列车处于高速运动中，车载天线也相应处于高速运动中，车地链路的信道状态不断变化，自适应传输方式中，链路自适应传输参数能够不断进行调整以适应无线网络接入需求，提高了无线网络接入过程中的抗干扰能力。

优选的，所述小区切换模块用于采用改进的切换方式实现基站之间的通信切换。所述改进的切换方式包括：

a、计算当前服务小区和各临近小区的接收信号强度RSRP值和信道质量RSRQ值；

b、选择各临近小区中符合判定条件的小区，所述判定条件的判定公式为：

SP＝[ΔRSRP(i)_ψD]-maxMX(i),RSRP(ψ)_i

其中，ΔRSRP(i)_ψD表示i时刻的临近小区ψ的RSRP值与当前服务小区D的RSRP值的差值，其中MX(i)为i时刻的切换迟滞门限值,RSRP(ψ)_i为i时刻的符合判定条件的临近小区的接收信号强度RSRP值，RSRP(D)_i为i时刻的当前服务小区D的RSRP值；

c、在符合判定条件的各临近小区中选择最优的临近小区触发切换。

本优选实施例实现了无线接入网络的小区切换，具体的，采用改进的切换方式实现基站之间的通信切换，设定判定条件选择符合的临近小区，再从中选择最优的临近小区触发切换减少了切换次数，提高了在列车运行过程中无线网络接入切换成功率，保证了无线网络接入性能。

优选的，所述在符合判定条件的各临近小区中选择最优的临近小区触发切换，包括：

a、测量符合判定条件的各临近小区的资源变化率及各临近小区到当前服务小区的距离；

b、按照下列公式计算符合判定条件的临近小区的切换可靠度FS(ψ)：

FS(ψ)＝FD+MT

其中，A、B为设定的权值，A+B＝1，为符合判定条件的临近小区的资源变化率，为i时刻的符合判定条件的临近小区的接收信号强度RSRP值，为符合判定条件的临近小区到当前服务小区的距离，B₁、B₂为设定的权值，B₁+B₂＝1；

c、选取切换可靠度Γ(ψ)最大的临近小区触发切换。

本优选实施例能够保证无线接入的最优选择，具体的，通过切换可靠度的计算选择最优的临近小区触发切换，考虑了小区资源变化率和与当前服务小区之间的距离，从而能够实现最优的临近小区的选择，进一步提高了列车在运行过程中无线接入时小区切换成功率，保证了无线网络接入成功率。

优选的，设定所述i时刻的切换迟滞门限值MX(i)的计算公式设定为：

MX(i)＝max(VQ)

其中，α和β为MX(i)值的上限和下限，v为MX(i)达到上限α时的RSRQ值，当RSRQ值小于v值时MX(i)开始减小，η和n为调整MX(i)值随RSRQ值减小而减小的速度和轨迹参数。

本优选实施例提高了无线接入的环境适应能力，具体的，对i时刻的切换迟滞门限值MX(i)进行设定，使MX(i)值与RSRP(D)_i值相互联系，从而可以根据每个基站所处环境的不同和基站本身的硬件设施更加灵活地配置MX(i)，提高了所述符合判定条件的各临近小区对不同环境的适应能力。

对200组采用本发明和未采用本发明列车上无线接入情况数据进行统计，得到本发明有益效果如下表所示：

接入时间降低	接入安全性提高	掉线率降低
			30％	50％	25％

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种列车上快速接入无线网络的方法，其特征是，包括列车通过车地通信系统与地面进行通信，而乘客直接从列车WIFI路由器上接入无线网络；

根据WIFI路由器的原始数据信息生成一组目标地址信息，所述目标地址信息实质是IP地址；

通过所述WIFI路由器向所述目标地址信息发送预设数据，以使得接收端获取所述目标地址信息并解析出所述原始数据信息。

2.根据权利要求1所述的一种列车上快速接入无线网络的方法，其特征是，根据发送端和接收端预先约定的协议，对所述原始数据信息进行数据处理，生成信息数据包。

3.根据权利要求2所述的一种列车上快速接入无线网络的方法，其特征是，车地通信系统包括车载天线、分布式基站模块和小区切换模块，每个基站模块包括一个基带处理单元和多个射频处理单元，基带处理单元和射频处理单元通过光纤进行连接，射频处理单元沿铁路线设置，信号通过光纤从基带处理单元到达射频处理单元，车载天线与射频处理单元进行无线通信，所述小区切换模块用于实现基站之间的通信切换。

4.根据权利要求3所述的一种列车上快速接入无线网络的方法，其特征是，所述车载天线与射频处理单元的无线通信，包括建立信道模型，计算有效吞吐量和确定链路自适应传输方式；

所述建立信道模型，具体为：考虑信道中的大尺度路径衰落和小尺度多径衰落，车地链路接收信噪比的概率密度函数z(γ)可表示为：

$z\left(\mathrm{\γ}\right)=I_0\[\sqrt{\frac{4l\left(l+1\right)\mathrm{\γ}}{P-SG\left(d\right)-N}}\]e^{-\[l+\frac{l+1}{P-SG\left(d\right)-N}\]}\frac{l+1}{P-SG\left(d\right)-N}$

其中，γ为车地链路接收信噪比，l为小尺度多径衰落因子，l∈[5dB,7dB]，I₀[·]为第一类第n阶修正贝塞尔函数，P为射频处理单元的发射功率，SG(d)为大尺度路径损耗，N为仅考虑大尺度损耗下的噪声功率，P、SG(d)、N单位均为dB，其中，

SG(d)＝20ln(f_c)+22ln(d)+150

其中，d为车载天线与射频处理单元距离，单位是m，f_c为载波频率，单位是Hz。