[发明专利]一种面向CTCS-3业务的GSM-R快速越区切换方法

说明书

技术领域

本发明属于CTCS-3列车控制系统中列车通信技术领域，涉及一种面向CTCS-3业务的GSM-R快速越区切换的实现方法。

背景技术

为了满足列车提速和安全运行的需要，同时为了满足不同线路分级运输的需要，我国制定了“中国列车控制系统CTCS(Chinese Train Control System)发展规划”。该发展规划参照欧洲列车控制系统ETCS(Europen Train ControlSystem)标准并结合中国列车控制现状及未来发展需要，将中国列车控制系统分为CTCS-0至CTCS-4五级。其中CTCS-3适用于时速300～350公里的列车。CTCS-3是一种基于GSM-R传输信息的集中式列车控制系统。

GSM-R移动通信网是在GSM的基础上发展而来，在列车快速移动过程中，车载通信模块必须通过不断的选择信号最强小区并切换到该小区来保持与网络的通信，以实现车地间安全数据传输的不中断，一旦车载通信模块在某个位置发生切换失败，车地间通信就会中断，车地间安全数据传输也会中断，影响行车安全以及运输效率。

因此，保证GSM-R越区切换的成功率至关重要，传统的GSM-R越区切换算法是通过对每个GSM-R小区设置邻区关系，车载通信模块在当前小区驻留时，会实时检测当前小区的邻小区的电平信号，并且在超过越区切换门限的时候切换到当前小区邻小区中电平信号最强的一个。

然而，在CTCS-3业务中，列车运行时速快，GSM-R小区越区切换频繁，车载通信模块与GSM-R网络相关网元不停的进行越区切换判决和实施越区切换，车载通信模块、网络信道资源处于极度繁忙状态，并且受到无线环境的影响，往往会造成车载通信模块切换至非理想的目前小区，造成通信中断。

通过在实际中的应用可以发现，由于铁路的特殊性，列车在线路上往往是沿固定路线、固定方向运行，因此，一旦确定列车运行方向，其运行过程中越区切换经过的小区均有序按位置排列。如果让车载通信模块在运行过程中直接判断运行方向前方小区的信号，达到切换门限后直接进行切换，而不对当前小区的其他相邻小区的电平信号进行判断，节省了时间，提高了效率，节约了网络资源。

因此，本发明公开了在GSM-R网络的无线资源管理过程中，面向CTCS-3业务实现高速越区切换的方法。根据GSM-R沿铁路线路线形覆盖和列车运行方向具有完全确定性的特点，GSM-R网络在准确判断列车的运行方向后，直接判断出CTCS-3移动台的下一个主用和备用切换小区，而不采用传统的PBGT切换算法。该方法省略了越区切换的测量和判决过程，减小了切换过程所需要的保护时间以及网络重叠覆盖区域，节约了网络资源，极大的提高了列车在高速运行情况下的CTCS-3移动台的切换成功率，也极大的减小了CTCS-3业务的通信中断概率。

发明内容

本发明公开了在GSM-R网络的无线资源管理过程中，面向CTCS-3业务实现高速越区切换的方法。根据GSM-R沿铁路线路线形覆盖和列车运行方向具有完全确定性的特点，GSM-R网络在准确判断列车的运行方向后，直接判断出CTCS-3移动台的下一个主用和备用切换小区，而不采用传统的PBGT切换算法。该方法省略了越区切换的测量和判决过程，减小了切换过程所需要的保护时间以及网络重叠覆盖区域，节约了网络资源，极大的提高了列车在高速运行情况下的CTCS-3移动台的切换成功率，也极大的减小了CTCS-3业务的通信中断概率。

本发明采取的技术方案是：一种面向CTCS-3业务的GSM-R快速越区切换方法包括以下步骤：

步骤1，对于铁路线沿线的每个基站小区，按照列车运行方向，为其定义两个切入小区，一个为主用，一个为备用；

步骤2，列车沿某一方向运行时触发越区切换；

步骤3，确定列车运行方向为上行或下行；

步骤4，判断主用切入小区是否可以切入，如果是则进入步骤207，否则进入下一步；

步骤5，判断备用切入小区是否可以切入，如果是则进入步骤207，否则进入下一步；

步骤6，采用备用的传统PBGT算法实施越区切换；

步骤7，切入成功。

其中步骤3中确定列车运行方向的具体方法如下，

步骤101，铁路线沿线的基站小区按位置分布定义BTS_ID值，上行方向依次递增，下行方向以此递减；

步骤102，列车沿某一方向运行时，触发越区切换；

步骤103，判断BTS_ID是否已经依次递增3次或依次递减3次；