[发明专利]一种超高速磁悬浮列车的越区切换方法

说明书

本发明提供了一种超高速磁悬浮列车的越区切换方法，该方法包括：在列车的车首天线进入服务基站与目标基站的重叠覆盖区域的情况下，第一信号检测模块检测车首天线接收的第一下行频率信号和第二下行频率信号，并进行混频；第一混频信号滤波器接收第一信号检测模块发送的混频信号，并进行滤波；异频信号强度比较器接收第一混频信号滤波器发送的滤波后的第一下行频率信号和滤波后的第二下行频率信号，并进行比较；车载控制器基于比较结果判断是否执行越区切换，并在判断执行越区切换的情况下，进行越区切换。本发明能够解决现有技术中的越区切换方法成功率不高导致车地无线通信链路不稳定的技术问题。

技术领域

本发明涉及超高速磁悬浮列车车地无线通信技术领域，尤其涉及一种超高速磁悬浮列车的越区切换方法。

背景技术

高速飞行列车(以下简称“飞车”)采用“磁悬浮+低真空管道”，利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力，通过磁悬浮方式减小摩擦阻力，实现超音速的“近地飞行”，最高运行速度可突破1000km/h。

飞车需要与地面控制中心进行实时的数据交互，从而实现地面控制中心获取飞车的运行信息，以及地面控制中心对飞车安全运行的精准控制，这一过程需要车地无线通信系统来实现。因此，飞车与地面基站之间的通信至关重要。车地无线通信系统与传统蜂窝网络相同，当飞车离开当前服务基站，进入到下一个基站(目标基站)的服务范围时，考虑到不同基站具有不同的底层参数配置，因此飞车经过两个相邻基站的重叠覆盖区域时，需要进行越区切换，即需要改变底层(物理层、数据链路层和网络层)连接。

现有的越区切换方法主要适用于高速铁路列车的运行速度。例如，现有的高速铁路LTE相邻小区之间使用的是相同频率，在越区切换的研究中，通常使用基于RSRP(参考信号接收功率)和RSRQ(参考信号接收质量)的联合判决算法，能够较好地保证切换成功率，但由于多径衰落、阴影衰落等因素的影响，信号质量可能产生波动，降低了切换触发的准确性。目前有较多文献基于上述联合判决算法进行改进，如提出基于波束赋形的速度自适应越区切换方案，基于地理位置信息和波束赋形技术，改善列车移动台的接收信号质量；再比如通过神经网络学习算法对切换参数(迟滞容限和切换时延)进行优化，相比固定参数阈值的切换算法，能够在切换成功率、乒乓切换率两个指标有一定程度的改善。

但是，飞车的运行速度远高于高速铁路列车的运行速度，若采用相似的配置方式，飞车的越区切换成功率无法得到保证，使车地无线通信链路不稳定，影响飞车的安全运行。

发明内容

本发明提供了一种超高速磁悬浮列车的越区切换方法，能够解决现有技术中的越区切换方法成功率不高导致车地无线通信链路不稳定的技术问题。

本发明提供了一种超高速磁悬浮列车的越区切换方法，所述方法包括：

在列车的车首天线进入服务基站与目标基站的重叠覆盖区域的情况下，服务基站发送第一下行频率信号至列车的车首天线，目标基站发送第二下行频率信号至列车的车首天线，其中，第一下行频率信号的频率与第二下行频率信号的频率不同；

第一信号检测模块检测车首天线接收的第一下行频率信号和第二下行频率信号，并对第一下行频率信号和第二下行频率信号进行混频，得到混频信号；

第一混频信号滤波器接收第一信号检测模块发送的混频信号，并对混频信号进行滤波，得到滤波后的第一下行频率信号和滤波后的第二下行频率信号；

异频信号强度比较器接收第一混频信号滤波器发送的滤波后的第一下行频率信号和滤波后的第二下行频率信号，并对滤波后的第一下行频率信号和滤波后的第二下行频率信号的强度进行比较；

车载控制器接收异频信号强度比较器发送的比较结果，基于比较结果判断是否执行越区切换，并在判断执行越区切换的情况下，以目标基站的上下行频率建立车首天线与目标基站的双向连接，同时断开车首天线与服务基站的双向连接；