[发明专利]一种基于多源信息融合列车定位的GSM-R越区切换方法

说明书

本发明公开的一种基于多源信息融合列车定位的GSM‑R越区切换方法，将基于北斗的多源信息融合列车定位技术引入GSM‑R越区切换判断机制中，提供适用于高速铁路的GSM‑R越区切换方法，该方法充分考虑接收场强、接收质量等测量报告信息，确定最佳切换位置作为参考切换位置，对于高速运行的列车，基于北斗定位信息、轨道电路占用信息、车载应答器读取器获取的沿线定位参考信息以及车轮传感器信息等多源信息融合实现列车定位、测速，进而基于计算的列车位置、速度信息辅助越区切换判决，提高切换成功率，保证服务质量。

技术领域

本发明涉及的是铁路通信领域，特别涉及一种基于多源信息融合列车定位的GSM-R越区切换方法。

背景技术

我国铁路自2002年起开始推行GSM-R技术体制，并实现铁路无线通信基础平台从450MHz模拟无线列调系统到GSM-R系统的逐步有序过渡。目前，国内外高速铁路大多采用GSM-R作为车地无线通信系统的主要技术，并且未来相当长的时间内，GSM-R仍将是主导的铁路移动通信制式。GSM-R系统作为保障铁路运输安全生产的重要手段，有效提高了运输效率，在经济社会发展中发挥着巨大的作用。其综合承载的业务，尤其是列车控制信息传输，对服务质量(QoS)，如传输可靠性和实时性有着较高的要求。

当前我国高铁运行速度为300～350km/h，随着高速铁路运营里程的增加和高铁路网的形成，提升最高运营速度的需求也在增加。按照切换触发的条件将越区切换分为正常切换、紧急切换、负荷切换、快速移动切换、同心圆切换等，当前列车主要通过检测接收到的小区信号强度和信号质量决定是否执行越区切换。但列车移动速度的提高使得电波传播特性产生了一定变化，尤其是多普勒效应的影响进一步加大，而较大的多普勒频移会导致信号失真，造成通信质量恶化，还会导致信道呈现显著的时变特性，进而导致信道估计、均衡等处理算法性能的恶化。信道条件恶化直接导致SINR(Signal to Interference plusNoise Ratio，信干噪比)值降低以及无线信号接收强度快速变化等，影响越区切换的判断条件，有可能导致越区切换位置不佳，使终端在切换未处理完成之前，与服务小区失去连接，产生业务中断；或者由于越区切换触发条件不合理，导致产生乒乓切换，进而影响GSM-R系统的服务质量，严重影响车地间正常的通信。因此，亟需研究一种更加可靠的基于列车位置的GSM-R越区切换方法。

目前运行中的高铁主要通过划分区段以铁路钢轨为导体构建轨道电路来判断铁路区段占用情况，通过车载应答器读取器读取沿线定位参考应答器(简称：LRBG)信息实现对列车的位置与速度测算。该方法定位精度无法达到辅助越区切换的要求。随着第三代北斗导航卫星系统(BeidouNavigation Satellite System)于2020年完成全球覆盖，卫星定位的实时性、可靠性和便捷性得到了极大提升。然而，高速列车运行速度快，定位场景复杂，仅应用商用北斗定位系统作为列车定位时精度同样无法达到需求。同时，列车高速运动时由于卫星与高速列车相对运动(包括卫星相对地球的转动和相对列车的平动)产生的多普勒效应将产生频率偏移，严重影响卫星导航信号的载波频率，导致定位精度的降低。高铁在运行过程中容易受到天气，电磁干扰以及建筑物等因素的影响，这会显著降低卫星信号定位的精度。因此，亟需研究一种稳定的高速列车精准定位方法以支撑基于列车位置的GSM-R越区切换方法。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于多源信息融合列车定位的GSM-R越区切换方法。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本实施例公开了一种基于多源信息融合列车定位的GSM-R越区切换方法，包括：

S100.根据全线场强覆盖测试数据、服务质量测试数据，确定最佳切换位置作为参考切换位置；

S200.对多源信息进行融合，获取列车定位信息；

S300.移动台测量当前小区下行链路接收信号电平和质量及从周围小区接收到的信号强度信息；