[发明专利]一种面向地铁/高铁的车载WLAN快速切换方法

摘要

一种面向地铁/高铁的车载WLAN快速切换方法，属于无线通信技术领域。本发明主要针对的是地铁/高铁的车载无线系统，采用基于快速傅里叶变换的信号强度衰减检测方法动态的设置扫描触发门限，使得在切换触发之前预留足够的时间进行信道扫描；采用精简化的邻居信息表算法扫描信道上可用的APs，并综合考虑信号服务质量、信号强度信息和信号地理位置信息以确定被切换的目标AP；在扫描触发与切换触发之间采用提前认证的方法完成认证信息的交互；切换触发后关联到目标AP，完成整个切换过程。本发明方法可以提高轨道列车的服务质量，保证乘客在车厢内漫游时，通信数据和视频传输的不间断。

主权项

一种面向地铁/高铁的车载WLAN快速切换方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，基于快速傅里叶变换算法以确定信号强度衰减情况，并通过信号的衰减程度来估计STA的移动速度v；基于该移动速度，动态对扫描触发门限的初始设定值Th2进行调节Th＝Th2±λv，其中，λ为转化系数，通过Th和Th1的差异来确定，Th为扫描触发门限值，Th1为切换触发门限值；步骤二，采用精简化的邻居信息表算法完成信道的快速扫描，精简化的邻居信息表是指STA会把所有的与其可达的AP覆盖范围内的无重叠AP全部从自己的邻居信息表中精简掉，这样减少信道探测的等待时间，甚至减少探测的信道个数，邻居APs的信息列表如表1所示；表1 邻居APs的信息列表信道扫描完成后基于QoS服务等级、信号强度信息RSSI和AP的地理位置信息确定被切换的目标AP，定义加权参数变量α，β和γ，满足0＜α＜1，0＜β＜1，0＜γ＜1和α+β+γ＝1，其中，α表示QoS服务等级对待确定目标AP的贡献程度，β表示STA与AP相对距离对待确定目标AP的贡献程度，γ表示接收信号强度对待确定目标AP的贡献程度，α，β和γ的取值需根据具体情况而定，定义确定最优目标AP的目标函数为Yi＝α×QoSi+β×ω×li+γ×τ×RSSIi其中，QoSi表示APi的QoS服务等级，li表示STA与APi之间的相对距离，假设某时刻STA的地理位置信息为(x0,y0,z0)，其中，RSSIi表示STA检测到的APi的信号强度；由于QoS服务等级，信号强度RSSI和地理位置信息属于不同量纲变量，而α，β和γ只是表示这三个变量的目标函数的贡献程度，其中，ω和τ两个变量用于将三个不同量纲的变量的量纲统一，ω和τ的大小通过机器学习的方法确定；最优目标AP是基于Yi的值来确定的；每次AP收到邻居AP广播的更新信息后，系统会根据优化决策策略进行新的决策，并更新其缓存，以此保证缓存中存放的最佳目标AP信息不会过期；步骤三，基于两级触发机制的提前认证，即在切换触发之前，获得最佳目标AP的信息后，当前关联AP会将STA的信息复制到目标AP上，包括STA的用户身份信息、地理位置信息、安全信息和申请业务信息；步骤四，切换触发后，STA向目标AP发出关联请求，目标AP确认STA的身份，完成切换。