專利名稱：無線通信中基站切換方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線通訊技術領域，涉及一種基站切換方法，尤其涉及一種無線通信中基站切換方法；同時，本發(fā)明還涉及一種無線通信中基站切換系統(tǒng)。
背景技術：
無線通信系統(tǒng)中，如果移動臺高速移動，很可能會導致越區(qū)切換的頻繁發(fā)生。如果在一定區(qū)域里兩基站信號強度劇烈變化，終端就會在兩個基站中來回切換，產(chǎn)生所謂的“乒兵效應”?，F(xiàn)有技術主要采用根據(jù)收到的信號強度來進行切換，但是這種技術，由于移動臺的高速移動和天氣地形環(huán)境的復雜多變，信號強度變化很大，此時，根據(jù)測量值直接切換會造成數(shù)據(jù)傳輸中丟包，錯包等問題。切換性能對系統(tǒng)的服務質(zhì)量和行車安全有很大的影響，所以，如何使切換時間更短，切換成功率更高，以及更高的可靠性和有效性，都是高速移動無線通信系統(tǒng)中需要解決的技術難題。越區(qū)切換過程主要包括測量、觸發(fā)、選擇和執(zhí)行四個過程。其中觸發(fā)過程和選擇過程在內(nèi)部完成，這段時延可以忽略不計。而越區(qū)切換所需要的時間主要由測量過程時延和執(zhí)行越區(qū)切換的時延兩部分組成。測量過程的時延主要取決于對移動臺和基站測量到的結(jié)果的處理時延，與所需處理數(shù)據(jù)量的大小有關。執(zhí)行越區(qū)切換的時延又可分為激活目標小區(qū)信道需要的時間和移動臺離開原信道調(diào)整到新信道所需的時間。切換執(zhí)行時間主要取決于信令流程的復雜度和網(wǎng)絡設備對信令的處理時間。為了提高切換性能，一些方案采取衛(wèi)星定位輔助的切換技術，當衛(wèi)星能準確定位時性能很好，然而在周圍阻擋物較多的地方，移動臺的定位精度受到影響，甚至無法定位，同時，萬一衛(wèi)星出現(xiàn)失效情況，定位性能有很大程度上的惡化。位置信息的獲得需要衛(wèi)星定位系統(tǒng)的輔助，其定位原理為:衛(wèi)星在運行的過程中不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息，用戶通過高精度接收機測量信號的傳播時間，利用衛(wèi)星在軌的已知位置，解算出接收機天線所在位置的三維坐標、三維方向以及運動速度和時間信息。目前主要的定位系統(tǒng)有美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、歐洲的伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及中國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。此外，慣性測量是指利用物體的慣性特性來進行測量的一種方式，其基本原理是利用加速度儀測得物體的加速度，以及通過積分儀進行一次和二次積分運算，得到物體的速度和位置信息。利用慣性定位具有高自主性，不易受外界條件和其他人為因素的干擾，但是其必須利用高精度定位信息進行定期校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種無線通信中基站切換方法，可避免衛(wèi)星故障而導致移動臺切換失效的情況，保證了移動臺通信的穩(wěn)定與持續(xù)進行。
此外，本發(fā)明還提供一種無線通信中基站切換系統(tǒng)，可避免衛(wèi)星故障而導致移動臺切換失效的情況，保證了移動臺通信的穩(wěn)定與持續(xù)進行。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:一種無線通信中基站切換方法，所述方法包括如下步驟:步驟SI，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對衛(wèi)星周期性的廣播信息進行測量，同時，設置于移動臺上的慣性測量系統(tǒng)對移動臺的運行狀態(tài)進行測量；步驟S2，將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性測量系統(tǒng)的測量結(jié)果進行數(shù)據(jù)融合，得到移動臺的準確位置以及速度信息，計算移動臺到基站的距離、路線以及當前速度下運行到指定切換點的時間；步驟S3，當移動臺運行到指定切換地點時，進行越區(qū)切換。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S2中，測量結(jié)果的數(shù)據(jù)融合過程包括如下步驟:步驟S21，通過陀螺儀和加速度計感測移動臺的角速度和加速度，經(jīng)過導航解算，獲得移動臺的即時速度、位置信息Z1 ；步驟S22，衛(wèi)星定位系統(tǒng)輸出移動臺的即時速度、位置信息Ze ；步驟S23，將慣性測量系統(tǒng) 、衛(wèi)星定位系統(tǒng)各自輸出的對應導航參數(shù)Zp Ze相減作為量測，送入卡爾曼濾波器進行濾波計算，從而獲得導航參數(shù)誤差的最優(yōu)估計值，并利用該濾波估計值實時地進行系統(tǒng)誤差校正，最后將校正后輸出的導航參數(shù)作為組合導航系統(tǒng)的輸出。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法進一步包括如下步驟:當衛(wèi)星運行發(fā)生故障時，僅用慣性測量裝置進行移動臺的位置定位，當?shù)竭_需要切換的地點時，移動臺進行越區(qū)切換；具體包括如下步驟:沿運動軌道和垂直運動軌道的方向分別安裝加速度計，以獲得載體坐標系b系下的X軸和Y軸加速度fbx、fby ；陀螺儀的敏感軸沿移動臺運行平面的垂直方向安裝，移動臺運行的初始偏航角已知，移動臺的航向通過對陀螺測得的角速度《bz進行積分而獲取；將加速度計測量得到的加速度沿參考坐標系分解并對時間進行積分，從而確定移動臺相對于參考坐標系的瞬時速度和位置。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法進一步包括如下步驟:利用導航坐標系下測量得到的加速度fbx，fby以及角速度《bz，參照基本的捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)方程，得到移動臺在X軸、Y軸瞬時速度與位置，即
權利要求
1.一種無線通信中基站切換方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟Si，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對衛(wèi)星周期性的廣播信息進行測量，同時，設置于移動臺上的慣性測量系統(tǒng)對移動臺的運行狀態(tài)進行測量； 步驟S2，將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性測量系統(tǒng)的測量結(jié)果進行數(shù)據(jù)融合，得到移動臺的準確位置以及速度信息，計算移動臺到基站的距離、路線以及當前速度下運行到指定切換點的時間； 步驟S3，當移動臺運行到指定切換地點時，進行越區(qū)切換。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線通信中基站切換方法，其特征在于: 所述步驟S2中，測量結(jié)果的數(shù)據(jù)融合過程包括如下步驟: 步驟S21，通過陀螺儀和加速度計感測移動臺的角速度和加速度，經(jīng)過導航解算，獲得移動臺的即時速度、位置信息Z1 ； 步驟S22，衛(wèi)星定位系統(tǒng)輸出移動臺的即時速度、位置信息Ze ； 步驟S23，將慣性測量系 統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)各自輸出的對應導航參數(shù)Zp Ze相減作為量測，送入卡爾曼濾波器進行濾波計算，從而獲得導航參數(shù)誤差的最優(yōu)估計值，并利用該濾波估計值實時地進行系統(tǒng)誤差校正，最后將校正后輸出的導航參數(shù)作為組合導航系統(tǒng)的輸出。
3.根據(jù)權利要求1所述的無線通信中基站切換方法，其特征在于:所述方法進一步包括如下步驟: 當衛(wèi)星運行發(fā)生故障時，僅用慣性測量裝置進行移動臺的位置定位，當?shù)竭_需要切換的地點時，移動臺進行越區(qū)切換；具體包括如下步驟: 沿運動軌道和垂直運動軌道的方向分別安裝加速度計，以獲得載體坐標系b系下的X軸和Y軸加速度fbx、fby ； 陀螺儀的敏感軸沿移動臺運行平面的垂直方向安裝，移動臺運行的初始偏航角已知，移動臺的航向通過對陀螺測得的角速度Obz進行積分而獲?。粚⒓铀俣扔嫓y量得到的加速度沿參考坐標系分解并對時間進行積分，從而確定移動臺相對于參考坐標系的瞬時速度和位置。
4.根據(jù)權利要求3所述的無線通信中基站切換方法，其特征在于:所述方法進一步包括如下步驟: 利用導航坐標系下測量得到的加速度fbx，fby以及角速度《bz，參照基本的捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)方程，得到移動臺在X軸、Y軸瞬時速度與位置，即
5.一種無線通信中基站切換系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 衛(wèi)星定位系統(tǒng)，用以對衛(wèi)星周期性的廣播信息進行測量； 慣性測量系統(tǒng)，設置于移動臺上，用以對移動臺的運行狀態(tài)進行測量； 數(shù)據(jù)融合模塊，用以將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性測量系統(tǒng)的測量結(jié)果進行數(shù)據(jù)融合，得到移動臺的準確位置以及速度信息，計算移動臺到基站的距離、路線以及當前速度下運行到指定切換點的時間； 越區(qū)切換模塊，用以在移動臺運行到指定切換地點時，進行越區(qū)切換。
6.根據(jù)權利要求5所述的無線通信中基站切換系統(tǒng)，其特征在于: 所述數(shù)據(jù)融合模塊包括: 第一狀態(tài)獲取單元，用以通過陀螺儀和加速度計感測移動臺的角速度和加速度，經(jīng)過導航解算，獲得移動臺的即時速度、位置信息Z1 ； 第二狀態(tài)獲取單元，用以獲取衛(wèi)星定位系統(tǒng)輸出的移動臺的即時速度、位置信息Ze ;卡爾曼濾波器，用以接收慣性測量系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)各自輸出的對應導航參數(shù)\、Zg相減作為量測，進行濾波計算，獲得導航參數(shù)誤差的最優(yōu)估計值； 誤差校正單元，用以利用所述濾波估計值實時地進行系統(tǒng)誤差校正，并將校正后輸出的導航參數(shù)作為組合導航系統(tǒng)的輸出。
7.根據(jù)權利要求6所述的無線通信中基站切換系統(tǒng)，其特征在于: 所述慣性測量裝置包括， 加速度計，分別沿運動軌道和垂直運動軌道的方向分別安裝加速度計，以獲得載體坐標系b系下的X軸和Y軸加速度fbx、fby ； 陀螺儀，其敏感軸沿移動臺運行平面的垂直方向安裝，移動臺運行的初始偏航角已知，移動臺的航向通過對陀螺測得的角速度《bz進行積分而獲??； 將加速度計測量得到的加速度沿參考坐標系分解并對時間進行積分，從而確定移動臺相對于參考坐標系的瞬時速度和位置； 當衛(wèi)星運行發(fā)生故障時，用慣性測量裝置進行移動臺的位置定位，當?shù)竭_需要切換的地點時，移動臺進行越區(qū)切換。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種無線通信中基站切換方法及系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟步驟S1，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對衛(wèi)星周期性的廣播信息進行測量，同時，設置于移動臺上的慣性測量系統(tǒng)對移動臺的運行狀態(tài)進行測量；步驟S2，將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、慣性測量系統(tǒng)的測量結(jié)果進行數(shù)據(jù)融合，得到移動臺的準確位置以及速度信息，計算移動臺到基站的距離、路線以及當前速度下運行到指定切換點的時間；步驟S3，當移動臺運行到指定切換地點時，進行越區(qū)切換。本發(fā)明解決了根據(jù)信號強度進行切換技術在切換過程中的不穩(wěn)定和時滯導致問題，以及衛(wèi)星定位輔助切換技術在衛(wèi)星運行故障時出現(xiàn)切換失效而通信中斷的問題；保證了移動臺通信的穩(wěn)定與持續(xù)進行。
文檔編號H04W36/30GK103096409SQ20111034664
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權日2011年11月4日
發(fā)明者陸犇, 楊洪生, 陳學泉, 陳謙, 屈海寧, 卜智勇 申請人:上海瀚訊無線技術有限公司