[发明专利]一种基于列车沿线蜂窝小区的无线信道分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路以及蜂窝数字移动通信领域，尤其涉及一种基于列车沿线蜂窝小区的无线信道分配方法。

背景技术

无线资源分配是一项重要的链路层技术，它为提高无线网络容量起到了不可替代的作用。从范围来看，无线资源管理分为三个主要部分：无线资源分配、移动性管理、频谱管理。其中，无线资源分配是以无线系统内单个用户或小区内全体用户的性能为准则，将系统内的无线资源分配给各个用户。信道分配机制用来解决在系统内给用户分配哪个信道。它通过对频谱、时隙等不同维度的信道资源的分配调度达到提高系统容量或者用户服务质量的目的。不同系统中的信道资源包含的维度有所不同，TDMA系统为时隙，FDMA系统是频段，CDMA系统是码字，0FDMA系统则为时频二维资源。分组调度给出业务数据包在缓冲区队列中的输出顺序。调度算法则根据缓冲区大小、业务带宽需求、分组时延要求、无线信道状态等定义分组输出顺序的准则。信道分配则是为属于不同用户数据包分配传输资源。对于单载波信道系统，用户的数据包被调度就获得了信道，即分组调度与信道分配作用相同。对于多载波信道系统，由于在一次调度中可能存在多个可以选用的信道进行传输，分组调度之后还需要进行信道分配。大多数算法都是将分组调度与信道分配联合起来考虑。在3G系统中，信道分配相对简单，并没有与分组调度结合。在4G系统中，信道分配与分组调度结合，一方面考虑信道质量，一方面考虑业务QoS要求，很多理论研究都试图给出系统频率利用率与业务性能的最佳折中。

铁路沿线的小区是线状覆盖，列车上的移动台与网络侧通信涉及的信息只有前后两个小区，而在市区内，列车在铁路沿线的蜂窝小区行驶过程中，也会遇到无线资源合理分配的问题，而这个问题基本上只涉及列车所在小区以及列车行驶过程中要到的下一小区。整个列车运行过程都需要始终保持车地之间的通信。于是要不断的利用沿线经过的小区资源为列车用户提供服务，但是会对铁路沿线蜂窝小区内的用户造成较大影响，出现通信中断，无法接入等缺少无线信道的状况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于列车沿线蜂窝小区的无线信道分配方法，以进一步解决铁路沿线的蜂窝小区由于列车驶过而造成的资源紧张的问题。

本发明的技术方案是：一种基于列车沿线蜂窝小区的无线信道分配方法，包括如下步骤：

(1)车次号注册步骤，列车上的移动管理设备向网络侧发送注册车次号的请求，网络侧获取列车车次号；

(2)沿线小区列表编制步骤，所述网络侧根据所述列车车次号及预先存储的沿线小区数据，编制列车运行沿线的小区列表并且编号；

(3)预知车次即将到来步骤，列车上的移动管理设备在行驶过程中周期性的向网络侧发送列车行驶相关信息，通过对相关信息处理，得出到达下一小区需要的时间，当这个时间小于某一设定的时间门限值时，网络侧向下一小区基站发送消息，通知其准备预留信道资源为即将到来的列车旅客服务，同时通过所获取的信息统计之前两个铁路沿线蜂窝小区的预留资源量并反馈给下一小区，通知其预留合理的信道资源，避免浪费；

(4)基站预留资源步骤，下一小区基站根据所述列车周期更新的相关信息及预先存储的沿线小区数据，回收小区内无线资源，预留为该列车移动台提供服务，其中，预留的无线资源量通过之前两个铁路沿线蜂窝小区的预留信息的反馈而确定；

(5)基站收回无线资源步骤，当列车驶离该小区一定时间后，该小区基站回收为列车预留的无线资源，为该小区用户提供正常的通信服务，同时，邻接小区基站通过重叠区中继站回收借出的资源；

(6)车次号注销步骤，当列车到站之后，进行车次号的注销，列车车次号注销后新的网络侧资源分配方法不再适用。

作为上述方法的进一步改进，还包括以下步骤：

(1)小区用户尝试接入步骤，列车即将行经的小区内用户有通信需求，向该小区基站发送接入请求信息；

(2)邻接小区的信道借用步骤，由于信道回收为列车上的用户服务，该小区基站反馈小区用户该小区信道资源已满信息，小区用户尝试向该小区与周边非铁路沿线小区邻接处的中继站提出接入请求并同时向中继站发送该小区基站的反馈信息，中继站收到接入请求和基站的反馈信息后向邻接小区基站申请短时无线资源。

作为上述方法的进一步改进，所述车次号注册步骤中，列车在即将发车时，列车移动管理设备向网络侧发送注册车次号的请求；网络侧将注册成功的确认消息返回到列车移动管理设备，如果在一定时限内没有收到确认消息，则移动管理设备继续发送注册请求，直到收到网络侧确认信息。