一种基于cu平面分离和波束赋形的5G无缝切换方法与流程

技术特征：
1.一种基于cu平面分离和波束赋形的5g无缝切换方法，其特征在于，该切换方法具体步骤如下：(1)列车数据收集，基站信息收集：管理人员登录管理平台，并对列车数据进行检索收集，并通过gps卫星收集对应列车行驶路线基站信息，并对其进行分类处理；(2)实时收集列车行驶速度，并计算相应多普勒频移：通过测速雷达对列车实时速度进行收集，同时对列车经过各基站所产生的多普勒频移进行计算记录；(3)构建路损模型，并依据列车行驶速度进行算法分类：计算列车行驶过程中产生的信号损失，并开始构建对应路损模型，同时依据实时收集的列车行驶速度进行算法分类；(4)计算基站切换频率，并进行仿真优化：对列车行驶过程中的基站切换频率进行计算，并将切换频率反馈给管理人员，同时构建仿真模型对各算法进行模拟优化。2.根据权利要求1所述的一种基于cu平面分离和波束赋形的5g无缝切换方法，其特征在于，步骤(1)中所述检索收集具体步骤如下：步骤一：管理人员向管理平台输入列车号，管理平台统计列车号数量，并开始调用对应列车数据；步骤二：自行生成列车记录表，并将列车数据按照速度、行驶时间、行驶方向以及车厢材质进行分类，同时将各项数据录入记录表中。3.根据权利要求1所述的一种基于cu平面分离和波束赋形的5g无缝切换方法，其特征在于，步骤(1)中所述分类处理具体步骤如下：第一步：依据gps卫星传输的影像构建虚拟地图，并将各列车行驶路线智能绘制在虚拟地图上；第二步：对行驶路线周围的信号基站数量进行收集，并将收集到的信号基站按照不同商家进行分类，同时自行生成基站记录表，并将各商家的信号基站数量录入表中；第三步：收集各组基站的覆盖范围数据，并将其进行覆盖区域划分，同时将覆盖范围数据录入基站记录表中。4.根据权利要求3所述的一种基于cu平面分离和波束赋形的5g无缝切换方法，其特征在于，步骤(2)中所述计算记录具体步骤如下：s1：依据列车记录表所搜集的信息在虚拟地图上构建列车模型，同时将测速雷达收集的列车实时速度同步至列车模型；s2：当列车经过基站覆盖区域，开始计算其对应的多普勒频移，其具体计算公式如下：其中，f
d
代表多普勒频移值，f代表基站发出电磁波频率，c代表电磁波传播速率，v代表列车行驶速度，θ代表列车行驶方向与接收信号方向的夹角，λ代表电磁波波长；s3：将列车经过各组基站产生的多普勒频移值录入基站记录表中。5.根据权利要求1所述的一种基于cu平面分离和波束赋形的5g无缝切换方法，其特征在于，步骤(3)中所述路损模型构建具体步骤如下：ss1：对各种不同场景下的大量无线信道进行测量，并依据测量中提取的信息进行统计分析；ss2：将衰落参数与天线参数进行分离，并自行生成信道特性参量的统计分布，同时开
始对列车路径损耗进行计算，其具体计算公式如下：其中，pl代表列车路径损耗，d代表列车天线与基站间的距离，a代表路径损耗指数，b代表截距，c代表路径损耗频率的依赖性，f
c
代表载波频率，x代表特定于环境的项；ss3：构建路径损耗模型表，并将其反馈给管理人员。6.根据权利要求3所述的一种基于cu平面分离和波束赋形的5g无缝切换方法，其特征在于，步骤(3)中所述算法分类具体步骤如下：p1：将收集到的列车实时速度标记为x，并对其进行速度分类，其速度分类具体步骤如下：pp1：若200km/h≤x＜250km/h，则判断该列车行驶速度为低速；pp2：若250km/h≤x＜290km/h，则判断该列车行驶速度为中速；pp3：若290km/h≤x≤310km/h，则判断该列车行驶速度为高速；p2：若列车行驶速度为低速，则开始对其进行切换判断，其具体判断条件如下：mn ofn ocn
‑
hys＞mp ofp ocp off
ꢀꢀ
(3)mn ofn ocn hys＜mp ofp ocp off
ꢀꢀꢀ
(4)其中，mn代表相邻覆盖区域的特殊值，ofn代表相邻覆盖区域的特殊区域偏移测量值，ocn代表相邻覆盖区域的特殊扇区偏置，hys代表对应事件滞后参数，mp代表服务区的测量值，ofp代表服务区的特殊频率偏移，ocp代表服务区的特殊区域偏移，off代表该事件的偏移，(3)为进入事件的条件，(4)为离开事件的条件；p3：当判断列车离开事件，则将列车信号切换为下一基站区域；p4：若列车行驶速度为中速，将列车从目标微基站接收到的信号质量与从原微基站接收到的信号质量进行对比，若高于从原微基站接收到的信号质量，宏基站向目标基站发送协作请求，目标基站接收协作请求，同时宏基站向移动管理实体发送协作集更新指令，移动管理实体接收协作集更新指令，并控制服务网关复制并同时双重传输用户面数据给原微基站和目标微基站，原微基站和目标微基站使两相邻微基站同时与列车trs通信，同时将相邻微基站覆盖区域合并为更大的覆盖区域，当列车离开原微基站覆盖区域，原微基站释放列车相关资源；p5：若列车行驶速度为高速，宏基站向移动管理实体发送协作集更新指令，移动管理实体接收协作集更新指令，并控制服务网关复制并同时双重传输用户面数据给原微基站和目标微基站，原微基站和目标微基站使两相邻微基站同时与列车trs通信，同时将多个相邻微基站覆盖区域合并为更大的覆盖区域，当列车离开各组微基站覆盖区域，相关微基站释放列车相关资源。7.根据权利要求1所述的一种基于cu平面分离和波束赋形的5g无缝切换方法，其特征在于，步骤(4)中所述模拟优化具体步骤如下：m1：对各组列车在行驶过程中区域切换发生的频率进行计算，其具体计算公式如下：其中，f
ho
代表列车信号切换频率，n
s_ho
代表代表发生在各区域内微基站间的切换的总
次数,n
m_ho
代表各区域间发生切换的总次数的值,n
s
代表微基站的总个数；m2：切换频率计算完成，对切换速率进行计算，其具体计算公式如下：其中，v
ho
代表切换速率，l代表列车运行的总长度，v代表列车行驶速度；m2：对列车在正常行驶过程中发生的信号切换次数进行统计，并将切换次数标记为z1，将微基站覆盖区域合并后列车在行驶过程中发生的信号切换次数进行统计，并将切换次数标记为z2；m3：生成切换方案，并对比z1与z2，若z1＞z2，则判断切换方案存在异常，同时开始对切换方案进行修复更新，并对更新完成的切换方案进行仿真测试，同时将测试结果与切换方案反馈给管理人员，若z1＜z2，则将对比结果以及切换方案反馈给管理人员。

技术总结
本发明公开了一种基于cu平面分离和波束赋形的5G无缝切换方法，属于数据安全领域，该切换方法具体步骤如下：(1)列车数据收集，基站信息收集；(2)实时收集列车行驶速度，并计算相应多普勒频移；(3)构建路损模型，并依据列车行驶速度进行算法分类；(4)计算基站切换频率，并进行仿真优化；本发明能够同时对多组列车进行数据提取以及算法设计，保证了方案的多样性，降低使用局限性，提高切换方案的普及性，减少工作人员工作量，能够节省管理人员时间，提高管理人员的工作质量。管理人员的工作质量。管理人员的工作质量。


技术研发人员：成剑波
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：2021.09.01
技术公布日：2021/11/30