一种链路切换方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种链路切换方法及装置。
【背景技术】
[0002]Mesh (无线网格)网络是一种新型的无线网络架构，提供对AP (Access Point，接入点)移动性的支持，因此，Mesh网络技术常被应用于轨道交通。
[0003]以地铁Mesh组网为例，地铁列车上安装车载AP，地铁轨道旁每隔一段距离安装一个轨旁AP，随着列车的高速移动，车载AP与轨旁AP之间需要进行链路切换，以保证车载AP始终与通信质量最优的轨旁AP连接。
[0004]现有技术方案中，车载AP与轨旁AP之间建立多条链路，选择其中质量最好的链路作为主链路进行数据传输。但是，在以波导管为传输介质的Mesh组网中，链路信号在波导管末端会出现急速衰减，现有技术方案无法及时感知该变化，导致不能及时切换到备用链路，造成数据丢失，影响数据传输的安全性和可靠性。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本申请提供一种链路切换方法及装置。
[0006]具体地，本申请是通过如下技术方案实现的:
[0007]本申请提供一种链路切换方法，应用于无线网格Mesh网络中的车载接入点AP上，所述车载AP已与信号类型为波导信号的第一轨旁AP建立第一链路，该方法包括:
[0008]当检测到信号类型为空口信号的第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路；
[0009]计算所述车载AP与所述第二轨旁AP之间的信号传输时长；
[0010]根据所述信号传输时长从所述第一链路切换到所述第二链路。
[0011]本申请还提供一种链路切换装置，应用于无线网格Mesh网络中的车载接入点AP上，所述车载AP已与信号类型为波导信号的第一轨旁AP建立第一链路，该装置包括:
[0012]建立单元，用于当检测到信号类型为空口信号的第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路；
[0013]计算单元，用于计算所述车载AP与所述第二轨旁AP之间的信号传输时长；
[0014]切换单元，用于根据所述信号传输时长从所述第一链路切换到所述第二链路。
[0015]由以上描述可以看出，本申请中车载AP在从波导信号向空口信号切换时，通过计算车载AP与第二轨旁AP之间的信号传输时长，确定进行链路切换的时机，从而充分利用波导管的传输特性，不过早地进行链路切换，同时，在靠近空口信号的区域进行链路切换，以提高链路切换后的通信质量。
【附图说明】
[0016]图1是本申请一示例性实施例示出的地铁Mesh组网环境示意图；
[0017]图2是本申请一示例性实施例示出的一种链路切换方法流程图；
[0018]图3是本申请一示例性实施例示出的一种链路切换装置所在设备的基础硬件结构示意图；
[0019]图4是本申请一示例性实施例示出的一种链路切换装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0021]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0022]应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
[0023]图1所示为一种典型的地铁Mesh组网环境示意图。在该Mesh组网环境中，APUAP2、AP3、AP4以及AP5为轨旁AP，通过有线线缆与交换机连接，再通过交换机与控制中心连接；ΑΡ0为地铁列车的车载AP。在地铁列车前进过程中，车载AP沿列车前进方向与轨旁AP逐步进行链路切换，以实现列车与控制中心的数据交换。例如，控制中心可以通过数据交互监控列车的运行状态以及控制列车启停或车门开关等。
[0024]在地铁铺设过程中，常常在地铁轨道旁安装波导管以提高无线信号的抗干扰能力，但波导管并不会全网铺设，通常采用波导-空口混合的组网方式，如图1所示。在该组网方式下，需要考虑无线信号在不同介质间平滑切换的问题。现有技术方案通常采用以下两种方式进行链路切换。
[0025]方式一，在车载AP和轨旁AP之间建立多条链路，从多条链路中选择信号质量最好的链路作为主链路进行数据传输。由于无线信号在波导管末端会出现急速衰减，当主链路信号在波导管末端急速衰减时，该切换方式无法及时感知信号质量变化，导致不能及时进行链路切换，造成数据丢失，影响数据传输的安全性和可靠性。
[0026]方式二，利用无线信号重叠区域，当在波导管中发现空口信号时，立即切换到该空口信号对应链路进行数据传输。该切换方式无法充分发挥波导管的传输性能，造成资源浪费，同时，过早地切换到空口信号对应链路无法保证链路信号质量，造成数据丢失，同样影响数据传输的安全性和可靠性。
[0027]针对上述问题，本申请实施例提出一种链路切换方法，该方法中车载AP已与信号类型为波导信号的第一轨旁AP建立第一链路，当车载AP检测到信号类型为空口信号的第二轨旁AP时，计算车载AP与第二轨旁AP之间的信号传输时长，进而根据该信号传输时长确定从第一链路向第二链路切换的时机。
[0028]参见图2，为本申请链路切换方法的一个实施例流程图，该实施例对链路切换过程进行描述。
[0029]步骤201，当检测到信号类型为空口信号的第二轨旁AP时，与所述第二轨旁AP建立第二链路。
[0030]本申请实施例中，车载AP可在与轨旁AP的信息交互过程中获取轨旁AP的信号类型，该信号类型表明传输轨旁AP无线信号的传输介质。
[0031]在Mesh网络部署阶段，可以预先对轨旁AP的信号类型进行配置。例如，图1中APl和AP5对应的传输介质为空口，因此，可配置APl和AP5的信号类型为空口信号；AP2、AP3以及AP4对应的传输介质为波导管，因此，可配置AP2、AP3以及AP4的信号类型为波导信号。
[0032]本申请主要用于解决从波导区段向空口区段过渡过程中的链路切换问题，对于空口区段向波导区段过渡、空口区段向空口区段过渡以及波导区段向波导区段过渡均采用现有的链路切换方式，在此不再赘述。
[0033]假设当前车载AP已与信号类型为波导信号的第一轨旁AP建立第一链路，并通过第一链路进行数据传输。由于相邻轨旁AP在部署时会存在一定的信号重叠区域，因此，当列车前行到第一轨旁AP与其它轨旁AP的信号重叠区域时，可以检测到新的轨旁AP的信号，并与该新的轨旁AP建立链路。当该新的轨旁AP的信号类型为空口信号时，说明当前列车正逐步驶离波导区段驶向空口区段。以下将该信号类型为空口信号的新检测到的轨旁AP称为第二轨旁AP，与该第二轨旁AP建立的对应链路称为第二链路。
[0034]步骤202，计算所述车载AP与所述第二轨旁AP之间的信号传输时长。
[0035]在通过步骤201检测到信号类型为空口信号的第二轨旁AP时，计算车载AP与该第二轨旁AP之间的信号传输时长，具体可通过如下过程计算:
[0036]向第二轨旁AP发送链路测试报文，该链路测试报文可以为空数据(Null Data)报文，空数据报文具有负载小的特点，可节省网络带宽。车载AP在发送链路测试报文的同时，记录发送该链路测试报文的时间，以下称为第一时间。
[0037]第二轨旁AP接收到车载AP发送的链路测试报文后，回应链路响应报文。车载AP接收第二轨旁AP回应的链路响应报文，记录接收该链路响应报文的时间，以下称为第二时间。
[0038]车载AP根据记录的第一时间和第二时间计算车载AP与第二轨旁AP之间的信号传输时长。例如，可以直接计算第二时间与第一时间之间的时间差值作为当前车载AP与第二轨旁AP之间的信号传输时长；或者将上述计算的时间差值除以2作为当前车载AP与第二轨旁AP之间的信号传输时长。区别仅在于计算的是信号往返时长还是单程时长，可根据实际应用自行选择。
[0039]步骤203，根据所述信号传输时长从所述第一链路切换到所述第二链路。
[0040]本步骤根据步骤202计算得到的信号传输时长完成从第一链路向第二链路的切换，具体为:
[0041]判断计算的信号传输时长是否大于预设的传输时长阈值。该传输时长阈值为根据Mesh网络部署情况预先在车载AP中设置的时间参数。通常情况下，Mesh网络的部署均匀且有规律可循，例如，相邻波导管之间的距离、轨旁AP与传输介质之间的距离和方向，等等。
[0042]本申请实施例中，Mesh网络中空口区段的第二轨旁AP与相邻波导区段的距离是固定的，无线信号在空气中的传播速率也相对固定(略小于或约等于光速)，因此，通过无线信号在空气中的传播速率和传播时长可以获知第二轨旁AP距离车载AP的距离，反之，通过车载AP与第二轨旁AP的距离和无线信号在空气中的传播速率，也可以获取无线信号在空气中的传播时长。
[0043]本申请为了充分发挥波导管的传输特性，考虑在接近波导管末端急速衰减区之前进行链路切换，同时，使车载AP尽量靠近空口区段的轨旁AP时进行链路切换，确保切换后的信号质量。在充分考虑上述因素后，可根据实际的Mesh组网环境确定传输时长阈值。例如，假设位于空口区段的第二轨旁AP部署于波导区段结束的位置，列车行驶速度为50km/h(相当于13.89m/s)，假设综合考虑运算延迟、CPU占用等外界因素的影响，预留切换时长为Is (实际单纯的链路切换时间远远小于Is)，则列车应在距离第二轨旁AP 13.89m的位置(该位置已保证在急速衰减区之前)开始链路切换。假设，无线信号在空气中的传输速率为300000000m/s,则根据前述分析的无线信号在空气中的传输速率、传输时长与传输距离的关系，可预设车载AP与第二轨旁AP之间的传输时长阈值为13.89/300000000 = 46.3ns。
[0044]当车载AP与第二轨旁AP