一种无线分布式系统中选择根桥的方法、装置以及服务器与流程

本发明涉及网络通信领域，尤其是涉及一种无线分布式系统中选择根桥的方法、装置以及服务器。

背景技术：

随着无线网络的发展，越来越多的地方需要WIFI(WIreless-FIdelity，无线保真)覆盖来满足人们的上网需求。地铁线路中的人流量是非常大的，所以习惯WIFI上网的人群也是个大数目，站台与车内的WIFI部署自然必不可少。站台的WIFI部署简单，而车内的WIFI部署，就需要通过某种媒介来联通车内网络与Internet的通讯。因为地铁列车是移动的物体，如果使用有线媒介方案则几乎不可行。

因此目前市场上比较常见的有两种方案：一是采用运营商的3/4G蜂窝移动网络来作为车内的Internet出口，再通过将WIFI信号转为3/4G信号发往Internet；二是采用无线桥接来连接车内与站台间的网络，这就是此文中所提及的高速移动下的无线分布式系统应用场景了。

无线分布式系统(Wireless Distribution System，简称WDS)，让两个无线访问接入点(WirelessAccessPoint，简称AP)通过无线通讯连接，让两个AP所连接的网络可以相互通讯；WDS基本架构如图1所示，根桥(Root Bridge)：WDS中的角色之一，通过放出信号让另一个角色——非根桥进行桥接，也就是两个AP之间的无线连接，本文中简称Root；

非根桥(Non-Root Bridge)：WDS中的角色之一，通过接收Root放出的信号并进行相关参数匹配来决定是否与Root建立无线桥接，本文中简称NR；

无线桥接(Wireless Bridge)：Root与NR建立无线通讯的过程，可以简称为桥接；

信道(Channel)：指的是无线通讯使用的通道，不同的频段下信道数量不同，一般常用的有2.4GHz，共3个主信道：1、6、11信道，频率分别为2.412GHz,2.437GHz,2.462GHz。5.8GHz频段主信道有149、153、157、161、165信道，5.2GHz频段主信道范围为36-64，每个相邻主信道值差值为4。

SSID(Service Set Identifier)：服务集标识，一般视为终端搜索到的信号名称，最长32个字符，可以是中文、英文、数字、特殊字符等。

BSSID(Basic Service Set Identifier)：基本服务集标识，每个AP放出的每个SSID都有一个BSSID，就算SSID相同，BSSID也不同，这个BSSID由48位二进制字符组成。

RSSI(Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示)：用来判定链接质量，以及是否增大广播发送强度。本文中该值为负值，单位为dBm，值越大表示信号强度越强。

静态网桥：单个NR与单个Root桥接，NR与Root的位置都是固定不动的。

动态网桥：单个NR需要在多个Root之间移动，移动过程中需要不断的与不同的Root桥接，NR的位置相对于Root的位置是移动的。

大多数场景下，无线网桥的Root和NR是静止的，而地铁场景中的无线桥接是动态的，因为列车会在轨道中不断移动，而轨道又有隧道和高架的区分，如果在终点站附近部署Root，使用远距离的静态桥接方式，那就会有信号被遮挡的问题，这种方案是不可行的。

因此，在轨道旁每隔一段距离部署一个Root，在列车的车头以及车尾的驾驶室中安装NR。列车在轨道上行驶时，NR会在这些轨道旁的Root间按行驶顺序逐个桥接、传输数据、断开桥接反复循环，通过这种方式，实现车内网络与站台网络的通讯。这里，列车的车头和车尾范围可以是一个经验值，比如从车头顶点开始往车内方向5米的距离为车头，同样的，从车尾顶点开始往车内方向5米的距离为车尾，只要车上的两个NR之间距离可以避免两个NR互相干扰或将干扰减小到可接受的程度即可。

列车的车体基本都是由金属构成，而金属对WIFI信号的遮挡和反射都是非常强的，所以NR与Root之间需要避免过多的遮挡。

列车上设备的安装有一些安全与美观的考虑，因此NR的安装位置一般落在车头或车尾的驾驶室内，车头安装的NR的定向天线朝向列车行驶方向，车尾的NR定向天线朝向反方向，而Root则安装在轨道两端的相同高度附近，Root用两个定向天线分别连接两个无线接口分别打向平行于轨道的相反方向，车头NR和车尾NR位置及桥接示意图，如图2所示。

目前的方案一般是将轨道旁Root的两个无线接口设置为不同的信道，一是避免产生冲突，二是为了让车头和车尾的NR能够顺着其天线方向进行桥接，这样的桥接信号才是最优的。

这个方案下，列车行驶方向的车头NR和车尾NR所接收到的Root信号随着列车移动的变化是不同的，车头NR所收到的Root的信号变化为渐强骤弱型，如图3所示：

车尾NR所收到的Root信号为渐弱骤强，如图4所示：

综上所述，车头NR在Root间的切换计算与车尾NR是有区别的。

无线桥接的方案已经在家庭、企业等场景中广泛使用了，但它在地铁场景的应用还是近几年才开始的。对于地铁这样的高速移动场景，网桥的NR需要在不同Root之间切换的，目前主要有如下两种方法：

方法1：点对点网桥切换方式

NR通过接收相同信道下的Root信号，通过一些计算来判断并连接这些Root信号中最优的那一个，桥接后便进行数据传输。

在列车行驶过程中，NR会通过设置好的Root信号可用范围来计算是否应该切换到下一个Root上。

比如：NR原先桥接的Root信号逐渐进入不可用的状态，NR判断此信号超出可用范围时，会在接收到的其他Root信号中找到信号最好的一个，并切换到下一个Root上，之后的切换也是这样的方式。

这个方式的特征是，NR一次只与一个Root建立桥接，在切换的时刻，需要先与下一个Root建立桥接，之后发送数据，在这整个过程中的切换是毫秒级的，但与下一个Root桥接后是否可正常使用则无法判断。

方法2：点对多点网桥切换方式

这个切换方式与点对点的切换方式的区别在于，NR会同时与多个Root建立桥接，选择其中信号最好的一个作为主桥接链路，其他的作为备用桥接链路，每个桥接链路无论主备都会进行通道保活，确保这个桥接链路可用。

当主桥接链路处于不可用范围时，会选择备用桥接链路中最好的一个作为主桥接链路，切换也是毫秒级的。

这个方式的特征是，NR一次会与多个Root建立桥接，并且会通过保活来确保桥接链路可用，为下一次切换提前做好准备。

方法1中NR无法确保下一个Root的桥接是否可用，方法2将接收到的Root信息通过一组参数做实时处理，对不同的列车、不同的线路、不同的地理环境是没有判断的，不够精准。

NR决定网桥是否做切换与Root的信号强度关系非常大，而Root的信号强度受到地理环境的诸多因素影响：

1、NR在隧道内与在高架上时，距离Root相同距离下接收到Root信号强度不同。因为隧道会给信号带来吸收、反射，而高架为空旷环境，没有吸收与反射。

2、隧道有笔直的也有弯曲的，相应的轨道旁Root部署距离不同，导致NR距离Root相同距离下收到的Root信号强度不同。

3、每个轨道的物理环境不同，相应的信号分布也不同。

4、每辆列车的NR部署位置以及车体对信号的遮挡程度不同，会影响其收到的Root信号强度。

当前的切换方式基本是通过在NR上设置一些参数值来检测是否需要做网桥的切换，而这些参数为固定的一组经验值，对于不同的列车、不同的轨道线路、不同的地理环境特征，一组特定的参数是无法完全满足使用的。如果需要使用固定的经验值作为切换方式，那么就需要对不同的列车以及不同的轨道线路做经验值的调试，这在人力上的耗费是相当大的。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种无线分布式系统中选择根桥的方法，应用于至少包含两个位于列车内的非根桥和m个位于轨道边上的固定根桥的铁路交通系统中，其中，所述两个非根桥分别位于所述列车的头尾两端，m为大于等于1的正整数，包括以下步骤：

第一非根桥获取在一个周期内连接到所有根桥时产生的数据；

第一非根桥发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据所述数据生成切换指示信息；

第一非根桥接收所述服务器发送的切换指示信息；

第一非根桥根据所述切换指示信息选择在下一次需要连接的根桥；

第一非根桥与所述选择的在下一次需要连接的根桥进行连接。

相应的，本发明实施例还提供一种无线分布式系统中选择根桥的装置，应用于至少包含两个位于列车内的非根桥和m个位于轨道边上的固定根桥的铁路交通系统中，其中，所述两个非根桥分别位于所述列车的头尾两端，m为大于等于1的正整数，包括：

数据获取模块，用于获取在一个周期内连接到所有根桥时产生的数据；

数据发送模块，用于发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据所述数据生成切换指示信息；

信息接收模块，用于接收所述服务器发送的切换指示信息；

选择模块，用于根据所述切换指示信息选择在下一次需要连接的根桥；

切换模块，用于与所述选择的在下一次需要连接的根桥进行连接。

相应的，本发明实施例还提供一种无线分布式系统中选择根桥的服务器，应用于至少包含两个位于列车内的非根桥和m个位于轨道边上的固定根桥的铁路交通系统中，其中，所述两个非根桥分别位于所述列车的头尾两端，m为大于等于1的正整数，包括：

数据获取单元，用于获取第一非根桥在一个周期内连接到所有根桥时产生的数据；

信息生成单元，用于根据所述数据生成切换指示信息；

信息发送单元，用于发送所述切换指示信息给所述第一非根桥，以便于第一非根桥根据所述切换指示信息选择在下一次需要连接的根桥，并且与所述选择的在下一次需要连接的根桥进行连接。

本发明实施例的有益效果在于：一种无线分布式系统中选择根桥的方法，是通过在NR上收集其历史移动过程中所接收到的所有Root信号，通过这些历史数据做计算分析，得出下一次NR移动过程中的每一个最佳切换点位。

由于每条轨道线路的地理环境以及列车自身都可视为固定的因素，单个NR在多次历史移动中收到的所有Root信号也是相对固定的，只要通过服务器对所有的NR上传的Root信号数据做计算分析，并将结果下发给NR，这样NR就知道在什么样的条件下需要做切换，且每次切换的决定都是最优决定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的一种系统结构示意图；

图2为现有技术的一种系统结构示意图；

图3为现有技术的一种信号强度变化曲线示意图；

图4为现有技术的一种信号强度变化曲线示意图；

图5为本发明实施例提供的一种方法流程图；

图6为本发明实施例提供的一种方法流程图；

图7为本发明实施例的一种信号强度变化曲线示意图；

图8为本发明实施例的一种信号强度变化曲线示意图

图9为本发明实施例提供的一种方法流程图；

图10为本发明实施例提供的一种方法流程图；

图11为本发明实施例提供的一种装置结构图；

图12为本发明实施例提供的一种装置结构图；

图13为本发明实施例提供的一种装置结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例提供一种无线分布式系统中选择根桥的方法，应用于至少包含两个位于列车内的非根桥和m个位于轨道边上的固定根桥的铁路交通系统中，其中，所述两个非根桥分别位于所述列车的头尾两端，m为大于等于1的正整数，如图5所示，包括以下步骤：

S101，第一非根桥获取在一个周期内接收到所有根桥信号时产生的数据；

S103，第一非根桥发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据所述数据生成切换指示信息；

S105，第一非根桥接收所述服务器发送的切换指示信息；

S107，第一非根桥根据所述切换指示信息选择在下一次需要连接的根桥；

S109，第一非根桥与所述选择的在下一次需要连接的根桥进行连接。

本发明实施例的有益效果在于通过在NR上收集其历史移动过程中所接收到的所有Root信号，通过这些历史数据做计算分析，得出下一次NR移动过程中的每一个最佳切换点位。

由于每条轨道线路的地理环境以及列车自身都可视为固定的因素，单个NR在多次历史移动中收到的所有Root信号也是相对固定的，只要通过服务器对所有的NR上传的Root信号数据做计算分析，并将结果下发给NR，这样NR就知道在什么样的条件下需要做切换，且每次切换的决定都是最优决定。

可选的，在步骤S103中，一条轨道线路上的Root数量比较多，而列车全天运行时长最长约17小时，如果NR将所有信息都存储在自身设备上，会导致空间不足，所以需要定时上传所收集的数据给服务器，并清空自身数据重新收集。因为列车来回跑一趟至少30分钟，所以NR可用30分钟为一个周期进行数据上传。

可选的，如图6所示，步骤S103具体包括:

S1031，发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据所述数据确定所述所有根桥中的每个根桥的信号类型，

S1033，以便于所述服务器根据所述数据中的初始时间T0以及所述每个根桥的信号类型确定所述第一非根桥在列车中的位置，

S1035，以便于所述服务器根据所述第一非根桥的位置和所述数据确定所述第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥，

S1037，以便于所述服务器根据所述第一非根桥的位置和所述数据确定所述第一非根桥下一次连接根桥时切换的最佳时机，

S1039，以便于所述服务器生成包含所述最佳的根桥、切换的最佳时机的切换指示信息。

可选的，步骤S101具体包括：

所述第一非根桥接收在一个周期内接收到所有根桥信号时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间。

可选的，无论NR如何在Root间切换，切换的Root是否是最佳的，它都会实时接收所有Root的beacon帧，而所有Root发送的beacon帧间隔默认是100ms，所以NR上收到的所有Root的beacon帧都会每0.1s更新一次。

这时可以将NR所接收的所有Beacon帧的mac、对应的RSSI以及当时的NR设备系统时间这三个数据保存在NR的一个固定文件中，并且此文件名前缀中带有NR的mac、IP地址以及NR上传次文件时的NR设备上的系统时间，以便于服务器根据NR的MAC或者IP地址将计算出对应的切换指示结果下发给NR，文件名前缀格式例如：

[5800.0000.0001][10.10.10.1][2016-05-27]

第一个方括号内是NR的设备MAC地址，第二个方括号内是NR当时的IP地址，第三个方括号内是NR上传这个文件时的NR设备上的系统时间，本发明的保护范围并不限于该文件名格式，在不同的实施例中，会有其他的方式，同样可以让服务器将某个NR上传的数据所计算得出的对应结果下发给对应NR，这里不一一赘述。

文件的内容，例如：

2016-7-12 10:00:01.10[beacon]00aa.bbcc.0001RSSI-58，

其中，2016-7-12 10:00:01.10表示系统时间，00aa.bbcc.0001表示Root的标识，可以为mac地址，RSSI-58表示收到该beacon帧时的信号强度，[beacon]表示帧类型为beacon，本发明的保护范围并不限于该帧类型，在不同的实施例中，会有其他的帧类型存在，同样可以通过其他帧类型获取信号强度信息，这里不一一赘述。

列车移动中，车头的NR会逐渐接近某个Root与车头NR相同信道的正向信号区间，这时NR收到的此Root信号强度逐渐升高，在经过Root设备位置信号强度达到最高，越过Root设备位置后，NR就到了Root设备与NR相同信道的反向信号区间，信号骤降。这样信号持续的时长是有限的。

列车移动中，车尾的NR会先慢慢接近某个Root与车尾NR相同信道的信号反向区间，这时NR会收到此Root的信号，信号强度并速升高，当NR经过Root设备位置时Root的信号强度达到最高，越过Root设备位置后，NR收到的此Root信号强度将随着NR的远离而逐渐降低，最终此Root信号消失。这样信号持续的时长是有限的。

可选的，步骤1031中，由于服务器对车头位置NR和车尾位置NR所收到的Root数据做分析时的方式不同，因此要将NR上传的数据中每个Root做信号类型分类，得知NR在一个周期内是在相对列车行驶方向上的车头位置或者车尾位置。分类后可以避免切换的下一个Root不是NR对应的位置应该桥接的网桥，还可以判断NR在列车行驶方向中相对位置，并做对应的计算。

可选的，步骤S1031具体包括：

发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间对所述每个根桥发出的信号进行信号类型分类，所述信号类型为车头非根桥接收的信号或者车尾非根桥接收的信号。

可选的，步骤S1031具体包括：

发送所述数据给服务器，以便于所述服务器获取第一根桥发送Beacon帧时对应的信号的最高RSSI对应的所述第一非根桥接收到第一根桥发送Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间Tmax，如果在周期T内第一根桥发送Beacon帧时对应的信号的每个非最高RSSI对应的所述第一非根桥接收到第一根桥发送Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间Tn中小于Tmax的数量占所有系统时间Tn数量的比例超过第一比例域值，且信号存在时长大于第一数量阈值，则确定所述第一根桥的信号是第一非根桥在处于车头位置时收到的，所述信号类型为车头非根桥接收的信号，或者，获取第一根桥发送Beacon帧时的信号的最高RSSI对应的所述第一非根桥接收到第一根桥发送Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间Tmax，如果在周期T内第一根桥发送Beacon帧时对应的信号的每个非最高RSSI对应的所述第一非根桥接收到第一根桥发送Beacon帧的系统时间Tn中大于Tmax的数量占所有系统时间Tn数量的比例超过第一比例域值，且信号存在时长大于第一数量阈值，则确定所述第一根桥的信号是第一非根桥在处于车尾位置时收到的，所述信号类型为车尾非根桥接收的信号。

可见，在该实施例中，信号类型分类是根据每个Root的信号强度在时间上的分布特征来进行的。

例如，车头：找出单个Root信号的最高RSSI对应的系统时间值Tmax，此Root的非最高RSSI值对应的时间值Tn中有70％都小于Tmax，且信号存在时长大于20s，认为此Root信号是NR处于车头位置时收到的。

车尾：找出单个Root信号的最高RSSI对应的系统时间值Tmax，此Root的非最高RSSI对应的时间值Tn中超过70％都大于Tmax，且信号存在时长大于20s，认为此Root信号是NR处于车尾位置时收到的。

可选的，步骤S1033具体包括：

以便于所述服务器根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，如果从所述排序后的系统时间中的初始时间T0开始的第一时间阈值内，所有系统时间所对应的RSSI最高值对应的信号类型为车头非根桥接收的信号的数量在所有信号类型的数量中的比例大于等于第二比例阈值时，则确定所述第一非根桥处于车头位置，或者，所有系统时间所对应的RSSI最高值对应的信号类型为车尾非根桥接收的信号的数量在所有信号类型的数量中的比例大于等于第二比例阈值时，则确定所述第一非根桥处于车尾位置。

NR在不同时刻处的位置不同，比如某趟列车运行中，NR在车头位置，到达终点站时，列车调头，这时NR处于车尾位置。

可选的，T0时刻起的2分钟内，所有Root信号强度有80％以上的最高值的信号类型都是车尾或者车头，则认为NR处于车尾位置或者车头位置。

可选的，随着列车的移动，NR与Root设备之间的距离都在变化，接收到对应的Root设备信号强度也是变化的，NR离Root设备越近，信号越强。

这个最大RSSI的时间点是：NR移动到它能收到这台Root信号强度最高值位置的时刻。

所以移动中的NR桥接在最佳Root时的桥接信号是时刻都在变化的。

步骤S1035具体包括：

以便于当所述第一非根桥处于车头位置时，所述服务器根据所述第一非根桥连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间，根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，从所述排序的结果中选取第一个最大RSSI对应的系统时间，在从第一个最大RSSI对应的系统时间开始的第二时间阈值内采样RSSI的最大值，如果第二根桥对应的RSSI的最大值的出现次数在所有采样次数中的比例超过第三比例阈值时，则将所述第二根桥确定为第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥。

可选的，步骤S1035具体包括：

以便于当所述第一非根桥处于车尾位置时，所述服务器根据所述第一非根桥连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间，根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，从所述排序的结果中选取第一个最大RSSI对应的系统时间，选取从该系统时间开始在一个周期T1内出现下一个最大RSSI时该RSSI对应的系统时间R，在从系统时间R开始的第二时间阈值内采样RSSI的最大值，如果第二根桥对应的RSSI的最大值的出现次数在所有采样次数中的比例超过第三比例阈值时，则将所述第二根桥确定为第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥。

可选的，采样时，可能会遇到信号丢失的情况，这时需要确定信号丢失的位置，即，使用丢失的点位前一个采样点与后一个采样点的RSSI值的平均值，如果信号丢失点位的前一点位或者后一点位也是没有采到样，则取再前一个点位或再后一个点位的RSSI值来求平均值，以此类推。

可选的，NR在Root设备间切换的目的是为了始终保持信号强度较好的无线网桥连接。在NR从原先桥接的Root设备切换到新Root设备的时间点上，若这时的原Root或者新Root设备对应的信号强度比较低，都将会影响桥接切换时以及切换后的无线网桥通讯质量。因此，桥接切换前后的两台Root设备对应的信号强度是切换的关键点。

下面简单介绍车头位置的NR接收到Root设备的信号强度与它们之间的距离关系，如图7所示，包括以下步骤：

a)NR起点位置在原点，这个位置没有Root设备的信号；

b)NR向横坐标右端移动，移动过程中NR处于Root设备信道A的正向信号传输区间，NR接收到的Root信号强度越来强；

c)当NR到达轨旁Root设备所在位置的时候，NR所接收到的Root设备信号强度达到最大；

d)NR继续往横坐标右端移动，进入Root设备信道A的反向信号区间，由于反向信号的传输距离短，该区间的信号下降速度非常快，外加NR与Root设备之间可能存在的信号遮挡，NR在该区间接收到的Root信号衰减严重，可能在NR还未走完反向区间时，就已接收不到Root在信道A的信号了。因此，为了保障通讯质量，需要避免让NR桥接在Root设备的反向信号区间；

e)车头位置的NR接收到Root设备信号强度的最高点如图虚竖线位置，即正向信号区间与反向信号区间的边界；

f)列车移动速度大约70-80km/h，约为2.1米/100毫秒，而beacon的帧间隔为100ms，在这样的速度下，假设NR经过Root设备时接收到Root设备的信号强度为最大值，且NR选择从这个时间点切换到下一个Root，那么在这个切换时间内，NR是处于Root信道A的反向信号区间，即便毫秒级的切换时间，也容易出现通讯质量差的问题。因此，车头位置NR的最佳网桥切换时间点是在Root信号强度到达最高值之前的一段区间。

下面简单介绍车尾位置的NR接收到Root设备的信号强度与它们之间的距离关系，如图8所示，包括以下步骤：

a)NR起点位置在原点，这个位置没有Root设备的信号；

b)NR向横坐标右端移动，移动过程中NR处于Root设备信道B的反向信号传输区间，NR接收到的Root信号强度越来强；

c)由于车体的遮挡，反向信号区间的信号衰减、抖动比较严重，所以反向信号区间对于车尾位置的NR来说也是需要尽量避免桥接的；

d)当NR到达轨旁Root设备所在位置的时候，NR所接收到的Root设备信号强度达到最大；

e)NR继续往横坐标右端移动，进入Root设备信道B的正向信号区间，NR越往右移动，接收到的Root信号强度越小，直到信号完全消失；

f)车尾位置的NR接收到Root设备信号强度的最高点如图虚竖线位置，即正向信号区间与反向信号区间的边界；

g)因此，该Root的信号强度值最高点对车尾NR来说是最优的点位。

可选的，步骤S1037具体包括：

当所述第一非根桥处于车头位置时，所述服务器确定所述第一非根桥下一次连接所述最佳根桥时切换的最佳时机为所述第一非根桥当前桥接根桥的RSSI与当前桥接根桥的最大RSSI对应的系统时间前的时间区间所对应的当前桥接根桥的RSSI区间相匹配，并且，所述第一非根桥下一次连接根桥时的RSSI与当前桥接根桥的最大RSSI对应的系统时间前的时间区间所对应的下一次连接根桥的RSSI区间相匹配。

由于NR接收到Root所放出的信号强度不是恒定的，而是在一定的范围内抖动。因此，列车每趟经过同一个位置时所看到的Root设备信号强度是不同的，但这个信号强度值会在一定的范围内，因此在分析NR接收到的所有Root信号强度来得出最佳切换时机的方法中，得出的每一个切换时机中的Root信号强度值都是一个区间。

由于车头NR和车尾NR所收到的Root信号强度曲线类型不同，切换时机分析方式也不同。车头NR的切换时机在当前桥接信号的RSSI最高值位置之前，而车尾NR的切换时机在下一个Root的RSSI最高位置上。

在一个实施例中取1秒时间内所有RSSI值作为切换时机的区间。车头NR的切换时机区间为NR当前桥接Root的RSSI达到最大值那个时间点的前1秒内的区间，例如当前桥接Root RSSI达到最大值的时间是17:00:10.30，那么此切换时机的区间为17:00:09.30到17:00:10.30这1秒内所有RSSI值的最小值到最大值。

车尾NR的切换时机区间为NR下一个桥接Root的RSSI达到最大值那个时间点之后的那1秒内的区间，根据这1秒的所有RSSI中最大值与最小值画出区间。

当然，在另一个实施例中，最佳切换时机是多个Root数据，例如，为了避免因Root信号强度的抖动或正反向信号区间的信号强度重复值而得到错误的切换时机，根据两点一线的原理，需要每一个切换时机都拥有至少两个Root数据来确保切换区间的可靠性。

经过以上步骤的计算，服务器对单个NR上传的单个数据文件的单次分析结果举例如下：

Roam 0x000,n＝0,m＝0:

Root-1:0000.0000.0001,[-48,-45],1

Root-2:0000.0000.0002,[-62,-58],2

Root-3:0000.0000.0003,[-82,-79],0

Root-4:0000.0000.0004,[-85,-85],0

对应的格式为

Roam 0x[000,fff],n＝整数,m＝0或1:

Root-1:0000.0000.0001,[x1,y1],b

Root-2:0000.0000.0002,[x2,y2],b

Root-3:0000.0000.0003,[x3,y3],b

Root-4:0000.0000.0004,[x4,y4],b

a)Roam 0x[000,fff]：单个来回中列车运行轨迹的第n个切换时机，以NR第一次上传数据的第一个切换时机为原点，原点的值为Roam 0x000，在没有出现切换位置重复时，下一个切换时机的值为前一个值加1，用十六进制表示；

b)n：NR经过某个切换位置(或时机)的次数，0表示是第一次经过，1表示第1次重复经过，以此类推。服务器保存最大共100次的重复数据，通过重复数据来优化单次切换时机，并在结果出现变化时做出相应调整，使NR能随着外部条件的变化而做出调整；

c)Root-1:0000.0000.0001：Root的设备标识和NR收到的此Root的BSSID或mac地址，Root的BSSID或mac地址是NR从Root发出的beacon帧或其他帧中带有的信息中获取的，Root的设备标识是服务器从Root设备的控制器上找出Root的BSSID或者mac地址所对应的Root设备标识；

d)[x,y]：RSSI值匹配区间，x和y都为负值，单位为dBm，如[-60,-50]，表示NR收到对应Root的信号大于等于-60且小于等于-50时，匹配成功；

e)b：b的值有0、1和2。1表示当前桥接的Root设备，2表示下一个桥接Root设备，0表示不参与桥接的信号，NR收到服务器给出的结果后，通过b的值来匹配切换以及选择切入目标。

f)m：m为布尔型，值0表示这个数据未经过叠加计算或者正态分布的计算，值为1表示这个数据是经过叠加计算或者正态分布计算后的结果。

可选的，步骤S103具体包括：

第一非根桥每隔一个周期T2发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据每隔一个周期T2接收的所述数据与历史上获取的数据叠加或重新计算后生成切换指示信息。

根据NR的系统时间将切换时机排列开来，在不同的计算结果进行合并时，如果出现切换时机中重要组成部分重复时，可以认为数据开始重叠，NR处于另一个运行周期中。

例如单台NR多次上传数据的计算结果排列为：

图中所显示的重复的部分为Roam 0x000和Roam0x001。

b)重复数据的最佳切换时机计算

NR每次跑车都会上传多组数据，服务器将每个数据文件的分析结果进行时间排列，可以列出NR的移动路径(所有桥接过的Root设备的顺序)，多次跑车就会有多个重复的移动路径。服务器将所有重复的移动路径中所有相同的切换时机进行计算，来得出一个稳定可靠的结果。

这里的第一次切换、第二次切换等的次数指的是NR经过同一个切换点位的次数。

1、第一次切换：

由于没有历史数据，需要使用原有的切换方式进行切换，所有过程中NR始终都在收集Root的数据并周期性上传服务器；

2、第二次切换：

因为有了第一次历史数据的计算结果，第二次切换就以第一次的结果为依据来进行切换匹配，若匹配不成功，仍使用原有的切换方式进行切换(匹配方法在后面的章节详述)，匹配一旦成功，则立刻切入到结果中指出的下一个Root设备；

第一次计算结果的第一个切换时机内容举例：

Roam 0x000,n＝0,m＝0:

Root(1):0000.0000.0001,[-46,-45],1

Root(2):0000.0000.0002,[-61,-59],2

Root(3):0000.0000.0003,[-82,-81],0

Root(4):0000.0000.0004,[-85,-85],0

3、第三次切换：

第三次切换时服务器拥有前两次的计算结果，将前两次计算结果进行叠加，得出最终结果，用于本次切换的匹配；

第二次计算结果的内容举例：

Roam 0x000,n＝1,m＝0:

Root(1):0000.0000.0001,[-45,-43],1

Root(2):0000.0000.0002,[-63,-60],2

Root(3):0000.0000.0003,[-83,-81],0

Root(4):0000.0000.0004,[-86,-85],0

第一次与第二次叠加结果的第一个切换时机内容举例：

Roam 0x000,n＝1,m＝1:

Root(1):0000.0000.0001,[-47,-43],1

Root(2):0000.0000.0002,[-63,-59],2

Root(3):0000.0000.0003,[-83,-81],0

Root(4):0000.0000.0004,[-86,-85],0

4、第21次之后的切换

由于信号的抖动幅度有限，符合正态分布，但一些抖动的RSSI值与平均值的差值比较大，并且出现的概率非常小，如果让这些数据一直存在下去，会导致之后的叠加结果的区间越来越大，使得NR匹配的宽度太宽而准确度不高。

根据小概率事件原理，小于5％的事件在一次试验中认为基本不会发生。

因此，在RSSI信号区间叠加过程中，为了避免区间过大导致的切换匹配精确度不高，需要剔除掉RSSI值出现次数概率小于5％的部分，而RSSI值出现次数最小为1，1/0.05＝20，1/21<0.05，因此以21为分界线，在重复的数据上传次数达到21次时，便可用正态分布各个切换点位设计到的所有Root的RSSI值，得出可靠的切换区间。

5、第100次之后的切换

假设列车一天运行17小时，来回一趟1小时，那么列车一天最多可以有17份重复的数据。日积月累，服务器上的数据量会越来越多，占用的空间会越来越大，并且早期的数据也许会因为设备的更换、环境的变化、设备的故障以及其他导致NR接受或者Root发出的RSSI值出现大的变化的原因而没有参考价值。这里采用最近100次的重复数据作计算，可以避免以上两种情况的发生。

因此第101次开始，服务器只使用前100次的数据做计算，并删除前100次之外的数据节省空间。

6、正态分布计算

正态分布计算的对象是每个参与正态分布计算的历史数据单独计算得出的结果，并非之前每次叠加得出的结果。

如第1次计算结果为：

Roam 0x000,n＝0,m＝0:

Root(1):0000.0000.0001,[-46,-45],1

Root(2):0000.0000.0002,[-61,-59],2

Root(3):0000.0000.0003,[-82,-81],0

Root(4):0000.0000.0004,[-85,-85],0

第2次计算结果为

Roam 0x000,n＝1,m＝0:

Root(1):0000.0000.0001,[-45,-43],1

Root(2):0000.0000.0002,[-63,-60],2

Root(3):0000.0000.0003,[-83,-81],0

Root(4):0000.0000.0004,[-86,-85],0

以此类推，第100次计算结果为：

Roam 0x000,n＝99,m＝0:

Root(1):0000.0000.0001,[-44,-42],1

Root(2):0000.0000.0002,[-65,-64],2

Root(3):0000.0000.0003,[-80,-78],0

Root(4):0000.0000.0004,[-83,-81],0

将这100次数据中的Root(1)到Root(4)每个Root的100个区间分别做正态分布计算，每一个区间中包含的值都参与计算，比如第一次Root(1)的区间为[-45,43]那么-45,-44,-43这三个值都会放入正态分布中进行计算。

计算后可以去掉占比小于5％的数据，最后得到的区间例如：[-47,-42]。

可选的，该方法还包括：当在周期T3内，所述第一非根桥没有接收任何信号时，记录该周期T3前有信号的最后一个时间点的所有信号的mac集合，以及该周期T3后有信号的第一个时间点的所有信号的mac集合，比较这前后两个mac集合中是否有mac重复的记录，如果没有重复的记录，则确认所述第一非根桥所在的列车进行了调头操作。

如上所述，调头时，NR的信道会发生变化，NR收到的所有在调头那个时刻之前的Root BSSID都会在调头时消失，调头之后收到的Root的BSSID都是另一个信道上的。为了避免服务器将调头导致的一小段时间信号丢失识别为采样错误而导致计算出现异常，且调头的位置一般为轨道Root设备部署的末端，无需做切换，因此需要识别此位置，并做特殊处理，例如：调头后的数据将列为新的周期T4，调头后有信号的第一个时间点及之后的数据将按照新的周期数据进行计算，调头后有信号的第一个时间点为新周期T4数据的起始点。

可选的，步骤S105-S107中具体包括，若NR第一次接收文件，假设在文件完全下载结束并启用依据文件中结果来进行切换的功能后，NR桥接在Root(100)上，NR查找文件中每个切换时机，找到切换时机中包含Root(100)的部分，可能匹配到切换指示文件中的1个或多个切换时机，假设Root(100)刚好是某个切换时机中的当前桥接信号(b值为1)，那么直接匹配这个切换时机，当NR的当前桥接Root的RSSI值和接收到的切换时机中下一个Root的RSSI值到达此切换时机中的对应RSSI范围时，立刻进行切换。

可选的，匹配自然也有失败的时候：

a)有时当前信号匹配成功时，下一个Root的RSSI值却不匹配，这样两个匹配条件中其中一个不匹配的情况就会导致匹配失败。

b)也有可能是Root设备的更换导致相同轨道区间上NR收到BSSID产生变化，导致匹配失败。

c)也有可能是Root设备与NR设备之间的信号遮挡使NR接收到Root设备的信号产生变化，或者Root设备或NR设备的天线故障导致NR上收到的Root信号与之前历史RSSI值偏差较大，导致匹配失败。

d)其他原因。

如果匹配失败，则使用原有的切换机制进行切换，并将匹配失败的结果记录在收集的Root数据中，在上传周期到时一并上传给服务器，匹配失败的记录格式为：

Roam_Failed 0x064,n＝1:

Root(100):0000.0002.0100,-70,1,error

Root(101):0000.0002.0101,-65,2,ok

用Roam_Failed来标识匹配失败，0x064是对应的切换时机，n＝1表示这个切换时机失败1次，error表示Root(100)未匹配到，ok表示匹配成功。单个切换时机的Roam_Failed次数n为1时，上传的Root数据经过计算后得出的出错的那个Root的RSSI区间的占比一定是小于5％的，为了避免非偶然因素造成的此次匹配失败被识别为小概率事件而丢弃此次的历史数据，从而导致该位置连续出现匹配失败的问题。这种情况下，服务器需要保留此次数据，如果该切换位置连续3次都出现匹配失败时，服务器将之前积累的3次数据进行叠加计算得出新的结果，并替换掉旧的结果，若没有出现连续3次匹配失败，服务器仍会根据原来的结果进行计算，并丢弃之前的匹配失败时的记录以及对应的历史数据。

匹配是否失败需要有判断机制，由于Root的信号传输距离比较大，NR每个时刻收到的Root信号一般为至少3个。对于车头或车尾NR来说，当前桥接的Root与下一个Root中的任何一个不匹配都将视为匹配失败，并使用原有切换机制来实现桥接切换。

a)情况1：在NR收到的所有Root中，下一个Root先匹配成功，而当前桥接Root未匹配到的情况下，等待0.5秒，如果0.5秒内当前桥接Root仍未匹配到，则认为匹配失败，使用原有的切换机制，并将匹配失败记录下来：

Roam_Failed 0x064,n＝1:

Root(100):0000.0002.0100,-70,1,error

Root(101):0000.0002.0101,-65,2,ok

b)情况2：在NR收到的所有Root中，除了当前桥接Root和下一个Root之外的其他Root先匹配成功，而当前桥接Root未匹配到的情况下，等待0.5秒，如果0.5秒内当前桥接Root仍未匹配到，则认为匹配失败，使用原有的切换机制。在这0.5秒内，如果下一个Root匹配成功，在后面写上ok，反之则写上error。记录结果为匹配失败，将匹配失败记录下来：

下一个Root匹配成功时：

Roam_Failed 0x064,n＝1:

Root(100):0000.0002.0100,-70,1,error

Root(101):0000.0002.0101,-65,2,ok

下一个Root匹配失败时：

Roam_Failed 0x064,n＝1:

Root(100):0000.0002.0100,-70,1,error

Root(101):0000.0002.0101,-65,2,error

Root(102):0000.0002.0102,-80,2,ok

c)情况3：在NR收到的所有Root中当前桥接Root先匹配成功，而下一个Root未匹配到的情况下，则等待0.5秒，在这0.5秒内，如果下一个Root匹配成功，则认为配成功，反之认为匹配失败。

失败时的记录结果：

Roam_Failed 0x064,n＝1:

Root(100):0000.0002.0100,-70,1,ok

Root(101):0000.0002.0101,-65,2,error。

本发明另一实施例还提供一种无线分布式系统中选择根桥的方法，应用于至少包含两个位于列车内的非根桥和m个位于轨道边上的固定根桥的铁路交通系统中，其中，所述两个非根桥分别位于所述列车的头尾两端，m为大于等于1的正整数，如图9所示，包括以下步骤：

S201，获取第一非根桥在一个周期内连接到所有根桥时产生的数据；

S203，根据所述数据生成切换指示信息；

S205，发送所述切换指示信息给所述第一非根桥，以便于第一非根桥根据所述切换指示信息选择在下一次需要连接的根桥，并且与所述选择的在下一次需要连接的根桥进行连接。

本发明实施例的有益效果在于通过在NR上收集其历史移动过程中所接收到的所有Root信号，通过这些历史数据做计算分析，得出下一次NR移动过程中的每一个最佳切换点位。

由于每条轨道线路的地理环境以及列车自身都可视为固定的因素，单个NR在多次历史移动中收到的所有Root信号也是相对固定的，只要通过服务器对所有的NR上传的Root信号数据做计算分析，并将结果下发给NR，这样NR就知道在什么样的条件下需要做切换，且每次切换的决定都是最优决定。

可选的，如图10所示，步骤S203具体包括：

S2031，根据所述数据确定所述所有根桥中的每个根桥的信号类型，

S2033，根据所述数据中的初始时间T0以及所述每个根桥的信号类型确定所述第一非根桥在列车中的位置，

S2035，根据所述第一非根桥的位置和所述数据确定所述第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥，

S2037，根据所述第一非根桥的位置和所述数据确定所述第一非根桥下一次连接根桥时切换的最佳时机，生成包含所述最佳的根桥、切换的最佳时机的切换指示信息。

可选的，步骤S201具体包括：

获取所述第一非根桥接收在一个周期内连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间。

可选的，步骤S2031具体包括：

根据所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间对所述每个根桥发出的信号进行信号类型分类，所述信号类型为车头非根桥接收的信号或者车尾非根桥接收的信号。

可选的，步骤S2031具体包括：

获取第一根桥信号的最高RSSI对应的系统时间Tmax，如果在周期T内第一根桥的非最高RSSI对应的系统时间Tn中小于Tmax的数量占所有系统时间Tn数量的比例超过第一比例域值，且信号存在时长大于第一数量阈值，则确定所述第一根桥信号是第一非根桥在处于车头位置时收到的，所述信号类型为车头非根桥接收的信号，或者，获取第一根桥信号的最高RSSI对应的系统时间Tmax，如果在周期T内第一根桥的非最高RSSI对应的系统时间Tn中大于Tmax的数量占所有系统时间Tn数量的比例超过第一比例域值，且信号存在时长大于第一数量阈值，则确定所述第一根桥信号是第一非根桥在处于车尾位置时收到的，所述信号类型为车尾非根桥接收的信号。

可选的，步骤S2033具体包括：

根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，如果从所述排序后的系统时间中的初始时间T0开始的第一时间阈值内，所有系统时间所对应的RSSI最高值对应的信号类型为车头非根桥接收的信号的数量在所有信号类型的数量中的比例大于等于第二比例阈值时，则确定所述第一非根桥处于车头位置，或者，所有系统时间所对应的RSSI最高值对应的信号类型为车尾非根桥接收的信号的数量在所有信号类型的数量中的比例大于等于第二比例阈值时，则确定所述第一非根桥处于车尾位置。

可选的，步骤S2035具体包括：

当所述第一非根桥处于车头位置时，根据所述第一非根桥连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间，根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，从所述排序的结果中选取第一个最大RSSI对应的系统时间，在从第一个最大RSSI对应的系统时间开始的第二时间阈值内采样RSSI的最大值，如果第二根桥对应的RSSI的最大值的出现次数在所有采样次数中的比例超过第三比例阈值时，则将所述第二根桥确定为第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥。

可选的，步骤S2035具体包括：

当所述第一非根桥处于车尾位置时，根据所述第一非根桥连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间，根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，从所述排序的结果中选取第一个最大RSSI对应的系统时间，选取从该系统时间开始在一个周期T1内出现下一个最大RSSI时该RSSI对应的系统时间R，在从系统时间R开始的第二时间阈值内采样RSSI的最大值，如果第二根桥对应的RSSI的最大值的出现次数在所有采样次数中的比例超过第三比例阈值时，则将所述第二根桥确定为第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥。

可选的，步骤S2037具体包括

当所述第一非根桥处于车头位置时，所述服务器确定所述第一非根桥下一次连接所述最佳根桥时切换的最佳时机为所述第一非根桥当前桥接根桥的RSSI与当前桥接根桥的最大RSSI对应的系统时间前的时间区间所对应的当前桥接根桥的RSSI区间相匹配，并且，所述第一非根桥下一次连接根桥时的RSSI与当前桥接根桥的最大RSSI对应的系统时间前的时间区间所对应的下一次连接根桥的RSSI区间相匹配。

可选的，步骤S201具体包括：获取第一非根桥在一个周期T2内连接到所有根桥时产生并在T2结束时发送的所述数据，步骤S203具体包括：根据每隔一个周期T2接收的所述数据与历史上获取的数据叠加或重新计算后生成切换指示信息。

本发明另一实施例还提供一种无线分布式系统中选择根桥的装置，应用于至少包含两个位于列车内的非根桥和m个位于轨道边上的固定根桥的铁路交通系统中，其中，所述两个非根桥分别位于所述列车的头尾两端，m为大于等于1的正整数，如图11所示，包括：

数据获取模块301，用于获取在一个周期内连接到所有根桥时产生的数据；

数据发送模块303，用于发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据所述数据生成切换指示信息；

信息接收模块305，用于接收所述服务器发送的切换指示信息；

选择模块307，用于根据所述切换指示信息选择在下一次需要连接的根桥；

切换模块309，用于与所述选择的在下一次需要连接的根桥进行连接。

本发明实施例的有益效果在于通过在NR上收集其历史移动过程中所接收到的所有Root信号，通过这些历史数据做计算分析，得出下一次NR移动过程中的每一个最佳切换点位。

由于每条轨道线路的地理环境以及列车自身都可视为固定的因素，单个NR在多次历史移动中收到的所有Root信号也是相对固定的，只要通过服务器对所有的NR上传的Root信号数据做计算分析，并将结果下发给NR，这样NR就知道在什么样的条件下需要做切换，且每次切换的决定都是最优决定。

可选的，数据发送模块303，具体用于发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据所述数据确定所述所有根桥中的每个根桥的信号类型，以便于所述服务器根据所述数据中的初始时间T0以及所述每个根桥的信号类型确定所述第一非根桥在列车中的位置，以便于所述服务器根据所述第一非根桥的位置和所述数据确定所述第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥，以便于所述服务器根据所述第一非根桥的位置和所述数据确定所述第一非根桥下一次连接根桥时切换的最佳时机，以便于所述服务器生成包含所述最佳的根桥、切换的最佳时机的切换指示信息。

可选的，数据获取模块301，具体用于：

接收在一个周期内连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间。

可选的，所述数据发送模块303，具体用于发送所述数据给服务器，以便于所述服务器根据所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间对所述每个根桥发出的信号进行信号类型分类，所述信号类型为车头非根桥接收的信号或者车尾非根桥接收的信号；以便于所述服务器根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，如果从所述排序后的系统时间中的初始时间T0开始的第一时间阈值内，所有系统时间所对应的RSSI最高值对应的信号类型为车头非根桥接收的信号的数量在所有信号类型的数量中的比例大于等于第二比例阈值时，则确定所述第一非根桥处于车头位置，或者，所有系统时间所对应的RSSI最高值对应的信号类型为车尾非根桥接收的信号的数量在所有信号类型的数量中的比例大于等于第二比例阈值时，则确定所述第一非根桥处于车尾位置；以便于当所述第一非根桥处于车头位置时，所述服务器根据所述第一非根桥连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间，根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，从所述排序的结果中选取第一个最大RSSI对应的系统时间，在从第一个最大RSSI对应的系统时间开始的第二时间阈值内采样RSSI的最大值，如果第二根桥对应的RSSI的最大值的出现次数在所有采样次数中的比例超过第三比例阈值时，则将所述第二根桥确定为第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥；以便于当所述第一非根桥处于车尾位置时，所述服务器根据所述第一非根桥连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间，根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，从所述排序的结果中选取第一个最大RSSI对应的系统时间，选取从该系统时间开始在一个周期T1内出现下一个最大RSSI时该RSSI对应的系统时间R，在从系统时间R开始的第二时间阈值内采样RSSI的最大值，如果第二根桥对应的RSSI的最大值的出现次数在所有采样次数中的比例超过第三比例阈值时，则将所述第二根桥确定为第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥；以便于当所述第一非根桥处于车头位置时，所述服务器确定所述第一非根桥下一次连接所述最佳根桥时切换的最佳时机为所述第一非根桥当前桥接根桥的RSSI与当前桥接根桥的最大RSSI对应的系统时间前的时间区间所对应的当前桥接根桥的RSSI区间相匹配，并且，所述第一非根桥下一次连接根桥时的RSSI与当前桥接根桥的最大RSSI对应的系统时间前的时间区间所对应的下一次连接根桥的RSSI区间相匹配。

本发明另一实施例还提供一种无线分布式系统中选择根桥的服务器，应用于至少包含两个位于列车内的非根桥和m个位于轨道边上的固定根桥的铁路交通系统中，其中，所述两个非根桥分别位于所述列车的头尾两端，m为大于等于1的正整数，如图12所示，包括：

数据获取单元401，用于获取第一非根桥在一个周期内连接到所有根桥时产生的数据；

信息生成单元403，用于根据所述数据生成切换指示信息；

信息发送单元405，用于发送所述切换指示信息给所述第一非根桥，以便于第一非根桥根据所述切换指示信息选择在下一次需要连接的根桥，并且与所述选择的在下一次需要连接的根桥进行连接。

本发明实施例的有益效果在于通过在NR上收集其历史移动过程中所接收到的所有Root信号，通过这些历史数据做计算分析，得出下一次NR移动过程中的每一个最佳切换点位。

由于每条轨道线路的地理环境以及列车自身都可视为固定的因素，单个NR在多次历史移动中收到的所有Root信号也是相对固定的，只要通过服务器对所有的NR上传的Root信号数据做计算分析，并将结果下发给NR，这样NR就知道在什么样的条件下需要做切换，且每次切换的决定都是最优决定。

可选的，如图13所示，信息生成单元403具体包括：

第一处理子单元4031，用于根据所述数据确定所述所有根桥中的每个根桥的信号类型，

第二处理子单元4033，用于根据所述数据中的初始时间T0以及所述每个根桥的信号类型确定所述第一非根桥在列车中的位置，

第三处理子单元4035，用于根据所述第一非根桥的位置和所述数据确定所述第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥，

第四处理子单元4037，用于根据所述第一非根桥的位置和所述数据确定所述第一非根桥下一次连接根桥时切换的最佳时机，生成包含所述最佳的根桥、切换的最佳时机的切换指示信息。

可选的，数据获取单元401具体用于：

获取所述第一非根桥接收在一个周期内连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间。

可选的，第一处理子单元4031具体用于：

根据所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间对所述每个根桥发出的信号进行信号类型分类，所述信号类型为车头非根桥接收的信号或者车尾非根桥接收的信号。

可选的，第一处理子单元4031具体用于：

获取第一根桥发送Beacon帧时对应的信号的最高RSSI对应的所述第一非根桥接收到第一根桥发送Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间Tmax，如果在周期T内第一根桥发送Beacon帧时对应的信号的每个非最高RSSI对应的所述第一非根桥接收到第一根桥发送Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间Tn中小于Tmax的数量占所有系统时间Tn数量的比例超过第一比例域值，且信号存在时长大于第一数量阈值，则确定所述第一根桥的信号是第一非根桥在处于车头位置时收到的，所述信号类型为车头非根桥接收的信号，或者，获取第一根桥发送Beacon帧时的信号的最高RSSI对应的所述第一非根桥接收到第一根桥发送Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间Tmax，如果在周期T内第一根桥发送Beacon帧时对应的信号的每个非最高RSSI对应的所述第一非根桥接收到第一根桥发送Beacon帧的系统时间Tn中大于Tmax的数量占所有系统时间Tn数量的比例超过第一比例域值，且信号存在时长大于第一数量阈值，则确定所述第一根桥信号是第一非根桥在处于车尾位置时收到的，所述信号类型为车尾非根桥接收的信号。

可选的，第二处理子单元4033具体用于：

根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，如果从所述排序后的系统时间中的初始时间T0开始的第一时间阈值内，所有系统时间所对应的RSSI最高值对应的信号类型为车头非根桥接收的信号的数量在所有信号类型的数量中的比例大于等于第二比例阈值时，则确定所述第一非根桥处于车头位置，或者，所有系统时间所对应的RSSI最高值对应的信号类型为车尾非根桥接收的信号的数量在所有信号类型的数量中的比例大于等于第二比例阈值时，则确定所述第一非根桥处于车尾位置。

可选的，第三处理子单元4035具体用于：

当所述第一非根桥处于车头位置时，根据所述第一非根桥连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间，根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，从所述排序的结果中选取第一个最大RSSI对应的系统时间，在从第一个最大RSSI对应的系统时间开始的第二时间阈值内采样RSSI的最大值，如果第二根桥对应的RSSI的最大值的出现次数在所有采样次数中的比例超过第三比例阈值时，则将所述第二根桥确定为第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥。

可选的，第三处理子单元4035具体用于：

当所述第一非根桥处于车尾位置时，根据所述第一非根桥连接到所有根桥时所述所有根桥中的每个根桥发送的Beacon帧，获取所述Beacon帧中的每个根桥的标识、每个根桥发送Beacon帧时对应的信号强度值RSSI以及所述第一非根桥接收到所述每个根桥所发送的Beacon帧时的所述第一非根桥的系统时间，根据所述系统时间将所述获取的数据进行排序，从所述排序的结果中选取第一个最大RSSI对应的系统时间，选取从该系统时间开始在一个周期T1内出现下一个最大RSSI时该RSSI对应的系统时间R，在从系统时间R开始的第二时间阈值内采样RSSI的最大值，如果第二根桥对应的RSSI的最大值的出现次数在所有采样次数中的比例超过第三比例阈值时，则将所述第二根桥确定为第一非根桥下一次连接根桥时最佳的根桥。

可选的，第四处理子单元4037具体用于：

当所述第一非根桥处于车头位置时，确定所述第一非根桥下一次连接所述最佳根桥时切换的最佳时机为所述第一非根桥当前桥接根桥的RSSI与当前桥接根桥的最大RSSI对应的系统时间前的时间区间所对应的当前桥接根桥的RSSI区间相匹配，并且，所述第一非根桥下一次连接根桥时的RSSI与当前桥接根桥的最大RSSI对应的系统时间前的时间区间所对应的下一次连接根桥的RSSI区间相匹配，生成包含所述最佳的根桥、切换的最佳时机的切换指示信息。

可选的，数据获取单元401，具体用于获取第一非根桥在一个周期T2内连接到所有根桥时产生并在T2结束时发送的所述数据；

所述信息生成单元403，具体用于根据每隔一个周期T2接收的所述数据与历史上获取的数据叠加或重新计算后生成切换指示信息。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。