白 軒，李 晉，張小虎，鐘敏富

(1.中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 通信信號(hào)研究所，北京 100081;2.中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，北京 100081; 3.廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣州 510330)

0 引言

隨著城市軌道交通運(yùn)營需求的不斷提高以及當(dāng)前各種制式無線通信技術(shù)的發(fā)展，基于通信的列車控制系統(tǒng)CBTC(communication based train control system)系統(tǒng)成為城市軌道交通行業(yè)中使用最為廣泛的列車控制系統(tǒng)。它通過列車與地面相互間的無線數(shù)據(jù)通信，完成車載控車設(shè)備與地面列車控制設(shè)備之間實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，借助無線通信傳輸帶寬高、吞吐量大、速度快、時(shí)延低的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞，因此提升車地?zé)o線通信的性能對于CBTC系統(tǒng)正常運(yùn)行有著十分重要的意義。

WLAN(wireless local area network)憑借其傳輸速率快、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，成為了當(dāng)今CBTC系統(tǒng)中無線通信制式的主流。在廣州地鐵的運(yùn)維工作中發(fā)現(xiàn)，列車在一天的運(yùn)營過程中會(huì)發(fā)生數(shù)千次的AP(access point)與AP之間的切換，因此提高WLAN切換的性能能夠提升CBTC系統(tǒng)中車地?zé)o線通信性能。為此本文提出了基于線性回歸預(yù)測的切換算法，根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度的歷史值及列車位置信息作為訓(xùn)練集合，通過對于連接AP和待連接AP的接收信號(hào)強(qiáng)度值進(jìn)行回歸預(yù)測，再根據(jù)預(yù)測值進(jìn)行切換判決，以此來提高WLAN切換的穩(wěn)定性和抑制乒乓切換的能力，從而提升城市軌道交通車地?zé)o線通信性能。

1 CBTC系統(tǒng)WLAN傳輸模型研究

1.1 CBTC系統(tǒng)DCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

作為CBTC的重要組成部分的DCS(data communication system)系統(tǒng),其主要作用是承載信號(hào)系統(tǒng)中所有信號(hào)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，完成車載控車設(shè)備與地面列車控制設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互[1]。DCS是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于在各個(gè)子系統(tǒng)之間來進(jìn)行IP報(bào)文的傳送。DCS子系統(tǒng)主要包括有線以及無線兩部分，其中無線部分包含以下3種設(shè)備：區(qū)域控制器、地面無線設(shè)備以及車載設(shè)備。地面無線設(shè)備AP主要是沿著軌道采用線性分布，如圖1所示。

圖1 CBTC系統(tǒng)車地?zé)o線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.2 WLAN切換機(jī)制研究

1.2.1 切換觸發(fā)

地鐵列車在運(yùn)行過程中，由于軌旁無線設(shè)備AP是沿著軌道呈線性布置的，所以當(dāng)列車駛?cè)胍粋€(gè)AP覆蓋區(qū)域時(shí)，會(huì)逐漸離開原本連接的AP覆蓋區(qū)域，導(dǎo)致中間會(huì)觸發(fā)列車在兩個(gè)AP之間的切換。但是不同廠家采用的觸發(fā)條件并不相同，接收信號(hào)強(qiáng)度、連續(xù)丟失信標(biāo)幀、達(dá)到最大重傳計(jì)數(shù)或者是速率變化過快等都有可能成為廠家選擇的切換觸發(fā)條件。本文就以絕大多數(shù)廠家選擇的接收信號(hào)強(qiáng)度作為觸發(fā)條件，來對觸發(fā)切換進(jìn)行分析，圖2為切換過程示意圖。

圖2 CBTC系統(tǒng)中WLAN切換示意圖

首先根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度來設(shè)定觸發(fā)切換的門限值，然后根據(jù)車載無線單元TRU(train radio unit)接收與當(dāng)前連接的AP最近的另一個(gè)AP的信標(biāo)幀來判斷是否需要進(jìn)行切換。列車行駛至位置1時(shí)，AP1信號(hào)強(qiáng)，TRU與AP1正常連接。隨著列車向AP2方向的移動(dòng)，TRU接收到AP1的信號(hào)強(qiáng)度逐漸減弱，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度下降到某個(gè)預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，TRU將斷開與AP1的連接并向AP2發(fā)起連接請求，即觸發(fā)切換。

1.2.2 掃描過程

為了保證TRU能夠連接到信號(hào)最強(qiáng)的AP，需要其及時(shí)獲得AP信息。TRU目前有兩種獲取AP的方法，即TRU被動(dòng)接收的被動(dòng)掃描以及TRU主動(dòng)發(fā)起的主動(dòng)掃描。被動(dòng)掃描為了接收到完整的信標(biāo)幀，必須在每個(gè)信道上停留足夠多的時(shí)間對信標(biāo)幀進(jìn)行監(jiān)聽。由此可以看出它最大的缺點(diǎn)是停留的時(shí)間需要足夠長，這段停留的時(shí)間被稱為掃描時(shí)延，掃描時(shí)延與信道的數(shù)量呈正相關(guān)性，也就是說信道數(shù)量越多，掃描時(shí)延越長，因此城市軌道交通車地?zé)o線系統(tǒng)中采用這種方式的不多。主動(dòng)掃描的方式是指TRU在監(jiān)聽信道的同時(shí)采用發(fā)送探測請求幀來獲取AP的信息。主動(dòng)掃描過程采用的是CSMA/CA(carrier sense multiple access/collision avoidance,避免沖突的載波偵聽多路訪問)的隨機(jī)競爭信道訪問機(jī)制[2]，本文采用的就是主動(dòng)掃描方式，圖3為主動(dòng)掃描方式示意圖。

圖3 主動(dòng)掃描示意圖

1.2.3 認(rèn)證與重認(rèn)證過程

在掃描過程中獲得的新的AP需經(jīng)過認(rèn)證后才可以使用WLAN，IEEE802.1規(guī)定了非加密認(rèn)證以及加密認(rèn)證兩種認(rèn)證方案[3]。認(rèn)證后，需要與已經(jīng)連接的AP重關(guān)聯(lián)。首先向AP發(fā)送重關(guān)聯(lián)請求幀，重關(guān)聯(lián)請求幀主要包含AP在網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)集標(biāo)識(shí)SSID(service set identifier)。AP處理請求幀并且發(fā)送重關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀，實(shí)現(xiàn)重關(guān)聯(lián)。這樣TRU與AP便可以正常通信。重關(guān)聯(lián)一樣會(huì)有時(shí)延，一般為1～2 ms[4]。

3個(gè)階段產(chǎn)生的時(shí)延應(yīng)該滿足《CBTC系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格書》的要求，也就是說列車在發(fā)生無線切換時(shí)產(chǎn)生的時(shí)延在95%的概率下高于100 ms，端到端通信時(shí)延最多150 ms，否則會(huì)出現(xiàn)行車安全問題。

1.3 地鐵環(huán)境無線信道傳播模型

根據(jù)無線信號(hào)衰落的具體特征可以將衰落分為不同的類型，其中包括大尺度衰落類型、陰影衰落類型以及小尺度衰落類型。

1.3.1 大尺度衰落模型

大尺度衰落模型描述的是在無線信號(hào)傳輸過程中隨著傳輸距離的逐漸變遠(yuǎn)信號(hào)強(qiáng)度逐漸變?nèi)醯倪^程，故也稱之為路徑損耗模型。在發(fā)射端發(fā)出無線信號(hào)到接收端接收無線信號(hào)的過程中，無線電波的反射、折射等現(xiàn)象均可能使信號(hào)功率產(chǎn)生衰減。路徑損耗的多少與路徑的長短呈明顯的正相關(guān)性，也就是說路徑越長，損耗越大。如果環(huán)境因素是確定的，理論上是可以通過電磁理論計(jì)算確定路徑損耗模型。但是在通常的情況下，影響電磁波傳播因素很多，很難嚴(yán)格應(yīng)用電磁理論計(jì)算來確定路徑損耗模型[5]。

目前通常采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠韺β窂浇y(tǒng)計(jì)進(jìn)行描述，預(yù)測。通過對大量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整合，依據(jù)數(shù)據(jù)歸納得出路徑損耗的模型。相比電磁理論而言，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵罁?jù)大量歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)確真實(shí)，具有很強(qiáng)的參考價(jià)值，并且可以在模型中規(guī)避環(huán)境的因素，易于實(shí)現(xiàn)。依據(jù)此模型對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，輔助各個(gè)站點(diǎn)地點(diǎn)的選擇，具有實(shí)際的意義。

1.3.2 陰影衰落模型

陰影衰落表示無線信號(hào)在平均幾十個(gè)波長距離上的衰落特性，陰影衰落是由于電磁波在傳播過程中受到物體的阻擋，在阻擋后面的陰影區(qū)接收信號(hào)強(qiáng)度下降[6]而產(chǎn)生衰落。它是一種慢衰落，符合高斯分布，基本不受工作頻率的影響。陰影衰落是一個(gè)服從對數(shù)正太分布的隨機(jī)變量，均值為零，標(biāo)準(zhǔn)差為環(huán)境特征。

1.3.3 小尺度衰落模型

小尺度衰落主要是由于無線電波傳播過程中的反射、折射等造成的。無線電波在碰上例如地表、體積較大的物體之后產(chǎn)生折射或者反射等現(xiàn)象，經(jīng)折射、反射等產(chǎn)生的折射波或者反射波會(huì)從不同的方向到達(dá)信號(hào)接收器，導(dǎo)致電磁波會(huì)在接收器處互相疊加，疊加的方位以及作用不同會(huì)對無線電波的強(qiáng)弱造成影響，它也被稱為電磁波在傳播過程中的多徑效應(yīng)[7]。多徑效應(yīng)會(huì)在短時(shí)間或者短距離內(nèi)對信號(hào)造成影響，這個(gè)變化稱之為小尺度衰落。

瑞利分布、萊斯分布、Nakagami分布、韋伯分布和對數(shù)正態(tài)分布是常見的隨機(jī)過程的統(tǒng)計(jì)分布。通常采用隨機(jī)過程統(tǒng)計(jì)性地描述小尺度衰落。

2 基于線性回歸的WLAN切換算法

2.1 線性回歸簡介

線性回歸(linear regression)是一種應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的回歸分析方法，它能夠歸納出自變量和因變量之間相互依賴的定量關(guān)系，這種關(guān)系通過線性回歸方程來表示，其中自變量可以是一個(gè)也可以是多個(gè)[8]。

線性回歸中通常習(xí)慣用X=(x1,x2,…,xn)T∈Rn×p表示數(shù)據(jù)矩陣，其中xi∈Rp表示一個(gè)p維度長的數(shù)據(jù)樣本；Y=(y1,y2,…,yn)T∈Rn表示數(shù)據(jù)的預(yù)測值，這里只考慮每個(gè)樣本為一類的情況，線性回歸的模型如下：

其中:w0稱為截距，xi有p+1維度。

2.1.1 線性回歸的用途

線性回歸在數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)學(xué)等很多領(lǐng)域有很多實(shí)際用途，分為以下兩大類：

1)針對預(yù)測的場景，線性回歸可將訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合中y值和x的值歸納出一個(gè)模型，這個(gè)步驟稱之為擬合。在預(yù)測模型擬合成功之后，給出任意沒有匹配y值的x，都能夠計(jì)算出該x所對應(yīng)的預(yù)測y值。

2)給定單變量y和變量集合X={xi,x2,…,xj}，變量集合X中的每個(gè)值都與y有一定相關(guān)性，線性回歸分析把y與X中每個(gè)xj值得相關(guān)度進(jìn)行量化，進(jìn)而評(píng)估出與y相關(guān)度低的xj，并診斷xj之于y的冗余信息。

2.1.2 最小二乘法曲線擬合

最小二乘逼近是用來擬合回歸模型最主要的方法之一，最小二乘法(又稱最小平方法)是完成逼近的主要手段。它使用最小化誤差的平方和去完成輸入數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配。其具體方法是將計(jì)算得出的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，保證計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和為最小。

最小二乘法在多項(xiàng)式曲線或直線的擬合問題上都得到廣泛地應(yīng)用[9]。

2.2 漏泄同軸電纜信號(hào)場強(qiáng)覆蓋曲線擬合分析

筆者在廣州地鐵某線路采集大量信號(hào)強(qiáng)度值，以及其對應(yīng)的位置。該線路采用漏纜進(jìn)行信號(hào)覆蓋，平均每400 m布置一個(gè)AP。本文以距離連接AP的距離作為變量x，接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值為y值，分別對連接AP以及待連接AP的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行一次多項(xiàng)式擬合和二次多項(xiàng)式擬合，其結(jié)果摘錄如表1所示。

表1 已連接AP場強(qiáng)多項(xiàng)式擬合系數(shù)表

表2 待連接AP場強(qiáng)多項(xiàng)式擬合系數(shù)表

通過表1和表2可以看出，對于漏纜覆蓋的場景采用多項(xiàng)式擬合的方式對已連接AP和待連接AP的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行線性擬合所得到的相關(guān)系數(shù)R2相當(dāng)高，理論上R2越接近于1，線性擬合的方程就越貼合，超過0.8即可認(rèn)為擬合的程度比較優(yōu)秀。而在漏纜覆蓋的場景中，一次多項(xiàng)式擬合的就可以達(dá)到0.9以上，二次擬合的二次項(xiàng)系數(shù)非常小可以忽略不計(jì)。由此可以得出采用一次多項(xiàng)式擬合完全可以對漏纜覆蓋下AP信號(hào)強(qiáng)度離散值進(jìn)行線性回歸分析，采用線性回歸方式來預(yù)測下一時(shí)刻連接AP以及待連接AP的信號(hào)強(qiáng)度具有很高的可行性和可信度。

2.3 漏泄同軸電纜WLAN切換優(yōu)化算法研究

根據(jù)信號(hào)覆蓋的情況可以將兩個(gè)AP之間的區(qū)域劃分為3個(gè)區(qū)間，分別為“避免切換區(qū)間”、“理想切換區(qū)間”、“必須切換區(qū)間”，如圖4所示。

圖4 漏泄同軸電纜WLAN切換場景示意圖

1)以AP1向AP2切換這一場景分析，列車最初連接的AP1，并向AP2方向移動(dòng)。理論上以地鐵線路平均400 m分布為例，“避免切換區(qū)域”定義為AP1原點(diǎn)至267 m左右的區(qū)域，原因有3點(diǎn)：

1)列車在這個(gè)區(qū)域接收到AP1的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值在-50～-70 dBm左右，信號(hào)強(qiáng)度較好，能夠保持良好的通信質(zhì)量；

2)列車在距離AP1大概200 m以內(nèi)的位置，其接收到AP2信號(hào)強(qiáng)度比AP1信號(hào)強(qiáng)度低，如果切換到AP2其通信質(zhì)量會(huì)比保持與AP1連接的通信質(zhì)量差；

3)列車在距離AP1大概200～267 m附近的位置時(shí)，雖然接收到的AP2信號(hào)強(qiáng)度高于AP1信號(hào)強(qiáng)度，但是AP1和AP2的信號(hào)強(qiáng)度相差不多相差在10 dB以內(nèi)，再考慮到信號(hào)的衰落和波動(dòng)，這個(gè)區(qū)域內(nèi)列車容易發(fā)生乒乓切換；

“理想切換區(qū)域”指的是大概為267～333 m區(qū)域，原因有以下兩點(diǎn)：

1)在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，列車接收到的AP2信號(hào)強(qiáng)度好，列車在這個(gè)時(shí)段切換到AP2成功率較高，而且AP1和AP2之間的信號(hào)強(qiáng)度差異10 dB以上，不容易發(fā)生乒乓切換；

2)在切換前，由于列車連接的AP1信號(hào)強(qiáng)度還較強(qiáng)，所以通信質(zhì)量還保持在一個(gè)較好的水準(zhǔn)；

“必須切換區(qū)域”定義為333～400 m的位置，在這個(gè)區(qū)域切換也是可接受的，但是切換前的通信質(zhì)量已經(jīng)較差，丟包的概率變大，切換時(shí)機(jī)較晚。

傳統(tǒng)的切換算法根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)指標(biāo)RSSI(received signal strength indication接收的信號(hào)強(qiáng)度指示)的值作為主要參考，通過實(shí)時(shí)的掃描獲取AP的RSSI值，將當(dāng)前連接AP的RSSI值與預(yù)先設(shè)定的切換門限進(jìn)行比較，如果判斷當(dāng)前連接AP的RSSI值低于切換門限時(shí)，則開始之前章節(jié)所述的切換流程。顯然，傳統(tǒng)的WLAN切換算法能夠滿足一般的通信需求，但是這種算法忽略了信號(hào)衰落和隧道壁發(fā)射可能帶來的信號(hào)疊加，當(dāng)列車受到疊加信號(hào)影響并且信號(hào)波動(dòng)時(shí)，就可能導(dǎo)致列車在“避免切換區(qū)域”從實(shí)際情況更好的AP1切換到實(shí)際情況較差的AP2，而后當(dāng)信號(hào)再度恢復(fù)正常時(shí)，再次觸發(fā)切換條件，切換回AP1，形成乒乓切換造成不必要的丟包和通信延時(shí)。有些車載TRU的切換算法中為避免上述情況導(dǎo)致的乒乓切換，將待連接AP的RSSI值也加入判斷，判斷待連接AP的RSSI高于某一閾值時(shí)或者判斷連接AP與待連接AP之間RSSI的差值高于某一閾值時(shí)觸發(fā)切換，這樣的改進(jìn)在一定程度上會(huì)降低乒乓切換發(fā)生的概率，但是由于信號(hào)的波動(dòng)乒乓切換依然會(huì)時(shí)不時(shí)地發(fā)生。

本文考慮到地鐵環(huán)境中無線信號(hào)會(huì)發(fā)生衰落或疊加這樣的情況導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度隨機(jī)性強(qiáng)這一特點(diǎn)，針對依據(jù)連接AP和待連接AP隨機(jī)的實(shí)時(shí)信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值作為切換判決會(huì)造成大量乒乓切換這一弊端，采用線性回歸預(yù)測的方法，根據(jù)連接AP和待連接AP的歷史信號(hào)RSSI值和列車所在位置，在列車進(jìn)入“理想切換區(qū)域”時(shí)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度的曲線擬合，根據(jù)擬合曲線預(yù)測出下一時(shí)刻連接AP和待連接AP的信號(hào)RSSI值進(jìn)行切換判決觸發(fā)切換，以此杜絕了乒乓切換的發(fā)生，具體方法如下：

1)車載無線單元TRU與車載ATP保持200 ms周期的通信，獲取列車實(shí)時(shí)的位置;

2)車載無線單元TRU在通過主動(dòng)掃描的方式，每200 ms獲取連接AP和待連接AP的RSSI值；

3)記錄每個(gè)位置對應(yīng)的連接AP和待連接AP的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI值，組成預(yù)測的訓(xùn)練集合序列連接AP位置與RSSI值序列(Posi,Rssii)={(Pos1,Rssi1),(Pos2,Rssi2),...,(Posk,Rssik)}和待連接AP位置與RSSI值序列(Posj,Rssij)={(Pos1,Rssi1),(Pos2,Rssi2),...,(Posk,Rssik)}；

4)當(dāng)列車進(jìn)入“理想切換區(qū)域”時(shí)，根據(jù)記錄的位置與接收信號(hào)強(qiáng)度序列，用最小二乘法對連接AP和待連接AP進(jìn)行一次多項(xiàng)式擬合，根據(jù)擬合曲線計(jì)算出下一周期列車的接收到連接AP和待連接AP的RSSI值；

5)如果列車接收到的待連接AP的RSSI值與連接AP的RSSI值差值大于10 dB，則觸發(fā)切換，進(jìn)入切換流程。否則繼續(xù)補(bǔ)充記錄序列，并在下一個(gè)周期繼續(xù)判斷預(yù)測；算法流程如圖5所示。

圖5 基于線性預(yù)測的切換算法流程圖

3 仿真測試分析

仿真平臺(tái)采用與廣州某線路現(xiàn)場布置相同的AC-AP的結(jié)構(gòu)，仿真平臺(tái)采用真實(shí)線路無線覆蓋數(shù)據(jù)作為輸入，通過可編程衰減器使TRU接收連接AP和待連接AP的信號(hào)強(qiáng)度與現(xiàn)場相同，分別應(yīng)用傳統(tǒng)算法和本文提出基于線性回歸預(yù)測的切換算法進(jìn)行模擬仿真，仿真參數(shù)如表3所示。

表3 仿真參數(shù)表

本文使用真實(shí)線路場強(qiáng)覆蓋數(shù)據(jù)分別模擬了列車以30km/h、60km/h、90km/h的低中高速度在傳統(tǒng)算法和線性回歸預(yù)測算法下的切換場景，每種情況做100次仿真，仿真結(jié)果如表4所示。

表4 仿真結(jié)果表

通過仿真結(jié)果可以看出傳統(tǒng)的切換算法對于切換觸發(fā)的判決有很好的實(shí)時(shí)性，能夠及時(shí)地發(fā)起切換，基本能夠避免在“必須切換區(qū)域”內(nèi)才執(zhí)行切換。但是對于信號(hào)強(qiáng)度臨時(shí)突變應(yīng)對較差，當(dāng)車載TRU連接AP的信號(hào)強(qiáng)度突然變?nèi)鯐r(shí)就會(huì)觸發(fā)切換，導(dǎo)致在“避免切換區(qū)域”發(fā)生了切換，而在這“避免切換區(qū)域”發(fā)生的切換則進(jìn)而導(dǎo)致了乒乓切換。同時(shí)通過仿真可以得知車速對于傳統(tǒng)切換算法的切換判決有著較為明顯的影響，當(dāng)車速較慢時(shí)，車載TRU在兩個(gè)AP信號(hào)強(qiáng)度相差無幾的區(qū)域采樣點(diǎn)較多，此時(shí)車載TRU更容易發(fā)生乒乓切換；隨著車速的提高，車載TRU在兩個(gè)AP信號(hào)強(qiáng)度相差無幾的區(qū)域采樣點(diǎn)減少，在一定程度上規(guī)避了乒乓切換的發(fā)生。

基于線性回歸預(yù)測的切換算法由于將兩個(gè)AP的信號(hào)強(qiáng)度做了一次多項(xiàng)式擬合，因此兩個(gè)擬合曲線只可能存在一個(gè)交點(diǎn)，之后兩個(gè)AP信號(hào)強(qiáng)度的預(yù)測值之間的差距將會(huì)越來越大。這樣在車載TRU根據(jù)連接AP和待連接AP信號(hào)強(qiáng)度預(yù)測值進(jìn)行切換判決時(shí)，最多只會(huì)發(fā)生一次切換，杜絕了乒乓切換的可能。同時(shí)，根據(jù)仿真結(jié)果可以看出基于線性回歸預(yù)測的切換算法在適應(yīng)不同車速的穩(wěn)定性上具有很好的表現(xiàn)。僅僅是在列車高速行駛時(shí)，由于采樣點(diǎn)較少，曲線擬合的相關(guān)系數(shù)有所下降，導(dǎo)致了一次切換時(shí)機(jī)較晚。

綜上所述，本文提出的基于線性回歸預(yù)測的切換算法在穩(wěn)定性和抑制乒乓切換方面較之傳統(tǒng)算法有著很大的提升。

4 結(jié)束語

本文提出了基于線性回歸預(yù)測的WLAN切換算法，將回歸預(yù)測引用到切換判決中來，利用多項(xiàng)式擬合的方式將漏泄同軸電纜覆蓋的地鐵環(huán)境下多變的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行線性回歸，并根據(jù)線性的預(yù)測值進(jìn)行切換判決。提高了穩(wěn)定性和抑制乒乓切換的能力。本文將廣州地鐵某線路的信號(hào)場強(qiáng)數(shù)據(jù)作為輸入進(jìn)行仿真，結(jié)果表明基于線性回歸預(yù)測的WLAN切換算法較之傳統(tǒng)算法有著明顯的優(yōu)越性，采用基于線性回歸預(yù)測的WLAN切換算法能夠提升CBTC中車體無線通信系統(tǒng)的可用性。