高速移動(dòng)下的終端切換技術(shù)專利分析

張巖子

【摘要】 在高速移動(dòng)環(huán)境下，利用移動(dòng)終端進(jìn)行通話業(yè)務(wù)或者大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)會(huì)頻繁出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此，高速鐵路移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)切換已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的普遍性問(wèn)題。本文分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)高速移動(dòng)下的終端切換的專利申請(qǐng)情況，從申請(qǐng)的年度分布、申請(qǐng)人等方面進(jìn)行分析，在上述分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出相關(guān)專利技術(shù)的一些規(guī)律，為我國(guó)高速移動(dòng)下的終端切換技術(shù)的發(fā)展提供信息參考。

【關(guān)鍵詞】 高速移動(dòng) 終端切換 專利分析

一、引言

自2007年中國(guó)鐵路第六次提速以來(lái)，我國(guó)逐步進(jìn)入了高速鐵路時(shí)代。

在高速移動(dòng)環(huán)境中，一個(gè)移動(dòng)終端通過(guò)基站下面的軟切換區(qū)時(shí)，可能只有幾十毫秒的時(shí)間，在如此短的時(shí)間內(nèi)，移動(dòng)終端當(dāng)前連接的小區(qū)信號(hào)衰減很快，很可能不能及時(shí)接入另外一個(gè)小區(qū)，此時(shí)，利用移動(dòng)終端進(jìn)行通話業(yè)務(wù)或者大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)就會(huì)頻繁出現(xiàn)錯(cuò)誤，其原因是現(xiàn)有的軟切換過(guò)程中移動(dòng)終端從測(cè)量結(jié)果報(bào)告到與另一個(gè)小區(qū)建立無(wú)線連接一般需要200～700毫秒，所花費(fèi)時(shí)間比高鐵通過(guò)軟切換區(qū)時(shí)間還要多。

另外移動(dòng)終端在高速環(huán)境中進(jìn)行大數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，切換的延遲會(huì)造成大量數(shù)據(jù)包，導(dǎo)致無(wú)線視頻或數(shù)據(jù)流斷斷續(xù)續(xù)，系統(tǒng)吞吐量大大降低。

因此，如何在高速移動(dòng)情況下提供良好的通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是當(dāng)前的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn)。

由于高速場(chǎng)景下切換具有速度快、線路固定等明顯特點(diǎn)，在高速移動(dòng)下的終端切換技術(shù)的發(fā)展大致和鏈型鄰區(qū)切換，提前預(yù)切換，移動(dòng)中繼[1]，分布式基站或天線[2]等技術(shù)相關(guān)，且由GSM-R[3]逐漸向LTE-R演進(jìn)，并產(chǎn)生了相應(yīng)的專利技術(shù)。

二、高速移動(dòng)下的終端切換技術(shù)的專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)

為了研究相關(guān)專利技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)按時(shí)間序列進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

2.1歷年專利申請(qǐng)量分布

從歷年專利申請(qǐng)量來(lái)看，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)際的專利申請(qǐng)都經(jīng)歷了波浪式上升的發(fā)展過(guò)程。

2004年之前，中國(guó)專利申請(qǐng)的總量較低，增速緩慢，上漲趨勢(shì)不明顯，這與當(dāng)時(shí)中國(guó)鐵路建設(shè)處于起步階段密切相關(guān)，該時(shí)期處于技術(shù)引入階段；

2005年，國(guó)務(wù)院通過(guò)了《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，這促使鐵路的通信能力必須滿足國(guó)民和社會(huì)發(fā)展需要，故2005-2010年，中國(guó)專利申請(qǐng)量具有明顯的上漲趨勢(shì)，這一時(shí)期的特點(diǎn)是年申請(qǐng)量穩(wěn)定，鐵路通信技術(shù)進(jìn)入一段技術(shù)成熟期；

從2011年開始，申請(qǐng)量又開始呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這是由于國(guó)家出臺(tái)了《“十二五”綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》，高鐵建設(shè)將全面啟動(dòng)，高鐵通信的需求將大規(guī)模增長(zhǎng)。

2.2專利申請(qǐng)人分布

高速移動(dòng)下的終端切換技術(shù)的國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)量排名前四的公司依次是NEC，高通，三星，愛(ài)立信，即日本、美國(guó)、韓國(guó)幾大公司的申請(qǐng)量排名較靠前；緊隨其后的是以華為、中興為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)，這也與高速鐵路在各國(guó)的發(fā)展時(shí)間相吻合。

可見，雖然中國(guó)高速鐵路的建設(shè)起步較晚，但對(duì)于在鐵路運(yùn)營(yíng)中的通信技術(shù)的研究勢(shì)頭迅猛，相信隨著高鐵不斷滲入百姓的生活，民眾對(duì)于高鐵通信需求的日益增長(zhǎng)，將會(huì)更加促進(jìn)我國(guó)在高鐵通信方面的發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UIC）已經(jīng)著手討論GSM-R 的演進(jìn)，并確定了GSM 體制向LTE 過(guò)渡的基本演進(jìn)策略和步驟。基于LTE 開發(fā)的高速通信切換技術(shù)，必須符合GSM-R向LTE-R的演進(jìn)方向。

并且，隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)于高速移動(dòng)情形下的通信要求越來(lái)越高，作為通信質(zhì)量的重要象征，我們看到：高速移動(dòng)場(chǎng)景下需要不斷的優(yōu)化切換技術(shù)以滿足消費(fèi)者的不同需求。

而國(guó)外的研發(fā)能力雖然仍占據(jù)較大優(yōu)勢(shì)，但是隨著國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)的日漸崛起和強(qiáng)大的城市鐵路建設(shè)能力，相信在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域?qū)?huì)釋放出更大的能量。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Hongxia Zhao. Handoff for Wireless Networks with Mobile Relay Stations. Wireless Communications and Networking Conference （WCNC）. 28-31 March 2011.

[2] Chongzhe Yang. An On-vehicle Dual-antenna Handover Scheme for I-Tigh-Speed Railway Distributed Antenna System. Wireless Communications Networking and Mobile Computing （WiCOM）. 23-25 Sept 2010.

[3] 鐘章隊(duì)等編著鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM-R）應(yīng)用基礎(chǔ)理論清華大學(xué)出版社2009.