[发明专利]CBTC无线通信系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CBTC（基于无线通信的列车自动控制系统，Communication Based Train Control System）无线通信系统及方法。

背景技术

现有的城市轨道交通信号系统主要采用DSSS（直序列扩展频，Direct Sequence Spread Spectrum）直接序列扩频进行车地通信，DSSS直接序列扩频通过利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。其特点是通信带宽较大，但由于载波频率固定，且无线功率密度较低，容易受到各种无线信号干扰而造成车地通信丢失。

另一方面，现有AP（无线接入点，Access Point）的设置没有一个明确的标准，而AP间距设置过小容易导致在列车高速运行状态下AP漫游切换频繁而影响通信稳定，而AP间距设置过大则达不到冗余覆盖的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术容易受到干扰且不稳定或冗余覆盖不达标的缺陷，提供一种信号更稳定冗余覆盖更好且不易受干扰的CBTC无线通信系统及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种CBTC无线通信系统，其特点在于，其包括有一AP访问模块，所述AP访问模块包括有一AP信号搜索模块、一AP通信模块、一第一AP信号强度判断模块、一第二AP信号强度判断模块和一AP通信重连模块；

所述AP信号搜索模块用于搜索AP的信号；

所述AP通信模块用于连接所述AP信号搜索模块搜索到的信号强度最强的AP；

所述第一AP信号强度判断模块用于判断连接中的AP的信号强度是否低于一第一设定值，所述第一设定值的取值范围为-67dBm～-63dBm，若是则调用所述AP信号搜索模块进行一次搜索，若否则重复调用所述第一AP信号强度判断模块；

所述第二AP信号强度判断模块用于判断所述一次搜索中所得信号强度最强的AP的信号强度是否高于一第二设定值，所述第二设定值的取值范围为-64dBm～-60dBm，若是则调用所述AP通信重连模块，若否则调用所述第一AP信号强度判断模块；

所述AP通信重连模块用于断开CBTC的车载无线电台与所述连接中的AP的连接，并与所述一次搜索中所得信号强度最强的AP进行连接后，调用第一AP信号强度判断模块。

较佳的，所述CBTC无线通信系统还包括有一抗干扰模块，所述抗干扰模块包括有一伪随机跳跃模块、一通信通道占用判断模块、一错误数据包判断模块和一重发模块；

所述伪随机跳跃模块用于以一第一时长为间隔，将作为通信通道的频段的中心频点在2.4GHz～2.4835GHz范围内以至少6Mhz为跨度进行伪随机跳跃；

所述通信通道占用判断模块用于在所述伪随机跳跃模块运行的同时判断当前通信通道是否被占用，若是则调用所述错误数据包判断模块，若否则重复调用所述通信通道占用判断模块；

所述错误数据包判断模块用于判断是否发送/接收有至少一错误数据包，若是则调用所述重发模块，若否则调用所述通信通道占用判断模块；

所述重发模块用于重新发送/接收所述错误数据包后调用所述通信通道占用判断模块。

较佳的，AP的部署间距为250m～150m。此处，在地下筒状隧道的直线段，单个定向天线的覆盖范围达到500米以上。考虑到AP的冗余覆盖需求，地下隧道或地面高架段的直线部分相邻AP部署间距应控制在250米以内；另外，由于频繁的AP漫游切换不利于通信稳定，反而到导致切换过程中丢包率上升，故列车最高时速在160km/h的情况下，AP部署间距不应小于150米。

较佳的，AP的部署间距为200m～160m。此处，弯道、上下坡等特殊地形段，根据转弯半径应将间距控制在160～200米。

较佳的，所述CBTC无线通信系统还包括有两条电源线路；

将AP沿线路进行编号，并将奇数编号的AP和偶数编号的AP分别与所述两条电源线路电连接。

这样一来，即使是有一条电源线路故障而导致部分AP使用不能的情况下，还能保证有通信能力。

较佳的，在列车的两头分别设置一用于接收正前方和正后方AP的无线信号的定向天线。

此处使用定向天线可以使得列车忽略来自车厢内部及站台区域的干扰。

本发明还提供一种CBTC无线通信方法，其特点在于，其包括有一AP的访问方法，所述无线访问节点的访问方法包括有以下步骤：

S1、搜索AP的信号；