[发明专利]轨旁AP与车载SA的跳频通信方法

说明书

本发明公开了轨旁AP与车载SA的跳频通信方法，包括：为每个轨旁AP和每个车载SA分别增加一个无线信道监测单元；所述轨旁AP和所述车载SA各自的无线信道监测单元监测跳频信道，实时维护跳频频率集。本发明解决使用常规跳频系统作为通信技术的轨旁AP和车载SA丢通信断通信的问题。

技术领域

本发明涉及轨道交通通信领域，尤其涉及轨旁AP(无线接入设备)与车载SA(车载电台)的跳频通信方法。

背景技术

目前，国内轨道交通还有很多地铁线路采用的是基于常规跳频技术的无线通信系统。常规跳频系统采用的是2.4G跳频信号系统。轨旁AP采用的是跳频技术，每个跳频信号带宽为1M，跳频时长为64ms/f。车载SA采用全频带宽带通信。目前的地铁载客运营环境中，通信环境复杂。从已有的信号干扰分析报告可以得出，来自以下几方面的干扰会对轨旁AP与车载SA的通信造成影响。一方面是地铁车站附件的外部WIFI设备，其设备数量和信号强度持续存在，且较为稳定的分布在几个常规跳频信号的传输信道中；另一方面，来自乘客自带设备的移动热点等，这些设备的信号强度和持续时间都会对轨旁AP会产生较强的干扰。所以，当前采用的跳频技术在通信环境复杂的情况下，会产生较高的误码率以及丢包率，甚至会导致通信中断，影响车地之间的接口信息，使其不能及时交互，继而影响到地铁运营。被干扰时误码率高导致通信质量变差；被干扰时传输时延增大导致丢通信率增加；抗干扰能力较弱导致断通信次数增加。

发明内容

本发明的目的在于提供轨旁AP与车载SA的跳频通信方法，解决使用常规跳频系统作为通信技术的轨旁AP和车载SA丢通信断通信的问题。

实现上述目的的技术方案是：

轨旁AP与车载SA的跳频通信方法，包括：

为每个轨旁AP和每个车载SA分别增加一个无线信道监测单元(WCMU)；

所述轨旁AP和所述车载SA各自的无线信道监测单元监测跳频信道，实时维护跳频频率集。

优选的，所述轨旁AP在跳频频率集中选择频率发送信号，所述车载SA采用全频段接收数据；

所述车载SA在跳频频率集中选择频率发送信号，所述轨旁AP在对应频率的跳频点接收信号。

优选的，所述轨旁AP和所述车载SA各自的无线信道监测单元监测跳频信道，指：通过比较实际接收功率和用FFT估计法估计的接收功率之间的差值作为信道质量好坏的判断标准，差值越大说明信道质量越差，干扰越大。

优选的，实时维护跳频频率集，包括：

无线信道监测单元发现某一跳频频率的跳频点被干扰时，就该跳频频率从当前的跳频频率集中移除，将该跳频频率放入备用频率集中；如果后续检测到跳频频率的跳频点上的干扰消失，将跳频频率从备用频率集中移除，并重新添加到跳频频率集中。

优选的，比较实际接收功率和用FFT估计法估计的接收功率之间的差值，包括：

无线信道监测单元采用FFT估计法计算接收功率序列P_k⁽ⁱ⁾＝α_kP_t+n_k⁽ⁱ⁾，i＝1，2，……，M；其中，P_k表示第k个跳频频点的接收功率，k＝1,2,…,N-1；n_k⁽ⁱ⁾表示噪声功率序列；α_k表示信道的功率衰减因子；P_t是已知发送功率，轨旁PA和车载SA发送的信号是P_t的恒包络正弦信号；

计算实际接收功率的估计值

计算功率衰减因子

计算差值其中，P表示接收功率序列中的当前接收功率