本发明涉及轨道交通通信技术领域，特别是指一种城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法、系统。
背景技术：
传统的城市轨道交通CBTC车地通信系统工作在2.4GHz频段，该频段为多用户共用的免授权频段，干扰严重。2015年，工业和信息化部颁布《关于重新发布1785-1805MHz频段无线接入系统频率使用事宜的通知》(信部无函[2015]65号)，1.8GHz频段可作为城市轨道交通CBTC车地通信的工作频段，该频段为授权频段，电磁环境状况较好，但邻频干扰仍无法避免。当发生信号干扰时，将导致车地通信延时，甚至车地通信失败，进一步将引起列车降速或紧急制动，影响乘客的生命财产安全。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法、系统，结合授权频段与免授权频段的优势，有效提高城市轨道交通CBTC车地通信系统的抗干扰性能，提高城市轨道交通运行的安全性。
基于上述目的，本发明提供了一种城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统包括：设置有第一车载终端的第一列车、与所述第一车载终端当前通信的第一无线接入点；
所述方法包括：
所述第一车载终端实时检测在用频段的信号电平值，当所述在用信道的信号电平值低于预设门限值时，对比所述在用频段与备用频段的通信质量，若所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量，则将所述在用频段切换为所述备用频段，并向所述第一无线接入点发送频段切换信息；
所述第一无线接入点根据所述频段切换信息，将所述在用频段切换为所述备用频段。
在一些实施方式中，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统还包括：设置有第二车载终端的第二列车、与所述第一无线接入点相邻的且与所述第二车载终端当前通信的第二无线接入点；所述第二列车为所述第一列车的后续列车；所述第一无线接入点、第二无线接入点通过核心网进行通信；
所述方法还包括：
所述第一无线接入点通过所述核心网向与所述第二无线接入点发送所述频段切换信息；
所述第二无线接入点将所述频段切换信息发送至所述第二车载终端；
所述第二车载终端检测到进入所述第一无线接入点的覆盖范围时，根据所述频段切换信息，将所述在用频段切换为所述备用频段。
在一些实施方式中，所述第二无线接入点将所述频段切换信息发送至第二列车上的第二车载终端之后，还包括：
所述第二车载终端对比所述在用频段与备用频段的通信质量，若所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量，则在进入所述第一无线接入点的覆盖范围时，将所述在用频段切换为所述备用频段；若所述在用频段的通信质量高于所述备用频段的通信质量，则保持所述在用频段，并向所述第一无线接入点发送所述频段切换信息。
在一些实施方式中，所述对比所述在用频段与备用频段的通信质量，包括：
对比所述在用频段的信号电平值与所述备用频段的信号电平值，若所述备用频段的信号电平值较高，则判定所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量；若所述在用频段的信号电平值较高，则判定所述在用频段的通信质量高于所述备用频段的通信质量。
在一些实施方式中，所述在用频段为2.4GHz频段，所述备用频段为1.8GHz频段；或，所述在用频段为1.8GHz频段，所述备用频段为2.4GHz频段。
另一方面，本发明还提供了一种城市轨道交通CBTC车地通信系统，包括：设置在第一列车上的第一车载终端、与所述第一车载终端当前通信的第一无线接入点；
所述第一车载终端，用于实时检测在用频段的信号电平值，当所述在用信道的信号电平值低于预设门限值时，对比所述在用频段与备用频段的通信质量，若所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量，则将所述在用频段切换为所述备用频段，并向所述第一无线接入点发送频段切换信息；
所述第一无线接入点，用于根据所述频段切换信息，将所述在用频段切换为所述备用频段。
在一些实施方式中，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统还包括：设置在第二列车上的第二车载终端、与所述第一无线接入点相邻的且与所述第二车载终端当前通信的第二无线接入点；所述第二列车为所述第一列车的后续列车；所述第一无线接入点、第二无线接入点通过核心网进行通信；
所述第一无线接入点，还用于通过所述核心网向所述第二无线接入点发送所述频段切换信息；
所述第二无线接入点，用于将所述频段切换信息发送至所述第二车载终端；
所述第二车载终端，用于检测到进入所述第一无线接入点的覆盖范围时，根据所述频段切换信息，将所述在用频段切换为所述备用频段。
在一些实施方式中，所述第二车载终端，还用于对比所述在用频段与备用频段的通信质量，若所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量，则在进入所述第一无线接入点的覆盖范围时，将所述在用频段切换为所述备用频段；若所述在用频段的通信质量高于所述备用频段的通信质量，则保持所述在用频段，并向所述第一无线接入点发送所述频段切换信息。
在一些实施方式中，所述第一车载终端，具体用于对比所述在用频段的信号电平值与所述备用频段的信号电平值，若所述备用频段的信号电平值较高，则判定所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量；若所述在用频段的信号电平值较高，则判定所述在用频段的通信质量高于所述备用频段的通信质量。
在一些实施方式中，所述在用频段为2.4GHz频段，所述备用频段为1.8GHz频段；或，所述在用频段为1.8GHz频段，所述备用频段为2.4GHz频段。
从上面所述可以看出，本发明提供的城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法、系统，为提高城市轨道交通CBTC车地传输系统抗干扰性能，考虑到工作在单一频段的CBTC车地传输系统易受干扰的问题，提出一种频段的切换方案，将免授权频段和授权频段互作备份，在CBTC信号在用信道受到干扰时，切换到备份频段，充分利用授权频段与免授权频段的优势，提高CBTC系统的抗干扰性能，降低了因CBTC车地通信失败而引起的列车降速和紧急制动等情况发生的概率，提高了城市轨道交通运行的安全性，进一步保障人民群众出行的生命财产安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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为本发明实施例的城市轨道交通CBTC车地通信系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法流程图；
图3为本发明一个可选实施例的频段切换方法流程图；
图4为本发明另一可选实施例的频段切换方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明实施例提供了一种城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法。参考图1，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统包括：设置有第一车载终端101的第一列车1、与第一车载终端101当前通信的第一无线接入点010。
本实施例中，第一列车1当前使用进行通信的频段为在用频段；之外，还设置有备用频段。第一列车1上的第一车载终端101能够根据使用的频段的通信质量，将使用的频段在在用频段和备用频段之间进行切换。其中，在用频段和备用频段，可以选用2.4GHz(免授权频段)或1.8GHz(授权频段)；即当在用频段为2.4GHz频段时，备用频段为1.8GHz频段；而当在用频段为1.8GHz频段时，备用频段为2.4GHz频段。
参考图1和图2，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法，包括以下步骤：
步骤201、第一车载终端101实时检测在用频段的信号电平值，当在用信道的信号电平值低于预设门限值时，对比在用频段与备用频段的通信质量，若在用频段的通信质量低于备用频段的通信质量，则将在用频段切换为备用频段，并向第一无线接入点010发送频段切换信息。
本步骤中，当第一车载终端101检测到当在用信道的信号电平值低于预设门限值时，判定当前存在干扰且该干扰将会影响正常通信，则将在用频段切换为备用频段，同时向第一无线接入点010发送频段切换信息。频段切换信息用于触发无线接入点或车载终端进行频段切换。
当比较在用频段与备用频段的通信质量时，具体通过信号电平值的大小比较实现，具体包括：对比在用频段的信号电平值与备用频段的信号电平值，若备用频段的信号电平值较高，则判定在用频段的通信质量低于备用频段的通信质量；若在用频段的信号电平值较高，则判定在用频段的通信质量高于备用频段的通信质量。
步骤202、第一无线接入点010根据频段切换信息，将所述在用频段切换为所述备用频段。
本步骤中，第一无线接入点010根据所述频段切换信息，将频段切换至备用频段后，第一车载终端101即能够通过备用频段在第一无线接入点010所覆盖的范围内与其进行通信。
可见，本实施例的频段切换方法，根据实时检测的通信质量，相应的进行频段切换，结合授权频段与免授权频段的优势，有效提高城市轨道交通CBTC车地通信系统的抗干扰性能，提高城市轨道交通运行的安全性。
在本实施例中，频段切换基于车载终端的自适应检测。显然，在一些实施方式中，频段切换过程也可以基于操作人员的指令，即实现人工控制的频段切换。
在一个可选的实施例中，参考图1，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统还包括：设置有第二车载终端201的第二列车2、与第一无线接入点010相邻的且与第二车载终端201当前通信的第二无线接入点020。其中，第二列车2为第一列车1的后续列车，即以列车的行驶方向来看，第一列车1在前，第二列车2在后。第一无线接入点010、第二无线接入点020通过核心网进行通信；即在进行通信时，第一无线接入点010首先将信息上传至核心网，核心网再将信息下发至第二无线接入点020。
参考图1和图3，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法，在前述实施例的步骤202之后，还包括以下步骤：
步骤301、第一无线接入点010通过核心网向第二无线接入点020发送频段切换信息；
步骤302、第二无线接入点020将频段切换信息发送至二车载终端201；
步骤303、第二车载终端201检测到进入第一无线接入点010的覆盖范围时，根据频段切换信息，将在用频段切换为备用频段。
可见，本实施例的频段切换方法，当在前的第一列车1成功完成频段切换后，通过第一无线接入点010将频段切换信息发送给相邻的第二无线接入点020。在后的第二列车2根据频段切换信息，能够在进入第一无线接入点010的覆盖范围时，立即完成频段切换，有效的降低了切换延迟。
在一个可选的实施例中，参考图1和图4，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统的频段切换方法，在前述实施例的步骤302之后，还包括以下步骤：
步骤401、第二车载终端201对比在用频段与备用频段的通信质量，若在用频段的通信质量低于备用频段的通信质量，则在进入第一无线接入点010的覆盖范围时，将在用频段切换为备用频段；若在用频段的通信质量高于备用频段的通信质量，则保持在用频段，并向第一无线接入点010发送频段切换信息。
可见，本实施例的频段切换方法，当第二车载终端201接收到频段切换信息后，进一步对比在用频段与备用频段的通信质量，仅在备用频段的通信质量更好时，才进行频段切换，这能够保证第二列车2一直处于通信质量更好的频段内进行通信。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种城市轨道交通CBTC车地通信系统，包括：设置在第一列车上的第一车载终端、与所述第一车载终端当前通信的第一无线接入点；
所述第一车载终端，用于实时检测在用频段的信号电平值，当所述在用信道的信号电平值低于预设门限值时，对比所述在用频段与备用频段的通信质量，若所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量，则将所述在用频段切换为所述备用频段，并向所述第一无线接入点发送频段切换信息；
所述第一无线接入点，用于根据所述频段切换信息，将所述在用频段切换为所述备用频段。
其中，所述第一车载终端，具体用于对比所述在用频段的信号电平值与所述备用频段的信号电平值，若所述备用频段的信号电平值较高，则判定所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量；若所述在用频段的信号电平值较高，则判定所述在用频段的通信质量高于所述备用频段的通信质量。
其中，所述在用频段为2.4GHz频段，所述备用频段为1.8GHz频段；或，所述在用频段为1.8GHz频段，所述备用频段为2.4GHz频段。
在一个可选的实施例中，所述城市轨道交通CBTC车地通信系统还包括：设置在第二列车上的第二车载终端、与所述第一无线接入点相邻的且与所述第二车载终端当前通信的第二无线接入点；所述第二列车为所述第一列车的后续列车；所述第一无线接入点、第二无线接入点通过核心网进行通信；
所述第一无线接入点，还用于通过所述核心网向所述第二无线接入点发送所述频段切换信息；
所述第二无线接入点，用于将所述频段切换信息发送至所述第二车载终端；
所述第二车载终端，用于检测到进入所述第一无线接入点的覆盖范围时，根据所述频段切换信息，将所述在用频段切换为所述备用频段。
进一步的，所述第二车载终端，还用于对比所述在用频段与备用频段的通信质量，若所述在用频段的通信质量低于所述备用频段的通信质量，则在进入所述第一无线接入点的覆盖范围时，将所述在用频段切换为所述备用频段；若所述在用频段的通信质量高于所述备用频段的通信质量，则保持所述在用频段，并向所述第一无线接入点发送所述频段切换信息。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。