一种基于认知无线电系统的频谱切换方法和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种基于认知无线电系统的频谱切换方法和设备，该方法包括：在频谱切换之前，基站设备与终端设备在源工作频点上维持上行同步；当基站设备在目标工作频点恢复小区后，判断自身与终端设备之间是否维持上行同步；如果是，在目标工作频点上为终端设备分配上行资源，并在目标工作频点上将分配的上行资源发送给终端设备；其中，上行资源用于使终端设备发送用于指示终端设备已经成功完成频谱切换过程的频谱切换完成消息。本发明专利技术实施例中，在频谱切换过程中省略随机接入过程，避免CR系统频谱切换过程中的随机接入冲突，降低CR系统的频谱切换失败概率与业务中断时间，提高CR系统的用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于认知无线电系统的频谱切换方法和设备
本专利技术涉及通信
，尤其是涉及一种基于认知无线电系统的频谱切换方法和设备。
技术介绍
无线电通信频谱是一种宝贵的自然资源，随着无线通信技术的飞快发展，频谱资源贫乏的问题日益严重，为了缓解频谱资源紧张的现状，相关部门和机构对无线通信频谱进行了监测和研究，发现某些频段（如电视频段）在大多数时间内并未使用或者在大多数地域内并未使用，而某些频段则出现了多系统多用户同时竞争的情况，即频谱资源的使用存在不均衡现象。CR（CognitiveRadio，认知无线电）的概念正是在这种背景下产生的，其基本思想是：在不对授权系统造成干扰的前提下，CR系统可通过监测当前无线环境的变化来动态机会式地接入空白频段进行通信；在CR系统机会式接入授权系统的空白频谱时，其前提是保护授权系统业务不受到CR系统的有害干扰，这就要求：（1）CR系统具有确定空白频谱的能力，即准确判断出授权系统频段的空白频谱；（2）CR系统具有频谱切换能力，即在发现授权系统在当前使用的空白频谱（源工作频点）上重新出现或当前使用的空白频谱质量不满足CR系统的业务质量要求时，CR系统能及时退出当前使用的空白频谱。如图1所示，为CR系统中的频谱切换实现流程图，通过该实现流程，可保证CR系统业务的连续性；具体的，CR系统在频谱切换时，可在退出源工作频点之后，将整个CR系统切换到其他的空白频谱（目标工作频点）上恢复业务。现有技术中，频谱切换过程是基于静态的授权频段设计，且针对不同小区间的切换场景，切换的终端设备数目一般较少，其基本过程是：基站设备向终端设备发送频谱切换命令，通知终端设备目标工作频点及其无线资源配置；终端设备在收到频谱切换命令后，离开源工作频点，搜索目标工作频点，并在搜索到目标频点后执行目标工作频点上的随机接入，通过随机接入过程完成与基站设备的上行同步，并向基站设备发送频谱切换完成消息。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：CR系统的频谱切换过程中，需要将整个小区内所有RRC（RadioResourceControl，无线资源控制）连接态的终端设备切换到目标工作频点上，其RRC连接态的终端设备很多（可以在1200个以上），因此采用现有的频谱切换方式，会导致大量的终端设备集中在短时间内在目标工作频点上执行竞争随机接入过程，导致较高的随机接入失败概率与随机接入延迟，从而导致较高的频谱切换失败概率与较高的业务中断时间，影响CR系统的用户体验。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于认知无线电系统的频谱切换方法和设备，以降低频谱切换失败概率和业务中断时间，提高CR系统的用户体验。为了达到上述目的，本专利技术实施例提供一种基于认知无线电系统的频谱切换方法，在频谱切换之前，基站设备与终端设备在源工作频点上维持上行同步；该方法包括：当所述基站设备在目标工作频点恢复小区之后，所述基站设备判断自身与所述终端设备之间是否维持上行同步；如果是，则所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配上行资源，并在目标工作频点上将分配的所述上行资源发送给所述终端设备；其中，所述上行资源用于使所述终端设备发送用于指示所述终端设备已经成功完成频谱切换过程的频谱切换完成消息。本专利技术实施例提供一种基于认知无线电系统的频谱切换方法，在频谱切换之前，终端设备与基站设备在源工作频点上维持上行同步；该方法包括：当所述终端设备搜索到目标工作频点之后，所述终端设备判断自身与所述基站设备之间是否维持上行同步；如果维持上行同步，则所述终端设备检测是否接收到所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配的上行资源，所述上行资源用于使所述终端设备发送频谱切换完成消息；如果在目标工作频点上收到上行资源，则所述终端设备利用所述上行资源向所述基站设备发送用于指示所述终端设备已成功完成频谱切换过程的频谱切换完成消息。本专利技术实施例提供一种基站设备，包括：管理模块，用于在频谱切换之前，维护基站设备与终端设备在源工作频点上维持上行同步；判断模块，用于在目标工作频点恢复小区之后，判断所述基站设备与所述终端设备之间是否维持上行同步；分配模块，用于当判断结果为是时，在目标工作频点上为所述终端设备分配上行资源，其中，所述上行资源用于使所述终端设备发送用于指示所述终端设备已经成功完成频谱切换过程的频谱切换完成消息；发送模块，用于在目标工作频点上将分配的所述上行资源发送给所述终端设备。本专利技术实施例提供一种终端设备，包括：管理模块，用于在频谱切换之前，维护终端设备与基站设备在源工作频点上维持上行同步；判断模块，用于在搜索到目标工作频点之后，判断终端设备与所述基站设备之间是否维持上行同步；检测模块，用于当判断结果为维持上行同步时，检测是否接收到所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配的上行资源，所述上行资源用于使所述终端设备发送频谱切换完成消息；发送模块，用于当检测结果为在目标工作频点上收到上行资源时，则利用所述上行资源向所述基站设备发送用于指示所述终端设备已成功完成频谱切换过程的频谱切换完成消息。与现有技术相比，本专利技术实施例至少具有以下优点：本专利技术实施例中，在频谱切换过程中，基站设备可以在目标工作频点上主动为终端设备分配上行资源，触发该终端设备发送频谱切换完成消息，从而在频谱切换过程中省略了随机接入过程，避免CR系统频谱切换过程中的随机接入冲突，继而降低了CR系统的频谱切换失败概率与业务中断时间，提高了CR系统的用户体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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是现有技术中CR系统中的频谱切换实现流程图；图2是本专利技术实施例一提供的一种基于认知无线电系统的频谱切换方法流程示意图；图3是本专利技术实施例二提供的一种基于认知无线电系统的频谱切换方法流程示意图；图4是本专利技术实施例三提供的一种基于认知无线电系统的频谱切换方法流程示意图；图5是本专利技术实施例四提供的一种基于认知无线电系统的频谱切换方法流程示意图；图6是本专利技术实施例五提供的一种基站设备的结构示意图；图7是本专利技术实施例六提供的一种终端设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术实施例一提供一种基于认知无线电系统的频谱切换方法，该方法的应用场景包括但不限于：采用CR技术的LTE（LongTermEvolution，长期演进）、TD-SCDMA（TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess，时分同步码分多址）、WCDMA（WidebandCodeDivisionMultipleAccess，宽带码分多址）、CDMA（CodeDivisionMultipleAccess，又称码分多址）-2000等无线通信系统；如图2所示，该方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于认知无线电系统的频谱切换方法，其特征在于，在频谱切换之前，基站设备与终端设备在源工作频点上维持上行同步；该方法包括：当所述基站设备在目标工作频点恢复小区之后，所述基站设备判断自身与所述终端设备之间是否维持上行同步；如果是，则所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配上行资源，并在目标工作频点上将分配的所述上行资源发送给所述终端设备；其中，所述上行资源用于使所述终端设备发送用于指示所述终端设备已经成功完成频谱切换过程的频谱切换完成消息。

【技术特征摘要】
1.一种基于认知无线电系统的频谱切换方法，其特征在于，在频谱切换之前，基站设备与终端设备在源工作频点上维持上行同步；该方法包括：当所述基站设备在目标工作频点恢复小区之后，所述基站设备判断自身与所述终端设备之间是否维持上行同步；如果是，则所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配上行资源，并在目标工作频点上将分配的所述上行资源发送给所述终端设备；其中，所述上行资源用于使所述终端设备发送用于指示所述终端设备已经成功完成频谱切换过程的频谱切换完成消息；所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配上行发送方式，并在目标工作频点上将分配的所述上行发送方式发送给所述终端设备。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：当源工作频点上授权用户重新出现或者源工作频点的信道质量下降时，所述基站设备生成频谱切换命令，并将所述频谱切换命令发送给所述终端设备，且所述频谱切换命令中至少包含目标工作频点和/或无线资源配置信息，以及，所述基站设备与所述终端设备之间是否维持上行同步的指示信息。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站设备判断自身与所述终端设备之间是否维持上行同步，包括：所述基站设备判断所述终端设备发送频谱切换完成消息的时刻距离最近一次发送定时调整命令的时刻之间的时间长度是否未超过指定时间门限，且目标工作频点与源工作频点的中心频率间隔是否未超过指定频率门限；如果是，则所述基站设备确定自身与所述终端设备之间维持上行同步；如果否，则所述基站设备确定自身与所述终端设备之间未维持上行同步。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配上行资源，包括：所述基站设备将认知无线电系统内的各终端设备进行资源优先级排序，并按照各终端设备的资源优先级顺序为所述终端设备分配上行资源；其中，终端设备的资源优先级越高，所述终端设备分配的上行资源在时间上越靠前。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站设备将认知无线电系统内的各终端设备进行资源优先级排序，包括：所述基站设备按照终端类型和终端承载业务类型将认知无线电系统内的各终端设备进行资源优先级排序；其中，终端类型等级越高，则终端设备的资源优先级越高；且在同等终端类型等级的情况下，终端承载业务类型的业务优先级越高，则终端设备的资源优先级越高；或者，所述基站设备按照终端设备与所述基站设备之间的距离将认知无线电系统内的各终端设备进行资源优先级排序；其中，终端设备距离所述基站设备越近，则终端设备的资源优先级越高。6.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配上行资源，包括：所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备多次分配上行资源，一直到所述基站设备接收到所述终端设备发送的频谱切换完成消息或者达到上行资源的最大分配次数。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站设备在目标工作频点上将分配的所述上行资源发送给所述终端设备，包括：在长期演进LTE系统中，所述基站设备在目标工作频点上通过物理下行控制信道PDCCH将所述上行资源发送给所述终端设备。8.一种基于认知无线电系统的频谱切换方法，其特征在于，在频谱切换之前，终端设备与基站设备在源工作频点上维持上行同步；该方法包括：当所述终端设备搜索到目标工作频点之后，所述终端设备判断自身与所述基站设备之间是否维持上行同步；如果维持上行同步，则所述终端设备检测是否接收到所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配的上行资源，所述上行资源用于使所述终端设备发送频谱切换完成消息；如果在目标工作频点上收到上行资源，则所述终端设备利用所述上行资源向所述基站设备发送用于指示所述终端设备已成功完成频谱切换过程的频谱切换完成消息；所述终端设备检测是否接收到所述基站设备在目标工作频点上为所述终端设备分配的上行发送方式，如果在目标工作频点上收到上行发送方式，则利用所述上行资源和上行发送方式向所述基站设备发送频谱切换完成消息。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述终端设备判断自身与所述基站设备之间是否维持上行同步，包括：所述终端设备判断当前时刻或者自身发送频谱切换完成消息的时刻距离最近一次进行上行定时同步点调整的时刻之间的时间长度是否未超过指定时间门限，且目标工作频点与源工作频点的中心频率间隔是否未超过指定频率门限；如果是，则所述终端设备确定自身与所述基站设备之间维持上行同步；如果否，则所述终端设备确定自身与所述基站设备之间未维持上行同步。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述终端设备判断自身与所述基站设备之间是否维持上行同步，包括：所述终端设备接收来自所述基站设备的频谱切换命令，所述频谱切换命令中携带所述基站设备与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：白文岭，彭莹，李媛媛，蒋成钢，杨宇，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：