[发明专利]一种基于认知无线电系统的频谱切换方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，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。

背景技术

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（Cognitive Radio，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。

在实现本发明的过程中，发明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（Radio Resource Control，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。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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。

本发明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；