[发明专利]一种认知无线电系统中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，特别涉及一种认知无线电系统中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，相关的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的现象。

认知无线电（Cognitive Radio，CR）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，认知无线电系统可以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。

当认知无线电系统机会式接入授权系统的空白频谱时，前提是保护授权系统业务不受到CR系统的有害干扰。

对于这样的保护，需要满足以下要求。

（1）认知无线电系统准确判断出授权系统频段的空白频谱的能力。

（2）频谱切换，即CR系统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，CR系统及时退出当前使用的空白频谱。

为了保证CR系统的业务连续性，CR系统在频谱切换时，应在退出源工作频点后，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。

目前，认知无线电系统中频谱切换方法的流程示意图如图1所示。

在基站侧，基站在源工作频点向终端发送频谱切换命令，通知终端停止在源工作频点的收发，然后，在新频点（目标工作频点）恢复小区。在终端侧，终端收到频谱切换命令后，离开源工作频点，与目标工作频点进行下行同步，并向目标工作频点发送公共随机接入前导（Preamble），然后，终端接收目标工作频点返回的随机接入响应，其中包括下行资源分配和TAC（Timing Advanced Command，定时提前命令）。终端向目标工作频点发送频谱切换完成的确认，完成频谱切换处理。

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：

现有的频谱切换过程基于静态的授权频段设计，针对不同小区间的切换情景，切换用户数目一般较少。

然而，认知无线电系统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UE（User Equipment，用户设备，即终端）切换到目标工作频点上，一般小区内的RRC连接态的终端很多，例如5M以上的TD（Time Division，时分双工）-LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统可以支持的RRC连接态用户数目一般在1200个以上。

采用现有的频谱切换方法，将导致大量的终端集中在短时间在目标工作频点上执行竞争随机接入过程，会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，以及较高的CR系统终端业务中断时间，影响CR系统的用户体验。

发明内容

本发明实施例提供一种认知无线电系统中的频谱切换方法和设备，以解决现有的CR系统频谱切换过程可能导致随机接入冲突的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种认知无线电系统中的频谱切换方法，包括：

当认知无线电系统中的基站决策需要执行频谱切换过程时，所述基站通过频谱切换命令，将目标工作频点上的专用随机接入资源信息通知给所述认知无线电系统中的终端；

所述基站在源工作频点释放当前小区，并在所述目标工作频点恢复小区；

所述基站与所述终端通过所述专用随机接入资源信息所对应的资源，在所述目标工作频点上执行非竞争随机接入过程；

当所述非竞争随机接入过程完成后，所述基站接收所述终端发送的频谱切换完成消息。 

另一方面，本发明实施例还提供了一种基站，应用于认知无线电系统中，包括：

决策模块，用于根据当前情况，决策是否需要执行频谱切换过程；

发送模块，用于在所述决策模块决策需要执行频谱切换过程时，通过频谱切换命令，将目标工作频点上的专用随机接入资源信息通知给所述认知无线电系统中的终端；

处理模块，用于在源工作频点释放当前小区，并在所述目标工作频点恢复小区，进而与所述终端通过所述专用随机接入资源信息所对应的资源，在所述目标工作频点上执行非竞争随机接入过程；

接收模块，用于在所述处理模块完成所述非竞争随机接入过程后，接收所述终端发送的频谱切换完成消息。