一種基於cr實現小區切換的方法、裝置及系統的製作方法
2023-09-20 08:43:00
專利名稱：一種基於cr實現小區切換的方法、裝置及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及認知無線電技術，特別涉及一種實現小區切換的方法、裝置及系統。
背景技術：
無線頻譜資源作為一種寶貴的自然資源，是確定而有限的。隨著無線通信技術的發展，日益增長的寬帶無線通信需求與有限的頻譜資源之間的矛盾日趨明顯。目前，通過技術改進，雖然可以在一定程度上提高頻譜資源的利用率，但依然無法滿足系統對於頻譜資源的需求。從信號傳播特性來看，低頻段的頻譜資源具有高頻段的頻譜資源無法比擬的優勢。在現有的頻譜資源中，優質的頻譜資源(如，低頻段的無線通信頻譜)已經被大量劃分，剩餘的頻譜資源非常有限，而已被劃分的頻譜資源的使用率非常低，很多已經分配給現有無線系統的頻譜資源在時間和空間上存在不同程度的閒置，這主要是由現有的頻譜管理和分配政策決定的，即頻譜資源分配方式相對固定，無法快速自適應的根據需求調整。面對這一問題，CR(Cognitive Radio，認知無線電)技術逐漸受到人們的關注，所謂CR技術，即是在不對頻譜資源的授權用戶或其他非授權用戶產生有害幹擾的前提下，認知用戶通過擇機(opportunistic)的方式接入授權用戶頻段或非授權頻段；或者採用公共資源池的方式，使多個系統可以共享頻譜，以提高頻譜利用效率。認知無線電技術的出現， 為解決頻譜資源不足、實現頻譜動態管理及提高頻譜利用率提供了強有力的技術支撐。各種CR技術都具備以下兩個基本特徵認知能力和重配置能力，認知能力使CR能夠從其工作的無線環境中捕獲或者感知相關頻譜使用信息，從而可以標識特定時域，頻域和空間域的頻譜空洞，並選擇最適當的工作頻段和工作參數。其中包括三個主要的步驟頻譜感知、頻譜分析和頻譜判決。重配置能力使得認知設備可以根據無線環境動態編程，從而允許認知設備採用不同的無線傳輸技術傳輸數據。可重配置的參數包括工作頻率、調製方式、發射功率和底層、上層通信協議等。以TV空白頻段為例，非授權無線設備採用CR技術可以通過天線和接收機檢測低於某個門限的授權系統信號，從而判決出TV頻道是否正在被使用。一般的，對頻譜感知的靈敏度要求要比授權業務的接收機靈敏度要求高。頻譜感知功能要檢查每個頻帶，並找到那些檢測信號強度低於門限的可用頻帶(也就是頻譜空洞)。與普通的接收機不同，頻譜感知只需要判斷出某個頻帶內是否有信號存在而不用對接收到的信號進行解碼。基於以上現有技術背景介紹，在移動通信系統中如果要利用CR技術與廣播系統共享700MHz頻段，使得廣播頻段在利用率低下的現狀下能夠將空閒頻譜用於移動通信系統，從而提升移動通信系統的效率和覆蓋，並且同時保證不影響廣播系統的正常工作，就需要設計與現有系統兼容的且具備認知功能的技術，利用頻譜感知和頻譜避讓技術來實現移動通信系統中的CR功能。然而，現有的移動通信系統(例如，LTE系統)，是基於預先部署的穩定的授權頻段設計的，沒有考慮到系統的工作頻段是認知的不穩定的非授權頻段時的各種需求。因此，沒有設計適合的方案來實現以下場景當移動通信系統(如，LTE系統)部署在認知頻段(非授權頻段)時，根據要求需要儘量保證對授權用戶的通信不產生影響，在檢測到授權用戶出現時，移動通信系統需要快速的退出認知頻段，選擇新的頻段建立小區，在此過程中還要將用戶快速切換到新建立的小區，保證用戶的服務連續性。因此，如果在認知頻段部署的移動通信系統和終端完全按照現有設計方案進行工作，將不能滿足CR技術的性能指標要求。
發明內容
本發明實施例提供一種基於CR實現小區切換的方法、裝置及系統，用以在移動通信系統部署在認知頻段時，避免用戶終端對認知頻段上的授權用戶造成幹擾。本發明實施例提供的具體技術方案如下一種基於CR實現小區切換的方法，包括認知基站進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果；所述認知基站根據所述頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據頻譜檢測結果確定目標工作頻點；所述認知基站採用RRC連接重配置消息，將所述目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，指示UE由所述當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。一種基於CR實現小區切換的方法，包括UE通過認知頻段接收網絡側發送的RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點；所述UE根據所述RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。一種基於CR實現小區切換的裝置，包括檢測單元，用於進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果；確定單元，用於根據所述頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據頻譜檢測結果確定目標工作頻點；通信單元，用於採用RRC連接重配置消息，將所述目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，指示UE由所述當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。一種基於CR實現小區切換的裝置，包括通信單元，用於通過認知頻段接收網絡側發送的RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點；切換單元，用於根據所述RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。一種基於CR實現小區切換的系統，包括認知基站，用於進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果，並在根據所述頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據頻譜檢測結果確定目標工作頻點，以及採用無線資源控制RRC連接重配置消息，將所述目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，指示UE由所述當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區；UE，用於通過認知頻段接收網絡側發送的RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點，並根據所述RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。
本發明實施例中，認知基站確定當前小區的工作頻點上接入授權用戶時，通過RRC 連接重配置消息，將基於頻譜檢測結果確定的目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，令 UE可以迅速準確地退出當前小區，並切換至使用目標工作頻點的目標小區，從而有效避免了 UE對授權用戶的幹擾，保證了系統的服務連續性，滿足了移動通信系統採用CR技術時的性能指示要求，提高了系統的服務質量。
圖1為本發明實施例中部署在認知頻段的移動通信系統體系架構圖；圖2為本發明實施例中認知基站功能結構圖；圖3為本發明實施例中UE功能結構圖；圖4為本發明實施例中認知基站指示UE進行小區切換流程圖；圖5為本發明實施例中UE根據認知基站的指示進行小區切換流程圖。
具體實施例方式當移動通信系統部署在認知頻段時，為了避免UE (用戶終端)對認知頻段上的授權用戶造成幹擾，本發明實施例中，當授權用戶出現在UE當前使用的工作頻點時，具有認知功能的基站(以下稱為認知基站)需要令UE迅速退出當前使用的工作頻點，並將UE切換至新的工作頻點，具體為認知基站進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果，並在根據頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據該頻譜檢測結果確定目標工作頻點，以及採用RRC連接重配置消息，將目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，指示UE由當前小區切換到使用上述目標工作頻點的目標小區。相應地，UE通過認知頻段接收網絡側發送的RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點，以及根據該RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用上述目標工作頻點的目標小區。上述目標工作頻點既可以是在認知頻段上選取的頻點，也可以是在非認知頻段上選取的頻點，在此並不對候選工作頻點的工作頻段加以限制，只要能協助UE迅速退出其在認知頻段上當前使用的工作頻點，避免對授權用戶造成幹擾即可。下面結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細說明。參閱圖1所示，本發明實施例中，部署在認知頻段的移動通信系統內，包括若干認知基站和UE，其中，認知基站，用於進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果，並在根據頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據頻譜檢測結果確定目標工作頻點， 以及採用RRC連接重配置消息，將目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，指示UE由當前小區切換到使用上述目標工作頻點的目標小區；UE，用於通過認知頻段接收網絡側發送的RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點，並根據接收的RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用上述目標工作頻點的目標小區。參閱圖2所示，本發明實施例中，認知基站包括檢測單元20、確定單元21和通信單元22，其中檢測單元20，用於進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果；確定單元21，用於根據獲得的頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據該頻譜檢測結果確定目標工作頻點；通信單元22，用於採用RRC連接重配置消息，將確定的目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，指示UE由當前小區切換到使用上述目標工作頻點的目標小區。參閱圖3所示，本發明實施例中，UE包括通信單元30和切換單元31，其中，通信單元30，用於通過認知頻段接收網絡側發送的RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點；切換單元31，用於根據接收的RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用目標工作頻點的目標小區。參閱圖4所示，本發明實施例中，認知基站指示UE進行小區切換的詳細流程如下步驟400 認知基站進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果。本實施例中，認知基站進步頻譜檢測時，可以採用周期式檢測，也可以採用非周期式檢測，具體的檢測模式可以由管理人員根據應用環境自行設定，在此不再贅述。在進步頻譜檢測時，認知基站通常檢測UE當前使用的工作頻點上是否有授權用戶接入。例如，將移動通信系統部署在TV頻段時，認知基站在UE當前使用的工作頻點上測試到廣播電視信號開始發送時，確認授權用戶開始接入。進一步地，在進步頻譜檢測時，認知基站還會檢測除了 UE當前使用的工作頻點之夕卜，在認知頻段或/和非認知頻段上存在的其他的可用頻點，從而確定可用的工作頻點以及可用的帶寬。實際應用中，認知基站維護一個預設的可用頻點列表，並按照指定的優先級順序逐個檢測上述列表中包含的可用頻點是否可用，可用頻點即可以位於認知頻段，也可以位於非認知頻段。步驟410 認知基站根據獲得的頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據頻譜檢測結果確定目標工作頻點。例如，認知基站確定UE所在的當前小區使用的工作頻點上出現授權用戶時，根據頻譜檢測結果在可用頻點列表中選取一個性能較佳的可用頻點作為目標工作頻點(如，按照預設的優先級順序，選擇優先級最高的頻點作為目標工作頻點)；並將該目標工作頻點作為MobilityControlInfo (移動性控制信息)發往UE ；這樣，可以令UE在獲得的目標工作頻點上建立新的目標小區，並由當前小區切換至目標小區。進一步地，上述移動性控制信息中還需要包含與目標工作頻點對應的工作帶寬、 目標小區的ID等信息。步驟420 認知基站採用RRC連接重配置消息，即 RRCConnectionReconfiguration，將目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，指示UE由當前小區切換到使用目標工作頻點的目標小區。本發明實施例中，由於UE使用的當前小區和切換後使用的目標小區歸屬於同一認知基站，那麼，UE按照當前小區的上下行同步參數收發信號就可以自然地和目標小區保持同步，因此，認知基站在通知UE目標工作頻點時，可以在攜帶目標工作頻點的MobilityControlInfo中包含一些用於指示UE是否需要調整同步參數的信息；當然，也可以採用MobilityControlInfo將上行定時參數調整信息直接發送給UE。另一方面， UE新建立的目標小區和使用的當前小區，除了工作頻點和工作帶寬有所變化外，其他的配置可以均維持不變，因此，認知基站發送的RRC連接重配置消息中的MeasConfig， DedicatedInfoNAS, RadioResourceConfigDedicated, SecurityConfigHO 等信息均可以省略，可以令UE在目標小區中沿用在當前小區中的相應配置。基於上述實施例，由於UE當前使用的工作頻點上接入的授權用戶，可能會對UE的信號接收和信號發送造成強烈幹擾，那麼，如果UE的上行信號受到幹擾而無法正常發送， 認知基站發送的RRC連接重配置消息後，可能無法正確接收UE發送的確認消息，從而造成 RRC連接重配置消息不能正確的完成傳輸，因此，較佳的，可以將網絡側和終端側的RRC連接重配置消息的RLC(Radic) Link Control，無線鏈路控制)服務接入點設置為TM或者UM， 即不需要UE的確認。在上述實施例中，認知基站向UE發送RRC連接重配置消息後，可以立即停止在當前小區使用的工作頻點上的信號收發，切換至新建的目標小區使用目標工作頻點上進行信號收發；或者，在授權用戶對UE造成強幹擾的情況下，為了保證UE正確接收認知基站發送的MobilityControlInfo，認知基站也可以在設定時間段內重複發送RRC連接重配置消息， 並在發送完畢後，停止在當前小區使用的工作頻點上的信號收發，切換至新建的目標小區使用的目標工作頻點上進行信號收發，較佳的，採用後一種方式時，應選取較低的調製編碼速率發重複發送RRC連接重配置消息，以避免對授權用戶造成幹擾。進一步地，採用上述後一種方式向UE重複發送RRC連接重配置消息的過程中， 認知基站也可以在當前小區使用的工作頻點上(例如，上行子幀或/和上行頻段內) 對UE的特徵信號進行檢測，確定不存在UE的特徵信號時，認為UE已經正確接收到了 MobilityControlInfo，從而無需等到設定時間段結束，而直接停止在當前小區使用的工作頻點上的信號收發，切換至新建的目標小區使用的目標工作頻點上進行信號收發過程，這樣，有效加快了切換效率。例如，若UE沒有正確接收MobilityControlInfo，則先前配置的SRS (探參考信號)信號仍然會在當前小區使用的工作頻點上正常發送，如果UE的上行信號仍然可以正常的收發，則基站可以根據UE發送的確認消息確定是否所有的UE都已經正確接收了 RRC連接重配置消息；認知基站切換至目標工作頻點後，在目標工作頻點上建立的目標小區內為UE分配上行資源，並將該上行資源通過下行控制信令通知UE,以及在該上行資源上接收到UE發送的RRC重配置完成消息時，確認小區切換流程結束，可以恢復與UE之間的業務傳輸。與上述實施例相對應地，參閱圖5所示，本發明實施例中，UE根據認知基站的指示進行小區切換的詳細流程如下步驟500 部署在認識頻段的UE接收認知基站發送的RRC連接重配置消息，該RRC 連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點。實際應用中，UE接收的RRC連接重配置消息中還可以進一步攜帶與目標工作頻點對應的工作帶寬、目標小區的ID等信息，用於配合UE完成到目標小區的切換過程。步驟510 :UE根據接收的RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用上述目標工作頻點的目標小區。實際應用中，UE接收到至少攜帶目標工作頻點的目標小區時，即獲知本UE當前使用的工作頻點上存在接入的授權用戶，那麼，便根據RRC連接重配置消息，由當前小區切換到所述目標小區。接著，UE在目標工作頻點上新建的目標小區內接收認知基站分配的上行資源，如， 時間資源和頻率資源，(此時認知基站也切換至目標工作頻點)，並通過分配到的上行資源向認知基站發送RRC重配置完成消息，以通知認知基站小區切換流程完畢，可以恢復業務傳輸。較佳的，本發明實施例提供的技術方案適用於LTE系統、而其他其他使用認知頻段工作的移動通信系統和終端也可以沿用，如，TD-SCDMA系統，WiMAX系統，CDMA2000系統和WCDMA系統等等，只需根據實際應用環境在流程上作出適當調整即可，在此不再贅述。本發明實施例中，認知基站確定當前小區的工作頻點上接入授權用戶時，通過RRC 連接重配置消息，將基於頻譜檢測結果確定的目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，令 UE可以迅速準確地退出當前小區，並切換至使用目標工作頻點的目標小區，從而有效避免了 UE對授權用戶的幹擾，保證了系統的服務連續性，滿足了移動通信系統採用CR技術時的性能指示要求，提高了系統的服務質量。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種基於認知無線電CR實現小區切換的方法，其特徵在於，包括認知基站進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果；所述認知基站根據所述頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據頻譜檢測結果確定目標工作頻點；所述認知基站採用無線資源控制RRC連接重配置消息，將所述目標工作頻點發往駐留在當前小區的用戶終端UE，指示UE由所述當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述認知基站向UE發送RRC連接重配置消息後，立即停止在當前小區使用的工作頻點上的信號收發，切換至所述目標小區使用的目標工作頻點進行信號收發；或者所述認知基站在設定時間段內重複發送RRC連接重配置消息，並在發送完畢或者確定當前小區使用的工作頻點上不存在UE的特徵信號時，停止在當前小區使用的工作頻點上的信號收發，切換至所述目標小區使用的目標工作頻點進行信號收發。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述認知基站切換至所述目標小區使用的目標工作頻點進行信號收發，包括在所述目標工作頻點上為所述UE分配上行資源，並在接收到UE發送的RRC重配置完成消息時，確認小區切換完畢。
4.一種基於認知無線電CR實現小區切換的方法，其特徵在於，包括用戶終端UE通過認知頻段接收網絡側發送的無線資源控制RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點信息；所述UE根據所述RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述UE在所述目標小區使用的目標工作頻點上接收網絡側發送的上行資源分配，並向網絡側發送RRC重配置完成消息，以通知網絡側小區切換流程完畢。
6.一種基於認知無線電CR實現小區切換的裝置，其特徵在於，包括檢測單元，用於進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果；確定單元，用於根據所述頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據頻譜檢測結果確定目標工作頻點；通信單元，用於採用無線資源控制RRC連接重配置消息，將所述目標工作頻點發往駐留在當前小區的用戶終端UE，指示UE由所述當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述通信單元向UE發送RRC連接重配置消息後，立即停止在當前小區使用的工作頻點上的信號收發，切換至所述目標小區使用的目標工作頻點進行信號收發；或者所述通信單元在設定時間段內重複發送RRC連接重配置消息，並在發送完畢或者確定當前小區使用的工作頻點上不存在UE的特徵信號時，停止在當前小區使用的工作頻點上的信號收發，切換至所述目標小區使用的目標工作頻點進行信號收發。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述通信單元切換至所述目標小區使用的目標工作頻點進行信號收發，包括在所述目標工作頻點上為所述UE分配上行資源，並在接收到UE發送的RRC重配置完成消息時，確認小區切換完畢。
9.一種基於認知無線電CR實現小區切換的裝置，其特徵在於，包括通信單元，用於通過認知頻段接收網絡側發送的無線資源控制RRC連接重配置消息， 該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點；切換單元，用於根據所述RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述通信單元在所述目標小區使用的目標工作頻點上接收網絡側分配的上行資源，並向網絡側發送RRC重配置完成消息，以通知網絡側小區切換流程完畢。
11.一種基於認知無線電CR實現小區切換的系統，其特徵在於，包括認知基站，用於進步頻譜檢測，獲得頻譜檢測結果，並在根據所述頻譜檢測結果確定當前小區使用的工作頻點上存在接入的授權用戶時，根據頻譜檢測結果確定目標工作頻點， 以及採用無線資源控制RRC連接重配置消息，將所述目標工作頻點發往駐留在當前小區的用戶終端UE，指示UE由所述當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區；UE，用於通過認知頻段接收網絡側發送的RRC連接重配置消息，該RRC連接重配置消息中至少攜帶目標工作頻點，並根據所述RRC連接重配置消息，由當前小區切換到使用所述目標工作頻點的目標小區。
全文摘要
本發明涉及通信領域，公開了一種基於CR實現小區切換的方法、裝置及系統，該方法為認知基站確定當前小區的工作頻點上接入授權用戶時，通過RRC連接重配置消息，將基於頻譜檢測結果確定的目標工作頻點發往駐留在當前小區的UE，令UE可以迅速準確地退出當前小區，並切換至使用目標工作頻點的目標小區，從而有效避免了UE對授權用戶的幹擾，保證了系統的服務連續性，滿足了移動通信系統採用CR技術時的性能指示要求，提高了系統的服務質量。本發明同時公開了相應的裝置及系統。
文檔編號H04W36/04GK102457863SQ20101051724
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月15日 優先權日2010年10月15日
發明者楊宇, 潘學明, 王立波, 白文嶺, 肖國軍, 胡金玲, 蔣成鋼, 高秋彬 申請人:電信科學技術研究院