CN102196452B - 一种频率切换方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种频率切换方法，包括以下步骤：网络侧设备将备用空闲频点的信息发送给终端，并当所述网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点，并将工作频率切换到所述备用空闲频点。本发明实施例中，当终端在受到授权信号干扰时，增强了网频率切换的可靠性，节省切换信令开销。

Description

一种频率切换方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种频率切换方法和设备。

背景技术

无线通信技术的飞速发展，使得有限的频谱资源变得越来越紧张。为了有效的利用频谱资源，提出了认知无线电（Cognitive Radio）的概念，该认知无线电的核心思想是使无线通信设备具有发现并合理利用频谱空洞的能力，使具有认知功能的无线通信设备能够按照某种伺机的方式工作在已授权的频段内。

具体的，当前频谱感知技术的研究主要集中在无线局域网中，而无线蜂窝通信系统不同于一般的无线局域网或者小型接入网络，无线蜂窝通信系统需要考虑小区间的切换，以及在不同地区间甚至不同国家间漫游的情况。

现有技术中，提出了一种基于己有蜂窝通信信令实现频谱空洞有效利用的方法。在基站和终端己有蜂窝通信方式的原有信令中，增加用以配置认知通信方式的频点、带宽以及感知到的频谱空洞的信令消息等，而基站根据感知结果决定认知通信方式（包括频率、带宽及频谱空洞信息的通信工作参数），并通过已有蜂窝通信方式的信令及时通知终端。当终端得到信令信息后，根据生效时间配置其认知的通信方式。另外，基站间交互频谱感知的结果，且终端将频谱感知信息通过已有蜂窝通信方式的信令汇报给基站。

另外，现有技术中还提出了一种切换移动台和基站之间通信频率的方法。当移动台在小区边界需要切换时，该移动台测量相邻不同频点基站的通信质量，并将通信质量信息反馈到基站控制装置，而基站控制装置基于通信质量执行频率切换的判决。当移动台利用从基站控制装置接收到的PCR（物理信道重配置）作为触发信号，来激活不同频率监视功能以维持通信质量水平，使得过程进行到不同频率监视模式，并切换通信频率。

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：

在基于己有蜂窝通信信令实现频谱空洞有效利用的方法中，虽然能够在无线蜂窝通信系统中有效地采用认知无线电技术，充分利用频谱空洞资源，并减小对授权用户的可能冲突。但是，该方案并没有考虑到感知无线电蜂窝通信网的工作频点切换具体方法，也没有涉及终端在受到授权信号干扰而无法及时获得频点切换信令消息的情况下进行频点切换的方法，而且该方案必须修改已有蜂窝通信协议。

在切换移动台和基站之间通信频率的方法中，该方案主要是针对CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）系统，主要场景为终端在异频小区间的频率切换，而基站本身不需要改变工作频率；没有考虑到感知无线电蜂窝通信网频率切换时，终端和基站都需要切换工作频率的情况；没有考虑到终端和基站都切换工作频率时的具体交互过程；也没有考虑到在感知无线电蜂窝通信网中，终端可能受到授权信号干扰无法正确接收切换消息的情况。

发明内容

本发明实施例提供一种频率切换方法和设备，以实现感知无线电蜂窝通信网中，基站和终端切换工作频率的过程。

为了达到上述目的，本发明实施例提出了一种频率切换方法，包括以下步骤：

网络侧设备将备用空闲频点的信息发送给终端，并当所述网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点，并将工作频率切换到所述备用空闲频点；

其中，所述网络侧设备将备用空闲频点的信息发送给终端，具体为：所述网络侧设备在系统广播消息中周期性的向各终端广播所述备用空闲频点的信息；

所述网络侧设备指示所述终端切换到所述备用空闲频点，包括：

所述网络侧设备通过专有控制信道分别向各连接态终端发送切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；

所述网络侧设备向各终端发送系统广播消息，其中携带用于指示终端转换工作频率到备用空闲频点的载频转换指示信息。

本发明实施例还提出了一种网络侧设备，包括：

发送模块，用于将备用空闲频点的信息发送给终端，并当检测到当前工作频点中有授权信号时，指示终端切换到所述备用空闲频点；

处理模块，用于将工作频率切换到所述备用空闲频点；

其中，所述发送模块具体用于，通过系统广播消息中周期性的向各终端广播所述备用空闲频点的信息；

并通过专有控制信道分别向各连接态终端发送切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；以及向各终端发送系统广播消息，其中携带用于指示终端转换工作频率到备用空闲频点的载频转换指示信息。

本发明实施例还提出了一种终端，包括：

接收模块，用于接收来自网络侧设备的备用空闲频点的信息，并当网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，接收所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点的指示信息；

判断模块，用于当网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，判断接收模块是否能够接收到所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点的指示信息；

处理模块，用于当所述判断模块的判断结果为是时，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程；

所述接收模块具体用于，接收所述网络侧设备通过系统广播消息中周期性的向各终端广播的所述备用空闲频点的信息；

以及接收所述网络侧设备通过专有控制信道分别向各连接态终端发送的切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；

以及接收所述网络侧设备向各终端发送的系统广播消息，其中携带用于指示终端转换工作频率到备用空闲频点的载频转换指示信息。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

通过利用蜂窝通信信令实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端切换工作频率，并保持正常通信；当终端在受到授权信号干扰时，增强了感知无线电蜂窝通信网频率切换的可靠性，减少了系统频率切换后重新建立通信的时间；而且能够在不修改现有蜂窝通信协议下实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端同时切换工作频率；进一步的，在修改现有蜂窝通信协议下，也能够实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端同时切换工作频率，且能进一步提高感知无线电蜂窝通信网频率切换的可靠性，减少系统频率切换后重新建立通信的时间。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一中提出的一种频率切换方法流程图；

图2是本发明实施例二中提出的一种频率切换方法流程图；

图3是本发明实施例三中位于网络侧的频率切换方法流程图；

图4是本发明实施例三中位于终端侧的频率切换方法流程图；

图5是本发明实施例四中位于网络侧的频率切换方法流程图；

图6是本发明实施例四中位于终端侧的频率切换方法流程图；

图7是对应本发明实施例二中具体应用场景下频率切换方法流程图；

图8是对应本发明实施例三中具体应用场景下频率切换方法流程图；

图9是对应本发明实施例四中具体应用场景下频率切换方法流程图；

图10是本发明实施例中提出的一种网络侧设备结构图；

图11是本发明实施例中提出的一种终端结构图；

图12是本发明实施例中提出的另一种网络侧设备结构图；

图13是本发明实施例中提出的另一种终端结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

如图1所示，本发明实施例中提出了一种频率切换方法，包括以下步骤：

步骤101，当网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，所述网络侧设备通过专有控制信道向终端发送用于指示终端切换到备用空闲频点的切换消息，其中携带需要切换到的备用空闲频点的信息。

步骤102，所述网络侧设备将工作频率切换到所述备用空闲频点。

需要注意的是，所述网络侧设备发送所述切换消息之前还包括：所述网络侧设备获取各个备用空闲频点的优先级，并根据各个备用空闲频点的优先级选择出备用空闲频点；所述切换消息中携带的备用空闲频点的信息为所述网络侧设备根据各个备用空闲频点的优先级所选择出的备用空闲频点的信息；所述网络侧设备切换到的备用空闲频点为所述网络侧设备根据各个备用空闲频点的优先级所选择出的备用空闲频点。

所述网络侧设备发送所述切换消息之后还包括：如果所述终端接收到所述切换消息，则根据所述切换消息执行到所述备用空闲频点的切换过程；如果所述终端未接收到所述切换消息，则当所述网络侧设备切换到所述备用空闲频点后，所述终端在经历无线链路失败过程后，发起有存储信息的小区选择过程。

上述过程中，所述切换消息中还携带有专有接入资源信息和空口配置信息。所述备用空闲频点的信息包括频点的载频信息、带宽信息。

本发明实施例中，在感知无线电蜂窝通信系统工作时，位于感知无线电蜂窝通信系统的网络侧设备需要进行如下处理：

（1）需要检测当前工作频点中是否有授权信号，如果检测到当前工作频点中有授权信号，则为了避免对授权信号的干扰，网络侧需要关闭感知无线电蜂窝通信信号在当前频点上的发送。

（2）需要检测在当前工作频点之外，是否有其它频点可用（即是否有其它频点未被占用）。

具体的，如果在一段时间内没有检测到某频点被授权信号占用，则网络侧设备需要将该频点作为备用空闲频点。其中，网络侧设备可以维护多个备用空闲频点，根据预设的周期对每个备用空闲频点检测授权信号是否存在，并根据检测结果确定各个备用空闲频点的优先级（例如，优先级可以按照备用空闲频点的空闲概率从大到小排序），然后按照优先级对所有备用空闲频点进行排序，选取优先级最优（例如，优先级最高）的备用空闲频点作为第一备用空闲频点。当然，实际应用中，也可以根据需要选择其他优先级的备用空闲频点作为第一备用空闲频点（例如，选择优先级次优的备用空闲频点作为第一备用空闲频点），本发明实施例中不再赘述。

进一步的，如果在第一备用空闲频点检测到授权信号，则需要进一步将其余备用空闲频点中优先级最高的一个备用空闲频点作为新的第一备用空闲频点。

本发明实施例中，如果在当前频点上检测到授权信号并关闭通信信号发送时，需要将工作频点切换到第一备用空闲频点上继续工作，以完成感知无线电蜂窝通信系统频率切换过程。

另外，为了保证将工作频点切换到第一备用空闲频点后，网络侧设备和终端能够快速建立RRC（Radio Resource Control，无线资源控制协议）连接，网络侧设备在频率切换之前，需要保存每个连接态终端的状态信息（例如，数据包序列号、缓冲区状态等）以及上下文信息。而当切换频点之后，一旦完成物理层连接，则由网络侧设备保存的连接态终端的状态信息和上下文信息，即可以立即恢复各个终端的RRC连接。

基于上述情况，本发明实施例二中提供一种频率切换方法，该方法应用于无线电蜂窝通信系统，当然，该方法还可以应用在其他系统或网络中，本发明实施例中不再详加赘述。本实施例中，是基于已有信令协议的频率切换方法，位于网络侧的设备包括但不限于基站、RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）等，本发明实施例中以基站为例进行说明，实际应用中所有位于网络侧的设备均在本发明保护范围之内。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201，如果在当前频点上检测到授权信号后，基站生成每一个连接态终端的专有切换消息。其中，该专有切换消息用于指示终端切换到备用空闲频点，并至少携带了需要切换到的备用空闲频点的信息，该备用空闲频点的信息包括频点的载频信息、带宽信息。

在无线电蜂窝通信系统中，基站需要检测当前工作频点上是否有授权信号，如果当前频点上检测到授权信号，则需要执行本发明实施例中的后续步骤。

具体的，上述的专有切换消息中包括但不限于备用空闲频点的载频、带宽信息（即第一备用空闲频点或其它备用空闲频点的载频、带宽），用户专有接入资源信息和空口配置等信息。其中，用户专有接入资源信息中包括每一个用户专有的随机接入序列信息。

通过使用该随机接入序列信息，当不同终端在基站频率切换后的随机接入过程中，集中发射大量随机接入序列时，可以避免不同用户的随机接入序列发生碰撞，并提高序列正确检测概率，缩短接入时间。

步骤202，在当前频点上，基站利用现有的蜂窝通信系统（例如，TD-LTE系统）的信令，在专有控制信道（例如，非广播信道）上向每个连接态终端发送专有切换消息。

专有切换消息发送完成后，该基站需要关闭在当前频点上的信号发射，并切换到第一备用空闲频点，继续发送信号。

步骤203，终端判断是否能够接收到该专有切换消息。如果终端能正确接收到专有切换消息时，转到步骤204，如果终端不能正确接收到专有切换消息时，转到步骤205。

具体的，由于终端在接收专有切换消息时，受到授权信号的干扰，可能会无法接收到专有切换消息，因此终端需要采用步骤204或者步骤205中的处理方式进行处理。

步骤204，终端根据专有切换消息中的专有接入资源、空口配置以及备用空闲频点的载频、带宽等信息，按照现有的通信协议执行切换流程。

步骤205，当基站切换到第一备用空闲频点后，终端经历无线链路失败过程，并发起有存储信息的小区选择过程。

基于本发明实施例二的情况，如果在当前频点上检测到的授权信号的信号强度较大时，则终端可能由于受到授权信号的干扰而无法正确接收基站发送的专有切换消息，而为了提高感知无线电蜂窝通信系统频率切换的可靠性，减少切换时延，本发明实施例三中提供一种频率切换方法，该方法应用于无线电蜂窝通信系统，本实施例中，需要修改已有的信令协议，并且第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等公共信息需要在系统广播消息中广播。如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤301，基站在系统广播消息中周期性的广播发送第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等公共信息。需要注意的是，为了减小系统广播消息的信令开销，该系统广播消息中可以不包含用户专有的接入资源和空口配置等信息。

具体的，基站在正常工作时，即基站在当前频点上未检测到授权信号时，则基站需要根据预设的周期广播发送第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等公共信息。

步骤302，基站判断在当前频点上是否检测到授权信号，如果在当前频点上检测到授权信号，则基站执行步骤303和步骤304；如果在当前频点上没有检测到授权信号，则执行步骤301。

步骤303，基站在专有控制信道上向每个连接态终端发送简化专有切换消息。其中，该简化专有切换消息中携带的信息包括但不限于用户专有的接入资源信息和空口配置信息。

可以看出，与专有切换消息相比，该简化专有切换消息中并不需要包含基站正常工作时在系统广播消息中周期性广播的第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等公共信息。

步骤304，基站在系统广播消息中对所有终端广播发送基站载频转换指示信息，以通知所有连接态终端基站需要转换频率。其中，该基站载频转换指示信息可以采用比专有切换消息更鲁棒的调制编码方式进行发送，从而可以提高传输的可靠性。

进一步的，当简化专有切换消息发送完成或者基站载频转换指示信息发送完成后，该基站需要关闭在当前频点上的信号发射，并切换到第一备用空闲频点，继续发送信号。

在本实施例的频率切换方法中，上述处理过程为基站侧的处理过程，进一步的，如图4所示，位于终端侧的处理过程包括以下步骤：

步骤401，终端在正常工作时，接收来自基站的系统广播消息，并从系统广播消息中获取第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等公共信息。

步骤402，终端判断是否接收到简化专有切换消息。如果接收到简化专有切换消息时，转到步骤403，否则，转到步骤404。

具体的，当基站在当前频点上检测到授权信号时，则基站会向每一个连接态终端发送简化专有切换消息，以及向所有终端广播基站载频转换指示信息后，而终端由于受到授权信号干扰可能无法正确接收该简化专有切换消息，甚至基站载频转换指示信息。基于这种情况，本步骤中，该终端需要判断是否接收到简化专有切换消息，对于能正确接收简化专有切换消息的终端，需要执行步骤403，而对于不能正确接收简化专有切换消息的终端，需要执行步骤404。

步骤403，终端根据简化专有切换消息中的专有接入资源和空口配置，以及系统广播消息中获取的备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息，按照现有通信协议执行切换流程。

步骤404，终端判断是否接收到基站载频转换指示信息。其中，终端需要判断是否能正确接收系统广播消息中广播的基站频率转换指示信息，如果终端能正确接收系统广播消息中的基站频率转换指示信息，则转到步骤405，而如果终端不能正确接收系统广播消息中的基站频率转换指示信息，则转到步骤406。

步骤405，终端将工作频率切换到第一备用空闲频点，进行小区搜索，并接入到频率转换后的基站。

具体的，由于终端在正常工作时已经在系统广播消息中获得备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间；当正确接收到系统广播消息中的基站频率转换指示信息后，即可以将工作频率切换到第一备用空闲频点。

步骤406，终端判断是否检测到链路失败。如果没有检测到链路失败，转到步骤407，如果检测到链路失败，转到步骤408。

具体的，当基站关闭在当前工作频率上的信号发送后，则终端会在当前工作频率上检测到链路失败。进一步的，由于造成终端链路失败的原因可以是基站关闭在当前工作频率上的信号发送，也可能是终端处于基站覆盖范围的深衰落区域。

因此，为了使终端既可以在基站切换频率后迅速切换到第一备用空闲频点恢复与基站的通信，同时又不影响正常工作条件下的链路失败恢复机制，则终端需要采用本步骤和后续步骤进行处理。

步骤407，终端执行正常的通信过程。

步骤408，终端启动定时器T。其中，该定时器T的定时长度需要大于基站在系统广播消息中广播的基站载频转换时间，以保证终端能够切换到第一备用空闲频点上进行小区搜索时，基站已经在第一备用空闲频点发送小区同步信号。

具体的，该定时器T的具体定时长度，可以根据实际需要、理论值以及测试数据进行调整。

步骤409，终端发起有存储信息的小区选择过程。

具体的，在定时器T超时之前，该终端需要按照现有的通信协议，执行正常的链路失败恢复机制，例如，执行有存储信息的小区选择，RRC连接重建请求等操作。而如果RRC连接重新恢复时，则需要取消定时器。

步骤410，终端判断定时器T是否超时。如果定时器T超时后，转到步骤411，否则，继续执行步骤409。

步骤411，终端根据系统广播消息将工作频率切换到第一备用空闲频点，进行小区搜索，并接入到频率转换后的基站。

具体的，由于终端在正常工作时已经在系统广播消息中获得备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间；当正确接收到系统广播消息中的基站频率转换指示信息后，即可以将工作频率切换到第一备用空闲频点。

综上可以看出，本发明实施例三中，基站在正常工作时需要在广播信道中添加与切换相关的公共信息，在感知到授权信号后频率切换前需要向每个用户发送简化的专有切换消息、以及向所有终端广播基站载频转换指示信息，因此，需要修改现有蜂窝网通信协议，例如，TD-LTE系统。

基于本发明实施例二的情况，如果在当前频点上检测到的授权信号的信号强度较大时，则终端可能由于受到授权信号的干扰而无法正确接收基站发送的专有切换消息，而为了提高感知无线电蜂窝通信系统频率切换的可靠性，减少切换时延，本发明实施例四中提供一种频率切换方法，该方法应用于无线电蜂窝通信系统，本实施例中，需要修改已有的信令协议，并且第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息需要在专有控制信道中发送。如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤501，基站判断是否有终端接入到感知无线电蜂窝通信系统，如果有终端接入到感知无线电蜂窝通信系统时，转到步骤502，否则，继续判断是否有终端接入到感知无线电蜂窝通信系统。

步骤502，基站在专有控制信道（非广播信道）上向该终端发送第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息。

具体的，基站在正常工作时，即基站在当前频点上未检测到授权信号时，如果有终端接入感知无线电蜂窝通信系统，则该基站需要在专有控制信道上向该终端发送第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息。

步骤503，基站判断在第一备用空闲频点上是否检测到授权信号，如果在第一备用空闲频点上检测到授权信号，转到步骤504，否则，根据预设的周期继续判断在第一备用空闲频点上是否检测到授权信号。

步骤504，基站更新第一备用空闲频点，并在专有控制信道上向每个连接态终端发送第一备用空闲频点的更新消息，该更新消息中携带的内容包括但不限于更新后的第一备用空闲频点的载频、带宽信息。

具体的，由于基站载频转换时间在第一备用空闲频点更新后保持不变，即在该更新消息中可以不需要包含该基站载频转换时间。

步骤505，基站判断在当前频点上是否检测到授权信号，如果在当前频点上检测到授权信号，则基站执行步骤506；如果在当前频点上没有检测到授权信号，则根据预设的周期继续判断在当前频点上检测是否有授权信号。

步骤506，基站在专有控制信道上向每个连接态终端发送简化专有切换消息。其中，该简化专有切换消息中携带的信息包括但不限于用户专有的接入资源信息和空口配置信息。

可以看出，与专有切换消息相比，该简化专有切换消息中并不需要包含基站正常工作时在系统广播消息中周期性广播的第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等公共信息。

进一步的，当简化专有切换消息发送完成后，该基站需要关闭在当前频点上的信号发射，并切换到第一备用空闲频点，继续发送信号。

在本实施例的频率切换方法中，上述处理过程为基站侧的处理过程，进一步的，如图6所示，位于终端侧的处理过程包括以下步骤：

步骤601，当终端接入到感知无线电蜂窝通信系统时，终端在专有控制信道上接收基站发送的第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息。

进一步的，当基站的第一备用空闲频点发生变化时，终端在专有控制信道上接收基站发送的第一备用空闲频点更新消息，从而获取更新后的第一备用空闲频点的载频、带宽。

步骤602，终端判断是否接收到简化专有切换消息。如果接收到简化专有切换消息时，转到步骤603，否则，转到步骤604。

具体的，当基站在当前频点上检测到授权信号时，则基站会向每一个连接态终端发送简化专有切换消息，而终端由于受到授权信号干扰，可能无法正确接收该简化专有切换消息。如果终端能正确接收简化专有切换消息，步骤603，如果终端不能正确接收简化专有切换消息，转到步骤604。

步骤603，终端根据简化专有切换消息中的专有接入资源和空口配置，以及正常工作时在专有控制信道中获取的备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息，按照现有通信协议执行切换流程。

步骤604，终端判断是否检测到链路失败。如果没有检测到链路失败，转到步骤605，如果检测到链路失败，转到步骤606。

具体的，当基站关闭在当前工作频率上的信号发送后，则终端会在当前工作频率上检测到链路失败。进一步的，由于造成终端链路失败的原因可以是基站关闭在当前工作频率上的信号发送，也可能是终端处于基站覆盖范围的深衰落区域。

因此，为了使终端既可以在基站切换频率后迅速切换到第一备用空闲频点恢复与基站的通信，同时又不影响正常工作条件下的链路失败恢复机制，则终端需要采用本步骤和后续步骤进行处理。

步骤605，终端执行正常的通信过程。

步骤606，终端启动定时器T。其中，该定时器T的定时长度需要大于终端在初始接入时在专有控制信道（DCCH）中获得的基站载频转换时间，以保证终端能够切换到第一备用空闲频点上进行小区搜索时，基站已经在第一备用空闲频点发送小区同步信号。

步骤607，终端发起有存储信息的小区选择过程。

具体的，在定时器T超时之前，该终端需要按照现有的通信协议，执行正常的链路失败恢复机制，例如，执行有存储信息的小区选择，RRC连接重建请求等操作。而如果RRC连接重新恢复时，则需要取消定时器。

步骤608，终端判断定时器T是否超时。如果定时器T超时后，转到步骤609，否则，继续执行步骤607。

步骤609，终端将工作频率切换到第一备用空闲频点，进行小区搜索，并接入到频率转换后的基站。

综上可以看出，本发明实施例四中，基站在正常工作时需要在专有控制信道（非广播信道）上向新接入系统的终端发送第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息，以及当第一备用空闲频点发生变化时，基站也需要在专有控制信道（非广播信道）上向每个连接态终端发送第一备用空闲频点的更新消息；在感知到授权信号后频率切换前需要向每个终端传输简化专有切换消息。因此，需要修改现有蜂窝网通信协议，例如，TD-LTE系统。

为了更加清楚的说明本发明提供的技术方案，以下结合具体的应用场景对本发明提出的频率切换方法进行进一步的说明。该应用场景为具有感知无线电功能的LTE通信网中的频率切换方法，基于本发明实施例二中的处理方式，如图7所示，该方法包括以下步骤：

步骤701，基站在当前频点上检测到授权信号，确定需要转换工作频率。

步骤702，基站从多个备用空闲频点中选取具有最高优先级的一个备用空闲频点作为第一备用空闲频点，并将第一备用空闲频点作为基站频率转换后新的工作频率。

步骤703，基站保存所有连接态终端的PDCP（Packet data convergeprotocol，组数据汇聚协议）、RLC（Radio Link Control，无线链路控制协议）和MAC（Media Access Control，媒体访问控制）的状态信息（例如，序列号、Buffer状态等）和上下文信息（S1接口信息等）。

步骤704，基站对每一个连接态终端的MobilityControlInfo消息配置专有切换消息，并将该专有切换消息封装在RRCConnectionReconfiguration消息中，将RRCConnectionReconfiguration消息通过专有逻辑信道（例如，DCCH）发送给每一个连接态终端。其中，专有切换消息中包括但不限于备用空闲频点的载频、带宽信息（即第一备用空闲频点和其它备用空闲频点的载频、带宽），用户专有接入资源信息和空口配置等信息。

步骤705，基站关闭在当前频率上的信号发射，并转换到第一备用空闲频点上继续发射信号。

步骤706，终端判断是否能够接收到该RRCConnectionReconfiguration消息。如果终端如果能够正确接收RRCConnectionReconfiguration消息，执行步骤707，如果终端在授权信号干扰下不能接收RRCConnectionReconfiguration消息，执行步骤708。

步骤707，终端根据MobilityControlInfo消息中的用户专有接入资源、配置以及备用空闲频点的载频、带宽等信息，按照LTE通信协议执行切换。

步骤708，当基站将工作频率转换到第一备用空闲频点后，终端会由于无法在当前频率上收到基站发射的信号，经历无线链路失败过程，并发起有存储信息的小区选择过程。

对于具有感知无线电功能的LTE通信网中的频率切换方法，基于本发明实施例三中的处理方式，如图8所示，该方法包括以下步骤：

步骤801，基站在系统广播消息中广播第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间。

步骤802，终端接收系统广播消息，并获取第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息。

步骤803，基站检测到授权信号，确定需要转换工作频率。

步骤804，基站保存所有连接态终端的PDCP、RLC和MAC的状态信息和上下文信息。

步骤805，基站对每一个连接态终端的MobilityControlInfo消息配置简化专有切换消息，并封装在RRCConnectionReconfiguration消息中，然后将RRCConnectionReconfiguration消息通过专有逻辑信道（DCCH）发送给每一个连接态终端；并在系统广播消息中广播基站载频转换指示。其中，该简化专有切换消息中携带的信息包括但不限于用户专有的接入资源信息和空口配置信息；该载频转换指示包含1bit信息，指示基站需要转换频率。

步骤806，基站关闭在当前频率上的信号发射，并转换到第一备用空闲频点上继续发射信号。

步骤807，终端判断是否能够接收到该RRCConnectionReconfiguration消息。如果终端如果能够正确接收RRCConnectionReconfiguration消息，执行步骤808，如果终端在授权信号干扰下不能接收RRCConnectionReconfiguration消息，执行步骤809。

步骤808，终端根据MobilityControlInfo消息中用户专有接入资源和空口配置，以及从系统广播消息中获取的第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息，按照LTE通信协议执行切换。

步骤809，终端判断是否能正确接收基站系统广播消息中广播的载频转换指示，如果终端能正确接收系统广播消息中的载频转换指示，转到步骤810，如果终端不能正确接收系统广播消息中的载频转换指示，转到步骤811。

步骤810，终端将工作频率切换到第一备用空闲频点，进行小区搜索，并接入到频率转换后的基站。

具体的，由于终端在正常工作时已经在系统广播消息中获得第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息。当终端在系统广播消息中正确接收到载频转换指示后，将工作频率切换到第一备用空闲频点上进行小区搜索过程，然后接入到载频转换后的基站。

步骤811，终端判断是否检测到链路失败，如果没有检测到链路失败，执行正常的通信过程，如果检测到链路失败，则启动定时器T（该定时器T的定时长度需要大于基站在系统广播消息中广播的基站载频转换时间），在定时器T超时之前，该终端需要按照现有的通信协议，执行正常的链路失败恢复机制（例如，执行有存储信息的小区选择，RRC连接重建请求等操作）；当定时器T超时后，终端优先在第一备用空闲频点上进行小区搜索过程。

对于具有感知无线电功能的LTE通信网中的频率切换方法，基于本发明实施例四中的处理方式，如图9所示，该方法包括以下步骤：

步骤901，终端向基站发送接入请求，要求接入到LTE通信系统。

步骤902，基站通过专有控制信道（DCCH）向新接入LTE系统的终端发送第一备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息。

步骤903，当第一备用空闲频点发生变化时，基站在专有控制信道（DCCH）上向终端发送第一备用空闲频点更新消息。该更新消息中携带的内容包括但不限于更新后的第一备用空闲频点的载频、带宽信息。

步骤904，基站在当前频点上检测到授权信号，确定需要转换工作频率。

步骤905，基站保存所有连接态终端的PDCP、RLC和MAC的状态信息和上下文信息。

步骤906，基站对每一个连接态终端的MobilityControlInfo消息配置简化专有切换消息，并封装在RRCConnectionReconfiguration消息中，然后将RRCConnectionReconfiguration消息通过专有逻辑信道（DCCH）发送给每一个连接态终端。

步骤907，基站关闭在当前频率上的信号发射，并转换到第一备用空闲频点上继续发射信号。

步骤908，终端判断是否能够接收到该RRCConnectionReconfiguration消息。如果终端如果能够正确接收RRCConnectionReconfiguration消息，执行步骤909，如果终端在授权信号干扰下不能接收RRCConnectionReconfiguration消息，执行步骤910。

步骤909，终端按照MobilityControlInfo消息中用户专有接入资源和空口配置，以及正常工作时在专有控制信道（DCCH）中获得的备用空闲频点的载频、带宽和基站载频转换时间等信息，按照LTE通信协议执行切换。

步骤910，终端判断是否检测到链路失败，如果没有检测到链路失败，执行正常的通信过程，如果检测到链路失败，则启动定时器T（该定时器T的定时长度大于终端在初始接入时在专有控制信道（DCCH）中获得的基站载频转换时间），在定时器T超时之前，该终端需要按照现有的通信协议，执行正常的链路失败恢复机制（例如，执行有存储信息的小区选择，RRC连接重建请求等操作）；当定时器T超时后，终端优先在第一备用空闲频点上进行小区搜索过程。

其中，本发明各个实施例中的各个步骤的可以根据实际的需要进行调整。

可见，通过使用本发明各个实施例中所提供的方法，具有以下优点：通过利用蜂窝通信信令实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端同时切换工作频率，并保持正常通信；当终端在受到授权信号干扰时，增强了感知无线电蜂窝通信网频率切换的可靠性，减少了系统频率切换后重新建立通信的时间；而且能够在不修改现有蜂窝通信协议下实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端同时切换工作频率；进一步的，在修改现有蜂窝通信协议下，也能够实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端同时切换工作频率，且能进一步提高感知无线电蜂窝通信网频率切换的可靠性，减少系统频率切换后重新建立通信的时间。

基于同样的发明构思，本发明实施例中还提出了一种网络侧设备，如图10所示，包括：

发送模块10，用于当检测到当前工作频点中有授权信号时，通过专有控制信道向终端发送用于指示终端切换到备用空闲频点的切换消息，其中携带需要切换到的备用空闲频点的信息；所述切换消息中还携带有专有接入资源信息和空口配置信息；所述备用空闲频点的信息包括频点的载频信息、带宽信息。

处理模块20，用于将工作频率切换到所述备用空闲频点。

获取模块30，用于获取各个备用空闲频点的优先级，并根据各个备用空闲频点的优先级选择出备用空闲频点；其中，所述切换消息中携带的备用空闲频点的信息为根据各个备用空闲频点的优先级所选择出的备用空闲频点的信息；所述切换到的备用空闲频点为根据各个备用空闲频点的优先级所选择出的备用空闲频点。

基于同样的发明构思，本发明实施例中还提出了一种终端，如图11所示，包括：

接收模块40，用于当网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，接收所述网络侧设备通过专有控制信道向终端发送用于指示终端切换到备用空闲频点的切换消息，其中携带需要切换到的备用空闲频点的信息。所述切换消息中还携带有专有接入资源信息和空口配置信息；所述备用空闲频点的信息包括频点的载频信息、带宽信息。

判断模块50，用于判断所述接收模块40是否接收到所述切换消息。

处理模块60，用于当判断模块50的判断结果为接收到所述切换消息，则根据所述切换消息执行到所述备用空闲频点的切换过程；当判断结果为未接收到所述切换消息，则当所述网络侧设备切换到所述备用空闲频点后，在经历无线链路失败过程后，发起有存储信息的小区选择过程。

基于同样的发明构思，本发明实施例中还提出了一种网络侧设备，如图12所示，包括：

发送模块70，用于将备用空闲频点的信息发送给终端，并当检测到当前工作频点中有授权信号时，指示终端切换到所述备用空闲频点。所述备用空闲频点的信息包括所述备用空闲频点的载频、带宽信息，以及网络侧设备载频转换时间的信息。

处理模块80，用于将工作频率切换到所述备用空闲频点。

所述发送模块70具体用于，通过系统广播消息向各终端广播所述备用空闲频点的信息；并通过专有控制信道分别向各终端发送切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；以及向各终端发送系统广播消息，其中携带用于指示终端转换工作频率到备用空闲频点的载频转换指示信息。或者，

所述发送模块70具体用于，在终端接入时，通过专有控制信道向终端发送备用空闲频点的信息；并通过专有控制信道向各终端发送用于指示终端切换到备用空闲频点的切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息。所述发送模块70还用于，当所述网络侧设备判断所述备用空闲频点上有授权信号时，更新备用空闲频点的信息，并通过专有控制信道向各终端发送更新消息，所述更新消息中携带有更新后的备用空闲频点的信息。

基于同样的发明构思，本发明实施例中还提出了一种终端，如图13所示，包括：

接收模块91，用于接收来自网络侧设备的备用空闲频点的信息，并当网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，接收所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点的指示信息。所述备用空闲频点的信息包括所述备用空闲频点的载频、带宽信息，以及网络侧设备载频转换时间的信息。

判断模块92，用于当网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，判断接收模块91是否能够接收到所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点的指示信息。

处理模块93，用于当所述判断模块92的判断结果为是时，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程。

所述接收模块91具体用于，接收所述网络侧设备通过系统广播消息向各终端广播的所述备用空闲频点的信息，以及接收所述网络侧设备通过专有控制信道分别向各终端发送的切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；以及接收所述网络侧设备向各终端发送的系统广播消息，其中携带用于指示终端转换工作频率到备用空闲频点的载频转换指示信息；

所述处理模块93还用于，当接收到所述切换消息和携带有载频转换指示的广播消息，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程；当没有接收到所述切换消息，但接收到携带有载频转换指示信息的系统广播消息，则执行将工作频率切换到所述备用空闲频点，进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备；当没有接收到所述切换消息和所述携带有载频转换指示信息的系统广播消息，则在检测到链路失败时，首先尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备，在尝试失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

所述接收模块91具体用于，接收所述网络侧设备在终端接入时，通过专有控制信道向终端发送的备用空闲频点的信息；以及接收所述网络侧设备通过专有控制信道向各终端发送的用于指示终端切换到备用空闲频点的切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；

所述处理模块93还用于，当接收到所述切换消息，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程；当没有接收到所述切换消息，则在检测到链路失败时，首先尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备，在尝试失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

进一步的，所述处理模块93还用于，在设定时长内尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

可见，通过使用本发明实施例中提供的设备，具有以下优点：通过利用蜂窝通信信令实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端同时切换工作频率，并保持正常通信；当终端在受到授权信号干扰时，增强了感知无线电蜂窝通信网频率切换的可靠性，减少了系统频率切换后重新建立通信的时间；而且能够在不修改现有蜂窝通信协议下实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端同时切换工作频率；进一步的，在修改现有蜂窝通信协议下，也能够实现感知无线电蜂窝通信网中基站和终端同时切换工作频率，且能进一步提高感知无线电蜂窝通信网频率切换的可靠性，减少系统频率切换后重新建立通信的时间。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种频率切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

网络侧设备将备用空闲频点的信息发送给终端，并当所述网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点，并将工作频率切换到所述备用空闲频点；

其中，所述网络侧设备将备用空闲频点的信息发送给终端，具体为：所述网络侧设备在系统广播消息中周期性的向各终端广播所述备用空闲频点的公共信息；

所述网络侧设备指示所述终端切换到所述备用空闲频点，包括：

所述网络侧设备通过专有控制信道分别向各连接态终端发送切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；

所述网络侧设备向各终端发送系统广播消息，其中携带用于指示终端转换工作频率到备用空闲频点的载频转换指示信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述终端接收到所述切换消息和携带有载频转换指示的广播消息，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程；

如果所述终端没有接收到所述切换消息，但接收到携带有载频转换指示信息的系统广播消息，则执行将工作频率切换到所述备用空闲频点，进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备；

如果所述终端没有接收到所述切换消息和所述携带有载频转换指示信息的系统广播消息，则在检测到链路失败时，首先尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备，在尝试失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备将备用空闲频点的信息发送给终端，具体为：所述网络侧设备在终端接入时，通过专有控制信道向终端发送备用空闲频点的信息；

所述网络侧设备指示所述终端切换到所述备用空闲频点，包括：

所述网络侧设备通过专有控制信道向各终端发送用于指示终端切换到备用空闲频点的切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备发送所述备用空闲频点的信息，之后还包括：

当所述网络侧设备判断所述备用空闲频点上有授权信号时，更新备用空闲频点的信息，并通过专有控制信道向各终端发送更新消息，所述更新消息中携带有更新后的备用空闲频点的信息。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述终端接收到所述切换消息，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程；

如果所述终端没有接收到所述切换消息，则在检测到链路失败时，首先尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备，在尝试失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

6.如权利要求2或5所述的方法，其特征在于，所述终端在设定时长内尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述备用空闲频点的信息包括所述备用空闲频点的载频、带宽信息，以及网络侧设备载频转换时间的信息。

8.一种网络侧设备，其特征在于，包括：

发送模块，用于将备用空闲频点的信息发送给终端，并当检测到当前工作频点中有授权信号时，指示终端切换到所述备用空闲频点；

处理模块，用于将工作频率切换到所述备用空闲频点；

其中，所述发送模块具体用于，通过系统广播消息中周期性的向各终端广播所述备用空闲频点的公共信息；

并通过专有控制信道分别向各连接态终端发送切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；以及向各终端发送系统广播消息，其中携带用于指示终端转换工作频率到备用空闲频点的载频转换指示信息。

9.如权利要求8所述的网络侧设备，其特征在于，

所述发送模块具体用于，在终端接入时，通过专有控制信道向终端发送备用空闲频点的信息；

并通过专有控制信道向各终端发送用于指示终端切换到备用空闲频点的切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息。

10.如权利要求9所述的网络侧设备，其特征在于，

所述发送模块还用于，当所述网络侧设备判断所述备用空闲频点上有授权信号时，更新备用空闲频点的信息，并通过专有控制信道向各终端发送更新消息，所述更新消息中携带有更新后的备用空闲频点的信息。

11.如权利要求8-10任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述备用空闲频点的信息包括所述备用空闲频点的载频、带宽信息，以及网络侧设备载频转换时间的信息。

12.一种终端，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收来自网络侧设备的备用空闲频点的信息，并当网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，接收所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点的指示信息；

判断模块，用于当网络侧设备检测到当前工作频点中有授权信号时，判断接收模块是否能够接收到所述网络侧设备指示终端切换到所述备用空闲频点的指示信息；

处理模块，用于当所述判断模块的判断结果为是时，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程；

所述接收模块具体用于，接收所述网络侧设备通过系统广播消息中周期性的向各终端广播的所述备用空闲频点的公共信息；

以及接收所述网络侧设备通过专有控制信道分别向各连接态终端发送的切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；

以及接收所述网络侧设备向各终端发送的系统广播消息，其中携带用于指示终端转换工作频率到备用空闲频点的载频转换指示信息。

13.如权利要求12所述的终端，其特征在于，

所述处理模块还用于，当接收到所述切换消息和携带有载频转换指示的广播消息，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程；

当没有接收到所述切换消息，但接收到携带有载频转换指示信息的系统广播消息，则执行将工作频率切换到所述备用空闲频点，进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备；

当没有接收到所述切换消息和所述携带有载频转换指示信息的系统广播消息，则在检测到链路失败时，首先尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备，在尝试失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

14.如权利要求12所述的终端，其特征在于，

所述接收模块具体用于，接收所述网络侧设备在终端接入时，通过专有控制信道向终端发送的备用空闲频点的信息；

以及接收所述网络侧设备通过专有控制信道向各终端发送的用于指示终端切换到备用空闲频点的切换消息，其中携带接入资源信息和空口配置信息；

所述处理模块还用于，当接收到所述切换消息，则根据接收到的消息执行工作频率切换的流程；

当没有接收到所述切换消息，则在检测到链路失败时，首先尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备，在尝试失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

15.如权利要求13或14所述的终端，其特征在于，

所述处理模块还用于，在设定时长内尝试通过发起有存储信息的小区选择过程接入频率转换后的所述网络侧设备失败后，将工作频率切换到所述备用空闲频点，并进行小区搜索，接入到频率转换后的所述网络侧设备。

16.如权利要求12-14任一项所述的终端，其特征在于，所述备用空闲频点的信息包括所述备用空闲频点的载频、带宽信息，以及网络侧设备载频转换时间的信息。