CN102695221B - 在认知无线电系统中切换信道的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种在认知无线电系统中切换信道的方法。一种用于在认知无线电系统的基站中切换信道的方法包括：传送用于请求从当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；当响应于该信道切换请求消息接收到信道切换报告消息时，利用显式信令执行从第一频率信道到第二频率信道的信道切换；和当没有接收到该信道切换报告消息时，利用隐式信令执行从该第一频率信道到利用CPE预定义的第三频率信道的信道切换。

Description

在认知无线电系统中切换信道的方法

本专利申请是下列发明专利申请的分案申请：

申请号：200680051212.6

申请日：2006年11月16日

发明名称：在认知无线电系统中切换和管理频率接入的方法、以及利用其的基站和订户站

技术领域

本发明涉及在认知无线电系统中切换和管理频率接入的方法、以及使用该方法的基站（BS）和客户终端设备（CPE，一种用户设备），并更具体地，涉及允许BS或CPE确定设置的频率信道（频率接入）是否可用的方法、用于从确定为不可用的所检测的频率信道切换到另一频率信道的信道切换方法、以及允许BS或CPE有效管理频率信道的方法。

背景技术

本发明通过当基站（BS）或客户终端设备（CPE）确定由于现任用户对其的接入、多径衰落、或其他信道恶化导致正使用的通信信道在认知无线电系统中不可用时，交换BS和CPE的MAC层控制消息，从用于BS和CPE之间建立的通信的频率信道切换到另一可用频率信道，而改善数据传输效率和频谱利用效率，由此保护现任用户对于特定频带的既得权利（vested right），并确保较好传输信道。

属于现有通信系统的许可用户建立具有使用特定频带的优先权的通信。由此，许可用户可继续占用该特定频带。在这样的环境下，在先前允许的频带中执行信道切换，并由此还保证使用甚至要切换的信道的优先权。与以上现有通信系统不同，本发明涉及在不保证使用优先权的开放频谱策略下的认知无线电技术的使用。在该公开中，为了方便，在认知无线电系统方面，许可用户将被称为现任用户。

认知无线电技术通过不定期地或定期地扫描或感测现任用户是否正在使用频带，而允许使用现任用户没在使用的频带。此外，即使该频带正在使用中，也定期地感测现任用户是否接入该频带，以便当感测到现任用户的接入时，中断数据的传送/接收，并从当前通信信道切换到现任用户没有接入的另一频带。因此，可能通过重新建立所中断的数据的接收/传送，而继续通信。就此而论，根据本发明的认知无线电系统与现有通信系统存在区别。

认知无线电技术的主要部分在于信道切换处理，其中感测现任用户对于频带的接入，并当感测到接入时，中断该频带中的通信，并将通信信道切换到现任用户没有接入的另一频带。为了解决信道切换处理中的问题，本发明提供了用于现任用户接入频带时发生的各种场景的信道切换处理。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种能够有效感知现任用户的接入的、在认知无线电系统中确定频率信道是否可用的方法。

本发明还提供了一种用于从被感测为不可用的频率信道切换到现任用户没有使用的另一频率信道的信道切换方法。

本发明还提供了一种认知无线电系统中的用于有效管理频率信道的方法。

本发明还提供了一种能够执行以上方法的认知无线电系统中的基站和客户终端设备（CPE）。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种认知无线电系统中的基站执行的信道切换方法，该方法包括：检测设置为与客户终端设备（CPE）的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；传送用于请求从第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；和当从CPE接收到报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息时，执行从第一频率信道到第二频率信道的信道切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的客户终端设备（CPE）执行的信道切换方法，该方法包括：当接收到用于请求从设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息时，执行从第一频率信道到第二频率信道的信道切换；和向基站传送用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的基站执行的信道切换方法，该方法包括：检测设置为与客户终端设备（CPE）的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；和执行从作为通信信道的第一频率信道到利用CPE预定义的第二频率信道的信道切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的客户终端设备（CPE）执行的信道切换方法，该方法包括：检测设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；和CPE执行从第一频率到利用基站预定义的第二频率信道的信道切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的基站执行的信道切换方法，该方法包括：检测设置为与客户终端设备（CPE）的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；经由带外信道向CPE传送用于请求从该第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；和一旦从CPE接收到用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息，则从第一频率信道切换到第二频率信道。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的客户终端设备（CPE）执行的信道切换方法，该方法包括：经由带外信道从基站接收用于请求从作为当前设置的通信信道的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；基于该信道切换请求消息而从第一频率信道切换到第二频率信道；和向基站传送用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的基站执行的信道切换方法，该方法包括：检测设置为与客户终端设备（CPE）的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；执行其中向CPE传送用于请求从第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息的显式信令，并等待要从CPE接收的用于报告要响应于该信道切换请求消息而执行信道切换的信道切换报告消息；一旦从CPE接收到信道切换报告消息，则利用显式信令执行从第一频率信道到第二频率信道的信道切换；和当没有从CPE接收到信道切换报告消息时，利用隐式信令执行从该第一频率信道到利用CPE预定义的第三频率信道的信道切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的客户终端设备（CPE）执行的信道切换方法，该方法包括：利用显式信令执行信道切换，其中当接收到用于请求从设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息时，向基站传送用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息，并且将第一频率信道切换到第二频率信道；和利用隐式信令执行信道切换，其中基于是否接收到包括信道切换请求消息的要接收的消息和CPE执行的信道搜索的结果，来检测当前不可用的第一频率信道；并且将所检测的第一频率信道切换到利用基站预定义的第三频率信道。

根据本发明的另一方面，提供了一种在认知无线电系统中允许基站确定用于与客户终端设备（CPE）通信的频率信道是否可用的方法，该方法包括：确定是否从CPE接收到响应于来自基站的信道搜索请求而从CPE传送的信道搜索报告消息、和从CPE向基站周期性传送的自动报告消息；和基于是否接收到信道搜索报告消息和是否接收到自动报告消息，来确定上行链路/下行链路频率信道是否可用于CPE。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统的基站中包括的信道切换设备，该设备包括：检测单元，用于检测设置为与客户终端设备（CPE）的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；信道切换请求消息传送单元，用于向CPE传送用于请求从第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；和信道切换单元，用于当从CPE接收到报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息时，从第一频率信道切换到第二频率信道。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统的客户终端设备（CPE）中包括的信道切换设备，该设备包括：信道切换单元，用于当接收到用于请求从设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息时，从第一频率信道切换到第二频率信道；和信道切换报告消息传送单元，用于向基站传送用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统的基站中包括的信道切换设备，该设备包括：检测单元，用于检测设置为与客户终端设备（CPE）的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；和信道切换单元，用于从作为通信信道的第一频率信道切换到利用CPE预定义的第二频率信道。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统的客户终端设备（CPE）中包括的信道切换设备，该设备包括：检测单元，用于检测设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；和信道切换单元，用于从作为通信信道的第一频率切换到利用基站预定义的第二频率信道。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统的基站中包括的信道切换设备，该设备包括：检测单元，用于检测设置为与客户终端设备（CPE）的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；信道切换请求消息传送单元，用于经由带外信道向CPE传送用于请求从该第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；和信道切换单元，用于当从CPE接收到用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息时，从第一频率信道切换到第二频率信道。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统的客户终端设备（CPE）中包括的信道切换设备，该设备包括：信道切换请求消息接收单元，用于经由带外信道从基站接收用于请求从作为当前设置的通信信道的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；信道切换单元，用于基于该信道切换请求消息而从作为通信信道的第一频率信道切换到第二频率信道；和信道切换报告消息传送单元，用于向基站传送用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统的基站中包括的信道切换设备，该设备包括：检测单元，用于检测设置为与客户终端设备（CPE）的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；显式信令单元，用于向CPE传送用于请求从第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息，并等待从CPE接收用于报告要响应于该信道切换请求消息而执行信道切换的信道切换报告消息；信道切换单元，用于当从CPE接收到信道切换报告消息时，利用显式信令从第一频率信道切换到第二频率信道；和信道切换单元，用于当该信道切换单元没有从CPE接收到信道切换报告消息时，利用隐式信令从该第一频率信道切换到利用CPE预定义的第三频率信道

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统的客户终端设备（CPE）中包括的信道切换设备，该设备包括：信道切换单元，用于当接收到用于请求从设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息时，向基站传送用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息，并且利用显式信令从第一频率信道切换到第二频率信道；和信道切换单元，用于基于是否接收到包括信道切换请求消息的要接收的消息和CPE执行的信道搜索的结果，来检测当前不可用的频率信道；并且将所检测的第一频率信道切换到利用基站预定义的第三频率信道。

根据本发明的另一方面，提供了一种设备，包括在认知无线电系统的基站中，并确定频率信道是否可用于与客户终端设备（CPE）的通信，该设备包括：消息接收确定单元，用于确定是否从CPE接收到响应于来自基站的信道搜索请求而从CPE传送的信道搜索报告消息、和从CPE向基站周期性传送的自动报告消息；和可用性确定单元，用于基于是否接收到信道搜索报告消息和是否接收到自动报告消息，来确定上行链路/下行链路频率信道是否可用于基站和CPE之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的允许基站管理用于与每一客户终端设备（CPE）通信的上行链路/下行链路频率信道的方法，该方法包括：生成并管理有关同一CPE使用的一对上行链路频率信道和下行链路频率信道的信息匹配信息；和向CPE传送所生成的信道匹配信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种认知无线电系统中的允许客户终端设备（CPE）管理用于通信的上行链路/下行链路频率信道的方法，该方法包括：从基站接收有关同一CPE使用的一对上行链路频率信道和下行链路频率信道的信息匹配信息；和通过获得有关分配给CPE的信道的信息或通过执行信道切换，来执行处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种设备，包括在认知无线电系统的基站中，并管理上行链路/下行链路频率信道，该设备包括：管理单元，用于生成并管理有关同一客户终端设备（CPE）使用的一对上行链路频率信道和下行链路频率信道的信息匹配信息；和传送单元，用于向CPE传送所生成的信道匹配信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种设备，包括在认知无线电系统的客户终端设备（CPE）中，并管理上行链路/下行链路频率信道，该设备包括：接收单元，用于从基站接收有关同一CPE使用的一对上行链路频率信道和下行链路频率信道的信息匹配信息；和处理器，用于基于所接收的信道匹配信息获得有关分配给CPE的信道的信息或执行信道切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于在认知无线电系统的基站中切换信道的方法，该方法包括：传送用于请求从当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；当响应于该信道切换请求消息接收到信道切换报告消息时，利用显式信令执行从第一频率信道到第二频率信道的信道切换；和当没有接收到该信道切换报告消息时，利用隐式信令执行从该第一频率信道到利用CPE预定义的第三频率信道的信道切换。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于在认知无线电系统的客户终端设备（CPE）中切换信道的方法，该方法包括：从基站接收用于请求从当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；当接收到该信道切换请求消息时，利用显式信令执行从第一频率信道到第二频率信道的信道切换；和当没有接收到该信道切换请求消息时，利用隐式信令执行从该第一频率信道到利用该CPE预定义的第三频率信道的信道切换。

有利效果

根据本发明，当由于现任用户对认知无线电系统中使用的频率信道的接入或由于该频率信道的传播环境而使得该频率信道不可用时，可将该频率信道有效切换到新频率信道，由此在保证现任用户使用该频率信道的权利的同时，确保认知无线电系统的可靠信道环境。

而且，根据本发明，可能有效确定是否由于现任用户对认知无线电系统中使用的频率信道的接入或由于该频率信道的传播环境而使得该频率信道不可用。

而且，根据本发明，可能通过信道匹配和信道分组来有效执行FDD系统中的小区中的客户终端设备（CPE）的信道管理，并降低MAP消息的开销。

附图说明

图1到4图示了根据本发明实施例的信道切换处理中使用的信令。

图5是图示了根据本发明另一实施例的信道切换方法的流程图。

图6图示了用于解释在频分双工（FDD）系统中报告现任用户的接入的场景的图。

图7图示了用于指定可用于图6图示的场景的信道切换方法的表格。

图8是图示了根据本发明实施例的两个MAC控制消息的表格。

图9是图示了根据本发明实施例的其中客户终端设备（CPE）向基站传送图8中图示的两个消息的处理的流程图。

图10是图示了根据本发明实施例的允许基站确定是否正在使用频带的方法的表格。

图11是图示了根据本发明实施例的FDD系统中的基站执行的信道切换方法的流程图。

图12是图示了根据本发明实施例的FDD系统中的CPE执行的信道切换方法的流程图。

图13是图示了根据本发明实施例的时分双工（TDD）系统中的基站执行的信道切换方法的流程图。

图14是图示了根据本发明实施例的TDD系统中的CPE执行的信道切换方法的流程图。

图15是根据本发明实施例的认知无线电系统的基站和CPE中分别包括的信道切换设备的框图。

图16是根据本发明另一实施例的认知无线电系统的基站和CPE中分别包括的信道切换设备的框图。

图17是根据本发明另一实施例的认知无线电系统的基站和CPE中分别包括的信道切换设备的框图。

图18是根据本发明另一实施例的认知无线电系统的基站和CPE中分别包括的信道切换设备的框图。

图19是根据本发明另一实施例的认知无线电系统的基站中包括的频率信道可用性确定设备的框图。

图20是图示了传统FDD系统中的上行链路/下行链路关联方法的概念的图。

图21是图示了根据本发明实施例的OFDM-FDD系统中的管理上行链路/下行链路频率信道的方法的概念的图。

图22图示了根据本发明实施例的其中基站向CPE传送信道匹配信息和信道分组信息的方式。

图23是根据本发明实施例的基站中包括的上行链路/下行链路频率信道管理设备和CPE中包括的上行链路/下行链路频率信道管理设备的框图。

具体实施方式

其后，将参考附图来更详细地描述本发明的示范实施例。

传统上，通过使用允许频率和固定信道带宽来在基站和客户终端设备之间建立固定通信系统。然而，由于频率资源可根据时间和地点而受限，所以存在对于向存在要求的地点有效供应空闲频率资源的需求。具体来说，由于在低人口密度区域或低频率通信中（例如公共安全信道中）不总是使用允许频率资源，所以频率资源的浪费可更严重。为了解决这些问题而设计的认知无线电系统是这样的通信系统，由此通过搜索在期望的时间段和期望地点可用的频带并将其分配给合适的人而有效地使用频率资源。本发明提出了令人满意地执行作为认知无线电技术的主要部分的信道切换处理的方法。

为了帮助理解本发明，将对于作为OFDM/FDD（正交频分复用/频分双工）系统或OFDM/TDD（时分双工）系统的IEEE 802.22WRAN（无线LAN）系统，来描述本发明的一般思想。IEEE 802.22WRAN系统能够搜索空闲广播信道带宽的广播甚高频（VHF）/超高频（UHF）波段，并利用该空闲广播信道带宽来向认知移动用户提供服务。

图1到4图示了根据本发明实施例的信道切换处理中使用的信令。详细来说，图1到4图示了根据每一分组的传输时间在基于OFDM/FDD的认知无线电系统中的基站和客户终端设备（CPE）之间交换的媒体存取控制（MAC）控制消息的流向。图1图示了利用显式信令的信道切换处理中使用的MAC控制消息的流向。图2图示了利用短隐式信令的信道切换处理中使用的MAC控制消息的流向。图3图示了利用带外信令的信道切换处理中使用的MAC控制消息的流向。图4图示了利用隐式信令的信道切换处理中使用的MAC控制消息的流向。

参考图1，基站利用作为下行链路频率信道的信道1（CH1）来向CPE传送信息，而CPE利用作为上行链路信道的信道3（CH3）来向基站传送信息。在基于OFDM/TDD的认知无线电系统中，信道1和3（CH1和CH3）是同一频率信道。

更具体地，图1图示了其中由于现任用户对作为下行链路频率信道的信道1（CH1）的接入或由于信道1（CH1）的恶化、而导致基站不能从CPE接收消息的情况。即，基站和CPE必须从作为下行链路频率信道的信道1（CH1）切换到另一下行链路信道，即信道2（CH2）。

将参考图1描述根据本发明实施例的利用显式信令的信道切换处理。图1图示了其中由于作为下行链路频率信道的信道1（CH1）的问题而导致的基站不能接收要从CPE接收的BLM_REP消息（由箭头1表示）的信道切换处理。即，由于作为下行链路频率信道的信道1（CH1）的问题使得不能向CPE传送BLM_REQ消息，并由此，CPE不向基站传送BLM_REP消息（由箭头1表示）。这里，BLM_REP消息是包括响应于作为来自基站的包括请求CPE执行信道搜索（频谱感测）的请求的信道搜索请求消息的BLM_REQ消息、CPE执行的信道搜索的结果的信道搜索报告消息。

在图1中，当基站没有经由第一帧从CPE接收到要接收的BLM_REP消息时，基站向CPE传送作为与显式信令对应的消息的CHS_REQ（信道切换请求）消息（由箭头3表示）。这里，CHS_REQ消息是包括关于信道切换之前/之后的频率信道的信息和关于CPE执行信道切换的基站指令的信道切换请求消息。即，当基站没有经由第一帧从CPE接收到BLM_REP消息时，基站向CPE传送作为与显式信令对应的消息的CHS_REQ消息（由箭头3表示），以便CPE从信道1（CH1）切换到信道2（CH2）。即，CHS_REQ消息是包括指明要切换的信道的显式消息的MAC控制消息。

一旦接收到用箭头3指明的CHS_REQ消息，CPE就切换到在CHS_REQ消息中指明的信道，并向基站传送作为报告信道切换的信道切换报告消息的CHS_REP消息（由箭头5表示）。然后，一旦接收到CHS_REP消息，基站就可确保经由信道2（CH2）的新通信信道。

将参考图2来描述根据本发明实施例的利用短隐式信令的信道切换处理。与图1类似，图2图示了其中由于作为下行链路频率信道的信道1（CH1）的问题、而导致基站不能从CPE接收要接收的BLM_REP消息（由箭头1表示）的信道切换处理。

当基站没有从CPE接收到要接收的BLM_REP消息（用箭头1指明）时，基站向CPE传送CHS_REQ消息（用箭头2指明）。CHS_REQ消息包括来自基站的指令，上面已参考图1针对显式信令进行了描述。

同样，由于作为下行链路频率信道的信道1（CH1）的问题使得CPE没有经由第二帧从基站接收到要接收的CHS_REQ消息或MAP消息，并由此不能响应于CHS_REQ消息或MAP消息而向基站传送信号。即，基站在正常通信信道状态中传送MAP消息，并当由于许可用户的接入而需要信道切换时，传送CHS_REQ消息。由此，CPE要从基站接收的指令是MAP消息或CHS_REQ消息。具体来说，在图2的实施例中，来自基站的指令是用箭头2指明的CHS_REQ消息，并由此，CPE不能传送作为CHS_REQ消息的应答消息的CHS_REP消息。因此，基站没有接收到来自CPE的任何应答，并经由第三帧重发CHS_REQ消息（用箭头2指明）。

在该情况下，基站和CPE两者均不能接收到要接收的消息。即，使得信道环境恶化的传播环境（例如，现任用户的接入）影响上行链路和下行链路频率信道两者。

在这样的情况下，一旦没有从CPE接收到要接收的消息达到预定次数，则基站从作为当前下行链路频率信道的信道1（CH1）切换到利用CPE预定义的信道2（CH2）。同样，CPE没有从基站接收到应接收预定次数的指令（CHS_REQ消息或MAP消息），并由此CPE从作为当前下行链路频率信道的信道1（CH1）切换到利用基站预定义的信道2（CH2）。

特别是，基站向CPE传送CHS_REQ消息达到预定次数。一旦没有从CPE接收到应答（CHS_REP消息），基站就假设在基站和CPE之间的通信线路存在问题，并从当前信道1（CH1）切换到预定义的信道2（CH2）。类似地，CPE没有从基站接收到应接收预定次数的消息（CHS_REQ消息或MAP消息），并由此假设通信线路存在问题，并切换到预定义的信道2（CH2），与基站会合（rendezvous）。以下这样的信道切换处理被称为利用隐式信令的信道切换处理，其中通过检查是否接收到要接收的消息来确定是否需要信道切换，而无需以上参考图1描述的显式指令。

根据等待对方应答的时间量，将隐式信令划分为短隐式信令和隐式信令（图2图示了短隐式信令，而图4图示了隐式信令）。在图4图示的隐式通信方法中，基站等待来自CPE的应答所需的时间量大于随后静默时间段（QP）。这里，在认知无线电技术中，QP表示这样的持续时间，其中基站或CPE中止数据传输，并监听现任用户是否建立通信，以便扫描或感测许可用户是否接入正在使用的信道。在TDD系统的情况下，基站和CPE两者都必须中止数据传输。

将参考图3来描述根据本发明实施例的使用带外信令的信道切换处理。这里，带外表示基站和CPE两者没有在使用的频率信道。

与图1类似，图3还图示了这样的信道切换处理，其中由于作为下行链路频率信道的信道1（CH1）的问题，使得基站不能接收到应从CPE接收的BLM_REP消息（用箭头1指明）。

一旦没有接收到应从CPE接收的BLM_REP消息（用箭头1指明），基站就向CPE传送作为上面针对图1的显式信令描述的基站的指令的CHS_REQ消息（用箭头2指明），并利用随后帧经由作为带外的信道2（CH2）向CPE传送CHS_REQ消息或MAP消息（用箭头4指明）。

在该情况下，当CPE没有经由信道1（CH1）（当前下行链路频率信道）接收到对于BLM_REP消息（用箭头1指明）的基站的应答（用箭头2指明的CHS_REQ消息或MAP消息）达到预定次数，则CPE切换到信道2（CH2），以便经由信道2（CH2）接收MAC控制消息（用箭头4指明的CHS_REQ消息或MAP消息）。

在该情况下，基站没有中止接入信道1（CH1）。基站一旦从CPE接收到对于经由信道2（CH2）传送的CHS_REQ消息或MAP消息（用箭头4指明）的应答（用箭头5指明的CHS_REP消息BLM_REP消息），就允许CPE接入信道2（CH2）。如果基站没有从CPE接收到对于经由信道2（CH2）传送的CHS_REQ消息或MAP消息（用箭头4指明）的应答（用箭头5指明），基站就考虑切换到另一信道（未示出）。

图3图示了基站和CPE连续使用信道2（CH2）达到信道切换时间段。

将参考图4来描述根据本发明实施例的利用隐式信令的信道切换处理。在认知无线电系统中，基站在QP之后获得关于信道环境的大量信息，并由此延迟确定是否需要信道切换，直到随后QP为止，这与图2的实施例不同。如果基站在QP之内没有接收到作为CPE的应答的BLM_REP消息，则基站切换到预定义的信道2（CH2），并建立经由信道2（CH2）与CPE的通信，这与图2图示的短隐式通信方法类似。同样，当CPE没有从基站接收到作为基站的应答的CHS_REQ消息或包括有关分配给CPE的频率信道的信息的MAP消息时，CPE切换到预定义的信道2（CH2），并建立经由信道2（CH2）与基站的通信。

图5是图示了根据本发明另一实施例的信道切换方法的流程图，其中顺序执行图1到4的信道切换处理。

首先，基站基于CPE的报告和/或现任用户的报告来确定是否需要信道切换。当确定需要信道切换时，基站向CPE传送信道切换请求CHS_REQ消息，指明频率信道要从当前频率信道移开。这里，经由当前下行链路频率信道传送CHS_REQ消息的方法是显式信令，而经由带外传送CHS_REQ消息的方法是带外信令。

当在执行显式信令之后没有建立通信时，执行隐式信令。即，当显式信令成功时，基站和CPE快速执行信道切换，而当显式信令失败时，基站和CPE执行隐式信令。即，基站和CPE执行隐式信令，其中根据是否实际接收到应由基站和CPE分别接收的消息，来确定是否需要信道切换。

尽管未包括在以上描述中，但是可使用带外信令代替显式信令或隐式信令，如图5图示。在该情况下，基站确定带外是否可用，并当带外可用时，经由带外向CPE传送CHS_REQ消息或MAP消息。

如上所述，本发明的技术目的在于通过在认知无线电系统中顺序地或补充地执行以上信令方法来令人满意地执行信道切换。

图6图示了用于解释报告FDD系统中的现任用户的接入的场景的图。

例如，当在大区域中检测到来自现任用户的信号并且基站和CPE两者由此能认识到现任用户的接入时（情况0），基站和CPE快速执行到预定义的特定频带的信道切换。在该情况下，不必执行以上信令，因为基站和CPE两者认识到现任用户的存在。

在情况1到4中，仅基站和CPE中的一个认识到现任用户的接入。根据是基站还是CPE认识到现任用户的接入以及现任用户接入上行链路频率信道还是下行链路频率信道，来对情况1到4进行分类。

如图4图示的，在情况1中，基站检测现任用户的接入，并且现任用户接入上行链路频率信道。类似地，在情况2中，基站检测现任用户对下行链路频率信道的接入。在情况3中，CPE检测现任用户对上行链路频率信道的接入。在情况4中，CPE检测现任用户对下行链路频率信道的接入。

在FDD系统的情况下，根据与现任用户的接入相关的场景来有限制地使用以上信道切换处理，并由此利用图6图示的总共五个场景来对许可用户的接入进行分类。

图7图示了指定图6中分类的每一场景可用的信道切换方法的表格。上表示出了当使用FDD系统时的信道切换方法，而下表示出了当使用TDD系统时的信道切换方法。首先，将描述上表。

在情况1中，所有隐式信令、短隐式信令、和显式信令是可用的。这里，带外信令可用于所有情况1到4，并由此没有包括在表格中。

然而，在情况2中，仅隐式信令和短隐式信令可用，而显式信令可能在一些情况下可用。

当现任用户对下行链路频率信道的接入干扰了来自基站的用于显式信令的消息（CHS_REQ消息）时，显式信令不可用，由此防止CPE接收CHS_REQ消息或防止恢复CHS_REQ消息的内容。

然而，在仅基站感测现任用户的接入的情况2中，现任用户的接入不影响CPE，并由此，从基站向CPE传送的信号的功率电平比从现任用户向CPE传送的信号的功率电平强。因此，取决于向CPE传送的信号的功率电平，显式信令可成功或失败。

在情况3中，所有信令方法均可用。情况4与情况2类似，但是很可能CPE不能接收来自基站的消息（CHS_REQ消息），因为从基站向CPE传送的信号的功率电平与从现任用户向CPE传送的信号的功率电平相似。即，在情况4中，除了隐式信令之外的所有信令方法可能失败。

图7的下表示出了当使用TDD系统时的信道切换方法。在TDD系统中，上行链路频率信道和下行链路频率信道相同，并且在FDD系统中扮演领导角色的下行链路频率信道也存在问题。由此，在关于FDD系统的上表中公开的与下行链路频道信道相关的部分也应用到关于TDD系统的下表中。

图8是图示了根据本发明实施例的两种类型的MAC控制消息的表。即，图8图示了设计为解决参考图7描述的问题的两种类型的MAC控制消息。

首先，CPE自动地并周期性地报告BLM_RSP（体（bulk）应答）消息，而无需来自基站的指令。在本公开中，为了便于解释，BLM_RSP消息将被称为自动报告消息。经由认知无线电系统中定义的上行链路帧的特定部分（系统时隙（slot）或紧急共存时隙（UCS）时隙）或经由基站分配给CPE的业务信道，BLM RSP消息被自动报告到基站。

响应于来自基站的作为信道搜索请求消息的BLM_REQ（体请求）消息，仅经由基站所分配的上行链路帧上的特定突发（US突发），来报告BLM_REP（体报告）消息。不能在没有BLM_REQ消息的情况下向基站报告BLM_REP消息。

图9是图示了其中CPE向基站传送图8图示的两种类型消息（BLM_REP消息和BLM_RSP消息）的处理的流程图。

CPE周期性地执行频谱感测，以便检测现任用户的接入，并向系统时隙或UCS时隙传送BLM_RSP消息。而且，CPE等待上行链路MAP（UL_MAP）消息，并向为上行链路MAP消息分派的上行链路突发传送包括频谱感测结果的BLM_REP消息。

接下来，CPE等待来自基站的指令。当基站确定取决于是否接收到这两个消息而执行信道切换时，来自基站的指令是CHS_REQ消息，而当基站确定不执行信道切换时，则来自基站的指令是关于当前上行链路/下行链路频率信道的MAP消息。

图10是图示了根据本发明实施例的允许基站确定频率信道是否正在使用的方法的表格。即，图10图示了其中基站使用根据图9图示的处理从CPE报告的两种消息（BLM_REP消息和BLM_RSP消息）来确定当前上行链路/下行链路频率信道是否可用的方法。

首先，将描述图10的表格的第二列。不管是否接收到BLM_RSP消息，当正常接收到BLM_REP消息时，基站确定上行链路和下行链路频率信道两者都正常工作。这是因为仅当上行链路和下行链路频率信道两者都正常工作时，基站才能接收BLM_REP消息。在该情况下，继续建立与当前上行链路和下行链路频率信道的通信，而不执行信道切换。

接下来，将描述图10的表格的第三列。第三行示出了仅所接收的消息中的BLM_RSP消息可读的情况。在该情况下，基站确定下行链路频率信道存在问题。即，因为正常接收到BLM_RSP消息，所以确定上行链路频率信道没有问题，而因为没有接收到BLM_REP消息，所以没有经由下行链路频率信道向CPE正确传送促使BLM_REP消息传送的BLM_REQP消息。在该情况下，基站向CPE传送CHS_REQ消息，以便切换下行链路频率信道。

接下来，将描述图10的第四列。一旦没有接收到BLM_REP消息和BLM_RSP消息两者，则基站确定上行链路频率信道具有问题，但不能确定下行链路频率信道是否具有问题。在该情况下，基站向CPE传送对于上行链路频率信道的信道切换的请求。然而，尽管如此，当不能重新建立通信时，基站确定下行链路频率信道也具有问题，并利用以上信令方法对下行链路频率信道执行信道切换。

尽管要传送到系统时隙的每一消息仅包括特定CDMA代码，但是基站已先前获得了有关该代码的信息，并在大多数情况下可解密BLM_RSP消息。即，基站可一般正常接收BLM_RSP消息，并因此，几乎不出现与图10的表格的第四列对应的情况。因此，基站可基于是否接收到BLM_REP消息和BLM_RSP消息，来确定上行链路和下行链路频率信道中的每一个是否具有问题。

图11是图示了根据本发明实施例的FDD系统中的基站执行的信道切换方法的流程图。

首先，基站利用频谱感测执行信道搜索，并分析信道搜索的结果，以便确定现任用户接入了上行链路频率信道还是下行链路频率信道。如果确定现任用户接入了下行链路频率信道，则T1定时器工作。如果确定现任用户接入了上行链路频率信道，则T2定时器工作。如果确定现任用户没有接入上行链路和下行链路频率信道两者，则T3定时器工作。

在操作以上定时器之后，基站等待要从CPE报告的消息。这里，这些消息是BLM_REP消息和BLM_RSP消息。

当信道搜索的结果示出现任用户没有接入上行链路和下行链路频率信道并且基站接收到BLM_REP消息时，基站确定不需要信道切换。所以，基站继续经由当前上行链路/下行链路频率信道与CPE的通信。

当基站接收到BLM_REP消息，并基于BLM RSP消息中包括的CPE的信道搜索的结果和基站的信道搜索的结果而确定现任用户接入了下行链路频率信道时，基站向CPE传送包括从下行链路频率信道切换的请求的CHS_REQ消息。类似地，一旦接收到BLM RSP消息而不是BLM_REP消息，则基站向CPE传送CHS_REQ消息。然后，基站等待作为对于CHS_REQ消息的应答的CHS_REP消息，直到T1定时器或T3定时器超时为止。如果在T1定时器或T3定时器超时之前接收到CHS_REP消息，则基站切换下行链路频率信道，并执行作为信道切换的后续处理的初始化处理。如果在T1定时器或T3定时器超时之前基站没有接收到CHS_REP消息，则基站确定下行链路频率信道具有问题，并利用以上参考图2或4描述的隐式信令，来从该下行链路频率信道切换到利用CPE预定义的另一频率信道。

当基站没有接收到BLM_REP消息和BLM_REP消息两者时，基站首先向CPE传送请求上行链路频率信道的切换的CHS_REQ消息，并确定其是否在T2定时器期满之前从CPE接收到作为CHS_REQ消息的应答消息的CHS_REP消息。当在T2定时器期满之前从CPE接收到CHS_REP消息时，基站切换上行链路频率信道，并执行作为信道切换的后续处理的初始化处理。如果基站在T2定时器期满之前没有接收到CHS_REP消息，则基站利用以上参考图2描述的短隐式信令来对上行链路频率信道执行信道切换。其后，当在T3定时器期满之前没有重新建立与CPE的通信时，利用以上参考图4描述的隐式信令来对上行链路/下行链路频率信道执行信道切换。

图12是图示了根据本发明实施例的FDD系统中的CPE执行的信道切换方法的流程图。

首先，CPE利用频谱感测执行信道搜索，并向基站报告信道搜索的结果。然后，CPE分析信道搜索的结果，以便确定现任用户接入了上行链路频率信道还是下行链路频率信道。如果确定现任用户接入了下行链路频率信道，则T4定时器工作。如果确定现任用户接入了上行链路频率信道，则T5定时器工作。如果确定现任用户没有接入上行链路和下行链路频率信道两者，则T6定时器工作。

在操作以上定时器之后，CPE等待来自基站的指令消息。这里，来自基站的指令消息是以上MAP消息和CHS_REQ消息。

如果信道搜索的结果示出现任用户没有接入上行链路频率信道，则CPE确定是否在T4定时器或T6定时器期满之前从基站接收到指令消息。当在T4定时器或T6定时器期满之前CPE没有从基站接收到指令消息时，CPE利用以上参考图2或4描述的隐式信令，来对下行链路频率信道执行信道切换。

如果信道搜索的结果示出现任用户接入了上行链路频率信道，则CPE确定其是否在T5定时器期满之前从基站接收到指令消息。如果在T5定时器期满之前CPE没有从基站接收到指令消息，则CPE利用以上参考图2描述的短隐式信令，来对上行链路频率信道执行信道切换。然后，基站确定在T6定时器期满之前是否重新建立了与基站的通信，并当没有重新建立通信时，利用以上参考图2或4描述的隐式信令，来对上行链路/下行链路频率信道执行信道切换。

一旦接收到MAP消息，CPE就利用当前上行链路/下行链路频率信道继续通信。

一旦接收到CHS_REQ消息，CPE就根据CHS_REQ消息中的指令来对上行链路频率信道或下行链路频率信道执行信道切换，并等待来自基站的MAP消息。一旦接收到MAP消息，CPE就执行作为信道切换的后续处理的初始化处理。

图13是图示了根据本发明实施例的TDD系统中的基站执行的信道切换方法的流程图。

首先，基站利用频谱感测执行信道搜索，并分析信道搜索的结果，以便确定现任用户是否接入了上行链路/下行链路频率信道。如果信道搜索的结果表明现任用户接入了上行链路/下行链路频率信道，则T1定时器工作；反之，则T2定时器工作。

在操作以上定时器之后，基站等待要从CPE报告的消息。这里，该消息是以上BLM_REP消息。

当基站的结果表明现任用户没有接入上行链路/下行链路频率信道并且基站没有接收到BLM_REP消息时，或者当信道搜索的结果表明现任用户接入了上行链路/下行链路频率信道时，基站向CPE传送请求上行链路/下行链路频率信道的切换的CHS_REQ消息。其后，当在T1定时器或T2定时器期满之前接收到CHS_REP消息时，基站切换到上行链路/下行链路频率信道，并执行作为信道切换的后续处理的初始化处理。当基站在T1定时器或T2定时器期满之前没有接收到CHS_REP消息时，基站利用以上参考图2或4描述的隐式信令对上行链路/下行链路频率信道执行信道切换。

当信道搜索的结果表明现任用户没有接入上行链路/下行链路频率信道并且基站接收到BLM_REP消息时，基站经由当前上行链路/下行链路频率信道继续与CPE通信。

图14是图示了根据本发明实施例的在TDD系统中由CPE执行的信道切换方法的流程图。

首先，CPE利用频谱感测来执行信道搜索，并向基站报告信道搜索的结果。然后，CPE分析信道搜索的结果，以便确定现任用户是否接入了上行链路/下行链路频率信道。如果确定现任用户接入了上行链路/下行链路频率信道，则T3定时器工作，否则，T4定时器工作。

在操作以上定时器之后，CPE等待来自基站的指令消息。这里，指令消息是以上MAP消息和CHS_REQ消息。

当信道搜索的结果表明现任用户接入了上行链路/下行链路频率信道或者当信道搜索的结果表明现任用户没有接入上行链路/下行链路频率信道并且基站没有接收到MAP消息时，CPE等待接收CHS_REQ消息，直到T3定时器或T4定时器期满为止。当CPE在T3定时器或T4定时器期满之前没有接收到CHS_REQ消息时，CPE利用以上参考图2或4描述的隐式信令对上行链路/下行链路频率信道执行信道切换。当在T3定时器或T4定时器期满之前接收到CHS_REQ消息时，CPE响应于CHS_REQ消息对上行链路/下行链路频率信道执行信道切换，并执行作为信道切换的后续处理的初始化处理。

当信道搜索的结果表明现任用户没有接入上行链路/下行链路频率信道并且CPE接收到MAP消息时，CPE经由当前上行链路/下行链路频率信道继续与基站通信。

图15是根据本发明实施例的在认知无线电系统的基站和CPE中分别包括的信道切换设备1500和1550的方框图。

在本发明的实施例中，参考图15，基站中包括的利用显式信令进行信道切换的信道切换设备1500包括检测单元1510、信道切换请求消息传送单元1520、和信道切换单元1530。

检测单元1510从设置为和CPE的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中检测当前不可用的第一频率信道。这里，检测单元1510基于是否接收到要接收的消息、和基站的信道搜索的结果中的至少一个，来检测第一频率信道。在本发明的实施例中，要接收的消息包括CPE响应于来自基站的信道搜索请求而传送的信道搜索报告消息、和CPE周期性地传送到基站的自动报告消息。检测单元1510基于是否接收到信道搜索报告消息、在接收的信道搜索报告消息中包括的CPE的信道搜索的结果、和是否接收到自动报告消息，而检测频率信道。

信道切换请求消息传送单元1520向CPE传送用于请求从第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息。

一旦从CPE接收到报告将响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息，则信道切换单元1530就从第一频率信道切换到第二频率信道。

在本发明的实施例中，参考图15，CPE中包括的利用显式信令进行信道切换的信道切换设备1550包括信道切换单元1560、信道切换报告消息传送单元1570、信道搜索报告消息传送单元1580、和自动报告消息传送单元1590。

一旦接收到请求从设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息，信道切换单元1560就从第一频率信道切换到第二频率信道。

信道切换报告消息传送单元1570向基站传送用于报告要响应于信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息。

一旦从基站接收到请求信道搜索的信道搜索请求消息，信道搜索报告消息传送单元1580就向基站传送包括CPE的信道搜索的结果的信道搜索报告消息。自动报告消息传送单元1590周期性地向基站传送自动报告消息。

图16是根据本发明另一实施例的在认知无线电系统的基站和CPE中分别包括的信道切换设备1600和1650的方框图。

在本发明的实施例中，参考图16，基站中包括的利用隐式信令进行信道切换的信道切换设备1600包括检测单元1610和信道切换单元1620。

检测单元1610从设置为和CPE的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中检测当前不可用的频率信道。

如果基站和CPE之间的上行链路/下行链路频率信道采用FDD系统，则要接收的消息包括CPE响应于来自基站的信道搜索请求而传送的信道搜索报告消息、和CPE周期性地传送到基站的自动报告消息。检测单元1610基于是否接收到信道搜索报告消息、在接收的信道搜索报告消息中包括的CPE的信道搜索的结果、和是否接收到自动报告消息，而检测第一频率信道。如果基站和CPE之间的上行链路/下行链路频率信道采用TDD系统，则要接收的消息包括CPE响应于来自基站的信道搜索请求而传送的信道搜索报告消息。检测单元1610基于是否接收到信道搜索报告消息、以及在接收的信道搜索报告消息中包括的CPE的信道搜索的结果，而检测第一频率信道。

信道切换单元1620从作为通信信道的第一频率信道切换到和CPE一起预定义的第二频率信道。

检测单元1610和信道切换单元1620的以上操作涉及利用短隐式信令的信道切换。对于利用隐式信令的信道切换，检测单元1610延迟进行有关第一频率信道的检测的确定，直到用于信道搜索的QP为止，并基于在QP之后获得的信道搜索的结果来检测第一频率信道。类似地，信道切换单元1620对QP之后最后检测的第一频率信道执行信道切换。

在本发明的实施例中，参考图16，CPE中包括的利用隐式信令进行信道切换的信道切换设备1650包括检测单元1660和信道切换单元1670。

检测单元1660检测设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道。检测单元1660可基于是否接收到要接收的消息、和CPE的信道搜索的结果中的至少一个，来检测第一频率信道。这里，要接收的消息包括MAP消息和请求信道切换的信道切换请求消息，该MAP消息包括有关分配给CPE的频率信道的信息。

信道切换单元1670从作为通信信道的第一频率信道切换到由基站预定义的第二频率信道。

检测单元1660和信道切换单元1670的以上操作与利用短隐式信令的信道切换相关。对于利用隐式信令的信道切换，检测单元1660延迟进行有关第一频率信道的检测的确定，直到用于信道搜索的QP为止，并基于在QP之后获得的信道搜索的结果来检测第一频率信道。类似地，信道切换单元1670对QP之后最后检测的第一频率信道执行信道切换。

图17是根据本发明另一实施例的认知无线电系统的基站和CPE中分别包括的信道切换设备1700和1750的方框图。

在本发明的实施例中，参考图17，基站中包括的利用带外信令进行信道切换的信道切换设备1700包括检测单元1710、信道切换请求消息传送单元1720、和信道切换单元1730。

检测单元1710检测设置为与CPE的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道。这里，检测单元1710可基于是否接收到要接收的消息、和来自基站的信道搜索的结果中的至少一个，来检测第一频率信道。这里，如果将CPE响应于来自基站的信道搜索请求而传送的信道搜索报告消息、和CPE周期性地传送到基站的自动报告消息用作要接收的消息，则检测单元1710基于是否接收到信道搜索报告消息、在接收的信道搜索报告消息中包括的从CPE接收的信道搜索的结果、和是否接收到自动报告消息，而检测第一频率信道。

信道切换请求消息传送单元1720经由带外信道向CPE传送用于请求从第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息。一旦从CPE接收到报告将响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息，则信道切换单元1730从第一频率信道切换到第二频率信道。

在本发明的实施例中，参考图17，CPE中包括的利用带外信令进行信道切换的信道切换设备1750包括信道切换请求消息接收单元1760、信道切换单元1770、信道切换报告消息传送单元1780、信道搜索报告消息传送单元1785、和自动报告消息传送单元1790。

信道切换请求消息接收单元1760经由带外信道从基站接收用于请求从作为当前设置的通信信道的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息。

信道切换单元1770基于信道切换请求消息从作为通信信道的第一频率信道切换到第二频率信道。信道切换报告消息传送单元1780向基站传送用于报告要响应于信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息。

一旦从基站接收到请求信道搜索的信道搜索请求消息，信道搜索报告消息传送单元1785就向基站传送包括来自CPE的信道搜索的结果的信道搜索报告消息。自动报告消息传送单元1790周期性地向基站传送自动报告消息。

图18是根据本发明另一实施例的认知无线电系统的基站和CPE中分别包括的信道切换设备1800和1850的方框图。

在本发明的实施例中，参考图18，基站中包括的利用以上参考图5描述的顺序信令进行信道切换的信道切换设备1800包括检测单元1805、显式信令单元1810、利用显式信令的信道切换单元1815、利用隐式信令的信道切换单元1820、确定单元1825、信道切换请求消息传送单元1830、和利用带外信令的信道切换单元1835。

检测单元1805检测设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道。

显式信令单元1810向CPE传送用于请求从第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息，并等待从CPE接收用于报告要响应于该信道切换请求消息执行信道切换的信道切换报告消息。

一旦从CPE接收到信道切换报告消息，利用显式信令的信道切换单元1815就从第一频率信道切换到第二频率信道。

一旦没有从CPE接收到信道切换报告消息，利用隐式信令的信道切换单元1820就从第一频率信道切换到用CPE预定义的第三频率信道。

如图18图示的，基站中包括的信道切换设备1800还包括确定单元1825、信道切换请求消息传送单元1830、和利用带外信令的信道切换单元1835。在该情况下，一旦没有从CPE接收到信道切换报告消息，确定单元1825就确定带外信道是否可用于基站。

如果确定带外信道是可用的，则信道切换请求消息传送单元1830就经由带外信道向CPE传送信道切换请求消息。

一旦从CPE接收到作为经由带外传送的信道切换请求消息的应答的信道切换报告消息，则利用带外信令的信道切换单元1835就从第一频率信道切换到第二频率信道。

在本发明的实施例中，参考图18，CPE中包括的以上参考图5描述的利用顺序信令进行信道切换的信道切换设备1850包括利用显式信令的信道切换单元1855、利用隐式信令的信道切换单元1860、确定单元1865、和利用带外信令的信道切换单元1870。

一旦接收到用于请求从设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息，利用显式信令的信道切换单元1855就向基站传送用于报告要响应于该信道切换请求消息而执行信道切换的信道切换报告消息，并从第一频率信道切换到第二频率信道。

利用隐式信令的信道切换单元1860基于是否接收到要接收的消息（包括信道切换请求消息）、和CPE的信道搜索的结果，而检测不可用的第一频率信道，并从第一频率信道切换到用基站预定义的第三频率信道。

如图18图示的，CPE中包括的信道切换设备1850还包括确定单元1865、和利用带外信令的信道切换单元1870。在该情况下，如果确定单元1865没有接收到要接收的消息，则确定单元1865确定是否经由带外信道接收到信道切换请求消息。如果确定经由带外信道接收到信道切换请求消息，则利用带外信令的信道切换单元1870从第一频率信道切换到第二频率信道，并传送作为信道切换请求消息的应答的信道切换报告消息。

图19是根据本发明实施例的在认知无线电系统的基站中包括的频率信道可用性确定设备的方框图。参考图19，该频率信道可用性确定设备包括消息接收确定单元1900和可用性确定单元1910。

消息接收确定单元1900确定是否从CPE接收到信道切换报告消息（CPE响应于来自基站的信道搜索请求而传送的消息）和自动报告消息（CPE向基站周期性传送的消息）。

消息接收确定单元1910基于是否接收到信道搜索报告消息和是否接收到自动报告消息，而确定上行链路/下行链路频率信道是否在基站和CPE之间可用。这里，当确定接收到信道搜索报告消息时，消息接收确定单元1910确定上行链路和下行链路频率信道可用，而当确定仅接收到自动报告消息时，消息接收确定单元1910确定仅下行链路频率信道不可用。而且，当确定没有接收到信道搜索报告消息和自动报告消息两者时，消息接收确定单元1910首先确定上行链路频率信道不可用，并稍后通过确定是否利用信道切换重新建立了通信，而检测下行链路频率信道是否也存在问题。

图20是图示了传统FDD系统中的上行链路和下行链路频率信道的关联的概念的图。OFDM/FDD系统使用作为不同频率信道的上行链路频率信道和下行链路频率信道。上行链路频率信道和下行链路频率信道之间的关系在上行链路和下行链路频率信道的map（UL_MAP或DL-MAP）消息中进行了规定。为了在MAP消息中包括该关系，必须将上行链路频率信道的标识符和下行链路频率信道的标识符包括在MAP消息中。比较长的标识字段的使用不仅引起资源浪费，而且防止对频率信道信息进行系统管理。

图21是图示了根据本发明实施例的在OFDM/FDD系统中管理上行链路和下行链路频率信道的方法的概念的图。详细来说，在本发明的实施例中，在OFDM/FDD系统中管理上行链路和下行链路频率信道的方法中使用信道匹配和信道分组。在信道匹配中，预先设置要在上行链路和下行链路中分别使用的频率信道的匹配信息，并将其提供到基站和CPE。例如，可已经将有关与信道编号1对应的上行链路信道的信息和有关与信道编号1对应的下行链路信道的信息先前提供到基站和CPE。以这种方式，可能允许基站和CPE中的每一个通过简单利用信道编号1来检测匹配其信道的信道。此外，没有使用编号1所分派到的信道的另一CPE和另一基站也可检测分别在上行链路和下行链路中使用的与编号1对应的信道的标识符。换言之，执行信道匹配，以便初步管理和允许作为一组的匹配的上行链路和下行链路频率信道的移动。此外，可能通过使用标识符来控制两个信道。由此，可能降低图21图示的要在MAP消息中包括的信息量，由此生成降低开销的MAP消息。

在信道分组中，一起管理具有相同信道匹配信息的CPE。在该情况下，基于同一信道信息、地理信息等来对属于同一组的CPE进行分组。当现任用户接入属于一组的频率信道时，CPE的分组允许对属于该组的所有CPE容易地执行信道切换。

图22图示了根据本发明实施例的基站向CPE传送信道匹配信息和信道分组信息的方式。信道匹配信息和信道分组信息包括在帧控制报头（FCH）中的帧前缀中，如图22图示的那样。

例如IEEE 802.16x系统的传统系统的帧依次包括促进信号检测的前同步码、FCH、DL-MAP消息、和UL-MAP消息。CPE首先检测从基站传送的信号。通过检测传送具有最适当的功率电平的信号的基站而获得的DL-MAP消息包括基站标识（ID）字段。CPE基于基站ID字段检测基站，以便从其接收服务。然后，CPE向在从所检测的基站接收的UL-MAP消息中包括的上行链路信道ID字段中定义的上行链路信道传送要经由上行链路传送的信息。

根据本发明，信道匹配信息包括在FCH中，并且只要发生信道切换，就传送该信道匹配信息。因此，与在为每一帧传送的DL/UL-MAP消息中记录信道信息的传统方法相比，可能更显著地降低MAP消息的尺寸。代替的是，根据本发明，向FCH传送信道匹配信息和信道分组信息。即，仅当信道状况改变时，才传送信道匹配信息和信道分组信息，由此降低总体帧开销。

图23是根据本发明实施例的基站中包括的上行链路/下行链路频率信道管理设备2300和CPE中包括的上行链路/下行链路频率信道管理设备2350的方框图。

参考图23，基站中包括的上行链路/下行链路频率信道管理设备2300包括管理单元2310和传送单元2320。CPE中包括的上行链路/下行链路频率信道管理设备2350包括接收单元2360和处理器2370。

管理单元2310将同一CPE使用的上行链路频率信道和下行链路频率信道分组为一对，并生成和管理有关该对的信道匹配信息。

传送单元2320向CPE传送所生成的信道匹配信息。

当采用以上信道分组时，管理单元2310根据上行链路/下行链路频率信道而将CPE划分为几组，并生成和管理包括每一组的信道匹配信息和CPE标识符的信道分组信息。传送单元2320向CPE传送所生成的信道分组信息。

接收单元2360从基站接收信道匹配信息或信道分组信息。处理器2370基于所接收的信道匹配信息或信道分组信息，来执行认知无线电系统中的期望获得信道信息的CPE的操作。CPE的操作的示例包括信道切换。

本发明可实施为计算机可读介质中的计算机可读代码。计算机可读介质可以是能够存储计算机系统读取的数据的任何记录设备，例如，只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、致密盘（CD）-ROM、磁带、软盘、光学存储装置等。而且，计算机可读介质可以是例如经由因特网传送数据的载波。计算机可读介质可在通过网络互连的计算机系统之间分发，并且本发明可存储和实现为分布系统中的计算机可读代码。而且，执行本发明所需的功能程序、代码、和代码段可由本发明所属技术领域的普通技术人员容易地导出。

尽管已参考本发明的优选实施例而具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解的是，可在这里进行形式和细节的各种改变，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于在认知无线电系统的基站中切换信道的方法，该方法包括：

检测设置为与基站的通信信道的至少一个上行链路/下行链路频率信道中的当前不可用的第一频率信道；

传送用于请求从当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；

当响应于该信道切换请求消息接收到信道切换报告消息时，利用显式信令执行从第一频率信道到第二频率信道的信道切换；和

当没有接收到该信道切换报告消息时，利用隐式信令执行从该第一频率信道到利用CPE预定义的第三频率信道的信道切换。

2.一种用于在认知无线电系统的客户终端设备(CPE)中切换信道的方法，该方法包括：

从基站接收用于请求从当前不可用的第一频率信道切换到第二频率信道的信道切换请求消息；

当接收到该信道切换请求消息时，利用显式信令执行从第一频率信道到第二频率信道的信道切换；和

基于是否接收到信道切换请求消息、和CPE的信道搜索的结果，而检测当前不可用的第一频率信道，并利用隐式信令执行从该第一频率信道到利用基站预定义的第三频率信道的信道切换。

3.根据权利要求2的方法，其中所述利用隐式信令的信道切换步骤包括操作定时器，并且如果在该定时器超时前没有接收到该信道切换请求消息，则执行从该第一频率信道到该第三频率信道的信道切换。

4.根据权利要求2的方法，其中该方法进一步包括：

检测现任用户接入与基站的通信信道，并向基站报告该检测结果。