CN114245321B - 一种公网与自组网单射频融合的通信方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种公网与自组网单射频融合的通信方法及装置，自组网中的设备包括主设备和从设备，主设备和从设备在公网和自组网中采用单射频通信，包括：主设备开启公网搜索以驻留小区；主设备根据驻留小区的同步信道和公共信道的通信业务占用的时间资源和重复周期分配第一时域资源；主设备在自组网的帧中预留第一预留资源，第一预留资源由第一时域资源映射到自组网中得到，第一预留资源与自组网的通信业务不冲突；以及主设备在自组网内发送同步信号和广播消息以等待从设备接入，在第一时域资源内进行公网的同步与寻呼接收，主设备与从设备在第一预留资源内暂停自组网的数据收发。

Description

一种公网与自组网单射频融合的通信方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种公网与自组网单射频融合的通信方法及装置。
背景技术
在现有技术中，自组网与公用无线通信网融合的通信网络，利用了无线自组网和LTE网络各自的优势，扩大了无线局域网的覆盖范围，具有自组网的组网灵活性强、支持移动性、易于迅速展开、***整体抗毁能力强的优势特点，是一种大容量、高速率、覆盖范围广的网络类型，因而成为宽带接入的一种有效手段。
业内将这种自组网的技术发展趋势称为公专融合，即公网与专网融合。通常，公、专融合技术方案使用两个无线调制解调器，其中一个负责公网，一个负责专网，各自使用一套射频收发设备，即双通无线调制解调器。然而无论在成本花费还是功耗考量上，该种融合方案均明显的高于普通LTE调制解调器或者自组网调制解调器所需花费的成本或功耗。
此外，现有的公专融合的解决方案均未有采用单射频通道的基带芯片，在成本、设备尺寸以及功耗方面存在着不可避免的缺陷。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种公网与自组网单射频融合的通信方法及装置，用于在单射频通道的射频条件下实现公网与自组网的融合，在降低设备体积、花费成本的同时，能够显著减少所需功耗，此外不会额外增加基带信号处理所需的计算开销，采用较为简单的方案即可实现公网与自组网的高度集中与融合。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种公网与自组网单射频融合的通信方法，自组网中的设备包括主设备和从设备，主设备和从设备在公网和自组网中采用单射频通信，包括：由主设备开启公网搜索以驻留于公网中的小区；由主设备在自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源，包括：由主设备根据所驻留的公网小区的同步信道和公共信道的通信业务占用的时间资源和重复周期分配第一时域资源；由主设备在自组网的帧中预留第一预留资源，第一预留资源由第一时域资源映射到自组网中得到，第一预留资源与自组网的通信业务不冲突；以及由主设备在自组网内发送同步信号和广播消息以等待从设备接入，主设备在第一时域资源内进行公网的同步与寻呼接收，主设备与从设备在第一预留资源内暂停自组网的数据收发。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，当主设备变更驻留小区时，通信方法还包括：由主设备在驻留原小区期间触发邻区测量，根据邻区测量得到的邻区配置和测量周期分配第二时域资源；由主设备在自组网的帧中预留第二预留资源，第二预留资源由第二时域资源映射到自组网中得到；由主设备将第二预留资源的信息在自组网内广播以通知自组网内的所有设备在第二预留资源内暂停自组网的数据收发；由主设备变更驻留至新小区；以及由主设备在自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，由主设备在自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源，还包括：在新的驻留小区中，由主设备在由第一时域资源映射得到第一预留资源后，判断第一预留资源与自组网当前的通信业务是否冲突；若第一预留资源与自组网当前的通信业务不冲突，由主设备在自组网的帧中分配第一预留资源并通过***消息广播至自组网中的所有设备；以及若第一预留资源与自组网当前的通信业务冲突，通过广播***消息通知自组网中的所有设备调整自组网的帧结构以避免冲突后，由主设备再在自组网的帧中分配第一预留资源。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，通信方法还包括：当触发公网的随机接入或数据交互业务时，由主设备在自组网的帧中分配第三时域资源；由主设备判断当前自组网内是否存在空闲的从设备以及是否可以通过该空闲的从设备转发数据请求；根据判断结果处理随机接入或数据交互业务。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，根据判断结果处理随机接入或数据交互业务，包括：响应于当前自组网内存在空闲的从设备并且可以通过该空闲的从设备转发数据请求，由主设备通过该空闲的从设备转发随机接入或数据交互业务的数据至公网；响应于当前自组网内不存在空闲的从设备或无法通过自组网中空闲的从设备转发数据请求，由主设备广播通知自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务以进行公网的随机接入或数据交互业务操作。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，仍由主设备发送自组网的同步信号以使自组网内的设备保持同步，并在自组网内广播是否恢复自组网的通信业务服务。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，由从设备周期性接收主设备发送的自组网同步信号以保持同步，并周期性监听主设备发送的恢复自组网通信业务的广播消息，响应于接收到恢复自组网通信业务的广播消息，恢复自组网的数据收发。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，由主设备强制抢占射频资源以发送同步信号，并通过最小广播信道广播是否恢复自组网的通信业务服务。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，在公网及自组网中的通信业务按照控制信道优先于业务信道、通话业务优先于数据业务以及同类信道业务先到先得的原则进行。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，主设备和从设备同时位于同一运营商提供的同一网络制式的公网中，网络制式包括TD-LTE和FDD-LTE。
本发明的另一方面提供了一种公网与自组网单射频融合的通信装置，自组网中的设备包括主设备和从设备，主设备和从设备在公网和自组网中采用单射频通信，包括：存储器；以及与存储器耦接的处理器，处理器配置用于使得：由主设备开启公网搜索以驻留于公网中的小区；由主设备在自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源，包括：由主设备根据所驻留的公网小区的同步信道和公共信道的通信业务占用的时间资源和重复周期分配第一时域资源；由主设备在自组网的帧中预留第一预留资源，第一预留资源由第一时域资源映射到自组网中得到，第一预留资源与自组网的通信业务不冲突；以及由主设备在自组网内发送同步信号和广播消息以等待从设备接入，主设备在第一时域资源内进行公网的同步与寻呼接收，主设备与从设备在第一预留资源内暂停自组网的数据收发。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：由主设备在驻留原小区期间触发邻区测量，根据邻区测量得到的邻区配置和测量周期分配第二时域资源；由主设备在自组网的帧中预留第二预留资源，第二预留资源由第二时域资源映射到自组网中得到；由主设备将第二预留资源的信息在自组网内广播以通知自组网内的所有设备在第二预留资源内暂停自组网的数据收发；由主设备变更驻留至新小区；以及由主设备在自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：在新的驻留小区中，由主设备在由第一时域资源映射得到第一预留资源后，判断第一预留资源与自组网当前的通信业务是否冲突；若第一预留资源与自组网当前的通信业务不冲突，由主设备在自组网的帧中分配第一预留资源并通过***消息广播至自组网中的所有设备；以及若第一预留资源与自组网当前的通信业务冲突，通过广播***消息通知自组网中的所有设备调整自组网的帧结构以避免冲突后，由主设备再在自组网的帧中分配第一预留资源。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：当触发公网的随机接入或数据交互业务时，由主设备在自组网的帧中分配第三时域资源；由主设备判断当前自组网内是否存在空闲的从设备以及是否可以通过该空闲的从设备转发数据请求；根据判断结果处理随机接入或数据交互业务。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：响应于当前自组网内存在空闲的从设备并且可以通过该空闲的从设备转发数据请求，由主设备通过该空闲的从设备转发随机接入或数据交互业务的数据至公网；响应于当前自组网内不存在空闲的从设备或无法通过自组网中空闲的从设备转发数据请求，由主设备广播通知自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务以进行公网的随机接入或数据交互业务操作。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，由主设备仍发送自组网的同步信号以使自组网内的设备保持同步，并在自组网内广播是否恢复自组网的通信业务服务。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，由从设备周期性接收由主设备发送的自组网同步信号以保持同步，并周期性监听由主设备发送的恢复自组网通信业务的广播消息，响应于接收到恢复自组网通信业务的广播消息，恢复自组网的数据收发。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，由主设备强制抢占射频资源以发送同步信号，并通过最小广播信道广播是否恢复自组网的通信业务服务。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：在公网及自组网中的通信业务按照控制信道优先于业务信道、通话业务优先于数据业务以及同类信道业务先到先得的原则进行。
在一实施例中，优选地，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置中，处理器进一步配置用于使得：主设备和从设备同时位于同一运营商提供的同一网络制式的公网中，网络制式包括TD-LTE和FDD-LTE。
本发明还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所描述的公网与自组网单射频融合的通信方法的步骤。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1是根据本发明的一方面绘示的公网与自组网单射频融合的通信方法的方法流程示意图；
图2是根据本发明的一实施例绘示的当主设备变更驻留小区时的通信方法的方法流程示意图；
图3是根据本发明的一实施例绘示的在主设备变更驻留小区时，主设备在自组网中预留保持公网驻留小区同步与寻呼接收所需时域资源的方法流程示意图；
图4是根据本发明的一实施例绘示的公网与自组网单射频融合中触发公网随机接入和数据交互业务时的通信方法示意图；
图5是根据本发明的一实施例绘示的主设备根据是否有空闲从设备的判断结果处理随机接入或数据交互业务的方法流程示意图；
图6是根据本发明的一实施例绘示的从设备在公网与自组网单射频融合通信方法中的方法流程示意图；
图7是根据本发明的一实施例绘示的主设备的基带处理芯片中的功能逻辑示意图；
图8是根据本发明的一实施例绘示的从设备的基带处理芯片的功能逻辑示意图；以及
图9是人机本发明的另一方面绘示的在公网与自组网单射频融合通信装置的装置结构示意图。
为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：
700 主设备基带处理芯片
800 从设备基带处理芯片
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种公网与自组网单射频融合的通信方法及装置，采用时分的方式复用射频资源，不额外增加基带信号处理所需的计算开销的同时仅用单射频通道实现公网和自组网的高度集中与融合，在硬件体积、成本花费及功耗等方面具备突出的优势。
本发明中的通信设备可分为两大类，一是主设备或者中心节点，二是从设备。在一实施例中，对主设备来说，其技术实现类似LTE技术的基站e-NodeB所使用的技术，对于从设备来说，其使用技术类似LTE终端UE所使用的技术。
“类LTE自组网”与“LTE公网”拥有相似的设计理念和帧结构：都是通过同步信道、控制信道、接入信道和数据信道，了完成信号搜索、同步保持(含邻区测量)、随机接入和数据交互这四个主要功能，因此二者可以高效的进行融合。
需要说明的是，本文中的公网采用LTE网络，自组网以类LTE的网络制式展开本发明提供的公网与自组网单射频融合通信方法的阐述，目的仅仅是为了更好的说明本发明的方法流程，而非用于限制本发明的保护范围，实际上，其他类型的公网与自组网同样适用于本发明提出的公网与自组网单射频融合的方法，均应纳入本发明的保护范围。
对于一个驻留在LTE公网的终端来说，信号搜索，同步保持，随机接入和数据交互这四类功能操作射频的时间需求有所不同，因此可以根据不同的时间需求制定相应的通信方法。
图1是根据本发明的一方面绘示的公网与自组网单射频融合的通信方法的方法流程示意图。
请参照图1，在本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法中，包括：
步骤101：由主设备开启公网搜索以驻留于公网中的小区。
主设备开机后，首先开启公网协议栈以进行公网搜索和公网小区驻留。信号搜索出现概率低，在短时间内需连续操作射频。
步骤102：由主设备根据所驻留的公网小区的同步信道和公共信道的通信业务占用的时间资源和重复周期分配第一时域资源。
通过公网小区的同步信道和公共信道，主设备保持公网的同步与寻呼接收。由于已经获得当前LTE网络同步信道和公共信道的时间资源和重复周期，因此同步保持是周期性可预测的，一般时间开销极小，例如LTE网络下占空比小于1/100。
步骤103：由主设备在自组网的帧中预留第一预留资源，第一预留资源由第一时域资源映射到自组网中得到，第一预留资源与自组网的通信业务不冲突。
由第一时域资源映射第一预留资源的工作由主设备的基带处理芯片中的映射模块完成。
步骤104：由主设备在自组网内发送同步信号和广播消息以等待从设备接入，主设备在第一时域资源内进行公网的同步与寻呼接收，主设备与从设备在第一预留资源内暂停自组网的数据收发。
可以理解地，用于信号搜索、同步及寻呼接收的通信业务是可预测的，所需的时域资源相对固定，因此针对该部分公网业务在自组网中预留相应的时隙，并保证在该些时隙内自组网不进行业务收发以避免与公网的同步业务产生冲突。
图2是根据本发明的一实施例绘示的当主设备变更驻留小区时的通信方法的方法流程示意图。
如图2所示，在一实施例中，当主设备变更公网驻留小区时，通信方法包括：
步骤201：由主设备在驻留原小区期间触发邻区测量，根据邻区测量得到的邻区配置和测量周期分配第二时域资源。
在公网中更换驻留小区首先需要触发邻区测量，从而根据邻区测量到的配置信息分配第二时域资源，第二时域资源用于主设备在公网中进行驻留小区的更换，该部分资源也是相对可以预测的。
步骤202：由主设备在自组网的帧中预留第二预留资源，第二预留资源由第二时域资源映射到自组网中得到；
步骤203：由主设备将第二预留资源的信息在自组网内广播以通知自组网内的所有设备在第二预留资源内暂停自组网的数据收发。
在第二预留资源内，自组网暂停数据收发业务，以使主设备在公网中完成小区更换工作。由于该部分时间往往是可预测的，且通常极短，因此，在该部分时间内停止自组网的数据收发工作对网络整体的通信可靠性来说也是可控的。
步骤204：由主设备变更驻留至新小区；以及
步骤205：由主设备在自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源。
步骤205与进行信号搜索时驻留小区后预留同步及寻呼时间资源的步骤类似，不同的是，在更换驻留小区时，根据新小区的同步时间资源进行时隙预留时需判断新小区的同步时间资源与自组网自身的业务收发是否冲突。
图3是根据本发明的一实施例绘示的在主设备变更驻留小区时，主设备在自组网中预留保持公网驻留小区同步与寻呼接收所需时域资源的方法流程示意图。
如图3所示，在一实施例中，在主设备更换驻留小区时，步骤205进一步包括：
步骤2051：在新的驻留小区中，主设备在由第一时域资源映射得到第一预留资源后，判断第一预留资源与自组网当前的通信业务是否冲突；
步骤2052：若第一预留资源与自组网当前的通信业务不冲突，主设备在自组网的帧中分配第一预留资源并通过***消息广播至自组网中的所有设备；以及
步骤2053：若第一预留资源与自组网当前的通信业务冲突，通过广播***消息通知自组网中的所有设备调整自组网的帧结构以避免冲突后，主设备再在自组网的帧中分配第一预留资源。
除了信号搜索和同步保持以外，网络通信业务还包括公网的随机接入和数据交互。
图4是根据本发明的一实施例绘示的公网与自组网单射频融合中触发公网随机接入和数据交互业务时的通信方法示意图。
请参照图4，在一实施例中，本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信方法还包括：
步骤401：当触发公网的随机接入或数据交互业务时，主设备在自组网的帧中分配第三时域资源；
步骤402：主设备判断当前自组网内是否存在空闲的从设备以及是否可以通过该空闲的从设备转发数据请求；以及
步骤403：根据判断结果处理随机接入或数据交互业务。
图5是根据本发明的一实施例绘示的主设备根据是否有空闲从设备的判断结果处理随机接入或数据交互业务的方法流程示意图。
请参照图5，在一实施例中，步骤402：主设备判断当前自组网内是否存在空闲的从设备以及是否可以通过该空闲的从设备转发数据请求，进一步包括：
步骤4021：响应于当前自组网内存在空闲的从设备并且可以通过该空闲的从设备转发数据请求，主设备通过该空闲的从设备转发随机接入或数据交互业务的数据至公网；以及
步骤4022：响应于当前自组网内不存在空闲的从设备或无法通过自组网中空闲的从设备转发数据请求，主设备广播通知自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务以进行公网的随机接入或数据交互业务操作。
由于随机接入和数据交互一般会连续出现，需连续占用射频，持续时间不可预测，本领域技术人员人员可以理解地，若当前存在空闲的从设备，主设备通过该从设备转发公网的随机接入与数据交互业务，从而主设备自身无需暂停自组网的通信业务。一旦主设备自身暂停自组网通信业务以进行公网业务时，自组网内所有的从设备的自组网通信业务也将暂停。因此，利用空闲的从设备进行公网业务的转发一定程度上保障了自组网业务的连续性，提升了通信网络的可用性。
需要注意的是，与信号搜索、同步保持以及邻区测量不同的是，主设备在公网中用以进行随机接入和数据交互的第三时域资源并不在自组网的帧结构中映射对应的时隙，而是一旦当主设备存在第三时域资源，即开启判断当前是否存在空闲从设备，并根据判断结果进行业务的处理或转发。
在一实施例中，在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，仍由主设备发送自组网的同步信号以使自组网内的设备保持同步，并在自组网内广播是否恢复自组网的通信业务服务。
进一步地，在一实施例中，在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，由从设备周期性接收由主设备发送的自组网同步信号以保持同步，并周期性监听由主设备发送的恢复自组网通信业务的广播消息，响应于接收到恢复自组网通信业务的广播消息，恢复自组网的数据收发。
从设备接收主设备的同步消息和是否恢复自组网业务的广播消息，二者可以同时进行，也可以分别独立进行。
更优地，在一实施例中，在自组网中的所有设备暂停自组网的通信业务时，由主设备强制抢占射频资源以发送同步信号，并通过最小广播信道广播是否恢复自组网的通信业务服务。
强制抢占射频资源可保持设备同步的可靠性，同时采用最小广播信道广播业务恢复消息，能够进一步降低设备的功耗损耗，提升使用性能，同时能够在服务回复后迅速继续自组网的数据传输。
由于在本发明提供的通信方法中，自组网与公网融合且仅使用一套射频收发设备，主设备和从设备的所需的技术方案有所区分。
图6是根据本发明的一实施例绘示的从设备在公网与自组网单射频融合通信方法中的方法流程示意图。
如图6所示，在一实施例中，对于从设备，通信方法包括：
步骤601：LTE协议栈正常开机，搜网与驻留；
步骤602：自组网协议栈正常开机，搜索信号，驻留；以及
步骤603：按照控制信道优先于业务信道和同类信道先到先得的原则，LTE协议栈和自组网协议栈进行射频通道抢占，实现双待单通。
虽然在图6所示的实施例中，从设备是先开启LTE协议栈再开启自组网协议栈，实际上，对于从设备的公网与自组网协议栈的开启顺序并不做限定。而对于主设备，则必须先开启公网协议栈以驻留于公网小区，再开启自组网协议栈，并根据公网中的业务时间资源需求配置自组网的帧结构。因此，对于从设备，公网与自组网的协议栈开启顺序不做限定，而对于主设备，须先开启公网协议栈后，再开启自组网协议栈。
而对于业务的优先规则，并不只限定于从设备，在一实施例中，在公网及自组网中的所有通信业务按照控制信道优先于业务信道、通话业务优先于数据业务以及同类信道业务先到先得的原则进行，主设备与从设备均按照该些原则处理业务。
在一实施例中，主设备和从设备同时位于同一运营商提供的同一网络制式的公网中，网络制式包括TD-LTE和FDD-LTE。
为了提高自组网和公网的融合效率，从设备将与主设备可驻留在同一运营商上，并且将按照主设备的要求来只使用TD-LTE或FDD-LTE中的一种接入方式进行驻留。必须指出的是，本发明适用于不同运营商，适用于TD-LTE或FDD-LTE不同的网络制式。以上关于具体的公网类型或网络制式类型仅做示例性的说明，而非用于限制本发明的保护范围。本发明提供的公网和自组网的单射频融合方法同样适用于其他类型的网络中，但凡采用类似的时分复用以融合公网和自组网通信业务的技术方案都应纳入本发明的保护范围之内。
图7是根据本发明的一实施例绘示的主设备的基带处理芯片中的功能逻辑示意图。
请参照图7，在一实施例中，主设备基带处理芯片700根据公网协议栈中可预测的公网业务的时隙需求通过需求映射模块映射到自组网的协议栈中，同时对于不可预测的公网业务的时隙需求判断是否满足不存在空闲的从设备进行转发处理，满足，就暂停自组网协议栈的工作，不满足，就通过该空闲从设备转发公网业务。可预测的公网业务包括信号搜索、邻区测量以及同步保持等，不可预测的包括随机接入和数据交互等。与此同时，无论是公网中的通信业务还是自组网中的通信业务，均将相应的射频操作请求发送至同一个射频收发模块进行仲裁，并通过同一个射频收发机以无线电形式收发通信信号。
图8是根据本发明的一实施例绘示的从设备的基带处理芯片的功能逻辑示意图。
请参照图8，在一实施例中，从设备基带处理芯片800在开启公网协议栈和自组网协议栈以后，通过接收主设备的同步消息，周期性地维护自组网的同步，若自组网的工作暂停，还需周期性的接收主设备的广播消息以知晓自组网是否恢复服务，如果未收到恢复服务的广播消息，继续周期性地监听接收并保持同步。与此同时，与主设备类似地，无论是公网中的通信业务还是自组网中的通信业务，均将相应的射频操作请求发送至同一个射频收发模块进行仲裁，并通过同一个射频收发机以无线电形式收发通信信号。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
图9是人机本发明的另一方面绘示的在公网与自组网单射频融合通信装置的装置结构示意图。
如图9所示，本发明提供的公网与自组网单射频融合的通信装置的计算机***/服务器900以通用的计算机设备的形式表现。该计算机***/服务器900的组件可以包括一个或者多个处理器902，存储器901，以及连接不同***组件(包括存储器901和处理器902)的总线903。
总线903包括数据总线、地址总线以及控制总线。数据总线的位数与工作频率的乘积正比于数据传输率，地址总线的位数决定了可寻址的最大内存空间，控制总线(读/写)指出总线周期的类型和本次输入/输出操作完成的时刻。处理器902通过总线903连接存储器901，并配置用于实施上述任意一个实施例所提供的车辆控制方法。
处理器902作为公网与自组网单射频融合的通信装置的计算机***/服务器900的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。计算机***中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为处理器902的操作。处理器902的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。
存储器901是指计算机中由存放程序和数据的各种存储设备。存储器901可以包括存储易失性存储器形式的计算机***可读介质。例如随机存取存储器(RAM)904和/或高速缓存存储器906。
随机存取存储器(RAM)904是与处理器902直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写(刷新时除外)，而且速度很快，通常作为操作***或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质，一旦断电其中所存储的数据将随之丢失。高速缓存存储器(Cache)906是存在于主存与处理器902之间的一级存储器，其容量比较小但速度比主存高得多，接近于处理器902的速度。
计算机***/服务器900还可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。本实施例中，存储***906可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质。
存储器901还可以包括至少一组程序模块907。程序模块907可以存储在存储器901中。程序模块907包括但不限于操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块907通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机***/服务器900也可以与一个或多个外部设备908(例如键盘、指向设备、显示器909等)通信，也可与一个或者多个使得用户能与该计算机***/服务器900交互的设备通信，和/或与使得该计算机***/服务器900能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口910进行。
计算机***/服务器900还可以通过网络适配器911与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，如因特网)通信。如图9所示，网络适配器911通过总线903与计算机***/服务器900的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机***/服务器900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
根据本发明的另一方面，本文还提供了一种计算机存储介质的实施例。
该计算机存储介质上存储有计算机程序。该计算机程序被处理器执行时，可以实现上述任意一种公网与自组网单射频融合的通信方法的步骤。
本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体***的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
本案描述的处理器可使用电子硬件、计算机软件或其任何组合来实现。此类处理器是实现为硬件还是软件将取决于具体应用和加诸于***的整体设计约束。作为示例，本公开中呈现的处理器、处理器的任何部分、或处理器的任何组合可用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路、以及配置成执行贯穿本公开描述的各种功能的其他合适的处理组件来实现。本公开中呈现的处理器、处理器的任何部分、或处理器的任何组合的功能性可用由微处理器、微控制器、DSP或其他合适的平台执行的软件来实现。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (21)

1.一种公网与自组网单射频融合的通信方法，所述自组网中的设备包括主设备和从设备，所述主设备和所述从设备在所述公网和所述自组网中采用单射频通信，包括：
由所述主设备开启公网搜索以驻留于所述公网中的小区；
由所述主设备在所述自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源，包括：
由所述主设备根据所驻留的公网小区的同步信道和公共信道的通信业务占用的时间资源和重复周期分配第一时域资源；
由所述主设备在自组网的帧中预留第一预留资源，所述第一预留资源由所述第一时域资源映射到所述自组网中得到，所述第一预留资源与所述自组网的通信业务不冲突；以及
由所述主设备在所述自组网内发送同步信号和广播消息以等待从设备接入，所述主设备在所述第一时域资源内进行公网的同步与寻呼接收，所述主设备与所述从设备在所述第一预留资源内暂停所述自组网的数据收发。
2.如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，当所述主设备变更驻留小区时，所述通信方法还包括：
由所述主设备在驻留原小区期间触发邻区测量，根据所述邻区测量得到的邻区配置和测量周期分配第二时域资源；
由所述主设备在自组网的帧中预留第二预留资源，所述第二预留资源由所述第二时域资源映射到所述自组网中得到；
由所述主设备将所述第二预留资源的信息在所述自组网内广播以通知所述自组网内的所有设备在所述第二预留资源内暂停所述自组网的数据收发；
由所述主设备变更驻留至新小区；以及
由所述主设备在所述自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源。
3.如权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述由所述主设备在所述自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源，还包括：
在新的驻留小区中，由所述主设备在由第一时域资源映射得到第一预留资源后，判断第一预留资源与所述自组网当前的通信业务是否冲突；
若第一预留资源与所述自组网当前的通信业务不冲突，由所述主设备在自组网的帧中分配所述第一预留资源并通过***消息广播至所述自组网中的所有设备；以及
若第一预留资源与所述自组网当前的通信业务冲突，通过广播***消息通知所述自组网中的所有设备调整自组网的帧结构以避免冲突后，由所述主设备再在自组网的帧中分配所述第一预留资源。
4.如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括：
当触发公网的随机接入或数据交互业务时，由所述主设备在自组网的帧中分配第三时域资源；
由所述主设备判断当前所述自组网内是否存在空闲的从设备以及是否可以通过该空闲的从设备转发数据请求；以及
根据判断结果处理所述随机接入或数据交互业务。
5.如权利要求4所述的通信方法，其特征在于，所述根据判断结果处理所述随机接入或数据交互业务，包括：
响应于当前所述自组网内存在空闲的从设备并且可以通过该空闲的从设备转发数据请求，由所述主设备通过该空闲的从设备转发所述随机接入或数据交互业务的数据至所述公网；
响应于当前所述自组网内不存在空闲的从设备或无法通过所述自组网中空闲的从设备转发数据请求，由所述主设备广播通知所述自组网中的所有设备暂停所述自组网的通信业务以进行所述公网的所述随机接入或数据交互业务操作。
6.如权利要求5所述的通信方法，其特征在于，在所述自组网中的所有设备暂停所述自组网的通信业务时，仍由所述主设备发送自组网的同步信号以使所述自组网内的设备保持同步，并在所述自组网内广播是否恢复所述自组网的通信业务服务。
7.如权利要求6所述的通信方法，其特征在于，在所述自组网中的所有设备暂停所述自组网的通信业务时，由所述从设备周期性接收由所述主设备发送的自组网同步信号以保持同步，并周期性监听由所述主设备发送的恢复所述自组网通信业务的广播消息，响应于接收到恢复所述自组网通信业务的广播消息，恢复所述自组网的数据收发。
8.如权利要求6所述的通信方法，其特征在于，在所述自组网中的所有设备暂停所述自组网的通信业务时，由所述主设备强制抢占射频资源以发送同步信号，并通过最小广播信道广播是否恢复所述自组网的通信业务服务。
9.如权利要求1～8中任一项所述的通信方法，其特征在于，在所述公网及所述自组网中的通信业务按照控制信道优先于业务信道、通话业务优先于数据业务以及同类信道业务先到先得的原则进行。
10.如权利要求1～8中任一项所述的通信方法，其特征在于，所述主设备和所述从设备同时位于同一运营商提供的同一网络制式的公网中，所述网络制式包括TD-LTE和FDD-LTE。
11.一种公网与自组网单射频融合的通信装置，所述自组网中的设备包括主设备和从设备，所述主设备和所述从设备在所述公网和所述自组网中采用单射频通信，包括：
存储器；以及
与所述存储器耦接的处理器，所述处理器配置用于：
由所述主设备开启公网搜索以驻留于所述公网中的小区；
由所述主设备在所述自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源，包括：
由所述主设备根据所驻留的公网小区的同步信道和公共信道的通信业务占用的时间资源和重复周期分配第一时域资源；
由所述主设备在自组网的帧中预留第一预留资源，所述第一预留资源由所述第一时域资源映射到所述自组网中得到，所述第一预留资源与所述自组网的通信业务不冲突；以及
由所述主设备在所述自组网内发送同步信号和广播消息以等待从设备接入，所述主设备在所述第一时域资源内进行公网的同步与寻呼接收，所述主设备与所述从设备在所述第一预留资源内暂停所述自组网的数据收发。
12.如权利要求11所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
由所述主设备在驻留原小区期间触发邻区测量，根据所述邻区测量得到的邻区配置和测量周期分配第二时域资源；
由所述主设备在自组网的帧中预留第二预留资源，所述第二预留资源由所述第二时域资源映射到所述自组网中得到；
由所述主设备将所述第二预留资源的信息在所述自组网内广播以通知所述自组网内的所有设备在所述第二预留资源内暂停所述自组网的数据收发；
由所述主设备变更驻留至新小区；以及
由所述主设备在所述自组网中预留保持在所驻留的公网小区进行同步与寻呼接收所需的时域资源。
13.如权利要求12所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
在新的驻留小区中，由所述主设备在由第一时域资源映射得到第一预留资源后，判断第一预留资源与所述自组网当前的通信业务是否冲突；
若第一预留资源与所述自组网当前的通信业务不冲突，由所述主设备在自组网的帧中分配所述第一预留资源并通过***消息广播至所述自组网中的所有设备；以及
若第一预留资源与所述自组网当前的通信业务冲突，通过广播***消息通知所述自组网中的所有设备调整自组网的帧结构以避免冲突后，由所述主设备再在自组网的帧中分配所述第一预留资源。
14.如权利要求11所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
当触发公网的随机接入或数据交互业务时，由所述主设备在自组网的帧中分配第三时域资源；
由所述主设备判断当前所述自组网内是否存在空闲的从设备以及是否可以通过该空闲的从设备转发数据请求；
根据判断结果处理所述随机接入或数据交互业务。
15.如权利要求14所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
响应于当前所述自组网内存在空闲的从设备并且可以通过该空闲的从设备转发数据请求，由所述主设备通过该空闲的从设备转发所述随机接入或数据交互业务的数据至所述公网；
响应于当前所述自组网内不存在空闲的从设备或无法通过所述自组网中空闲的从设备转发数据请求，由所述主设备广播通知所述自组网中的所有设备暂停所述自组网的通信业务以进行所述公网的所述随机接入或数据交互业务操作。
16.如权利要求15所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
在所述自组网中的所有设备暂停所述自组网的通信业务时，仍由所述主设备发送自组网的同步信号以使所述自组网内的设备保持同步，并在所述自组网内广播是否恢复所述自组网的通信业务服务。
17.如权利要求16所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
在所述自组网中的所有设备暂停所述自组网的通信业务时，由所述从设备周期性接收由所述主设备发送的自组网同步信号以保持同步，并周期性监听由所述主设备发送的恢复所述自组网通信业务的广播消息，响应于接收到恢复所述自组网通信业务的广播消息，恢复所述自组网的数据收发。
18.如权利要求16所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
在所述自组网中的所有设备暂停所述自组网的通信业务时，由所述主设备强制抢占射频资源以发送同步信号，并通过最小广播信道广播是否恢复所述自组网的通信业务服务。
19.如权利要求11～18中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
在所述公网及所述自组网中的通信业务按照控制信道优先于业务信道、通话业务优先于数据业务以及同类信道业务先到先得的原则进行。
20.如权利要求11～18中任一项所述的通信装置，其特征在于，所述处理器进一步配置用于：
所述主设备和所述从设备同时位于同一运营商提供的同一网络制式的公网中，所述网络制式包括TD-LTE和FDD-LTE。
21.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～10中任一项所述的公网与自组网单射频融合的通信方法的步骤。
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