共享頻譜操作的制作方法

本申請要求享受2014年9月26日提交的、標題為“SHARED SPECTRUM OPERATION”的美國臨時專利申請No.62/056,266和2015年9月14日提交的、標題為“SHARED SPECTRUM OPERATION”的美國發明專利申請No.14/853,294的優先權，故以引用方式將這些申請的全部內容明確地并入本文。

技術領域

概括地說，本公開內容涉及無線通信系統，具體地說，本公開內容涉及多層用戶之間的共享頻譜操作。

背景技術：

已廣泛地部署無線通信網絡，以便提供各種通信服務，例如語音、視頻、分組數據、消息收發、廣播等等。這些無線網絡可以是能通過共享可用的網絡資源來支持多個用戶的多址網絡。這些網絡(它們通常是多址網絡)通過共享可用的網絡資源，來支持用于多個用戶的通信。該網絡的一個例子是通用陸地無線接入網絡(UTRAN)。UTRAN是被規定成通用移動通信系統(UMTS)的一部分的無線接入網絡(RAN)，UMTS是第三代合作伙伴計劃(3GPP)所支持的第三代(3G)移動電話技術。多址網絡格式的例子包括碼分多址(CDMA)網絡、時分多址(TDMA)網絡、頻分多址(FDMA)網絡、正交FDMA(OFDMA)網絡和單載波FDMA(SC-FDMA)網絡。

無線通信網絡可以包括能支持多個用戶設備(UE)的通信的多個基站或者節點B。UE可以經由下行鏈路和上行鏈路與基站進行通信。下行鏈路(或前向鏈路)是指從基站到UE的通信鏈路，上行鏈路(或反向鏈路)是指從UE到基站的通信鏈路。

基站可以在下行鏈路上向UE發送數據和控制信息，和/或在上行鏈路上從UE接收數據和控制信息。在下行鏈路上，來自基站的傳輸可能遭遇由于來自鄰居基站或者來自其它無線射頻(RF)發射機的傳輸所造成的干擾。在上行鏈路上，來自UE的傳輸可能遭遇來自與鄰居基站進行通信的其它UE或者來自其它無線RF發射機的上行鏈路傳輸的干擾。這種干擾可以使下行鏈路和上行鏈路上的性能下降。

隨著移動寬帶接入需求的持續增加，訪問遠距離無線通信網絡的UE越多以及在社區中部署的短距離無線系統越多，網絡發生干擾和擁塞的可能性就會增加。繼續研究和開發UMTS技術，不僅能滿足移動寬帶接入增長的需求，而且還提升和增強用戶移動通信的體驗。

技術實現要素：

在本公開內容的一個方面，一種無線通信的方法包括：由第二層發射機檢測用于在共享頻譜上傳輸的數據；由第二層發射機在共享頻譜中的至少一個信道上發送第二層信標，其中第二層信標標識第二層發射機是第二層節點；以及在發送第二層信標之后的預先規定的空閑時段到期之后，由第二層發射機在共享頻譜中的所述至少一個信道上發送數據。

在本公開內容的另外方面，一種無線通信的方法包括：由第三層發射機獲得同步定時，其中該同步定時將第三層發射機同步到第二層基礎設施；在共享頻譜上的信標時隙期間，由第三層發射機切換到發射機靜默模式，其中第三層發射機使用所述同步定時來確定該信標時隙；響應于在該信標時隙期間檢測到第二層信標，由第三層發射機在預先規定的時段之內，停止在檢測到第二層信標的共享頻譜的信道上的數據傳輸。

在本公開內容的另外方面，一種無線通信的方法包括：由第三層節點確定該第三層節點是否在預定的最大空閑時間之內接入共享頻譜的信道；響應于第三層節點檢測到在預定的最大空閑時間之內接入該信道，由第三層節點從預先規定的等待數值集合中隨機地選擇等待數值；在等待等于該隨機選定的等待數值的時隙數之后，由第三層節點進行該信道的空信道評估(CCA：clear channel assessment)檢查；以及響應于該CCA檢查為空，由第三層節點在該信道上發送數據。

在本公開內容的另外方面，一種配置為用于無線通信的裝置包括：用于由第二層發射機檢測用于在共享頻譜上傳輸的數據的單元；用于由第二層發射機在共享頻譜中的至少一個信道上發送第二層信標的單元，其中第二層信標標識第二層發射機是第二層節點；以及用于在發送第二層信標之后的預先規定的空閑時段到期之后，由第二層發射機在共享頻譜中的所述至少一個信道上發送數據的單元。

在本公開內容的另外方面，一種配置為用于無線通信的裝置包括：用于由第三層發射機獲得同步定時的單元，其中該同步定時將第三層發射機同步到第二層基礎設施；用于在共享頻譜上的信標時隙期間，由第三層發射機切換到發射機靜默模式的單元，其中第三層發射機使用所述同步定時來確定該信標時隙；可響應于在該信標時隙期間檢測到第二層信標來執行，用于由第三層發射機在預先規定的時段之內，停止在檢測到第二層信標的共享頻譜的信道上的數據傳輸的單元。

在本公開內容的另外方面，一種配置為用于無線通信的裝置包括：用于由第三層節點確定該第三層節點是否在預定的最大空閑時間之內接入共享頻譜的信道的單元；用于響應于第三層節點檢測到在預定的最大空閑時間之內接入該信道，由第三層節點從預先規定的等待數值集合中隨機地選擇等待數值的單元；用于在等待等于該隨機選定的等待數值的時隙數之后，由第三層節點進行該信道的CCA檢查的單元；以及用于響應于該CCA檢查為空，由第三層節點在該信道上發送數據的單元。

在本公開內容的另外方面，一種計算機可讀介質上記錄有程序代碼。該程序代碼包括：用于由第二層發射機檢測用于在共享頻譜上傳輸的數據的代碼；用于由第二層發射機在共享頻譜中的至少一個信道上發送第二層信標的代碼，其中第二層信標標識第二層發射機是第二層節點；以及用于在發送第二層信標之后的預先規定的空閑時段到期之后，由第二層發射機在共享頻譜中的所述至少一個信道上發送數據的代碼。

在本公開內容的另外方面，一種計算機可讀介質上記錄有程序代碼。該程序代碼包括：用于由第三層發射機獲得同步定時的代碼，其中該同步定時將第三層發射機同步到第二層基礎設施；用于在共享頻譜上的信標時隙期間，由第三層發射機切換到發射機靜默模式的代碼，其中第三層發射機使用所述同步定時來確定該信標時隙；可響應于在該信標時隙期間檢測到第二層信標來執行以用于由第三層發射機在預先規定的時段之內，停止在檢測到第二層信標的共享頻譜的信道上的數據傳輸的代碼。

在本公開內容的另外方面，一種計算機可讀介質上記錄有程序代碼。該程序代碼包括：用于由第三層節點確定該第三層節點是否在預定的最大空閑時間之內接入共享頻譜的信道的代碼；用于響應于第三層節點檢測到在預定的最大空閑時間之內接入該信道，由第三層節點從預先規定的等待數值集合中隨機地選擇等待數值的代碼；用于在等待等于該隨機選定的等待數值的時隙數之后，由第三層節點進行該信道的CCA檢查的代碼；以及用于響應于該CCA檢查為空，由第三層節點在該信道上發送數據的代碼。

在本公開內容的另外方面，一種裝置包括至少一個處理器和耦合到所述處理器的存儲器。所述處理器被配置為：由第二層發射機檢測用于在共享頻譜上傳輸的數據；由第二層發射機在共享頻譜中的至少一個信道上發送第二層信標，其中第二層信標標識第二層發射機是第二層節點；以及在發送第二層信標之后的預先規定的空閑時段到期之后，由第二層發射機在共享頻譜中的所述至少一個信道上發送數據。

在本公開內容的另外方面，一種裝置包括至少一個處理器和耦合到所述處理器的存儲器。所述處理器被配置為：由第三層發射機獲得同步定時，其中該同步定時將第三層發射機同步到第二層基礎設施；在共享頻譜上的信標時隙期間，由第三層發射機切換到發射機靜默模式，其中第三層發射機使用所述同步定時來確定該信標時隙；響應于在該信標時隙期間檢測到第二層信標，由第三層發射機在預先規定的時段之內，停止在檢測到第二層信標的共享頻譜的信道上的數據傳輸。

在本公開內容的另外方面，一種裝置包括至少一個處理器和耦合到所述處理器的存儲器。所述處理器被配置為：由第三層節點確定該第三層節點是否在預定的最大空閑時間之內接入共享頻譜的信道；響應于第三層節點檢測到在預定的最大空閑時間之內接入該信道，由第三層節點從預先規定的等待數值集合中隨機地選擇等待數值；在等待等于該隨機選定的等待數值的時隙數之后，由第三層節點進行該信道的CCA檢查；以及響應于該CCA檢查為空，由第三層節點在該信道上發送數據。

附圖說明

圖1是示出一種無線通信系統的細節的框圖。

圖2是概念性地示出根據本公開內容的一個方面所配置的基站/eNB和UE的設計方案的框圖。

圖3示出了描繪多層通信系統的框圖。

圖4是示出第二層節點和第三層節點之間的共享頻譜的垂直共享的框圖。

圖5-7是示出用于執行以實現本公開內容的一個方面的示例性塊的功能框圖。

具體實施方式

下面結合附圖描述的具體實施方式，僅僅旨在對各種可能配置進行描述，而不是限制本公開內容的保護范圍。相反，為了對本發明有一個透徹理解，具體實施方式包括特定的細節。對于本領域普通技術人員來說顯而易見的是，并不是在每一種情況下都需要這些特定的細節，在一些實例中，為了清楚地呈現起見，公知的結構和部件以框圖形式示出。

本公開內容通常涉及在兩個或更多無線通信系統(其還稱為無線通信網絡)之間提供或者參與許可的共享接入。在各個實施例中，這些技術可以用于無線通信網絡，比如碼分多址(CDMA)網絡、時分多址(TDMA)網絡、頻分多址(FDMA)網絡、正交FDMA(OFDMA)網絡、單載波FDMA(SC-FDMA)網絡、LTE網絡、GSM網絡以及其它通信網絡。如本文所描述的，術語“網絡”和“系統”可以交換使用。

CDMA網絡可以實現諸如通用陸地無線接入(UTRA)、CDMA 2000等等之類的無線技術。UTRA包括寬帶CDMA(W-CDMA)和低碼片速率(LCR)。CDMA2000覆蓋IS-2000、IS-95和IS-856標準。

TDMA網絡可以實現諸如全球移動通信系統(GSM)之類的無線技術。3GPP規定了用于GSM EDGE(增強型數據速率GSM演進)無線接入網絡(RAN)(其還表示為GERAN)的標準。與加入基站(例如，Ater和Abis接口)和基站控制器(A接口等等)的網絡一起，GERAN是GSM/EDGE的無線部件。該無線接入網絡表示GSM網絡的部件，其中通過該部件，將來自和去往公眾交換電話網(PSTN)和互聯網的電話呼叫和分組數據，路由去往用戶手持裝置(其還稱為用戶終端或用戶設備(UE))。移動電話運營商的網絡可以包括一個或多個GERAN，在UMTS/GSM網絡的情況下，這些GERAN可以與UTRAN相耦合。運營商網絡還可以包括一個或多個LTE網絡和/或一個或多個其它網絡。各種不同的網絡類型可以使用不同的無線接入技術(RAT)和無線接入網絡(RAN)。

OFDMA網絡可以實現諸如演進的UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11、IEEE 802.16、IEEE 802.20、Flash-OFDM等等之類的無線技術。UTRA、E-UTRA和GSM是通用移動通信系統(UMTS)的一部分。具體而言，長期演進(LTE)是UMTS的采用E-UTRA的版本。名為“第三代合作伙伴計劃”(3GPP)的組織所提供的文檔中，描述了UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS和LTE，在來自名為“第三代合作伙伴計劃2”(3GPP2)的組織的文檔中描述了CDMA2000。這些各種無線技術和標準是已知的，或者是正在開發的。例如，第三代合作伙伴計劃(3GPP)是目標針對于規定全球適用的第三代(3G)移動電話規范的電信聯盟組之間的協作。3GPP長期演進(LTE)是目標針對于改進通用移動通信系統(UMTS)移動電話標準的3GPP計劃。3GPP規定用于下一代的移動網絡、移動系統和移動設備的規范。為了清楚說明起見，下文針對于LTE實現或者以LTE為中心的方式，來描述這些裝置和技術的某些方面，并且在下面的描述的一部分中，使用LTE術語作為示例性例子；但是，該描述并不旨在限于LTE應用。事實上，本公開內容關注于使用不同的無線接入技術或者無線空中接口的網絡之間，對于無線頻譜的共享接入。

已建議了基于包括在免許可頻譜中的LTE/LTE-A的新載波類型，其可以與電信級WiFi相兼容，使利用免許可頻譜的LTE/LTE-A是WiFi的替代方案。當操作在免許可頻譜時，LTE/LTE-A可以利用LTE概念，并引入對于網絡或網絡設備的物理層(PHY)和媒體訪問控制(MAC)方面的一些修改，以提供免許可頻譜中的高效操作，并滿足監管要求。例如，使用的免許可頻譜的范圍可以是從如幾百兆赫茲(MHz)一樣低，到如數十吉赫茲(GHz)一樣高。在操作時，這些LTE/LTE-A網絡可以根據有效載荷狀況和可用性，利用許可的頻譜或者免許可頻譜的任意組合進行操作。因此，對于本領域普通技術人員來說顯而易見的是，本文所描述的系統、裝置和方法可以應用于其它通信系統和應用。

系統設計可以支持下行鏈路和上行鏈路使用各種時間頻率參考信號，以促進波束形成和其它功能。參考信號是基于已知數據生成的信號，并且還可以稱為導頻、前導、訓練信號、探測信號等等。接收機可以使用參考信號，以用于諸如信道估計、相干解調、信道質量測量、信號強度測量等等之類的各種目的。利用多付天線的MIMO系統通常在天線之間提供參考信號的發送的協調；但是，LTE系統通常并不提供從多個基站或者eNB發送參考信號的協調。

在一些實現中，系統可以使用時分雙工(TDD)。對于TDD而言，下行鏈路和上行鏈路共享相同的頻譜或者信道，下行鏈路和上行鏈路傳輸是在相同的頻譜上發送的。因此，下行鏈路信道響應可以與上行鏈路信道響應相關。互易性原則(Reciprocity)使得能基于經由上行鏈路發送的傳輸來估計下行鏈路信道。這些上行鏈路傳輸可以是參考信號或者上行鏈路控制信道(在解調之后，其可以用作參考符號)。這些上行鏈路傳輸可以允許對經由多付天線的空間選擇性信道進行估計。

在LTE實現中，正交頻分復用(OFDM)用于下行鏈路(也就是說，從基站、接入點或eNodeB(eNB)到用戶終端或UE)。OFDM的使用滿足LTE對于頻譜靈活性的要求，實現能用于具有高峰值速率的各種各樣的運營商的成本高效的解決方案，并且其也是成熟的技術。例如，在諸如IEEE802.11a/g、802.16、歐洲電信標準協會(ETSI)所標準化的高性能無線電LAN-2(HIPERLAN-2，其中LAN代表無線局域網)、ETSI的聯合技術委員會所發布的數字視頻廣播(DVB)之類的標準和其它標準中使用了OFDM。

在OFDM系統中，可以將時間頻率物理資源塊(本文還表示成資源塊或者簡寫的“RB”)規定成被分配用于傳輸數據的傳輸載波(例如，子載波)或者間隔組。在時間和頻率周期上規定這些RB。資源塊由時間頻率資源單元(這里還表示為資源單元或者簡寫的“RE”)構成，通過時隙中的時間和頻率的索引來規定時間頻率資源單元。在諸如3GPP TS 36.211之類的3GPP規范中描述了LTE RB和RE的另外細節。

UMTS LTE支持從20MHz降到1.4MHz的可伸縮載波帶寬。在LTE中，當子載波帶寬是15kHz時，將一個RB規定成12個子載波，或者當子載波帶寬是7.5kHz時，將RB規定成24個子載波。在示例性實現中，在時域中，規定一個無線幀是10ms長，并包含10個子幀，每一個子幀是1毫秒(ms)。每一個子幀包含2個時隙，每一個時隙是0.5ms。在該情況下，頻域中的子載波間距是15kHz。(每一時隙的)這些十二個子載波構成一個RB，所以在該實現中，一個資源塊是180kHz。六個資源塊填充1.4MHz的載波，100個資源塊填充20MHz的載波。

下面進一步描述本公開內容的各個其它方面和特征。顯而易見的是，本文的教示內容可以用各種各樣的形式來體現，本文所公開的任何特定結構、功能或二者僅僅是代表性的而不是限制性的。基于本文的教示內容，本領域的任何普通技術人員應當理解，本文所公開的方面可以獨立于任何其它方面來實現，可以以各種方式來對這些方面的兩個或更多進行組合。例如，可以使用本文所簡述的任意數量的方面來實現一種裝置，或者實施一種方法。此外，可以使用其它結構、功能，或者除了或不同于本文所闡述的方面中的一個或多個的結構和功能，來實現該裝置或者實施該方法。例如，方法可以實現成系統、設備、裝置的一部分，和/或實現成存儲在計算機可讀介質上的指令，以便在處理器或計算機上執行。此外，一個方面可以包括權利要求的至少一個要素。

圖1示出了一種用于通信的無線網絡100，其中該無線網絡100可以是LTE-A網絡。無線網絡100包括多個演進節點B(eNB)110和其它網絡實體。eNB可以是與UE進行通信的站，其還可以稱為基站、節點B、接入點等等。每一個eNB 110可以為特定的地理區域提供通信覆蓋。在3GPP中，根據使用術語“小區”的上下文，術語“小區”可以指代eNB的該特定地理覆蓋區域和/或服務于該覆蓋區域的eNB子系統。

eNB可以為宏小區、微微小區、毫微微小區和/或其它類型的小區提供通信覆蓋。通常，宏小區覆蓋相對較大的地理區域(例如，半徑幾公里)，其允許與網絡提供商具有服務訂閱的UE能不受限制地接入。通常，微微小區覆蓋相對較小的地理區域，其允許與網絡提供商具有服務訂閱的UE能不受限制地接入。此外，毫微微小區通常覆蓋相對小的地理區域(例如，家庭)，除不受限制的接入之外，其還向與該毫微微小區具有關聯的UE(例如，閉合用戶群(CSG)中的UE、用于家庭中的用戶的UE等等)提供受限制的接入。用于宏小區的eNB可以稱為宏eNB。用于微微小區的eNB可以稱為微微eNB。用于毫微微小區的eNB可以稱為毫微微eNB或者家庭eNB。在圖1所示出的例子中，eNB 110a、110b和110c分別是用于宏小區102a、102b和102c的宏eNB。eNB 110x是用于微微小區102x的微微eNB。并且，eNB 110y和110z分別是用于毫微微小區102y和102z的毫微微eNB。eNB可以支持一個或多個(例如，兩個、三個、四個等等)小區。

無線網絡100還包括中繼站。中繼站是從上游站(例如，eNB、UE等等)接收數據和/或其它信息的傳輸，并向下游站(例如，另一個UE、另一個eNB等等)發送該數據和/或其它信息的傳輸的站。中繼站還可以是對其它UE的傳輸進行中繼的UE。在圖1所示的例子中，中繼站110r可以與eNB 110a和UE 120r進行通信，以便有助于實現它們之間的通信，其中，中繼站110r充當為這兩個網絡單元(eNB 110a和UE 120r)之間的中繼。中繼站還可以稱為中繼eNB、中繼等等。

無線網絡100可以支持同步或異步操作。對于同步操作，eNB可以具有類似的幀定時，來自不同eNB的傳輸在時間上近似地對齊。對于異步操作，eNB可以具有不同的幀定時，來自不同eNB的傳輸在時間上不對齊。

UE 120分散于無線網絡100中，每一個UE可以是靜止的，也可以是移動的。UE還可以稱為終端、移動站、用戶單元、站等等。UE可以是蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、無線調制解調器、無線通信設備、手持設備、平板計算機、膝上型計算機、無繩電話、無線本地環路(WLL)站等等。UE能夠與宏eNB、微微eNB、毫微微eNB、中繼站等等進行通信。在圖1中，具有雙箭頭的實線指示UE和服務eNB之間的期望傳輸，其中服務eNB是指定在下行鏈路和/或上行鏈路上服務于該UE的eNB。具有雙箭頭的虛線指示UE和eNB之間的干擾傳輸。

LTE/-A在下行鏈路上使用正交頻分復用(OFDM)，并且在上行鏈路上使用單載波頻分復用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM將系統帶寬劃分成多個(K個)正交的子載波，其中這些子載波通常還稱為音調、頻段等等。每一個子載波可以使用數據進行調制。通常，調制符號在頻域中利用OFDM進行發送，在時域中利用SC-FDM進行發送。相鄰子載波之間的間距可以是固定的，子載波的總數量(K)可以取決于系統帶寬。例如，針對于1.4、3、5、10、15或20兆赫茲(MHz)的相應系統帶寬，K可以分別等于72、180、300、600、900和1200。還可以將系統帶寬劃分成子帶。例如，一個子帶可以覆蓋1.08MHz，針對于1.4、3、5、10、15或20MHz的相應系統帶寬，可以分別存在1、2、4、8或者16個子帶。

圖2示出了基站/eNB 110和UE 120的設計方案的框圖，其中基站/eNB110和UE 120可以是圖1中的基站/eNB里的一個和圖1中的UE里的一個。對于受限制關聯場景而言，eNB 110可以是圖1中的宏eNB 110c，UE 120可以是UE 120y。eNB 110還可以是某種其它類型的基站。eNB 110可以裝備有天線234a到234t，UE 120可以裝備有天線252a到252r。

在eNB 110處，發射處理器220可以從數據源212接收數據，從控制器/處理器240接收控制信息。控制信息可以是用于PBCH、PCFICH、PHICH、PDCCH等等。數據可以是用于PDSCH等等。發射處理器220可以對數據和控制信息進行處理(例如，編碼和符號映射)，以分別獲得數據符號和控制符號。發射處理器220還可以生成參考符號，例如，用于PSS、SSS和特定于小區的參考信號。發射(TX)多輸入多輸出(MIMO)處理器230可以對這些數據符號、控制符號和/或參考符號(如果有的話)執行空間處理(例如，預編碼)，并向調制器(MOD)232a到232t提供輸出符號流。每一個調制器232可以處理各自的輸出符號流(例如，用于OFDM等)，以獲得輸出采樣流。每一個調制器232可以進一步處理(例如，轉換成模擬信號、放大、濾波和上變頻)輸出采樣流，以獲得下行鏈路信號。來自調制器232a到232t的下行鏈路信號可以分別經由天線234a到234t進行發射。

在UE 120處，天線252a到252r可以從eNB 110接收下行鏈路信號，并分別將接收的信號提供給解調器(DEMOD)254a到254r。每一個解調器254可以調節(例如，濾波、放大、下變頻和數字化)各自接收的信號，以獲得輸入采樣。每一個解調器254還可以進一步處理這些輸入采樣(例如，用于OFDM等)，以獲得接收的符號。MIMO檢測器256可以從所有解調器254a到254r獲得接收的符號，對接收的符號執行MIMO檢測(如果有的話)，并提供檢測的符號。接收處理器258可以處理(例如，解調、解交織和解碼)檢測到的符號，向數據宿260提供針對UE 120的解碼后數據，并向控制器/處理器280提供解碼后的控制信息。

在上行鏈路上，在UE 120處，發射處理器264可以從數據源262接收(例如，用于PUSCH的)數據，從控制器/處理器280接收(例如，用于PUCCH的)控制信息，并對該數據和控制信息進行處理。發射處理器264還可以生成用于參考信號的參考符號。來自發射處理器264的符號可以由TX MIMO處理器266進行預編碼(如果有的話)，由調制器254a到254r進行進一步處理(例如，用于SC-FDM等等)，并發送到eNB 110。在eNB110處，來自UE 120的上行鏈路信號可以由天線234進行接收，由解調器232進行處理，由MIMO檢測器236進行檢測(如果有的話)，并由接收處理器238進行進一步處理，以獲得UE 120發送的解碼后的數據和控制信息。處理器238可以向數據宿239提供解碼后的數據，向控制器/處理器240提供解碼后的控制信息。

控制器/處理器240和280可以分別指導eNB 110和UE 120的操作。eNB110處的控制器/處理器240和/或其它處理器和模塊可以執行或指導用于實現本文所描述的技術的各種處理的執行。UE 120處的控制器/處理器280和/或其它處理器和模塊也可以執行或指導圖5-7中所示出的功能模塊的執行、和/或用于實現本文所描述技術的其它處理。存儲器242和282可以分別存儲用于eNB 110和UE 120的數據和程序代碼。調度器244可以調度UE在下行鏈路和/或上行鏈路上進行數據傳輸。

圖3示出了描繪多層通信系統的框圖。如圖3中所示，多層系統30可以具有多個層1-4。每一個層可以被指定用于諸如在用系統、普通訪問系統和/或優先訪問系統之類的特定系統。在一種配置中，頻譜控制器300可以從指示未使用頻譜的更高級別層接收信息。隨后，頻譜控制器300可以基于所指示的未使用頻譜，向更低級別層通知可用的頻譜。

例如，層1的系統A可以向頻譜控制器300報告其未使用的頻譜。此外，在本例子中，基于層1的系統A的未使用頻譜，頻譜控制器300可以向層2的諸如系統A和系統B之類的系統通知可用頻譜。此外，層2的系統可以向頻譜控制器300報告從層1可用的未使用頻譜，并且隨后，頻譜控制器300可以基于層1和層2的未使用頻譜，向層3的系統A和B通知可用的頻譜。最后，層3的系統A和B可以向頻譜控制器300報告從層2可用的其未使用頻譜，并且隨后，頻譜控制器300可以基于層3、層2和層1的未使用頻譜，向層4的系統A通知可用的頻譜。雖然將每一個層描述成單獨管理，但一個實體可以管理一個層中的多個許可持有者，而其它許可持有者則可由另一個實體進行管理。例如，在分配給每一個系統的資源上存在固定的邊界，或者存在某種其它管理方法。

如上面所建議的，可以以多種方式對可用于無線通信的可用無線頻譜進行共享。垂直共享是在對于頻譜具有不同的訪問優先級的用戶之間，對該頻譜的共享。例如，在第一層用戶或在用者和第二層或優先許可持有者之間，發生垂直共享。第一層用戶或在用者可以是主要頻譜用戶，例如，政府機構、代理、軍事部門、公共系統、衛星通信系統、電視臺等等。第一層用戶或在用者可能不是在所有時間、在全國范圍內都在使用頻譜，或者不是全部地使用其頻譜。在該情況下，監管機構可以許可一個或多個實體在第一層用戶或在用者不使用該頻譜的時間和地點，使用該頻譜。第二層或者優先許可持有者可以是來自第一層用戶的頻譜的這種主許可持有者。第二層用戶可以包括商業通信服務提供商、運營商等等。垂直共享還可以發生在第二層和第三層或者普通許可持有者之間。第三層用戶包括具有與第二層用戶相比更低優先級的許可的用戶，比如無線互聯網服務提供商(WISP)。在垂直共享中，在第一層用戶、第二層用戶和第三層用戶之間，不存在共同的客戶。

頻譜還可以進行水平地共享。在水平共享時，在同一層之中的競爭系統之間共享頻譜。例如，可以在多個第一層用戶之間、多個第二層用戶之間、或者多個第三層用戶之間，發生水平共享。通常，第一層或者在用用戶可以使用未修改的/傳統的技術，而第二和第三層用戶可以使用依附各種特定于頻譜的共享/共存過程的技術。第一層和其它層用戶之間的共享，可以是基于數據庫查找，其它層用戶可以在該數據庫查找中，查找可用的頻譜訪問時間、位置等等。第一層和其它層用戶之間的共享還可以基于感測。例如，雷達運營商通常具有針對共享頻譜的第一層訪問。在共享頻譜上進行發送之前，第二或第三層用戶可以首先檢測雷達脈沖是否位于旨在供第二或第三層用戶訪問的頻譜部分上。只要在該頻譜上檢測到第一層用戶，第二和第三層用戶就騰出該頻譜。

利用第二和第三層用戶之間的垂直共享，可以基于從全球導航衛星系統(GNSS)檢測的定時信號，對第二層基礎設施進行時間同步。根據本公開內容的方面，只要第二層用戶旨在在給定的信道上活動，該用戶就可以按照已知的間隔來發送信標(例如，每T毫秒一次)。一旦第二層用戶發送該信標，其期望在信標傳輸的x毫秒之內，并針對至少y毫秒的一段時間，任何第三層用戶空閑該信道。在給定的信道上進行操作之前，第三層用戶可以從可靠的源(例如，GNSS)捕獲定時，隨后對該信道監測至少N個信標時隙，其中N·T>y。如果第二層用戶沒有在這些時隙中的任何時隙檢測到信標，則第三層用戶可以在該給定的信道上進行操作。

當使用該信道時，第三層用戶可以按照T間隔，在這些信標時隙中的每一個期間，對傳輸進行靜默，以便監聽第二層信標。如果第三層用戶檢測到第二層信標，則第三層基礎設施確保終止當前第三層連接，或者在x毫秒之內切換到另一個可用的信道。

本公開內容的方面提供了寬帶第二層信標信號，其可以跨度由特定的第二層部署所占用的整個頻譜。貫穿頻譜的該寬帶信標提供了頻率分集，以便減少衰落的影響。本公開內容的方面還提供了：通過在相同的音調集上、相同時隙中的不相鄰的音調集(每一節點一個音調集)等等上發送信標，第二層基礎設施節點(例如，eNB、AP、發射機等等)可以在該相同的時隙上發送信標信號。

圖4是示出根據本公開內容的一個方面配置的第二層節點401和第三層節點402之間的共享頻譜400和403的垂直共享的框圖。第二層節點401和第三層節點402共享通信頻譜，如共享頻譜400和403所示出的。第三層節點402可以通過從各個源(比如，衛星404)獲得同步定時，來獲得與第二層基礎設施的同步，其中第二層節點401是第二層基礎設施的一部分。使用該同步的定時，第三層節點402可以確定第二層節點401發送第二層信標的頻率。

關于第二層信標的傳輸周期性和時隙的這個信息可以是第三層節點402已知的，例如，通過標準規定，或者第三層節點402可以直接獲得(例如，通過數據庫405)。使用同步定時和對信標時隙和周期性的知識，第三層節點402開始對用于第二層信標的已知信標時隙進行監測。當第二層節點401期望接入共享頻譜400來發送數據時，其開始按照時間/間隔T來發送第二層信標。為了提供檢測這種第二層信標的機會，第三層節點402在預先規定數量的信標時隙(N)中對共享頻譜400進行監測。如上所述，第三層節點402從時間t0到時間t1為止，對共享頻譜400進行監測。與一旦第二層節點401發送第二層信標其期望共享頻譜400空的總時間y相比，時間t0和t1之間的該時間段至少更大。根據NT>y，來確定時間t0和t1之間的時間段。

在t0和t1之間的監測時段上，第三層節點402沒有在所監測的信標時隙中檢測到任何第二層信標。因此，在成功地完成CCA檢查之后，第三層節點402開始在時間t2在共享頻譜400上發送數據。隨著第三層節點402開始傳輸，在從t1的間隔T之后，第三層節點402在時間t3進入靜默時段。該間隔T對應于第二層節點(例如，第二層節點401)發送的第二層信標信號的周期。在t3處的靜默時段確保第三層節點402不會干擾第二層信標，并且允許第三層節點402再次對第二層信標進行監測。

在t3處的靜默時段期間沒有檢測到第二層信標之后，第三層節點402再次在時間t4開始傳輸。在時間t5，第二層節點401確定其具有數據要進行發送，因此在共享頻譜400上發送第二層信標。隨著間隔T的流逝，第三層節點402再次進入靜默時段來對信標進行監測。在時間t5處，第三層節點402檢測來自第二層節點401的該第二層信標。一旦檢測到第二層信標，第三層節點402開始將傳輸從共享頻譜400切換到共享頻譜403的過程，其中共享頻譜403當前可用于第三層傳輸。第三層節點402具有x的持續時間，來在該時間之內將傳輸從共享頻譜400切換到共享頻譜403。在持續時間x之后，第二層節點401開始在共享頻譜400上進行發送，并假定共享頻譜400將可用至少y時間。

在該時間期間，第三層節點402已經將通信切換到共享頻譜403，并在時間t6和t8在共享頻譜403上發送了數據。第二層節點401也在時間t6和t9在共享頻譜400上發送了數據。在該時間y和間隔T之后，第二層節點401將在時間t7發送另一個第二層信標。第二層節點401在時間t9處的第二數據傳輸，開始于與第二層信標在時間t7的第二傳輸偏移時間x處。因此，第二層節點維持第二層信標的間隔，并維持如下傳輸關系：共享頻譜400在與發送第二層信標偏移時間x時可用于傳輸，以及將至少y時間都保持可用于傳輸。在時間t9處傳輸之后，第二層節點401不再具有要傳輸的數據，因此停止第二層信標的傳輸。

第三層節點402可以再次在時間t10和t11之間開始檢測過程，該時間可以通過NT>y來規定。因此，當在時間t10和t11之間沒有檢測到任何另外的第二層信標之后，第三層節點402可以在時間t12再次在共享頻譜400上發送數據傳輸。第二層節點401和第三層節點402之間的垂直共享處理，允許共享頻譜400在發送第二層信標的x時間之內可用于更高優先級的第二層節點401。

第三層節點402將時間t5和t7處的第二層信標識別成第二層信標。該信標不包含用于向第三層節點402指示第二層節點401的具體ID的任何識別信息。第三層節點402簡單地認識到，更高優先級節點訪問將開始在共享頻譜400上進行傳輸，以及第三層節點402現在具有時間x來停止在共享頻譜400上的傳輸或者切換到不同的信道(例如，切換到共享頻譜403)。

在本公開內容的另外方面，同一部署的多個基站可以發送相同的波形。在這些方面，這些信標將不包括任何特定于節點的內容。但是，可以發送具有具體部署的系統幀編號(SFN)的信標，以實現信標信號的更佳覆蓋和分集，特別是在干擾受限部署中。

本公開內容的替代方面可以提供：將第二層部署劃分成多個子部署，其中每一個子部署中的信標傳輸具有SFN。例如，在異構網絡中，宏節點可以是一個子部署，而微微節點或毫微微節點被認為是其它子部署。來自每一個這種子部署的信標信號可以攜帶特定于子部署的有效載荷。在本公開內容的另外方面，每一個第二層節點可以表示不同的子部署。

圖5是示出用于執行以實現本公開內容的一個方面的示例性塊的功能框圖。在方框500處，第二層發射機檢測用于在共享頻譜上傳輸的數據。在有數據要發送時，在方框501處，第二層發射機在其期望發送該數據的共享頻譜中的至少一個信道上發送第二層信標。第二層信標標識第二層發射機是第二層節點，其中該第二層節點是第二層基礎設施的一部分。在方框502處，在發送第二層信標之后的預先規定的空閑時段到期之后，第二層發射機在該信道上發送數據。第二層發射機期望共享頻譜在其發送信標之后的某個時間將可用。該預先規定的空閑周期是第二層發射機在發送第二層信標之后等待開始數據傳輸的時間。

圖6是示出用于執行以實現本公開內容的一個方面的示例性塊的功能框圖。在方框600處，第三層發射機獲得同步定時，以將第三層發射機同步到第二層基礎設施。第三層發射機可以從可靠的定時源(例如，GNSS)獲得該同步信息，和/或其可以從該共享頻譜的接入信息數據庫中獲得同步和信標傳輸信息。

在方框601處，第三層發射機在信標時隙期間切換到發射機靜默模式，其中，在該信標時隙中，第三層發射機的發射機是完全靜默的。該信標時隙是第三層發射機使用所述同步定時來確定的。在發射機靜默模式期間，第三層發射機可以對第二層信標信號傳輸進行監測。在方框602處，當檢測到該信標信號時，第三層發射機在預先規定的時段之內，在檢測到該信標的信道上停止數據傳輸。由于第二層節點將在發送信標之后的預定規定的時段之后開始傳輸，因此第三層發射機將在該相同的時間段之內，停止其在該共享頻譜上的傳輸。第三層發射機將要么簡單地終止傳輸，要么將傳輸切換到另一個可用的資源。

應當注意的是，第二層信標被設計為在接收機處進行粗時間-頻率跟蹤和處于低信噪比(SNR)條件下健壯的解調。另外，通過要求第三層部署在專用于信標傳輸的時間間隔上使它們的傳輸靜默，來減少或者消除對于這種第二層信標信號的干擾。用于每一個信道的信標信號的時間間隔和配置可以在數據庫中列出，該數據庫還包含第一層使用信息。因此，當第三層用戶想要接入共享頻譜時，其可以首先訪問數據庫，以確定第三層用戶如何以及何時可以接入該共享頻譜，并且還可以包括第二層信標間隔。

本公開內容的另外方面針對于第三層節點對于共享頻譜的水平共享。圖7是示出用于執行以實現本公開內容的一個方面的示例性塊的功能框圖。在方框700處，第三層節點確定其上一次接入該共享頻譜的信道的時間。接入該信道可以包括：在該信道上發送或接收數據。在方框701處，確定第三層節點對該信道的上一次接入是否低于預定的最大空閑時間。例如，該預定的最大空閑時間可以是近似20-30μsec。

如果第三層節點在預定的最大空閑時間之內接入該信道，則在方框702處，第三層節點執行擴展空信道評估(CCA)過程。該擴展CCA過程開始于方框703處，第三層節點隨機地選擇或者生成一個數值n∈[1..N_w]。對于相同的第三層部署中的每一個第三層節點而言，用于隨機地選擇該數值的隨機數發生器可以是相同的隨機數發生器，其利用CCA檢查的起始時間作為密鑰。作為不同的部署的一部分的不同第三層節點可以使用與其它部署不相關的隨機數發生器。

使用以部署標識符(ID)和CCA起始時間為種子的隨機數發生器的目的，是在同一部署的節點之間實現信道的最大空間重用。給定部署的鏈路通常是基于基礎設施節點和用戶節點之間的最低路徑損耗，因此其通常并不承受來自同一部署的其它鏈路的嚴重干擾。當不滿足上面這些條件時，可以向具有相同部署ID的第三層節點分配不同的“虛擬部署ID”，在該情況下，它們將使用不同的、不相關的隨機數發生器。

影響最大空間重用的第二步驟是特定第三層部署的不同第三層節點在相同的時間開始它們的CCA。這可以通過以下方式來確保：在一個部署的第三層節點開始新的擴展CCA過程的情況下，規定規律性間距的時刻或者優選的起始時間。具有正在進行的分組傳輸的第三層節點可以在優選起始時間的即將到來時刻之前不久終止它們的傳輸，使得該節點可以與其部署中的其它第三層節點同步。

在方框704處，第三層節點等待n個時隙(1個時隙～20usec)，隨后，在方框705處，執行CCA檢查。在方框706處，確定該第三層節點是否檢測到空CCA。如果是，則在方框707處，第三層節點在該信道上發送數據。但是，如果在方框706處的確定之后，第三層節點沒有檢測到空CCA，則重復該過程，在方框702開始，直到檢測到空CCA為止。

如果在方框701處的確定指示該第三層節點沒有在最大空閑時間之內接入該信道，則在方框708處，第三層節點可以立即在方框708處執行CCA檢查。在方框709處，確定方框708處的CCA檢查是否為空。如果是，則在方框707處，第三層節點在該信道上發送數據。但是，至于在方框706處進行的確定而言，如果CCA檢查不是空，則該過程從方框708處重復。

在檢測到成功的CCA之后，無論是直接CCA的一部分，還是擴展的CCA過程，第三層節點都可以在該信道上發送預定的最大發送時間。該預定的最大發送時間允許第三層節點有機會對第二層信標進行重新檢查或者執行另外的CCA檢查。在交出該信道之后，第三層節點可以執行擴展的CCA過程，或者等待預定的最大空閑時間，以便在再次發送之前執行簡單的CCA檢查。

應當注意的是，本公開內容通過執行簡單的CCA或者觸發擴展的CCA過程來解決第三層用戶之間的水平共享問題的方面，受到作為垂直共享方面的一部分、旨在用于第三層節點監聽第二層信標的靜默時段的影響。當每一個第三層節點進入靜默時段時，在該靜默時段期間，都保持特定的水平共享狀態(例如，傳輸活動/空閑/等待)。

本領域普通技術人員應當理解，信息和信號可以使用多種不同的技術和方法中的任意一種來表示。例如，在貫穿上面的描述中提及的數據、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可以用電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子或者其任意組合來表示。

圖5-7中的功能框和模塊可以包括處理器、電子設備、硬件設備、電子組件、邏輯電路、存儲器、軟件代碼、固件代碼等等或者其任意組合。

本領域普通技術人員還應當明白，結合本文所公開內容描述的各種示例性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟均可以實現成電子硬件、計算機軟件或二者的組合。為了清楚地表示硬件和軟件之間的這種可交換性，上面對各種示例性的部件、框、模塊、電路和步驟均圍繞其功能進行了總體描述。至于這種功能是實現成硬件還是實現成軟件，取決于特定的應用和對整個系統所施加的設計約束條件。熟練的技術人員可以針對每個特定應用，以變通的方式實現所描述的功能，但是，這種實現決策不應解釋為背離本公開內容的保護范圍。熟練的技術人員還應當容易認識到，本文所描述的部件、方法或相互作用的順序或組合僅僅只是示例性的，可以以不同于本文所示出和描述的那些的方式，對本公開內容的各個方面的部件、方法或相互作用進行組合或執行。

用于執行本文所描述功能的通用處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件部件或者其任意組合，可以用來實現或執行結合本文所公開內容描述的各種示例性的邏輯框、模塊和電路。通用處理器可以是微處理器，或者，該處理器也可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器或者狀態機。處理器也可以實現為計算設備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、若干微處理器、一個或多個微處理器與DSP內核的結合，或者任何其它此種結構。

結合本文所公開內容描述的方法或者算法的步驟可直接體現為硬件、由處理器執行的軟件模塊或兩者的組合。軟件模塊可以位于RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、移動硬盤、CD-ROM或者本領域已知的任何其它形式的存儲介質中。可以將一種示例性的存儲介質連接至處理器，從而使該處理器能夠從該存儲介質讀取信息，并且可向該存儲介質寫入信息。或者，存儲介質也可以是處理器的組成部分。處理器和存儲介質可以位于ASIC中。該ASIC可以位于用戶終端中。在替代方案中，處理器和存儲介質也可以作為分立組件存在于用戶終端中。

在一個或多個示例性設計方案中，本文所描述功能可以用硬件、軟件、固件或它們任意組合的方式來實現。當在軟件中實現時，可以將這些功能存儲在計算機可讀介質中或者作為計算機可讀介質上的一個或多個指令或代碼進行傳輸。計算機可讀介質包括計算機存儲介質和通信介質，其中通信介質包括有助于將計算機程序從一個地方傳輸到另一個地方的任何介質。計算機可讀存儲介質可以是通用或特定用途計算機能夠存取的任何可用介質。舉例而言，但非做出限制，這種計算機可讀介質可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲器、磁盤存儲器或其它磁存儲設備、或者能夠用于攜帶或存儲具有指令或數據結構形式的期望的程序代碼單元并能夠由通用或特定用途計算機、或者通用或特定用途處理器進行存取的任何其它介質。此外，可以將連接適當地稱為計算機可讀介質。舉例而言，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線或者數字用戶線路(DSL)從網站、服務器或其它遠程源傳輸的，那么同軸電纜、光纖光纜、雙絞線或者DSL包括在所述介質的定義中。如本文所使用的，磁盤和光盤包括壓縮光盤(CD)、激光光盤、光盤、數字通用光盤(DVD)、軟盤和藍光光盤，其中磁盤通常磁性地復制數據，而光盤則用激光來光學地復制數據。上述的組合也應當包括在計算機可讀介質的保護范圍之內。

如本文(其包括權利要求書)所使用的，當在兩個或更多項的列表中使用術語“和/或”時，其意味著使用所列出的項中的任何一個，或者使用所列出的項中的兩個或更多的任意組合。例如，如果將一個復合體描述成包含組件A、B和/或C，則該復合體可以只包含A；只包含B；只包含C；A和B的組合；A和C的組合；B和C的組合；或者A、B和C的組合。此外，如本文(其包括權利要求書)所使用的，如以“中的至少一個”為結束的列表項中所使用的“或”指示分離的列表，使得例如列表“A、B或C中的至少一個”意味著：A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)，或者其任意組合。

為使本領域任何普通技術人員能夠實現或者使用本公開內容，上面圍繞本公開內容進行了描述。對于本領域普通技術人員來說，對所公開內容的各種修改是顯而易見的，并且，本文定義的總體原理也可以在不脫離本公開內容的精神或保護范圍的基礎上適用于其它變型。因此，本公開內容并不限于本申請所描述的示例和設計方案，而是與本文公開的原理和新穎性特征的最廣范圍相一致。