用于共享接入系统的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于共享接入系统的方法和装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年9月19日申请的、名称为"用于共享接入系统的方法和装置" 的美国临时专利申请No. 61/703, 048和2013年4月26日申请的、名称为"用于共享接入系 统的方法和装置"的美国临时专利申请No. 61/816, 486的权益，两个申请的每一个的内容以 引用的方式结合于此。
【背景技术】
[0003] 当前，两层共享频谱架构被用于共享未利用的频谱。然而，通过两层共享频谱执行 的操作只考虑两层共享频谱架构，不考虑更多层系统或架构，例如三层系统。另外，共享频 谱的当前过程可能不提供用于确定共享频谱操作的质量的机制。
【发明内容】
[0004] 在此公开的是用于共享接入系统的方法和装置，例如允许设备运行于三层共享频 谱架构的方法和装置。共享频谱管理器（SSM)可以组织频谱分段。SSM可以与具有不同 优先级的接入用户（AU)通信，并可以使用消息交换来请求频谱、竞标频谱、管理频谱等等。 SSM可以管理接入用户的许可（例如，向用户分配频谱）和频谱内的操作。例如，SSM可以 处理作为最小（可以承诺的）和最大接入质量（Q〇A)之间的范围来提供的请求。SSM还可 以管理接入用户可以使用分配的频谱的方式。SSM间通信可以用于多个SSM可能存在的区 域（例如，国家边界）。在此公开了这个SSM间通信的触发和对应的动作。
[0005] 可以提供方法和装置来请求可以提供接入质量（QoA)的共享频谱层中的频谱。装 置可以包括被配置为执行多个动作的处理器。可以发送用于可以向接入用户，例如装置提 供QoA的共享频谱层中的频谱的请求。可以接收符合QoA的以及可以分配给接入用户使用 的共享频谱中的可用频谱列表。可以从可用频谱列表中确定频谱。可以发送频谱使用消息 来请求可以分配给接入用户使用的频谱。
[0006] 可以提供方法和装置来管理从共享频谱层中请求频谱。装置可以包括被配置为执 行多个动作的处理器。可以接收包括接入用户的Q〇A和共享频谱层的频谱请求消息。接入 用户可以是WTRU、接入点、基站等等。可以确定共享频谱层中的可用频谱。可用频谱可以 符合接入用户的QoA并可以被分配给接入用户。可以从可用频谱中分配频谱给接入用户使 用。
[0007] 可以提供方法和装置来重分配频谱。装置可以包括被配置为执行多个动作的处理 器。可以从接入用户接收QoA事件消息，其可以指示QoA已经退化了一个频谱段。接入用 户可以是WTRU。可以接收重分配请求。重分配请求可以请求频谱段可以由共享频谱层中的 替换段来替换。可以确定符合QoA的和可以分配给接入用户的可用频谱。来自可用频谱的 替换段可以分配给接入用户。
[0008] 可以提供方法和装置来请求重分配频谱。装置可以包括被配置为执行多个动作的 处理器。可以确定频谱段不再符合QoA。可以向共享频谱管理器（SSM)发送QoA事件消息。 QoA事件消息可以指示QoA可能已经退化了一个频谱段。可以发送重分配请求，以请求频谱 段可以由共享频谱层中的替换段来替换。
[0009] 提供概述以简化方式引入概念的选择，将在下面详细说明中进一步说明。这个概 述并不意图标识请求保护的主题名称的关键特征或者基本特征，也不意图用于限制请求保 护的主题名称的范围。而且，请求保护的主题名称并不局限于解决任何或者所有在此公开 中的任何部分提及的缺点的任何限制。
【附图说明】
[0010] 从下面的说明，结合附图，可以得到更详细的理解。
[0011] 图1A是可以在其中执行一个或多个公开的实施方式的示例通信系统的系统图；
[0012] 图1B是可在图1A中示出的通信系统中使用的示例无线发射/接收单元（WTRU) 的系统图；
[0013] 图1C是可在图1A中示出的通信系统中使用的示例无线接入网和示例核心网的系 统图；
[0014] 图1D是可在图1A中示出的通信系统中使用的示例无线接入网和示例核心网的系 统图；
[0015] 图1E是可在图1A中示出的通信系统中使用的示例无线接入网和示例核心网的系 统图；
[0016] 图2显示了用于接入共享频谱的三层结构系统示例；
[0017] 图3显示了接入质量（QoA)事件发生时重分配频谱的过程示例；
[0018] 图4显示了QoA发生时重分配频谱的另一个过程示例；
[0019] 图5显示了频谱分配和/或重分配过程示例；
[0020] 图6显示了频谱分配和/或重分配的另一个过程示例；
[0021] 图7显示了处理QoA事件的逻辑示例。
【具体实施方式】
[0022] 在此公开的是用于共享接入系统的方法和装置，例如可以允许设备运行于三层共 享频谱架构，或者多层共享频谱的方法和装置。共享频谱管理器（SSM)可以组织频谱段。 SSM可以与可能具有不同优先级的接入用户（AU)通信，并可以使用消息交换来请求频谱、 竞标频谱、管理频谱等等。SSM可以管理接入用户的许可（例如，向用户分配频谱）和频谱 内的操作。例如，SSM可以处理作为最小（可以承诺的）和最大操作质量之间的范围来提 供的请求。SSM还可以管理接入用户可以使用分配的频谱的方式。SSM间通信可以用于多 个SSM存在的区域（例如，国家边界）。在此公开了这个SSM间通信的触发和对应的动作。
[0023] 在此公开了三层共享频谱架构中的操作的机制。例如，机制可以用于重分配频谱 段，其可以周期性地和/或非周期性地发生。另一个示例，机制可以用于为普遍授权的接入 用户（GAAU)，其可以是层3用户，保留频谱的一部分，并可以将这个频谱的保留部分用于频 谱重分配。另一个示例，机制可以用于为共享频谱计费。另一个示例，机制可以用于处理频 谱段的较高优先级接入用户的到来和相关动作。
[0024] 在此公开了允许三层共享频谱架构中的操作的机制。例如，机制可以用于重分配 频谱段，其可以周期性地和/或非周期性地发生。另一个示例，机制可以用于为普遍授权的 接入用户（GAAU)保留频谱的一部分，并可以将这个频谱的保留部分用于频谱重分配。另一 个示例，机制可以用于为共享频谱计费。另一个示例，机制可以用于处理频谱段的较高优先 级接入用户的到来和与这个到来相关的动作。
[0025] 可以提供用于管理共享频谱段的方法。可以确定第一段、第二段和第三段。第一段 能够由主要接入用户（PAU)、次要接入用户（SAU)和GAAU使用。第二段能够由SAU和GAAU 使用。第三段能够由GAAU使用。可以确定主要接入用户可以请求使用第一段。可以确定 次要接入用户（SAU)正在使用第一段。SAU可以被移动到第二段。
[0026] 可以提供用于重组织信道分配的方法。可以确定可能拥塞的带宽。可以请求使用 带宽的第一用户降低第一最大运行质量（Q〇0)同时保持第一用户的Q〇0高于承诺的Q〇A或 者Q〇0。当带宽不怎么拥塞时可以请求使用带宽的第二用户提高第二最大Q〇0级别。
[0027] 可以提供用于频谱重分配的方法。可以检测到频谱段的Q〇0的退化。频谱段可以 是由无线发射/接收单元（WTRU)使用的活动频谱段。可以确定频谱段的Q〇0低于频谱段 的QoA。可以将QoA事件消息发送给共享频谱管理器（SSM)以指示QoA或者Q〇0已经退化 了一个频谱段。例如，Q〇A事件消息可以指示频谱段的Q〇0低于频谱段的QoA。QoA事件消 息可以包括关于检测到的可能导致频谱段的Q〇0或QoA退化的情况的信息。可以向SSM发 送重分配请求，以请求SSM替换频谱段。
[0028] 可以提供用于频谱重分配的方法。可以从接入用户（AU)接收指示活动频谱段的 QoA已经退化的QoA事件消息。接入用户可以是WTRU、接入点、或基站。可以接收替换活动 频谱段的重分配请求。替换频谱段可以分配给AU以匹配请求的QoA。可以提供方法和装置 来请求可以提供QoA的共享频谱层中的频谱。装置可以包括被配置为执行多个动作的处理 器。可以发送用于可以向接入用户，例如装置提供QoA的共享频谱层中的频谱的请求。可 以接收符合QoA的以及可以分配给接入用户使用的共享频谱中的可用频谱列表。可以从可 用频谱列表中确定频谱。可以发送频谱使用消息来请求可以分配给接入用户使用的频谱。
[0029] 可以提供方法和装置来请求可以提供接入质量（QoA)的共享频谱层中的频谱。 QoA可以关联到区域、时间、时间百分比、扰码等的接入用户的专用频谱。QoA可以关联到频 谱噪声级别，其可能低于接入用户可接受的级别。接入用户可以是WTRU、接入点、或者基站。 频谱请求可以包括频谱可以位于其中的频带。装置可以包括被配置为执行多个动作的处理 器。可以发送用于可以向接入用户，例如装置提供QoA的共享频谱层中的频谱的请求。可 以接收符合QoA的以及可以分配给接入用户使用的共享频谱中的可用频谱列表。可以从可 用频谱列表中确定频谱。可以确定可用频谱大于请求的频谱。可以发送频谱使用消息来请 求可以分配给接入用户使用的频谱。可以接收指示频谱已分配的消息。
[0030] 可以从可用频谱列表中确定可选频谱。可选频谱可以由接入用户在频谱不再符合 QoA时使用。可以发送频谱保留消息。频谱保留消息可以请求将可选频谱标记为可能由接 入用户在频谱不再符合QoA时使用。
[0031] 可以提供方法和装置来管理从共享频谱层中请求频谱。装置可以包括被配置为执 行多个动作的处理器。可以接收包括接入用户的QoA和共享频谱层的频谱请求消息。QoA 可以关联到区域、时间、时间百分比、扰码等的接入用户的专用频谱。QoA可以关联到频谱噪 声级别，其可能低于接入用户可接受的级别。接入用户可以是WTRU、接入点、或者基站。可 以确定共享频谱层中的可用频谱。可用频谱可以符合接入用户的Q〇A并可以被分配给接入 用户。可用频谱列表可以发送给接入用户。可以接收频谱使用消息来请求可以从可用频谱 中分配给接入用户使用的频谱。频谱请求消息可以包括频谱可以位于其中的频带。
[0032] 接入用户可以从可用频谱中分配频谱给用户。可以确定可用频谱位于请求的频带 之内。可以接收频谱保留消息，其可以请求将可用频谱中的可选频谱标记为可能由接入用 户使用。可选频谱可以在频谱不符合Q〇A时分配给接入用户使用。
[0033] 可以提供方法和装置来重分配频谱。装置可以包括被配置为执行多个动作的处理 器。可以从接入用户接收Q〇A事件消息，其可以指示QoA已经退化了一个频谱段。可以接 收重分配请求。重分配请求可以请求频谱段可以由共享频谱层中的替换段来替换。重分配 请求可以包括频谱可以位于其中的频带。可以确定符合Q〇A的和可以分配给接入用户的可 用频谱。可用频谱列表可以发送给接入用户。可用频谱可以位于请求的频带之内。来自可 用频谱的替换段可以分配给接入用户。接入用户可以是WTRU、接入点、或者基站。当频谱段 不再分配给接入用户使用时可以释放频谱段。
[0034] 可以提供方法和装置来请求重分配频谱。装置可以包括被配置为执行多个动作的 处理器。可以确定频谱段不再符合QoA。可以向共享频谱管理器（SSM)发送QoA事件消息。 QoA事件消息可以指示QoA已经退化了一个频谱段。可以发送重分配请求，以请求频谱段可 以由共享频谱层中的替换段来替换。可以接收共享频谱层中的以及符合QoA的可用频谱列 表。可以从可用频谱列表中确定替换频谱。
[0035] 可以在分层架构的共享频谱中执行操作。例如，操作可以在可以包括电视空白频 带（TVWS);工业、科学和医疗（ISM)频带；联合共享频谱，例如3. 5GHz频带等的三层系统中 执行。
[0036] 在三层系统中，至频谱管理器的频带请求可以考虑请求接入用户的运行质量 (Q〇0)或者QoA。频谱分配策略可以用于满足接入用户请求的Q〇0承诺，可以提供频谱的优 化利用和频谱用户产生的收入。频谱分配策略可以允许动态组织和管理频谱同时保持Q〇0 承诺。
[0037] 在三层系统中，分配可以不是通过单个频带。可以分配给接入用户的频谱段可以 跨多个频带，可以由相同实体管理。信道退出可以依赖于接入用户的类型，例如主要接入用 户（PAU)、次要接入用户（SAU)和普遍授权的接入用户（GAAU)。信道退出可以依赖于接入 用户的优先级。例如，一个SAU可以具有超过另一个SAU的优先级。在分层架构共享频谱 中，段可以是不同尺寸。
[0038] 在此公开的是用于共享接入系统的方法和装置，例如允许运行于三层共享频谱架 构的方法和装置。共享频谱管理器（SSM)可以组织频谱分段。SSM可以与具有不同优先级 的接入用户通信，并可以允许接入用户请求频谱、竞标频谱、管理频谱等等。SSM可以管理接 入用户的许可（例如，向用户分配频谱）和用频谱请求来运行。SSM可以提供最小（可以承 诺的）和最大运行质量（QoA)之间的范围。SSM还可以管理接入用户可以使用分配的频谱 的方式。
[0039] 共享频谱接入（SSA)系统可以是可以包括频谱管理器和可以跨连续或不连续的 一系列频带运行于共享频谱中的多个用户的系统。SSA可以包括共享频谱管理器。
[0040] 共享频谱管理器（SSM)可以是集中的或者分布式的实体，可以跨频带或者一系列 频带管理共享频谱。频带可以具有用于用户的自己的策略、规则、和/或接口。
[0041] 接入用户（AU)可以是网络、系统、或者操作者，其希望运行于共享频带。可以有多 个或者不同类别的接入用户，例如主要接入用户（PAU)、次要接入用户（SAU)和普遍授权的 接入用户（GAAU)。
[0042] 频谱段可以是频谱的一部分，其可以由SSA管理。段可以是或者不是相同大小。
[0043] 运行质量（Q〇0)可以包括与共享频谱或者共享频谱的特定部分关联的质量度量。 Q〇0可以指容量、吞吐量、运行时间、通过频谱获得的光谱效率、等等。接入用户的Q〇0可以 包括指示那个AU的频谱利用率效率的值。
[0044] 承诺的Q〇0可以包括可以在某个位置和时间段使用的频谱量，其中独占操作是可 能的。例如，承诺的Q〇0可以是20MHz，其中独占时间30%。独占时间可以是频谱、代码、频 率等的子集。承诺的Q〇0还可以被称为承诺的接入质量（Q〇A)。QoA还可以是保护规则和 频谱量，可以在位置区域中使用，具有承诺的独占性，例如时间独占、频谱子集、代码等。例 如，QoA可以是20MHz，具有最大噪声级别-90dBm和100%独占时间。
[0045] 图1A是可以在其中执行一个或多个公开的实施方式的示例通信系统100的系统 图。通信系统100可以是向多个无线用户提供内容，例如语音、数据、视频、消息、广播等的 多接入系统。通信系统100可以使多个无线用户能够通过共享系统资源，包括无线带宽来 访问这些内容。例如，通信系统100可以使用一种或者多种信道接入方法，例如码分多址 (CDMA)、时分多址（TDMA)、频分多址（FDMA)、正交FDMA(0FDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)等 等。
[0046] 如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元（WTRU)102a、102b、 102c和/或102d(通常或共同称为WTRU102)，无线接入网（RAN) 103/104/105,核心网 106/107/109,公共交换电话网（PSTN) 108,因特网110,和其他网络112,不过应该理解的是 公开的实施方式考虑到了任何数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。WTRU102a、102b、 102c、102d中的每一个可以是配置为在无线环境中进行操作和/或通信的任何类型的设 备。作为示例，可以将WTRU102a、102b、102c、102d配置为传送和/或接收无线信号，可 以包括用户设备（UE)、移动站、固定或者移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理 (PDA)、智能电话、膝上型电脑、上网本、个人计算机、无线传感器、消费电子产品等等。
[0047] 通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a、114b的每一个都可 以是配置为与WTRU102a、102b、102c、102d中的至少一个无线接口以便于接入一个或者多 个通信网络，例如核心网106/107/109、因特网110和/或网络112的任何类型的设备。作 为示例，基站114a、114b可以是基站收发信台（BTS)、节点B、e节点B、家庭节点B、家庭eNB、 站点控制器、接入点（AP)、无线路由器等等。虽然基站114a、114b每个被描述为单独的元 件，但是应该理解的是基站114a、114b可以包括任何数量互连的基站和/或网络元件。
[0048] 基站114a可以是RAN103/104/105的一部分，RAN103/104/105也可以包括其他 基站和/或网元（未显示），例如基站控制器（BSC)、无线网络控制器（RNC)、中继节点等。 可以将基站114a和/或基站114b配置为在特定地理区域之内传送和/或接收无线信号， 该区域可以被称为小区（未显示）。小区还可以被划分为小区扇区。例如，与基站114a关 联的小区可以划分为三个扇区。因此，在一个实施方式中，基站114a可以包括三个收发信 机，即每一个用于小区的一个扇区。在另一个实施方式中，基站114a可以使用多输入多输 出（MIMO)技术，因此，可以将多个收发信机用于小区的每一个扇区。
[0049] 基站 114a、114b可以通过空中接口 115/116/117 与WTRU102a、102b、102c、102d 中的一个或者多个通信，该空中接口可以是任何合适的无线通信链路（例如，无线射频 (RF)、微波、红外（IR)、紫外线（UV)、可见光等）。可以使用任何合适的无线接入技术（RAT) 来建立空中接口 115/116/117。
[0050] 更具体地，如上所述，通信系统100可以是多接入系统，可以使用一种或者多种信 道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、0FDMA、SC-FDMA等等。例如，RAN103/104/105 中的基 站114a和WTRU102a、102b、102c可以使用例如通用移动通信系统（UMTS)陆