El estándar IEEE-802.22 - iba.dit.upm.esiba.dit.upm.es/w/images/7/7f/El_estandar_IEEE-802.22.pdf · ÍndÍndicicee Introducción Sistema IEEE-802.22 Topología Capacidad del servicio

El estándar IEEE-802.22Wireless Regional Area

Network (WRAN)

El estándar IEEE-802.22Wireless Regional Area

Network (WRAN)

Alumno: Petr Jelínek

Profesor: Vicente Casares Giner

ÍndiceÍndice

Introducción Sistema IEEE-802.22

Topología Capacidad del servicio Cobertura del servicio

Interfaz de aire La capa PHY La capa MAC

• La estructura de la supertrama y trama• Las medidas y el gestión del espectro• Quiet Period

Antenas Coexistencia con TV y micrófonos inalámbricos Conclusiónes Referencías

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IntroducciónIntroducción

Los primeros pasos de WRAN en Noviembre de 2004 Basado en las radios cognitivas La operación sin licencia en las bandas de televisión Las aplicaciones más importantes en zonas rurales y remotas

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TopologíaTopología

Tipos de redes del sistema: punto a multipunto Base Station (BS): gestiona su propia celda

Customer Premise Equipment (CPE): terminal del abonado BS indica al CPE para realizar diversas medidas dedistribución de canales de televisión.

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Capacidad del servicioCapacidad del servicio

El sistema WRAN da cabida a los diferentes anchos debanda de canales de televisión internacional, de 6, 7 y 8 MHz La eficiencia espectral en el rango de 0,5 bit / (seg / Hz)hasta 5 bits / (seg / Hz). Un promedio de 3 bits (seg / Hz) esto correspondería a untotal de la capa PHY con velocidad de datos de 18Mbps en elcanal de televisión 6MHz Con12 usuarios simultáneos la velocidad de datos mínimapor CPE en total es 1,5 Mbps en downlink y 384 Kbps en uplink

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Cobertura de los serviciosCobertura de los servicios

WRAN cuenta con una amplia cobertura mucho más grandeque otros estándares IEEE 802 Puede ir hasta 100 km (rango 33 km cuando CPE transmite4 W EIRP (Effective-Isotropic-Radiated-Power) Las bandas de frecuencia de TV de 54 a 862 MHz

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La capa PHYLa capa PHY

Modulación OFDMA con “Bonding Channels” Retardos de 25μs ( 50μs en las grandes áreas de terreno ometropolitana) El uso de un prefijo cíclico del orden de los 40μsDiferente señal a ruido (S/R) por eso se necesita ajustardinámicamente el ancho de banda, la modulación ycodificación ½, ¾, 2/3 48 subcanales

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La estructura de BondingChannels

La estructura de BondingChannels

La unión de hasta 3 canales de TV (6K FFT para 3 canales) Tener al menos 2 canales vacíos entre ellos Se necesita un mínimo de 3 canales de TV para la separaciónde un canal WRAN

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La capa MACLa capa MAC

Los radios cognitivos MAC tienen que ser muy dinámicos yresponder rápidamente a los cambios del sistema

Definido por una estructura de supertrama y trama

Supertrama contiene SCH (Superframe control header): TV Bonded Channels Convivencia e información de la supertrama El numero y tamaňo de la trama

• La información de los Quiet Periods• ID de potencia del transmisor

Ubicación de la información de configuración

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Supertrama MACSupertrama MAC

La cabecera de la supertrama contiene un preámbulo para eltiempo sincronizacion y estimación de canal

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Trama MACTrama MAC

La estructura de la trama MAC tiene dos partes: Downstream Subframe (DS): contiene sólo PDU (ProtocolData Unit) de la capa PHY Upstream Subframe (US): contiene PDU, USC (UrgentCoexistence Situacion), notificación, ancho de banda, etc.

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Las medidas y la gestión delespectro

Las medidas y la gestión delespectro

Las medidas se dividen en: In-Band: las medidas que se refieren al canal utilizadopor la estación base para comunicarse con el CPE Out-of-Band: las medidas que se refieren a los otroscanales

La estación base también debe indicar qué CPE debe medirde qué canales, por cuánto tiempo, y con qué probabilidad dedetección Cada CPE realiza distintas medidas El uso de los valores medidos para obtener un mapa deespectro para toda la celda Los análisis de todos los valores medidos por el CPE en laestación base

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Quiet PeriodQuiet Period

El mecanismo de detección obligatorio se compone de lassiguientes partes: Detección rápida: la detección del nivel de energía duranormalmente < 1ms/canal y el resultado de la estación basedecide sobre la necesidad de las siguientes etapas Detección propia: determinado dinámicamente por el

resultado de la detección rápida, durante esta fase losalgoritmos ejecutados (25ms/canal)

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AntenasAntenas

802.22 requiere dos antenas independientes para cada radioCPE: una directiva: el funcionamiento general utilizado por unaCPE para comunicarse con una estación base una omni-direccional: es principalmente para la detección yla realización de las medidas

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Coexistencia con TV ymicrófonos inalámbricosCoexistencia con TV y

micrófonos inalámbricos Las detecciones de umbrales:Las estaciones base y CPE son responsables de la protecciónque le corresponde que se basa en la detección deradiofrecuencia y técnicas basadas en las radios cognitivas. La estación base desocupa un canal si se detectan señalesde la licencia superior a los límites siguientes:

En los EE.UU., la potencia de transmisión de una estaciónbase de WRAN está limitada a 36 dBm EIRP

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ConclusionesConclusiones

El grupo de trabajo IEEE 802.22 se define como laprimera norma mundial de interfaz de aire basado entécnicas de radios cognitivasWRAN opera en las bandas de TV, hace uso detécnicas tales como el espectro de detección, la deteccióny prevención correspondiente, y logra que la gestión delespectro tenga una convivencia efectiva y la distribuciónde recursos de radio La ventaja es económica, porque las estaciones baseen las zonas rurales tienen bajo costoLa capacidad limitada del espectro <1 GHz y servicios dealta definición serán factores clave.

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ReferencíasReferencías

[1] IEEE 802.22: An Introduction to the First Wireless Standard based on Cognitive Radios[online]URL: < http://www.academypublisher.com/jcm/vol01/no01/jcm01013847.pdf >

[2] SPECTRUM SENSING IN IEEE 802.22 [online]URL: < http://www.eurasip.org/Proceedings/Ext/CIP2008/papers/1569094657.pdf >

[3] White Space Networking with Wi-Fi like Connectivity [online]URL: < http://www.eecs.harvard.edu/~mdw/papers/whitefi-sigcomm09.pdf >

[4] A Cognitive PHY/MAC Proposal for IEEE 802.22 WRAN Systems [online]URL: < https://mentor.ieee.org/802.22/file/05/22-05-0105-01-0000-philips-ft-phy-mac-proposal-presentation.ppt >

[5] Cognitive Radio For The TV White Spaces [online]URL: < http://www.ict-phydyas.org/userfiles/file/Workshop-Perugia/PHYDYAS_Philips.pdf >

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Gracias para su atención!Gracias para su atención!

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