IEEE 802.22标准与认知无线电技术
IEEE 802.22——第一个基于认知无线电的国际标准
IEEE 802.22——第一个基于认知无线电的国际标准
徐宏飞;杨健
【期刊名称】《中国无线电》
【年(卷),期】2015(0)1
【摘要】在过去的十年时间里,无线通信和无线网络技术迅速发展,无线局域网（WLAN）、无线个域网（WPAN）、无线城域网（WMAN）的数量呈几何级数增长,再加上3G/4G移动通信的普及,使移动数据业务量急速增加。
但是目前的频谱资源分配方式是静态的,大量优质的低频段频谱资源处于闲置或半闲置状态。
所幸的是,认知无线电技术的发展为这种矛盾提供了解决方案。
【总页数】4页(P45-48)
【作者】徐宏飞;杨健
【作者单位】中国人民解放军73691部队;中国人民解放军73691部队
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于认知无线电技术的IEEE 80
2.22 [J], 刘劲松
2.一种基于IEEE802.22标准TSS策略的跨层时隙调度方案 [J], 孙君;朱洪波
3.基于认知无线电技术的802.22标准 [J], 张亮;赵林靖;胡婧;韩斐
4.基于认知无线电的IEEE802．22协议分析 [J], 王桂良;路友荣;韩猛;徐刚
5.饱和情况下基于非竞争带宽请求机制的IEEE 802.22 MAC层协议性能分析 [J], 张元虎;何晨;蒋铃鸽
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IEEE 802.22标准的MAC层协议分析
・ 分・ 技 析 术
【 摘 要】介绍 了ＩＥ ０ ． （ Ａ 无线 区域网） Ｅ Ｅ ８２２ ＷＲ Ｎ， ２ 标准提 出的背景 和进 展情 况， ＩＥ ０ ． 对 Ｅ Ｅ ８２２ ２草案中的 ＭＡ （ Ｃ 媒体接入控制）
层技 术 进 行 了描 述 ， 绍 并 分析 了 ＷＲ Ｎ 系统 对 授 权 用 户 的检 测和 ＷＲ 介 Ａ ＡＮ 系统 的 自共存 机 制 等 方 面 的 内容 ， 明 了 ＷＲ Ｎ 未 来 说 Ａ 的研 究方 向并 展 望 了其 市场 应用 前景 。
【 ｂｔａｔ ｈ ａｋｒｕ ｄ ａｄ ｄ ｖｌ ｍｅｔｏ Ｅ Ｅ ０ ．２ ｗ ｉ ｓｔｅ ｆｓ ｗ ｒ ｗｄ ｉ ｌ ｓｓ ｎ ａ ａｅ ｎ ｃｇｉｖ ａ Ａ ｓ ｃ】Ｔ ｅ ｂｃｇｏ ｎ ｎ ｅｅ ｐ ｎ ｆＩＥ ８ ２２ ｈｃ ｉ ｈ ｒ ｏｌ ｉ ｗｒ ｅ ｔ ｄ ｒ ｂｓｄ ｏ ｏｎｔ ｅ ｒ． ｒ ｏ ｈ ｉｔ ｄ ｅ ｅｓ ａ ｄ ｉ
ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｎ ｕ ｅ ｔ ｄ ｔ ｃｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｅ ｉｔｎ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｂ ｔ ｅ ＲＡＮｓ ｉ ａｌ ，ｔ ｅ ｐ ｔｎ ｉｌ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｎ ｐ ｌ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｒ ｉ ｃ ｍｂ ｎ ｅ ｅ ｔ ｎ ｈ ｏ ｘｓｅ ｃ ｃ ａ ｉｍ ｅ ｏ ｗｅ ｎ Ｗ ．Ｆ ｎ ｌ ｙ ｈ ｏｅ ｔ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ａ ・
段 ） 与 此 相 反 ， 些 授 权 频 段 则 经 常 空 闲 ｌ Ｓ ａｅ ， 有 】 ｈｒｄ ］ 。 Ｓｅｔ ｍ 公 司 的一份 测量 报 告表 明 ： ｐｃ ｕ ｒ 在美 国 ３Ｇ ｚ 下 频 Ｈ 以
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认知无线电技术
现代通信系统论文题目：认知无线电技术姓名：朱雪峰学院：潇湘学院专业：通信工程班级： 001学号： 1254040121 指导教师：钟斌2015年11月1日目录一、引言 (2)二、认知无线电的基本概念 (2)三、认知无线电的功能与实现 (4)1.认知无线电的主要功能 (4)2.认知无线电的实现关键 (5)四、认知无线电的标准化 (7)五、认知无线电的管制与应用情况 (8)六、未来发展与展望 (9)认知无线电技术的研究及发展【摘要】认知无线电技术作为软件无线电技术的一个特殊扩展，受到日益广泛的关注。
由于该技术能够自动检测无线电环境，调整传输参数，从空间、时间、频率、调制方式等多维度共享无线频谱，可以大幅度提高频谱利用效率。
本文首先从认知无线电技术的定义入手，分别讨论了认知无线电的基本概念、功能与实现、标准化的进程。
然后介绍了当前应用状况，最后分析了未来的发展及面临的挑战。
一、引言随着无线通信技术的发展，人们可以获得的带宽不断地增加，移动通信的数据速率从10 kbit/s增长到2 Mbit/s，在不久的将来还可能提高到上百兆比特每秒。
但即使如此，也无法满足人们日益增长的无线接入需求。
为了缓解这一矛盾，一方面，人们不断开发新的无线接入技术，利用新的频段来提供各种业务；另一方面，不断改进各种编码调制方式，提高频谱效率。
但由于移动终端天线尺寸和功率的限制，可以用于无线接入的频段很有限。
在提高频谱效率方面，目前较为先进的CDMA空中接口技术，如HSDPA可以达到1 bit/（s·Hz）的频谱效率，将来OFDM和MIMO技术的应用也只能达到3-4 bit/（s·Hz）的频谱效率。
3-4倍的频谱效率的提高对于人们成百上千倍的带宽需求增长是微不足道的。
认知无线电技术的出现，为解决频谱资源不足、实现频谱动态管理及提高频谱利用率开创了崭新的局面。
二、认知无线电的基本概念认知无线电（cognitive radio，CR）的概念是由Joseph Mitola博士提出的，他在1999年发表的一篇学术论文[1]中描述了认知无线电如何通过一种“无线电知识表示语言（RKRL）”的新语言提高个人无线业务的灵活性。
认知无线电技术及其应用
备C^S IEngineering 工程认知无线电技术及其应用王思臣，唐金元，刘水，杨航(海军航空工程学院青岛校区，山东青岛266041 )摘要：频谱资源越来越紧张，认知无线电技术作为智能化的无线电技术，在缓解频谱资源紧张趋势，提高频谱利用效 率方面有显著的作用。
本文系统介绍了认知无线电技术的基本概念，梳理了认知无线电的关键技术，分析了认知无线电技 术在军事和民用领域的应用。
关键词：认知无线电；频谱感知；频谱选择；电子对抗中图分类号：R310 文献标识码：A文章编号：1671-0711 (2017) 02 (上）-0131-02由于目前大部分的频谱资源被固定分配给广播等授权用户，使得无线城域网络等无线通信业务只能在很小的非授权频段工作，致使频谱资源越来越紧张。
结果导致一方面非授权频段的频谱资源的利用已趋于饱和，另一方面相当数量的授权频谱资源利用率较低。
据美国联邦通信委员会（FC C, Federal Communications Commission)统计，在30MHz ~ 3GHz的频段上，无线频谱利用率平均为5.2%。
由此可以看出，频谱资源紧张在于不合理的频谱资源分配及使用方式。
认知无线电技术为缓解频谱日益紧张的趋势提供了一个较为可行的思路。
1认知无线电技术简介1.1认知无线电技术基本概念认知无线电是能够随环境变化而改变传输参数的无线电。
1999年，瑞典皇家技术学院的Mitola.J 博士首次提出了认知无线电(C R，Cognitive Radio)的概念。
认知无线电包含感知技术、重置技术两个主要特性。
认知无线电技术实现开放频谱系统，授权用户具有优先接入频谱的权利，而具有认知无线电功能的非授权用户可在对授权用户不造成干扰的情况下按“机会方式”接入频谱。
1.2认知无线电现状随着认知无线电的发展，世界各国的频谱管制部门以及相关行业组织相继开展研究。
2002年12月，美国联邦通信委员会指出，非授权频段设备应具备能够识别未占用频段的能力；2003年12月，美国联邦通信委员会发布了《使用认知无线电技术促进频谱利用的通知》，正式成立了认知无线电工作组；2004年5月，美国联邦通信委员会建议认知无线电可在T V广播频段内操作，并指出最适合应用认知无线电技术的是U H F中分配给电视广播业务的6MHz频段。
认知无线电技术及其典型应用
15
技术交流
2009 年 第 7 期
UWB 系统的性能。 3.2 在 Mesh 网中的应用 无 线 Mesh 网 是 近 几 年 出 现 的 全 新 的 网 络 结 构 ，它 具 有 无 线 多 跳 （Multi-hop）的 网 络 拓 扑 结 构 ， 网络中的每个节点都可以发送和接收信息， 每个节 点都可以与一个或多个对等节点直接通信， 它具有 随时随地接入、成本低等优点。 随着网络密度的增大和服务要求吞吐量的提 高，无线 Mesh 网需要更高的处理能力。 CR 技术能 提高频谱利用率，CR 技术与无线 Mesh 网的结合可 以用于人口稠密城市的无线宽带接入。 当一个无线
2009 年 第 7 期
技术交流
认知无线电技术及其典型应用
祁超 （上海市无线电管理局， 上海市 200031）
摘 要 随着无线通信技术的发展，无线用户数量急剧增加，使频谱资源变得越来越紧 张，如何充分提高无线频谱的利用率成为亟待解决的技术问题。 认知无线电技术提出了 一种新的频率资源综合利用思路，其核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空洞” 并合理利用的能力。 文章简要介绍认知无线电技术的概念，详细分析其关键技术、组网方 式及典型的应用领域。 关键词 认知无线电； 关键技术； 组网方式； 典型应用
1 认知无线电的关键技术
认知无线电的最大优势在于它无需专门授权就 可以工作在授权用户的工作频段上， 对所谓的 “闲 置”频谱进行二次利用。 授权用户（AU）也叫主用户 （PU），是指经过频率管理部门授权，合 法 使 用 某 一 频段的传统无线电用户。 与授权用户对应的称为感 知 用 户 （SU）， 也 叫 次 用 户 （SU）， 是 指 不 经 过 频 率 管 理部门专门授权， 就可以使用已授权于主用户的频 段的认知无线电用户。
认知无线电专题讲座_二_第3讲基于认知无线电的IEEE802_22标准
认知无线电专题讲座(二)第3讲 基于认知无线电的IEEE 802.22标准徐煜华1,徐金昔2,沈 良3(1.解放军理工大学通信工程学院研究生1队,江苏南京210007; 2.解放军理工大学通信工程学院;3.解放军理工大学通信工程学院无线通信系)摘 要:认知无线电技术被认为是解决当前无线频谱低利用率的最佳方案,I EEE 802.22是基于认知无线电技术的第一个世界标准。
文中在介绍了802.22系统结构的基础上,主要阐述了该标准的空中接口,物理层和媒体接入层。
最后又探讨了系统中的若干关键问题。
关键词:认知无线电;分布式感知;动态频谱接入中图分类号:T N 915文献标识码:A 文章编号:CN32-1289(2007)03-0071-06IEEE 802.22Standard Based on Cognitive RadiosX U Yu -hua 1,X U J in -x i 2,SH EN L iang 3(1.P ostg raduate T ea m 1ICE,P L A U ST ,Nanjing 210007,China ;2.I nstitute of Co mmunicat ions Engineer ing ,PL A U ST ;3.Depart ment of Ra dio Communication ICE ,P L AU ST )Abstract :Co gnitive r adios are seen as the best solutio n to the cur rent low usage of the radiospectrum ,and IEEE 802.22is the first w or ldw ide standard o f it .Based on the introductio n of thearchitecture o f the IEEE 802.22system,this paper m ainly presented the IEEE 802.22airinterface,phy sics lay er and media access co ntro l layer,and finally analyzed some crucialpr oblem s as w ell in the IEEE 802.22sy stem.Key words :cognitiv e radio ;distributed sensing ;dy nam ic spectrum access近年来,Wi-Fi 无线局域网获得广泛应用,WinM ax 无线城域网逐渐实现商用化,UWB 超宽带技术日趋成熟。
认知无线电技术
认知无线电技术认知无线电（Cognitive Radio，CR）的概念起源于1999年Joseph Mitolo 博士的奠基性工作。
它可以通过学习、理解等方式，自适应的调整内部的通信机理、实时改变特定的无线操作参数（如功率、载波调制和编码等）等，来适应外部无线环境，自主寻找和使用空闲频谱。
它能帮助用户选择最好的、最适合的服务进行无线传输，甚至能够根据现有的或者即将获得的无线资源延迟或主动发起传送。
一、认知无线电的定义1、JosephMitola对认知无线电的定义1999年，JosephMitola在他的学术论文中首先提出了认知无线电的概念，并描述了认知无线电如何通过“无线电知识描述语言（RKRL，RadioKnowledgeRepresentationLanguage）”来提高个人无线业务的灵活性。
随后，JosephMitola在他的博士论文中详细探讨了这一理论。
他认为：认知无线电应该充分利用无线个人数字设备和相关的网络在无线电资源和通信方面的智能计算能力来检测用户通信需求，并根据这些需求提供最合适的无线电资源和无线业务。
Mitola的认知无线电的定义是对软件无线电的扩展。
认知无线电以软件无线电为平台，并使软件无线电智能化。
2、FCC的认知无线电定义JosephMitola定义的认知无线电强调“学习”的能力，认知无线电系统需要考虑通信环境中的每一个可能参数，然后做出决定。
相比于JosephMitola的定义，FCC针对频谱有效分配问题对认知无线电做出的定义更能为业界所接受。
在2003年12月的一则通告中，FCC对认知无线电作出如下定义：认知无线电是能够与所处的通信环境进行交互并根据交互结果改变自身传输参数的无线电。
FCC对认知无线电的这个定义主要是基于频谱资源分配和管理问题提出的。
目前无线频谱资源的规划和使用都是由政府制定的，无线通信设备对频谱的使用需要经过政府的许可。
而固定的频谱分配政策导致了频谱不能有效利用的问题。
基于认知无线电技术的802.22标准
中图 分 类 号
Ｉ ＥＥＥ ０ ２ ｔ ｎ ａ ｄ Ｂａ ｅ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｅ Ｒａ ｉ ｃ ｎ ｌ ｇ ８ ２． ２ Ｓ ａ ｄ ｒ ｓ ｄ ｏ ｇ ｉ ｖ ｄ ｏ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ
Ｚ Ａ Ｇ Ｈａｇ ，Ｈ Ｏ Ｌｎｊ ｇ， ＵＪ ｇ， Ａ ｅ Ｈ Ｎ ｎ Ｚ Ａ ｉ．ｎ Ｈ ｉ ２ Ｈ Ｎ Ｆ ｉ ｉ ｎ 。
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃ ｇ ｉｖ ａｉ ａ ｎｔｒｔｅｅｉｔｄ ｕｅ ｎ ｔｅ ｒｏ ｅｖｒｎ ｎ ｎ ｅｕａ ｅｏ ｐ ｃｒｍ ｅｏ ｒｅ ，ｎ ｄｕｔｔｅ ｓ ｃ ｏ ｎｔ ｅｒｄｏ ｃｎ ｍｏ ｉ ｈ ｘｓ ｓｒｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｍｅ ｔａ ｄ ｔ ｓｇ ｆｓｅ ｔ ｒ ｉ ｏ ｅ ｈ ｏ ｈ ｕ ｒｓｕｃｓ ａｄ ａｊｓ ｈ ｔ ｎｍｉ ｉｎｐ ｒｍｅｅｓａ ｎ ｍｉａ ｙｔ ｔｉ ｅｓｅｔ ｍ ｒｓｕｃｓｅ ｉｉｎｌ Ｂ ｓｄｏ ｈ ｏ ｎｔ ｅｒｄｏｔｃｎ ｌｇ ， ｔｅ Ｅ Ｅ ８ ２．２ ｒ ｓ ｓ ｏ ａａ ｔｒ ｙ ａ ｃｌ ｏｕｉｚ ｔ ｐ ｃｒ ｅ ｒｅ ｆｃ ｔ ａ ｓ ｌ ｌｅｈ ｕ ｏ ｅ ｙ． ａｅ ｎｔｅｃｇ ｉｖ ａｉ ｅｈ ｏｏｙ （ｈ ）Ｉ Ｅ ０ ２ ｉ
维普资讯
信 息 系 统 与 网 络
基 于认 知 无线 电技 术 的 ８ ２ ２ ０ ．２标 准
张 亮 ， 林 靖 胡 婧 韩 斐。 赵 ， ，
（． １ 西安 电子 科技 大学 ＩＮ 国家重点 实验 室， 西 西 安 ７ ０７ ； Ｓ 陕 １０ １
ｓａ ｄ ｒ ｓｒ ｑ ｉｅ ｏｒ ｕ ｅｔ ｅＴＶ ｐ ｃｒ ｍ ｔｏ ｔｃ ｕｓｎ ｎ ａｍｆｌｉｔｒｅｅ ｃ ｏ ｘｓｅ Ｖ ｅｖｃ ｓａ ｄ ｐ ｖｄ ｓｃ ｅ ｐ ｒｓｒ ｉｅ ｏ ｔ ａｄ ｉ ｅ ｕｒ ｄ ｔ ｅ ｓ ｎ ｈ ｓ ｅ ｔｕ ｗｉ ｕ ａ ｉｇａ ｙ ｈ ｒ ｕ ｎ ｅｆｒｎ ｅｆｒｅ ｉｔｄ Ｔ ｓｒ ｉｅ ｒ ｉｅ ｈ ａ ｅ ｅｖｃ ｓｔ ｈ ｎ ｏ ｎ ｎ ａ ｔｏｉｅ ｅ ．ｎ ｔ ｓｐ ｐ ｒ ｔｅｆ ｄ ｍｅ ｔｌｅｅ ｎｓｏ ｏ ｎｔｖ ａ ｉ ｅ ｈ ｌｇ ｄ ＥＥＥ ８ ２． ２ ｓａ ｄ ｒ ｒ ｎ ｌｚｄ ｉ ｅａｌ ｏ — ｕｈ ｒｚｄ ｕｓｒ Ｉ ｈｉ ａ ｅ ，ｈ ｕｎ ａ ｎａ ｌｍｅ ｔ ｆｃ ｇ ｉ ｅ ｒｄｏ ｔｃ ｎｏｏ ａ Ｉ ｉ ｙ ｎ ０ ２ ｔｎ ａｄ ａｅ ａ ａｙ ｅ ｎ ｄ ｔｉ， ｓｍｅ ｉ ｏｔ ｔｉｓ ｅ ｒ ｉｃ ｓｅ ｏ ｍｐ ｒ ｓｕ ｓａｅ ｄｓ ｕ ｓ ｄ． ｎ ａ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｄ ｃ ｇ ｉｉｅ ｒ ｄｏ； ０ ２ ｓａ ｄ ｒ ｉｔｒｅ ｅ ｃ ｔｍｐｅａｕ ｅ ｐ ｃｒ ｍ ｈ ｌ ｔａ ｓ ｓｉｎ ｏ ｗｅ ｏ ｔｏ ；ｄ ｎ ｍｉ ｓ ｅ ｔｕ ｏ ｔ ａ ｉ ８ ２． ２ ｔ ａ ｄ；ｎ ｅｆｒｎ ｅ ｅ ｎ ｖ ｎ ｒ ｔｒ ；ｓ ｅ ｔｕ ｏｅ；ｒ ｍｉｓｏ ｐ ｎ ｒ ｃ ｎｒ ｌ ｙ ａ ｃ ｐ ｃｒ ｍ
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MAC
MLME
Spectrum Manager(BS) /Spectrum Automaton(CPE)
SME-MLME SAP
PH Y SAP
MLME-PLME SAP
PHY SSF GeoLocation
PLME
SME-PLME SAP
802.22 协议栈各层功能
802.22中的“新”概念
OFDM符号的时域描述
TCP
TSYM
TFFT
CP = TFFT/32 6 MHz TSYM = TFFT + TCP (μs) 7 MHz 8 MHz 308.000 264.000 231.000
CP = TFFT/16 317.333 272.000 238.000
CP = TFFT/8 336.000 288.000 252.000
0.76 0.25 0.76 1.01 1.13 1.26 1.51 2.02 2.27 2.52 2.27 3.03 3.40 3.78
3 物理层频谱感知
• 什么是频谱检测？ 频谱检测是对一个电视频道的频谱占用情况进行观察，以 确定该频道是否被授权用户或者其他WRAN设备占用的过 程 • sensing与detection的区别
6 WRAN与其他无线系统的区别和联系
II
802.22的空中接口
802.22空中接口的分层体系结构
Higher Layers:IP,ATM,1394, etc.
为了支持认知无线 电，802.22引入—— 两个新模块：定位和 频谱感知函数 一个新实体：频谱管 理
SME
Convergence Sub-Layer Bridge(e.g.,802.1d)
3.1 频谱感知函数
BS和CPEs都要实 现频谱感知函数 频谱感知函数的输 入来自SM（对于 CPE即SA），输 出返回SM
3.2 两阶段的频谱感知机制
• 粗检(coarse sensing)强调感知时间，以快速确定候选信 道 • 细检(fine sensing)只针对粗检得出的候选信道，用来感 知较弱的信号，以确定该信道无授权信号，确保对授权 信号无干扰
3.1 维护可用信道信息
SM需要聚合以下来源的信息： • 授权系统数据库 • 地理位置数据库 • 频谱感知
3.2 信道分类与选择
• 可用信道集合根据频谱感知结果，被划分为以下几类： 9 9 9 9 9 Operating Backup Candidate Occupied Unclassified
MAC Payload
CRC
TDD的MAC帧的时隙应分别分配给上行与下行通信，上/下行子帧长度不 需要相等 下行子帧只包括一个PHY PDU 上行子帧包括初始化，带宽请求，UCS（紧急共存状态）通知，自共存 窗口等，以及对不同CPE的PHY PDU
3 频谱管理
Spectrum Manager (SM) • BS端 维护可用信道信息，信道分类与选择， 关 联控制，信道管理，解决自共存问题 • CPE端(Spectrum Automaton, SA) 只包括基本功 能（初始化；响应BS的请求和命令等）
1.4 OFDMA子载波分配
OFDMA Symbol
• 子信道化：28个连续 子载波（包括24个数 据子载波和4个导频子 载波）为一个子信道 • 导频格式（右图）： 以7子载波×7符号为 单元重复 • 子信道交织算法：
( j) Ip , q (k )
0 0 Subcarrier 1 2 3 4 5 6
3 WRAN的系统模型
4 WRAN的网络拓扑
BS (Base Station ) – CPE (Customer Premise Equipment )
5 WRAN的系统容量和覆盖范围
按照802.22功能需求文件定义，WRAN系统应满足： • 大覆盖范围：典型覆盖半径17km-30km，最远可 达100km • 可与ADSL匹敌的的传输速率：用户平均下行速率 1.5Mbps，平均上行速率384kbps • 平均频谱效率：2bps/Hz
3.4.1 定位的一个应用——EIRP控制
• 出发点：对授权用 户的保护 • 做法：根据授权系 统的noise contour，划定不同 的地理范围，对处 在不同范围的BS和 CPE采用不同的 EIRP控制策略。 BS和CPE的控制流 程相似，只是具体 的范围限有不同
802.22的MAC层
1 MAC层的超帧结构
3.3 202.22草案推荐的频谱感知技术
• 9 9 9 • 9 9 9 9 盲感知技术 能量感知 特征值感知 多分辨率感知 特定信号感知技术 对ATSC导频的感知 对ATSC信号序列特征的感知 对ATSC循环平稳特性的感知 对无线话筒信号的感知
3.4 定位
• 定位的目的：为了确定WRAN系统的BS和CPEs 的具体地理位置，以及WRAN系统与授权系统之 间的相对位置，以确保各条通信链路不对授权用 户造成有害干扰 • 实现方式 9 在物理层采用卫星式定位(GPS) （必选） 9 在MAC层利用测距信息和CBP来确定BS和CPE之 间，各CPEs之间的距离，从而绘制出地理位置图 （可选）
1.2 星座映射
数据部分：QPSK; 16QAM; 64QAM 前导码和导频部分：BPSK
16-QAM 0 1 2
3 b2-3 00 b0-1
01 1 6 9 14
11 2 5 10 13
10 3 4 11 12
7
6
5
4 00 01 0 7 8 15
8
9
10
11 11 10
15
14
13
12
1.3 OFDM符号及其参数
• 信道选择应考虑的因素：当前可用信道信息；流量需求、 地理位置信息、与相邻WRAN系统的自共存
3.3 关联控制
• 当CPE请求与BS建立关联时，BS的关联控制可 以保护授权用户 • BS查询授权系统数据库，根据CPE的地理位置信 息，确定该CPE的接入是否会对该频段上的授权 用户造成干扰；如果采用EIRP控制可以不造成干 扰，那么BS应该确定该CPE的最大EIRP
IEEE 802.22标准 与认知无线电技术
张旭
tonycolinzhang@
内容安排
• • • 802.22与WRAN概述 802.22的空中接口（物理层和MAC层） 面向802.22的仿真平台
I
802.22与WRAN概述
1 802.22的标准化进程
工作组成立背景：对频率资源的使用极度不平衡 May/2004 FCC通过了电视频段的NPRM (the TV band Notice of Proposed Rule Making)，允许非授权系统利用电视频段 工作，前提是不对该频段的授权系统造成有害干扰 November/2004 IEEE-SA批准成立IEEE 802.22工作组 December/2006 802.22工作组通过D1.0标准草案
1.3 OFDM符号及其参数（续）
子载波间隔和FFT周期
6 MHz based channels Basic sampling frequency (MHz) Inter-carrier spacing, ΔF (Hz) FFT/IFFT period, TFFT (μs)=1/ΔF Time Unit (ns) TU=TFFT/2048 6*8/7= 6.857143 (6x106*8/7)/2048 ≈ 3348.214 ≈ 298.666… 1000/(6x106*8/7)= 145.833… 7 MHz based channels 7*8/7= 8 (7x106*8/7)/2048 ≈ 3906. 25 = 256.000 1000/(7x106*8/7)= 125 8 MHz based channels 8*8/7= 9.144857 (8x106*8/7)/2048 ≈ 4464.286 = 224.000 1000/(8x106*8/7)= 109.375
DS burst 2
...
DS burst x
US burst
DSMAP
USMAP
U D C
D C D
MAC Broadcast PDU
MAC PDU 1 MAC PDU 1 ... MAC PDU y Pad MAC Header MAC Payload
... MAC PDU k
Pad
CRC
MAC Header
BPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK 16-QAM 16-QAM 16-QAM 16-QAM 64-QAM 64-QAM 64-QAM 64-QAM
Uncoded ½ ½ 2/3 ¾ 5/6 ½ 2/3 ¾ 5/6 ½ 2/3 ¾ 5/6
4.54 1.51 4.54 6.05 6.81 7.56 9.08 12.10 13.61 15.13 13.61 18.15 20.42 22.69
1
2
3
4
5
6
Data subcarrier
Pilot subcarrier
2 不同编码调制下的数据速率
PHY Mode Modulation Coding Rate Data rate (Mb/s) Spectral Efficiency (for 6 MHz bandwidth)
11 22 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
CP = TFFT/4 373.333 320.000 280.000
1.3 OFDM符号及其参数（续）
OFDM符号的频域描述 子载波分类：数据子载波；导频子载波；防护子载波和未用 子载波
TV channel bandwidth (MHz) Total no. of sub-carriers, NFFT No. of guard sub-carriers, NG (L, DC, R) No. of used sub-carriers, NT = ND+ NP No. of data sub-carriers, ND No. of pilot sub-carriers, NP Signal bandwidth (MHz) 5.625 6 7 2048 368 (184, 1, 183) 1680 1440 240 6.566 7.504 8