IEEE 802.22 - IEEE 802.22

IEEE 802.22, Бұл стандартты сымсыз аймақтық желіні (WRAN) пайдалану үшін ақ кеңістіктер ішінде теледидар (Теледидар) жиілік спектрі.[1]IEEE 802.22 WRAN стандартының дамуы қолдануға бағытталған танымдық радио (CR) кедергісіз негізде телекөрсетілім қызметіне бөлінген географиялық тұрғыдан пайдаланылмаған спектрлерді бөлуге мүмкіндік беретін, кең жолақты қол жетімділігі төмен, халықтың тығыздығы төмен аймақтарға, ауылдық ортаға тән мүмкіндіктер, сондықтан уақытылы және бүкіл әлемде кең қолдану мүмкіндігі бар. Бұл теледидар жолақтарын кедергісіз пайдалану үшін CR әдістеріне негізделген стандартталған әуе интерфейсін анықтау бойынша бірінші дүниежүзілік күш.

IEEE 802.22 WRAN құрылғылары қолданыстағы жұмысына зиянды кедергілердің болмауына кепілдік бере отырып, теледидарлық тарату диапазонында жұмыс істеуге арналған: сандық теледидар және аналогтық теледидар таратылымы және сымсыз микрофон сияқты қуаты төмен құрылғылар.[2]Стандарт 2010 жылдың бірінші тоқсанында аяқталады деп күтілген болатын, бірақ ақыры 2011 жылдың шілдесінде жарияланды.

IEEE P802.22.1 - бұл теледидарлық хабар тарату диапазонында жұмыс істейтін төмен қуатты лицензиялы құрылғылар үшін зиянды кедергілерден қорғауды күшейту үшін әзірленіп жатқан стандарт.IEEE P802.22.2 IEEE 802.22 жүйелерін орнату және орналастыру үшін ұсынылатын тәжірибе.[1]IEEE 802.22 WG Бұл жұмыс тобы 802.22 стандартын жазу үшін жарғыға алынған IEEE 802 LAN / MAN стандарттар комитетінің құрамы. Екі 802.22 тапсырма тобы (TG1 және TG2) сәйкесінше 802.22.1 және 802.22.2 деп жазып жатыр.

Технология

А жауап ұсынылған заң бұзушылықтар туралы хабарлама (NPRM) АҚШ шығарған Федералдық байланыс комиссиясы (FCC) 2004 жылдың мамырында IEEE 802.22 сымсыз аймақтық желілік жұмыс тобы 2004 жылдың қазан айында құрылды.[3]Оның жобасы ресми түрде деп аталады Сымсыз аймақтық желілерге арналған стандарт (WRAN) - Ерекше талаптар - 22 бөлім: Сымсыз RAN орта қол жетімділігін басқару (MAC ) және физикалық қабат (PHY ) Техникалық сипаттамалары: Теледидар диапазонында жұмыс істеу ережелері мен процедуралары тұрақты, ұлттық тұрақты құруға бағытталған нүкте-көп нүкте 54-тен 862 МГц-ке дейінгі UHF / VHF теледидар диапазондарын қолданатын WRAN. IEEE 802.22-де байланыс үшін арнайы телеарналарды, сондай-ақ осы арналардың күзет жолақтарын пайдалану жоспарланған.

The Электр және электроника инженерлері институты (IEEE) FCC-мен бірге қол жетімді спектрді ашудың орталықтандырылған әдісін қолданды. Нақтырақ әрқайсысы базалық станция (BS) а жаһандық позициялау жүйесі оның позициясы туралы хабарлауға мүмкіндік беретін қабылдағыш. Бұл ақпарат қайтадан жіберілетін болады орталықтандырылған серверлер (АҚШ-та оларды FCC басқарады), олар BS аймағындағы қол жетімді ақысыз телеарналар мен күзет топтары туралы ақпаратпен жауап береді. Басқа ұсыныстар жергілікті спектрді зондтауға мүмкіндік береді, мұнда BS байланыс үшін қандай арналар бар екенін өзі шешеді. Осы екі тәсілдің жиынтығы да қарастырылған. Теледидардың ақ кеңістігінде жұмыс істейтін құрылғылар (TVWS) негізінен екі түрден тұрады: Бекітілген және Жеке / Портативті. Бекітілген құрылғыларда болар еді геолокация ендірілген GPS құрылғысының мүмкіндігі. Бекітілген құрылғылар орталық мәліметтер базасы TVWS-та жұмыс істейтін аймақтағы басқа таратқыштарды анықтау. Кедергілерді болдырмау үшін FCC және IEEE ұсынған басқа шараларға динамикалық спектрді сезіну және қуатты динамикалық басқару кіреді.

WRAN топологиясына шолу

802.22 стандартының алғашқы жобаларында желі көп нүктелі негізде жұмыс істеуі керек екендігі көрсетілген (P2MP ). Жүйе қалыптасады базалық станциялар (BS) және үйге арналған жабдық (CPE). CPE сымсыз байланыс арқылы BS-ге бекітіледі. BSs оған бекітілген барлық CPE үшін орташа қол жетімділікті басқарады.

WRAN базалық станцияларының басты ерекшелігі - олар а когнитивті сезу. Бұл CPE спектрді сезінетін болады және олар өздері сезетіндері туралы BS-ке мерзімді есептер жібереді. BS жиналған ақпаратпен бірге қолданылған арнаға өзгеріс енгізу керек пе, керісінше, егер ол сол хабарды беруді және қабылдауды қалдыру керек болса, бағалайды.

PHY деңгейіне көзқарас

PHY қабаты әр түрлі жағдайларға бейімделуі керек, сонымен қатар арнадан арнаға секіру үшін икемді болуы керек, беру кезінде немесе клиенттерді жоғалтуда (CPE) қатесіз. Бұл икемділік өткізу қабілеттілігін, модуляция және кодтау схемаларын динамикалық түрде реттеу үшін қажет. OFDMA жоғары және төмен сілтемелерде жіберудің модуляция схемасы болады. OFDMA көмегімен BS және CPE-ге қажет жылдам бейімделуге қол жеткізуге болады, тек бір телеарнаны пайдалану арқылы (телеканалдың өткізу қабілеті 6-ға жетеді) МГц; кейбір елдерде олар 7 немесе 8 МГц болуы мүмкін) шамамен максималды бит жылдамдығы 30 км қашықтықта 19 Мбит / с құрайды. Қол жеткізілген жылдамдық пен қашықтық стандарт талаптарын орындау үшін жеткіліксіз. Ерекшелігі Арналық байланыстыру осы проблемамен айналысады. Арналық байланыс Tx / Rx үшін бірнеше арнаны пайдаланудан тұрады. Бұл жүйенің жоғары өткізу қабілеттілігіне ие болуға мүмкіндік береді, бұл жүйенің жақсы жұмысында көрінеді.

MAC қабатына көзқарас

Бұл қабат негізделетін болады танымдық радио технология. Сонымен қатар, ол спектрді сезіну арқылы қоршаған ортаның өзгеруіне серпінді бейімделе алуы қажет. MAC қабаты екі құрылымнан тұрады: Frame және Superframe. Көптеген кадрлардан суперфрейм жасалады. Суперфреймде үстіңгі фреймді басқару тақырыбы (SCH) және преамбула болады. Оларды BS әр каналға жібереді және кедергі келтірмейді. CPE қосулы болған кезде, ол спектрді сезінеді, қандай арналар бар екенін анықтайды және BS-ге қосылу үшін барлық қажетті ақпаратты алады.

Спектрді өлшеудің екі түрін CPE жүргізеді: топтық және жолақтан тыс. Жолақ ішіндегі өлшеу BS және CPE пайдаланатын нақты арнаны сезуден тұрады. Жолақтан тыс өлшеу қалған арналарды сезуден тұрады. MAC қабаты диапазондық немесе диапазондық емес өлшеу кезінде екі түрлі сезуді жүзеге асырады: жылдам зондтау және жақсы сезу. Жылдам зондтау әр арнаға 1 мс-ден төмен жылдамдықта сезуден тұрады. Бұл зондтауды CPE жүзеге асырады, ал BS және BS барлық ақпаратты жинайды және жаңа нәрсе бар-жоғын шешеді. Нәзік сезу көп уақытты алады (бір арнаға шамамен 25 мс немесе одан да көп) және ол алдыңғы жылдам сезу механизмінің нәтижелері негізінде қолданылады.

Бұл сезу тетіктері, ең алдымен, қолданыстағы таратқыш бар-жоғын және оған араласудан аулақ болу қажеттілігін анықтау үшін қолданылады.

Сенімді зондтауды жүзеге асыру үшін негізгі жұмыс режимінде жоғарыда сипатталғандай бір жиілік диапазонында («сөйлескенге дейін тыңдау» режимі) тыныш уақытты бөлу керек, бұл кезде мәліметтерді жіберуге болмайды. Деректерді берудің осындай мезгіл-мезгіл үзілуі когнитивті радио жүйелердің QoS-ін нашарлатуы мүмкін. Бұл мәселе IEEE 802.22 деп аталатын балама жұмыс режимімен шешіледі Динамикалық секіру (DFH)[4] мұнда WRAN жүйелерінің деректерін беру спектрді сезінумен қатар үзіліссіз жүзеге асырылады.

Шифрлау, аутентификация және авторизация

Тек AES -GCM аутентификацияланған шифрлау шифрлау алгоритміне қолдау көрсетіледі.[5]

EAP-TLS немесе EAP-TTLS үшін қолданылуы керек аутентификация және шифрлау кілтін шығару.[6][7] IEEE 802.22 анықтайды X.509v3 және аутентификация үшін кеңейтімдерді қолданатын сертификат профилі авторизация құрылғы өндірушісі сияқты ақпаратқа негізделген құрылғылар, MAC мекен-жайы, және FCC Жеке куәлік (сәйкесінше Manufacturer / ServiceProvider сертификаты, CPE сертификаты және BS сертификаты).[8]

Бұл түріне мүмкіндік беруі мүмкін клиенттің құлыптауы онда желілік провайдерлер желілік провайдерлердің таңдауы бойынша өндірушілер тексермеген құрылғыларға желіге кіруден бас тартады (яғни құрылғыда X.509 сертификатының жеке кілті болуы керек) сенім тізбегі өндірушіге куәлік орталығы (CA) желінің провайдері қабылдайды), айырмашылығы жоқ SIM құлпы заманауи жағдайда ұялы байланыс желілері және ДОКСИС «сертификат тестерлері» кабель желілер.

802.11af-мен салыстыру

802.22-ге қосымша, IEEE тағы бір ақ кеңістіктегі когнитивті радио стандартын стандарттады, 802.11af.[9] 802.22 сымсыз аймақтық желінің (WRAN) стандарты болса, 100 км-ге дейін,[9][10] 802.11af - бұл 1 км-ге дейінгі аралыққа арналған сымсыз жергілікті желі стандарты. 802.22 мен 802.11af стандарттарының арасында қатар өмір сүру орталықтандырылған немесе үлестірілген тәртіпте жүзеге асырылуы мүмкін[11] және әр түрлі қатар өмір сүру әдістеріне негізделген.[12]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б «WRAN желілеріндегі IEEE 802 LAN / MAN стандарттар комитеті 802.22 WG (аймақтық сымсыз желілер)». IEEE. Алынған 18 қаңтар, 2009.
  2. ^ Карл, Стивенсон; Г.Хойнард; Чжундин Лей; Вендонг Ху; С.Шеллхаммер; Колдуэлл (қаңтар 2009). «IEEE 802.22: Бірінші когнитивті радионың аймақтық аймақтық желілерінің (WRAN) стандарты». IEEE коммуникациялар журналы. Том. 47 жоқ. 1. АҚШ: IEEE. 130-138 бет. дои:10.1109 / MCOM.2009.4752688.
  3. ^ «IEEE сымсыз кең жолақты қызметтерге арналған телевизиялық спектрдегі ашық аймақтарды түрлендіру үшін стандартты бастады». Жаңалықтар. IEEE стандарттар қауымдастығы. 12 қазан 2004 ж. Мұрағатталған түпнұсқа 2009 жылғы 7 ақпанда. Алынған 19 тамыз, 2011.
  4. ^ Вендонг Ху; т.б. (Мамыр 2007). «IEEE 802.22 тиімді жұмысына арналған динамикалық жиіліктің секіру қауымдастығы». IEEE коммуникациялар журналы. 45 (5): 80–87. дои:10.1109 / MCOM.2007.358853.
  5. ^ IEEE 802.22-2011 § 8.4.1, б. 281
  6. ^ IEEE 802.22-2011 § 8.1.2, б. 252
  7. ^ IEEE 802.22-2011 § 8.5, б. 286
  8. ^ IEEE 802.22-2011 § 8.5, 286-292 б
  9. ^ а б Лекомцев, Демейн; Маршалек, Роман (маусым 2012). «802.11af және 802.22 стандарттарын салыстыру - физикалық деңгей және когнитивті функционалдылық». электр қуаты. Алынған 2013-12-29.
  10. ^ Тиль, Джастин (2006–2007). «Метрополитендік және аймақтық сымсыз желі: 802.16, 802.20 және 802.22». Алынған 2013-12-31.
  11. ^ Вилларди, Габриэль; Алемсегед, Йоханнес; Сан, Чен; Сум, Чин-Шон; Нгуен, Тран; Байқас, Тунгер; Харада, Хироси (2011). «Теледидардың ақ кеңістігінде бірнеше когнитивті желілердің қатар өмір сүруіне мүмкіндік беру». IEEE сымсыз байланыс. 18 (4): 32–40. дои:10.1109 / MWC.2011.5999762.
  12. ^ Вилларди, Габриэль; Сум, Чин-Шон; Сан, Чен; Алемсегед, Йоханнес; Лань, Чжоу; Харада, Хироси (2012). «Теледидардың ақ кеңістігі үшін динамикалық жиілікті таңдау негізінде қатар өмір сүру механизмдерінің тиімділігі» когнитивті сымсыз қол жеткізу нүктелері «. IEEE сымсыз байланыс. 19 (6): 69–75. дои:10.1109 / MWC.2012.6393520.