El estándar IEEE-802.22 Wireless Regional Area

Network (WRAN)

El estándar IEEE-802.22 Wireless 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 de distribución de canales de televisión.

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Capacidad del servicioCapacidad del servicio

El sistema WRAN da cabida a los diferentes anchos de banda 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 un total de la capa PHY con velocidad de datos de 18Mbps en el canal de televisión 6MHz Con12 usuarios simultáneos la velocidad de datos mínima por 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 grande que otros estándares IEEE 802 Puede ir hasta 100 km (rango 33 km cuando CPE transmite 4 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 o metropolitana) El uso de un prefijo cíclico del orden de los 40μsDiferente señal a ruido (S/R) por eso se necesita ajustar dinámicamente el ancho de banda, la modulación y codificación ½, ¾, 2/3 48 subcanales

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La estructura de Bonding Channels

La estructura de Bonding Channels

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 separación de un canal WRAN

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La capa MACLa capa MAC

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Supertrama MACSupertrama MAC La cabecera de la supertrama contiene un preámbulo para el tiempo 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 (Protocol Data Unit) de la capa PHY Upstream Subframe (US): contiene PDU, USC (Urgent Coexistence Situacion), notificación, ancho de banda, etc.

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Las medidas y la gestión del espectro

Las medidas y la gestión del espectro

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

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

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Quiet PeriodQuiet Period El mecanismo de detección obligatorio se compone de las siguientes partes:

Detección rápida: la detección del nivel de energía dura normalmente < 1ms/canal y el resultado de la estación base decide sobre la necesidad de las siguientes etapas Detección propia:  determinado dinámicamente por el resultado de la detección rápida, durante esta fase los algoritmos ejecutados (25ms/canal)

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AntenasAntenas 802.22 requiere dos antenas independientes para cada radio CPE:

una directiva: el funcionamiento general utilizado por una CPE para comunicarse con una estación base una omni-direccional: es principalmente para la detección y la realización de las medidas

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Coexistencia con TV y micrófonos inalámbricosCoexistencia con TV y

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

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

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ConclusionesConclusiones El grupo de trabajo IEEE 802.22 se define como la primera norma mundial de interfaz de aire basado en técnicas de radios cognitivas WRAN opera en las bandas de TV, hace uso de técnicas tales como el espectro de detección, la detección y prevención correspondiente, y logra que la gestión del espectro tenga una convivencia efectiva y la distribución de recursos de radio La ventaja es económica, porque las estaciones base en las zonas rurales tienen bajo costoLa capacidad limitada del espectro <1 GHz y servicios de alta 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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