IEEE 802.22标准与认知无线电技术

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1、IEEE802.22标准与认知无线电技术张旭tonycolinzhang@gmail.com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I802.22与WRAN概述1802.22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/2004FCC通过了电视频段的NPRM(theTVbandNoticeofProposedRuleMaking)，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/2004IEEE-SA批准成立IEEE802.22工作组December/20

2、06802.22工作组通过D1.0标准草案2802.22的定义范围和工作目标•802.22标准定义了工作在54MHZ-862MHzVHF/UHF电视频段范围内的，固定式点-多点的无线区域网(WRAN,WirelessRegionalAreaNetworks)的空中接口（包括物理层和MAC层）•802.22标准旨在制定WRAN通信系统的相关标准，将WRAN系统部署在包括人口较少的乡村地区在内的各类地域，同时保证对工作在电视频段内的授权系统不造成有害干扰•802.22是WRAN范围内唯一的全球性标准，也是第一个真正将认知无线电技术投入实际应用的标准3WRAN的系统模型4WRAN的网

3、络拓扑BS(BaseStation)–CPE(CustomerPremiseEquipment)5WRAN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/Hz6WRAN与其他无线系统的区别和联系II802.22的空中接口802.22空中接口的分层体系结构HigherLayers:IP,ATM,1394,etc.SME为了支持认知无线ConvergenceSub-Layer电，

4、802.22引入——Bridge(e.g.,802.1d)MACSAP两个新模块：定位和MACMLMESME-MLMESAP频谱感知函数SpectrumManager(BS)一个新实体：频谱管/SpectrumAutomaton(CPE)理PHYSAPMLME-PLMESAPPHYPLMESME-PLMESAPSSFGeo-Location802.22协议栈各层功能802.22中的“新”概念同802.16标准相比，802.22中的以下内容是新提出的或是作出重要革新的，值得关注•物理层：•MAC层两步检测频谱管理信道绑定CBP定位/地理位置数据库无线电礼仪分簇802.22的物理层

5、1物理层信号处理的流程1.1信道编码1415随机化生成多项式1+X+XFECCC;CTC;LDPC;SBTC交织分组交织1.2星座映射数据部分：QPSK;16QAM;64QAM前导码和导频部分：BPSK16-QAM0123b2-3b0-1000111107654000123017654891011118910111015141312151413121.3OFDM符号及其参数OFDM符号的时域描述TTCPFFTTSYMCP=T/32CP=T/16CP=T/8CP=T/4FFTFFTFFTFFT6MHz308.000317.333336.000373.333TSYM=T+T7MHz

6、264.000272.000288.000320.000FFTCP(μs)8MHz231.000238.000252.000280.0001.3OFDM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TVchannelbandwidth(MHz)6782048Totalno.ofsub-carriers,NFFT368(184,1,183)No.ofguardsub-carriers,N(L,DC,R)GNo.ofusedsub-carriers,N=N+N1680TDPNo.ofdatasub-carriers,N1440DN

7、o.ofpilotsub-carriers,N240PSignalbandwidth(MHz)5.6256.5667.5041.3OFDM符号及其参数（续）子载波间隔和FFT周期6MHzbased7MHzbased8MHzbasedchannelschannelschannelsBasicsampling6*8/7=6.8571437*8/7=88*8/7=9.144857frequency(MHz)Inter-carrierspacing,(6x106*8/7)/2048(7x106*8/