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无线电技术的IEEE802.22(2)

无线电技术的IEEE802.22(2)

点击数:7303 次   录入时间:03-04 11:49:50   整理:http://www.55dianzi.com   电子技术
2、IEEE802.22关键技术
  
IEEE802.22技术是认知无线电技术在无线区域内的具体应用。它的特点是在VHF/UHF频段内,不干扰授权用户的情况下,灵活、自适应的频谱的合理配置。具体通过以下关键技术实现。
  
2.1 频谱感知技术
  
在IEEE802.22系统中,为了实现对授权用户保护,提出工作信道内和工作信道内感知机制。工作信道内感知,BS分配静默期。在静默期内,BS和CPE都不发送数据,感知小区内授权用户信号。工作信道内采用两段式感知(TSS)机制,在快速感知阶段,通常采用单一的感知方法(如能量检测、导频信号能量检测),迅速感知是否存在授权用户。这个过程通常在微秒级,参考IEEE802.11b中20µs、IEEE802.11a中9µs。在精细感知阶段,获知已捕获的授权用户的详细信息。这个过程通常在毫秒级,如检测ATSC信号的同步字段需要24ms。工作信道外感知,CPE利用独立的感知天线,可以同时感知工作信道外。
  
常用的信号检测方法有能量检测法、相关检测法、周期图法、特征值分解检测法、循环平稳检测法等。能量检测法由于收到检测门限的限制,感知精度不高,通常用于粗略感知阶段。相关检测法是利用事先插入的导频或同步序列,与已知的本地序列相关,这个方法本质上还是能量检测。周期图法、特征值分解检测法、循环平稳检测法属于特征检测。周期图法是利用傅里叶变换来获得信号的功率谱密度,实现算法可以利用快速傅里叶变换,便于实现。特征值分解检测法利用信号和噪声的不相关,把接收信号分解为信号和噪声的估计量。循环平稳检测法利用调制信号的相关函数的周期性,进行感知。特征值分解检测法、循环平稳检测法两种算法计算较复杂。
  
对应于802.22系统的具体应用环境,系统提出了两个关键参数,对感知技术进行规范。IEEE802.22系统中规定信道检测时间(CDT)和授权用户感知门限(IDT)。对应VHF/UHF频段内的两类授权用户,信道检测时间定义为≤2s。对于200KHz无线麦克风,授权用户感知门限为-107dBm;而对应6MHz的电视服务,授权用户感知门限为-116dBm。
  
信道检测时间是指在WRAN系统正常工作时,用来检测在当前TV信道内是否有感知门限之上的所花费最大时间,在检测概率大于90%的情况下,这个时间约为500ms~2s。当联合多个CPE共同感知时,可以缩短感知时间,也可以保证较高的感知正确率。联合感知技术是工程上实现感知技术参数的配置算法,合理的配置了小区内的CPE资源。
  
2.2 共存
  
共存在目前IEEE802.22草案中包括与授权用户共存和其它802.22系统的共存。由于目前的IEEE802.22草案中并没涉及与其它的认知系统如何共存的解决方案,只预留了systemtype参数为IEEE802.16和IEEE802.11等认知系统共存。下面只讨论与授权用户和与其它802.22系统的共存。
  
2.2.1 与授权用户共存
  
与授权用户的共存包括授权用户的感知、授权用户通告、授权检测恢复一系列机制。授权用户感知最大时间由CDT给出,而最大通告时间和恢复时间分别由CCTT和CMT限定。
  
授权用户感知机制是工作信道内两段式感知机制,在每个CDT内周期性地分配多个快速感知时间,而精细感知时间是在每个CDT内动态分配。这种机制的主要优点是允许认知无线电系统满足实时系统的QoS要求,只在必要时候行精细感知。由于电视授权用户不是经常的出现或消失,通常情况下只需要行快速感知,这样可以保证QoS不受影响。
  
授权用户通告机制是解决感知授权用户以后及时通知BS的场景。目前IEEE802.22草案中,有静默期阶段和普通工作阶段。当BS没有分配带宽时,CPE采用竞争方式或CDMA方式接入。即CPE在由BS分配的UCS(UrgentCoexistenceSituation)窗中,通过竞争或码分多址(CDMA)码接入。也可以轮询的方式获得CPE的感知报告。
  
授权用户检测恢复机制是,小区范围内的授权用户由BS确认后,BS进入恢复运行的模式。在这个模式内,BS运行IDRP(IncumbentDetectionRecoveryProtocol)。IDRP协议保证了保护授权用户的同时,尽快恢复系统正常工作模式,尽可能地减小系统性能恶化。IDRP利用了备用信道,在备用信道上迅速建立通信。由于恢复时间由CCTT或CMT限定,保证了系统平滑的恢复过程。


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