在图1所示的系统里,基站监督和控制无线资源分配 。基站控制单元内的媒体接入并通过下行方向向不同的用户驻地设备传送信息,同时用户驻地设备通过上行方向响应基站 。为了确保对授权业务的保护,802.22系统中基站和用户驻地设备之间应建立严格的主从关系 。在没有接收到来自基站的正确授权以前,任何用户驻地设备都不答应传送信息,并且基站控制所有用户驻地设备的射频特性(如调制、编码和操作频率) 。除了调整一个单元内的数据传送外,802.22系统中的基站还具备传统基站所没有的分布式感知治理的特性,用来确保授权业务得到保护 。在分布式感知过程中,基站通过对相关的用户驻地设备进行远程控制实现对射频环境的分布式感知 。假如有反馈信息,则基站根据该反馈信息决定感知单元将要采取的步骤 。
1.2.3业务容量和覆盖区域
在802.22点到多点系统中,因为要给许多的用户驻地设备提供服务,所以基站的容量应该更大 。其中每个用户驻地设备在下行方向上所需的最小吞吐率为1.5 Mb/s,上行方向的峰值吞吐率为384 kb/s,这个速率可与数字用户线相媲美 。频谱效率是无线接入系统的重要性能指标 。在基站的覆盖范围之内频谱效率随位置的改变而改变,受距离、传播信道损失、干扰,以及每个给定信道上可用的调制和编码参数的影响 。802.22系统规定了从0.5 b/(s/Hz)~5 b/(s/Hz)的通信频谱效率 。每个可能的传输链路上每个用户驻地设备通过设计可以实现最大的频谱效率 。
与已经制订的各802标准相比,802.22无线区域网的显著特点是基站覆盖范围更大,可达40~100 km 。几种典型无线网络的覆盖范围如图3所示 。由于WRAN设备采用高功放,加上电视频段优良的电波传输特性,无线区域网具有更大的覆盖范围 。这种增强的覆盖范围不仅提供了机遇,也带来了技术挑战 。
1.3802.22协议
802.22协议决定了多个设备之间的协同操作 。协议交互发生在协议的每一层 。其中802.22 MAC和物理层协议栈对于所有被支持的服务都是相同的 。802.22中MAC层的中心目的是共享无线信道资源 。MAC协议定义了如何和何时初始化在信道上的传输 。
由于用户驻地设备与一个或更多的基站竞争容量,所以MAC协议应该有效地治理竞争和资源分配 。物理层可细分为一个会聚子层和一个物理媒体(PMD)子层 。PMD是物理层的主要部分 。就像MAC层的会聚层,物理层的会聚层能自适应映射MAC层的特定需要到通用的PMD服务 。
1.4802.22空中接口
由于802.22系统中的点到多点无线设备使用的是电视频段,在该频段范围内基站和用户之间可以在短距离环境和无视线路径环境下通信,该频段的无线电波有很强的穿透性,即使在基站和用户被部分或完全阻挡的情况下仍然可以互相通信 。不过在这种情况下会导致信号严重衰弱并且存在多径效应,影响通信质量 。为了与原来电视频道的主用户共存,802.22系统的物理层和MAC层协议应该答应基站根据感知结果,动态调整系统的功率或者工作频率,还应包括降噪机制,这样可以避免对原来电视频道的主用户造成干扰 。
为了保证在授权业务不受影响的前提下实现系统操作,802.22空中接口需要有较强的自适应性和可扩展性 。自适应性是指对于特定传输参数的修改和用户驻地设备参数的更新与软件下载 。自适应性应该包括速率和功率的自适应性 。可扩展性是指系统的操作参数可变,如比特速率、信道带宽、覆盖程度、部署等 。可扩展性包括带宽可扩展性和链路对称可扩展性 。
1.4.1物理层
图4描述了授权业务在广播电视频段上时域和频域的占用情况,横轴是时间,纵轴表示不同的频段 。从图4可看出,802.22基站和用户驻地设备间的通信机会也就是信道空闲的出现是随机的,并且会影响物理层和MAC层的架构设计 。此时物理层需要在较低的复杂度下提供高性能可靠通信 。
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