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1 無線區(qū)域網(wǎng)和認知無線電技術(shù)( 二 )

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1.1目標市場
目前，基于802.22協(xié)議的WRAN被用于在無干擾的基礎上利用那些未被使用的廣播電視頻段，主要應用在農(nóng)村和偏遠地區(qū)，以及人口密度低、服務困難的地方，實現(xiàn)無線寬帶接入，性能要能和那些在城市和城郊地區(qū)使用的固定寬帶接入技術(shù)相媲美 。由于農(nóng)村人口密度低且寬帶接入不方便，所以促使FCC加速了為現(xiàn)有網(wǎng)絡技術(shù)難以覆蓋地區(qū)提供寬帶接入的新技術(shù)的研究，同樣WRAN在不發(fā)達的南美洲、非洲、亞洲也適用 。
事實上，為農(nóng)村和偏遠地區(qū)提供寬帶接入需要新的網(wǎng)絡具有大的覆蓋面，是FCC選擇電視頻段的主要原因，因為該頻段有非凡適合偏遠地區(qū)用戶使用的傳遞特性；另外，假如大多數(shù)家庭和商業(yè)用戶都依靠光纖和衛(wèi)星實現(xiàn)電視服務，那么美國許多地區(qū)大量的電視頻道都沒有使用，造成了資源的浪費；最后，至關(guān)重要的一點是，用于電視頻段的802.22設備不需要牌照，這將進一步降低成本，從而提供一個可負擔得起的服務 。然而，這并不是說802.22的應用和市場僅限于農(nóng)村和偏遠地區(qū) 。實際上還有許多其他可利用WRAN的市場目標，包括個人家庭住戶、多聚居單元、SOHO、小商業(yè)用戶、多用途寫字樓，以及工作場所和校園 。相信基于CR的技術(shù)必將為現(xiàn)有的各種無線通信系統(tǒng)帶來新的發(fā)展機遇 。
1.2基于802.22的WRAN系統(tǒng)
基于802.22的WRAN系統(tǒng)的目標在于提供類似于不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)和有線調(diào)制解調(diào)器差不多的寬帶接入服務，但是在低人口密度的鄉(xiāng)村地區(qū)展開部署更經(jīng)濟 。一個802.22系統(tǒng)包含一個802.22物理層和媒體訪問控制(MAC)層的實現(xiàn)，其中至少一個用戶和基站通過點到多點的無線空中接口通信 。點到多點的無線電系統(tǒng)主要目標在于使用甚高頻/超高頻(VHF/UHF)廣播電視頻段 。在美國，VHF/UHF廣播電視頻段(從2到69電視頻道)，一般一個電視頻道占用6 MHz的帶寬，這樣開放的頻譜范圍包括54～72 MHz、76～88 MHz、740～806 MHz 。除了被稱作主要業(yè)務的電視業(yè)務，F(xiàn)CC答應其他的業(yè)務，如無線微型電話，在空閑的電視頻段上進行通信，只要不相互影響 。802.22的目標是制訂一個能適用于不同國家的國際標準 。由于電視業(yè)務未進行全球統(tǒng)一信道化，推出的標準也必須適用于其他國家的各種不同的電視信道帶寬，如6 MHz、7 MHz和8 MHz的帶寬 。

;圖1所示為基于802.22的WRAN系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)示意圖 。802.22系統(tǒng)必須包括一個基站和多個用戶駐地設備(CPE)，至少要有一個CPE ?；颈仨毷屈c到多點，通過使用全向天線和一個成形扇區(qū)或者自適應天線陣列實現(xiàn)下行流信號發(fā)射到用戶設備 。為了實現(xiàn)共存，802.22必須包含相應的物理層和MAC層控制機制，答應基站基于對授權(quán)用戶的頻譜感知來動態(tài)改變網(wǎng)絡的功率或者頻率，以避免干擾 。為了解決排列或重疊覆蓋造成的問題，實現(xiàn)更好的共享頻譜，系統(tǒng)還必須包含各基站之間的協(xié)調(diào)機制 。
1.2.1無線接入?yún)⒖寄Ｐ?br /> 圖2所示為802.22系統(tǒng)的無線接入?yún)⒖寄Ｐ?，它描述的是用戶網(wǎng)絡(UN)和核心網(wǎng)(CN)之間的空中接口模型 。一個大型的802.22系統(tǒng)包括用戶終端、基站互聯(lián)網(wǎng)絡和網(wǎng)絡治理等設備，但這個模型主要考慮的是空中接口問題，如模型中所示的核心網(wǎng)絡接口(CNI)和用戶網(wǎng)絡接口(UNI) 。一個CPE通過UNI可以支持多個用戶，它們可以互相傳輸數(shù)據(jù)、語音、圖像等信號；同樣一個基站通過一個或多個CNI也可以支持多個核心網(wǎng) 。
1.2.2網(wǎng)絡實體關(guān)系和拓撲結(jié)構(gòu)
802.22系統(tǒng)規(guī)定了固定的點到多點的無線空中接口，中繼器用于擴展覆蓋范圍或者增加網(wǎng)絡的容量，其中的所有設備都必須在基站的控制之下，包括中心化的功率控制、頻譜治理和調(diào)度控制 。

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