IEEE 802.22 WRAN är en trådlös regional nätverksstandard som beskriver en tvålagersarkitektur ( PHY-lager och MAC-lager ) med en punkt-till-multipunkt-anslutning. Nätverket är designat för att fungera både med professionella fasta basstationer och med bärbara (eller fasta) användarterminaler (modem). Datautbyte enligt standarden utförs på de "fria" frekvenserna för VHF / UHF (VHF / UHF) TV-sändningar. Nätet är enligt utvecklarna främst avsett för användning i glesbygd, såväl som på landsbygden, där det med största sannolikhet kommer att finnas ett tillräckligt antal fria kanaler i standardens operativa frekvensband.
Som svar på ett meddelande om förslag till regler (NRMP) publicerat av US Federal Communications Commission (FCC), i maj 2004, bildades IEEE 802.22 Working Group on Wireless Regional Networks i oktober 2004. Projektet kallas formellt Wireless Regional Area Network (WRAN) Standard - Specific Requirements - Part 22: Media Access Control ( MAC ) and Physical Layer ( PHY ) Control Specifications: Rules and Procedures for Operation in TV Bands och fokuserar på att bygga en serie. , nationell fast punkt -Multipoint WRAN som kommer att använda UHF/VHF TV-band mellan 54 och 862 MHz. Separata tv-kanaler, såväl som skyddsbanden för dessa kanaler, är planerade att användas för kommunikation i IEEE 802.22.
Institutet för elektriska och elektroniska ingenjörer (IEEE), i samarbete med FCC, har eftersträvat en centraliserad strategi för att öppna upp det tillgängliga spektrumet. I synnerhet kommer varje basstation (BS) att vara utrustad med en GPS- mottagare som gör att den kan rapportera sin plats. Denna information kommer att skickas tillbaka till centraliserade servrar (i USA kommer de att hanteras av FCC) som kommer att svara med information om tillgängliga gratis-tv-kanaler och säkerhetsband i BS-området. Andra förslag tillåter endast lokal sondering av spektrumet, när BS själv bestämmer vilka kanaler som är tillgängliga för kommunikation. En kombination av de två tillvägagångssätten är också tänkt. Enheter som kommer att fungera i TV:ns vitrymdsband (TVWS) kommer huvudsakligen att vara av två typer: fasta och personliga/bärbara. Stationära enheter kommer att ha möjlighet till geolokalisering med en inbyggd GPS-enhet. De fasta enheterna kommunicerar också med en central databas för att identifiera andra sändare i området, som körs inom TVWS. Andra åtgärder som föreslås av FCC och IEEE för att förhindra störningar inkluderar dynamisk spektrumavkänning och dynamisk effektkontroll.
Det ursprungliga utkastet till 802.22-standarden specificerar att nätverket måste fungera på en punkt-till-multipunkt-basis ( P2MP ). Systemet kommer att utgöras av basstationer (BS) och användarutrustning (CPE). Abonnentutrustningen är ansluten till basstationen via en trådlös anslutning Basstationen kommer att styra mellanåtkomsten mellan de abonnenter som är anslutna till den.
En av nyckelfunktionerna hos WRAN-basstationer är att de kommer att kunna ljuda. Detta innebär att abonnentutrustningen kommer att uppfatta spektrumet och kommer att skicka periodiska rapporter till basstationen och informera den om vad som händer med dem nu.
Det fysiska lagret ska kunna anpassa sig till olika förutsättningar och ska även vara flexibelt i övergången från kanal till kanal, överföra data till abonnenter utan fel och förluster. Denna flexibilitet behövs också för att dynamiskt kunna justera bandbredd, modulering och kodningsscheman. Ortogonal frequency multiple access (OFDMA) kommer att vara ett moduleringsschema för signalering av upplänkar och nedlänkar. Med OFDMA kommer det att vara möjligt att uppnå den snabba anpassning som basstationer och abonnenter kräver. När du bara använder en kanal (kanalen har en bandbredd på 6 MHz , i vissa länder kan den vara 7 eller 8 MHz), är den ungefärliga maximala dataöverföringshastigheten 19 Mbps på ett avstånd av 30 km. Den uppnådda hastigheten och sträckan är inte tillräckliga för att uppfylla standardens krav. Att länka kanaler löser detta problem. Länka kanaler är att använda mer än en kanal för "mottagning / retur" (Tx / Rx). Detta gör att systemet får en högre genomströmning, vilket återspeglas i systemets prestanda.
Detta lager kommer att baseras på kognitiv radio . Den måste också kunna anpassa sig dynamiskt till förändringar i miljön genom att känna av spektrumet. MAC-lagret kommer att bestå av två strukturer: Frame och Superframe. Superramen kommer att bildas av många ramar. Superframe kommer att ha en superframe control header (SCH) och en ingress. De kommer att skickas till basstationen på varje kanal, vilket gör att signalen kan sändas utan att orsaka störningar. När abonnentutrustningen är påslagen kommer den att analysera spektrumet, ta reda på vilka kanaler som är tillgängliga och ta emot all nödvändig information för att ansluta till basstationen.
Användarutrustning mäter 2 olika typer av spektrum: in-band och out-of-band. In-band-mätningen består av att läsa den faktiska kanalen som används av basstationen och klienten. Out-of-band-mätningen kommer att bestå av att läsa de återstående kanalerna. MAC-lagret kommer att utföra 2 olika avläsningar av mätningar inom eller utanför bandet: snabbt och utmärkt. Snabb läsning är snabbare än 1 ms per kanal. Denna avläsning utförs av användarutrustningen och basstationen, och basstationen, efter att ha samlat in all information, bestämmer vad som behöver göras nytt. En perfekt läsning tar längre tid (ungefär 25 ms per kanal eller mer) och baseras på en tidigare snabb läsning.
Dessa avkänningsmekanismer används främst för att avgöra om det finns en aktiv sändare och om manipulering bör undvikas.
För att utföra tillförlitligt ljud i grundläggande enkelbandsdrift enligt beskrivningen ovan (lyssna-före-samtal-läge), är det nödvändigt att tilldela en tyst tid under vilken dataöverföring inte är tillåten. Sådana periodiska avbrott av dataöverföring kan försämra kvaliteten på kognitiva radiosystem. Detta problem löses av ett alternativt driftsätt som föreslagits i IEEE 802.22 kallat dynamiskt frekvenshopp (DFH), där dataöverföring av WRAN-system utförs parallellt med oavbruten spektrumljud.
Endast AES - GCM- autentiseringsalgoritmen stöds .
EAP-TLS eller EAP-TTLS måste användas för autentisering och generering av krypteringsnyckel. IEEE 802.22 definierar en X.509v3- certifikatprofil som använder tillägg för att autentisera och auktorisera enheter baserat på information som enhetstillverkare, MAC-adress och FCC- ID (tillverkare/serviceleverantörscertifikat, CPE-certifikat respektive BS-certifikat).
Detta kan tillåta klientblockering där leverantörer nekat nätverksåtkomst till enheter som inte har validerats av tillverkaren från leverantörens nätverk (dvs. enheten måste ha den privata nyckeln till ett X.509-certifikat med en förtroendekedja som leder till tillverkarens CA som nätverksleverantören accepterar ), till skillnad från SIM-låset på moderna mobilnät och DOCSIS "certifikattestare" på kabelnätverk.
| IEEE- standarder | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nuvarande |
| ||||||
| Serie 802 |
| ||||||
| P-serien |
| ||||||
| Ersatt | |||||||
| |||||||