El estándar IEEE Wireless Regional Area Network (WRAN) Alumno:Petr Jelínek Profesor: Vicente Casares Giner

Índice  Introducción  Sistema IEEE  Topología  Capacidad del servicio  Cobertura del servicio  Interfaz de aire  La capa PHY  La capa MAC La estructura de la supertrama y trama Las medidas y el gestión del espectro Quiet Period  Antenas  Coexistencia con TV y micrófonos inalámbricos  Conclusiónes  Referencías 2

Introducción  Los primeros pasos de WRAN en Noviembre de 2004  Basado en las radios cognitivas  La operación sin licencia en las bandas de televisión  Las aplicaciones más importantes en zonas rurales y remotas 3

Topología  Tipos de redes del sistema: punto a multipunto  Base Station (BS): gestiona su propia celda  Customer Premise Equipment (CPE): terminal del abonado  BS indica al CPE para realizar diversas medidas de distribución de canales de televisión. 4

Capacidad del servicio  El sistema WRAN da cabida a los diferentes anchos de banda de canales de televisión internacional, de 6, 7 y 8 MHz  La eficiencia espectral en el rango de 0,5 bit / (seg / Hz) hasta 5 bits / (seg / Hz).  Un promedio de 3 bits (seg / Hz) esto correspondería a un total de la capa PHY con velocidad de datos de 18Mbps en el canal de televisión 6MHz  Con12 usuarios simultáneos la velocidad de datos mínima por CPE en total es 1,5 Mbps en downlink y 384 Kbps en uplink 5

Cobertura de los servicios  WRAN cuenta con una amplia cobertura mucho más grande que otros estándares IEEE 802  Puede ir hasta 100 km (rango 33 km cuando CPE transmite 4 W EIRP (Effective-Isotropic-Radiated-Power)  Las bandas de frecuencia de TV de 54 a 862 MHz 6

La capa PHY  Modulación OFDMA con “Bonding Channels”  Retardos de 25μs ( 50μs en las grandes áreas de terreno o metropolitana)  El uso de un prefijo cíclico del orden de los 40μs  Diferente señal a ruido (S/R) por eso se necesita ajustar dinámicamente el ancho de banda, la modulación y codificación ½, ¾, 2/3  48 subcanales 7

La estructura de Bonding Channels  La unión de hasta 3 canales de TV (6K FFT para 3 canales)  Tener al menos 2 canales vacíos entre ellos  Se necesita un mínimo de 3 canales de TV para la separación de un canal WRAN 8

La capa MAC  Los radios cognitivos MAC tienen que ser muy dinámicos y responder rápidamente a los cambios del sistema  Definido por una estructura de supertrama y trama  Supertrama contiene SCH (Superframe control header):  TV Bonded Channels  Convivencia e información de la supertrama  El numero y tamaňo de la trama La información de los Quiet Periods ID de potencia del transmisor  Ubicación de la información de configuración 9

Supertrama MAC  La cabecera de la supertrama contiene un preámbulo para el tiempo sincronizacion y estimación de canal 10

Trama MAC  La estructura de la trama MAC tiene dos partes:  Downstream Subframe (DS): contiene sólo PDU (Protocol Data Unit) de la capa PHY  Upstream Subframe (US): contiene PDU, USC (Urgent Coexistence Situacion), notificación, ancho de banda, etc. 11

Las medidas y la gestión del espectro  Las medidas se dividen en:  In-Band: las medidas que se refieren al canal utilizado por la estación base para comunicarse con el CPE  Out-of-Band: las medidas que se refieren a los otros canales  La estación base también debe indicar qué CPE debe medir de qué canales, por cuánto tiempo, y con qué probabilidad de detección  Cada CPE realiza distintas medidas  El uso de los valores medidos para obtener un mapa de espectro para toda la celda  Los análisis de todos los valores medidos por el CPE en la estación base 12

Quiet Period  El mecanismo de detección obligatorio se compone de las siguientes partes:  Detección rápida: la detección del nivel de energía dura normalmente < 1ms/canal y el resultado de la estación base decide sobre la necesidad de las siguientes etapas  Detección propia: determinado dinámicamente por el resultado de la detección rápida, durante esta fase los algoritmos ejecutados (25ms/canal) 13

Antenas  requiere dos antenas independientes para cada radio CPE:  una directiva: el funcionamiento general utilizado por una CPE para comunicarse con una estación base  una omni-direccional: es principalmente para la detección y la realización de las medidas 14

Coexistencia con TV y micrófonos inalámbricos  Las detecciones de umbrales: Las estaciones base y CPE son responsables de la protección que le corresponde que se basa en la detección de radiofrecuencia y técnicas basadas en las radios cognitivas.  La estación base desocupa un canal si se detectan señales de la licencia superior a los límites siguientes:  En los EE.UU., la potencia de transmisión de una estación base de WRAN está limitada a 36 dBm EIRP 15

Conclusiones  El grupo de trabajo IEEE se define como la primera norma mundial de interfaz de aire basado en técnicas de radios cognitivas  WRAN opera en las bandas de TV, hace uso de técnicas tales como el espectro de detección, la detección y prevención correspondiente, y logra que la gestión del espectro tenga una convivencia efectiva y la distribución de recursos de radio  La ventaja es económica, porque las estaciones base en las zonas rurales tienen bajo costo  La capacidad limitada del espectro <1 GHz y servicios de alta definición serán factores clave. 16

Referencías [1] IEEE : An Introduction to the First Wireless Standard based on Cognitive Radios [online] URL: [2] SPECTRUM SENSING IN IEEE [online] URL: [3] White Space Networking with Wi-Fi like Connectivity [online] URL: [4] A Cognitive PHY/MAC Proposal for IEEE WRAN Systems [online] URL: proposal-presentation.ppt [5] Cognitive Radio For The TV White Spaces [online] URL: 17

Gracias para su atención! 18