# Coexistence Problem in IEEE 802.22 Wireless Regional Area Networks - PowerPoint PPT Presentation

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Coexistence Problem in IEEE 802.22 Wireless Regional Area Networks. Raed Al- Zubi , Mohammad Z. Siam, and Marwan Krunz Department of Electrical and Computer Engineering University of Arizona, Tucson, AZ 85721. 指導老師 : 郭文興 學生 : 林祺富. Abstract.

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Coexistence Problem in IEEE 802.22 Wireless Regional Area Networks

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## Coexistence Problem in IEEE 802.22 Wireless Regional Area Networks

Raed Al-Zubi, Mohammad Z. Siam, and MarwanKrunz

Department of Electrical and Computer Engineering

University of Arizona, Tucson, AZ 85721

### Abstract

• 對802.22來說主要的挑戰是如何在多個BS中感知頻道和傳輸資料,也就是共存的問題

• 本文以提出5個方法來決共存問題,前面三個是用於全向天線,後面兩個用於定向天線

• Dynamicfrequency hopping (DFH)

• Fixed-scheduling DFH: (FDFH)

• CooperativeDFH :(CDFH)

• SectoralDFH: (SDFH)

• Fixed-scheduling sectoral DFH :(FSDFH)

### 目錄

• Abstract

• INTRODUCTION

• COEXISTENCE PROBLEM IN IEEE 802.22

• THE DFH SCHEME

• THE FDFH SCHEME

• THE CDFH SCHEME

• A. Synchronization

• B. Listening and Sensing

• C. Channels Selection and Reuse

### 目錄

• THE SDFH SCHEME

• THE FSDFH SCHEME

• PERFORMANCE EVALUATION

• Simulation Setup

• Simulation Results

• CONCLUSIONS AND FUTURE WORK

• REFERENCES

### Introduction(1)

• 2004成立了802.22工作組,用來發展802.22的標準規格

• 802.22使用VHF/UHF 電視頻寬(54~862)MHZ,覆蓋範圍從(33~100)公里,主要目的是要能夠提供網路存取

• 802.22目前遇到最大的挑戰是如何在non-hopping模式中解決被感知干擾的情況

### Introduction(2)

• DFH就是在要感知的時候就跳躍到下一個空閒的頻道繼續傳輸資料,這樣可以有效的解決感知所造成的干擾

• 共存問題又有分為BSs在一個頻道執行的情況和BSs在多個頻道執行的情況2種

• round-tripdelay主要是延遲在3個地方,頻道競爭的請求,回覆和承認

### Introduction(3)

• (FDFH)的主要想法是鄰近的BS各自有一個固定的清單來選擇工作的頻道

• (CDFH)就是共同合作來選擇頻道

• (SDFH)把BS切割成扇形來減少BSs的使用者在重疊的部份使用到同一個頻道的機率

• (FSDFH)就是結合了1和3的優點

### THE DFH SCHEME

• 因為感知必須每2秒中執行一次,所以每個頻道傳輸資料的時間每2秒鐘就會被中斷一次

• 為了要能夠同時執行感知和傳輸資料,所以要透過跳躍到其他可用的頻道繼續執行

• 在DFH模式中時間軸被切割成很多個區塊

• 要能夠順利的執行DFH前提必須是要能夠快速的切換頻道

### THE FDFH SCHEME

• 每個BS都會有各自的工作頻道清單來選擇

• 每個BS的工作頻道清單不會重複到

• FDFH可以當作解決共存問題的基本步驟

• FSDFH就是從FDFH演化過來的

### THE CDFH SCHEME

• CDFH就是鄰近的BS合作選擇可用的頻道

• CDFH的時間被分成每兩秒一個間隔(包含信標)

• 在CDFH中BS必須具備可以同步接收和發送信標

• 信標裡面的資料

• 可用的頻道

• 使用者的清單:(在BS傳輸範圍內的使用者)

• BS的定位位址

• 發送信標的時間清單

### A. Synchronization

• 在CDFH每個BS必須要按照順序進行

• 如果兩個BS中間沒有重疊的地方,就無法接收到對方的信標

• 透過加入一個新的BS在兩個沒有重疊的BS中間,這樣就可以達到信標的傳送

### B.Listening and Sensing

• CDFH的接收過程就是要收到鄰近的BS傳來的信標,接收到之後就會執行同時性和頻道選擇

• CDFH的感知過程就是找出可使用的頻道

• 感知的過程又分兩種

• 集中:BS會告知CPE哪些頻道是可以使用的

• 分散:每個CPE自行感知,找到他們可以使用的頻道

### C.Channels Selection and Reuse

• BS會透過信標的發送來公告他所選擇的頻道,選擇的頻道必須以感知的結果為依據

• 在CDFH中BS也可以使用那些被鄰近BS佔用的頻道

### THE SDFH SCHEME

• SDFH主要就是把BS的傳輸範圍分成很多個扇形的區域

• 在SDFH把全向天線改為使用定向天線用來個別服務每個扇形個別的CPE

• 在BS重疊的區域中有越多CPE可以提高成功的機率

### THE FSDFH SCHEME

• FSDFH就是FDFH和SDFH的結合體

• 他擁有FDFH分配好的頻道清單和使用定向天線來把BS的傳輸範圍分成扇形的特點

• 這樣擁有了FDFH的特點也提高了在重疊的區域中成功傳輸的機率

### CONCLUSIONS AND FUTURE WORK

• 本文提出了4種變形的DFH來解決共存的問題

• FSDFH是結合了FDFH和SDFH的優點

• CDFH是4個方法中最好的

• 透過模擬我們可以得到這個結果

• 未來研究還是要朝著加強感知,使用者的偵測和頻譜的分享這些地方加強

### REFERENCES

• [1] http://www.ieee802.org/22/, IEEE 802.22 WRAN website.

• [2] W. Hu, D. Willkomm, L. Chu, M. Abusubaih, J. Gross, G. Vlantis,M. Gerla, and A. Wolisz, “Dynamic frequency hopping communitiesfor efficient IEEE 802.22 operation,” IEEE Communications Magazine,vol. 25, no. 5, pp. 80–87, May 2007.

• [3] Cognitive Wireless RAN Medium Access Control (MAC) and PhysicalLayer (PHY) Specifications: Policies and Procedures for Operation inthe TV Bands, IEEE P802.22/D0.1 Draft Standard for Wireless RegionalArea Networks - Part 22.

• [4] C. Stevenson, C. Cordeiro, E. Sofer, and G. Chouinard, “Functionalrequirements for the 802.22 WRAN standard r47,” Jan. 2006.

### REFERENCES

• [5] D. Grandblaise and W. Hu, “Inter base stations adaptive on demandchannel contention for IEEE 802.22 WRAN self coexistence,” Technicalproposal submitted to the IEEE 802.22 WG, Jan. 2007.

• [6] C. Cordeiro, K. Challapali, D. Birru, and S. Shankar, “IEEE 802.22:The first worldwide wireless standard based on cognitive radios,” inProceedings of the First Symposium on New Frontiers in DynamicSpectrum Access Networks (DySPAN), November 2005.

• [7] IEEE 802.22 Working group, WRAN Reference Model, Doc. Num. 22-04-0002-12-0000.

• [8] http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX2820-MAX2821A.pdf.

• [9] Mesquite Software Incorporation, http://www.mesquite.com.