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 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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Presentation Transcript
Coexistence problem in ieee 802 22 wireless regional area networks

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

指導老師:郭文興

學生:林祺富


Abstract
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
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
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
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
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


DFH的執行方式


The fdfh scheme
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


FDFH的執行過程


The cdfh scheme
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


CDFH的時間分割


A synchronization
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
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
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


CDFH重複使用頻道


The sdfh scheme
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



使用SDFH提高了成功率


The fsdfh scheme
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



Simulation results
Simulation Results


Simulation results1
Simulation Results


Simulation results2
Simulation Results


Conclusions and future work
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
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.


References1
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.


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