IEEE 802.22 es un estandar para la Wireless Regional Area Network (WRAN) que utiliza espacios blancos en el espectro de frecuencia de los canales de TV. ^{[ 1 ]} ​ El desarrollo del estandar IEEE 802.22 WRAN esta enfocado al empleo de tecnicas de Radio cognitiva (CR) para permitir el uso compartido del espectro geografico no utilizado asignado al servicio de difusion de television. La idea es utilizar ese espectro de frecuencia, en base de no-interferencia, para ofrecer acceso de banda ancha a zonas en las que dificilmente se podria proporcionar este servicio como zonas de baja densidad de poblacion, ambientes rurales, etc. Por tanto, tiene un gran potencial y una amplia aplicacion en todo el mundo. Es el primer esfuerzo a nivel mundial para definir una interfaz de aire estandar basado en las tecnicas de CR para el uso oportunista de las bandas de TV en una base no-interferencia.

IEEE 802.22 WRAN estan disenadas para operar en la banda de television al mismo tiempo que se asegura que no haya ninguna interferencia perjudicial para las operaciones correspondientes a la TV digital, TV analogica de radiodifusion, y dispositivos de baja potencia con licencia, como microfonos inalambricos. ^{[ 2 ]} ​ ^{[ 3 ]} ​ ^{[ 4 ]} ​ Se esperaba que el estandar estuviera finalizado el primer trimestre de 2010, pero finalmente la publicacion se produjo en julio de 2011. ^{[ 5 ]} ​

IEEE P802.22.1 es un estandar desarrollado para mejorar la proteccion de interferencias perjudiciales para los dispositivos de bajo consumo con licencia que operan en banda de radiodifusion de television. IEEE P802.22.2 es una practica recomendada para la instalacion e implementacion de Sistemas de IEEE 802.22 ^{[ 1 ]} ​ IEEE 802.22 WG es un Grupo de trabajo del comite de normas de IEEE 802 LAN/MAN, que ha sido constituido para escribir el estandar 802.22. Los dos grupos de trabajo de 802.22 (TG1 y TG2) esta escribiendo 802.22.1 y 802.22.2, respectivamente.

Tecnologia [ editar ]

En respuesta al Aviso de reglamentacion propuesta (en Estados Unidos) (acronimo NPRM de Notice of proposed rulemaking) emitido por la Federal Communications Commission (acronimo FCC, de los Estados Unidos) en mayo de 2004, ^{[ 6 ]} ​ el grupo de trabajo del IEEE 802.22 sobre Redes Inalambricas de Area Regional -en ingles WRAN- se formo en octubre de 2004. ^{[ 7 ]} ​

Su proyecto, llamado formalmente "estandar para redes inalambricas de area regional (WRAN) - Requisitos especificos - Parte 22: Control de acceso al medio inalambrico cognitivo RAN ( MAC ) y la PHY (acronimo de capa fisica) Especificaciones: Politicas y procedimientos para la operacion en las bandas de TV se centro en la construccion de una consistente Red multipunto nacionales fijos WRAN, que utilizara UHF / VHF bandas de TV entre 54 y 862 MHz. Canales especificos de television, asi como las bandas de guarda de estos canales esta previsto que sean utilizadas para la comunicacion en el estandar IEEE 802.22. ^{[ 3 ]} ​

El IEEE junto con Comision Federal de Comunicaciones de Estados Unidos persiguen un enfoque centralizado para el descubrimiento de espectro disponible. ^{[ 8 ]} ​

En concreto cada estacion base se armaria con un receptor GPS que permitiria informar sobre su posicion. Esta informacion seria enviada a los servidores centralizados (en los EE. UU. serian administrados por la Comision Federal de Comunicaciones (FCC)), que responderian con la informacion disponible acerca de los canales de television gratuitos y bandas de guarda en el area de la Estacion base . Otras propuestas permitirian unicamente la deteccion del espectro local, en el que la estacion base decidiria cuales son los canales disponibles para la comunicacion. Tambien se esta considerando una combinacion de estos dos enfoques.

Los dispositivos que operan en el espacio en blanco de la banda de TV (acronimo en ingles TVWS Television white space) seria principalmente de dos tipos: dispositivos fijos y el dispositivos de uso personal o portatil. Los dispositivos fijos tendrian capacidad de geolocalizacion con GPS integrado en el dispositivo. Los dispositivos fijos tambien se comunicarian con la base de datos central para identificar otros transmisores en la zona de operaciones del espacio blanco de TV. Hay otras medidas sugeridas por la FCC y la IEEE para evitar interferencias, tales como: deteccion dinamica del espectro y el control dinamico de potencia.

Resumen de la topologia WRAN [ editar ]

Los borradores iniciales del estandar 802.22 especifican que la red deberia operar de punto a multipunto ( Red multipunto ). ^{[ 9 ]} ​

El sistema estara formado por Estaciones base y un Equipo local de cliente (CPE). Los CPEs se adjuntaran a una [Estacion base] por medio de un enlace inalambrico. La [Estacion base] controlara el acceso al medio para todos los CPEs anexos. ^{[ 9 ]} ​

Una de las caracteristicas clave de las estaciones base WRAN es la capacidad de realizar una deteccion distribuida. Consiste en que los CPE's estaran escaneando el espectro y enviaran informacion periodica a las estaciones base informando del resultado de su deteccion. La Estacion base , con la informacion proporcionada por los CPE's, evaluara si es necesario un cambio en el canal utilizado, o por el contrario, si debera quedarse transmitiendo y recibiendo en el mismo. ^{[ 9 ]} ​

Aproximacion a la capa fisica [ editar ]

La capa fisica debe ser capaz de adaptarse a diferentes condiciones y tambien debe ser flexible para saltar de canal en canal sin errores de transmision o perdida de clientes (CPEs). Esta flexibilidad es tambien necesaria para proporcionar la capacidad de ajustar dinamicamente el ancho de banda, la modulacion y esquemas de codificacion. La OFDMA sera el esquema de modulacion para la transmision de enlaces o conexiones de subida y bajada. Con la OFDMA sera posible lograr esta adaptacion rapida necesaria para las estaciones base y los CPEs . ^{[ 9 ]} ​

Mediante el uso de un solo canal de TV (un canal de television tiene un ancho de banda de 6 MHz y en algunos paises la banda puede ser de 7 u 8 MHz ) la tasa de transferencia maxima aproximada es de 19 Mbit /s a una distancia de 30 km. La velocidad y distancia no es suficiente para cumplir con los requisitos del estandar. La funcion union de canales trata de este problema. La union de canales consiste en utilizar mas de un canal para la Tx/Rx. Esto permite al sistema disponer de un ancho de banda mayor y por tanto, obtener una mayor tasa de transferencia en el sistema. ^{[ 9 ]} ​

Aproximacion a la capa MAC [ editar ]

Esta capa se basa en la tecnologia de radio cognitiva . ^{[ 9 ]} ​ Tambien necesita ser capaz de adaptarse dinamicamente a los cambios del entorno mediante deteccion de espectro. La capa MAC debera consistir en dos estructuras: frame y superframe. Un superframe estara formado por varios frames. El superframe tendra una SCH (Superframe Control Header) y un preambulo. Estos seran enviados por la estacion base en todos los canales en los que sea posible la transmision, sin producir interferencia. Cuando un CPE este activado, ese espectro sera detectable, y se podra saber cuales son los canales disponibles y se recibira toda la informacion necesaria para enlazarse con la estacion base . ^{[ 9 ]} ​

Dos tipos diferentes de medicion de espectro se llevara a cabo por el CPE: "en banda" y "fuera de banda". Las medicion "en banda" consiste en captar el canal actual que esta siendo usado por la estacion base y el CPE. La medicion fuera de banda consistiria en la deteccion del resto de los canales. La capa MAC llevara a cabo dos tipos diferentes de deteccion ya sea "en banda" o "fuera de banda": "deteccion rapida" y "deteccion fina". La deteccion rapida consistira en la deteccion a velocidad por debajo de 1ms por canal. Esta deteccion la realizaran el CPE y la estacion base , y sera la estacion base la que decidira si hay que llevar a cabo alguna accion nueva. La deteccion fina se realizara en un tiempo mayor (aproximadamente 25ms o mas, por canal), y tiene como base los resultados obtenidos con el mecanismo de deteccion rapida. ^{[ 9 ]} ​

Estos mecanismos de deteccion se utilizan principalmente para identificar si hay algun titular de transmision, y si lo hay evitar la interferencia con el. ^{[ 9 ]} ​

Para llevar a cabo una deteccion fiable en el modo de funcionamiento basico en una sola banda de frecuencia, como se ha descrito anteriormente (modo escuchar antes de hablar) se tiene que asignar una frecuencia de descanso en la que no se permitan la transmision de datos. Esta interrupcion periodica de transmision de datos podria poner en peligro la calidad de servicio de los sistemas cognitivos de radio. Este problema se resuelve mediante el modo de funcionamiento alternativo propuesto en el estandar IEEE 802.22 llamado frecuencia dinamica de salto (acronimo DFH del ingles Dynamic frequency hopping ) ^{[ 10 ]} ​ en la que la transmision de datos de los sistemas WRAN se llevan a cabo en paralelo a la deteccion sin interrupcion.

Referencias [ editar ]