基于认知无线电技术的IEEE 802.22

　　由于NGN|0">

。特征值分解检测法利用信号和噪声的不相关，把接收信号分解为信号和噪声的估计量。循环平稳检测法利用调制信号的相关函数的周期性，进行感知。特征值分解检测法、循环平稳检测法两种算法计算较复杂。

　　对应于802.22系统的具体应用环境，系统提出了两个关键参数，对感知技术进行规范。IEEE802.22系统中规定信道检测时间（CDT）和授权用户感知门限（IDT）。对应VHF/UHF频段内的两类授权用户，信道检测时间定义为≤2s。对于200KHz无线麦克风，授权用户感知门限为-107dBm；而对应6MHz的电视服务，授权用户感知门限为-116dBm。

　　信道检测时间是指在WRAN系统正常工作时，用来检测在当前TV信道内是否有感知门限之上的所花费最大时间，在检测概率大于90%的情况下，这个时间约为500ms～2s。当联合多个CPE共同感知时，可以缩短感知时间，也可以保证较高的感知正确率。联合感知技术是工程上实现感知技术参数的配置算法，合理的配置了小区内的CPE资源。

　　2.2　共存

　　共存在目前IEEE 802.22草案中包括与授权用户共存和其它802.22系统的共存。由于目前的IEEE 802.22草案中并没涉及与其它的认知系统如何共存的解决方案，只预留了system type参数为IEEE 802.16和IEEE 802.11等认知系统共存。下面只讨论与授权用户和与其它802.22系统的共存。

　　2.2.1　与授权用户共存

　　与授权用户的共存包括授权用户的感知、授权用户通告、授权检测恢复一系列机制。授权用户感知最大时间由CDT给出，而最大通告时间和恢复时间分别由CCTT和CMT限定。

　　授权用户感知机制是工作信道内两段式感知机制，在每个CDT内周期性地分配多个快速感知时间，而精细感知时间是在每个CDT内动态分配。这种机制的主要优点是允许认知无线电系统满足实时系统的QoS要求，只在必要时候行精细感知。由于电视授权用户不是经常的出现或消失，通常情况下只需要行快速感知，这样可以保证QoS不受影响。

　　授权用户通告机制是解决感知授权用户以后及时通知BS的场景。目前IEEE 802.22草案中，有静默期阶段和普通工作阶段。当BS没有分配带宽时，CPE采用竞争方式或CDMA方式接入。即CPE在由BS分配的UCS（Urgent Coexistence Situation）窗中，通过竞争或码分多址（CDMA）码接入。也可以轮询的方式获得CPE的感知报告。

　　授权用户检测恢复机制是，小区范围内的授权用户由BS确认后，BS进入恢复运行的模式。在这个模式内，BS运行IDRP（Incumbent Detection Recovery Protocol）。IDRP协议保证了保护授权用户的同时，尽快恢复系统正常工作模式，尽可能地减小系统性能恶化。IDRP利用了备用信道，在备用信道上迅速建立通信。由于恢复时间由CCTT或CMT限定，保证了系统平滑的恢复过程。

　　2.2.2　与其它IEEE 802.22系统共存

　　目前IEEE 802.22草案中支持两种WRAN系统间通信方式，一种是CBP（Coexistence Beacon Protocol），另一种是inter-BS通信。CBP方式支持主动和被动式，而后者只是被动的监听邻居小区基站发送的超帧控制头（SCH）或CBP包。

　　CBP信标可以通过空口消息传输，也可以通过有线传输。CBP支持BS在自己分配的自共存（Self-Coexistence）窗内，接收或发送CBP信标。CPE在自共存窗内竞争接入，发送自己的CBP包，也可以监听来自BS的SCH信标。也就是说在BS分配的共存窗内，BS和CPE可以工作在主动模式和被动模式。CPE只在BS分配接收和发送任务时，服务于当前小区。在CPE的被动模式下，CPE可以接收来自相邻小区的SCH信标。

　　CBP包含大量有用的信息，这些信息不仅可以用于共存，还可以用于小区建立和保持同步。一旦CPE收集到相邻合作小区的CBP，CPE可以总结信息发给BS，由BS制定"无干扰"的共存机制。CBP包可以用于带宽请求，BS可以根据CPE的带宽请求和CBP包提供的信息，避免对其它合作的CPE的干扰。CBP包携带时间戳信息，用于相邻小区获得正确的时间偏移量，达到系统同步。

　　而inter-BS通信允许BS和CPE感知和接收相邻小区的SCH和CBP包。这种方式只是被动监听，得到的信息有限。

　　系统共存还包括频谱资源共享技术。目前在草案中提供了按需频谱竞争机制（ODSC）、动态租赁机制、频谱礼仪机制和基于租赁的信用币（credit token）机制，其中频谱礼仪机制是基于准则的租赁机制。除了ODSC机制是基于竞争的，其它机制都是基于租赁机制的。这里存在一个调度算法复杂度和频谱利用率的折中。基于竞争机制的频谱共享机制调度复杂度低，但基于租赁机制的频谱共享机制可以实现较高的频谱利用率。

　　2.3　正交频分多址（OFDMA）

IEEE 802.22不是第一个采用OFDMA技术的标准。但由于OFDMA技术可以方便地实现子载