《VWhiteSpace分析》PPT课件.ppt

TV White Space分析,梁津垚 5090309186 李青 5090309228 贾宝安 5090309734,概述,基本概念介绍 TVWS在美国 TVWS在日本 TVWS在欧洲 中国TVWS政策讨论,名词介绍,White Space: 空白电视信号频段，是指被分配做广播使用，但实际没有被使用的无线电频段。 White Space Devices Unlicensed Devices White Space Coalition FCC: 美国联邦通讯委员会 MIC: Ministry of Internal Affairs and Communications COG_EU,TVWS在美国,US 新的频谱资源有可能被拍卖，用于公共安全服务或暂时闲置 目前可用：乡村 250MHz; 人口密集城市 6MHz 广播服务类型 基本服务 (primary user)：Full Power TV Station Low Power TV Station and translators 延伸服务 (secondary user): Land Mobile Radio system in channel 14 to 20,TVWS在美国,新的频谱资源使得传输更多音频或数据成为可能 信号范围广 功率低 可以穿透地形限制 恶劣天气中可以使用 室内室外都可以提高覆盖面积，接入点比WLAN少,TVWS在美国,Super Wi-Fi （AIR.U） 美国正准备积极部署“超级Wi-Fi”(Super Wi-Fi)，其传播范围比Wi-Fi(无线高传真)的热点更广。 超级Wi-Fi所用的频谱不需授权，和Wi-Fi一样，企业不需竞标专属使用权，有助降低成本。 Google、微软支持 芯片制造商德州仪器(TI)近来加入White Space联盟，显示设备制造商已准备开始生产超级Wi-Fi的设备。,前向兼容,是否在空白频段允许非执照设备，首先要考虑的是能否保护原有的服务质量。 Goals: protect incumbents, efficiently utilizing the spectrum to provide reliable broadband options for the delivery of critical, time-sensitive information,前向兼容,TVWS在美国,优势,成本低，用户量大 当然，减小来自其它频带的干扰会使系统的容量更高,安全性,用户对于非执照设备的安全性存有疑虑 Geo-Location Database 是否需要由一个可靠的机构成立？ 安全性可以依靠底层协议保证，上层加密措施会增加安全性保护,未来考虑,University and industry analysis, simulations and prototypes First and now second set of testing by the FCC labs Equipment providers products Sufficient work has been done to protect incumbents. Sensing beacons have undergone several cycles of learnings, through the studies and analysis done for 802.22.1 。,TVWS在日本,TVWS在日本,计算保护距离 信噪比低于门限时的距离（ Desired/Undesired=23dB ） 信干比,TVWS在日本,临近发射机增多，TVWS减少,TVWS在日本,Smart Utility Network TV White Space Communication, which occupies the frequencies allocated to TV broadcasting services but not used locally Hybrid SUN-in-TVWS wireless system,TVWS在日本,TVWS在日本,无处不在，广泛覆盖 可以处理网络中断 可延展，处理数据拥塞 成本低,TVWS在欧洲,欧洲TVWS简介 概述 进程 模拟到数字的转换 频带划分 TVWS在英国 影响TVWS使用的三大因素 COGEU谱共享商业模型,概述,在欧洲，移动宽带传输、多媒体、互联网接入的基本条约是里斯本条约（Lisben Treaty） 欧洲针对White Space的一系列研究和制度统称“COGEU Project” TVWS的主要应用 帮助DVB-T标准推广地面数字电视 支持语音、图像、音乐的发送（基于 Programme Making and Special Events、PMSE)英国,和其他国家一样，欧洲分配white space的原则是：充分利用频谱资源，如：CR使用TVWS,欧洲的TVWS,欧洲TVWS简介 概述 进程 模拟到数字的转换 频带划分 TVWS在英国 影响TVWS使用的三大因素 COGEU谱共享商业模型,1. 模拟到数字的转换,DSODigital Switch on ASOAnalog Switch off 模拟向数字推进也就是DSO和ASO的结合 但是两者并不同步 ASO：运营商收费，地面基建,目前进程推动的比较快的有下面几个国家， 全世界角度来看，美国、日本和西欧； 欧洲角度来看：瑞典、芬兰、瑞士等 这张表要看相对值（09年比较早），只是个例子,2. 频谱划分（Digital Dividend）,Digital Dividend是针对White Space分配的专有名词 英国的组织（Ofcom）是欧洲分配带宽的先行者 128MHz需要重新分配（Cleared Spectrum）（16/48）,英国的频谱分配情况：,英国的频谱设置是改动过的 原频谱（上）现频谱（下）,英国的38频道在某些地方专门服务于无线麦克风和个人监听系统。69频道对于无线麦克风的使用是及其重要的一个频道，因为这个频道在整个英国都是通用的，这个频道为英国的戏剧作品、音乐会的发展起到了重要的作用。,欧洲的TVWS,欧洲TVWS简介 概述 进程 模拟到数字的转换 频带划分 TVWS在英国 影响TVWS使用的三大因素 COGEU谱共享商业模型,TVWS在英国,英国的数字电视标准是DVB-T，传输采用8MHz带宽。 TVWS位于UHF频带范围内，总宽度为256MHz Ofcom对于61频道和62频道进行了拍卖 256-8*2=240MHz,TVWS在每个地方可利用的宽度是不同的,18个英国地区TVWS的可利用情况。重分配前（红）、之后（绿）。90%人可以收到100MHz的TVWS。50%可以收到150MHz。有些郊区地方可以收到200MHz以上（这就是为什么农村可以利用TVWS，第三部分） Bristol, London, Liverpool and Southampton,欧洲的TVWS,欧洲TVWS简介 概述 进程 模拟到数字的转换 频带划分 TVWS在英国 影响TVWS使用的三大因素 COGEU谱共享商业模型,影响TVWS使用的三大因素,经济上、政策上、技术上综合考虑,经济上,经济上要考虑哪些因素？,政策上,各个组织之间的配合和博弈 European Commission CEPT (Conference of European Postal & Telecommunication) CEPT SE43：规定CR在使用TVWS时的技术规范 （如发现频谱、规定门限、协同合作、地理定位数据库） RSPG (Radio Spectrum Policy Group):关注创新技术 英国的政策 二级频谱交易,英国的政策,Ofcom：“只要认知无线电的接入(cognitive access)不影响注册用户、不影响地面基建、不影响PMSE，我们鼓励使用认知无线电” Ofcom 在2009年2月和2009年7月发布了两次规范。 值得注意的是，Ofcom要求抑或感知抑或通过地理位置数据库接入，FCC则是要求两个接入都要具备才可。保护措施更加完备。,二级频谱交易,频谱牌照以使用权的形式发行，在地理范围，带宽，时间和功率方面，这些许可证都是可分割的。在许多情况下，牌照可以转让，只要它不干扰相邻的许可证。该交易发生的机制已经慢慢地从基于纸张的备案，通知和登记电子申报和电子注册。,技术上,隐藏节点问题：,房子接收数码地面电视信号，使用定向天线安装（路径1）周围建筑物的屋顶。邻近的是一个移动的认知功能的移动设备试图检测在路面上的相同的信号，但它是由周围的建筑物阻挡（路径2），因此，大大减少的强度。认知的设备可能会错误地得出结论，有没有传输和因此没有主动附近的接收，发送和屋顶天线（路径3）造成有害干扰。类似的情况，可以设想的PMSE应用，包括无线麦克风。,地理位置数据库问题：,先知道自己的位置，再通过数据库得到该位置是否有DTT通路，再来觉得是否可用认知。 数据库的建立、地理位置的精度和准度,欧洲的TVWS,欧洲TVWS简介 概述 进程 模拟到数字的转换 频带划分 TVWS在英国 影响TVWS使用的三大因素 COGEU谱共享商业模型,COGEU的谱共享商业模型,COGEU采用了二次使用TVWS的方法，而不是优化现有频谱或是购买新的频谱。,这个模型旨在充分利用TVWS 一级用户担心二级用户成为其竞争者，所以其卖出欲不强 没有能力购买大量频谱的用户只能成为二级用户 模型的应用实例： Spectrum Bridge Inc. in US PMSE band manager JFMG in UK,中国白频谱政策: 何去何从？,要不要开放？ 开放的动力和阻力有哪些？ 何时开放？ 由谁主导？ 如何开发使用？ 未来10到20年，白频谱政策会有哪些推进？,白频谱现状介绍,白频谱分类： 未投入使用的频段 发射台停播时的频段 由于保护要求而空闲的频段 白频谱特点： 传播特性好，穿透能力强 不连续 时变性 在中国，白频谱还没有得到开发利用。 目前，广电总局拥有这段频谱的规划和使用权，国家还没有授权其他组织和个人使用这个频段。,开发白频谱？,思科：2016年，移动通信的频谱需求量将超过现有容量。 John Hoffman：到2025年全球移动通信频谱缺口将达到900MHz。 频谱需求：巨大 频谱资源：稀缺 白频谱利用：势在必行,Figure reference: Kilper, Daniel C., et al. “Power trends in communication networks.“ Selected Topics in Quantum Electronics, IEEE Journal of 17.2 (2011): 275-284.,白频谱开放的推动力,经济上：大量的业务需求带来巨额的经济利益 网络运营商 设备供应商 芯片制造商 政策上：许多国际组织投入到了标准化的制定 IEEE 802.22：第一个TVWS通信标准，采用认知无线电技术 IEEE 802.11af：Super Wi-Fi, 频谱的动态分配机制 IEEE 802.19：保证各种设备在白频谱内较好地共存 技术上：新技术的发展将推动白频谱的开发利用 认知无线电 Cloud Transmission,白频谱开放的阻力,其他设备的接入可能会使现在的广播电视信号发生混乱。 国内在这方面的研究还不深入，技术实现上还面临挑战： 如何及时找到可使用的频段？ 如何保证次要用户不影响主要用户？ 如何保证多个次要用户之间同时运行而又不相互干扰？ 安全性如何保证？ 新网络的建立需要大量的时间和金钱。 广电总局和移动运营商不希望打破现有的模式。,由谁主导？,继续由广电总局规划和使用，广电利用这些频段推出一些新的业务或者做出一些新的优化。 可以减少对现有广播质量的影响 可能性最大 交给移动运营商处理，运营商利用这些频段提升蜂窝网的容量。 运营商拥有技术方面的优势 运营商对频谱的利用效率会比较低（飞信） 设置为免费频段，参考Wi-Fi频段的模式进行管理 用户最希望看到的 频谱利用效率会比较高 频谱拍卖：可能性不大，难免要植入广告和采取其他营利方式,如何利用?,Super-WiFi 提供免费的通话和上网服务 对于无法使用无线宽带的乡村地区以及地理盲区，只要有电视信号，就可实现高速上网。 用作异构网络里的控制层频段,可以提高宏蜂窝的覆盖面积，减少设备费用，并且提高通信质量,Figure reference: Simsek, Meryem, et al. “Rethinking Offload: How to Intelligently Combine Wi-Fi and Small