廣電頻譜認(rèn)知WiFi技術(shù)

廣電頻譜認(rèn)知WiFi技術(shù)余少波博aminopro@163.com米風(fēng)通信技術(shù)有限公司概述有線無線衛(wèi)星融合網(wǎng)技術(shù)框架有線無線衛(wèi)星融合網(wǎng)是以廣電有線無線衛(wèi)星現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，以U頻段無線廣播電視雙向技術(shù)自主研發(fā)為突破，充分發(fā)揮廣播電視有線無線衛(wèi)星協(xié)同覆蓋的資源優(yōu)勢，綜合利用廣播電視有線網(wǎng)、無線雙向網(wǎng)、WiFi網(wǎng)、無線廣播網(wǎng)和衛(wèi)星廣播網(wǎng)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)鏈資源，打通傳輸渠道，構(gòu)建的面向媒體融合發(fā)展的可管、可控、可信的廣播電視數(shù)據(jù)網(wǎng)。作為技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用示范類項目，有線無線衛(wèi)星融合網(wǎng)建設(shè)重點圍繞廣電自主無線雙向技術(shù)、廣電自適應(yīng)Wi-Fi技術(shù)和有線無線衛(wèi)星融合互通技術(shù)開展研究工作，內(nèi)容包含關(guān)鍵技術(shù)研究、設(shè)備研發(fā)和融合試驗網(wǎng)搭建、融合業(yè)務(wù)示范三個方面的工作。其中關(guān)鍵技術(shù)包括廣電自適應(yīng)WiFi無線網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究、廣電無線雙向網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究、有線無線衛(wèi)星融合技術(shù)研究三個方面。基于廣電無線雙向技術(shù)、自適應(yīng)WiFi技術(shù)和融合技術(shù)的研究成果，研發(fā)滿足融合協(xié)同覆蓋需求的基站設(shè)備和接收終端，在浙江、廣東、重慶、貴州建設(shè)規(guī)?；囼灳W(wǎng)，對相關(guān)研究成果進行測試和試驗，驗證各種技術(shù)實現(xiàn)和業(yè)務(wù)平臺的有效性和可靠性。然后針對示范地區(qū)不同業(yè)務(wù)特點開展應(yīng)用示范。廣電有線無線衛(wèi)星融合網(wǎng)是將有線電視網(wǎng)、無線廣播網(wǎng)、WiFi網(wǎng)、無線廣播電視雙向網(wǎng)和衛(wèi)星廣播網(wǎng)的有機結(jié)合，五張網(wǎng)絡(luò)面向示范地區(qū)，通過重疊互補實現(xiàn)室內(nèi)室外全覆蓋，形成廣電特色的有線無線衛(wèi)星融合的廣播電視數(shù)據(jù)網(wǎng)，其系統(tǒng)由內(nèi)容層、平臺層、承載網(wǎng)、接入網(wǎng)和終端層組成。國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》二、推動信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展，拓展網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟新空間實施網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略，加快建設(shè)“數(shù)字中國”，推動物聯(lián)網(wǎng)、云計算和人工智能等技術(shù)向各行業(yè)全面融合滲透，構(gòu)建萬物互聯(lián)、融合創(chuàng)新、智能協(xié)同、安全可控的新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。到2020年，力爭在新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)薄弱環(huán)節(jié)實現(xiàn)系統(tǒng)性突破，總產(chǎn)值規(guī)模超過12萬億元。（一）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)強國基礎(chǔ)設(shè)施。深入推進“寬帶中國”戰(zhàn)略，加快構(gòu)建高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施。

加快構(gòu)建下一代廣播電視網(wǎng)。推動有線無線衛(wèi)星廣播電視網(wǎng)智能協(xié)同覆蓋，建設(shè)天地一體、互聯(lián)互通、寬帶交互、智能協(xié)同、可管可控的廣播電視融合傳輸覆蓋網(wǎng)。加速全國有線電視網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和雙向化、智能化升級改造，推進全國有線電視網(wǎng)絡(luò)整合和互聯(lián)互通。推動下一代地面數(shù)字廣播電視傳輸技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，加強地面無線廣播電視與互聯(lián)網(wǎng)的融合創(chuàng)新，創(chuàng)建移動、交互、便捷的地面無線廣播電視新業(yè)態(tài)。TVWS未完全利用的頻譜sub-GHz：均使用效率：13-17%

(2007)白頻譜(WS)：暫時閑置的許可頻譜白頻譜TV白頻譜,TVWSTV白頻譜,TVWSTV發(fā)射機2TV發(fā)射機3TV發(fā)射機1TV發(fā)射機覆蓋區(qū)域低功率白頻譜局部覆蓋廣電的農(nóng)村無線寬帶格局廣電沒有電信的3G/4G基站，因此，無法采用電信的覆蓋方式。采用一般的WiFi進行覆蓋，最大的覆蓋范圍只有2公里，遠遠不能滿足要求。因為，廣電不能保證在農(nóng)村，特別是邊遠農(nóng)村，在2公里范圍內(nèi)有一個光纖節(jié)點。為此，廣電的覆蓋半徑至少要達到10-15公里才能滿足現(xiàn)實的需求。這就需要使用電視白頻譜技術(shù)。

實現(xiàn)NLOS

覆蓋區(qū)域擴展,3x-5x

更好的覆蓋–10xWi-FiAPs

他用過數(shù)據(jù)庫來管理共存

更多的頻譜可以使用!2.4GHzcoverage600MHzcoverage為什么使用電視白頻譜使用地理信息數(shù)據(jù)庫(白頻譜數(shù)據(jù)庫)通過政策和反饋機制，可以嚴(yán)格控制頻譜這種政策是靈活和可擴展到任何虛擬的頻譜-規(guī)則和政策可以實時修改和實現(xiàn)。

電視白頻譜如何工作非視距傳輸（NLOS）白頻譜應(yīng)用場景家庭網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)村寬帶，智慧網(wǎng)格和蜂窩卸載應(yīng)用場景。寬帶接入應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入應(yīng)用基站發(fā)射器基站控制器15kM

1-4W15kM操作管理中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使用廣電頻譜認(rèn)知無線寬帶接入要注意什么？廣電的頻譜是用于電視的，不是用于無線寬帶接入的，因此，在進行無線寬帶接入的時候，要充分考慮電視傳輸?shù)囊蟆２荒芨蓴_電視的傳輸。由于電視傳輸為了避免干擾，在各地的頻譜使用是不一樣的，因此，就要求廣電的無線寬帶接入必須是跳頻的，可以避免干擾到電視的傳輸。無線寬帶接入的功率必須有限制，一般不能夠超過4W。固定頻點超級WiFi有什么危害？由于頻點是固定的需要定制，在成本上就會高。在由于電視傳輸需要改變頻點的時候，等于是重新建設(shè)，運營成本非常高。需要到每家每戶重新更換設(shè)備。終端用戶無法隨意更換地點，因為，地點的更換就需要更換終端設(shè)備，用戶的體驗非常差，最終是倒向電信的無線寬帶接入，給用戶的發(fā)展帶來了巨大的難度。難以發(fā)展用戶。所以，千萬不要將廣電頻譜認(rèn)知無線寬帶接入和超級WiFi（實質(zhì)上是降頻WiFi）混為一談。廣電頻譜認(rèn)知無線寬帶接入的特點是什么？白頻譜無線寬帶接入的最大特點就是跳頻，通過跳頻來避免干擾電視的傳輸。只是使用電視傳輸?shù)目瞻最l點來傳輸數(shù)據(jù)，完成寬帶的接入。在早期，跳頻的序列是通過人工來設(shè)置的，后期，跳頻序列是通過與白頻譜數(shù)據(jù)庫的連接來自動完成的。因此，白頻譜無線寬帶接入是有白頻譜數(shù)據(jù)庫的接口的。一般跳頻序列可以達到8個頻點的長度。采用跳頻方式的白頻譜無線寬帶接入的優(yōu)勢在于：1、不會干擾電視的傳輸。2、電視的傳輸可以隨時隨地選擇任何頻點，剩下的事情由白頻譜無線寬帶接入系統(tǒng)來解決。3、所有的終端，可以在所有的地方接入，終端的接入通過掃描當(dāng)?shù)氐臒o線寬帶接入頻點來完成接入和認(rèn)證。4、與超級WiFi（實際上是降頻WiFi）相比較，可以大量節(jié)省運營成本，大幅度提高用戶的體驗。使得營銷變得更容易。技術(shù)特點基本特性470~784MHz1000mW。與三大運營商使用2400MHz的頻譜比較，頻譜干凈，干擾少。帶寬6/7/8MHz?？梢栽O(shè)置。頻點可以設(shè)置或者是按照頻譜數(shù)據(jù)庫來自動設(shè)定。

滿足FCC要求。廣電自適應(yīng)Wi-Fi基本技術(shù)指標(biāo)基于WiFi，采用TDD/TDMA方式。使用8MHz頻譜帶寬。使用MIMO。漫游。支持移動速率120km/h。功率在500-1000mw。頻率在470-790MHz。頻率可以在470-790MHz之間跳頻，避免干擾。單個基站采用四個扇區(qū)，提供最大600Mbps的傳輸速率。單個扇區(qū)提供150個終端連接，一個基站提供600個終端連接。廣電自適應(yīng)Wi-Fi采用模塊結(jié)構(gòu)射頻板主板2.4GWiFi5.8GWiFi認(rèn)知WiFi，架構(gòu)信道BW6,7,8MHz(region-specific)峰值速率384.0Mbps(6or7MHz),568.9Mbps(8MHz)

管道:

TVHT_W,

TVHT_W+W,TVHT_2W,

TVHT_2W+2W,TVHT_4WCCA

and

MCSMCS

indexModulation

typeCoding

rate6and7

MHzchannels8

MHzchannels6μsGI3μsGI4.5μsGI2.25μsGI0BPSK1/21.82.02.42.71QPSK1/23.64.04.85.32QPSK3/45.46.07.28.0316-QAM1/27.28.09.610.7416-QAM3/410.812.014.416.0564-QAM2/314.416.019.221.3664-QAM3/416.218.021.624.0764-QAM5/618.020.024.026.78256-QAM3/421.624.028.832.09256-QAM5/624.026.732.035.6傳輸速率基本模式(BCU):

W

=6,7,or

8MHzTVHT_MODE_1:WTVHT_MODE_2C:

2WTVHT_MODE_2N:

W+WTVHT_MODE_4C:

4WTVHT_MODE_4N:

2W+2W強制模式:TVHT_MODE_1

(W)a

single

spatial

stream

(SS)TVHT信道多達4個信道在一個或兩個臨近模塊中綁定。臨近模式:2W,4W非臨近模式:W+W,2W+2WTVHT

PHY基于

11ac40

MHz

VHT

OFDM

PHYCBW40:

128

subcarriers

(SCs)in

40

MHz,

#

occupied

SCs(NST)=

114144

SCsperBCU(not

128),

for55

dBACLR(Adjacent

Channel

Leakage

Ratio)BCU(MHz)678#

SCs

per

BCU144168(=

144

*

7/6)144#

SCs

used128128128BWused(MHz)5.33

(=

6

*128/144)5.33

(=

7

*128/168)7.11

(=

8

*128/144)scaling

factorfor

sampling

freq.7.5

(=

40/5.33)7.5

(=

40/5.33)5.625

(=

40/7.11)#

occupied

SCs

(NST)114114114#

pilot

tones

(NSP)666TVHTvs.VHT:帶寬&OFDM認(rèn)知WiFi可以實用不連續(xù)的頻點DS—13470DS—14478DS—15486DS—16494DS—17502DS—18510DS—19518DS—20526DS—21524DS—22542DS—23550DS—24558DS—13470DS—14478DS—15486DS—16494DS—17502DS—18510DS—19518DS—20526DS—21524DS—22542DS—23550DS—24558認(rèn)知WiFi可以使用不連續(xù)的頻點進行聚合。WiFi必須使用連續(xù)的頻點進行聚合。米風(fēng)通信物聯(lián)網(wǎng)通信頻譜分配物聯(lián)網(wǎng)通信下行信標(biāo)與導(dǎo)航認(rèn)知WiFi400KHz100KHz8MHz（廣電頻點帶寬）7.11MHz30dBm43dBm245KHz395KHz米風(fēng)物聯(lián)網(wǎng)通信頻譜分配

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582

590

598DS—25606DS—26614DS—27622DS—28630DS—29638DS—30646DS—31654DS—32662DS—33670DS—34678DS—35686DS—36694DS—37702DS—38710DS—39718DS—40726DS—41734DS—13470DS—14478DS—15486DS—16494DS—17502DS—18510DS—19518DS—20526DS—21524DS—22542DS—23550DS—24558DS—42742DS—43750DS—44758DS—45766DS—46774DS—47782DS—48790DS—49798DS—50806DS—51714DS—528222020年全國電視頻譜分配

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598DS—25606DS—26614DS—27622DS—28630DS—29638DS—30646DS—31654DS—32662DS—33670DS—34678DS—35686DS—36694DS—37702DS—38710DS—39718DS—40726DS—41734DS—13470DS—14478DS—15486DS—16494DS—17502DS—18510DS—19518DS—20526DS—21524DS—22542DS—23550DS—24558DS—42742DS—43750DS—44758DS—45766DS—46774DS—47782DS—48790全國DS—49798DS—50806DS—51714DS—52822地級省級國家2020年XX省電視頻譜分配

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598DS—25606DS—26614DS—27622DS—28630DS—29638DS—30646DS—31654DS—32662DS—33670DS—34678DS—35686DS—36694DS—37702DS—38710DS—39718DS—40726DS—41734DS—13470DS—14478DS—15486DS—16494DS—17502DS—18510DS—19518DS—20526DS—21524DS—22542DS—23550DS—24558DS—42742DS—43750DS—44758DS—45766DS—46774DS—47782DS—48790全國DS—49798DS—50806DS—51714DS—52822省級國家地級測試結(jié)果采用1W功率，在市區(qū)內(nèi)，通信距離大于10公里。測試結(jié)果采用1W功率，在市區(qū)內(nèi)，通信距離大于10公里。頻譜數(shù)據(jù)庫接口電視檢測臺、電視檢測中心已有的電視頻道、規(guī)章制度、文件資料等數(shù)據(jù)庫電視白頻譜數(shù)據(jù)庫其它數(shù)據(jù)庫固定設(shè)備注冊互聯(lián)網(wǎng)一般設(shè)備帶頻譜感知設(shè)備家庭寬帶應(yīng)用M2M，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用頻譜數(shù)據(jù)庫位置頻譜數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是供各個使用頻譜進行通信的終端進行訪問以得到頻譜使用情況的，因此必須定義終端訪問白頻譜數(shù)據(jù)庫的API。訪問頻譜數(shù)據(jù)庫的API按照IETFPAWS（ProtocoltoAccessWhiteSpacedatabase）來執(zhí)行。微軟也定義了相應(yīng)的API，作為參考。這里，我們要加強IETFPAWS，終端設(shè)備也可以向頻譜數(shù)據(jù)庫提供當(dāng)?shù)氐念l譜使用情況。頻譜數(shù)據(jù)庫API認(rèn)知WiFi優(yōu)勢更高的頻譜利用率，在8MHz帶寬內(nèi)，可以達到35.6Mbps，而WiFi只能做到24Mbps。