IEEE 802.22
IEEE 802.22, ટેલિવિઝન (ટીવી) ફ્રિક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમમાં સફેદ જગ્યાઓનો ઉપયોગ કરીને વાયરલેસ રિજનલ એરિયા નેટવર્ક (WRAN) માટે પ્રમાણભૂત છે. IEEE 802.22 WRAN ધોરણના વિકાસનો ઉદ્દેશ જ્ઞાનાત્મક રેડિયો (CR) તકનીકોનો ઉપયોગ કરવાનો છે, જે ટેલિવિઝન પ્રસારણ સેવાને ફાળવવામાં આવેલા ભૌગોલિક રીતે બિનઉપયોગી સ્પેક્ટ્રમને બિન-હસ્તક્ષેપના આધારે વહેંચવાની મંજૂરી આપે છે, જેથી ગ્રામીણ વાતાવરણની લાક્ષણિકતા, ઓછી વસ્તી ગીચતા ધરાવતા વિસ્તારોમાં બ્રોડબેન્ડની પહોંચ લાવી શકાય અને તેથી તે સમયસર છે અને વિશ્વભરમાં વ્યાપક રીતે લાગુ થવાની સંભાવના ધરાવે છે. બિન-હસ્તક્ષેપના આધારે ટીવી બેન્ડના તકવાદી ઉપયોગ માટે સી. આર. તકનીકો પર આધારિત પ્રમાણિત એર ઇન્ટરફેસને વ્યાખ્યાયિત કરવાનો આ પ્રથમ વિશ્વવ્યાપી પ્રયાસ છે. IEEE 802.22 WRANs ની રચના ટીવી પ્રસારણ બેન્ડમાં કામ કરવા માટે કરવામાં આવી છે, જ્યારે ખાતરી આપવામાં આવે છે કે વર્તમાન કામગીરીમાં કોઈ હાનિકારક દખલગીરી થતી નથીઃ ડિજિટલ ટીવી અને એનાલોગ ટીવી પ્રસારણ, અને વાયરલેસ માઇક્રોફોન જેવા ઓછા પાવર લાઇસન્સવાળા ઉપકરણો. આ ધોરણને 2010ના પ્રથમ ત્રિમાસિક ગાળામાં અંતિમ સ્વરૂપ આપવામાં આવે તેવી અપેક્ષા હતી, પરંતુ આખરે જુલાઈ 2011માં તેને પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યું હતું. IEEE P 802.22.1 એ સંબંધિત ધોરણ છે જે ટીવી બ્રોડકાસ્ટ બેન્ડ્સમાં કાર્યરત ઓછી શક્તિ ધરાવતા લાઇસન્સ ધરાવતા ઉપકરણો માટે હાનિકારક હસ્તક્ષેપ રક્ષણ વધારવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યું છે. IEEE P802.22.2 એ IEEE 802.22 સિસ્ટમોના સ્થાપન અને જમાવટ માટે ભલામણ કરાયેલ પ્રથા છે. IEEE 802.22 WG એ IEEE 802 LAN/MAN ધોરણો સમિતિનું કાર્યકારી જૂથ છે જે 802.22 ધોરણ લખવા માટે ચાર્ટર્ડ કરવામાં આવ્યું હતું. બે 802.22 કાર્ય જૂથો (TG1 અને TG2) અનુક્રમે 802.22.1 અને 802.22.2 લખી રહ્યા છે. મે 2004માં યુ. એસ. ફેડરલ કોમ્યુનિકેશન્સ કમિશન (એફસીસી) દ્વારા બહાર પાડવામાં આવેલી સૂચિત નિયમો બનાવવાની સૂચના (એનપીઆરએમ) ના જવાબમાં, ઓક્ટોબર 2004માં વાયરલેસ રિજનલ એરિયા નેટવર્ક્સ પર IEEE 802.22 કાર્યકારી જૂથની રચના કરવામાં આવી હતી. તેનો પ્રોજેક્ટ, ઔપચારિક રીતે સ્ટાન્ડર્ડ ફોર વાયરલેસ રિજનલ એરિયા નેટવર્ક્સ (WRAN) તરીકે ઓળખાય છે-ચોક્કસ જરૂરિયાતો-ભાગ 22: કોગ્નિટિવ વાયરલેસ RAN મીડિયમ એક્સેસ કંટ્રોલ (MAC) અને ફિઝિકલ લેયર (PHY) સ્પષ્ટીકરણોઃ ટીવી બેન્ડમાં કામગીરી માટેની નીતિઓ અને પ્રક્રિયાઓ સુસંગત, રાષ્ટ્રીય ફિક્સ્ડ પોઇન્ટ-ટુ-મલ્ટિપૉઇન્ટ WRANના નિર્માણ પર કેન્દ્રિત છે જે 54 અને 862 મેગાહર્ટઝની વચ્ચે UHF/VHF ટીવી બેન્ડનો ઉપયોગ કરશે. IEEE 802.22 માં સંદેશાવ્યવહાર માટે ચોક્કસ ટીવી ચેનલો તેમજ આ ચેનલોના ગાર્ડ બેન્ડનો ઉપયોગ કરવાની યોજના છે. ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્ડ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ એન્જિનિયર્સ (આઇ. ઇ. ઇ. ઇ.) એ એફ. સી. સી. સાથે મળીને ઉપલબ્ધ સ્પેક્ટ્રમની શોધ માટે કેન્દ્રિત અભિગમ અપનાવ્યો હતો. ખાસ કરીને દરેક બેઝ સ્ટેશન (બીએસ) જીપીએસ રીસીવરથી સજ્જ હશે જે તેની સ્થિતિની જાણ કરવાની મંજૂરી આપશે. આ માહિતી કેન્દ્રીકૃત સર્વરોને પરત મોકલવામાં આવશે (યુએસએમાં તેનું સંચાલન એફસીસી દ્વારા કરવામાં આવશે), જે બીએસના ક્ષેત્રમાં ઉપલબ્ધ મફત ટીવી ચેનલો અને ગાર્ડ બેન્ડ વિશેની માહિતી સાથે પ્રતિક્રિયા આપશે. અન્ય દરખાસ્તો માત્ર સ્થાનિક સ્પેક્ટ્રમ સેન્સિંગને મંજૂરી આપશે, જ્યાં બી. એસ. પોતે નક્કી કરશે કે સંચાર માટે કઈ ચેનલો ઉપલબ્ધ છે. આ બે અભિગમોનું સંયોજન પણ કલ્પના કરવામાં આવે છે. જે ઉપકરણો ટીવી વ્હાઇટ સ્પેસ બેન્ડ (ટીવીડબ્લ્યુએસ) માં કામ કરશે તે મુખ્યત્વે બે પ્રકારના હશેઃ સ્થિર અને વ્યક્તિગત/પોર્ટેબલ. સ્થિર ઉપકરણોમાં એમ્બેડેડ જી. પી. એસ. ઉપકરણ સાથે ભૌગોલિક સ્થાન ક્ષમતા હશે. ટીવીડબલ્યુએસમાં કાર્યરત વિસ્તારમાં અન્ય ટ્રાન્સમીટરને ઓળખવા માટે સ્થિર ઉપકરણો કેન્દ્રીય ડેટાબેઝ સાથે પણ વાતચીત કરે છે. હસ્તક્ષેપ ટાળવા માટે FCC અને IEEE દ્વારા સૂચવવામાં આવેલા અન્ય પગલાંઓમાં ડાયનેમિક સ્પેક્ટ્રમ સેન્સિંગ અને ડાયનેમિક પાવર કંટ્રોલનો સમાવેશ થાય છે. WRAN ટોપોલોજીનું વિહંગાવલોકન 802.22 ધોરણના પ્રારંભિક ડ્રાફ્ટ્સ સ્પષ્ટ કરે છે કે નેટવર્કએ પોઇન્ટ ટુ મલ્ટિપોઇન્ટ બેસિસ (P2MP) માં કામ કરવું જોઈએ. આ પ્રણાલી બેઝ સ્ટેશનો (બીએસ) અને ગ્રાહક-પરિસર ઉપકરણો (સીપીઈ) દ્વારા બનાવવામાં આવશે. સીપીઈને વાયરલેસ લિંક દ્વારા બીએસ સાથે જોડવામાં આવશે. બી. એસ. તેની સાથે જોડાયેલા તમામ સી. પી. ઈ. માટે મધ્યમ પ્રવેશને નિયંત્રિત કરશે. WRAN બેઝ સ્ટેશનોની એક મુખ્ય વિશેષતા એ છે કે તેઓ જ્ઞાનાત્મક સંવેદના કરવા માટે સક્ષમ હશે. આ એ છે કે સી. પી. ઈ. સ્પેક્ટ્રમને સેન્સ કરશે અને બી. એસ. ને સમયાંતરે અહેવાલો મોકલશે કે તેઓ શું સમજે છે. બીએસ, એકત્રિત કરેલી માહિતી સાથે, મૂલ્યાંકન કરશે કે શું વપરાયેલી ચેનલમાં ફેરફાર જરૂરી છે, અથવા તેનાથી વિપરીત, જો તે એક જ ચેનલમાં પ્રસારિત અને પ્રાપ્ત થતો રહેવો જોઈએ. પી. એચ. વાય. સ્તરનો અભિગમ પી. એચ. વાય. સ્તર વિવિધ પરિસ્થિતિઓને અનુકૂળ થવામાં સક્ષમ હોવું જોઈએ અને પ્રસારણમાં ભૂલો વિના અથવા ક્લાયન્ટ્સ (સી. પી. ઇ.) ગુમાવ્યા વિના એક ચેનલથી બીજી ચેનલ પર કૂદકો મારવા માટે પણ લવચીક હોવું જરૂરી છે. બેન્ડવિડ્થ, મોડ્યુલેશન અને કોડિંગ યોજનાઓને ગતિશીલ રીતે સમાયોજિત કરવામાં સક્ષમ થવા માટે પણ આ લવચીકતા જરૂરી છે. OFDMA એ અપ અને ડાઉનલિંક્સમાં ટ્રાન્સમિશન માટેની મોડ્યુલેશન યોજના હશે. OFDMA સાથે BS અને CPE માટે જરૂરી આ ઝડપી અનુકૂલન હાંસલ કરવું શક્ય બનશે. માત્ર એક ટીવી ચેનલનો ઉપયોગ કરીને (એક ટીવી ચેનલની બેન્ડવિડ્થ 6 મેગાહર્ટઝની હોય છે; કેટલાક દેશોમાં તે 7 અથવા 8 મેગાહર્ટઝની હોઈ શકે છે) 30 કિમીના અંતરે અંદાજિત મહત્તમ બિટ દર 19 મેગાબિટ/સેકન્ડ છે. હાંસલ કરેલી ઝડપ અને અંતર ધોરણની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે પૂરતું નથી. ચેનલ બોન્ડિંગ આ સમસ્યાનું સમાધાન કરે છે. ચેનલ બોન્ડિંગમાં Tx/Rx માટે એકથી વધુ ચેનલનો ઉપયોગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આ સિસ્ટમને વધુ બેન્ડવિડ્થ રાખવાની મંજૂરી આપે છે જે વધુ સારી સિસ્ટમ કામગીરીમાં પ્રતિબિંબિત થશે. MAC સ્તરનો અભિગમ આ સ્તર જ્ઞાનાત્મક રેડિયો ટેકનોલોજી પર આધારિત હશે. તેને વર્ણપટને સમજીને પર્યાવરણમાં થતા ફેરફારોને ગતિશીલ રીતે સ્વીકારવામાં પણ સક્ષમ બનવાની જરૂર છે. મેક સ્તરમાં બે માળખાઓ હશેઃ ફ્રેમ અને સુપરફ્રેમ. એક સુપરફ્રેમની રચના ઘણી ફ્રેમ્સ દ્વારા કરવામાં આવશે. સુપરફ્રેમમાં સુપરફ્રેમ કંટ્રોલ હેડર (એસસીએચ) અને પ્રસ્તાવના હશે. આને બીએસ દ્વારા દરેક ચેનલમાં મોકલવામાં આવશે કે જે પ્રસારિત કરવું શક્ય છે અને દખલગીરીનું કારણ નથી. જ્યારે CPE ચાલુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે સ્પેક્ટ્રમને સમજશે, કઈ ચેનલો ઉપલબ્ધ છે તે શોધશે અને BS સાથે જોડવા માટે તમામ જરૂરી માહિતી પ્રાપ્ત કરશે. સીપીઈ દ્વારા બે અલગ અલગ પ્રકારના સ્પેક્ટ્રમ માપન કરવામાં આવશેઃ ઇન-બેન્ડ અને આઉટ-ઓફ-બેન્ડ. ઇન-બેન્ડ માપનમાં બી. એસ. અને સી. પી. ઈ. દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી વાસ્તવિક ચેનલને સમજવામાં આવે છે. આઉટ-ઓફ-બેન્ડ માપનમાં બાકીની ચેનલોને સંવેદનામાં સમાવવામાં આવશે. એમ. એ. સી. સ્તર બે અલગ અલગ પ્રકારના સેન્સિંગ ઇન-બેન્ડ અથવા આઉટ-ઓફ-બેન્ડ માપનમાં કરશેઃ ફાસ્ટ સેન્સિંગ અને ફાઇન સેન્સિંગ. ફાસ્ટ સેન્સિંગમાં ચેનલ દીઠ 1 એમ. એસ. ની ઝડપે સેન્સિંગનો સમાવેશ થાય છે. આ સંવેદના CPE દ્વારા કરવામાં આવે છે અને BS અને BS તમામ માહિતી એકત્રિત કરશે અને નક્કી કરશે કે કંઈક નવું કરવાનું છે કે નહીં. ફાઇન સેન્સિંગમાં વધુ સમય લાગે છે (ચેનલ દીઠ આશરે 25 એમએસ અથવા વધુ) અને તેનો ઉપયોગ અગાઉની ફાસ્ટ સેન્સિંગ મિકેનિઝમના પરિણામના આધારે થાય છે. આ સેન્સિંગ મિકેનિઝમ્સનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે એ ઓળખવા માટે થાય છે કે ત્યાં કોઈ ઇન્સિડન્ટ ટ્રાન્સમિટિંગ છે કે નહીં, અને જો તેમાં દખલ કરવાનું ટાળવાની જરૂર હોય તો. વિશ્વસનીય સંવેદના કરવા માટે, ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ સિંગલ ફ્રિક્વન્સી બેન્ડ પર મૂળભૂત ઓપરેશન મોડમાં ("સાંભળો-પહેલાં-વાત" મોડ) વ્યક્તિએ શાંત સમય ફાળવવો પડે છે, જેમાં કોઈ ડેટા ટ્રાન્સમિશનની મંજૂરી નથી. માહિતી પ્રસારણમાં આવા સમયાંતરે વિક્ષેપ જ્ઞાનાત્મક રેડિયો પ્રણાલીઓના ક્યુ. ઓ. એસ. ને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. આ મુદ્દાને ડાયનેમિક ફ્રિક્વન્સી હોપિંગ (DFH) તરીકે ઓળખાતા IEEE 802.22 માં પ્રસ્તાવિત વૈકલ્પિક ઓપરેશન મોડ દ્વારા સંબોધવામાં આવે છે જ્યાં WRAN સિસ્ટમોનું ડેટા ટ્રાન્સમિશન કોઈપણ વિક્ષેપ વિના સ્પેક્ટ્રમ સેન્સિંગ સાથે સમાંતર કરવામાં આવે છે. એન્ક્રિપ્શન, પ્રમાણીકરણ અને અધિકૃતતા માત્ર AES-GCM પ્રમાણિત એન્ક્રિપ્શન સાઇફર અલ્ગોરિધમને ટેકો આપે છે. EAP-TLS અથવા EAP-TTLS નો ઉપયોગ પ્રમાણીકરણ અને એન્ક્રિપ્શન કી વ્યુત્પત્તિ માટે થવો જોઈએ. IEEE 802.22 એક X.509v3 પ્રમાણપત્ર રૂપરેખા વ્યાખ્યાયિત કરે છે જે ઉપકરણ ઉત્પાદક, MAC સરનામું અને FCC ID (અનુક્રમે ઉત્પાદક/સેવા પ્રદાતા પ્રમાણપત્ર, CPE પ્રમાણપત્ર અને BS પ્રમાણપત્ર) જેવી માહિતીના આધારે ઉપકરણોના પ્રમાણીકરણ અને અધિકૃતતા માટે વિસ્તરણોનો ઉપયોગ કરે છે. આ એક પ્રકારના ગ્રાહક લોક-ઇન માટે પરવાનગી આપી શકે છે જ્યાં નેટવર્ક પ્રદાતાઓ એવા ઉપકરણોની નેટવર્ક ઍક્સેસને નકારી કાઢે છે જેની નેટવર્ક પ્રદાતાઓની પસંદગીના ઉત્પાદકો દ્વારા તપાસ કરવામાં આવી નથી (એટલે કે. આધુનિક સેલ્યુલર નેટવર્કમાં સિમ લોક અને કેબલ નેટવર્કમાં DOCSIS "પ્રમાણપત્ર પરીક્ષકો" થી વિપરીત, ઉપકરણ પાસે X.509 પ્રમાણપત્રની ખાનગી કી હોવી આવશ્યક છે, જેમાં ઉત્પાદક પ્રમાણપત્ર સત્તાધિકારી (CA) ને વિશ્વાસની સાંકળ હોવી જોઈએ, જે નેટવર્ક પ્રદાતા સ્વીકારશે. 802.22 ઉપરાંત, IEEE એ અન્ય વ્હાઇટ સ્પેસ કોગ્નિટિવ રેડિયો સ્ટાન્ડર્ડ, 802.11af ને પ્રમાણિત કર્યું છે. જ્યારે 802.22 એ વાયરલેસ પ્રાદેશિક ક્ષેત્ર નેટવર્ક (WRAN) પ્રમાણભૂત છે, ત્યારે 100 કિમી સુધીની રેન્જ માટે, 802.11af એ 1 કિમી સુધીની રેન્જ માટે રચાયેલ વાયરલેસ LAN પ્રમાણભૂત છે. 802.22 અને 802.11af ધોરણો વચ્ચેનું સહઅસ્તિત્વ કેન્દ્રિય અથવા વિતરિત રીતભાતમાં અને વિવિધ સહઅસ્તિત્વ તકનીકોના આધારે અમલમાં મૂકી શકાય છે. આઇ. ઇ. ઇ. ઇ. <આઇ. ડી. 1> પણ જુઓ, જે ટીવી વ્હાઇટ સ્પેસમાં વાયરલેસ લેન માટેનું પ્રમાણભૂત છે જિયોલોકેશન ડેટાબેઝ સ્પેક્ટ્રમ સેન્સિંગ કેવી રીતે થાય છે સંદર્ભો આઇ. ઇ. ઇ. ઇ. 802 વાયરલેસ નેટવર્કિંગ ધોરણો