什么是 WRAN（无线区域网络）？

代表无线区域网络的WRAN是为农村地区、发展中国家和人口密度低的地方而设计和实现的。 IEEE 802.22 是为无线区域网络开发的标准，它使用射频 (RF) 频谱的空白空间在难以到达的区域提供广播连接。空白是频谱中未使用的部分。这是在认知无线电 (CR) 的帮助下完成的，该无线电是为无线系统设计的，可让 CPE 避免干扰和拥挤。

WRAN 在电视 (TV) 频谱中未使用的频道中执行，以在低频下获得更精细的信号传播。 WRAN 是第一个在全球范围内以较少干扰来规范有效使用未使用的电视频谱宽带的系统。

WRAN 的需求：
使用频谱所需的先决条件非常高，整个频谱的使用效率不高。从 2004 年到 2005 年的一份报告宣称，整个频谱中只有 5.2% 正在使用中，这要求设计一个能够有效使用频谱中剩余未使用频段的网络。以前的系统不足以覆盖包括农村地区在内的整个地理区域。但是，有必要为该地区的人们提供服务，因为许多国家仍处于发展中国家并且有许多农村地区。电视频谱是专门为 WRAN 选择的，因为它的空置频道很大，而且 WRAN 的设备不需要许可。所以，费用是可以承受的。

WRAN 中使用的拓扑：
IEEE 802.22 使用点对多点网络拓扑，这意味着单个基站可以为多个用户站提供服务。此设置的要求是必须安装一个基站 (BS) 和任意数量的客户端设备 (CPE)。基站控制所有射频 (RF) 活动。 BS和CPE之间的关系是主从关系。涉及的功能是射频 (RF) 感应和接收或发送信号。 RF感测由基站定期执行，报告由CPE发送到基站。根据该报告，BS 决定必须使用哪个空闲频谱信道来承载与 CPE 的通信。 CPE 设计有两个天线。一根天线用于与基站通信。另一个全向天线用于收集报告和测量结果。

WRAN 中的数据库接口模型：

WRAN中的数据库接口模型

根据规定，到 CPE 数据库的 WRAN 接口必须直接连接在基站和数据库服务之间，而不是单个 CPE 本身。这是因为基站必须找到所有 CPE 公用的空闲信道，而不是单个 CPE。

WRAN 中的注意事项：
在设计 WRAN 时需要仔细考虑两层，即 PHY 考虑和 MAC 考虑。

PHY考虑（物理考虑）：

WRAN 应该有很高的性能。它还必须具有经济和技术效率。
CPE 必须具有承受各种条件的能力，并且它们还应该具有从一个通道跳到另一个通道而没有任何传输错误的灵活性。
它必须在带宽调整、编码技术等方面具有高度的灵活性。
传输功率控制 (TPC) 和频率捷变是设计 WRAN 时的两个重要因素。

MAC 考虑（媒体访问控制）：

基站是主站，这意味着任何其他 CPE 未经基站批准不得发起或承载任何传输。
CPE 应负责识别正确的空闲信道，并应通知基站指示其存在。
基站的循环频谱感知和来自 CPE 的反馈传输必须在传输过程中继续进行，因为如果需要更改信道，可以随时执行。
基站在每帧开始时向 CPU 发送一个前导信号，以将其消息与电视广播消息区分开来。

频谱感应：
频谱感测由客户端设备 (CSP) 执行。 CSP 观察并记录射频 (RF)，以找到电视频谱中未使用的频道。

带内频谱感测：
它找到频谱中可供认知无线电用户传输的未使用信道。有两种类型，精细感应和快速感应。

精细传感：

当基站确定需要更准确的测量时，就会发生精细感测。
感应时间长达 25 – 30 毫秒。
在精细感知中，CSP 专注于感知可能是频谱（电视）的主要用户的信号。

快速感应：

传感任务执行速度很快。
使用的算法是能量检测算法。
感应时间为 1ms。

WRAN的应用：
IEEE 802.22 的主要应用是在偏远地区、农村地区或难以到达的地区提供无线宽带。 WRAN 允许访问音频和视频、语音、数据的传输，并支持服务质量 (QoS)。在农村地区，由于认知无线电的要求条件是低频传输，因此在农村地区使用低频是有效的，这在法律上被接受用于电视广播和无线麦克风。从频谱中识别出未使用的频道，然后使用卫星传送电视信号。 WRAN 广泛用于初创公司和小型企业。

WRAN的优势：

WRAN 网络的用户未经许可，这意味着 IEEE 802.22 具有成本效益。
覆盖的地理范围高于其他 IEEE 802 标准。
通过使用未使用的信道有效地使用频谱。
WRAN提供的服务范围很广，如数据、语音、视频等。
WRAN 为农村地区提供广播服务。

WRAN的缺点：

与 IEEE 802 的其他标准相比，IEEE 802.22 中的传播延迟更大。
自我共存：802.22 的重叠网络
Hidden Incumbent：CPE 能感知到但基站不能感知的频谱称为隐藏在用。 IEEE 802.22标准的增强版分别利用图着色模型和多播解决了自身共存和隐藏的现有问题。