一、IEEE 802.19工作组简介
1、概述
我们知道,IEEE 802.标准委员会(LMSC)制定有多个关于无线网络的标准,如无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线区域网(WRAN)及无线个域网(WPAN)等等。为此,这些工作于不同频段或相同频段的802无线网络及其它无线网络(如3GPP无线网络等),有的被许可(授权)有的或未被许可,那么这些网络如可共存,同时正常运行,是一个必须解决的问题。鉴于此,LMSC专门成立了IEEE 802.19工作组(WG),称为无线共存工作组(Wireless Coexistence Working Group),为非授权设备或网络的无线标准(802.11、802.15、802.16等)之间的共存制定具体的标准。
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2、任务组(TG)的设置
目前,IEEE 802.19工作组(WG)共下设了三个任务组(TG):第1任务组是“电视空白共存”任务组;第2任务组是“无线汽车共存”任务组;第3任务组是“关于在1GHz以下频带共存”任务组。各自研究制定其相应方面的无线网络共存标准,具体职责详见下表1-2。所谓共存,是指两个或多个频谱相关的设备或网络,在同一频率授权下,在同一频段内互不干扰地工作的能力。
表 1-2:IEEE 802.19工作组三个任务组的职责
二、IEEE 802.19工作组的标准情况
1、电视空白共存任务组(802.19.1)
电视空白共存任务组(802.19.1)是开展研究最早的任务组,重点是研究制定IEEE 802无线网络和设备间的共存问题,也适用于非IEEE 802网络和设备。早在2014年,802.19工作组就发布了IEEE 802.19.1-2014《IEEE信息技术标准-系统之间的电信和信息交换-局域网和城域网-特定要求-第19部分:电视空白共存方法》。该标准规定了不同电视频段设备(TVBD,Television Band Devices)与不同或独立运行的TVBD网络共存的无线电技术独立方法。目的是通过在不同或独立运行的TVBD网络和不同TVBD之间提供标准共存方法,使IEEE 802无线标准系列能够最有效地使用电视空白(TVWS)。该标准解决了IEEE 802网络和设备的共存问题,也可用于非IEEE 802网络和TVBD。所谓电视空白(TVWS,TV White Space),是指电视广播频道附近和之间的未使用的频段。
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在2017年,电视空白共存任务组(802.19.1)发布了对IEEE 802.19.1-2014标准的修订件,即802.19.1a-2017《IEEE信息技术标准-系统之间的电信和信息交换-局域网和城域网-特定要求-第19部分:电视空白共存方法-修订1:在一般授权下运行的具有地理位置功能的设备的共存方法》。此修正件定义了网络和设备之间基于网络的共存信息交换,以实现基于网络的共存管理。它规定了异构网络共存信息的收集和交换程序和协议,频谱资源测量和网络性能指标,如分组误码率,延迟等,以及捕获共存信息的信息元素和数据结构。是对IEEE 802.19.1-2014标准内容的补充。
为了标准使用上的方便,目前,IEEE 802.19工作组将802.19.1-2014和802.19.1a-2017给予了整合,在2018年发布了802.19.1-2018《IEEE信息技术标准-系统之间的电信和信息交换-局域网和城域网-特定要求-第19部分:无线网络共存方法》,此时,已将标准名称中的“电视空白共存方法”修改为“无线网络共存方法”。该标准仍然解决的是IEEE 802网络和设备的共存问题,是为在一般授权下运行的具有地理定位功能的设备定义的,例如电视空白 (TVWS)、5 GHz 免许可频段和 3.5 GHz 频段中的一般授权访问。
2、无线汽车共存任务组(802.19.2)
该任务组负责研究制定车联网中无线网络的共存方法。目前暂无发布相关标准。
3、在1GHz以下(Sub-1GHz)频段共存任务组(802.19.3)
在1GHz以下频段(Sub 1 GHz))共存任务组主要负责研究制定在低于 1 GHz 频段内运行的802无线网络(如802.11ah、802.15.4g等)的共存方法及算法。为此,其在2021年发布了802.19.3-2021《IEEE 局域网和城域网推荐实践-第 19 部分:基于 IEEE 802.11 和 IEEE 802.15.4 的系统在低于 1 GHz 频段运行的共存方法》。此推荐做法通过提供最佳实践和共存方法,使 IEEE 802.15.4g 和 IEEE Std 802.11ah 能够在免许可的 Sub-1 GHz 频段中有效运行。
欲具体了解上述网络标准情况的请进入: 802.11; 802.15
这个推荐实践的重点是基于IEEE标准802.1lah和IEEE标准802.15.4g的系统之间的共存。世界各地免领牌照业务的一个特点是,可能有许多不同的无线电系统在没有协调的情况下在相同或重叠的频带上运行。另外还可能有在同一频段中发现的其他系统,如LoRa和Sigfox,以提供共存“大局”,以帮助理解在许可豁免的Sub-1GHz频段中共存的挑战。下表2-3给出了这些系统的简介。
表 2-3:802.1lah、802.15.4g、802.15.4w、LoRa和Sigfox等系统的简介
三、IEEE 802.19标准简介
1、802.19.1-2018标准
802.19.1-2018标准解决的是IEEE 802网络和设备的共存问题,共存系统包含两个基本机制来解决电视空白空间(TVWS)或GCOs(Geolocation-Capable Object,具有地理定位功能的项目)中的空白项目(WSO,White Space Object)的共存问题:共存管理和邻居发现。共存管理是共存系统的CMs决定潜在干扰WSOs /GCOs如何有效共享一组无线电资源的机制。共存发现是CMs(共存者,Coexistence Manager)发现潜在干扰WSOs /GCOs的机制。此外,CMs从邻居发现中获得与CMs相互通信所需的邻居相关的任何信息。该标准的主要内容是由7章和7个附录所组成,其章节名称于附录名称详见下表3-1;若要详细了解该标准具体内容的请查阅下附件3-1。
表3-1:802.19.1-2018标准的目录
附件 3-1:IEEEE 802.19.1-2018《IEEE信息技术标准-系统之间的电信和信息交换-局域网和城域网-特定要求-第19部分:无线网络共存方法》
2、802.19.3-2021标准
802.19.3-2021标准指定的推荐做法是通过提供最佳实践和共存方法,使 IEEE 802.15.4g网络和 IEEE 802.11ah 网络能够在免许可的 Sub-1 GHz 频段中有效运行。为此,一般来说,共存机制可分为主动和被动两种。通过主动共存机制,发送者试图减少对其它发送者的影响。一个典型的例子是载波侦听多路访问/碰撞检测(CSMA/CA)。相反,被动共存机制试图减少其它系统对所需信号的影响。这里的一个典型例子是使用FEC的跳频系统。IEEE 802.11ah、IEEE 802.15.4g和IEEE 802.15.4w都提供主动共存机制,因为它们都提供CSMA/CA与其他复杂方案的结合。相反,像LoRa和Sigfox这样的系统不解决主动共存问题。在802.19.3-2021标准中分别给出了IEEE 802.11ah、IEEE 802.15.4g、IEEE 802.15.4w、LoRa和Sigfox等网络的共存机制,若要详细了解该标准具体规定内容的请查阅下附件3-2。该标准的主要内容是由9章和2个附录所组成,其章节名称与附录名称详见下表3-2.
附件 3-2:IEEE 802.19.3-2021《IEEE 局域网和城域网推荐实践-第 19 部分:基于 IEEE 802.11 和 IEEE 802.15.4 的系统在低于 1 GHz 频段运行的共存方法》
表 3-2:802.19.3-2021标准的目录
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