可重构无线电系统的网络架构和标准

本书内容涵盖可重构无线电系统的最新技术和标准，范围从自组织网络和认知无线电到网络和终端的可重构架构，提供了可重构无线电系统的开发、演进、技术和部署的可能未来场景的基于标准的展望。
本书适合于通信领域的高年级本科生/研究生、工程人员和研究人员，尤其适合研究无线接入系统的专家和学者。

王芳玲，具有坚实的通信技术基础和广泛的网络知识，熟悉Ether、TCP/IP、SDH、WDM、ATM等。熟悉RIP、IS-IS、OSPF等各种路由协议及相关算法等。熟悉最新的网络前沿技术和热点技术，包括NGN、IPv6、VPN、P2P、自组织网、传感器网络等。熟悉多媒体通信及处理技术。博士期间，已发表论文12篇。其中EI1篇，核心4篇；专利12项。

译者序
原书前言
第1章多无线电接入网络
1.1引言
1.2无线电移动网络
1.2.1GSM／GPRS／EDGE网络架构
1.2.2GSM／GPRS／EDGE接入网络
1.2.3UMTS／HSPA／HSPA+网络架构
1.2.4UMTS／HSPA／HSPA+接入网络
1.2.5LTE网络架构
1.2.6LTE接入网络
1.2.7LTE高级版本
1.3无线网络
1.3.1WLAN
1.3.2WMAN
1.3.3WPAN
参考文献
第2章认知无线电：概念和能力
2.1认知系统
2.2频谱感知认知无线电
2.2.1频谱感知认知特征
2.3全感知无线电介绍
参考文献
第3章3GPP标准中的自组织网络特征
3.1自组织网络
3.1.1告警
3.1.2运营支撑系统自动化
3.1.3能量节省
3.2LTE概述
3.3LTE家庭eNB
3.4LTE和自组织网络
3.4.1一个新eNB的自建立过程
3.4.2自动邻居关系管理
3.4.3eNB自优化
3.4.4能量节省管理
3.4.5自愈
参考文献
第4章IEEE802.22：基于认知无线电的第一个标准
4.1白空间
4.1.1FCC规章制度
4.1.2ECC规章制度
4.2IEEE802.22
4.2.1IEEE802.22架构
4.3IEEE802.22.1
参考文献
第5章ETSI有关可重构无线电系统的标准
5.1引言
5.2ETSI可重构无线电系统
5.2.1可重构无线电基站架构
5.2.2可重构无线电设备架构
5.2.3认知引导信道
5.2.4ETSIRRS功能架构
5.3小结
参考文献
第6章IEEE1900.4
6.1引言
6.2IEEE动态频谱接入网络标准委员会（DySPANSC）
6.3IEEE1900.4功能架构
6.3.1运营商频谱管理器实体
6.3.2网络重新配置管理器实体
6.3.3RAN重新配置控制器和RAN测量数据收集器实体
6.3.4终端设备实体
6.3.5IEEE1900.4和ETSIRRS功能架构比较
6.3.6IEEE1900.4功能架构的用例
6.4IEEE1900.4a功能架构
6.4.1白空间管理器实体
6.4.2认知基站
6.4.3终端设备实体
6.4.4IEEE1900.4a功能架构用例
6.5小结
参考文献
第7章可重构无线电系统的法规方面的挑战
7.1引言
7.2频谱管理
7.2.1动态频谱访问
7.2.2频谱管理中基于市场的方法
7.3可重构无线电系统对频谱管治的影响
7.4小结
参考文献
附录缩略语

原 书 前 言在过去10年间，网络演进涉及引入新的接入技术，其中有固定的和无线的接入技术，为所有发起和终结的服务都使用IP骨干网。固定接入网络的演进主要涉及光纤的引入，这种光纤具有点到点或无源光网络（Passive Optical Network，PON）架构。 下一代接入网络（Next Generation Access Network，NGAN）也包括无线电移动和无线接入技术，由于采用了高级的无线电特征，这些技术达到了数百Mbit/s的最大比特率。聚集所有发起和终结服务的不同接入网络都被连接到一个基于IP的骨干网，它提供具有服务质量（Quality of Service，QoS）的传输服务。 无线电接入技术（Radio Access Technology，RAT）经常通过“手工地”配置无线电参数进行管理。最近，为了优化整体无线电接入网络的性能，在多RAT网络中引入了一些通用无线电资源管理（Common Radio Resource Management，CRRM）特征。CRRM的演进以自组织网络（Selforganizing Network，SON）和认知无线电（Cognitive Radio，CR）为接入网络添加了更多的智能。SON是能够自动配置、自管理和自愈的网络。这个概念是由下一代移动网络（Next Generation Mobile Network，NGMN）的业界论坛推动的，而SON特征是3GPP标准自发行版本8开始就被引入的。 全世界正在进行无线电移动频谱的重新规划过程。在不久的将来，无线电移动频率将不再严格地与一项技术相关联，其使用将取决于用户终端、服务概要、流量请求和网络优化。 采用频谱感知认知无线电终端和网络，频谱使用将在不同无线电接入技术间得以优化。在这个语境中，新的场景正在打开不同的自由度：从一个被授权的运营商（在其网络内部使用认知无线电）的案例到增加无线电资源的高效使用，中间通过频谱使用的被授权的运营商间的协作，到非授权的认知无线电终端在一个被授权频率未充分使用的时间和区中进行操作运行的一个场景。认知无线电也为如下场景打通了道路，其中为做到频谱交换，频谱资源可以小时为单位的市场方式被管理。 在2010年12月，FCC为“白空间”的使用打开了绿灯，该空间是TV频带中的空闲频谱。白空间传输依据的是频谱感知和一个地理检测（geodetecting）数据库系统，来防止TV信号产生干扰。这是认知无线电用途的第一个范例，这意味着基于认知无线电的第一个无线标准IEEE 80222的部署。全认知无线电，其中可由一个无线节点或网络观察到的每个可能参数，都被考虑在内，在网络侧和终端侧都进行适配和网络优化，向可重构无线电系统（RRS）演进。 从2009年开始，ETSI发布了有关RRS的产品和一系列建议标准。ETSI RRS功能架构提出单一运营商和多运营商场景，具有动态频谱管理、动态自组织网络规划和管理、联合无线电资源管理和配置控制等的新实体。新实体通过标准接口进行双向通信，并与无线电终端中的其对应部分进行通信。在2009年2月，发布了可重构无线电系统的IEEE 19004标准。IEEE 19004是架构构造块的一个标准，支持在异构无线接入网络中优化的无线电资源使用进行网络设备分布式决策。 从2009年4月起，IEEE 19004工作组开始操作两个项目：19004a（IEEE 19004的修正，为白空间频带中的动态频率接入网络定义架构和接口）和190041（在异构无线网络中优化无线电资源使用而进行分布式决策的接口和协议的一个标准）。 IEEE 19004标准所提出的架构，在终端侧和网络侧引入了新的实体。在网络侧，新实体是运营商频谱管理器、RAN测量收集器、网络重构管理器和RAN重构控制器。所有的那些构造块，除了运营商频谱管理器外，在终端侧和标准化的接口中都有对应部分。 本书结构如下。 第1章给出主要无线电移动和无线系统（像GSM/GPRS/EDGE、UMTS/HSPA/HSPA+、LTE/LTE高级版、无线局域网、无线城域网和无线个域网）的概述，并描述了性能、网络架构和无线电接入技术。 第2章介绍了频谱感知认知无线电和在发送器侧与接收器侧的相关特征。描述了为避免对主要用户的干扰而在物理层处使用的技术，像在接收器侧的频谱感知和自适应调制，在发送器侧的编码和功率控制。在本章结束处介绍了全认知无线电，这部分内容在本书其他各章做了更广泛的论述。 第3章介绍自组织网络，并给出3GPP标准中引入的自组织网络特征，如LTE接入网络的自建立过程、自优化和自愈等。 第4章给出“白空间”的概念，并描述了在TV频带中的共存问题。描述了基于认知无线的第一个标准IEEE 80222的架构，并给出在物理层和MAC层的主要特征。本章结尾介绍了用于现用者的干扰保护的IEEE 802221信标系统。 第5章给出可重新配置无线电系统（Reconfigurable Radio System，RRS）的ETSI功能架构（Functional Architecture，FA）。描述了可重新配置无线电基站和可重新配置无线电设备架构及有关用例。在带内和带外可能性方面介绍了认知引导信道的概念（在认知周期内从网络到终端传递必要的信息），并给出有关范例。描述了网络侧和终端侧中功能架构的实体以及有关接口。 第6章介绍可重新配置无线电系统的IEEE 19004标准。描述了网络侧和终端侧的IEEE 19004实体及有关接口，并给出过程的范例。讲述了IEEE 19004a标准以及网络侧和终端侧的各实体和有关接口，该标准介绍了白空间频带中动态频谱接入网络的新实体。 第7章在不试图完备的条件下，给出了演进过程（这涉及从个体许可证规范的频谱排他性使用到动态频谱管理），并讨论了在本书中描述的系统如何支持动态频谱管理方法。 声明本书是完全在作者的个人时间和使用个人资源的条件下准备的。 作者与意大利HRS电信公司的隶属关系仅是用作身份识别用途。 在本书中表述的意见是作者的观点，没有必然地反映作者所在公司或标准化机构的观点。