Uban sa pag-uswag sa mga network sa komunikasyon padulong sa broadband ug paglihok, ang optical fiber wireless communication system (ROF) naghiusa sa optical fiber communication ug wireless nga komunikasyon, nga naghatag og bug-os nga pagdula sa mga bentaha sa broadband ug anti-interference sa optical fiber lines, ingon man wireless nga komunikasyon . Ang kasayon ug flexible nga mga bahin nagtagbo sa panginahanglan sa mga tawo alang sa broadband. Ang unang teknolohiya sa ROF nag-una nga gipahinungod sa paghatag og high-frequency wireless transmission services, sama sa millimeter wave optical fiber transmission. Sa pag-uswag ug pagkahamtong sa teknolohiya sa ROF, ang mga tawo nagsugod sa pagtuon sa hybrid wired ug wireless transmission network, nga mao, optical fiber wireless communication (ROF) nga mga sistema nga naghatag og wired ug wireless nga mga serbisyo sa samang higayon. Sa paspas nga pag-uswag sa mga komunikasyon sa radyo, ang kakulang sa mga kapanguhaan sa spectrum nahimong labi ug labi ka prominente. Sa unsa nga paagi sa pagpalambo sa spectrum paggamit sa ilalum sa kahimtang sa limitado nga wireless nga mga kapanguhaan aron sa paghupay sa panagsumpaki tali sa suplay ug sa panginahanglan sa spectrum nga mga kapanguhaan nahimong usa ka problema nga masulbad sa natad sa komunikasyon. Ang Cognitive radio (CR) usa ka intelihenteng teknolohiya sa pagpaambit sa spectrum. Kini epektibo nga makapauswag sa paggamit sa spectrum resources pinaagi sa "secondary use" sa awtorisado nga spectrum, ug nahimong research hotspot sa natad sa komunikasyon. Sa 802.11 wireless local area network [1], 802.16 metropolitan area network [2] ug 3G mobile communication network [3] nagsugod sa pagtuon sa paggamit sa cognitive radio technology aron mapalambo ang kapasidad sa sistema, ug nagsugod sa pagtuon sa paggamit sa Ang teknolohiya sa ROF aron makab-ot ang nagkasagol nga transmission sa lainlaing mga signal sa negosyo [4]. Ang cognitive radio-based optical fiber wireless communication networks nga nagpadala sa wired ug wireless signals mao ang development trend sa umaabot nga communication networks. Ang hybrid transmission ROF system base sa cognitive radio technology nag-atubang ug daghang bag-ong mga hagit, sama sa network architecture design, layer protocol design, generation of wired ug wireless modulated signals base sa multiple services, network management, ug pag-ila sa modulated signals.
1 Cognitive nga teknolohiya sa radyo
Ang cognitive radio usa ka epektibo nga paagi aron masulbad ang kakulang sa spectrum ug ang underutilization sa spectrum. Ang cognitive radio usa ka intelihente nga wireless nga sistema sa komunikasyon. Gibati niini ang paggamit sa spectrum sa palibot nga palibot ug gipahiangay ang kaugalingon nga mga parameter pinaagi sa pagkat-on aron makab-ot ang epektibo nga paggamit. Mga kapanguhaan sa spectrum ug kasaligan nga komunikasyon. Ang aplikasyon sa cognitive radio usa ka yawe nga teknolohiya aron maamgohan ang spectrum nga kapanguhaan gikan sa pirmi nga alokasyon hangtod sa dinamikong alokasyon. Sa cognitive radio system, aron mapanalipdan ang usa ka awtorisado nga tiggamit (o mahimong usa ka master user) gikan sa pagpanghilabot gikan sa usa ka ulipon nga tiggamit (o CR user), ang function sa spectrum sensing mao ang pagtan-aw kung adunay usa ka awtorisado nga tiggamit. Ang mga tiggamit sa radyo sa panghunahuna mahimong temporaryo nga mogamit sa frequency band kung kini gibantayan nga ang frequency band nga gigamit sa awtorisado nga tiggamit wala gigamit. Kung gibantayan nga ang frequency band sa awtorisado nga tiggamit gigamit, ang CR user nagpagawas sa channel sa awtorisado nga tiggamit, sa ingon nagsiguro nga ang CR nga tiggamit dili makabalda sa awtorisado nga tiggamit. Busa, ang cognitive wireless communication network adunay mga mosunod nga mahinungdanong bahin: (1) Ang nag-unang tiggamit adunay hingpit nga prayoridad sa pag-access sa channel. Sa usa ka bahin, kung ang awtorisado nga tiggamit wala mag-okupar sa channel, ang ikaduha nga tiggamit adunay higayon nga maka-access sa idle channel; sa diha nga ang nag-unang tiggamit mipakita pag-usab, ang ikaduha nga tiggamit kinahanglan nga mogawas sa channel nga gigamit sa panahon ug ibalik ang channel ngadto sa nag-unang tiggamit. Sa laing bahin, kung ang master user ang nag-okupar sa channel, ang ulipon nga user maka-access sa channel nga dili makaapekto sa kalidad sa serbisyo sa master user. (2) Ang terminal sa komunikasyon sa CR adunay mga gimbuhaton sa pagsabot, pagdumala ug pag-adjust. Una, ang terminal sa komunikasyon sa CR mahimong makamatikod sa frequency spectrum ug channel environment sa working environment, ug matino ang pagpaambit ug alokasyon sa spectrum resources sumala sa pipila ka lagda sumala sa resulta sa detection; sa laing bahin, ang CR communication terminal adunay abilidad sa pag-adjust sa working parameters online, sama sa pag-usab Ang transmission parameters sama sa carrier frequency ug modulation method mahimong mopahiangay sa mga kausaban sa palibot. Sa cognitive wireless communication networks, ang spectrum sensing usa ka yawe nga teknolohiya. Ang kasagarang gigamit nga spectrum sensing algorithm naglakip sa energy detection, matched filter detection, ug cyclostationary feature detection method. Kini nga mga pamaagi adunay kaugalingon nga mga bentaha ug disbentaha. Ang paghimo niini nga mga algorithm nagdepende sa naunang impormasyon nga nakuha. Ang kasamtangan nga spectrum sensing algorithm mao ang: gipares nga filter, energy detector ug feature detector nga mga pamaagi. Ang gipares nga filter mahimo lamang magamit kung ang panguna nga signal nahibal-an. Ang detektor sa enerhiya mahimong magamit sa sitwasyon diin ang panguna nga signal wala mahibal-an, apan ang pasundayag niini nagkagrabe kung gigamit ang usa ka mubo nga oras sa pag-sensing. Tungod kay ang panguna nga ideya sa feature detector mao ang paggamit sa cyclostationarity sa signal aron mahibal-an pinaagi sa spectral correlation function. Ang kasaba kay usa ka halapad nga stationary signal ug walay correlation, samtang ang modulated signal kay correlated ug cyclostationary. Busa, ang spectral correlation function mahimong makaila sa kusog sa kasaba ug sa kusog sa modulated signal. Sa usa ka palibot nga adunay dili sigurado nga kasaba, ang performance sa feature detector mas maayo kaysa sa energy detector. Ang pasundayag sa feature detector ubos sa ubos nga signal-to-noise ratio limitado, adunay taas nga computational complexity, ug nagkinahanglan og taas nga oras sa obserbasyon. Gipamenos niini ang data throughput sa CR system. Uban sa pag-uswag sa wireless nga teknolohiya sa komunikasyon, ang mga kahinguhaan sa spectrum nahimong mas ug mas tensiyonado. Tungod kay ang teknolohiya sa CR makapahupay niini nga problema, ang teknolohiya sa CR nahatagan ug pagtagad sa mga wireless nga network sa komunikasyon, ug daghang mga sumbanan sa wireless nga komunikasyon sa network ang nagpaila sa teknolohiya sa radyo sa panghunahuna. Sama sa IEEE 802.11, IEEE 802.22 ug IEEE 802.16h. Sa 802.16h nga kasabutan, adunay importante nga sulod sa dinamikong pagpili sa spectrum aron mapadali ang paggamit sa WiMAX sa radio ug telebisyon frequency bands, ug ang pundasyon niini mao ang spectrum sensing technology. Sa IEEE 802.11h international standard alang sa wireless local area networks, duha ka importanteng konsepto ang gipaila: dynamic spectrum selection (DFS) ug transmit power control (TPC), ug ang cognitive radio gipadapat sa wireless local area networks. Sa 802.11y standard, ang orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) nga teknolohiya gigamit sa paghatag og lain-laing mga opsyon sa bandwidth, nga makab-ot ang paspas nga bandwidth switching. Ang mga sistema sa WLAN (wireless local area network) makapahimulos sa mga kinaiya sa OFDM aron malikayan ang paglikay pinaagi sa pag-adjust sa bandwidth ug pagpasa sa mga parameter sa kuryente. Manghilabot sa ubang mga tiggamit nga nagtrabaho niini nga frequency band. Tungod kay ang optical fiber wireless nga sistema adunay mga bentaha sa lapad nga optical fiber nga bandwidth sa komunikasyon ug ang flexible nga mga kinaiya sa wireless nga komunikasyon, kini kaylap nga gigamit. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang transmission sa radio frequency cognitive WLAN signal sa optical fiber nakadani sa pagtagad. Gisugyot sa tagsulat sa literatura [5-6] nga ang sistema sa ROF Ang mga signal sa radyo sa Cognitive gipasa sa ilawom sa arkitektura, ug ang mga eksperimento sa simulation nagpakita nga ang pasundayag sa network gipauswag.
2 ROF-based hybrid optical fiber wireless transmission system nga arkitektura
Aron matubag ang mga panginahanglanon sa mga serbisyo sa multimedia alang sa pagpasa sa video, ang mitumaw nga fiber-to-the-home (FFTH) mahimong labing katapusang teknolohiya sa pag-access sa broadband, ug ang passive optical network (PON) nahimo nga sentro sa atensyon sa higayon nga kini moabut. gawas. Tungod kay ang mga himan nga gigamit sa network sa PON mga passive device, wala sila magkinahanglan og suplay sa kuryente, mahimong immune sa impluwensya sa eksternal nga electromagnetic interference ug kilat, makab-ot ang transparent nga transmission sa mga serbisyo, ug adunay taas nga sistema nga kasaligan. Ang mga network sa PON nag-una naglakip sa time division multiplexing passive optical networks (TDM-PON) ug wavelength division multiplexing passive optical networks (WDM-PON). Kung itandi sa TDM-PON, ang WDM-PON adunay mga kinaiya sa user nga eksklusibo nga bandwidth ug taas nga seguridad, nahimong labing potensyal nga optical access network sa umaabot. Ang Figure 1 nagpakita sa block diagram sa sistema sa WDM-PON.