Banda zabalerako eta mugikortasunerako komunikazio sareen garapenarekin batera, zuntz optikoko haririk gabeko komunikazio sistemak (ROF) zuntz optikoko komunikazioa eta haririk gabeko komunikazioa integratzen ditu, banda zabalaren eta zuntz optikoko lerroen interferentziaren aurkako abantailei eta haririk gabeko komunikazioari. . Ezaugarri eroso eta malguak jendearen banda zabalaren eskaerari erantzuten diote. Hasierako ROF teknologia maiztasun handiko haririk gabeko transmisio zerbitzuak eskaintzera bideratu zen batez ere, hala nola uhin milimetrikoko zuntz optikoko transmisioa. ROF teknologiaren garapenarekin eta heldutasunarekin, jendea kablezko eta haririk gabeko transmisio sare hibridoak aztertzen hasi ziren, hau da, zuntz optikoko haririk gabeko komunikazio-sistemak (ROF) aldi berean kable eta hari gabeko zerbitzuak eskaintzen dituzten sistemak aztertzen. Irrati-komunikazioen garapen azkarrarekin, espektro-baliabideen eskasia gero eta nabarmenagoa da. Nola hobetu espektroaren erabilera haririk gabeko baliabide mugatuen baldintzapean, espektro-baliabideen eskaintzaren eta eskariaren arteko kontraesana arintzeko komunikazio-eremuan konpondu beharreko arazoa bihurtu da. Irrati kognitiboa (CR) espektroa partekatzeko teknologia adimenduna da. Espektro-baliabideen erabilera eraginkortasunez hobetu dezake baimendutako espektroaren "bigarren mailako erabilera"ren bidez, eta komunikazioen alorreko ikerketa gune bihurtu da. 802.11 haririk gabeko tokiko sarean [1], 802.16 metropoli-eremuko sarea [2] eta 3G mugikorreko komunikazio sarea [3] sistemaren gaitasuna hobetzeko irrati kognitiboen teknologiaren aplikazioa aztertzen hasi dira, eta aplikazioaren aplikazioa aztertzen hasi dira. ROF teknologia negozio-seinale ezberdinen transmisio mistoa lortzeko[4]. Irrati-oinarritutako zuntz optikoko haririk gabeko komunikazio-sare kognitiboak kable bidezko eta hari gabeko seinaleak transmititzen dituztenak dira etorkizuneko komunikazio-sareen garapen-joera. Irrati-teknologia kognitiboan oinarritutako ROF transmisio hibridoaren sistemak erronka berri asko ditu, hala nola, sare-arkitekturaren diseinua, geruzen protokoloaren diseinua, zerbitzu anitzetan oinarritutako kablezko eta haririk gabeko seinale modulatuak sortzea, sarearen kudeaketa eta seinale modulatuen identifikazioa.
1 Irrati-teknologia kognitiboa
Irrati kognitiboa espektroaren gabezia eta espektroaren azpierabilera konpontzeko modu eraginkorra da. Irrati kognitiboa hari gabeko komunikazio sistema adimenduna da. Inguruko ingurunearen espektro-erabilera hautematen du eta bere parametroak moldatzen ditu erabilera eraginkorra lortzen ikasiz. Espektro baliabideak eta komunikazio fidagarria. Irrati kognitiboaren aplikazioa funtsezko teknologia da esleipen finkotik esleipen dinamikorako espektro baliabidea gauzatzeko. Irrati-sistema kognitiboan, erabiltzaile baimendu bat (edo erabiltzaile nagusi bihurtzeko) erabiltzaile esklabo baten (edo CR erabiltzaile) interferentziatik babesteko, espektro-sentsorearen funtzioa erabiltzaile baimendu bat dagoen ala ez hautematea da. Irrati kognitiboen erabiltzaileek maiztasun-banda aldi baterako erabil dezakete baimendutako erabiltzaileak erabiltzen duen maiztasun-banda erabiltzen ez dela kontrolatzen denean. Baimendutako erabiltzailearen maiztasun-banda erabiltzen ari dela kontrolatzen denean, CR erabiltzaileak baimendutako erabiltzaileari kanala askatzen dio, horrela CR erabiltzaileak baimendutako erabiltzailearekin oztoporik ez duela bermatuz. Beraz, hari gabeko komunikazio sare kognitiboak ezaugarri nabarmen hauek ditu: (1) Erabiltzaile nagusiak lehentasun osoa du kanalera sartzeko. Alde batetik, baimendutako erabiltzaileak kanala okupatzen ez duenean, bigarren mailako erabiltzaileak inaktiboko kanalera sartzeko aukera du; lehen erabiltzailea berriro agertzen denean, bigarren mailako erabiltzaileak garaiz irten behar du erabiltzen ari den kanaletik eta kanala erabiltzaile nagusiari itzuli beharko dio. Bestalde, erabiltzaile nagusiak kanala okupatzen duenean, erabiltzaile esklaboa kanalera sar daiteke erabiltzaile nagusiaren zerbitzu-kalitatean eragin gabe. (2) CR komunikazio terminalak pertzepzio, kudeaketa eta doikuntza funtzioak ditu. Lehenik eta behin, CR komunikazio terminalak maiztasun-espektroa eta kanal-ingurunea hauteman ditzake lan-ingurunean, eta espektro-baliabideak partekatzea eta esleitzea zehaztu dezake arau batzuen arabera detekzio-emaitzen arabera; bestetik, CR komunikazio terminalak lan-parametroak sarean doitzeko gaitasuna du, hala nola aldatzea Transmisio-parametroak, hala nola eramaile-maiztasuna eta modulazio-metodoa, inguruneko aldaketetara egokitu daitezke. Haririk gabeko komunikazio sare kognitiboetan, espektro sentsazioa funtsezko teknologia da. Espektroaren sentsazio-algoritmoen artean erabili ohi dira energia-detekzioa, iragazki parekatua detektatzeko eta ezaugarri zikloestazionarioak hautemateko metodoak. Metodo hauek beren abantailak eta desabantailak dituzte. Algoritmo hauen errendimendua lortutako aldez aurretiko informazioaren araberakoa da. Dauden espektro-detektatzeko algoritmoak hauek dira: iragazkia parekatua, energia-detektagailua eta ezaugarriak detektatzeko metodoak. Parekatzen den iragazkia seinale nagusia ezagutzen denean soilik aplika daiteke. Seinale nagusia ezezaguna den egoeran aplika daiteke energia-detektagailua, baina bere errendimendua okertu egiten da detektatzeko denbora laburra erabiltzen denean. Ezaugarri detektagailuaren ideia nagusia seinalearen ziklo-estazionaltasuna erabiltzea da korrelazio espektralaren funtzioaren bidez detektatzeko. Zarata seinale geldikor zabala da eta ez du korrelaziorik, modulatutako seinalea korrelazionatua eta zikloestazionarioa den bitartean. Beraz, korrelazio espektralaren funtzioak zarataren energia eta seinale modulatuaren energia bereiz ditzake. Zarata ziurgabeko ingurune batean, ezaugarri-detektagailuaren errendimendua hobea da energia-detektagailuarena baino. Ezaugarri detektagailuaren errendimendua seinale-zarata erlazio baxuan mugatua da, konplexutasun konputazional handia du eta behaketa denbora luzea behar du. Horrek CR sistemaren datu-transmisioa murrizten du. Hari gabeko komunikazio teknologiaren garapenarekin, espektro-baliabideak gero eta tentsio handiagoak dira. CR teknologiak arazo hau arin dezakeenez, CR teknologiari arreta jarri zaio hari gabeko komunikazio sareetan, eta hari gabeko komunikazio sareen estandar askok irrati teknologia kognitiboa sartu dute. Esaterako, IEEE 802.11, IEEE 802.22 eta IEEE 802.16h. 802.16h akordioan, espektro-hautaketa dinamikoaren eduki garrantzitsu bat dago WiMAXek irrati- eta telebista-maiztasun-banden erabilera errazteko, eta bere oinarria espektro-sentsore teknologia da. Haririk gabeko tokiko sareetarako IEEE 802.11h nazioarteko estandarrean, bi kontzeptu garrantzitsu sartu dira: espektroaren hautaketa dinamikoa (DFS) eta transmisio potentziaren kontrola (TPC), eta irrati kognitiboa haririk gabeko sare lokaletan aplikatu da. 802.11y estandarrean, maiztasun-zatiketa ortogonalaren multiplexazioa (OFDM) teknologia erabiltzen da banda-zabalera aukera ugari eskaintzeko, eta horrek banda-zabalera azkar aldatzeko aukera izan dezake. WLAN (haririk gabeko sare lokala) sistemek OFDMren ezaugarriak aprobetxatu ditzakete saihesteko banda zabalera egokituz eta potentzia-parametroak transmitituz. Oztopatu maiztasun-banda honetan lan egiten duten beste erabiltzaile batzuekin. Zuntz optikoko haririk gabeko sistemak zuntz optikoko komunikazio banda zabalaren abantailak eta hari gabeko komunikazioaren ezaugarri malguak dituenez, oso erabilia izan da. Azken urteotan, zuntz optikoko irrati-maiztasuneko WLAN seinale kognitiboen transmisioak arreta erakarri du. Literaturaren egileak [5-6] proposatu zuen ROF sistema irrati-seinale kognitiboak arkitekturaren azpian transmititzen direla, eta simulazio-esperimentuek sarearen errendimendua hobetu egin dela erakusten dute.
2 ROF-n oinarritutako zuntz optiko hibridoa haririk gabeko transmisio-sistemaren arkitektura
Bideo-transmisiorako multimedia-zerbitzuen beharrei erantzuteko, sortzen ari den zuntz-etxera (FFTH) banda zabaleko sarbiderako teknologiarik handiena bihurtuko da, eta sare optiko pasiboa (PON) arretaren ardatz bihurtu da behin iristen denean. kanpora. PON sarean erabiltzen diren gailuak gailu pasiboak direnez, ez dute elikadura-hornidura behar, kanpoko interferentzia elektromagnetikoen eta tximistaren eraginaren aurrean immunea izan daiteke, zerbitzuen transmisio gardena lor dezakete eta sistemaren fidagarritasun handia dute. PON sareek, batez ere, denbora-zatiketa multiplexatzeko sare optiko pasiboak (TDM-PON) eta uhin-luzera zatitzeko sare optiko pasiboak (WDM-PON) biltzen dituzte. TDM-PON-ekin alderatuta, WDM-PON erabiltzaileen banda-zabalera esklusiboaren eta segurtasun handiko ezaugarriak ditu, etorkizunean sarbide optikoko sare potentzialena bihurtuz. 1. irudiak WDM-PON sistemaren bloke-diagrama erakusten du.