Le leasachadh lìonraidhean conaltraidh a dh’ ionnsaigh bann-leathann agus gluasad, tha an siostam conaltraidh gun uèir snàithleach optigeach (ROF) a’ fighe a-steach conaltradh snàithleach optigeach agus conaltradh gun uèir, a’ toirt làn chluich do bhuannachdan bann-leathann agus an-aghaidh eadar-theachd loidhnichean snàithleach optigeach, a bharrachd air conaltradh gun uèir. . Bidh feartan goireasach is sùbailte a’ coinneachadh ri iarrtas dhaoine airson bann-leathann. Bha an teicneòlas ROF tràth gu sònraichte airson a bhith a’ toirt seachad seirbheisean tar-chuir gun uèir àrd-tricead, leithid tar-chuir snàithleach optigeach tonn millimeter. Le leasachadh agus inbheachd teicneòlas ROF, thòisich daoine air sgrùdadh a dhèanamh air lìonraidhean tar-chuir uèirleas agus uèirleas, is e sin, siostaman conaltraidh uèirleas optigeach (ROF) a bheir seachad seirbheisean uèirleas agus uèirleas aig an aon àm. Le leasachadh luath air conaltradh rèidio, tha gainnead ghoireasan speactram air fàs nas fhollaisiche. Tha mar a leasaicheas tu cleachdadh speactram fo chumha goireasan gun uèir cuibhrichte gus faochadh a thoirt don eadar-dhealachadh eadar solar agus iarrtas ghoireasan speactram air a thighinn gu bhith na dhuilgheadas anns an raon conaltraidh. Tha rèidio cognitive (CR) na theicneòlas roinneadh speactram tùrail. Faodaidh e leasachadh èifeachdach a dhèanamh air cleachdadh ghoireasan speactram tro “chleachdadh àrd-sgoile” de speactram ùghdarraichte, agus tha e air a thighinn gu bhith na phrìomh àite rannsachaidh ann an raon conaltraidh. Ann an lìonra sgìre ionadail gun uèir 802.11 [1], tha lìonra sgìre metropolitan 802.16 [2] agus lìonra conaltraidh gluasadach 3G [3] air tòiseachadh a ’sgrùdadh cleachdadh teicneòlas rèidio inntleachdail gus comas an t-siostam a leasachadh, agus thòisich iad a’ sgrùdadh cleachdadh an t-siostaim. Teicneòlas ROF gus tar-chuir measgaichte de dhiofar chomharran gnìomhachais a choileanadh[4]. Is e lìonraidhean conaltraidh uèirleas snàithleach optigeach stèidhichte air rèidio a bhios a’ sgaoileadh comharran uèirleas is uèirleas an gluasad leasachaidh air lìonraidhean conaltraidh san àm ri teachd. Tha mòran dhùbhlain ùra mu choinneimh an t-siostam tar-chuir tar-chinealach ROF stèidhichte air teicneòlas rèidio inntleachdail, leithid dealbhadh ailtireachd lìonra, dealbhadh protocol còmhdach, gineadh comharran modulated le sreang agus gun uèir stèidhichte air ioma-sheirbheisean, riaghladh lìonra, agus comharrachadh comharran modulated.
1 Teicneòlas rèidio inntinneil
Tha rèidio cognitive na dhòigh èifeachdach air fuasgladh fhaighinn air dìth speactram agus fo-chleachdadh speactram. Tha rèidio cognitive na shiostam conaltraidh gun uèir tuigseach. Bidh e a’ mothachadh cleachdadh speactram na h-àrainneachd mun cuairt agus ag atharrachadh a chrìochan fhèin ann an dòigh atharrachail tro bhith ag ionnsachadh gus cleachdadh èifeachdach a choileanadh. Goireasan speactram agus conaltradh earbsach. Tha cleachdadh rèidio inntleachdail na phrìomh theicneòlas gus an goireas speactram a thoirt gu buil bho riarachadh stèidhichte gu riarachadh fiùghantach. Anns an t-siostam rèidio inntleachdail, gus neach-cleachdaidh ùghdarraichte a dhìon (no a bhith na phrìomh neach-cleachdaidh) bho bhacadh bho neach-cleachdaidh tràillean (no neach-cleachdaidh CR), is e gnìomh mothachadh speactram a bhith a’ faicinn a bheil neach-cleachdaidh ùghdarraichte ann. Faodaidh luchd-cleachdaidh rèidio fiosrachail am bann tricead a chleachdadh airson ùine nuair a thathas a’ cumail sùil nach eilear a’ cleachdadh a’ chòmhlan tricead a bhios an neach-cleachdaidh ùghdarraichte a’ cleachdadh. Nuair a thathar a’ cumail sùil air gu bheil bann tricead an neach-cleachdaidh ùghdarraichte ga chleachdadh, bidh an neach-cleachdaidh CR a’ leigeil a-mach an t-sianal don neach-cleachdaidh ùghdarraichte, mar sin a’ dèanamh cinnteach nach cuir an neach-cleachdaidh CR bacadh air an neach-cleachdaidh ùghdarraichte. Mar sin, tha na feartan sònraichte a leanas aig an lìonra conaltraidh gun uèir inntinn: (1) Tha prìomhachas iomlan aig a’ phrìomh neach-cleachdaidh faighinn chun t-seanail. Air an aon làimh, nuair nach eil an neach-cleachdaidh ùghdarraichte a ’fuireach san t-sianal, tha cothrom aig an neach-cleachdaidh àrd-sgoile faighinn chun t-sianal leisg; nuair a nochdas am prìomh neach-cleachdaidh a-rithist, bu chòir don neach-cleachdaidh àrd-sgoile an t-sianal a tha ga chleachdadh fhàgail ann an àm agus an sianal a thilleadh chun phrìomh neach-cleachdaidh. Air an làimh eile, nuair a bhios am prìomh neach-cleachdaidh a’ fuireach san t-sianal, faodaidh an neach-cleachdaidh tràillean faighinn chun t-sianail gun a bhith a’ toirt buaidh air càileachd seirbheis a’ phrìomh neach-cleachdaidh. (2) Tha gnìomhan tuigse, riaghladh agus atharrachadh aig inneal-conaltraidh CR. An toiseach, is urrainn don ionad-conaltraidh CR an speactram tricead agus an àrainneachd seanail fhaicinn san àrainneachd obrach, agus co-roinn agus riarachadh ghoireasan speactram a dhearbhadh a rèir riaghailtean sònraichte a rèir nan toraidhean lorg; air an làimh eile, tha comas aig inneal-conaltraidh CR na paramadairean obrach atharrachadh air-loidhne, leithid atharrachadh Faodaidh na paramadairean tar-chuir leithid tricead giùlan agus modh atharrachaidh atharrachadh a rèir atharrachaidhean san àrainneachd. Ann an lìonraidhean conaltraidh uèirleas inntinneil, tha mothachadh speactram na phrìomh theicneòlas. Tha algorithms mothachaidh speactram a thathas a’ cleachdadh gu cumanta a’ toirt a-steach lorg lùth, lorg sìoltachain co-fhreagarrach, agus dòighean lorg feart cuairteachaidh. Tha na buannachdan agus na h-eas-bhuannachdan aca fhèin aig na modhan sin. Tha coileanadh nan algorithms sin an urra ris an fhiosrachadh a fhuaireadh roimhe. Is iad na h-algorithms mothachaidh speactram a th’ ann mar-thà: sìoltachan co-chosmhail, lorgaire lùth agus dòighean lorg feart. Chan urrainnear an sìoltachan co-fhreagarrach a chuir an sàs ach nuair a tha fios air a’ phrìomh chomharra. Faodar an lorgaire lùth a chuir an sàs anns an t-suidheachadh far nach eil fios air a’ phrìomh chomharradh, ach bidh a choileanadh a’ dol sìos nuair a thèid ùine mothachaidh goirid a chleachdadh. Leis gur e prìomh bheachd an lorgaire feart a bhith a’ cleachdadh cyclostationarity a ’chomharra gus lorg tron ghnìomh co-dhàimh spectral. Is e comharra pàipearachd farsaing a th’ ann am fuaim agus chan eil co-dhàimh sam bith aige, fhad ‘s a tha an comharra modulated co-cheangailte agus cyclostationary. Mar sin, faodaidh an gnìomh co-dhàimh spectral eadar-dhealachadh a dhèanamh air lùth fuaim agus lùth a’ chomharra modulated. Ann an àrainneachd le fuaim mì-chinnteach, tha coileanadh an lorgaire feart nas fheàrr na coileanadh an lorgaire lùth. Tha coileanadh an lorgaire feart fo cho-mheas comharra-gu-fuaim ìosal cuibhrichte, tha iom-fhillteachd àireamhachd àrd aige, agus feumaidh e ùine amharc fada. Bidh seo a’ lughdachadh gluasad dàta an t-siostam CR. Le leasachadh teicneòlas conaltraidh gun uèir, tha goireasan speactram a’ fàs nas teinne. Leis gum faod teicneòlas CR an duilgheadas seo a lughdachadh, chaidh aire a thoirt do theicneòlas CR ann an lìonraidhean conaltraidh gun uèir, agus tha mòran inbhean lìonra conaltraidh gun uèir air teicneòlas rèidio inntinneil a thoirt a-steach. A leithid IEEE 802.11, IEEE 802.22 agus IEEE 802.16h. Anns an aonta 802.16h, tha susbaint cudromach ann an taghadh speactram fiùghantach gus cleachdadh WiMAX de chòmhlain tricead rèidio is telebhisean a dhèanamh comasach, agus is e a bhunait teicneòlas mothachaidh speactram. Ann an inbhe eadar-nàiseanta IEEE 802.11h airson lìonraidhean sgìre ionadail gun uèir, chaidh dà bhun-bheachd cudromach a thoirt a-steach: taghadh speactram fiùghantach (DFS) agus smachd cumhachd tar-chuir (TPC), agus chaidh rèidio inntinneil a chuir an sàs ann an lìonraidhean sgìre ionadail gun uèir. Anns an inbhe 802.11y, thathas a ’cleachdadh teicneòlas ioma-fhillte roinn tricead orthogonal (OFDM) gus grunn roghainnean leud-bann a thoirt seachad, a dh’ fhaodas tionndadh bann-leathann luath a choileanadh. Faodaidh siostaman WLAN (lìonra sgìre ionadail gun uèir) brath a ghabhail air feartan OFDM gus seachain a sheachnadh le bhith ag atharrachadh leud-bann agus crìochan cumhachd tar-chuir. Cuir bacadh air luchd-cleachdaidh eile a tha ag obair sa chòmhlan tricead seo. Leis gu bheil na buannachdan aig an t-siostam uèirleas snàithleach optigeach bho leud bann conaltraidh fiber optigeach farsaing agus feartan sùbailte conaltradh gun uèir, chaidh a chleachdadh gu farsaing. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha tar-chur comharran WLAN inntinneil tricead rèidio ann am freumhag optigeach air aire a tharraing. Mhol ùghdar an litreachais [5-6] gun tèid comharran rèidio cognitive siostam ROF a chuir a-mach fon ailtireachd, agus tha deuchainnean atharrais a’ sealltainn gu bheil coileanadh lìonra air a leasachadh.
2 ailtireachd siostam tar-chuir uèirleas snàithleach optigeach stèidhichte air ROF
Gus coinneachadh ri feumalachdan seirbheisean ioma-mheadhain airson sgaoileadh bhidio, bidh an fiber-to-the-home (FFTH) a tha a’ tighinn am bàrr gu bhith na theicneòlas ruigsinneachd bann-leathann mu dheireadh, agus tha an lìonra optigeach fulangach (PON) air a thighinn gu bhith na mheadhan aire aon uair ‘s gun tig e. a mach. Leis gur e innealan fulangach a th’ anns na h-innealan a thathas a’ cleachdadh anns an lìonra PON, chan eil feum aca air solar cumhachd, faodaidh iad a bhith dìonach bho bhuaidh eadar-theachd electromagnetic bhon taobh a-muigh agus dealanach, is urrainn dhaibh tar-chuir follaiseach de sheirbheisean a choileanadh, agus tha earbsa siostam àrd aca. Tha lìonraidhean PON sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach lìonraidhean optigeach fulangach ioma-fhillte roinn ùine (TDM-PON) agus roinn tonn-tonn ioma-fhillte lìonraidhean optigeach fulangach (WDM-PON). An coimeas ri TDM-PON, tha feartan leud-bann luchd-cleachdaidh agus tèarainteachd àrd aig WDM-PON, a’ tighinn gu bhith mar an lìonra ruigsinneachd optigeach as motha san àm ri teachd. Tha Figear 1 a 'sealltainn an diagram bloc den t-siostam WDM-PON.