광대역 및 이동성을 향한 통신 네트워크의 개발과 함께 광섬유 무선 통신 시스템(ROF)은 광섬유 통신과 무선 통신을 통합하여 광대역 및 광섬유 회선의 간섭 방지 및 무선 통신의 장점을 최대한 활용합니다. . 편리하고 유연한 기능은 광대역에 대한 사람들의 요구를 충족합니다. 초기 ROF 기술은 주로 밀리미터파 광섬유 전송과 같은 고주파 무선 전송 서비스를 제공하는 데 전념했습니다. ROF 기술의 발전과 성숙으로 사람들은 유무선 하이브리드 전송 네트워크, 즉 유무선 서비스를 동시에 제공하는 광섬유 무선 통신(ROF) 시스템에 대해 연구하기 시작했습니다. 무선 통신의 급속한 발전으로 인해 주파수 자원의 부족이 점점 더 두드러지고 있습니다. 제한된 무선 자원 상황에서 스펙트럼 자원의 수요와 공급의 모순을 완화하기 위해 어떻게 스펙트럼 활용도를 향상시킬 것인가는 통신 분야에서 해결해야 할 과제가 되었습니다. CR(인지 무선)은 지능형 스펙트럼 공유 기술입니다. 이는 승인된 스펙트럼의 "2차 사용"을 통해 스펙트럼 자원의 활용도를 효과적으로 향상시킬 수 있으며 통신 분야의 연구 핫스팟이 되었습니다. 802.11 무선 근거리 통신망[1], 802.16 수도권 통신망[2], 3G 이동통신망[3]에서는 시스템 용량 향상을 위해 인지 무선 기술을 적용하는 연구가 시작되었고, 다양한 비즈니스 신호의 혼합 전송을 달성하는 ROF 기술[ 4]. 유무선 신호를 전송하는 인지무선 기반 광섬유 무선통신망은 미래 통신망의 발전 추세이다. 인지 무선 기술을 기반으로 한 하이브리드 전송 ROF 시스템은 네트워크 아키텍처 설계, 계층 프로토콜 설계, 다중 서비스 기반 유무선 변조 신호 생성, 네트워크 관리, 변조 신호 식별 등 많은 새로운 과제에 직면해 있습니다.
1 인지 무선 기술
인지 라디오는 스펙트럼 부족과 스펙트럼 활용도 부족 문제를 해결하는 효과적인 방법입니다. 인지 라디오는 지능형 무선 통신 시스템입니다. 주변 환경의 스펙트럼 활용도를 감지하고 학습을 통해 적응적으로 자체 매개변수를 조정하여 효과적인 활용을 달성합니다. 스펙트럼 리소스와 안정적인 통신. 인지 무선의 적용은 고정 할당에서 동적 할당까지 스펙트럼 자원을 실현하는 핵심 기술이다. 인지 무선 시스템에서는 승인된 사용자(또는 마스터 사용자가 됨)를 슬레이브 사용자(또는 CR 사용자)의 간섭으로부터 보호하기 위해 스펙트럼 센싱의 기능은 승인된 사용자가 존재하는지 여부를 인지하는 것이다. 인지무선 사용자는 인증된 사용자가 사용하는 주파수 대역이 사용되지 않는 것으로 모니터링되는 경우 해당 주파수 대역을 일시적으로 사용할 수 있습니다. 승인된 사용자의 주파수 대역이 사용 중인 것으로 모니터링되면 CR 사용자는 승인된 사용자에게 채널을 해제하여 CR 사용자가 승인된 사용자를 방해하지 않도록 합니다. 따라서 인지 무선통신망은 다음과 같은 특징을 갖는다. (1) 일차 사용자는 채널에 대한 절대적인 접근 우선권을 갖는다. 한편, 승인된 사용자가 채널을 점유하지 않는 경우, 보조 사용자는 유휴 채널에 액세스할 기회를 갖습니다. 기본 사용자가 다시 나타나면 보조 사용자는 사용 중인 채널을 시간 내에 종료하고 기본 사용자에게 채널을 반환해야 합니다. 반면, 마스터 사용자가 채널을 점유하면 슬레이브 사용자는 마스터 사용자의 서비스 품질에 영향을 주지 않고 채널에 접속할 수 있다. (2) CR 통신 단말기는 인식, 관리, 조정 기능을 가지고 있습니다. 첫째, CR 통신 단말은 작업 환경에서 주파수 스펙트럼과 채널 환경을 인지할 수 있고, 탐지 결과에 따라 특정 규칙에 따라 스펙트럼 자원의 공유 및 할당을 결정할 수 있다. 반면에 CR 통신 단말기는 캐리어 주파수 및 변조 방법과 같은 전송 매개변수를 환경 변화에 적응할 수 있는 등 작업 매개변수를 온라인으로 조정할 수 있습니다. 인지 무선 통신 네트워크에서 스펙트럼 감지는 핵심 기술입니다. 일반적으로 사용되는 스펙트럼 감지 알고리즘에는 에너지 감지, 일치 필터 감지 및 순환 정지 특징 감지 방법이 포함됩니다. 이러한 방법에는 장점과 단점이 있습니다. 이러한 알고리즘의 성능은 얻은 사전 정보에 따라 달라집니다. 기존 스펙트럼 감지 알고리즘에는 일치 필터, 에너지 검출기 및 특징 검출기 방법이 있습니다. 정합 필터는 주 신호가 알려진 경우에만 적용할 수 있습니다. 에너지 검출기는 주신호를 알 수 없는 상황에 적용할 수 있으나 센싱 시간이 짧을수록 성능이 저하된다. 특징 검출기의 주요 아이디어는 스펙트럼 상관 함수를 통해 검출하기 위해 신호의 순환정위성을 사용하는 것이기 때문입니다. 잡음은 광범위한 고정 신호이며 상관 관계가 없는 반면, 변조된 신호는 상관 관계가 있고 순환 정지 상태입니다. 따라서 스펙트럼 상관 함수는 잡음의 에너지와 변조된 신호의 에너지를 구별할 수 있습니다. 잡음이 불확실한 환경에서는 에너지 검출기보다 특징 검출기의 성능이 더 좋습니다. 낮은 신호 대 잡음비에서 특징 검출기의 성능은 제한적이고 계산 복잡도가 높으며 관찰 시간이 오래 걸립니다. 이는 CR 시스템의 데이터 처리량을 감소시킵니다. 무선 통신 기술의 발전으로 주파수 자원은 점점 더 긴장되고 있습니다. CR 기술은 이러한 문제를 완화할 수 있기 때문에 무선 통신 네트워크에서는 CR 기술이 주목을 받고 있으며, 많은 무선 통신 네트워크 표준에서는 인지 무선 기술을 도입하고 있다. IEEE 802.11, IEEE 802.22 및 IEEE 802.16h 등. 802.16h 계약에는 WiMAX의 라디오 및 TV 주파수 대역 사용을 촉진하기 위한 동적 스펙트럼 선택의 중요한 내용이 있으며, 그 기반은 스펙트럼 감지 기술입니다. 무선 근거리 통신망에 대한 IEEE 802.11h 국제 표준에서는 DFS(동적 스펙트럼 선택)와 TPC(전송 전력 제어)라는 두 가지 중요한 개념이 도입되었으며, 무선 근거리 통신망에는 인지 무선이 적용되었습니다. 802.11y 표준에서는 OFDM(직교 주파수 분할 다중화) 기술을 사용하여 빠른 대역폭 전환을 달성할 수 있는 다양한 대역폭 옵션을 제공합니다. WLAN(무선 근거리 통신망) 시스템은 OFDM의 특성을 활용하여 대역폭 및 전송 전력 매개변수를 조정하여 회피를 피할 수 있습니다. 이 주파수 대역에서 작업하는 다른 사용자를 방해하십시오. 광섬유 무선 시스템은 광섬유 통신 대역폭이 넓다는 장점과 무선 통신의 유연한 특성을 갖고 있어 널리 사용되고 있다. 최근에는 광섬유를 통해 무선 주파수 인지 WLAN 신호를 전송하는 것이 주목을 받고 있습니다. 문헌 [5-6]의 저자는 ROF 시스템 인지 무선 신호가 아키텍처 하에서 전송되는 것을 제안했으며 시뮬레이션 실험을 통해 네트워크 성능이 향상되었음을 보여줍니다.
2 ROF 기반 하이브리드 광섬유 무선전송 시스템 아키텍처
영상 전송을 위한 멀티미디어 서비스 요구를 충족시키기 위해 새롭게 떠오르는 FFTH(Fiber-to-The-Home)가 궁극적인 광대역 접속 기술이 될 것이며, PON(Passive Optical Network)이 등장하면 주목을 받게 될 것입니다. 밖으로. PON 네트워크에 사용되는 장치는 수동 장치이므로 전원 공급이 필요하지 않으며 외부 전자파 간섭 및 낙뢰의 영향을 받지 않고 투명한 서비스 전송이 가능하며 높은 시스템 신뢰성을 갖습니다. PON 네트워크에는 주로 TDM-PON(시분할 다중화 수동 광 네트워크)과 WDM-PON(파장 분할 다중 수동 광 네트워크)이 포함됩니다. TDM-PON과 비교하여 WDM-PON은 사용자 독점 대역폭과 높은 보안이라는 특징을 갖고 있어 미래에 가장 잠재력 있는 광 액세스 네트워크가 됩니다. 그림 1은 WDM-PON 시스템의 블록 다이어그램을 보여줍니다.