Өргөн зурвасын болон хөдөлгөөнт холбооны сүлжээг хөгжүүлснээр оптик шилэн утасгүй холбооны систем (ROF) нь шилэн кабелийн холбоо, утасгүй холболтыг нэгтгэж, өргөн зурвасын давуу тал, шилэн кабелийн хөндлөнгийн оролцоо, түүнчлэн утасгүй холбооны давуу талыг бүрэн дүүрэн ашиглаж байна. . Тохиромжтой, уян хатан шинж чанарууд нь хүмүүсийн өргөн зурвасын эрэлт хэрэгцээг хангадаг. Эртний ROF технологи нь ихэвчлэн миллиметр долгионы оптик шилэн дамжуулалт зэрэг өндөр давтамжийн утасгүй дамжуулах үйлчилгээг үзүүлэхэд зориулагдсан байв. ROF технологийн хөгжил, төлөвшлийн явцад хүмүүс эрлийз утастай болон утасгүй дамжуулах сүлжээ, өөрөөр хэлбэл утастай болон утасгүй үйлчилгээг нэгэн зэрэг үзүүлдэг оптик шилэн утасгүй холбооны (ROF) системийг судалж эхэлсэн. Радио холбооны хурдацтай хөгжихийн хэрээр спектрийн нөөцийн хомсдол улам бүр нэмэгдсээр байна. Спектрийн нөөцийн эрэлт, нийлүүлэлтийн зөрчлийг арилгахын тулд утасгүй сүлжээний нөөц хязгаарлагдмал нөхцөлд спектрийн ашиглалтыг хэрхэн сайжруулах вэ гэдэг нь харилцаа холбооны салбарт шийдвэрлэх ёстой асуудал болоод байна. Танин мэдэхүйн радио (CR) нь спектрийг хуваалцах ухаалаг технологи юм. Энэ нь зөвшөөрөгдсөн спектрийн "хоёрдогч хэрэглээ"-ээр дамжуулан спектрийн нөөцийн ашиглалтыг үр дүнтэй сайжруулах боломжтой бөгөөд харилцаа холбооны салбарт судалгааны халуун цэг болсон. 802.11 утасгүй дотоод сүлжээ [1], нийслэлийн 802.16 сүлжээ [2], үүрэн холбооны 3G сүлжээ [3]-д системийн чадавхийг сайжруулахын тулд танин мэдэхүйн радио технологийн хэрэглээг судалж эхэлжээ. ROF технологи нь бизнесийн янз бүрийн дохионы холимог дамжуулалтыг бий болгодог[4]. Утастай болон утасгүй дохиог дамжуулдаг танин мэдэхүйн радиод суурилсан оптик шилэн утасгүй холбооны сүлжээ нь ирээдүйн харилцаа холбооны сүлжээний хөгжлийн чиг хандлага юм. Танин мэдэхүйн радио технологид суурилсан эрлийз дамжуулах ROF систем нь сүлжээний архитектурын дизайн, давхаргын протоколын дизайн, олон үйлчилгээнд суурилсан утастай болон утасгүй модуляцлагдсан дохио үүсгэх, сүлжээний удирдлага, модуляцлагдсан дохиог тодорхойлох зэрэг олон шинэ сорилтуудтай тулгарч байна.
1 Танин мэдэхүйн радио технологи
Танин мэдэхүйн радио нь спектрийн дутагдал, спектрийн дутуу ашиглалтыг шийдвэрлэх үр дүнтэй арга юм. Танин мэдэхүйн радио бол ухаалаг утасгүй холбооны систем юм. Энэ нь хүрээлэн буй орчны спектрийн ашиглалтыг мэдэрч, үр дүнтэй ашиглахад суралцах замаар өөрийн параметрүүдийг тохируулан тохируулдаг. Спектрийн нөөц ба найдвартай харилцаа холбоо. Танин мэдэхүйн радиогийн хэрэглээ нь тогтмол хуваарилалтаас динамик хуваарилалт хүртэлх спектрийн нөөцийг хэрэгжүүлэх гол технологи юм. Танин мэдэхүйн радио системд эрх бүхий хэрэглэгчийг (эсвэл мастер хэрэглэгч болох) боол хэрэглэгчийн (эсвэл CR хэрэглэгчийн) хөндлөнгийн оролцооноос хамгаалахын тулд спектр мэдрэгч нь эрх бүхий хэрэглэгч байгаа эсэхийг мэдрэх явдал юм. Танин мэдэхүйн радио хэрэглэгчид эрх бүхий хэрэглэгчийн ашигладаг давтамжийн зурвасыг ашиглаагүй байгаа эсэхийг хянаж байх үед давтамжийн зурвасыг түр хугацаагаар ашиглах боломжтой. Эрх бүхий хэрэглэгчийн давтамжийн зурвасыг ашиглаж байгаа эсэхийг хянаж байх үед CR хэрэглэгч сувгийг эрх бүхий хэрэглэгч рүү шилжүүлж, ингэснээр CR хэрэглэгч эрх бүхий хэрэглэгчдэд саад учруулахгүй байхыг баталгаажуулна. Иймд танин мэдэхүйн утасгүй холбооны сүлжээ нь дараах онцлог шинж чанартай: (1) Үндсэн хэрэглэгч сувагт хандах үнэмлэхүй давуу эрхтэй. Нэг талаас, эрх бүхий хэрэглэгч сувгийг эзэлдэггүй үед хоёрдогч хэрэглэгч сул суваг руу нэвтрэх боломжтой; үндсэн хэрэглэгч дахин гарч ирэхэд хоёрдогч хэрэглэгч ашиглаж буй сувгаас цагтаа гарч, үндсэн хэрэглэгч рүү сувгаа буцаана. Нөгөөтэйгүүр, мастер хэрэглэгч сувгийг эзэлсэн үед боол хэрэглэгч мастер хэрэглэгчийн үйлчилгээний чанарт нөлөөлөхгүйгээр суваг руу нэвтрэх боломжтой. (2) CR холбооны терминал нь ойлгох, удирдах, тохируулах функцтэй. Нэгдүгээрт, CR холбооны терминал нь ажлын орчин дахь давтамжийн спектр, сувгийн орчныг мэдэрч, илрүүлэлтийн үр дүнгийн дагуу тодорхой дүрмийн дагуу спектрийн нөөцийг хуваах, хуваарилахыг тодорхойлох боломжтой; нөгөө талаас CR холбооны терминал нь ажлын параметрүүдийг онлайнаар өөрчлөх, тухайлбал тээвэрлэгчийн давтамж, модуляцын арга зэрэг дамжуулах параметрүүдийг хүрээлэн буй орчны өөрчлөлтөд дасан зохицох чадвартай. Танин мэдэхүйн утасгүй холбооны сүлжээнд спектр мэдрэгч нь гол технологи юм. Түгээмэл хэрэглэгддэг спектр мэдрэгч алгоритмууд нь энерги илрүүлэх, тохирох шүүлтүүр илрүүлэх, циклостанцийн шинж чанарыг илрүүлэх аргууд орно. Эдгээр аргууд нь өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай. Эдгээр алгоритмын гүйцэтгэл нь урьд өмнө олж авсан мэдээллээс хамаарна. Одоо байгаа спектр мэдрэгч алгоритмууд нь: тохирсон шүүлтүүр, энерги илрүүлэгч, онцлог шинж чанарыг илрүүлэх аргууд юм. Тохиромжтой шүүлтүүрийг зөвхөн үндсэн дохио мэдэгдэж байгаа үед хэрэглэж болно. Эрчим хүчний детекторыг үндсэн дохио нь үл мэдэгдэх нөхцөл байдалд хэрэглэж болох боловч мэдрэгчийг богино хугацаанд ашиглах үед түүний гүйцэтгэл мууддаг. Учир нь шинж чанар детекторын гол санаа нь спектрийн корреляцийн функцээр дамжуулан илрүүлэхийн тулд дохионы циклостанц байдлыг ашиглах явдал юм. Дуу чимээ нь өргөн хөдөлгөөнгүй дохио бөгөөд ямар ч хамааралгүй, харин модуляцлагдсан дохио нь харилцан хамааралтай, циклостационар байдаг. Тиймээс спектрийн корреляцийн функц нь дуу чимээний энерги болон модуляцлагдсан дохионы энергийг ялгаж чаддаг. Тодорхой бус чимээ шуугиантай орчинд функц илрүүлэгчийн гүйцэтгэл нь эрчим хүчний мэдрэгчээс илүү сайн байдаг. Сигнал-дуу чимээ багатай харьцаатай функц илрүүлэгчийн гүйцэтгэл хязгаарлагдмал, тооцооллын өндөр төвөгтэй, ажиглалт хийхэд урт хугацаа шаардагддаг. Энэ нь CR системийн өгөгдөл дамжуулах чадварыг бууруулдаг. Утасгүй холбооны технологи хөгжихийн хэрээр спектрийн нөөц улам бүр хурцдаж байна. CR технологи нь энэ асуудлыг хөнгөвчлөх боломжтой тул утасгүй холбооны сүлжээнд CR технологид анхаарал хандуулж, олон утасгүй холбооны сүлжээний стандартууд танин мэдэхүйн радио технологийг нэвтрүүлсэн. IEEE 802.11, IEEE 802.22, IEEE 802.16h гэх мэт. 802.16h гэрээнд WiMAX-ийн радио, телевизийн давтамжийн зурвасын хэрэглээг хөнгөвчлөх динамик спектрийн сонголтын чухал агуулга байдаг бөгөөд түүний үндэс нь спектр мэдрэгч технологи юм. Утасгүй локал сүлжээний олон улсын IEEE 802.11h стандартад динамик спектрийн сонголт (DFS) болон дамжуулалтын хүчийг хянах (TPC) гэсэн хоёр чухал ойлголтыг нэвтрүүлсэн бөгөөд танин мэдэхүйн радиог утасгүй дотоод сүлжээнд ашигласан. 802.11y стандартад orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) технологийг ашиглан зурвасын өргөнийг хурдан солих боломжтой олон төрлийн зурвасын өргөн сонголтуудыг хангадаг. WLAN (утасгүй дотоод сүлжээ) системүүд нь зурвасын өргөн болон дамжуулах чадлын параметрүүдийг тохируулах замаар зайлсхийхийн тулд OFDM-ийн шинж чанаруудын давуу талыг ашиглах боломжтой. Энэ давтамжийн зурваст ажиллаж буй бусад хэрэглэгчдэд саад учруулах. Оптик шилэн утасгүй систем нь өргөн оптик шилэн холбооны зурвасын өргөн, утасгүй холбооны уян хатан шинж чанартай давуу талтай тул өргөн хэрэглэгдэж ирсэн. Сүүлийн жилүүдэд радио давтамжийн танин мэдэхүйн WLAN дохиог оптик шилэнд дамжуулах нь анхаарал татаж байна. Уран зохиолын зохиогч [5-6] ROF системийг танин мэдэхүйн радио дохиог архитектурын дагуу дамжуулдаг гэж санал болгосон бөгөөд симуляцийн туршилтууд нь сүлжээний гүйцэтгэлийг сайжруулсан болохыг харуулж байна.
2 ROF-д суурилсан эрлийз оптик шилэн утасгүй дамжуулах системийн архитектур
Видео дамжуулах мультимедиа үйлчилгээний хэрэгцээг хангахын тулд шинээр гарч ирж буй шилэн кабелийг гэрт хүргэх (FFTH) нь өргөн зурвасын хандалтын эцсийн технологи болох бөгөөд идэвхгүй оптик сүлжээ (PON) нь нэгэнт олны анхаарлын төвд байх болно. гарч. PON сүлжээнд ашиглагдаж буй төхөөрөмжүүд нь идэвхгүй төхөөрөмж тул цахилгаан хангамж шаарддаггүй, гадны цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо, аянгын нөлөөнд тэсвэртэй, үйлчилгээг ил тод дамжуулах чадвартай, системийн найдвартай ажиллагаа өндөртэй байдаг. PON сүлжээнд голчлон цаг хуваах идэвхгүй оптик сүлжээ (TDM-PON) болон долгионы уртыг хуваах идэвхгүй оптик сүлжээ (WDM-PON) багтдаг. TDM-PON-тэй харьцуулахад WDM-PON нь хэрэглэгчийн онцгой зурвасын өргөн, өндөр аюулгүй байдлын шинж чанартай бөгөөд ирээдүйд хамгийн боломжит оптик хандалтын сүлжээ болно. Зураг 1-д WDM-PON системийн блок диаграммыг үзүүлэв.