Pamoja na maendeleo ya mitandao ya mawasiliano kuelekea utandawazi na uhamaji, mfumo wa mawasiliano usiotumia waya wa nyuzi macho (ROF) huunganisha mawasiliano ya nyuzi macho na mawasiliano ya pasiwaya, kutoa uchezaji kamili kwa manufaa ya broadband na kupinga kuingiliwa kwa mistari ya nyuzi za macho, pamoja na mawasiliano ya wireless. . Vipengele vinavyofaa na vinavyonyumbulika vinakidhi mahitaji ya watu ya broadband. Teknolojia ya mapema ya ROF ilijitolea zaidi kutoa huduma za upitishaji wa waya za masafa ya juu, kama vile upitishaji wa nyuzi za mawimbi ya millimeter. Pamoja na maendeleo na ukomavu wa teknolojia ya ROF, watu walianza kujifunza mitandao ya maambukizi ya waya na waya, yaani, mifumo ya mawasiliano ya wireless ya macho (ROF) ambayo hutoa huduma za waya na zisizo na waya kwa wakati mmoja. Pamoja na maendeleo ya haraka ya mawasiliano ya redio, uhaba wa rasilimali za wigo umekuwa maarufu zaidi na zaidi. Jinsi ya kuboresha matumizi ya wigo chini ya hali ya rasilimali chache zisizo na waya ili kupunguza mgongano kati ya usambazaji na mahitaji ya rasilimali za wigo limekuwa shida kutatuliwa katika uwanja wa mawasiliano. Redio ya utambuzi (CR) ni teknolojia ya akili ya kushiriki wigo. Inaweza kuboresha utumiaji wa rasilimali za wigo kwa njia ya "matumizi ya pili" ya wigo ulioidhinishwa, na imekuwa sehemu kuu ya utafiti katika uwanja wa mawasiliano. Katika 802.11 mtandao wa eneo la ndani usiotumia waya [1], mtandao wa eneo la mji mkuu 802.16 [2] na mtandao wa mawasiliano ya simu ya 3G [3] wameanza kusoma matumizi ya teknolojia ya utambuzi wa redio ili kuboresha uwezo wa mfumo, na kuanza kujifunza matumizi ya Teknolojia ya ROF kufikia usambazaji mchanganyiko wa ishara tofauti za biashara[4]. Mitandao ya mawasiliano isiyo na waya yenye msingi wa redio ya utambuzi ambayo husambaza mawimbi ya waya na isiyotumia waya ndiyo mwelekeo wa ukuzaji wa mitandao ya mawasiliano ya siku zijazo. Mfumo wa mseto wa ROF wa upokezaji kulingana na teknolojia ya utambuzi wa redio unakabiliwa na changamoto nyingi mpya, kama vile muundo wa usanifu wa mtandao, muundo wa itifaki ya safu, uundaji wa mawimbi ya waya na yasiyotumia waya kulingana na huduma nyingi, usimamizi wa mtandao, na utambuzi wa mawimbi yaliyobadilishwa.
1 Teknolojia ya utambuzi wa redio
Redio ya utambuzi ni njia bora ya kutatua ukosefu wa wigo na matumizi duni ya wigo. Redio ya utambuzi ni mfumo wa mawasiliano usiotumia waya. Inahisi matumizi ya wigo wa mazingira yanayoizunguka na kurekebisha vigezo vyake yenyewe kwa njia ya kujifunza ili kufikia matumizi bora. Rasilimali za wigo na mawasiliano ya kuaminika. Utumiaji wa redio ya utambuzi ni teknolojia muhimu ya kutambua rasilimali ya masafa kutoka kwa mgao usiobadilika hadi ugawaji unaobadilika. Katika mfumo wa utambuzi wa redio, ili kulinda mtumiaji aliyeidhinishwa (au kuwa mtumiaji mkuu) dhidi ya kuingiliwa na mtumiaji mtumwa (au mtumiaji wa CR), kazi ya utambuzi wa masafa ni kutambua kama mtumiaji aliyeidhinishwa yupo. Watumiaji wa redio ya utambuzi wanaweza kutumia bendi ya masafa kwa muda inapofuatiliwa kuwa bendi ya masafa inayotumiwa na mtumiaji aliyeidhinishwa haitumiki. Inapofuatiliwa kuwa bendi ya mara kwa mara ya mtumiaji aliyeidhinishwa inatumika, mtumiaji wa CR hutoa chaneli kwa mtumiaji aliyeidhinishwa, na hivyo kuhakikisha kuwa mtumiaji wa CR haingiliani na mtumiaji aliyeidhinishwa. Kwa hivyo, mtandao wa utambuzi wa mawasiliano ya pasiwaya una vipengele muhimu vifuatavyo: (1) Mtumiaji mkuu ana kipaumbele kamili cha kufikia chaneli. Kwa upande mmoja, wakati mtumiaji aliyeidhinishwa hachukui kituo, mtumiaji wa pili ana fursa ya kufikia kituo cha uvivu; mtumiaji wa msingi anapotokea tena, mtumiaji wa pili anapaswa kuondoka kwenye kituo kinachotumika kwa wakati na kurudisha chaneli kwa mtumiaji wa msingi. Kwa upande mwingine, wakati mtumiaji mkuu anachukua chaneli, mtumiaji wa mtumwa anaweza kufikia chaneli bila kuathiri ubora wa huduma ya mtumiaji mkuu. (2) Kituo cha mawasiliano cha CR kina kazi za utambuzi, usimamizi na urekebishaji. Kwanza, terminal ya mawasiliano ya CR inaweza kutambua wigo wa mzunguko na mazingira ya chaneli katika mazingira ya kazi, na kuamua kugawana na ugawaji wa rasilimali za wigo kulingana na sheria fulani kulingana na matokeo ya kugundua; kwa upande mwingine, terminal ya mawasiliano ya CR ina uwezo wa kurekebisha vigezo vya kufanya kazi mtandaoni, kama vile kubadilisha Vigezo vya upokezaji kama vile marudio ya mtoa huduma na mbinu ya urekebishaji vinaweza kukabiliana na mabadiliko katika mazingira. Katika mitandao ya mawasiliano isiyotumia waya ya utambuzi, hisia za wigo ni teknolojia muhimu. Algoriti zinazotumika kwa kawaida za kutambua wigo ni pamoja na utambuzi wa nishati, ugunduzi wa vichujio unaolingana, na mbinu za utambuzi wa vipengele vya mzunguko. Njia hizi zina faida na hasara zao wenyewe. Utendaji wa algorithms hizi inategemea habari iliyopatikana hapo awali. Algorithms zilizopo za kutambua wigo ni: kichujio kinacholingana, kigunduzi cha nishati na mbinu za kigundua vipengele. Kichujio kinacholingana kinaweza kutumika tu wakati ishara kuu inajulikana. Kichunguzi cha nishati kinaweza kutumika kwa hali ambapo ishara kuu haijulikani, lakini utendaji wake huharibika wakati muda mfupi wa kuhisi unatumiwa. Kwa sababu wazo kuu la kigunduzi cha kipengele ni kutumia cyclostationarity ya ishara kugundua kupitia kazi ya uunganisho wa spectral. Kelele ni ishara pana isiyosimama na haina muunganisho, ilhali mawimbi ya moduli huunganishwa na yana mzunguko wa mzunguko. Kwa hiyo, kazi ya uwiano wa spectral inaweza kutofautisha nishati ya kelele na nishati ya ishara ya modulated. Katika mazingira yenye kelele zisizo na uhakika, utendaji wa kigunduzi cha kipengele ni bora zaidi kuliko ule wa kigunduzi cha nishati. Utendaji wa kitambua kipengele chini ya uwiano wa chini wa mawimbi kwa kelele ni mdogo, una utata wa juu wa kukokotoa, na unahitaji muda mrefu wa kutazama. Hii inapunguza upitishaji wa data wa mfumo wa CR. Pamoja na maendeleo ya teknolojia ya mawasiliano ya wireless, rasilimali za wigo zinakuwa zaidi na zaidi. Kwa sababu teknolojia ya CR inaweza kupunguza tatizo hili, teknolojia ya CR imezingatiwa katika mitandao ya mawasiliano isiyotumia waya, na viwango vingi vya mtandao wa mawasiliano visivyotumia waya vimeanzisha teknolojia ya utambuzi wa redio. Kama vile IEEE 802.11, IEEE 802.22 na IEEE 802.16h. Katika makubaliano ya 802.16h, kuna maudhui muhimu ya uteuzi wa wigo unaobadilika ili kuwezesha matumizi ya WiMAX ya bendi za masafa ya redio na televisheni, na msingi wake ni teknolojia ya kuhisi masafa. Katika kiwango cha kimataifa cha IEEE 802.11h kwa mitandao ya eneo la ndani isiyo na waya, dhana mbili muhimu zimeanzishwa: uteuzi wa wigo wa nguvu (DFS) na udhibiti wa nguvu wa kusambaza (TPC), na redio ya utambuzi imetumiwa kwa mitandao ya eneo la ndani isiyo na waya. Katika kiwango cha 802.11y, teknolojia ya orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) hutumiwa kutoa chaguzi mbalimbali za bandwidth, ambazo zinaweza kufikia ubadilishaji wa haraka wa bandwidth. Mifumo ya WLAN (mtandao wa eneo usio na waya) inaweza kuchukua fursa ya sifa za OFDM ili kuepuka kuepukwa kwa kurekebisha kipimo data na kusambaza vigezo vya nguvu. Kuingilia kati na watumiaji wengine wanaofanya kazi katika bendi hii ya masafa. Kwa sababu mfumo wa wireless wa nyuzi za macho una faida za kipimo data cha mawasiliano ya nyuzinyuzi pana na sifa zinazonyumbulika za mawasiliano ya pasiwaya, umetumika sana. Katika miaka ya hivi karibuni, upitishaji wa mawimbi ya utambuzi wa masafa ya redio ya WLAN katika nyuzi macho umevutia umakini. Mwandishi wa fasihi [5-6] alipendekeza kuwa mfumo wa ROF Mawimbi ya redio ya Utambuzi yanapitishwa chini ya usanifu, na majaribio ya uigaji yanaonyesha kuwa utendakazi wa mtandao umeboreshwa.
Usanifu wa mfumo wa upitishaji wa wireless wa nyuzi 2 wa ROF-msingi
Ili kukidhi mahitaji ya huduma za media titika kwa usambazaji wa video, fiber-to-the-nyumbani (FFTH) itakuwa teknolojia ya mwisho ya ufikiaji wa broadband, na mtandao wa macho tulivu (PON) umekuwa lengo la kuangaliwa mara tu unapokuja. nje. Kwa kuwa vifaa vinavyotumiwa kwenye mtandao wa PON ni vifaa vya passi, havihitaji ugavi wa umeme, vinaweza kuwa na kinga dhidi ya ushawishi wa kuingiliwa na umeme wa nje na umeme, vinaweza kufikia upitishaji wa uwazi wa huduma, na kuwa na mfumo wa kuaminika wa juu. Mitandao ya PON hujumuisha mgawanyiko wa muda wa mitandao ya macho tulivu (TDM-PON) na mgawanyiko wa urefu wa mitandao ya macho ya kuzidisha (WDM-PON). Ikilinganishwa na TDM-PON, WDM-PON ina sifa za kipimo data cha kipekee cha mtumiaji na usalama wa juu, na kuwa mtandao unaowezekana zaidi wa ufikiaji wa macho katika siku zijazo. Mchoro wa 1 unaonyesha mchoro wa kuzuia mfumo wa WDM-PON.