బ్రాడ్‌బ్యాండ్ మరియు మొబిలిటీ వైపు కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌ల అభివృద్ధితో, ఆప్టికల్ ఫైబర్ వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్ (ROF) ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ మరియు వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌ను ఏకీకృతం చేస్తుంది, బ్రాడ్‌బ్యాండ్ మరియు ఆప్టికల్ ఫైబర్ లైన్ల యొక్క వ్యతిరేక జోక్యానికి, అలాగే వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ యొక్క ప్రయోజనాలకు పూర్తి ఆటను అందిస్తుంది. . సౌకర్యవంతమైన మరియు సౌకర్యవంతమైన ఫీచర్లు బ్రాడ్‌బ్యాండ్ కోసం ప్రజల డిమాండ్‌ను తీరుస్తాయి. ప్రారంభ ROF సాంకేతికత ప్రధానంగా మిల్లీమీటర్ వేవ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ ట్రాన్స్‌మిషన్ వంటి అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ వైర్‌లెస్ ప్రసార సేవలను అందించడానికి అంకితం చేయబడింది. ROF సాంకేతికత అభివృద్ధి మరియు పరిపక్వతతో, ప్రజలు హైబ్రిడ్ వైర్డు మరియు వైర్‌లెస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ నెట్‌వర్క్‌లను అధ్యయనం చేయడం ప్రారంభించారు, అదే సమయంలో వైర్డు మరియు వైర్‌లెస్ సేవలను అందించే ఆప్టికల్ ఫైబర్ వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ (ROF) వ్యవస్థలు. రేడియో కమ్యూనికేషన్ల వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, స్పెక్ట్రమ్ వనరుల కొరత మరింత ప్రముఖంగా మారింది. స్పెక్ట్రమ్ వనరుల సరఫరా మరియు డిమాండ్ మధ్య వైరుధ్యాన్ని తగ్గించడానికి పరిమిత వైర్‌లెస్ వనరుల పరిస్థితిలో స్పెక్ట్రమ్ వినియోగాన్ని ఎలా మెరుగుపరచాలి అనేది కమ్యూనికేషన్ రంగంలో పరిష్కరించాల్సిన సమస్యగా మారింది. కాగ్నిటివ్ రేడియో (CR) అనేది ఒక తెలివైన స్పెక్ట్రమ్ షేరింగ్ టెక్నాలజీ. ఇది అధీకృత స్పెక్ట్రమ్ యొక్క "సెకండరీ యూజ్" ద్వారా స్పెక్ట్రమ్ వనరుల వినియోగాన్ని సమర్థవంతంగా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు కమ్యూనికేషన్స్ రంగంలో పరిశోధన హాట్‌స్పాట్‌గా మారింది. 802.11 వైర్‌లెస్ లోకల్ ఏరియా నెట్‌వర్క్‌లో [1], 802.16 మెట్రోపాలిటన్ ఏరియా నెట్‌వర్క్ [2] మరియు 3G మొబైల్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్ [3] వ్యవస్థ యొక్క సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి కాగ్నిటివ్ రేడియో సాంకేతికత యొక్క అనువర్తనాన్ని అధ్యయనం చేయడం ప్రారంభించాయి మరియు దాని అప్లికేషన్‌ను అధ్యయనం చేయడం ప్రారంభించాయి. విభిన్న వ్యాపార సంకేతాల మిశ్రమ ప్రసారాన్ని సాధించడానికి ROF సాంకేతికత[4]. వైర్డు మరియు వైర్‌లెస్ సిగ్నల్‌లను ప్రసారం చేసే కాగ్నిటివ్ రేడియో-ఆధారిత ఆప్టికల్ ఫైబర్ వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లు భవిష్యత్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌ల అభివృద్ధి ధోరణి. కాగ్నిటివ్ రేడియో టెక్నాలజీపై ఆధారపడిన హైబ్రిడ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ ROF సిస్టమ్ నెట్‌వర్క్ ఆర్కిటెక్చర్ డిజైన్, లేయర్ ప్రోటోకాల్ డిజైన్, బహుళ సేవల ఆధారంగా వైర్డు మరియు వైర్‌లెస్ మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్‌ల ఉత్పత్తి, నెట్‌వర్క్ నిర్వహణ మరియు మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్‌ల గుర్తింపు వంటి అనేక కొత్త సవాళ్లను ఎదుర్కొంటుంది.
1 కాగ్నిటివ్ రేడియో టెక్నాలజీ
స్పెక్ట్రమ్ లేకపోవడం మరియు స్పెక్ట్రమ్ యొక్క తక్కువ వినియోగాన్ని పరిష్కరించడానికి కాగ్నిటివ్ రేడియో ఒక ప్రభావవంతమైన మార్గం. కాగ్నిటివ్ రేడియో అనేది ఒక తెలివైన వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్. ఇది పరిసర పర్యావరణం యొక్క స్పెక్ట్రమ్ వినియోగాన్ని గ్రహిస్తుంది మరియు సమర్థవంతమైన వినియోగాన్ని సాధించడానికి అభ్యాసం ద్వారా దాని స్వంత పారామితులను సర్దుబాటు చేస్తుంది. స్పెక్ట్రమ్ వనరులు మరియు విశ్వసనీయ కమ్యూనికేషన్. స్పెక్ట్రమ్ వనరులను స్థిర కేటాయింపు నుండి డైనమిక్ కేటాయింపు వరకు గ్రహించడానికి కాగ్నిటివ్ రేడియో యొక్క అప్లికేషన్ కీలక సాంకేతికత. కాగ్నిటివ్ రేడియో సిస్టమ్‌లో, బానిస వినియోగదారు (లేదా CR వినియోగదారు) నుండి జోక్యం నుండి అధీకృత వినియోగదారుని (లేదా మాస్టర్ యూజర్‌గా మారడానికి) రక్షించడానికి, స్పెక్ట్రమ్ సెన్సింగ్ యొక్క పని అధీకృత వినియోగదారు ఉన్నారో లేదో గ్రహించడం. అధీకృత వినియోగదారు ఉపయోగించిన ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ ఉపయోగించబడటం లేదని పర్యవేక్షించబడినప్పుడు కాగ్నిటివ్ రేడియో వినియోగదారులు ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌ను తాత్కాలికంగా ఉపయోగించవచ్చు. అధీకృత వినియోగదారు యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ ఉపయోగంలో ఉందని పర్యవేక్షించబడినప్పుడు, CR వినియోగదారు అధీకృత వినియోగదారుకు ఛానెల్‌ని విడుదల చేస్తారు, తద్వారా CR వినియోగదారు అధీకృత వినియోగదారుతో జోక్యం చేసుకోకుండా చూసుకుంటారు. అందువల్ల, కాగ్నిటివ్ వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్ క్రింది ముఖ్యమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంది: (1) ప్రాథమిక వినియోగదారు ఛానెల్‌ని యాక్సెస్ చేయడానికి పూర్తి ప్రాధాన్యతను కలిగి ఉంటారు. ఒక వైపు, అధీకృత వినియోగదారు ఛానెల్‌ని ఆక్రమించనప్పుడు, ద్వితీయ వినియోగదారుకు నిష్క్రియ ఛానెల్‌ని యాక్సెస్ చేసే అవకాశం ఉంటుంది; ప్రాథమిక వినియోగదారు మళ్లీ కనిపించినప్పుడు, ద్వితీయ వినియోగదారు సరైన సమయంలో ఉపయోగంలో ఉన్న ఛానెల్ నుండి నిష్క్రమించాలి మరియు ఛానెల్‌ని ప్రాథమిక వినియోగదారుకు తిరిగి ఇవ్వాలి. మరోవైపు, మాస్టర్ యూజర్ ఛానెల్‌ని ఆక్రమించినప్పుడు, స్లేవ్ యూజర్ మాస్టర్ యూజర్ సర్వీస్ క్వాలిటీని ప్రభావితం చేయకుండా ఛానెల్‌ని యాక్సెస్ చేయవచ్చు. (2) CR కమ్యూనికేషన్ టెర్మినల్ అవగాహన, నిర్వహణ మరియు సర్దుబాటు యొక్క విధులను కలిగి ఉంది. మొదట, CR కమ్యూనికేషన్ టెర్మినల్ పని వాతావరణంలో ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రమ్ మరియు ఛానల్ వాతావరణాన్ని గ్రహించగలదు మరియు గుర్తింపు ఫలితాల ప్రకారం నిర్దిష్ట నియమాల ప్రకారం స్పెక్ట్రమ్ వనరులను పంచుకోవడం మరియు కేటాయింపును నిర్ణయించవచ్చు; మరోవైపు, CR కమ్యూనికేషన్ టెర్మినల్ ఆన్‌లైన్‌లో పని చేసే పారామితులను సర్దుబాటు చేయగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది, మార్చడం వంటివి క్యారియర్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు మాడ్యులేషన్ పద్ధతి వంటి ప్రసార పారామీటర్‌లు పర్యావరణంలో మార్పులకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. కాగ్నిటివ్ వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లలో, స్పెక్ట్రమ్ సెన్సింగ్ కీలకమైన సాంకేతికత. సాధారణంగా ఉపయోగించే స్పెక్ట్రమ్ సెన్సింగ్ అల్గారిథమ్‌లలో ఎనర్జీ డిటెక్షన్, సరిపోలిన ఫిల్టర్ డిటెక్షన్ మరియు సైక్లోస్టేషనరీ ఫీచర్ డిటెక్షన్ పద్ధతులు ఉన్నాయి. ఈ పద్ధతులకు వాటి స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. ఈ అల్గారిథమ్‌ల పనితీరు ముందుగా పొందిన సమాచారంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇప్పటికే ఉన్న స్పెక్ట్రమ్ సెన్సింగ్ అల్గారిథమ్‌లు: సరిపోలిన ఫిల్టర్, ఎనర్జీ డిటెక్టర్ మరియు ఫీచర్ డిటెక్టర్ పద్ధతులు. ప్రధాన సిగ్నల్ తెలిసినప్పుడు మాత్రమే సరిపోలిన ఫిల్టర్ వర్తించబడుతుంది. ప్రధాన సిగ్నల్ తెలియని పరిస్థితికి ఎనర్జీ డిటెక్టర్ వర్తించబడుతుంది, అయితే తక్కువ సెన్సింగ్ సమయాన్ని ఉపయోగించినప్పుడు దాని పనితీరు క్షీణిస్తుంది. ఎందుకంటే స్పెక్ట్రల్ కోరిలేషన్ ఫంక్షన్ ద్వారా గుర్తించడానికి సిగ్నల్ యొక్క సైక్లోస్టేషనరిటీని ఉపయోగించడం ఫీచర్ డిటెక్టర్ యొక్క ప్రధాన ఆలోచన. శబ్దం అనేది ఒక విస్తృత స్థిరమైన సంకేతం మరియు దీనికి ఎటువంటి సహసంబంధం లేదు, అయితే మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్ పరస్పర సంబంధం కలిగి ఉంటుంది మరియు సైక్లోస్టేషనరీగా ఉంటుంది. అందువల్ల, స్పెక్ట్రల్ కోరిలేషన్ ఫంక్షన్ శబ్దం యొక్క శక్తిని మరియు మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్ యొక్క శక్తిని వేరు చేయగలదు. అనిశ్చిత శబ్దం ఉన్న వాతావరణంలో, ఫీచర్ డిటెక్టర్ పనితీరు శక్తి డిటెక్టర్ కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది. తక్కువ సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తిలో ఫీచర్ డిటెక్టర్ పనితీరు పరిమితం చేయబడింది, అధిక గణన సంక్లిష్టతను కలిగి ఉంటుంది మరియు సుదీర్ఘ పరిశీలన సమయం అవసరం. ఇది CR సిస్టమ్ యొక్క డేటా నిర్గమాంశను తగ్గిస్తుంది. వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, స్పెక్ట్రమ్ వనరులు మరింత ఉద్రిక్తంగా మారుతున్నాయి. CR సాంకేతికత ఈ సమస్యను తగ్గించగలదు కాబట్టి, CR సాంకేతికత వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లలో శ్రద్ధ చూపబడింది మరియు అనేక వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్ ప్రమాణాలు కాగ్నిటివ్ రేడియో టెక్నాలజీని ప్రవేశపెట్టాయి. IEEE 802.11, IEEE 802.22 మరియు IEEE 802.16h వంటివి. 802.16h ఒప్పందంలో, రేడియో మరియు టెలివిజన్ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌ల WiMAX వినియోగాన్ని సులభతరం చేయడానికి డైనమిక్ స్పెక్ట్రమ్ ఎంపిక యొక్క ముఖ్యమైన కంటెంట్ ఉంది మరియు దాని పునాది స్పెక్ట్రమ్ సెన్సింగ్ టెక్నాలజీ. వైర్‌లెస్ లోకల్ ఏరియా నెట్‌వర్క్‌ల కోసం IEEE 802.11h అంతర్జాతీయ ప్రమాణంలో, రెండు ముఖ్యమైన అంశాలు ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి: డైనమిక్ స్పెక్ట్రమ్ ఎంపిక (DFS) మరియు ట్రాన్స్‌మిట్ పవర్ కంట్రోల్ (TPC), మరియు కాగ్నిటివ్ రేడియో వైర్‌లెస్ లోకల్ ఏరియా నెట్‌వర్క్‌లకు వర్తించబడింది. 802.11y ప్రమాణంలో, వివిధ రకాల బ్యాండ్‌విడ్త్ ఎంపికలను అందించడానికి ఆర్తోగోనల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ (OFDM) సాంకేతికత ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది వేగవంతమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ స్విచింగ్‌ను సాధించగలదు. WLAN (వైర్‌లెస్ లోకల్ ఏరియా నెట్‌వర్క్) సిస్టమ్‌లు బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు ట్రాన్స్‌మిట్ పవర్ పారామితులను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా ఎగవేతను నివారించడానికి OFDM యొక్క లక్షణాల ప్రయోజనాన్ని పొందవచ్చు. ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో పని చేస్తున్న ఇతర వినియోగదారులతో జోక్యం చేసుకోండి. ఆప్టికల్ ఫైబర్ వైర్‌లెస్ సిస్టమ్ విస్తృత ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్ యొక్క ప్రయోజనాలను మరియు వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ యొక్క సౌకర్యవంతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉన్నందున, ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లో రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ కాగ్నిటివ్ WLAN సిగ్నల్స్ ప్రసారం దృష్టిని ఆకర్షించింది. ఆర్కిటెక్చర్ కింద ROF సిస్టమ్ కాగ్నిటివ్ రేడియో సిగ్నల్స్ ప్రసారం చేయబడతాయని సాహిత్య రచయిత [5-6] ప్రతిపాదించారు మరియు నెట్‌వర్క్ పనితీరు మెరుగుపడిందని అనుకరణ ప్రయోగాలు చూపిస్తున్నాయి.
2 ROF-ఆధారిత హైబ్రిడ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ వైర్‌లెస్ ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్ ఆర్కిటెక్చర్
వీడియో ప్రసారం కోసం మల్టీమీడియా సేవల అవసరాలను తీర్చడానికి, అభివృద్ధి చెందుతున్న ఫైబర్-టు-ది-హోమ్ (FFTH) అంతిమ బ్రాడ్‌బ్యాండ్ యాక్సెస్ టెక్నాలజీగా మారుతుంది మరియు నిష్క్రియ ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్ (PON) వచ్చిన తర్వాత అది దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది. బయటకు. PON నెట్‌వర్క్‌లో ఉపయోగించే పరికరాలు నిష్క్రియ పరికరాలు కాబట్టి, వాటికి విద్యుత్ సరఫరా అవసరం లేదు, బాహ్య విద్యుదయస్కాంత జోక్యం మరియు మెరుపుల ప్రభావం నుండి రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి ఉంటుంది, సేవల యొక్క పారదర్శక ప్రసారాన్ని సాధించగలదు మరియు అధిక సిస్టమ్ విశ్వసనీయతను కలిగి ఉంటుంది. PON నెట్‌వర్క్‌లలో ప్రధానంగా టైమ్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ పాసివ్ ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌లు (TDM-PON) మరియు వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్ పాసివ్ ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌లు (WDM-PON) ఉంటాయి. TDM-PONతో పోలిస్తే, WDM-PON వినియోగదారు ప్రత్యేకమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు అధిక భద్రత లక్షణాలను కలిగి ఉంది, భవిష్యత్తులో అత్యంత సంభావ్య ఆప్టికల్ యాక్సెస్ నెట్‌వర్క్‌గా మారుతుంది. మూర్తి 1 WDM-PON సిస్టమ్ యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రాన్ని చూపుతుంది.