מיט דער אַנטוויקלונג פון קאָמוניקאַציע נעטוואָרקס צו בראָדבאַנד און מאָביליטי, די אָפּטיש פיברע וויירליס קאָמוניקאַציע סיסטעם (ROF) ינטאַגרייץ אָפּטיש פיברע קאָמוניקאַציע און וויירליס קאָמוניקאַציע, געבן פול שפּיל צו די אַדוואַנטידזשיז פון בראָדבאַנד און אַנטי-ינטערפיראַנס פון אָפּטיש פיברע שורות, ווי געזונט ווי וויירליס קאָמוניקאַציע. . באַקוועם און פלעקסאַבאַל פֿעיִקייטן טרעפן מענטשן ס פאָדערונג פֿאַר בראָדבאַנד. דער פרי ROF טעכנאָלאָגיע איז דער הויפּט דעדאַקייטאַד צו צושטעלן הויך-אָפטקייַט וויירליס טראַנסמיסיע באַדינונגס, אַזאַ ווי מילימעטער כוואַליע אָפּטיש פיברע טראַנסמיסיע. מיט דער אַנטוויקלונג און צייַטיקייַט פון ROF טעכנאָלאָגיע, מענטשן אנגעהויבן צו לערנען כייבריד ווייערד און וויירליס טראַנסמיסיע נעטוואָרקס, דאָס איז אָפּטיש פיברע וויירליס קאָמוניקאַציע (ROF) סיסטעמען וואָס צושטעלן ווייערד און וויירליס באַדינונגס אין דער זעלביקער צייט. מיט דער גיך אַנטוויקלונג פון ראַדיאָ קאָמוניקאַציע, די דוחק פון ספּעקטרום רעסורסן איז געווארן מער און מער באַוווסט. ווי צו פֿאַרבעסערן ספּעקטרום יוטאַלאַזיישאַן אונטער די צושטאַנד פון לימיטעד וויירליס רעסורסן צו גרינגער מאַכן די סטירע צווישן צושטעלן און פאָדערונג פון ספּעקטרום רעסורסן איז געווארן אַ פּראָבלעם צו זיין סאַלווד אין די קאָמוניקאַציע פעלד. קאָגניטיווע ראַדיאָ (CR) איז אַן ינטעליגענט ספּעקטרום ייַנטיילונג טעכנאָלאָגיע. עס קענען יפעקטיוולי פֿאַרבעסערן די יוטאַלאַזיישאַן פון ספּעקטרום רעסורסן דורך די "צווייטיק נוצן" פון אָטערייזד ספּעקטרום, און איז געווארן אַ פאָרשונג האָצפּאָט אין די פעלד פון קאָמוניקאַציע. אין 802.11 וויירליס היגע שטח נעץ [1], 802.16 מעטראָפּאָליטאַן שטח נעץ [2] און 3G רירעוודיק קאָמוניקאַציע נעץ [3] האָבן אנגעהויבן צו לערנען די אַפּלאַקיישאַן פון קאַגניטיוו ראַדיאָ טעכנאָלאָגיע צו פֿאַרבעסערן די קאַפּאַציטעט פון די סיסטעם, און אנגעהויבן צו לערנען די אַפּלאַקיישאַן פון ROF טעכנאָלאָגיע צו דערגרייכן געמישט טראַנסמיסיע פון פאַרשידענע געשעפט סיגנאַלז [4]. קאָגניטיווע ראַדיאָ-באזירט אָפּטיש פיברע וויירליס קאָמוניקאַציע נעטוואָרקס וואָס יבערשיקן ווייערד און וויירליס סיגנאַלז זענען די אַנטוויקלונג גאַנג פון צוקונפֿט קאָמוניקאַציע נעטוואָרקס. די כייבריד טראַנסמיסיע ROF סיסטעם באזירט אויף קאַגניטיוו ראַדיאָ טעכנאָלאָגיע פייסיז פילע נייַע טשאַלאַנדזשיז, אַזאַ ווי נעץ אַרקאַטעקטשער פּלאַן, שיכטע פּראָטאָקאָל פּלאַן, דור פון ווייערד און וויירליס מאַדזשאַלייטיד סיגנאַלז באזירט אויף קייפל באַדינונגס, נעץ פאַרוואַלטונג און לעגיטימאַציע פון מאַדזשאַלייטיד סיגנאַלז.
1 קאָגניטיווע ראַדיאָ טעכנאָלאָגיע
קאָגניטיווע ראַדיאָ איז אַן עפעקטיוו וועג צו סאָלווע די פעלן פון ספּעקטרום און די ונדעריוטאַליזיישאַן פון ספּעקטרום. קאָגניטיווע ראַדיאָ איז אַן ינטעליגענט וויירליס קאָמוניקאַציע סיסטעם. עס סענסיז די ספּעקטרום יוטאַלאַזיישאַן פון די אַרומיק סוויווע און אַדזשאַסטיד זייַן אייגענע פּאַראַמעטערס אַדאַפּטיוולי דורך לערנען צו דערגרייכן עפעקטיוו יוטאַלאַזיישאַן. ספּעקטרום רעסורסן און פאַרלאָזלעך קאָמוניקאַציע. די אַפּלאַקיישאַן פון קאַגניטיוו ראַדיאָ איז אַ שליסל טעכנאָלאָגיע צו פאַרשטיין די ספּעקטרום מיטל פון פאַרפעסטיקט אַלאַקיישאַן צו דינאַמיש אַלאַקיישאַן. אין די קאַגניטיוו ראַדיאָ סיסטעם, אין סדר צו באַשיצן אַ אָטערייזד באַניצער (אָדער ווערן אַ בעל באַניצער) פון ינטערפיראַנס פון אַ שקלאַף באַניצער (אָדער CR באַניצער), די פונקציע פון ספּעקטרום סענסינג איז צו זען צי אַן אָטערייזד באַניצער יגזיסץ. קאָגניטיווע ראַדיאָ יוזערז קענען טעמפּערעראַלי נוצן די אָפטקייַט באַנד ווען עס איז מאָניטאָרעד אַז די אָפטקייַט באַנד געניצט דורך די אָטערייזד באַניצער איז נישט געניצט. ווען עס איז מאָניטאָרעד אַז די אָפטקייַט באַנד פון די אָטערייזד באַניצער איז אין נוצן, דער CR באַניצער ריליסיז דעם קאַנאַל צו די אָטערייזד באַניצער, אַזוי ינשורינג אַז דער CR באַניצער טוט נישט אַרייַנמישנ זיך מיט די אָטערייזד באַניצער. דעריבער, די קאַגניטיוו וויירליס קאָמוניקאַציע נעץ האט די פאלגענדע בולט פֿעיִקייטן: (1) דער ערשטיק באַניצער האט אַבסאָלוט בילכערקייַט צו אַקסעס דעם קאַנאַל. אויף די איין האַנט, ווען דער אָטערייזד באַניצער טוט נישט פאַרנעמען דעם קאַנאַל, די צווייטיק באַניצער האט די געלעגנהייט צו צוטריט די ליידיק קאַנאַל; ווען דער ערשטיק באַניצער ריאַפּירז, דער צווייטיק באַניצער זאָל אַרויסגאַנג דעם קאַנאַל אין נוצן אין צייט און צוריקקומען דעם קאַנאַל צו די ערשטיק באַניצער. אויף די אנדערע האַנט, ווען דער בעל באַניצער אַקיאַפּייז דעם קאַנאַל, דער שקלאַף באַניצער קענען אַקסעס די קאַנאַל אָן אַפעקטינג די דינסט קוואַליטעט פון די בעל באַניצער. (2) די CR קאָמוניקאַציע וואָקזאַל האט די פאַנגקשאַנז פון מערקונג, פאַרוואַלטונג און אַדזשאַסטמאַנט. ערשטער, די CR קאָמוניקאַציע וואָקזאַל קענען זען די אָפטקייַט ספּעקטרום און קאַנאַל סוויווע אין די אַרבעט סוויווע, און באַשטימען די ייַנטיילונג און אַלאַקיישאַן פון ספּעקטרום רעסורסן לויט צו זיכער כּללים לויט די דיטעקשאַן רעזולטאַטן; אויף די אנדערע האַנט, די CR קאָמוניקאַציע וואָקזאַל האט די פיייקייט צו סטרויערן די אַרבעט פּאַראַמעטערס אָנליין, אַזאַ ווי טשאַנגינג די טראַנסמיסיע פּאַראַמעטערס אַזאַ ווי טרעגער אָפטקייַט און מאַדזשאַליישאַן אופֿן קענען אַדאַפּט צו ענדערונגען אין די סוויווע. אין קאַגניטיוו וויירליס קאָמוניקאַציע נעטוואָרקס, ספּעקטרום סענסינג איז אַ שליסל טעכנאָלאָגיע. קאַמאַנלי געניצט ספּעקטרום סענסינג אַלגערידאַמז אַרייַננעמען ענערגיע דיטעקשאַן, מאַטשט פילטער דיטעקשאַן און סיקלאַסטאַטיאַנערי שטריך דיטעקשאַן מעטהאָדס. די מעטהאָדס האָבן זייער אייגן אַדוואַנידזשיז און דיסאַדוואַנטידזשיז. די פאָרשטעלונג פון די אַלגערידאַמז דעפּענדס אויף די פריערדיק אינפֿאָרמאַציע באקומען. די יגזיסטינג ספּעקטרום סענסינג אַלגערידאַמז זענען: מאַטשט פילטער, ענערגיע דעטעקטאָר און שטריך דעטעקטאָר מעטהאָדס. די מאַטשט פילטער קענען זיין געווענדט בלויז ווען דער הויפּט סיגנאַל איז באַוווסט. דער ענערגיע דעטעקטאָר קענען זיין געווענדט צו דער סיטואַציע ווו דער הויפּט סיגנאַל איז אומבאַקאַנט, אָבער זייַן פאָרשטעלונג דיטיריערייץ ווען אַ קורץ סענסינג צייט איז געניצט. ווייַל דער הויפּט געדאַנק פון די שטריך דעטעקטאָר איז צו נוצן די סיקלאַסטאַטיאַנערי פון די סיגנאַל צו דעטעקט דורך די ספּעקטראַל קאָראַליישאַן פונקציע. ראַש איז אַ ברייט סטיישאַנערי סיגנאַל און האט קיין קאָראַליישאַן, בשעת די מאַדזשאַלייטיד סיגנאַל איז קאָראַלייטאַד און סיקלאַסטאַטיאַנערי. דעריבער, די ספּעקטראַל קאָראַליישאַן פונקציע קענען ויסטיילן די ענערגיע פון די ראַש און די ענערגיע פון די מאַדזשאַלייטיד סיגנאַל. אין אַ סוויווע מיט ומזיכער ראַש, די פאָרשטעלונג פון די שטריך דעטעקטאָר איז בעסער ווי די פון די ענערגיע דיטעקטער. די פאָרשטעלונג פון די שטריך דעטעקטאָר אונטער נידעריק סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש איז לימיטעד, האט הויך קאַמפּיוטיישאַנאַל קאַמפּלעקסיטי און ריקווייערז לאַנג אָבסערוואַציע צייט. דאָס ראַדוסאַז די דאַטן טרופּוט פון די CR סיסטעם. מיט דער אַנטוויקלונג פון וויירליס קאָמוניקאַציע טעכנאָלאָגיע, ספּעקטרום רעסורסן ווערן מער און מער געשפּאַנט. ווייַל CR טעכנאָלאָגיע קענען גרינגער מאַכן דעם פּראָבלעם, CR טעכנאָלאָגיע איז באַצאָלט ופמערקזאַמקייט אין וויירליס קאָמוניקאַציע נעטוואָרקס, און פילע וויירליס קאָמוניקאַציע נעץ סטאַנדאַרדס האָבן ינטראָודוסט קאַגניטיוו ראַדיאָ טעכנאָלאָגיע. אַזאַ ווי IEEE 802.11, IEEE 802.22 און IEEE 802.16h. אין די 802.16 ה העסקעם, עס איז אַ וויכטיק אינהאַלט פון דינאַמיש ספּעקטרום סעלעקציע צו פאַסילאַטייט WiMAX ס נוצן פון ראַדיאָ און טעלעוויזיע אָפטקייַט באַנדס, און דער יסוד איז ספּעקטרום סענסינג טעכנאָלאָגיע. אין די IEEE 802.11h אינטערנאַציאָנאַלע סטאַנדאַרט פֿאַר וויירליס היגע געגנט נעטוואָרקס, צוויי וויכטיק קאַנסעפּס זענען באַקענענ: דינאַמיש ספּעקטרום סעלעקציע (DFS) און טראַנסמיסיע מאַכט קאָנטראָל (TPC), און קאַגניטיוו ראַדיאָ איז געווענדט צו וויירליס היגע געגנט נעטוואָרקס. אין די 802.11י סטאַנדאַרט, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) טעכנאָלאָגיע איז געניצט צו צושטעלן אַ פאַרשיידנקייַט פון באַנדווידט אָפּציעס, וואָס קענען דערגרייכן גיך באַנדווידט סוויטשינג. WLAN (וויירלעסס היגע געגנט נעץ) סיסטעמען קענען נוצן די קעראַקטעריסטיקס פון OFDM צו ויסמיידן ויסמיידן דורך אַדזשאַסטינג באַנדווידט און טראַנסמיסיע מאַכט פּאַראַמעטערס. אַרייַנמישנ זיך מיט אנדערע ניצערס ארבעטן אין דעם אָפטקייַט באַנד. ווייַל די אָפּטיש פיברע וויירליס סיסטעם האט די אַדוואַנטידזשיז פון ברייט אָפּטיש פיברע קאָמוניקאַציע באַנדווידט און די פלעקסאַבאַל קעראַקטעריסטיקס פון וויירליס קאָמוניקאַציע, עס איז וויידלי געניצט. אין די לעצטע יאָרן, די טראַנסמיסיע פון ראַדיאָ אָפטקייַט קאַגניטיוו WLAN סיגנאַלז אין אָפּטיש פיברע האט געצויגן ופמערקזאַמקייט. דער מחבר פון ליטעראַטור [5-6] פארגעלייגט אַז די ROF סיסטעם קאָגניטיווע ראַדיאָ סיגנאַלז זענען טראַנסמיטטעד אונטער די אַרקאַטעקטשער, און סימיאַליישאַן יקספּעראַמאַנץ ווייַזן אַז די נעץ פאָרשטעלונג איז ימפּרוווד.
2 ROF-באזירט כייבריד אָפּטיש פיברע וויירליס טראַנסמיסיע סיסטעם אַרקאַטעקטשער
אין סדר צו טרעפן די באדערפענישן פון מולטימעדיאַ באַדינונגס פֿאַר ווידעא טראַנסמיסיע, די ימערדזשינג פיברע-צו-דעם-היים (FFTH) וועט ווערן די לעצט בראָדבאַנד אַקסעס טעכנאָלאָגיע, און די פּאַסיוו אָפּטיש נעץ (PON) איז געווארן דער פאָקוס פון ופמערקזאַמקייט אַמאָל עס קומט אויס. זינט די דעוויסעס געניצט אין די PON נעץ זענען פּאַסיוו דעוויסעס, זיי טאָן ניט דאַרפֿן מאַכט צושטעלן, קענען זיין ימיון צו דער השפּעה פון פונדרויסנדיק ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס און בליץ, קענען דערגרייכן טראַנספּעראַנט טראַנסמיסיע פון סערוויסעס און האָבן אַ הויך סיסטעם רילייאַבילאַטי. PON נעטוואָרקס דער הויפּט אַרייַננעמען צייט אָפּטייל מולטיפּלעקסינג פּאַסיוו אָפּטיש נעטוואָרקס (טדם-פּאָן) און ווייוולענגט טייל מולטיפּלעקסינג פּאַסיוו אָפּטיש נעטוואָרקס (WDM-PON). קאַמפּערד מיט TDM-PON, WDM-PON האט די קעראַקטעריסטיקס פון באַניצער ויסשליסיק באַנדווידט און הויך זיכערהייט, און איז די מערסט פּאָטענציעל אָפּטיש אַקסעס נעץ אין דער צוקונפֿט. פיגורע 1 ווייזט די בלאָק דיאַגראַמע פון די WDM-PON סיסטעם.