Met die ontwikkeling van kommunikasienetwerke in die rigting van breëband en mobiliteit, integreer die optiese vesel draadlose kommunikasiestelsel (ROF) optiese vesel kommunikasie en draadlose kommunikasie, wat volle spel gee aan die voordele van breëband en anti-inmenging van optiese vesellyne, sowel as draadlose kommunikasie .Gerieflike en buigsame kenmerke voldoen aan mense se vraag na breëband.Die vroeë ROF-tegnologie was hoofsaaklik toegewy aan die verskaffing van hoëfrekwensie draadlose transmissiedienste, soos millimetergolf optieseveseltransmissie.Met die ontwikkeling en volwassenheid van ROF-tegnologie het mense begin om hibriede bedrade en draadlose transmissienetwerke te bestudeer, dit wil sê optiese vesel draadlose kommunikasie (ROF) stelsels wat bedrade en draadlose dienste terselfdertyd verskaf.Met die vinnige ontwikkeling van radiokommunikasie het die tekort aan spektrumhulpbronne al hoe meer prominent geword.Hoe om spektrumbenutting te verbeter onder die toestand van beperkte draadlose hulpbronne om die teenstrydigheid tussen vraag en aanbod van spektrumhulpbronne te verlig, het 'n probleem geword wat in die kommunikasieveld opgelos moet word.Kognitiewe radio (CR) is 'n intelligente spektrumdeeltegnologie.Dit kan die benutting van spektrumhulpbronne effektief verbeter deur die "sekondêre gebruik" van gemagtigde spektrum, en het 'n navorsingsbrandpunt op die gebied van kommunikasie geword.In 802.11 draadlose plaaslike area netwerk [1], 802.16 metropolitaanse area netwerk [2] en 3G mobiele kommunikasie netwerk [3] het begin om die toepassing van kognitiewe radio tegnologie te bestudeer om die kapasiteit van die stelsel te verbeter, en het begin om die toepassing van ROF-tegnologie om gemengde transmissie van verskillende besigheidseine te bewerkstellig[4].Kognitiewe radiogebaseerde optiese vesel draadlose kommunikasienetwerke wat bedrade en draadlose seine oordra, is die ontwikkelingstendens van toekomstige kommunikasienetwerke.Die hibriede transmissie ROF-stelsel gebaseer op kognitiewe radiotegnologie staar baie nuwe uitdagings in die gesig, soos netwerkargitektuurontwerp, laagprotokolontwerp, generering van bedrade en draadlose gemoduleerde seine gebaseer op veelvuldige dienste, netwerkbestuur en identifikasie van gemoduleerde seine.
1 Kognitiewe radiotegnologie
Kognitiewe radio is 'n effektiewe manier om die gebrek aan spektrum en die onderbenutting van spektrum op te los.Kognitiewe radio is 'n intelligente draadlose kommunikasiestelsel.Dit bespeur die spektrumbenutting van die omliggende omgewing en pas sy eie parameters aanpasbaar aan deur leer om effektiewe benutting te bereik.Spektrumhulpbronne en betroubare kommunikasie.Die toepassing van kognitiewe radio is 'n sleuteltegnologie om die spektrumhulpbron van vaste toekenning tot dinamiese toekenning te verwesenlik.In die kognitiewe radiostelsel, om 'n gemagtigde gebruiker (of 'n meestergebruiker) te beskerm teen inmenging van 'n slaafgebruiker (of CR-gebruiker), is die funksie van spektrumwaarneming om te sien of 'n gemagtigde gebruiker bestaan.Kognitiewe radiogebruikers kan tydelik die frekwensieband gebruik wanneer gemonitor word dat die frekwensieband wat deur die gemagtigde gebruiker gebruik word nie gebruik word nie.Wanneer gemonitor word dat die frekwensieband van die gemagtigde gebruiker in gebruik is, stel die CR-gebruiker die kanaal vry aan die gemagtigde gebruiker, om sodoende te verseker dat die CR-gebruiker nie met die gemagtigde gebruiker inmeng nie.Daarom het die kognitiewe draadlose kommunikasienetwerk die volgende opvallende kenmerke: (1) Die primêre gebruiker het absolute prioriteit om toegang tot die kanaal te verkry.Aan die een kant, wanneer die gemagtigde gebruiker nie die kanaal beset nie, het die sekondêre gebruiker die geleentheid om toegang tot die ledige kanaal te verkry;wanneer die primêre gebruiker weer verskyn, moet die sekondêre gebruiker die kanaal wat gebruik word betyds verlaat en die kanaal aan die primêre gebruiker terugstuur.Aan die ander kant, wanneer die meestergebruiker die kanaal beset, kan die slaafgebruiker toegang tot die kanaal kry sonder om die dienskwaliteit van die meestergebruiker te beïnvloed.(2) Die CR-kommunikasieterminaal het die funksies van persepsie, bestuur en aanpassing.Eerstens kan die CR-kommunikasieterminaal die frekwensiespektrum en kanaalomgewing in die werksomgewing waarneem, en die deel en toewysing van spektrumhulpbronne volgens sekere reëls volgens die opsporingsresultate bepaal;aan die ander kant het die CR-kommunikasieterminal die vermoë om die werkparameters aanlyn aan te pas, soos om te verander. Die transmissieparameters soos drafrekwensie en modulasiemetode kan aanpas by veranderinge in die omgewing.In kognitiewe draadlose kommunikasienetwerke is spektrumwaarneming 'n sleuteltegnologie.Algemeen gebruikte spektrumwaarnemingsalgoritmes sluit in energie-opsporing, gepaste filteropsporing en siklostasionêre kenmerkopsporingsmetodes.Hierdie metodes het hul eie voordele en nadele.Die werkverrigting van hierdie algoritmes hang af van die voorafgaande inligting wat verkry is.Die bestaande spektrumwaarnemingsalgoritmes is: gepaste filter, energiedetektor en kenmerkdetektormetodes.Die ooreenstemmende filter kan slegs toegepas word wanneer die hoofsein bekend is.Die energiedetektor kan toegepas word op die situasie waar die hoofsein onbekend is, maar sy werkverrigting verswak wanneer 'n kort waarnemingstyd gebruik word.Omdat die hoofgedagte van die kenmerkdetektor is om die siklostasionariteit van die sein te gebruik om deur die spektrale korrelasiefunksie op te spoor.Geraas is 'n breë stilstaande sein en het geen korrelasie nie, terwyl die gemoduleerde sein gekorreleer en siklostasionêr is.Daarom kan die spektrale korrelasiefunksie die energie van die geraas en die energie van die gemoduleerde sein onderskei.In 'n omgewing met onsekere geraas is die werkverrigting van die kenmerkdetektor beter as dié van die energiedetektor.Die werkverrigting van die kenmerkdetektor onder lae sein-tot-geraas-verhouding is beperk, het 'n hoë berekeningskompleksiteit en vereis lang waarnemingstyd.Dit verminder die data-deurvloei van die CR-stelsel.Met die ontwikkeling van draadlose kommunikasietegnologie word spektrumhulpbronne al hoe meer gespanne.Omdat CR-tegnologie hierdie probleem kan verlig, is daar aandag aan CR-tegnologie gegee in draadlose kommunikasienetwerke, en baie draadlose kommunikasienetwerkstandaarde het kognitiewe radiotegnologie ingestel.Soos IEEE 802.11, IEEE 802.22 en IEEE 802.16h.In die 802.16h-ooreenkoms is daar 'n belangrike inhoud van dinamiese spektrumseleksie om WiMAX se gebruik van radio- en televisiefrekwensiebande te vergemaklik, en die grondslag daarvan is spektrumwaarnemingstegnologie.In die IEEE 802.11h internasionale standaard vir draadlose plaaslike area netwerke, is twee belangrike konsepte bekendgestel: dinamiese spektrum seleksie (DFS) en transmit power control (TPC), en kognitiewe radio is toegepas op draadlose plaaslike area netwerke.In die 802.11y-standaard word ortogonale frekwensieverdeling-multipleksing (OFDM) tegnologie gebruik om 'n verskeidenheid bandwydte-opsies te verskaf, wat vinnige bandwydte-skakeling kan bewerkstellig.WLAN (draadlose plaaslike area netwerk) stelsels kan voordeel trek uit die kenmerke van OFDM om vermyding te vermy deur bandwydte aan te pas en stuurkragparameters.Inmeng met ander gebruikers wat in hierdie frekwensieband werk.Omdat die optiese vesel draadlose stelsel die voordele van wye optiese vesel kommunikasie bandwydte en die buigsame eienskappe van draadlose kommunikasie het, is dit wyd gebruik.In onlangse jare het die oordrag van radiofrekwensie kognitiewe WLAN-seine in optiese vesel aandag getrek.Die skrywer van literatuur [5-6] het voorgestel dat die ROF-stelsel Kognitiewe radioseine onder die argitektuur uitgesaai word, en simulasie-eksperimente toon dat die netwerkwerkverrigting verbeter is.
2 ROF-gebaseerde hibriede optiese vesel draadlose transmissiestelsel argitektuur
Om aan die behoeftes van multimediadienste vir video-oordrag te voldoen, sal die opkomende vesel-tot-die-huis (FFTH) die uiteindelike breëbandtoegangstegnologie word, en die passiewe optiese netwerk (PON) het die fokus van aandag geword sodra dit kom uit.Aangesien die toestelle wat in die PON-netwerk gebruik word, passiewe toestelle is, het hulle nie kragtoevoer nodig nie, kan hulle immuun wees teen die invloed van eksterne elektromagnetiese interferensie en weerlig, kan hulle deursigtige oordrag van dienste bereik en het 'n hoë stelselbetroubaarheid.PON-netwerke sluit hoofsaaklik passiewe optiese netwerke (TDM-PON) en golflengte-multipleksende passiewe optiese netwerke (WDM-PON) in.In vergelyking met TDM-PON, het WDM-PON die kenmerke van gebruikerseksklusiewe bandwydte en hoë sekuriteit, wat die mees potensiële optiese toegangsnetwerk in die toekoms word.Figuur 1 toon die blokdiagram van die WDM-PON-stelsel.