З развіццём камунікацыйных сетак у напрамку шырокапалоснага доступу і мабільнасці валаконна-аптычная сістэма бесправадной сувязі (ROF) аб'ядноўвае аптычна-валаконную і бесправадную сувязь, у поўнай меры выкарыстоўваючы перавагі шырокапалоснага доступу і абароны ад перашкод валаконна-аптычных ліній, а таксама бесправадной сувязі. .Зручныя і гнуткія функцыі задавальняюць попыт людзей на шырокапалосную сувязь.Ранняя тэхналогія ROF была ў асноўным прысвечана прадастаўленню паслуг высокачашчыннай бесправадной перадачы, напрыклад, перадачы па аптавалакне міліметровай хвалі.З развіццём і сталасцю тэхналогіі ROF людзі пачалі вывучаць гібрыдныя правадныя і бесправадныя сеткі перадачы, гэта значыць сістэмы бесправадной сувязі па оптавалакну (ROF), якія забяспечваюць правадныя і бесправадныя паслугі адначасова.З хуткім развіццём радыёсувязі дэфіцыт спектральных рэсурсаў становіцца ўсё больш і больш прыкметным.Як палепшыць выкарыстанне спектру ва ўмовах абмежаваных рэсурсаў бесправадной сувязі, каб змякчыць супярэчнасць паміж попытам і прапановай рэсурсаў спектру, стала праблемай, якую трэба вырашыць у галіне сувязі.Кагнітыўнае радыё (CR) - гэта інтэлектуальная тэхналогія сумеснага выкарыстання спектру.Ён можа эфектыўна палепшыць выкарыстанне спектральных рэсурсаў праз «другаснае выкарыстанне» дазволенага спектру і стаў навукова-даследчай кропкай у галіне сувязі.У лакальнай бесправадной сетцы 802.11 [1], сталічнай сетцы 802.16 [2] і сетцы мабільнай сувязі 3G [3] пачалі вывучаць прымяненне тэхналогіі кагнітыўнага радыё для павышэння прапускной здольнасці сістэмы, а таксама пачалі вывучаць прымяненне Тэхналогія ROF для дасягнення змешанай перадачы розных бізнес-сігналаў [4].Кагнітыўныя валаконна-аптычныя бесправадныя сеткі сувязі, якія перадаюць правадныя і бесправадныя сігналы, з'яўляюцца тэндэнцыяй развіцця будучых сетак сувязі.Сістэма гібрыднай перадачы ROF, заснаваная на тэхналогіі кагнітыўнага радыё, сутыкаецца са шматлікімі новымі праблемамі, такімі як распрацоўка архітэктуры сеткі, распрацоўка пратаколу ўзроўню, генерацыя правадных і бесправадных мадуляваных сігналаў на аснове некалькіх сэрвісаў, кіраванне сеткай і ідэнтыфікацыя мадуляваных сігналаў.
1 Тэхналогія кагнітыўнага радыё
Кагнітыўнае радыё з'яўляецца эфектыўным спосабам ліквідацыі недахопу спектру і яго недастатковага выкарыстання.Кагнітыўнае радыё - гэта інтэлектуальная сістэма бесправадной сувязі.Ён адчувае выкарыстанне спектру навакольнага асяроддзя і адаптыўна наладжвае ўласныя параметры шляхам навучання для дасягнення эфектыўнага выкарыстання.Рэсурсы спектру і надзейная сувязь.Прымяненне кагнітыўнага радыё з'яўляецца ключавой тэхналогіяй для рэалізацыі рэсурсу спектру ад фіксаванага размеркавання да дынамічнага размеркавання.У сістэме кагнітыўнага радыё, каб абараніць аўтарызаванага карыстальніка (або стаць галоўным карыстальнікам) ад перашкод з боку падпарадкаванага карыстальніка (або карыстальніка CR), функцыя зандзіравання спектру заключаецца ў тым, каб вызначыць, ці існуе аўтарызаваны карыстальнік.Карыстальнікі кагнітыўнага радыё могуць часова выкарыстоўваць дыяпазон частот, калі кантралюецца, што дыяпазон частот, які выкарыстоўваецца аўтарызаваным карыстальнікам, не выкарыстоўваецца.Калі кантралюецца, што дыяпазон частот аўтарызаванага карыстальніка выкарыстоўваецца, карыстальнік CR вызваляе канал для аўтарызаванага карыстальніка, такім чынам гарантуючы, што карыстальнік CR не перашкаджае аўтарызаванаму карыстальніку.Такім чынам, кагнітыўная бесправадная сетка сувязі мае наступныя характэрныя асаблівасці: (1) Асноўны карыстальнік мае абсалютны прыярытэт доступу да канала.З аднаго боку, калі аўтарызаваны карыстальнік не займае канал, другасны карыстальнік мае магчымасць атрымаць доступ да бяздзейнага канала;калі асноўны карыстальнік зноў з'явіцца, другасны карыстальнік павінен своечасова выйсці з канала, які выкарыстоўваецца, і вярнуць канал першаснаму карыстальніку.З іншага боку, калі галоўны карыстальнік займае канал, падпарадкаваны карыстальнік можа атрымаць доступ да канала без уплыву на якасць абслугоўвання галоўнага карыстальніка.(2) Тэрмінал сувязі CR мае функцыі ўспрымання, кіравання і рэгулявання.Па-першае, тэрмінал сувязі CR можа ўспрымаць спектр частот і асяроддзе канала ў працоўным асяроддзі, а таксама вызначаць сумеснае выкарыстанне і размеркаванне рэсурсаў спектру ў адпаведнасці з пэўнымі правіламі ў адпаведнасці з вынікамі выяўлення;з іншага боку, тэрмінал сувязі CR мае магчымасць наладжваць працоўныя параметры ў рэжыме анлайн, напрыклад, змяняць параметры перадачы, такія як апорная частата і метад мадуляцыі, могуць адаптавацца да змен у навакольным асяроддзі.У кагнітыўных бесправадных сетках сувязі зандзіраванне спектру з'яўляецца ключавой тэхналогіяй.Звычайна выкарыстоўваюцца алгарытмы зандзіравання спектру ўключаюць метады выяўлення энергіі, выяўлення ўзгодненага фільтра і цыкластацыянарных метадаў выяўлення асаблівасцей.Гэтыя метады маюць свае перавагі і недахопы.Прадукцыйнасць гэтых алгарытмаў залежыць ад папярэдняй інфармацыі, атрыманай.Існуючыя алгарытмы зандзіравання спектру: узгоднены фільтр, дэтэктар энергіі і метады дэтэктара прыкмет.Адпаведны фільтр можа прымяняцца толькі тады, калі вядомы асноўны сігнал.Дэтэктар энергіі можа прымяняцца ў сітуацыі, калі асноўны сігнал невядомы, але яго характарыстыкі пагаршаюцца, калі выкарыстоўваецца кароткі час зандзіравання.Таму што асноўная ідэя дэтэктара прыкмет заключаецца ў выкарыстанні цыкластацыянарнасці сігналу для выяўлення праз спектральную карэляцыйную функцыю.Шум - гэта шырокі стацыянарны сігнал і не мае карэляцыі, у той час як мадуляваны сігнал - карэляваны і цыкластацыянарны.Такім чынам, спектральная карэляцыйная функцыя можа адрозніваць энергію шуму і энергію мадуляванага сігналу.У асяроддзі з нявызначаным шумам прадукцыйнасць дэтэктара функцый лепш, чым дэтэктара энергіі.Прадукцыйнасць дэтэктара прыкмет пры нізкім стаўленні сігнал/шум абмежаваная, мае высокую вылічальную складанасць і патрабуе доўгага часу назірання.Гэта зніжае прапускную здольнасць сістэмы CR.З развіццём тэхналогій бесправадной сувязі рэсурсы спектру становяцца ўсё больш і больш напружанымі.Паколькі тэхналогія CR можа палегчыць гэтую праблему, тэхналогія CR была звернута ўвага ў сетках бесправадной сувязі, і многія стандарты сетак бесправадной сувязі ўвялі тэхналогію кагнітыўнага радыё.Такія як IEEE 802.11, IEEE 802.22 і IEEE 802.16h.У пагадненні 802.16h ёсць важны змест дынамічнага выбару спектру для палягчэння выкарыстання WiMAX радыё- і тэлевізійных дыяпазонаў частот, і яго асновай з'яўляецца тэхналогія зандзіравання спектру.У міжнародным стандарце IEEE 802.11h для бесправадных лакальных сетак былі ўведзены дзве важныя канцэпцыі: дынамічны выбар спектру (DFS) і кантроль магутнасці перадачы (TPC), а таксама кагнітыўнае радыё было ўжыта да бесправадных лакальных сетак.У стандарце 802.11y тэхналогія мультыплексавання з артаганальным частотным падзелам (OFDM) выкарыстоўваецца для забеспячэння розных варыянтаў паласы прапускання, што дазваляе дасягнуць хуткага пераключэння паласы прапускання.Сістэмы WLAN (бесправадная лакальная сетка) могуць выкарыстоўваць перавагі характарыстык OFDM, каб пазбегнуць ухілення шляхам рэгулявання паласы прапускання і параметраў магутнасці перадачы.Перашкаджаць іншым карыстальнікам, якія працуюць у гэтай паласе частот.Паколькі валаконна-аптычная бесправадная сістэма мае такія перавагі, як шырокая прапускная здольнасць аптычна-валаконнай сувязі і гнуткія характарыстыкі бесправадной сувязі, яна шырока выкарыстоўваецца.У апошнія гады перадача радыёчастотных кагнітыўных сігналаў WLAN па аптычным валакне прыцягнула ўвагу.Аўтар літаратуры [5-6] выказаў здагадку, што сістэма ROF Кагнітыўныя радыёсігналы перадаюцца ў адпаведнасці з архітэктурай, а эксперыменты мадэлявання паказваюць, што прадукцыйнасць сеткі была палепшана.
2 Архітэктура гібрыднай сістэмы бесправадной перадачы аптычнага валакна на аснове ROF
Каб задаволіць патрэбы мультымедыйных паслуг для перадачы відэа, новая тэхналогія "валаконна-да дому" (FFTH) стане найлепшай тэхналогіяй шырокапалоснага доступу, а пасіўная аптычная сетка (PON) апынецца ў цэнтры ўвагі, як толькі яна з'явіцца па-за.Паколькі прылады, якія выкарыстоўваюцца ў сетцы PON, з'яўляюцца пасіўнымі прыладамі, яны не маюць патрэбы ў сілкаванні, могуць быць неўспрымальныя да ўздзеяння знешніх электрамагнітных перашкод і маланак, могуць дасягнуць празрыстай перадачы паслуг і маюць высокую надзейнасць сістэмы.Сеткі PON у асноўным уключаюць пасіўныя аптычныя сеткі з часавым падзелам (TDM-PON) і пасіўныя аптычныя сеткі з даўжынёй хвалі (WDM-PON).У параўнанні з TDM-PON, WDM-PON мае характарыстыкі эксклюзіўнай прапускной здольнасці для карыстальніка і высокай бяспекі, становячыся найбольш патэнцыйнай сеткай аптычнага доступу ў будучыні.На малюнку 1 прадстаўлена блок-схема сістэмы WDM-PON.