Кең жолақты және ұтқырлық бағытында байланыс желілерінің дамуымен оптикалық талшықты сымсыз байланыс жүйесі (ROF) талшықты оптикалық байланыс пен сымсыз байланысты біріктіреді, кең жолақты және оптикалық талшықты желілердің кедергілеріне қарсы, сондай-ақ сымсыз байланыстың артықшылықтарына толық мүмкіндік береді. .Ыңғайлы және икемді мүмкіндіктер адамдардың кең жолақты желіге деген сұранысын қанағаттандырады.Алғашқы ROF технологиясы негізінен миллиметрлік толқынды оптикалық талшықты беру сияқты жоғары жиілікті сымсыз тарату қызметтерін ұсынуға арналған.ROF технологиясының дамуы мен жетілуімен адамдар гибридті сымды және сымсыз тарату желілерін, яғни сымды және сымсыз қызметтерді бір уақытта ұсынатын оптикалық талшықты сымсыз байланыс (ROF) жүйелерін зерттей бастады.Радиобайланыстың қарқынды дамуымен спектр ресурстарының тапшылығы барған сайын айқын бола бастады.Спектр ресурстарының сұранысы мен ұсынысы арасындағы қайшылықты жеңілдету үшін шектеулі сымсыз ресурстар жағдайында спектрді пайдалануды қалай жақсарту керектігі байланыс саласында шешілетін мәселеге айналды.Когнитивтік радио (CR) – спектрді бөлісудің интеллектуалды технологиясы.Ол рұқсат етілген спектрді «екінші реттік пайдалану» арқылы спектр ресурстарын тиімді пайдалануды жақсарта алады және байланыс саласындағы зерттеу нүктесіне айналды.802.11 сымсыз жергілікті желі [1], 802.16 мегаполис желісі [2] және 3G ұялы байланыс желісі [3] жүйенің сыйымдылығын жақсарту үшін когнитивтік радиотехнологияны қолдануды зерттеуге кірісті және қолдануды зерттеуге кірісті. Әртүрлі бизнес сигналдарының аралас берілуіне қол жеткізу үшін ROF технологиясы[4].Сымды және сымсыз сигналдарды тарататын когнитивті радио негізіндегі оптикалық талшықты сымсыз байланыс желілері болашақ байланыс желілерінің даму үрдісі болып табылады.Когнитивті радиотехнологияға негізделген гибридті тарату ROF жүйесі желі архитектурасын жобалау, деңгейлік хаттамаларды жобалау, бірнеше қызметтерге негізделген сымды және сымсыз модуляцияланған сигналдарды генерациялау, желіні басқару және модуляцияланған сигналдарды анықтау сияқты көптеген жаңа қиындықтарға тап болады.
1 Когнитивті радиотехнология
Когнитивті радио спектрдің жетіспеушілігін және спектрдің толық пайдаланылмауын шешудің тиімді әдісі болып табылады.Когнитивтік радио – бұл интеллектуалды сымсыз байланыс жүйесі.Ол қоршаған ортаның спектрін пайдалануды сезінеді және тиімді пайдалануға қол жеткізу үшін оқыту арқылы өз параметрлерін бейімдейді.Спектр ресурстары және сенімді байланыс.Когнитивті радионы қолдану спектр ресурсын тіркелген бөлуден динамикалық бөлуге дейін жүзеге асырудың негізгі технологиясы болып табылады.Когнитивтік радиожүйеде уәкілетті пайдаланушыны (немесе негізгі пайдаланушы болуды) бағынышты пайдаланушының (немесе CR пайдаланушысының) кедергілерінен қорғау үшін спектрді сезіну функциясы уәкілетті пайдаланушының бар-жоғын қабылдау болып табылады.Когнитивті радио пайдаланушылар уәкілетті пайдаланушы пайдаланатын жиілік диапазонының пайдаланылмай жатқанын бақылаған кезде жиілік жолағын уақытша пайдалана алады.Уәкілетті пайдаланушының жиілік диапазонының қолданыста екендігі бақыланатын кезде, CR пайдаланушысы арнаны уәкілетті пайдаланушыға жібереді, осылайша CR пайдаланушысының уәкілетті пайдаланушыға кедергі жасамауын қамтамасыз етеді.Сондықтан когнитивті сымсыз байланыс желісінің келесі маңызды мүмкіндіктері бар: (1) Негізгі пайдаланушы арнаға кіру үшін абсолютті басымдыққа ие.Бір жағынан, рұқсат етілген пайдаланушы арнаны иемденбеген кезде, екінші пайдаланушының бос арнаға кіру мүмкіндігі бар;негізгі пайдаланушы қайта пайда болғанда, қосымша пайдаланушы қолданыста болған арнадан уақытында шығып, арнаны негізгі пайдаланушыға қайтаруы керек.Екінші жағынан, негізгі пайдаланушы арнаны алып жатқанда, бағынышты пайдаланушы негізгі пайдаланушының қызмет көрсету сапасына әсер етпестен арнаға қол жеткізе алады.(2) CR байланыс терминалында қабылдау, басқару және реттеу функциялары бар.Біріншіден, CR байланыс терминалы жұмыс ортасындағы жиілік спектрін және арна ортасын қабылдай алады және анықтау нәтижелері бойынша белгілі бір ережелерге сәйкес спектр ресурстарын ортақ пайдалануды және бөлуді анықтайды;екінші жағынан, CR байланыс терминалының жұмыс параметрлерін өзгерту сияқты желіде реттеу мүмкіндігі бар. Тасымалдаушы жиілігі және модуляция әдісі сияқты жіберу параметрлері қоршаған ортадағы өзгерістерге бейімделе алады.Когнитивті сымсыз байланыс желілерінде спектрді зондтау негізгі технология болып табылады.Жиі қолданылатын спектрді зондтау алгоритмдеріне энергияны анықтау, сәйкес келетін сүзгіні анықтау және циклостационарлық мүмкіндіктерді анықтау әдістері жатады.Бұл әдістердің өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар.Бұл алгоритмдердің өнімділігі алдын ала алынған ақпаратқа байланысты.Қолданыстағы спектрді зондтау алгоритмдері: сәйкес сүзгі, энергия детекторы және мүмкіндік детекторының әдістері.Сәйкес сүзгіні тек негізгі сигнал белгілі болғанда ғана қолдануға болады.Энергия детекторын негізгі сигнал белгісіз болған жағдайда қолдануға болады, бірақ қысқа сезіну уақыты пайдаланылған кезде оның өнімділігі нашарлайды.Өйткені функция детекторының негізгі идеясы спектрлік корреляция функциясы арқылы анықтау үшін сигналдың циклостационарлығын пайдалану болып табылады.Шу кең стационарлы сигнал болып табылады және оның корреляциясы жоқ, ал модуляцияланған сигнал корреляциялық және циклостационарлық.Сондықтан спектрлік корреляция функциясы шудың энергиясын және модуляцияланған сигналдың энергиясын ажырата алады.Белгісіз шуы бар ортада мүмкіндік детекторының өнімділігі энергия детекторына қарағанда жақсырақ.Сигнал-шуыл қатынасы төмен болған кезде мүмкіндік детекторының өнімділігі шектеулі, есептеу күрделілігі жоғары және ұзақ бақылау уақытын қажет етеді.Бұл CR жүйесінің деректер өткізу қабілетін азайтады.Сымсыз байланыс технологиясының дамуымен спектр ресурстары барған сайын шиеленісіп келеді.CR технологиясы бұл мәселені жеңілдете алатындықтан, сымсыз байланыс желілерінде CR технологиясына назар аударылды және көптеген сымсыз байланыс желілерінің стандарттары когнитивті радиотехнологияны енгізді.IEEE 802.11, IEEE 802.22 және IEEE 802.16h сияқты.802.16h келісімінде WiMAX-тың радио және теледидар жиілік диапазондарын пайдалануын жеңілдету үшін динамикалық спектрді таңдаудың маңызды мазмұны бар және оның негізі спектрді зондтау технологиясы болып табылады.Сымсыз жергілікті желілерге арналған IEEE 802.11h халықаралық стандартында екі маңызды ұғым енгізілді: динамикалық спектрді таңдау (DFS) және тарату қуатын басқару (TPC) және когнитивті радио сымсыз жергілікті желілерге қолданылды.802.11y стандартында жиілікті ортогональды бөлу мультиплекстеу (OFDM) технологиясы өткізу қабілеттілігін жылдам ауыстыруға қол жеткізуге болатын өткізу қабілеттілігінің әртүрлі опцияларын қамтамасыз ету үшін қолданылады.WLAN (сымсыз жергілікті желі) жүйелері өткізу қабілеттілігін және жіберу қуат параметрлерін реттеу арқылы болдырмауды болдырмау үшін OFDM сипаттамаларының артықшылығын пайдалана алады.Осы жиілік диапазонында жұмыс істейтін басқа пайдаланушыларға кедергі келтіріңіз.Оптикалық талшықты сымсыз жүйе кең талшықты оптикалық байланыс өткізу қабілеттілігінің және сымсыз байланыстың икемді сипаттамаларының артықшылықтарына ие болғандықтан, ол кеңінен қолданылды.Соңғы жылдары радиожиілік когнитивтік WLAN сигналдарының оптикалық талшықта берілуі назар аударды.Әдебиет авторы [5-6] ROF жүйесінде когнитивтік радиосигналдардың сәулет бойынша берілуін ұсынды, ал симуляциялық эксперименттер желі өнімділігінің жақсарғанын көрсетеді.
2 ROF негізіндегі гибридті оптикалық талшықты сымсыз тарату жүйесінің архитектурасы
Бейнені тасымалдауға арналған мультимедиялық қызметтердің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін дамып келе жатқан талшықты үйге (FFTH) кең жолақты қол жеткізудің соңғы технологиясына айналады, ал пассивті оптикалық желі (PON) пайда болғаннан кейін назар аударатын болады. шығып.PON желісінде қолданылатын құрылғылар пассивті құрылғылар болғандықтан, олар қоректендіруді қажет етпейді, сыртқы электромагниттік кедергілер мен найзағайдың әсеріне қарсы тұра алады, қызметтердің мөлдір берілуіне қол жеткізе алады және жүйенің жоғары сенімділігіне ие.PON желілері негізінен уақытты бөлетін мультиплексирлеуші пассивті оптикалық желілерді (TDM-PON) және толқын ұзындығын бөлетін мультиплексирлеуші пассивті оптикалық желілерді (WDM-PON) қамтиды.TDM-PON-пен салыстырғанда, WDM-PON пайдаланушының эксклюзивті өткізу қабілеттілігі мен жоғары қауіпсіздік сипаттамаларына ие, болашақта ең әлеуетті оптикалық кіру желісіне айналады.1-суретте WDM-PON жүйесінің құрылымдық схемасы көрсетілген.