Geniş bant ve mobiliteye yönelik iletişim ağlarının geliştirilmesiyle birlikte, optik fiber kablosuz iletişim sistemi (ROF), fiber optik iletişimi ve kablosuz iletişimi entegre ederek geniş bant ve optik fiber hatların yanı sıra kablosuz iletişimin anti-parazit avantajlarına tam anlamıyla yer verir. .Kullanışlı ve esnek özellikler, insanların geniş bant talebini karşılar.İlk ROF teknolojisi, esas olarak milimetre dalga optik fiber iletimi gibi yüksek frekanslı kablosuz iletim hizmetleri sağlamaya adanmıştı.ROF teknolojisinin gelişmesi ve olgunlaşmasıyla birlikte insanlar hibrit kablolu ve kablosuz iletim ağlarını, yani kablolu ve kablosuz hizmetleri aynı anda sağlayan optik fiber kablosuz iletişim (ROF) sistemlerini incelemeye başladılar.Radyo iletişiminin hızlı gelişmesiyle birlikte, spektrum kaynaklarının eksikliği giderek daha belirgin hale geldi.Spektrum kaynaklarının arz ve talebi arasındaki çelişkiyi hafifletmek için sınırlı kablosuz kaynaklar koşulunda spektrum kullanımının nasıl iyileştirileceği, iletişim alanında çözülmesi gereken bir sorun haline gelmiştir.Bilişsel radyo (CR), akıllı bir spektrum paylaşım teknolojisidir.Yetkili spektrumun "ikincil kullanımı" yoluyla spektrum kaynaklarının kullanımını etkili bir şekilde geliştirebilir ve iletişim alanında bir araştırma noktası haline gelmiştir.802.11 kablosuz yerel alan ağı [1], 802.16 metropol alan ağı [2] ve 3G mobil iletişim ağı [3], sistemin kapasitesini geliştirmek için bilişsel radyo teknolojisinin uygulanmasını incelemeye başlamış ve uygulamalarını incelemeye başlamıştır. Farklı iş sinyallerinin karışık iletimini sağlamak için ROF teknolojisi[ 4].Kablolu ve kablosuz sinyalleri ileten bilişsel radyo tabanlı optik fiber kablosuz iletişim ağları, gelecekteki iletişim ağlarının gelişme eğilimidir.Bilişsel radyo teknolojisine dayalı hibrit iletim ROF sistemi, ağ mimarisi tasarımı, katman protokolü tasarımı, çoklu hizmetlere dayalı kablolu ve kablosuz modüle edilmiş sinyallerin üretimi, ağ yönetimi ve modüle edilmiş sinyallerin tanımlanması gibi birçok yeni zorlukla karşı karşıyadır.
1 Bilişsel radyo teknolojisi
Bilişsel radyo, spektrum eksikliğini ve spektrumun yetersiz kullanımını çözmenin etkili bir yoludur.Bilişsel radyo, akıllı bir kablosuz iletişim sistemidir.Çevreleyen ortamın spektrum kullanımını algılar ve etkili kullanım elde etmek için öğrenerek kendi parametrelerini uyarlamalı olarak ayarlar.Spektrum kaynakları ve güvenilir iletişim.Bilişsel radyo uygulaması, sabit tahsisten dinamik tahsise kadar spektrum kaynağını gerçekleştirmek için önemli bir teknolojidir.Bilişsel radyo sisteminde, yetkili bir kullanıcıyı (veya bir ana kullanıcı haline gelmek) bir köle kullanıcıdan (veya CR kullanıcısından) gelen parazitten korumak için, spektrum algılamanın işlevi, yetkili bir kullanıcının var olup olmadığını algılamaktır.Bilişsel radyo kullanıcıları, yetkili kullanıcının kullandığı frekans bandının kullanılmadığı izlendiğinde frekans bandını geçici olarak kullanabilir.Yetkili kullanıcının frekans bandının kullanımda olduğu izlendiğinde, CR kullanıcısı kanalı yetkili kullanıcıya serbest bırakır ve böylece CR kullanıcısının yetkili kullanıcıya müdahale etmemesi sağlanır.Bu nedenle, bilişsel kablosuz iletişim ağı aşağıdaki göze çarpan özelliklere sahiptir: (1) Birincil kullanıcının kanala erişimde mutlak önceliği vardır.Bir yandan, yetkili kullanıcı kanalı işgal etmediğinde, ikincil kullanıcı boştaki kanala erişme olanağına sahip olur;birincil kullanıcı yeniden göründüğünde, ikincil kullanıcı kullanımda olan kanaldan zamanında çıkmalı ve kanalı birincil kullanıcıya geri dönmelidir.Öte yandan, ana kullanıcı kanalı işgal ettiğinde, bağımlı kullanıcı, ana kullanıcının hizmet kalitesini etkilemeden kanala erişebilir.(2) CR iletişim terminali, algılama, yönetim ve ayarlama işlevlerine sahiptir.İlk olarak, CR iletişim terminali, çalışma ortamındaki frekans spektrumunu ve kanal ortamını algılayabilir ve algılama sonuçlarına göre spektrum kaynaklarının belirli kurallara göre paylaşımını ve tahsisini belirleyebilir;Öte yandan, CR iletişim terminali, ortamdaki değişikliklere uyum sağlayabilen taşıyıcı frekansı ve modülasyon yöntemi gibi iletim parametrelerini değiştirmek gibi çalışma parametrelerini çevrimiçi olarak ayarlama yeteneğine sahiptir.Bilişsel kablosuz iletişim ağlarında, spektrum algılama önemli bir teknolojidir.Yaygın olarak kullanılan spektrum algılama algoritmaları, enerji algılama, eşleşen filtre algılama ve döngüsel özellik algılama yöntemlerini içerir.Bu yöntemlerin kendi avantajları ve dezavantajları vardır.Bu algoritmaların performansı elde edilen ön bilgilere bağlıdır.Mevcut spektrum algılama algoritmaları şunlardır: eşleştirilmiş filtre, enerji detektörü ve özellik detektörü yöntemleri.Eşleşen filtre yalnızca ana sinyal bilindiğinde uygulanabilir.Enerji dedektörü, ana sinyalin bilinmediği, ancak kısa bir algılama süresi kullanıldığında performansının bozulduğu durumlara uygulanabilir.Çünkü özellik dedektörünün ana fikri, spektral korelasyon fonksiyonu aracılığıyla algılama yapmak için sinyalin döngüsel durağanlığını kullanmaktır.Gürültü, geniş bir sabit sinyaldir ve korelasyonu yoktur, modüle edilmiş sinyal ise korelasyonlu ve döngüseldir.Bu nedenle, spektral korelasyon fonksiyonu, gürültünün enerjisini ve modüle edilmiş sinyalin enerjisini ayırt edebilir.Gürültünün belirsiz olduğu bir ortamda özellik dedektörünün performansı, enerji dedektöründen daha iyidir.Özellik dedektörünün düşük sinyal-gürültü oranı altındaki performansı sınırlıdır, yüksek hesaplama karmaşıklığına sahiptir ve uzun gözlem süresi gerektirir.Bu, CR sisteminin veri çıkışını azaltır.Kablosuz iletişim teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, spektrum kaynakları giderek daha gergin hale geliyor.CR teknolojisi bu sorunu hafifletebileceğinden, kablosuz iletişim ağlarında CR teknolojisine dikkat çekilmiş ve birçok kablosuz iletişim ağı standardı bilişsel radyo teknolojisini tanıtmıştır.IEEE 802.11, IEEE 802.22 ve IEEE 802.16h gibi.802.16h anlaşmasında, WiMAX'ın radyo ve televizyon frekans bantlarını kullanmasını kolaylaştırmak için önemli bir dinamik spektrum seçimi içeriği vardır ve temeli spektrum algılama teknolojisidir.Kablosuz yerel alan ağları için IEEE 802.11h uluslararası standardında, iki önemli kavram tanıtıldı: dinamik spektrum seçimi (DFS) ve iletim gücü kontrolü (TPC) ve kablosuz yerel alan ağlarına bilişsel radyo uygulandı.802.11y standardında, hızlı bant genişliği anahtarlaması sağlayabilen çeşitli bant genişliği seçenekleri sağlamak için ortogonal frekans bölmeli çoğullama (OFDM) teknolojisi kullanılır.WLAN (kablosuz yerel alan ağı) sistemleri, bant genişliğini ve iletim gücü parametrelerini ayarlayarak kaçınmayı önlemek için OFDM'nin özelliklerinden yararlanabilir.Bu frekans bandında çalışan diğer kullanıcılara müdahale etmeyin.Fiber optik kablosuz sistem, geniş fiber optik iletişim bant genişliği avantajlarına ve kablosuz iletişimin esnek özelliklerine sahip olduğundan, yaygın olarak kullanılmaktadır.Son yıllarda, radyo frekansı kognitif WLAN sinyallerinin optik fiberde iletilmesi dikkatleri üzerine çekmiştir.Literatürün yazarı [5-6], ROF sistemi Bilişsel radyo sinyallerinin mimari altında iletildiğini ve simülasyon deneylerinin ağ performansının iyileştirildiğini gösterdiğini öne sürdü.
2 ROF tabanlı hibrit fiber optik kablosuz iletim sistemi mimarisi
Video aktarımına yönelik multimedya hizmetlerinin ihtiyaçlarını karşılamak için, ortaya çıkan eve kadar fiber (FFTH) nihai geniş bant erişim teknolojisi haline gelecek ve pasif optik ağ (PON) geldiğinde ilgi odağı haline geldi. dışarı.PON ağında kullanılan cihazlar pasif cihazlar olduğundan, güç kaynağına ihtiyaç duymazlar, harici elektromanyetik girişim ve yıldırımın etkisine karşı bağışık olabilirler, hizmetlerin şeffaf iletimini sağlayabilirler ve yüksek sistem güvenilirliğine sahiptirler.PON ağları temel olarak zaman bölmeli çoklamalı pasif optik ağları (TDM-PON) ve dalga boyu bölmeli çoklamalı pasif optik ağları (WDM-PON) içerir.TDM-PON ile karşılaştırıldığında, WDM-PON, kullanıcıya özel bant genişliği ve yüksek güvenlik özelliklerine sahiptir ve gelecekte en potansiyel optik erişim ağı haline gelir.Şekil 1, WDM-PON sisteminin blok şemasını göstermektedir.