kognitiv Radio

1. Primære brugere er de brugere, der har licens til at operere i et bestemt spektrumbånd.

2. Spectrum huller er plads til rådighed i et spektrumbånd, der kan udnyttes af ulicenserede brugere. Spectrum huller oprettes og fjernes dynamisk i realtid.

begrænsninger af Spektrumfølingsteknikker

Spektrumføling er en bedste CR-løsning, men det kræver en stor mængde sensortid. Det kræver også en kompleks algoritme for at opnå pålidelighed.

ikke-kooperativ:

Parallel Sensing

• udstyrets kompleksitet
• høje omkostninger

sekventiel Sensing

• lang sensortid, da CR-enheder skal scanne frekvenserne for primære brugere en efter en for at registrere tilgængelighed af spektrumhuller

bølgeform

• kræver forudgående kendskab til synkroniseringssignatur for alle primære brugere i forskellige spektrumbånd
• denne teknik er modtagelig for synkroniseringsfejl, der kan forårsage falsk detektion af primære brugere

Matchfilter

• kræver forudgående kendskab til bølgeformmønstre for alle primære brugere i de forskellige spektrumbånd
• Støjvarians og usikkerhed gør denne teknik upålidelig, da CR-enheder ikke er i stand til at detektere transmitteret signal fra primære brugere

Cyclo stationær

• høj beregningskompleksitet

kooperativ:

Cooperative sensing teknik er nødvendig for intelligent at kombinere input fra forskellige CR-enheder og fastslå tilgængeligheden af spektrumhuller. Nøjagtigheden af algoritmen er kritisk her, da forkert detektion omvendt kan påvirke ydeevnen for primære brugere i spektrumbånd. At designe en sådan ‘perfekt algoritme’ er en udfordring

teknik 2 – Spektrumdatabase

Federal Communications Commission (FCC) foreslog et spektrumdatabasekoncept for at fjerne kompleksiteten af spektrumfølingsteknik og bruge TV-hvidt rum. Alle tv-stationer skal opdatere deres næste uges brug i databasen vedligeholdt af FCC. CR-enheder kan søge gratis spektruminformation fra denne database. CR-enheder vil have viden om frit spektrum til brug og kan negere behovet for kompleks sensing, der kræver tid og penge.

begrænsning af Spektrumdatabaseteknik

en betydelig procentdel af spektrumhuller oprettes dynamisk i kort tid. Det er meget vanskeligt for en database at opdatere dynamisk og realtidsaktivitet i spektrum. Dette giver et massivt mulighedstab for CR-enheder (især i IoT-økosystemet, hvor flere enheder skal transmittere en lille mængde information, som effektivt kan gøres på dynamisk oprettede spektrumhuller).

en konsolideret tilgang til at Drive CR

effektiv brug af spektrum er nødvendig for at understøtte det voksende antal Massive IOT-enheder. Ubrugt spektrum kan være tilgængeligt i store portioner (såsom TV-hvidt rum) eller som spektrumhuller. Afhængigt af behov og i en opportunistisk metode skal både hvidt rum og spektrumhuller bruges til at opfylde fremtidige spektrumkrav. En kombineret tilgang kan vise sig ideel til CR-løsning til at imødekomme de massive spektrumkrav.

en let tilgængelig lokal database (vedligeholdt i netværkskomponent) og spektrumfølingsteknik i CR-enhed kan give en bedre løsning til kognitiv Radio. Databasen skal indeholde nedenstående oplysninger.

• primær brugers realtidsbrug (med hensyn til frekvens, tid, rum, transmissionskarakteristika)
• historie om primær brugers brugsmønster i denne region med hensyn til frekvens, tid, strøm, transmissionskarakteristika

fordele

A. hurtig og nøjagtig detektion af ubrugt spektrum

enhver CR enhed kan begynde at søge spektrum huller, som er angivet i databasen. Hvis databasen viser nogle realtidsspektrumhuller, kan CR-enheder direkte begynde at bruge det ellers fra de historiske oplysninger, det kan forstå den primære brugers brugsmønster i den region og starte spektrumføling for at finde ud af spektrumhullerne. Da CR-enheden kender til primære signalegenskaber i en bestemt tid fra databasen, kan spektrumføling være mindre kompleks, nøjagtig og mindre tidskrævende.

B. Optimeret søgning og lavere batteriforbrug

ved at kombinere information fra databasen, historik over primær brugers brugsmønstre og signalegenskaber for primære brugere behøver CR-enheder ikke at søge i hele spektret for tilgængelighed, men kan snarere komme ind i en bestemt region. Denne proces sparer tid og batteriforbrug.

konklusion

den konsoliderede tilgang fremhævet i dette papir kan hjælpe med at skabe mindre kompleks, omkostningseffektiv løsning. Det kan drastisk reducere operatørens investering, da CR bruger ulicenseret spektrum. Efterhånden som IoT-fænomenet vokser, skal titusindvis af enheder kommunikere med hinanden i realtid. Den fremhævede CR-tilgang vil hjælpe operatører med at imødekomme massive spektrumkrav og hjælpe med at opbygge en tilsluttet verden.