kognitiv Radio

1. Primära användare är de användare som är licensierade att fungera i ett visst spektrumband.

2. Spektrumhål är tillgängligt utrymme i ett spektrumband som kan utnyttjas av olicensierade användare. Spektrumhål skapas och tas bort dynamiskt i realtid.

begränsningar av Spektrumavkänningstekniker

Spektrumavkänning är en bästa CR-lösning men det kräver en stor mängd avkänningstid. Det kräver också en komplex algoritm för att uppnå tillförlitlighet.

icke-kooperativ:

parallell avkänning

• Hårdvarukomplexitet
• hög kostnad

Sekventiell avkänning

• lång avkänningstid eftersom CR-enheter måste skanna frekvenserna hos primära användare en efter en för att upptäcka tillgängligheten av spektrumhål

vågform

• kräver förkunskaper om synkroniseringssignatur för alla primära användare i olika spektrumband
• denna teknik är mottaglig för synkroniseringsfel som kan orsaka falsk detektering av primära användare

Matchfilter

• kräver förkunskaper om vågformsmönster för alla primära användare i de olika spektrumbanden
• Brusvarians och osäkerhet gör denna teknik opålitlig eftersom CR-enheter inte kan upptäcka överförd signal från primära användare

Cyclo stationär

• hög beräkningskomplexitet

kooperativ:

cooperative Sensing technique needzzs för att intelligent kombinera ingångar från olika CR-enheter och fastställa tillgängligheten av spektrumhål. Algoritmens noggrannhet är kritisk här eftersom felaktig detektering kan omvänt påverka prestandan hos primära användare i spektrumband. Att utforma en sådan ‘perfekt algoritm’ är en utmaning

teknik 2 – Spektrumdatabas

Federal Communications Commission (FCC) föreslog ett spektrumdatabaskoncept för att ta bort komplexiteten hos spektrumavkänningsteknik och att använda TV-vitt utrymme. Alla tv-stationer måste uppdatera sin nästa vecka användning i databasen underhålls av FCC. CR-enheter kan söka fri spektruminformation från denna databas. CR-enheter kommer att ha kunskap om fritt spektrum för användning och kan negera behovet av komplex avkänning som kräver tid och pengar.

begränsning av Spektrumdatabasteknik

en betydande andel spektrumhål skapas dynamiskt under en kort tidsperiod. Det är mycket svårt för en databas att uppdatera dynamisk och realtidsaktivitet i spektrum. Detta innebär en massiv möjlighetsförlust för CR-enheter (särskilt i IoT-ekosystemet där flera enheter behöver överföra en liten mängd information som effektivt kan göras på dynamiskt skapade spektrumhål).

en konsoliderad strategi för att driva CR

effektiv användning av spektrum är nödvändig för att stödja det växande antalet massiva IOT-enheter. Oanvänt spektrum kan finnas i stora delar (t.ex. TV-vitt utrymme) eller som spektrumhål. Beroende på behov och i en opportunistisk metod måste både vitt utrymme och spektrumhål användas för att uppfylla framtida spektrumkrav. Ett kombinerat tillvägagångssätt kan visa sig vara idealiskt för CR-lösning för att möta de massiva spektrumkraven.

en lättillgänglig lokal databas (underhålls i nätverkskomponent) och spektrumavkänningsteknik i CR-enhet kan ge en bättre lösning för kognitiv Radio. Databasen ska innehålla information nedan.

• Primäranvändarens realtidsanvändning (i frekvens, tid, utrymme, överföringsegenskaper)
• historia av primäranvändarens användningsmönster i den regionen i frekvens, tid, kraft, överföringsegenskaper

fördelar

A. snabb och exakt detektering av oanvänt spektrum

alla CR-enheter kan börja söka spektrum hål som anges i databasen. Om databasen visar några realtidsspektrumhål kan CR-enheter direkt börja använda det annars från den historiska informationen kan det förstå Primäranvändarens användningsmönster i den regionen och starta spektrumavkänning för att ta reda på spektrumhålen. Eftersom CR-enheten vet om primära signalegenskaper under en viss tid från databasen kan spektrumavkänning vara mindre komplex, exakt och mindre tidskrävande.

B. Optimerad sökning och lägre batteriförbrukning

genom att kombinera information från databasen, historia av primära användarens användningsmönster och signal egenskaper primära användare, CR-enheter behöver inte söka hela spektrumet för tillgänglighet utan kan snarare zon i en viss region. Denna process sparar tid och batteriförbrukning.

slutsats

den konsoliderade metoden som lyfts fram i detta dokument kan bidra till att skapa mindre komplex, kostnadseffektiv lösning. Det kan drastiskt minska operatörens investeringar eftersom CR använder olicensierat spektrum. När IoT-fenomenet växer kommer tiotals miljarder enheter att behöva kommunicera med varandra i realtid. Den markerade CR-metoden kommer att hjälpa operatörer att tillgodose massiva spektrumkrav och hjälpa till att bygga en ansluten värld.