2.2. Проблемы сканирования спектра

Есть несколько проблем, которые требуют обширных исследований для развития эффективных методов зондирования спектра.

2.2.1. Измерение температуры помех (интерференции)

Одной из трудностей обнаружения для приемника является эффективное измерение температуры помех. Пользователь когнитивного радио определяет свои параметры передачи и ее точное местоположение с помощью своей системы позиционирования. Это может вызывать значительное количество помех в соседнем приемнике на той же частоте. Тем не менее, в настоящее время не существует какого-либо способа измерить или оценить температуру помех в близлежащих приемниках. В связи с тем, что первичные пользователи большую часть времени пассивны, когнитивное радио не может быть осведомлено о своем точном месте. Кроме того, если когнитивные пользователи радио не могут измерить эффект их передачи на все возможные приемники, измерение температуры помех невозможно осуществить.

2.2.2. Сканирование спектра в многопользовательской сети

Обычно пользователи когнитивных радио находятся в многопользовательской среде, состоящей из многочисленных первичных и вторичных пользователей. Пользователь когнитивного радио также может быть расположен в непосредственной близости с другим пользователем, конкурирующим за ту же полосу спектра. Тем не менее, модели помех разработаны так, что не учитывают влияние многопользовательской среды. В многопользовательской среде труднее заметить присутствие первичных пользователей и оценить фактическую температуру помех. Таким образом, методы зондирования спектра, которые касаются проблемы исходящей от сети многопользовательской среды, еще не разработаны. Чтобы решить этот вопрос, могут быть приняты во внимание многопользовательские кооперативные схемы обнаружения, так как они используют пространственное разнесение, присущее многопользовательской сети.

2.2.3. Возможность обнаружения

Одним из основных требований когнитивных радиосетей является быстрое обнаружение основных пользователей. Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) на основе когнитивных сетей радиосвязи, как известно, отлично подходит для архитектуры когнитивных радиосетей. Так, зондирование со множеством несущих может быть использовано в OFDM, и общее время зондирования может быть уменьшено. После того, как основной пользователь регистрируется в одной из несущих, сканирование других несущих не нужно. Общее время обнаружения уменьшается при сборе информации от каждой несущей. Однако это требует использования большого количества несущих, тем самым увеличивается сложность конструкции. Таким образом, методы зондирования спектра должны быть разработаны так, чтобы число образцов, необходимых для обнаружения основного пользователя, минимизировалось в пределах заданной вероятности ошибки обнаружения.

2.2.4. Скрытая проблема терминала

Когнитивное радио, передающее с башни на холме, может не заметить основного пользователя в конкретной полосе частот позади большого здания, как показано на Рис.2.8.

Рис.2.8. Скрытая проблема терминала

Здание выступает препятствием между двумя когнитивными радио, поэтому они не чувствуют присутствия первичного пользователя в этой частоте. Таким образом, они делают вывод, что часть спектра не занята, и пытаются передавать сигнал. Этот сигнал от одного из двух когнитивных пользователей радио получен в качестве сигнала помехи на башне. Несмотря на то, что две когнитивные радиостанции в диапазоне связи друг с другом, они не могут взаимодействовать. Эта проблема называется скрытой проблемой терминала. Она может быть решена путем сооружения башни на вершине холма или путем передачи сигнала пользователю когнитивного радио, указывающего, что часть спектра является незанятой. После этого пользователь отправляет запрос на использование этого диапазона частот на башню. Если башня видит, что полоса частот свободна, она указывает на пользователей когнитивных радио, и они могут начать сеанс связи.