1.3.1 Эволюция когнитивной сети
Основная предшественника для исследований CR была плодотворная работа Митола и Магу Аир в 1999 году и в начале исследования проводили измерения спектра еще в 1995 для количественной оценки использования спектра, как в лицензионной и нелицензионной полосе. В Соединенных Штатах, исследования CR быстро сосредоточены на динамический доступ спектра (DSA) и вторичное использование спектра в качестве основных целей начального исследования. Это было связано с тем, что было проведено ряд ранних исследовательских проектов (например URA и Мильтон). Наиболее заметным проектом в исследовании в области управления спектра был XG-проект, финансируемый DARPA. Основная цель XG-проекта была изучение так называемой политики серверов и вторичное использование технологии, особенно для военных целей. Успех XG толкал сообществу к изучению в более широком смысле возможности CR. Другой стимул для исследования был дано несколько громогласных исследователей (например Lessig, Reed, and Peha), которые указали на то, что существуют возможные недостатки в действующей нормативной области.
В области стандартизации, три основные группы начали работать на соответствующие технологии и архитектуры: IEEE 802.22 и SCC 41 (формально P1900) и в последнее время реконфигурируемое радио комитет технических систем ETSI по CR и SDR. Кроме того, SDR форум как промышленная группа изучала некоторые вопросы связанные с CR. Коммерчески, самая продвинутая деятельность стандартизации IEEE 802.22 и исследования, которые призваны обеспечить динамический доступ к вакантным спектрам телевизора. Тем не менее, IEEE 802.22 требует довольно ограниченный уровень познания. В настоящее время CR интенсивно исследуются и обсуждаются регулирующими органами, как технология для оппортунистического доступа к так называемый TV пробелом (TVWS): крупные участки VHF / UHF телевизионных групп, которые становятся доступными по географическому принципу, после перехода на цифровое вещание. В Соединенных штатах США, FCC уже предложила оппортунистический доступ к ТВ полос в 2004. После многочисленных тестов, FCC приняла в ноябре 2008 года второй доклад, который устанавливал правила, разрешающие работу когнитивных устройств в TVWS на вторичном основе. Регулятор Великобритании Ofcom говорит, что "Мы видим значительные возможности для познавательных оборудовании и с чередованием использование спектра появляется и получать выгоду на международный масштаб экономики". 16 февраля 2009 года, Ofcom опубликовал новую консультацию дальнейшими подробностями предложенного когнитивному доступу к TVWS. В обоих Соединенных Штатах и Великобритании модель адаптации когнитивного доступа и нового стандарта 802.22 для доступа к телевизионным полосам находилась на последнем этапе. Мы можем ожидать, что CR может стать основной технологией по всему миру в ближайшем будущем [1].Тенденция развития «интеллектуальности» беспроводной сети и место CR представлены на рис. 1.4.
Рис. 1.4 - Место когнитивного радио в беспроводной сети связи
1.3.2 Основные области применения когнитивной сети
Когнитивная сеть позволяет радиостанциям работать на разные протоколы и стандарты, чтобы взаимодействовать друг с другом. Это известно как совместимости.
1- Совместимость - Сегодня множество беспроводных стандартов, приложений и услуг используются через многочисленные секторы современного общества, а также в то же самые секторы, такие как военных, государственных служб (полиции, противопожарной службы и т. д.) и коммерческих сервисов (такси и т. д.). Следовательно, использование нескольких стандартов связи в конкретном секторе может серьезно повлиять на эффективность координированных операции.
2- Динамический доступ спектра - С увеличением спроса на дополнительную пропускную способность для поддержки существующих и новых услуг, так производители спектра и коммуникационные технологии искали решений для этого очевидного дефицита спектра. Исследования показали, что большая часть лицензионного спектра относительно используется во времени и частоте. Тем не менее, в настоящее время нормативные требования запрещают нелицензированным передачи в этих полосах. Для обеспечения необходимой полосы пропускания, требуемой текущих и будущих беспроводных услуг и приложений, FCC начал работу над концепцией нелицензионного пользователя «одолжить» спектра от лицензиатов спектра. Такой подход к использованию спектра, что известно как динамический доступ спектра. Благодаря последним достижениям в CR технологии, теперь это возможно для этих систем одновременно уважать права действующих обладателей лицензий, обеспечивая дополнительную гибкость и доступа к спектру.
3- Для достижения более высокой спектральной эффективности, методы множественного доступа может быть использованы таким образом, что множество вторичных пользователей могут передавать данные в то же самый частотный диапазон. Несколько методов были предложены для достижения доступ к нескольким вторичным пользователям, в том числе те, которые основаны на множественном доступе с кодовым разделением каналов (CDMA), пространственное мультиплексирование, и с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Что касается методов OFDM на основе концепции объединения спектра может быть эффективно использовано, когда данные передаются через свободные части частоты с использованием подмножества всех поднесущих.
4- CR также используется в беспроводных микрофонах, системах цифрового телевидения ATSC/DVB-T.