گوگل پلاس انجمن مکاریتم پایان نامه وبلاگ پروژه رادیو شناختی (Cognitive radio)
  • کارشناس مهندسی
  • 3229 بازدید
  • 0 نظر
  • آموزش

رادیو شناختی (Cognitive radio)

در شبکه‌های بیسیم امروزی، باندهای طیفی توسط مراجع حکومتی برای کاربرد مجاز در نواحی جغرافیایی وسیع اختصاص داده شده‌اند. از اندازه‌گیری‌های اخیر به دست آمده است که قسمت زیادی از باندهای طیفی به طور کارآمد و بهینه مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. این در صورتی است که جامعه‌ی ارتباطی بی‌‌سیم با ظهور تکنولوژی‌های جدید بی‌‌سیم و استفاده‌ی غیربهینه از طیف، دچار کمبود طیف شده است.

از آنجا که تقاضای طیف روز به روز در حال افزایش است، روش‌ها و تکنیک‌های جدید برای استفاده از فضاهای خالی طیف در زمان، فرکانس و مکان مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این قسمت‌های معمولا خالی طیف، حفره‌های طیفی یا فضاهای سفید طیف نامیده می‌شوند.

این مطالعات نشان می‌‌دهد که کمبود طیف ناشی از کمبود فیزیکی منبع طبیعی طیف فرکانسی نیست، بلکه نتیجه‌‌ی تخصیص ثابت و غیر قابل انعطاف طیف است. به همین جهت اخیرا روش‌‌های مبتکرانه و متنوعی جهت استفاده‌‌ی بهینه از قسمت‌‌های خالی طیف با بکارگیری الگوریتم‌‌های دینامیک طیفی ارائه شده است.

یکی از راهکارهای آینده‌‌دار که برای جبران کمبود طیف  از سوی جامعه‌‌ی علمی پیشنهاد شده است، فناوری رادیوشناختی است. طبق تعریف FCC، رادیو‌‌شناختی رادیویی است که می‌‌تواند با تعاملی که با محیط کاری دارد، پارامترهای فرستنده‌‌اش را تغییر دهد. این فناوری جدید به کاربرهایی با عنوان کاربر ثانویه (بدون مجوز) اجازه می‌‌دهد از طیف کاربران اولیه (مجوزدار) استفاده کنند؛ البته به گونه‌‌ای که اثر مخربی روی ارتباطات کاربران اولیه نداشته باشند.

تا کنون روش‌های متعددی در مورد چگونگی به  اشتراک گذاشتن طیف در شبکه‌های رادیوشناختی ارائه شده است.  این روش‌ها لزوما باید به گونه‌ای طراحی شوند که  تداخل ایجاد شده در گیرنده‌‌های اولیه از یک سطح آستانه معین تجاوز نکند. همه‌‌ی روش‌های مطرح شده در این زمینه را می‌‌توان  به طور کلی به سه دسته تقسیم کرد:استفاده لایه زیرین از طیف، استفاده لایه رویی از طیف، استفاده در هم آمیخته از طیف.

از آن‌جا که همه‌‌ی واحدهای ثانویه در باند بدون مجوز حق استفاده‌‌ی برابر از طیف را دارند، وظیفه‌‌ی اصلی یک شبکه‌‌ی رادیوشناختی این است که ارتباطات بین آن‌ها را به روشی کارآمد و عادلانه هماهنگ کند. در طیف مجوزدار واحدهای اولیه‌‌ی شبکه حق انحصاری جهت برقراری ارتباطات در باندهای فرکانسی خاص دارند؛ در حالی که واحدهای ثانویه در شبکه رادیوشناختی تنها زمانی که طیف توسط کاربران اولیه مورد استفاده نباشد، می‌‌توانند طیف مجوزدار را اشغال کنند. بنابراین اصلی‌ترین وظیفه‌‌ی یک شبکه رادیوشناختی شناسایی صحیح حضور کاربران اولیه است. به علاوه واحدهای ثانویه نیز باید توانایی ارتباط پیوسته و یکنواخت را داشته باشند؛ حتی زمانی که مجبور به تخلیه‌‌ی کانال به دلیل حضور یک کاربر اولیه هستند. یک شبکه رادیوشناختی با طراحی خوب باید علاوه بر رسیدگی به میزان تداخل ایجاد شده در واحدهای اولیه به کیفیت سرویس دهی کاربران ثانویه نیز توجه کافی داشته باشد. برای تحقق این موارد تعیین روش‌های مدیریت طیف به شیوه‌ای نوین، ضروری به نظر می‌رسد.

فعالیت‌های اصلی مدیریت طیف در شبکه‌های رادیوشناختی به چهار گروه حسگری طیف، تصمیم‌گیری طیف، تقسیم‌بندی طیف، جابجایی طیف تقسیم شده است.

کاربردهای بدون مجوز تنها هنگامی می‌‌توانند از طیف استفاده کنند که بخش‌های خالی طیف موجود باشد و همچنین اجازه‌‌ی حضور نیز به آن‌ها داده شده باشد. بنابراین باید توانایی فعالیت‌های محیط آگاه برای واحدهای ثانویه فراهم شود. روش‌های سنجش طیف که تا کنون ارائه شده‌اند این امر را ممکن می‌سازند. در اصل هدف اصلی در این مرحله آشکارسازی فضاهای سفید یا همان حفره های طیفی، به گونه‌ای دقیق و صحیح می‌‌باشد.

آشکارسازی باندهای فرکانسی موجود به تنهایی کافی نیست بلکه  بر اساس نیازهای سرویس دهی و کاربرد هر کاربر رادیوشناختی باید مناسب‌ترین طیف فرکانسی به آن اختصاص داده شود. این موضوع به دلیل ماهیت متغیر با زمان محیط رادیوشناختی و فعالیت‌های تصادفی کاربران اولیه کاری چالش برانگیز است.

روش‌هایی که برای سنجش طیف بیان می شوند صرفا بر اساس آشکارسازی سیگنال‌های ارسالی کاربر اولیه هستند در نتیجه در معرض تشخیص ناصحیح و کشف نادرست حفره‌های طیفی بر اثر مشکلات تضعیف سیگنال می‌‌باشند. این مشکلات مواردی از قبیل افت مسیر، اثرات محوشدگی و سایه هستند. در محیط‌هایی که محوشدگی در آن‌ها بسیار شدید است، سیگنال اولیه وقتی به آشکارساز می‌رسد به قدری تضعیف می‌‌شود که حضور آن تشخیص داده نمی‌‌شود و به عنوان یک حفره‌‌ی طیفی تلقی می‌گردد.

مهم ترین روش برای مقابله با این مشکلات این است که چندین کاربر با هم همکاری و مشارکت کنند و در نهایت یک تصمیم مشترک در مورد حضور یا عدم حضور کاربر اولیه (یا متقابلا حفره‌های طیفی) اعلام شود. این روش با نام روش سنجش مشارکتی(Cooperative sensing) شناخته می‌شود.

بنابراین این حوزه از مخابرات که به تازگی مطرح شده است، دارای چالش های بسیاری زیادی است به نحوی که بسیاری از دانشجویان در سرتاسر جهان به پژوهش در این حوزه مشغول هستند. لذا زمینه هایی که در سیستم‌های مخابراتی رادیوشناختی مطرح شده و هنوز جای تحقیق و مطالعه بیشتر دارد، عبارتند از:

1.      شبکه های رله ای (یک طرفه و دو طرفه)

2.      بهینه سازی پارامترها و تخصیص منابع

3.      امنیت شبکه رادیوشناختی

4.      مسیریابی حسگرهای شناختی بی‌سیم

5.      رادارشناختی

6.      ...



می خواهید بدانید معیارهای مطمئن ترین و بهترین موسسه انجام پایان نامه ارشد چیست؟ کلیک نمائید

نظرات کاربران
نظر خود را درباره این مطلب ارسال کنید
 
 
 
 





فیسبوک موسسه انجام پایان نامه مکاریتم View Association of Mecharithm's LinkedIn profile لینکدین موسسه انجام پایان نامه مکاریتم View Mecharithm Associatoion's LinkedIn profile موسسه انجام پایان نامه و رساله دکتری Instagram Instagram