إدماج Mimo مع تكنولوجيا الراديو المعرفية

• Analog Beamforming:] single beam, low complexity, low flexibility.
• Digital Beamforming:] Multiple beams, maximum flexibility, high power consumption.
• Hybrid Beamforming:] Balance between complexity and performance, ideal for massive MIMO in 5G NR.

راديو معرف: مصانع للصيد الحمضي

وتوفر تكنولوجيا الإذاعة المعرفية المعلومات الاستخبارية والقدرة على التكيف اللازمة لحل مشكلة ندرة الطيف من خلال الوصول الدينامي إلى الطيف، وعلى عكس أجهزة الراديو التقليدية التي تعمل على ترددات ثابتة ذات بارامترات ثابتة، فإن جهازا إذاعيا مدركا يُدرك بيئته ويمكنه أن يُعدل بشكل مستقل خصائصه الخاصة بالنقل لتجنب التدخل وتحقيق أقصى قدر من الكفاءة، وهذه القدرة تستند إلى دورة متينة ومعرفية وتقنيات استشعار متقدمة.

دورة الاعتراف: مرصد، عام، قانون

The operational framework for most cognitive radio systems is based on the cognition cycle, often adapted from the military OODA cycle (Observe, Orient, Decide, Act) During the Observe phase, the radio continuously monitors the radio frequency environment to detect activity, measure interference levels, and identify spectrum holes (white harmT).

تقنيات الاستشعار عن بعد وميزانها

والاستشعار عن الطيف الموثوق به هو أهم وظيفة في جهاز إذاعي مدرك وتحدياته، إذ أن نوعية الاستشعار تحدد مباشرة مستوى حماية التدخل المتاحة للمستعملين الرئيسيين، وتوجد عدة تقنيات، لكل منها مقومات وقبول متميزة:

• Energy Detection: ] The simplest and most common method, which measures the received signal energy over a specific bandwidth. It is computationally light weight and requires no prior knowledge of the primary user's signal. However, it performs poorly at low signal-to-noise ratios (SNR) and cannot distinguish between different types of false signals,
• Cyclostationary Feature Detection:] This more sophisticated technique exploits the inherent periodicity in modulated signals (e.g., due to carrier frequency or symbol rate) It can detect signals at much lower SNRs than energy detection and can distinguish between different signal types. The main drawback is its high computational complexity and
• ]Matched Filtering: ] When the cognitive radio has prior knowledge of the primary user' signal (e.g., a known pilot pattern in a 5G NR frame), matched filtering is the optimizing the SNR. It can achieve high detection accuracy with a short Sen time but requires perfect coincidehronization and impens

ومن المرجح أن تستخدم النظم الإذاعية المعرفية في المستقبل مزيجا من هذه التقنيات، باستخدام الكشف البسيط عن الطاقة لإجراء مسح أولي سريع يتبعه أساليب أكثر دقة للتدوير للتأكد من وجود مستخدم رئيسي.

الأطر التنظيمية التي تتيح إمكانية استخدام الإذاعة الإدراكية

ويتوقف النشر العملي للإذاعة المعرفية اعتماداً كبيراً على الأطر التنظيمية الداعمة، وتظهر لجنة الاتصالات الاتحادية Citizens Broadband Radio Service (CBRS) ) في إطار البرمجيات 3.5 GHz، أبرز مثال لنموذج تقاسم الطيف الثلاثي المستويات، وتتألف هذه المجموعة من مجموعة من وسائل الوصول إلى المعلومات غير المستقرة (مثلاً، الرادارات العسكرية)

نظم متطابقة: كيف تعمل وزارة البحرية الدولية على تعزيز الإذاعة الإدراكية

ويخلق إدماج البعثة البحرية الدولية والإذاعة المعرفية حلقة تفاعلية قوية تضاعف فيها المعلومات الاستخبارية للمحرك المعرفي بمرونة طبقة الجسمانية لنظام البعثة، ويحقق نظام البعثة الإدارية المتكاملة درجة عالية من الوعي بالحالة السائدة في المحرك المعرفي، ويعالج هذا التقارب القيود التي تفرضها كل تكنولوجيا عند العمل في عزلة.

Spatial Spectrum Sensing: A MIMO-Enhanced Detection

فالاستشعار التقليدي للطيف عملية صخرية، كثيرا ما يعتمد على هوائي واحد، إذ يمكن أن تؤدي إذاعة مجهزة من قبل البعثة بواسطة أجهزة لاسلكية معرفية، ] استشعار الطيف المكاني ، مما يؤدي إلى زيادة حساسية المستعملين من حيث الطيف لتحسين دقة الكشف بشكل كبير، وذلك باستخدام تقنيات الفرز أثناء تردد الاستشعار، يمكن للإذاعة أن تتداخل إلكترونيا مع البيئة، مع التركيز على قدرة الاستماع إلى مواقع مختلفة.

التدخل في التخفيف من حدة الكوارث عن طريق التقاط الصور على أساس المكان

إنّ أهمّية التّدخّل بين مُديريّة التحرّكات، إنّه يُكلّف بإشعاعٍ مُعيّنٍ لحماية المُستخدمين الأساسيين من التدخل الضارّ،

تحقيق الاستخدام الأمثل المشترك للموارد الإذاعية

In an integrated MIMO-CR system, the cognitive motor is responsible for the joint optimization of a multidimensional resource space. This includes not only frequency, time, and power but also the spatial streams provided by MIMO. The optimization problem is highly complex. cognitive motor handling must decide:

• تعلم الآلات من أجل نظم المعلومات البحرية المعرفية

  فالتعلُّم الماكني، والتعلم العميق على وجه الخصوص، هو المُمكِّن الرئيسي من تحقيق التكامل العملي بين أجهزة الرصد المتعددة الجنسيات (MMO-CR)، إذ إنَّ النهج التقليدية القائمة على النموذج تكافح مع الرؤوس الحاسوبية، والطابع غير القابل للتنبؤ للبيئة الكهرومغناطيسية، وهي تُمكِّن من أن تُصبح نماذج الاتصال المهيكلة للأجهزة اللاسلكية، مثل شبكات التكاثرية المُعية، من أجل استشعارات ذات النطاقات العالية الكهوية العميقة لتخصَّبة لتخصَّصِّص للموارد.

  منظمة " دوايس " الرئيسية للإذاعة المتكاملة المتعددة الجنسيات

  وتترجم الفوائد النظرية للالتقاء بين البعثة ولجنة التنسيق الإدارية إلى مزايا ملموسة عبر طائفة واسعة من التطبيقات العملية، من توسيع قدرة الشبكة التجارية إلى التمكين من الاتصالات التكتيكية المرنة.

  5G-Advanced and 6G Cellular Networks

  ومن العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى إدماج البعثة في الشبكة تطور المعايير الخلوية. وستعتمد الشبكات العاملة من الفئة " 5 زاي - ألف " و6 جي على ، والتشارك في الطيف الديناميكي على نحو أكثر صعوبة في التواصل مع المجموعة نفسها، مما يسمح للمشغلين بالانتقال السلس إلى تكنولوجيات جديدة دون التخلي عن الطيف الحالي.

  شبكات التشغيل الخاصة والتجهيز الصناعي

  وتمارس شبكات الـ 5 جي الخاصة للمصانع والموانئ والألغام في طيف غير مرخص أو مرخص بدرجة خفيفة (مثلاً، نظام التراكم والتراكم الصناعي في الولايات المتحدة أو فرقة العمل المعنية بـ 5.9 غيغاهيرتز في ألمانيا) وتتميز هذه البيئات بكثافة عالية، وباحتياجات عالية من الموثوقية، وبوجود نظم رقابة دقيقة يمكن أن يديرها بذكاء مشهد التدخل، ويختار تلقائياً الترددات والمحركات.

  شبكات السلامة العامة والإنعاش بعد الكوارث

  وفي حالات الكوارث الطبيعية أو حالات الطوارئ، كثيرا ما تتضرر الهياكل الأساسية الخلوية التقليدية أو تُحمَّل أكثر مما ينبغي، إذ يتطلب المستجيبون الأولون شبكات اتصال تكون مرنة وقابلة للانتشار السريع وقادرة على العمل في بيئات طيفية مكتظة أو ممزقة، ويمكن أن تشكل شبكة متنقلة مخصصة مبنية على تكنولوجيا المعلومات والاتصالات شبكة مصغرة من وحدات إعادة الشحن تتكيف تلقائيا مع الترددات المتاحة، وتجد قدرة المنظمة البحرية المتعددة الوسائط قدرة على زيادة في مجالا ومرونة من خلال تحقيق مكاسب التنوع.

  IoT and Smart Grid Connectivity

  إن شبكة المعلومات عن هذه الأشياء من المتوقع أن تصل بعشرات الملايين من الأجهزة التي سيتم نشر العديد منها في بيئات نائية أو صعبة التخطيط لمثل هذا الانتشار الواسع النطاق مستحيل عملياً، فالأجهزة اللاسلكية المعرفية تسمح للمستشعرات باكتشاف واستخدام الأماكن البيضاء الشاسعة الاستخدام والمتفجرة التي تُستخدم بشكل مستقل،

  تحديات التنفيذ ومشاكل البحث المفتوح

  وعلى الرغم من الوعد الهائل الذي قطعته على نفسها المنظمة البحرية الدولية والإذاعة المعرفية، فإن الطريق إلى الانتشار العملي الواسع النطاق محفوف بتحديات تقنية واقتصادية كبيرة، مما يتخطى هذه العقبات هو محور جهود البحث المكثفة.

  تعقيدات واغتنام الطاقة

  إن نظم الرصد المتعدد الوسائط، ولا سيما المزودة بأجهزة متعددة المؤشرات، هي في جوهرها نظم كثيفة من الأجهزة، وكل عنصر من عناصر الهوائيات يتطلب جهازا مكثفا لتوليد الطاقة، ومتحولا تدريجيا، وسلسلة من أجهزة الترددات الترددية (GHz) (في الهياكل الرقمية)، إضافة إلى أجهزة قياسية متطورة ذات كفاءة في استخدام أجهزة الاستشعار عن بعد، بما في ذلك القنوات المستخدمة في عمليات التحويل

  "الإستشعار المغناطيسي" "ومشكلة "النوردين

  لا توجد تقنية للاستشعار عن الطيف مثالية، فكشف الطاقة يعاني من انخفاض مستوى القدرة على التنفس، وسمات التقلبات يمكن أن تخفيها إشارات أخرى، و] مشكلة السحب المخففة لا تزال ضعف شديد بالنسبة لشبكات الراديو المعرفية، وهذا يحدث في كثير من الأحيان عندما يكون المستخدم الثانوي غير قادر على كشف مستخدم رئيسي بسبب إعاقة مادية، مثل البناء أو التلال.

  المسؤوليات الأمنية في الشبكات المعرفية

  ويمكن أن يؤدي التحلل المتأصل للنظم الإذاعية المعرفية وقابلية التكيف إلى ظهور ناقلات هجومية جديدة لا توجد في أجهزة الراديو التقليدية، ومن أهمها هجوم على المستعملين الطارديين ، حيث يبث رمزاً مضللاً إشارات تخفف من خصائص المستعمل الرئيسي.

  توحيد المعايير وإمكانية التشغيل المتبادل

  أما بالنسبة لنظم أجهزة الرصد والتحقق والتفتيش (MMM) التي تعمل في الفضاء الأبيض، فهي تتطلب معايير صناعية قوية، أما المعيار الذي وضعته الشبكة العالمية للمناطق غير الساحلية (WRAN) والذي يعمل في الفضاءات البيضاء، فهو نموذج رائد في هذا المجال، يتضمن خصائص الراديو والآلية المعرفية، غير أن التوسع في اعتمادها يتطلب تحديد نهج ثلاثي الأبعاد لتحديد الإشارات والبروتوكولات ذات الصلة بالتبادل الدينامي للطيف، مع مراعاة المعايير السارية حالياً.

  الاستنتاج: الطريق نحو الشبكات الذكية اللاسلكية

  إن إدماج تكنولوجيات الرصد اللاسلكية المتعددة المؤشرات والمعرفة المعرفية يمثل تطورا أساسيا وضروريا في تصميم نظم الاتصالات اللاسلكية، إذ إن الجمع بين المعلومات المكانية للصفائف الهوائية المتقدمة والوعي الطيفي المعرفي والقدرة على التكيف مع هذه الآلات، إنما هو مجرد تحول دون توفير وسائل اتصال ثابتة وغير فعالة في المستقبل، وذلك عن طريق الجمع بين ما هو أكثر تعقيدا من حيث القدرة على إحداث التكافلات في مجال الاتصالات اللاسلكية الحديثة: