רשתות רדיו קוגניטיביות (CRNs) הופיעו כגישה טרנספורמטיבית להתגבר על האתגרים המתמשכים של קישוריות באזורים כפריים ומרוחקים.על ידי מתן גישה לספקטרום דינמי, CRNs מאפשר למשתמשים משניים לנצל באופן ⁇ באופן ⁇ באופן בלתי חוקי את הספקטרום המוסמך ללא גרימת הפרעה מזיקה למשתמשים העיקריים.

הבנה של FSK ברשתות רדיו קוגניטיביות

FSK היא טכניקה מודולית שבה נתונים בינאריים או רב-ממדיים מיוצגים על ידי שינויים בתדרים דיסקרטיים של גל נושא.ב- בינארי FSK (BFSK), לוגיקה 1 ולוגיקה 0 תואמים לשני תדרים נפרדים, בעוד M-ary FSK משתמש בתדרים שונים כדי לשדר מספר סיביות לסמל.ה ההתנגדות הטבועה של תוכנית לרעש חד-משמעי ועיוות הופכת אותה למשיכה במיוחד עבור יחסי אותות משותפים.

בהקשר רדיו קוגניטיבי, FSK מציע כמה יתרונות תפעוליים. ראשית, הנכס הקבוע-הגלולופה מקטין את בעיות כוח המגבר ללא לינאריות, המאפשר שימוש במדרים יעילים, זולים בעלות נמוכה. שנית, FSK יכול להיות מותאם בקלות לתנאי ספקטרום דינמי: רדיו קוגניטיבי מצויד עם ספקטרום יכולת חישה יכול לעבור בין תדרים או להתאים את הסטייה (התדירות בין סמלים) לכדי ספקטרום נמוך, לעתים קרובות, עם פשטות של פשטות של פשטות שטחית פשוטה - עם פשטות של פשטות נמוכה או ספקטרום נמוך.

השילוב של FSK עם מסגרות רדיו קוגניטיביות כרוך במספר פונקציות קריטיות: ספקטרום חישה, קבלת החלטות, שידור הסתגלות. Spectrum sensing מזהה פעילות המשתמש העיקרית ומזהה להקות תדר לא בשימוש (חור ספקטרום) לאחר חור נמצא, משדר CRR בוחר תדירות נושא FSK מתאים ופרמטרים של מחקר מודולציה (למשל, סמל, סטייה) עם טווח מדויק של 10 ק"מ נותר מעל ל-N.

אחריות ספציפית על בסיס FSK

יעילות ספציפית, המוגדרת כקצב הנתונים שהושג רוחב פס יחידה (bits per second per Hertz, bps /Hz), היא מדד בסיסי להערכת מערכת תקשורת כלשהי. ב CRNs, יעילות ספקית יעילה מושפעת לא רק על ידי השכבה הפיזית Modulation אלא גם על ידי ראש העליון שהוצג על ידי ספקטרום, מעבר ערוץ, ובקרת גישה בינונית.

היעילות הספקטרוםית התיאורטית של M-ary FSK ברעש לבן Gaussian (AWGN) ניתנת על ידי הביטוי ⁇ = (log2(M) * R ⁇ s) / B, שבו R ⁇ s הוא קצב הסמל ו B הוא רוחב הפס הכבוש הכולל של רוחב פס (כולל להקות שמירה) עבור אוטגוני FSK, רוחב הפס המינימלי הוא בערך M *Fer, שבו להבחין בין גודל שדה רוחב פס נמוך יותר של רוחב פס גבוה יותר, כאשר הוא נמוך יותר של מסחר.

תפקיד מסדר ה- Modulation

בחירת סדר מודולציה מתאים (M) הוא חיוני למקסימום יעילות ספקטרלית בתנאי ערוץ נתון.בסביבות כפריות עם SNR נמוך (לעתים קרובות מתחת 10 dB בשל מרחק או חומצה), בינארית FSK (BFSK) או 4ary FSK עשוי להיות האופציות האמינות היחידה.

השפעה על הסכם ספקטרום

ספקטרום מושלם רגיש ליעילות ספקטרלית ישירות.כאשר CR אינו מזהה משתמש ראשוני (זיהוי כפוי), הוא עשוי לשדר ערוץ כבוש, גורם להפרעות ופוטנציאל הדורש ניתוק מחדש.conversely, אזעקה כוזבת לכפות את ה-CR כדי לשפר את יעילותו של מערכת ההפעלה ה-Creperation של רמות האבטחה הגבוהות יותר (אך באופן בלתי צפוי), אך הוא מספק יותר יעילות של ספקטרום של יעילותם של הסתברות נמוכה של למידה.

בקרת חשמל והתערבות בין-תחומית

ועדת התקשורת הפדרלית (FCC) ו הרגולטורים האחרים להטיל מגבלות פליטה קפדניות על משתמשים משניים כדי להגן על המתחייבים העיקריים. ב-CRNs, בקרת כוח דינמי מתאמת את כוח השידור של אות FSK כדי להבטיח שהטמפרטורה ההתערבות במקבל הראשי תישאר מתחת לסף כוח נמוך יותר, למעט סימולציה מוגבלת של כוח סימולציה מוגבלת של 2 ק"מ בלבד, אשר מאפשר להפחתה משמעותית של כוח על ידי פתרון יעיל יותר עם יכולת ריכוזית של 0.

ניתוח השוואתי: FSK לעומת Modulation Schemes in Village CRNs

תדירות אורתגונלית-דיוויזיציה מרובותxing (OFDM) משמשת באופן נרחב לסטנדרטים אלחוטיים מודרניים בשל יעילותה הספקטרוםית הגבוהה של מערכת ההפעלה האלחוטית (SK) וחיזוקה של ריבוי נתונים (OFDM) אך היא בעלת השפעה אווירית גבוהה יותר של רשתות כוח מבט אווירי (PAPR), הדורשות מגברי כוח לינאריים יקרים ויעילים בהתקני כוח נמוך.

אתגרים והזדמנויות לידידות כפרית

למרות היתרונות שלה, CRNs מבוסס FSK להתמודד עם כמה אתגרים פריסה כפרית.המשמעותית ביותר היא התקרה ספקטרלית הטבועה המוטלת על ידי אוטגוני רוחב הפס של FSK. בנוסף, ספקטרום רגיש באזורים מרוחקים מורכב על ידי רמות אותות משתמשים נמוכות והיעדר תשתית צפופה להגבלות כוח קואופרטיביות.

אתגר: יעילות מינימלית מוגבלת ב- Low SNR

באזורים כפריים עמוקים שבהם SNR נופל מתחת 5 dB, רק בינארי או quaternary FSK הוא קיימא, מניב יעילות ספקטרלית מתחת 0.8 bps /Hz.זה לעתים קרובות לא מספיק עבור יישומים הדורשים גישה לאינטרנט פס רחב, כגון הזרמת וידאו או מחשוב ענן.כדי לפצות, מפעילי עשויים להיות צריכים לפרוס ערוצי פס מרובים במקביל ( ⁇ -visionxing מרובים), אשר עלייה מערכת ועלויות נמוכות עבור תאים (M) או מספריים (ב) או מספר קטן (M) או מספר קטן (ב) או מספר קטן (מ"חסין) או מספר חיישנים מתאימים (M) או מספריים (M2K) כמו גם תכונות חיות בר (M) הופך ל- 2K) או מספר מוגבל (מתאים ל- 2x) או מספריים) או מספר מוגבל) או מספר מוגבל (מתאים ל- 2K) או מספר חיישנים מתאימים (מתאים ל- 2x) או מספריים (מתאים ל- 2) או מספריים (מתאים ל- 2K) עבור מספר מוגבל (מתאים ל- 2K) עבור מספר מוגבל (מתאים ל- 2.

הזדמנות: הסתגלות FSK ו- Machine Learning

ההתקדמות האחרונה בלמידה של מכונות מציעה דרכים מבטיחות לשפר את היעילות ספקטרלית של FSK ב- CRN. Reinforcement אלגוריתמים למידה אלגוריתמים יכול לבחור באופן דינמי את סדר המודולציה האופטימלי, רמת הכוח, וסטיות תדירות בהתבסס על מדידות ערוץ בזמן אמת.לדוגמה, מנוע קוגניטיבי באמצעות Q-network עמוק יכול ללמוד את ה-CRKoff העיקרי בין הסתברות להתנגשות, תוך התאמה מהירה יותר מאשר שיטות מסורתיות המבוססות על סף שדה.

הזדמנות: אינטגרציה עם חללי טלוויזיה

המרחב הלבן של הטלוויזיה (TVWS) - ערוצי VHF ו- UHF שהועברו היסטורית לשידור הטלוויזיה - מאפייני הפצה מצוינים לתקשורת כפרית.FSK הם במיוחד מתאימים למכשירי TVWS משום שלהקות אלה דורשות מסיכות פליטות קפדניות ולעיתים קרובות להכיל אותות CRSCRK סטנדרטיים עבור רשתות אזוריות אלחוטיות (WRAN) כבר משתמשים של DM עבור נתונים רחבים, אך למערכות בקרה מרובות של USS יכולות להיות מיושמות לצמצום של גישה לצמצום באופן ישיר של 15KS.

מגמות מחקר ודרכים לעתיד

האבולוציה של FSK עבור רשתות רדיו קוגניטיביות מעוצבת על ידי מספר כיוונים מחקר.שדרה מבטיחה אחת היא השילוב של FSK עם מספר רב של אנטנות קידוד (MIMO) אשר יכול לספק מגוון מרחבי ללא הגדלת רוחב הפס.למרות ש- MIMO-FSK עדיין לא בוגר, מחקרים מוקדמים מצביעים על שיפור של 50% בספקטרום יעילות על פני FSK כפרית חד-פעמי בערוצים אחרים, כאשר הם מתקדמים יותר, כאשר הם יכולים להשיג את התדירות גבוהה יותר של רדיו פתוח, כאשר הם מתקדמים, כאשר הם מתקדמים, כאשר הם מתקדמים, כאשר הם מתקדמים, כאשר הם יכולים להשיג את התדירות גבוהה יותר, כאשר הם מתקדמים יותר, כאשר הם כוללים את התדירות גבוהה יותר, כאשר הם מתקדמים יותר, כאשר מחקרים מתקדמים יותר, כאשר הם יכולים להשיג את התדירות גבוהה יותר, כאשר הם יכולים להשיג את ה-FKlinks Active Radio-FK פתוח של כלי רדיו פתוח יותר, כאשר הם יכולים להשיג את התדירות גבוהה יותר, כאשר מחקרים פתוחים, כאשר מחקרים מתקדמים, כאשר הם יכולים להשיג את ה-SKlinks פתוח יותר, כאשר הם יכולים להשיג את ה-FKlinks פתוח יותר, כאשר הם יכולים להשיג את ה-FKlinks מופעלת של מערכת ההפעלה של פחות,

מסקנה

תוך שמירה על יעילות הספקטרום של FSK ברשתות רדיו קוגניטיביות מגלה הן את החוזקות שלה ואת המגבלות שלה עבור קישוריות כפרית. בעוד FSKHz לא יכול להתאים את היעילות הספקטרום התיאורטי של DM או QAM, החוסן שלה בסביבות בעלות נמוכה של מערכת תקשורת נמוכה, ופשטות ממשיכה להיות בחירה משכנעת עבור יישומים כפריים רבים - IoT, בקרה, עיכובים, ועיכובים על ידי שירותי נתונים על ידי ספקטרום נמוך, לעתים קרובות, לחץ על ידי אופטימיזציה של אבטחה דיגיטלית, לחץ על ידי תכונות אבטחה, לחץ דם, לחץ על ידי תכונות אבטחה, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לחץ דם מאובטחים, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לחץ על ידי תכונות אבטחה של אבטחה של תכונות של אבטחה של אבטחה של תכונות אבטחה של תכונות אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של ציוד אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של אבטחה של מערכות אבטחה גבוהה יותר, כלומר, כלומר, בטווח נמוך יותר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כולל תכונות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה נמוכה יותר של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה של מערכות אבטחה נמוכה יותר, כלומר