„Metody transmisji sygnałów NC-OFDM w systemach radia

„Metody transmisji sygnałów NC-OFDM w systemach radia
kognitywnego”
Paweł Kryszkiewicz
Stypendysta projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
Według prognozy „Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast
Update, 2010–2015” na przestrzeni 5 lat zapotrzebowanie na łączność bezprzewodową,
głównie bezprzewodowy dostęp do Internetu, wzrośnie około 26 razy. Współczesne systemy
radiowe, uwzględniając najnowsze np. LTE advanced, mogą nie podołać temu wyzwaniu z
uwagi na licencjonowane, ściśle ograniczone pasma widma elekromagnetycznego
przydzielone dla takich systemów. Radio kognitywne poprzez dostęp do pasm częstotliwości
licencjonowanych przez inne systemy, w przypadku ich nieaktywności, może zwiększyć
zdecydowanie efektywność wykorzystania widma elektromagnetycznego. Powszechnie
rozważane jest wykorzystanie w takim systemie modulacji OFDM, a szczególnie jej odmiany
z nieciągłym blokiem zajętych podnośnych tzw. NC-OFDM, która poza licznymi zaletami ma
również wady: wysoki stosunek mocy szczytowej do średniej oraz stosunkowo silne wstęgi
boczne
poszczególnych
zmodulowanych
podnośnych.
Przykładowy
scenariusz
wykorzystania tej modulacji przedstawiono na Rysunku 1. Sygnał radia kognitywnego
wprowadzony jest po obu stronach systemu pierwotnego (tzn. licencjonowanego). Aby nie
zakłócić
systemów
niekognitywnych
konieczne
jest
zapewnienie
redukcji
mocy
transmitowanej pozapasmowo. W ramach prac nad doktoratem rozważane są modyfikacje
modulatora NC-OFDM dla zastosowania w systemie radia kognitywnego, a w szczególności
metody redukcji zakłóceń pozapasmowych. Pomimo istnienia w literaturze szeregu
algorytmów realizujących kształtowanie widma zazwyczaj są one zbyt złożone obliczeniowo
albo nie uwzględniają niedoskonałości rzeczywistych układów radiowych. Aby nie popełnić
tego błędu praca doktoranta nie ogranicza się jedynie do analiz teoretycznych czy
symulacyjnych, ale wykorzystana jest również platforma radia programowalnego USRP.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
RADIO KOGNITYWNE
MOC
REDUKCJA MOCY
POZAPASMOWEJ
SYSTEM PIERWOTNY
CZĘSTOTLIWOŚĆ
Rysunek 1 Schemat ideowy współistnienia system kognitywnego i pierwotnego.
Aktualnie rozważa się wykorzystanie radia kognitywnego w paśmie naziemnej telewizji
cyfrowej. Jest to pasmo szczególnie atrakcyjne z uwagi na panujące w nim dobre warunki
propagacyjne, co pozwala osiągać duży zasięg transmisji przydatny np. w przypadku
dostarczania szybkiego dostępu do Internetu na tereny wiejskie. Istnienie takiej infrastruktury
pozwoli w następnym kroku na podniesienie innowacyjność na tamtym obszarze. Można
również mówić o radiu kognitywnym jako innowacji z korzyściami społecznymi poprzez
zastosowanie
w
systemie
łączności
służb
ratowniczych
na
terenach
dotkniętych
kataklizmami. Z punktu widzenia małych firm dostarczających dostęp do Internetu poprzez
bezprzewodowe lokalne sieci komputerowe scenariusz bezpłatnego użycia w tym celu radia
kognitywnego pracującego w paśmie telewizji naziemnej jest obiecujący. Pozwoli rozszerzyć
obszar działań, zwiększy liczbę klientów, ale również zwiększy konkurencję na danym
obszarze obniżając ceny usług telekomunikacyjnych. Popyt na stosunkowo tanią, szybką i
zawsze dostępną telekomunikację bezprzewodową jest dostrzegalny wśród operatorów
telekomunikacyjnych, których sieci powinny rozwijać się wraz ze wzrostem popytu klientów,
zgodnie z prognozą Cisco. Częsty udział operatorów i przedsiębiorstw telekomunikacyjnych
w projektach i konferencjach międzynarodowych poświęconych radiu kognitywnemu
wskazują na próbę rozwiązania problemu narastającego ruchu właśnie przy pomocy tej
technologii.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego