Скрытая проблема терминала

Когнитивное радио, передающее с башни на холме, может не заметить основного пользователя в конкретной полосе частот позади большого здания, как показано на Рис.2.8.

Рис.2.8. Скрытая проблема терминала

Здание выступает препятствием между двумя когнитивными радио, поэтому они не чувствуют присутствия первичного пользователя в этой частоте. Таким образом, они делают вывод, что часть спектра не занята, и пытаются передавать сигнал. Этот сигнал от одного из двух когнитивных пользователей радио получен в качестве сигнала помехи на башне. Несмотря на то, что две когнитивные радиостанции в диапазоне связи друг с другом, они не могут взаимодействовать. Эта проблема называется скрытой проблемой терминала. Она может быть решена путем сооружения башни на вершине холма или путем передачи сигнала пользователю когнитивного радио, указывающего, что часть спектра является незанятой. После этого пользователь отправляет запрос на использование этого диапазона частот на башню. Если башня видит, что полоса частот свободна, она указывает на пользователей когнитивных радио, и они могут начать сеанс связи.

Модели канала когнитивной беспроводной сети и типы модуляции

Канал в системе беспроводной связи характеризуется доплеровским распространением и многолучевым замиранием в результате случайных флуктуаций в радиоканалах. Это приводит к быстрым изменениям в мощности сигнала на малое расстояние или интервал времени, случайных частотах модуляции из-за разных доплеровских сдвигов на многолучевое распространение сигналов, и времени диспергирования, вызванном задержками многолучевого распространения. Таким образом, производительность системы во многом зависит от беспроводного канала, который динамически изменяется в зависимости от времени. Адаптивная модуляция - это техника, которая использует способы повышения спектральной эффективности и быстрые изменения в беспроводных каналах, чтобы максимизировать пропускную способность данных в области энергетики. В адаптивной модуляции многие параметры могут быть скорректированы в соответствии с изменениями канала, такими как передача мощности, уровень модуляции, скорость символа, скорость кодирования.

Эффект Доплера

Из-за относительного движения между двумя радиостанциями, каждое многолучевое распространение волны происходит со сдвигом частоты. Сдвиг частоты принимаемого сигнала из-за движения называется доплеровским сдвигом, а само явление называют эффектом Доплера. Доплеровский сдвиг прямо пропорционален скорости и направлению движения радио относительно направления прихода многолучевого сигнала. Это изменение частоты волны движется по отношению к источнику волн и вызывает замирание в мобильных системах беспроводной связи.

Рис.2.9. Иллюстрация эффекта Доплера

На рис.2.9. пользователь в точке X двигается в направлении точки Y со скоростью V. Так как источник находится на значительном расстоянии от наблюдателя, предполагается, что угол прихода принимаемого сигнала во всех точках во время передачи является постоянным. Разница в расстоянии передаваемых сигналов, которые должны пройти между приемником в точках X и Y, задается следующим образом:

(2.1)

Полученное изменение фазы между точками X и Y может быть выражено так:

= (2.2)

В формуле (2) λ является длиной волны в метрах. Очевидно, что изменение частоты или

Доплеровский сдвиг задается fd (в Гц):

(2.3)

Как видно из (3), если наблюдатель движется в направлении прибытия волны, доплеровский сдвиг положителен, а если наблюдатель движется от направления прихода волны - отрицателен.

Уравнение (3) также позволяет сделать вывод, что максимальный доплеровский сдвиг происходит, когда θ =0, и дается .