Op het gebied van draadloze communicatie is het tekort aan spectrumbronnen, met de popularisering van slimme terminals en de explosieve groei van de vraag naar datadiensten, een probleem geworden dat de industrie dringend moet oplossen. De traditionele methode voor spectrumtoewijzing is voornamelijk gebaseerd op vaste frequentiebanden, wat niet alleen verspilling van hulpbronnen veroorzaakt, maar ook de verdere verbetering van de netwerkprestaties beperkt. De opkomst van cognitieve radiotechnologie biedt een revolutionaire oplossing voor het verbeteren van de efficiëntie van spectrumgebruik. Door de omgeving waar te nemen en het spectrumgebruik dynamisch aan te passen, kan cognitieve radio de intelligente toewijzing van spectrumbronnen realiseren. Het delen van spectrum tussen operators kent echter nog steeds veel praktische uitdagingen als gevolg van de complexiteit van informatie-uitwisseling en interferentiebeheer.
In deze context wordt het multi-radiotoegangsnetwerk (RAN) van één enkele operator beschouwd als een ideaal scenario voor de toepassing van cognitieve radiotechnologie. In tegenstelling tot het delen van spectrum tussen operators, kan één enkele operator een efficiënte toewijzing van spectrumbronnen realiseren door nauwere informatie-uitwisseling en gecentraliseerd beheer, terwijl de complexiteit van interferentiecontrole wordt verminderd. Deze aanpak kan niet alleen de algehele prestaties van het netwerk verbeteren, maar ook haalbaarheid bieden voor intelligent beheer van spectrumbronnen.
In de netwerkomgeving van één operator kan de toepassing van cognitieve radiotechnologie een grotere rol spelen. Ten eerste verloopt het delen van informatie tussen netwerken soepeler. Omdat alle basisstations en toegangsknooppunten door dezelfde operator worden beheerd, kan het systeem in realtime belangrijke informatie verkrijgen, zoals de locatie van het basisstation, de kanaalstatus en de gebruikersverdeling. Deze uitgebreide en nauwkeurige gegevensondersteuning biedt een betrouwbare basis voor dynamische spectrumtoewijzing.
Ten tweede kan het gecentraliseerde mechanisme voor de coördinatie van hulpbronnen de efficiëntie van het spectrumgebruik aanzienlijk optimaliseren. Door een gecentraliseerd beheerknooppunt te introduceren, kunnen operators de spectrumtoewijzingsstrategie dynamisch aanpassen aan de realtime netwerkbehoeften. Tijdens piekuren kunnen bijvoorbeeld eerst meer spectrumbronnen worden toegewezen aan gebieden met een hoge gebruikersdichtheid, terwijl de spectrumtoewijzing met een lage dichtheid in andere gebieden behouden blijft, waardoor een flexibel gebruik van de hulpbronnen wordt bereikt.
Bovendien is de interferentiecontrole binnen één operator relatief eenvoudig. Omdat alle netwerken onder controle staan van hetzelfde systeem, kan het spectrumgebruik uniform worden gepland om interferentieproblemen te voorkomen die worden veroorzaakt door het gebrek aan coördinatiemechanismen bij het traditioneel delen van spectrum tussen operators. Deze uniformiteit verbetert niet alleen de stabiliteit van het systeem, maar biedt ook de mogelijkheid om complexere spectrumplanningsstrategieën te implementeren.
Hoewel het cognitieve radiotoepassingsscenario van een enkele operator aanzienlijke voordelen biedt, moeten er nog meerdere technische uitdagingen worden overwonnen. De eerste is de nauwkeurigheid van spectrumdetectie. Cognitieve radiotechnologie moet het spectrumgebruik in het netwerk in realtime monitoren en snel reageren. Complexe draadloze omgevingen kunnen echter leiden tot onnauwkeurige kanaalstatusinformatie, wat de efficiëntie van de spectrumtoewijzing beïnvloedt. In dit opzicht kunnen de betrouwbaarheid en reactiesnelheid van spectrumperceptie worden verbeterd door meer geavanceerde machine learning-algoritmen te introduceren.
De tweede is de complexiteit van multipadvoortplanting en interferentiebeheer. In scenario's met meerdere gebruikers kan de voortplanting van signalen via meerdere paden leiden tot conflicten in het spectrumgebruik. Door het interferentiemodel te optimaliseren en een coöperatief communicatiemechanisme te introduceren, kan de negatieve impact van multipath-propagatie op de spectrumtoewijzing verder worden verlicht.
De laatste is de computationele complexiteit van dynamische spectrumtoewijzing. In een grootschalig netwerk van één enkele operator vereist de real-time optimalisatie van de spectrumtoewijzing de verwerking van een grote hoeveelheid gegevens. Daartoe kan een gedistribueerde computerarchitectuur worden toegepast om de taak van spectrumtoewijzing aan elk basisstation op te splitsen, waardoor de druk van gecentraliseerd computergebruik wordt verminderd.
Het toepassen van cognitieve radiotechnologie op het multi-radiotoegangsnetwerk van een enkele operator kan niet alleen de gebruiksefficiëntie van spectrumbronnen aanzienlijk verbeteren, maar ook de basis leggen voor toekomstig intelligent netwerkbeheer. Op het gebied van smart home, autonoom rijden, het industriële internet der dingen, enz. zijn efficiënte spectrumtoewijzing en netwerkdiensten met lage latentie belangrijke vereisten. De cognitieve radiotechnologie van één enkele operator biedt ideale technische ondersteuning voor deze scenario's door efficiënt middelenbeheer en nauwkeurige interferentiecontrole.
In de toekomst, met de promotie van 5G- en 6G-netwerken en de diepgaande toepassing van kunstmatige intelligentietechnologie, wordt verwacht dat de cognitieve radiotechnologie van één enkele operator verder zal worden geoptimaliseerd. Door intelligentere algoritmen te introduceren, zoals deep learning en versterkend leren, kan de optimale toewijzing van spectrumbronnen worden bereikt in een complexere netwerkomgeving. Bovendien kan, met de toename van de vraag naar communicatie tussen apparaten, het multi-radiotoegangsnetwerk van een enkele operator ook worden uitgebreid om multi-mode communicatie en samenwerkingscommunicatie tussen apparaten te ondersteunen, waardoor de netwerkprestaties verder worden verbeterd.
Intelligent beheer van spectrumbronnen is een kernonderwerp op het gebied van draadloze communicatie. Cognitieve radiotechnologie voor één operator biedt een nieuw pad om de efficiëntie van het spectrumgebruik te verbeteren dankzij het gemak van het delen van informatie, de efficiëntie van de coördinatie van hulpbronnen en de beheersbaarheid van interferentiebeheer. Hoewel er nog steeds meerdere technische uitdagingen moeten worden overwonnen in praktische toepassingen, maken de unieke voordelen en brede toepassingsmogelijkheden het tot een belangrijke richting voor de ontwikkeling van toekomstige draadloze communicatietechnologie. In het proces van voortdurende verkenning en optimalisatie zal deze technologie draadloze communicatie helpen evolueren naar een efficiëntere en intelligentere toekomst.
(Uittreksel van internet, neem contact met ons op voor verwijdering als er sprake is van inbreuk)
Posttijd: 20 december 2024
