Nguyễn Minh Thắng

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG







TIỂU LUẬN MÔN HỌC:

“CÁC MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN”

GIẢNG VIÊN

: NGUYỄN VIẾT ĐẢM

NHÓM

:3

HỌ TÊN SINH VIÊN : Nguyễn Minh Thắng
MÃ SINH VIÊN

: B18DCVT409

LỚP

: D18CQVT01-B

Hà Nội, tháng 5/2022

1


Ý tưởng và khái niệm vơ tuyến khả tri
•

Ý tưởng: Theo một số khảo sát thì hiệu suất sử dụng phổ tần còn thấp, để
tiết kiệm tài nguyên phổ tần và tránh lãng phí thì ý tưởng về mạng vơ tuyến
khả tri được đề xuất để giải quyết vấn đề này.

•

Khái niệm: Vơ tuyến khả tri là vơ tuyến có thể nhận biết được mơi trường
xung quanh và thích ứng một cách có khả tri, một cách có nhận thức.
-

Theo FCC: Vơ tuyến khả tri là một hệ thống có khả năng cảm biến
môi trường xung quanh và điều chỉnh các các tham số hoạt động của
nó để tối ưu hố hệ thống dưới dạng: tối đa băng thơng, giảm can
nhiễu, truy nhập phổ tần động.

-

Theo giáo sư Simon Hayskin: Vô tuyến khả tri là một hệ thống truyền
thông không dây thơng minh, có khả năng nhận biết được mơi trường
xung quanh, và từ mơi trường nó sẽ thích nghi với sự thay đổi của môi
trường bằng cách thay đổi các thông số tương ứng trong thời gian
thực


-

Theo IEEE: Vô tuyến khả tri là hệ thống phát/nhận tần số vô tuyến
mà được thiết kế để phát hiện một cách thông minh vùng phổ đang
được chiếm dụng hay không và nhảy qua một khoảng phổ tạm thời
khơng sử dụng khác.

Mơ hình kiến trúc hệ thống vô tuyến khả tri

2


Hình 2. 1: Kiến trúc mạng vơ tuyến khả tri CRN
• Mạng sơ cấp (Primary network): mạng này được cấp phép (có quyền) truy
nhập vào các băng tần nhất định như: mạng TV quảng bá, mạng tế bào,.v,v..
Các thành phần cơ bản của mạng sơ cấp gồm:
-

Người dùng sơ cấp (Primary user): Người dùng sơ cấp PU (người dùng
được cấp phép) được cấp phép để hoạt động trong một băng tần nhất
định. Truy nhập này chỉ được giám sát bởi trạm gốc sơ cấp và không
bị ảnh hưởng bởi hoạt động của người dùng không được cấp phép.

-

Trạm gốc sơ cấp (Primary base-station): Trạm gốc sơ cấp (trạm gốc
được cấp phép) là thành phần cơ sở hạ tầng mạng được cố định, có
giấy phép phổ, như BTS trong mạng tế bào. Trạm gốc sơ cấp không
nhất thiết phải chia sẻ phổ với người dùng vơ tuyến khả tri SU/CU.


•

Mạng vơ tuyến khả tri: Mạng vô tuyến khả tri CRN (mạng xG, mạng truy
nhập phổ tần động, mạng thứ cấp, mạng khơng được cấp phép) khơng có
3


giấy phép để hoạt động trong một băng mong muốn. Do đó, nó chỉ được
phép truy nhập phổ khi có cơ hội. Các thành phần cơ bản của CRN gồm:
-

Người dùng vô tuyến khả tri: Người dùng vô tuyến khả tri SU/CU
(người dùng xG, người dùng không được cấp phép, người dùng thứ
cấp) khơng có giấy phép sử dụng phổ.

-

Trạm gốc vô tuyến khả tri: là thành phần cơ sở hạ tầng cố định với các
khả năng của vô tuyến khả tri, cung cấp kết nối đơn chặng tới những
người dùng vô tuyến khả tri SU/CU mà không cần giấy phép truy nhập
phổ, người dùng vơ tuyến khả tri có thể truy nhập đến các mạng khác.

-

Bộ phân chia phổ: Bộ phân chia phổ (server lập lịch) là một thực thể
mạng trung tâm đóng vai trị trong việc chia sẻ tài nguyên phổ tần giữa
các mạng vô tuyến khả tri khác nhau, có thể kết nối với từng mạng với
tư cách là quản ly thông tin phổ nhằm cho phép CRN đồng hoạt động
với các mạng sơ cấp khác.


Chức năng và hoạt động của vơ tuyến khả tri
•

Vơ tuyến nhận thức có 4 chức năng chính
-

Cảm biến phổ (Spectrum sensing): Phát hiện ra phổ tần không sử dụng
và chia sẻ phổ mà không gây nhiễu tới những người dùng khác.

-

Quản lí phổ (Spectrum management): Sau khi cảm biến phổ và quyết
định được khoảng phổ nào trống, CR tiến hành việc quản lí để chọn ra
khoảng phổ nào là tối ưu, đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng
trong mạng thông tin như QoS (Quality of service). Chức năng này có
thể chia làm 2 bước: phân tích phổ và quyết định phổ.
4


-

Sử dụng phổ linh hoạt (Spectrum mobility): CR có thể linh hoạt thay
đổi tần số đang sử dụng để chuyển qua một tần số sẵn có khác mà có
thể cải thiện được chất lượng của mạng thông tin nhằm đạt được chất
lượng tốt nhất có thể.

-

Chia sẻ phổ (Spectrum Sharing): Trong một mạng thơng tin khơng chỉ

có 1 mà rất nhiều CR cùng hoạt động. Do vậy cần phải có chức năng
chia sẻ phổ giữa các CR để có thể cùng sử dụng dải băng tần một cách
công bằng, hợp lí tránh đụng độ nhau.

•

Hoạt động
-

Trên băng cấp phép: CRN cùng tồn tại với các mạng sơ cấp tại cùng
một vị trí và trên cùng một băng phổ, mục đích chính là xác định phổ
tần khả dụng, nhưng các chức năng của CR trong băng cấp phép lại
bao gồm phát hiện sự hiện hữu của các người dùng sơ cấp PU. Dung
lượng kênh của các hố phổ phụ thuộc vào nhiễu xung quanh những
người dùng sơ cấp PU. Do đó, việc tránh nhiễu lên PU là vấn đề quan
trọng nhất trong kiến trúc này.

Hình 3. 1: Mạng vơ tuyến khả tri hoạt động trên băng cấp phép
5


-

Trên băng không được cấp phép: Nhiều CRN cùng tồn tại trong một
vùng giống nhau và truyền thông sử dụng cũng một phần phổ như
nhau. Các thuật toán chia sẻ phổ khả tri có thể cải thiện hiệu quả sử
dụng phổ và hỗ trợ QoS cao. Những người dùng vô tuyến khả tri tập
trung vào phát hiện việc truyền của những người dùng vô tuyến khả
tri khác. Việc chuyển giao phổ khơng được kích hoạt bởi sự có mặt của
những người dùng sơ cấp khác. Kiến trúc này đòi hỏi các phương pháp

chia sẻ phổ phức tạp giữa những người dùng vơ tuyến khả tri.

Hình 3. 2: Mạng vơ tuyến khả tri hoạt động trên băng không được cấp phép

Kiến trúc vật lý hệ thống vô tuyến khả tri

6


Hình 4. 1: Máy thu/phát của vơ tuyến khả tri
Thành phần chính của máy thu/phát CR là đầu cuối vơ tuyến RF (RF frontend) và khối xử lí băng gốc. Mỗi thành phần có thể tự cấu hình thơng qua một
bus điều khiển để thích ứng với mơi trường RF biến đổi theo thời gian. Trong đầu
cuối RF, tín hiệu thu được được khuếch đại, được trộn và được chuyển đổi A/D.
Trong khối xử lí băng gốc, tín hiệu được điều chế/giải điều chế, được mã hóa/giải
mã. Khối xử lí băng gốc của CR về bản chất cũng tương tự như máy thu/phát hiện
thời.
Một xu hướng xử lý thông minh hóa đó là phải số hóa vì ta đưa được dữ liệu
đó vào việc xử lý ở trong phần mềm cũng như kiến trúc máy tính. Vì vậy phần đầu
cuối RF FrontEnd tạo nên sự khác biệt và tiến bộ của CR.

Hình 4. 2: Kiến trúc đầu cuối RF băng rộng
Ưu điểm của phần RF Front-End trong hệ thống CR là khả năng cảm biến
băng rộng, có thể điều chỉnh đến bất cứ phần nào trong dải tần số rộng lớn. Hơn
7


nữa nó có thể đo lường các thơng tin phổ từ môi trường để phục vụ cho chức
năng cảm biến phổ. Các bộ phận chính của khối RF Front-End gồm có:
+ Bộ lọc RF (RF Filter): có tác dụng chọn được khoảng băng thơng mong muốn
bằng cách cho tín hiệu qua bộ lọc thông dải

+ LNA (Low noise amplifier): bộ khuếch đại tạp âm nhỏ có tác dụng: loại nhiễu tần
số ảnh, khuếch đại nhiễu thấp tín hiệu nhỏ ngõ vào của máy thu tới mức cần thiết
để đổi tần, tăng độ nhạy máy thu. LNA thường có từ một đến ba tầng khuếch đại
tuyến tính, có điều hưởng chọn lọc tần số-băng thơng tín hiệu mong muốn. Có tác
dụng khuếch đại tín hiệu mong muốn đồng thời giảm tín hiệu nhiễu
+ Bộ trộn MIXER: tại bộ đổi tần thì tín hiệu thu được từ máy thu sẽ được trộn với
tần số gốc được phát ra và được chuyển tới dải băng gốc hay tần số trung tần.
+ VCO (Voltage_controlled oscillator): được biết đến như là bộ điều chỉnh tần số
bằng điện áp. Có tác dụng như bộ khóa pha giúp tần số ra ổn định.
+ Bộ lọc lựa chọn kênh (Channel selection filter): được dùng để chọn kênh mong
muốn đồng thời loại bỏ kênh kế cận. Có hai cách để chọn kênh: direct convertion
receiver và superheterodyne.
+ AGC (Automatic gain control): là hệ thống hồi tiếp điều chỉnh độ lợi máy thu dựa
vào biên độ tín hiệu thu đồng thời mở rộng dải rộng, cho phép ta tăng hoặc giảm
độ khuếch đại khi tín hiệu thu yếu hay mạnh bằng cách thay đổi điện áp phân cực.
+ PLL (Phase locked loop): là hệ thống hồi tiếp vịng kín. Tín hiệu hồi tiếp được
dùng để khóa tần số và pha của tín hiệu ra theo tần số và pha của tín hiệu vào.

Sơ đồ khối thực hiện vô tuyến khả tri CR dựa trên SDR
SDR có thể cung cấp một chức năng vô tuyến rất linh hoạt bằng cách tránh
sử dụng các bộ phận và mạch tương tự cố định. Vì vậy vô tuyến khả tri cần được
thiết kế dựa trên
SDR

8


Hình 5. 1: Sơ đồ khối thực hiện vơ tuyến khả tri CR dựa trên SDR
•


Anten băng rộng: là cổng vào vô tuyến khả tri hoạt động trên các băng
tần vơ RF, có khả năng qt băng tần rộng phù hợp với sự thay đổi của
môi trường phổ. Ta biểu thị băng tần tổng đối với anten băng rộng là
∑𝑁𝑖=1 ∆𝑓𝑖, gồm N băng con, mỗi băng con được gán cho một SDR nhất
định.

•

Bộ ghép song cơng: cho phép phân phân tách tín hiệu thu/phát RF.

•

Khối lựa chọn tần số động DFS: cho phép CR lựa chọn linh hoạt phổ
tần trong môi trường phổ tần động, và giảm thiểu nhiễu. Các khối SDR
hoạt động đồng thời, và mỗi khối đảm nhiệm một phần băng tần tổng.
Việc nhiều SDR đồng hoạt động (thay vì sử dụng một SDR), làm gia tăng
tính linh hoạt về xử
lý dữ liệu cũng như tận dụng hiệu quả tài nguyên vô tuyến của CR
trong môi trường phổ tần động.

•

Tất cả dữ liệu đầu ra sau đó sẽ được hợp lại thành một khối, khối này
có nhiệm vụ đưa ra các quyết định thông minh.
9


Bộ tổng hợp thích ứng: tạo ra sóng mang, thực hiện điều chế và biến

•


đổi nâng tần. Module máy phát cũng cần các thông tin từ khối IPD như:
biểu đồ định vị tần số sóng mang hiện thời, cơng suất phát.

Cổng

định thời: định thời việc chiếm dụng phổ trống và phát tín hiệu.

Các thành phần cơ ban của vơ tuyến kha tri CR để lựa chọn tần số động
Lựa chọn tần số động yêu cầu khả năng cảm nhận băng rộng, thời gian thực
của môi trường phổ. Đây là quá trình lấy mȁu kênh để xác định kênh nào cịn
trống, kênh nào đã sử dụng. Một vài thông số liên quan ở quá trình này là độ
nhạy máy thu, thời gian lấy mȁu và
khoảng lấy mȁu, các mức ngưỡng để tách tạp âm băng rộng ra khỏi tín hiệu.
Các thành phần cơ bản của vô tuyến khả tri để lựa chọn tần số động.
Thu thập các dữ liệu về sử dụng phổ
-

Quét phổ tần dải rộng, công suất thấp, theo thời gian thực.

-

Lưu các thông tin về quy định sử dụng phổ tần theo thời gian và khơng gian
Phân tích dữ liệu
-

Đánh giá các dữ liệu phổ tần theo thời gian thực.

-


Xác định dạng sóng truyền

Đáp ứng: Định hình các đáp ứng với môi trường phổ (chọn tần số và
dạng sóng thích hợp để sử dụng). Thích ứng: Chuyển mạng tới băng
tần chọn mới.

10


Chu trình nhận thức mạng vơ tuyến kha tri CRN

Hình 7. 1: Chu trình nhận thức
Ba bước cơ bản trong chu trình thơng minh: cảm nhận phổ, phân tích phổ và
quyết định phổ.
 Cảm nhận phổ (Spectrum sensing)

Mục tiêu: sử dụng hết tài nguyên môi trường vô tuyến (tài nguyên phổ tần,
không gian và thời gian). Môi trường vô tuyến là mơi trường hở, có tính động
nhưng tài ngun khan hiếm và mất an ninh
SS (Spectrum sensing) là chức năng đầu tiên và có vai trị quan trọng trong
tồn bộ hệ thống của CR. SS sử dụng các phương pháp xử lí tín hiệu thu được để
đưa ra quyết định về dải tần số đang quan sát là trống hay là có xuất hiện tín hiệu
PU. Đây là chức năng quan trọng nhất bởi vì nó ảnh hưởng lớn đến quyết định sử
dụng hay không sử dụng dải tần số đang quan sát. Mạng CR cần dựa vào các điều
kiện của mơi trường để có thể cảm biến được dải phổ thích hợp, qua đó đưa ra
quyết định chính xác về việc sử dụng dải phổ nào để ko gây ảnh hưởng đến
primary user.
Trong hệ thống CR có thể chia SS ra làm 2 loại:
•


Occupancy sensing (cảm biến sự chiếm giữ phổ): phát hiện sự chiếm
giữ phổ trong khu vực lân cận, qua đó xác định được dải phổ nào đang
11


trống hoặc đang ở dưới mức sử dụng. Một ví dụ về Occupancy sensing
là bộ phát hiện dựa vào năng lượng (Energy_based detection).
•

Identity sensing (cảm biến các đặc trưng): phân biệt được dải phổ đang
bị chiếm giữ bởi primary user hay là đang bị chiếm giữ bởi một CR user
khác.
Một ví dụ về Identity sensing là cảm biến dựa vào đặc điểm(featurebased detection).

Có 2 yêu cầu cơ bản trong việc cảm biến phổ trong lớp vật lý đó là: chất
lượng, độ tin cậy của quá trình cảm biến và thời gian cảm biến. Chất lượng của
quá trình cảm biến là khả năng phát hiện thành cơng của tín hiệu PU. Q trình
phát hiện được đánh giá là khơng chất lượng khi chúng ta khơng phát hiện được
tín hiệu PU hoặc nhầm tín hiệu PU với nhiễu của mơi trường. Thời gian cảm biến
để phát hiện tín hiệu được yêu cầu càng nhỏ càng tốt để có thể nhanh chóng
phát hiện ra PU và thực hiện những nhiệm vụ tiếp theo.
 Phân tích phổ

Phân tích phổ giúp hệ thống dễ dàng lựa chọn phổ mà đáp ứng được yêu
cầu của người sử dụng. Vì vậy, việc xác định các thơng số như mức độ nhiễu, tốc
độ lỗi kênh truyền, suy hao…mà có thể đại diện cho chất lượng của một băng tần
phổ là cần thiết.
•

Nhiễu xuyên kênh: Phổ được dùng để xác định đặc trưng nhiễu của

kênh truyền. Từ số lượng nhiễu tại bộ nhận sơ cấp (PR), công suất cho
phép của người dùng CR có thể được rút ra,từ đó có thể sử dụng để
ước lượng dung lượng kênh truyền.

•

Suy hao: Suy hao sẽ gia tăng khi tần số hoạt động tăng. Vì vậy, nếu
cơng suất truyền của người dùng CR vȁn khơng đổi thì khoảng truyền
của nó sẽ giảm ở tần số cao hơn. Nếu công suất truyền tăng để bù cho
suy hao tăng thì kết quả sẽ gây nhiễu cho người dùng khác.
12


•

Lỗi liên kết không dây: phụ thuộc vào cách điều chế và mức nhiễu của
băng tần phổ, tốc độ lỗi của kênh truyền sẽ thay đổi.

•

Trì hỗn lớp liên kết: để xác định suy hao, lỗi liên kết không dây và
nhiễu xun kênh thì có nhiều loại giao thức liên kết được yêu cầu tại
những dãi phổ khác nhau. Điều này dȁn đến sự trì hỗn của các gói
truyền dȁn trong các lớp liên kết khác nhau.

•

Thời gian chiếm giữ: các hoạt động của PU thì có thể ảnh hưởng đến
chất lượng kênh truyền của hệ thống CR. Thời gian giữ là khoảng thời
gian mong đợi để một user trong hệ thống CR chiếm giữ 1 dãi tần số

đư được đăng kí trước khi bị ngắt đi. Thời gian chiếm giữ càng lâu thì
chất lượng càng tốt.

Dung lượng phổ được tính như sau:
𝑺
𝑪 = 𝑩𝒍𝒐𝒈(𝟏 +
)
𝑵+𝟏
trong đó B là băng thơng, S là cơng suất tín hiệu nhận từ CR user, N là công suất
nhiễu của bộ nhận, và I là công suất nhiễu xuyên kênh tại bộ nhận CR bị gây ra
bởi sự truyền dȁn của PU.
Dung lượng phổ của mạng CR dựa vào OFDM được tính theo:

với Ω là tập hợp của các vùng phổ không sử dụng, G(f) là công suất khuyếch đại
tại tần số f, S0 và N0 là cơng suất của tín hiệu và nhiễu trên một đơn vị tần số.
 Quyết định phổ
13


Dải phổ hoạt động thích hợp thì nên được thêm vào hệ thống truyền dȁn
hiện tại mà thoả mãn các yêu cầu của QoS và các đặc trưng của phổ. Vì vậy, hệ
thống quản lý phổ có thể nhận biết được các yêu cầu của QoS. Dựa trên những
yêu cầu của người sử dụng thì tốc độ của dữ liệu, tốc độ lỗi có thể chấp nhận
được, giới hạn trễ, cách thức truyền dȁn tín hiệu và băng thơng của sự truyền
dȁn có thể xác định được. Sau đó,theo luật quy định, các thiết lập cho dải phổ
tương thích cũng có thể được chọn.
 Linh động phổ (Spectrum mobility)

Mục đích của hệ thống CR là sử dụng phổ tần số theo cách thức động, nghĩa
là hệ thống CR sẽ tìm kiếm và hoạt động tại băng tần số tốt nhất. Sự linh động

phổ (spectrum mobility) được định nghĩa như là 1 cách thức mà người dùng
trong hệ thống CR có thể thay đổi tần số hoạt động.
Trong hệ thống CR, sự linh động phổ được thực hiện khi mà các điều kiện
của kênh truyền trở nên xấu đi hay có sự xuất hiện của tín hiệu PU. Sự linh động
phổ sẽ tăng thêm các loại chồng phổ trong hệ thống CR và đó chính là mục đích
của sự chồng phổ.
 Chia sẻ phổ (Spectrum sharing)

Chia sẻ phổ có thể được coi như là tương tự với sự điều khiển truy cập bắt
buộc (MAC). Có 4 bước để chia sẽ phổ như sau:
•

Cảm biến phổ (spectrum sensing): dựa vào sự sẵncó của phổ, các kênh
truyền có thể được cho phép sử dụng, phụ thuộc sự sẵn có của phổ và
phụ thuộc vào các nguyên tắc bên trong của hệ thống.

•

Truy cập phổ (spectrum access): vấn đề chính khác của chia sẻ phổ đó
là hình ảnh vì các phần tử của hệ thống CR cố gắng truy cập vào các
phổ, các truy cập này thì được điều phối để tránh sự đụng độ trong
những phần chồng lấn lên nhau của phổ.

14


•

Sự kết nối giữa máy phát và máy thu (transmitter-receiver
handshake): thiết bị nhận của sự liên lạc máy phát và máy thu thì được

chỉ bảo về thơng tin phổ đư được lựa chọn.

•

Sự linh động phổ: mỗi nút trong hệ thống CR được xem như khách mời
của phổ tần số mà nó cho phép. Vì thế, nếu các đặc trưng của phổ đang
sử dụng mà được yêu cầu bởi máy đư đăng kí thì hệ thống liên lạc cần
tiếp tục duy trì ở vùng phổ trống khác.

Kĩ thuật đầu tiên cho việc cảm biến phổ là dựa vào kiến trúc, được mơ tả
như sau:
•

Tập trung vào việc chia sẻ phổ (centralized spectrum sharing): một hệ
thống cảm biến được xây dựng lên để mỗi đại lượng trong hệ thống CR
thì hướng theo các kết quả đo đạc của nó về sự cho phép phổ đối với
trung tâm phổ và vẽ lên bản đồ phổ.

•

Xây dựng hệ thống chia sẻ phổ (distributed spectrum sharing): đây là
nhiệm vụ chính của giả thiết này. Các nút phổ có trách nhiệm cho phép
sử dụng phổ và truy cập phổ dựa trên các điều luật của hệ thống nội
bộ.

Kĩ thuật tiếp theo cho kĩ thuật chia sẻ phổ trong hệ thống CR là dựa vào thói
quen truy cập. Đặc biệt, truy cập phổ này có thể là hợp tác hay không hợp tác
được mô tả như sau:
•


Sự hợp tác chia sẻ phổ: sự hợp tác này ảnh hưởng đến các nút trong
hệ thống liên lạc. nhưng nhiễu của mỗi nút sẽ được chia cho các nút
xung quanh.

15


•

Sự không hợp tác trong chia sẻ phổ: ngược lại với sự hợp tác, giải thuật
này chỉ dùng cho một nút, kết quả của phương pháp này là giảm phổ
sử dụng lại

Cuối cùng, kĩ thuật thứ ba cho sự phân chia phổ trong hệ thống CR thì được
dựa trên kĩ thuật truy cập được mơ tả như sau:
• Lớp bảo vệ chp sự chia sẻ phổ (overlay spectrum sharing): lớp bảo vệ
(hay lớp bao phủ) này được sử dụng cho hệ thống kĩ thuật truy cập phổ.
Nó làm giảm nhiễu trong hệ thống PU.
•

Lớp nền của sự chia sẻ phổ (underlay spectrum sharing): lớp nền này
thì lợi dụng sự phổ biến của kĩ thuật để phát triển mạng lưới. Một khi
mà có được bản đồ các phổ được cho phép thì một nút CR có thể truyền
dữ liệu mà cơng suất truyền trong phổ này thì được xem như là nhiễu
của PU.

Ứng dụng của vô tuyến kha tri
 Ứng dụng thông tin không dây nhận thức
Vô tuyến khả tri được ứng dụng rộng rãi trong việc cải thiện hoạt động hệ
thống trong thông tin không dây hiện tại cũng như thiết lập các hệ thống thơng

tin khơng dây mới
• Ứng dụng tối ưu hóa và nâng cao chất lượng: Nguồn tài ngun vơ tuyến
khơng dây có giới hạn bao gồm phổ, phần cứng/phần mềm, kiến trúc hạ
tầng mạng, và công suất.
- Phần cứng và phần mềm: Cụm từ phần cứng/phần mềm là nguồn
tài ngun mà vơ tuyến nhận thức có thể sử dụng thông minh để cải
thiện hoạt động thông tin. Ứng dụng vô tuyến khả tri dựa vào SDR là
khả năng nâng cấp phần cứng thông qua thay đổi phần mềm
16


 Giảm việc nhu cầu thay thế phần cứng
 Giá thành vận hành, thay thế, nhân công thấp
 Sẵn sàng cho nhiều ứng dụng hơn
 Giảm sự phức tạp của phần cứng

- Cơng suất: Tối ưu hóa cơng suất là rất quan trọng trong kết nối
không dây trong thời gian dài, giúp duy trì chất lượng kết nối yêu cầu
 Điều khiển cơng suất thích nghi
 Tối ưu cơng suất bằng cách tự động ngắt, tạm ngưng các nhiệm

vụ ưu tiên thấp giúp tiết kiệm công suất cho hệ thống
 Cho phép chỉ truyền khi có sự thay đổi về hình ảnh hay âm

thanh của cảnh quan sát
-

Phổ: vơ tuyến khả tri giúp sử dụng tài nguyên phổ một cách hiệu quả
và tối ưu, cho phép nhảy đến phổ mới với nhiễu thấp và SNR cao hơn


-

Mạng: có thể bao gồm tài nguyên phần cứng/phần mềm của nguồn,
đích và các phần tử trong đường kết nối thông tin không dây
 Tối ưu lớp ngang: bao gồm tối ưu các chức năng của các giao

thức. Vơ tuyến nhận thức có thể giám sát các giao thức và thích
nghi các giao thức của nó phụ thuộc vào ứng dụng, mạng, và
các nhu cầu khác
 Học về mạng: bao gồm sử dụng kiến thức mạng để tái cấu hình

các thơng số mạng nhằm cải thiện khả năng mạng, xử lí nhiều
ứng dụng, thực hiện quyền ưu tiên khi có tắc nghẽn mạng.
 Tối ưu đường truyền: vơ tuyến nhận thức có thể xác định

đường truyền tối ưu và tái cấu hình các thơng số mạng để sử

17


dụng đường truyền đó, tài nguyên mạng được tối ưu và cực
tiểu được thời gian trễ và giá thành.
 Thay đổi cấu trúc liên kết: Vơ tuyến nhận thức có thể sắp xếp

lại mạng giữa nguồn và đích để tối ưu hoạt động cũng như tài
nguyên mạng
 An ninh mạng: Vô tuyến nhận thức cung cấp an ninh ở cấp độ

cao để có thể chống lại xâm nhập của tin tặc và phá hủy mạng.
 Mạng nâng cấp mềm: nâng cấp các thành phần mạng thông qua


phần mềm nhằm giúp giảm việc thay thế các thiết bị phần cứng
khi có kết nối hay cơng nghệ mới
•

Ứng dụng trong dịch vụ của hệ thống thơng tin khơng dây
-

Mơi trường gia đình và nhà: hệ thống vơ tuyến khả tri sẽ dị tìm và
sử dụng những phổ trống để tránh tắc nghẽn trong giờ truy cập cao
điểm và thỏa mãn nhu cầu người dùng

-

Môi trường trường học

-

Môi trường công sở: vô tuyến khả tri có thể ưu tiên kết nối mạng dựa
vào bảng trạng thái ưu tiên, liên tục cập trạng thái của bảng ưu tiên
để có thể quản lý và chia sẻ phổ 1 cách hợp lý

-

Nhận thức không gian: sử dụng tín hiệu RF, thơng tin mạng, tài
ngun thiết bị hệ thống, thông tin GPS để định vị 1 hệ thống hay thiết
bị, sử dụng thông tin xác định được để cải thiện chất lượng hệ thống
thông tin

-


Chuyển vùng: vô tuyến thơng minh có thể cho phép ngui dùng xun
biên giới với chính sách và luật thay đổi
18


-

Quản lý chất lượng QoS: vơ tuyến khả tri có thể tối ưu thời gian
truyền, lựa chọn băng thông kênh truyền hoặc điều chỉnh dịch vụ cung
cấp khi có sự thay đổi chất lượng kết nối và công suất

-

Giao tiếp người-máy: CR có khả năng tương tác tự động giữa thiết bị
thơng tin với người dùng nó

-

Quản lý và cứu hộ trong tình huống thảm họa: Trong trường hợp
thảm họa xảy ra, mạng không dây cá nhân như mạng điện thoại có thể
khơng hoạt động và khoảng phổ dùng cho an ninh cơng cộng có thể
q tải bởi số lượng các kết nối khẩn cấp. Lúc này vô tuyến nhận thức
có thể sử dụng những khoảng phổ trống cả có phép hoặc không phép
và các thiết bị mạng không đồng nhất để thiết lập và duy trì kết nối
khẩn cấp tạm thời

-

Cứu hỏa: Vô tuyến nhận thức sẽ thiết lập kết nối hiệu quả nhất tùy

vào điều kiên kênh truyền (sức gió, độ nóng, độ ẩm) nhằm duy trì việc
trao đổi thơng tin giữa lính cứu hỏa và bộ phận chỉ huy.

-

Chống tội phạm: Vô tuyến nhận thức giúp việc trao đổi các thơng tin
đó một cách nhanh chóng và mang tính bảo mật cao, ngăn chặn người
dùng khơng xác thực đánh cắp thông tin

-

Điều khiển giao thông: Trung tâm quản lí giao thơng sẽ truyền các
thơng tin về vị trí giao thơng tắc nghẽn, dự đốn và đưa ra con đường
thay thế cho người đang tham gia giao thông nhờ vào hệ thống vô
tuyến nhận thức. Tại các cột đèn báo hiệu giao thông, dựa vào thông
tin nhận được về lưu lượng người trên các hướng để quyết định đèn
xanh và đỏ sẽ sáng trong bao lâu.
19


-

Y tế: vô tuyến nhận thức được ứng dụng nhằm đảo bảo sự nhanh
chóng, thơng suốt và tin cậy của thông tin.
 Công nghệ y sinh: Công nghệ này gắn các thiết bị điện tử vào cơ

thể con người để thay thế một số bộ phận và báo cáo các thơng
tin khi cần thiết, có khả năng phát hiện các mô bất thường hay
tế bào máu trong cơ thể con người và báo cáo cho bác sĩ.
 Trợ giúp cho người mù: Vơ tuyến nhận thức đóng vai trị như


đơi mắt của người mù. Nó có thể nhận các thơng tin về khu vực
an toàn để đi, thời gian an toàn để băng qua đường và con
đường đi từ nhà đến cơng sở hay các nơi khác.Từ đó nó sẽ đưa
ra chỉ dүn về đường đi cho người mù.
-

Môi trường:
 Dự báo thời tiết: Mạng lưới cảm biến dược dùng để phát hiện

các thông số thời tiết như nhiệt độ, tốc độ gió, áp suất khơng
khí, độ ẩm trong thời gian dài.
 Kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí: Vơ tuyến nhận thức có thể ước

lượng thơng minh tạp chất trong khơng khí, truy xuất dữ liệu
liên quan đến ơ nhiễm và báo động khi mức độ ô nhiễm vượt
qua giới hạn cho phép
 Hiện tượng nóng lên tồn cầu: cần theo dõi đường đi của sự

thay đổi địa lí và thời tiết bằng cách sử dụng thiết bị tự điều
khiển và báo cáo dữ liệu về trung tâm như vô tuyến nhận thức
-

Quân đội: Các mạng Vô tuyến thông minh có thể cho phép các vơ
tuyến qn đội lựa chọn băng tần số trung tần (IF), sơ đồ điều chế và
20


sơ đồ mã hóa tùy ý, thích ứng với mơi trường vô tuyến biến đổi của
chiến trường


21