HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
KHOA VIỄN THƠNG 1
---------------  ---------------

BÀI TẬP
BỘ MÔN: CÁC MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN

Giảng viên hướng dẫn:

NGUYỄN VIẾT ĐẢM

Sinh viên:

TƠ ĐÌNH AN – B18DCVT003

Nhóm:

3

HÀ NỘI – 5/2022


Tơ Đình An – B18DCVT003

Bài tập
MỤC LỤC

Câu 1: Trình bày ý tưởng và khái niệm vô tuyến khả tri ......................................... 3
Câu 2: Trình bày tóm tắt mơ hình kiên trúc hệ thống vơ tuyến khả tri ................. 3
Câu 3: Trình bày tóm tắt chức năng và hoạt động của hệ thống vơ tuyến khả tri 3
Câu 4: Trình bày tóm tắt kiến trúc vật lý của hệ thống vô tuyến khả tri. .............. 4

Câu 5: Trình bày chu trình nhận thức trong mạng vô tuyến khả tri CRN. ........... 5
Câu 6: Trình bày sơ đồ khối thực hiện vơ tuyến khả tri CR dựa trên SDR. .......... 5
Câu 7: Trình bày các thành phần cơ bản của vô tuyến khả tri CR để lựa chọn tần
số động dựa vào Chu trình nhận thức. ....................................................................... 7

2


Tơ Đình An – B18DCVT003

Bài tập

Câu 1: Trình bày ý tưởng và khái niệm vô tuyến khả tri
Ý tưởng:
Theo Ed Thomas “Nếu xét tồn bộ giải tần số vơ tuyến từ 0 đến 100 GHz và quan
trắc ở một thời gian và khơng gian cụ thể, thì chỉ có từ 5% đến 10% lượng phổ tần được
sử dụng”. Như vậy, hơn 90% tài nguyên phổ tần vô tuyến bị lãng phí. Định nghĩa những
khoảng tần số khơng được sử dụng là khoảng trắng hay hố phổ. Do vậy yêu cầu bức
thiết đặt ra là sử dụng hết, sử dụng hiệu quả và sử dụng triệt để tài nguyên khan hiếm
này. Vô tuyến khả tri giải quyết vấn đề này.

Khái niệm:
Vô tuyến khả tri thường được coi là “…một vô tuyến có thể nhận biết được mơi
trường xung quanh và thích ứng một cách khả tri”.

Câu 2: Trình bày tóm tắt mơ hình kiên trúc hệ thống vơ tuyến khả tri
Các thành phần kiến trúc của mạng vô tuyến khả tri tồn tại hai nhóm mạng là: mạng
sơ cấp (primary network) và mạng khả tri.
Mạng sơ cấp gồm: Người dùng sơ cấp, Trạm gốc sơ cấp
Mạng vô tuyến khả tri: Người dùng vô tuyến khả tri, Trạm gốc vô tuyến khả

tri, Bộ phận chia phổ, Truy nhập mạng vô tuyến khả tri, Truy nhập mạng vô
tuyến khả tri ad hoc, Truy nhập mạng sơ cấp.

Câu 3: Trình bày tóm tắt chức năng và hoạt động của hệ thống vô tuyến
khả tri
Chức năng:
Cảm nhận phổ: Phát hiện ra phổ tần không sử dụng và chia sẻ phổ mà không
gây nhiễu tới những người dùng khác.
Quản lí phổ: Chiếm giữ phần phổ tần khả dụng nhất để đáp ứng yêu cầu
truyền thông của người dùng.
Dịch chuyển phổ: Bảo đảm các yêu cầu truyền thông không bị ngắt quãng
trong lúc chuyển tới phổ tần tốt hơn.
Chia sẻ phổ: Cung cấp phương pháp lập lịch phổ tần hợp lí giữa nhiều người
dùng khả tri SU/CU đang cùng tồn tại.
3


Tơ Đình An – B18DCVT003

Bài tập

Hoạt động:
+ Mạng vơ tuyến khả tri (CRN) có thể hoạt động trong cả băng cấp phép và khơng
được cấp phép.

• Trên băng cấp phép: 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. Hơn nữa,
nếu PU xuất hiện trong băng phổ bị những người dùng vô tuyến khả tri
chiếm, thì người dùng vơ tuyến khả tri lập tức phải hoàn trả lại phổ và

chuyển tới phổ khả dụng khác (chuyển giao phổ).

• Trên băng khơng được cấp phép: Trong kiến trúc này, những
người dùng vô tuyến khả tri tập trung vào phát hiện việc truyền của
những người dùng vô tuyến khả tri khác. Khác với hoạt động trên băng
cấp phép, việc chuyển giao phổ khơng được kích hoạt bởi sự có mặt
của những người dùng sơ cấp khác.

Câu 4: Trình bày tóm tắt kiến trúc vật lý của hệ thống vô tuyến khả tri.
- Các thành phần cơ bản về đầu cuối RF trong CR là:
+ Bộ lọc RF: Bộ lọc RF lựa chọn băng mong muốn bằng cách bỏ qua việc lọc
tín hiệu RF nhận được.
+ Bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA): LNA khuếch đại tín hiệu mong muốn trong
khi đồng thời giảm thiểu các thành phần tạp âm.
+ Bộ trộn: tín hiệu thu được trộn với tần số RF nội, và được chuyển đổi thành tần
số băng gốc hoặc tần số trung tần (IF).
+ Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO): VCO tái tạo tín hiệu tại một
tần số nhất định với điện áp cho trước để trộn với tín hiệu tới. Q trình này
chuyển đổi tín hiệu tới thành tần số băng gốc hoặc tần số trung tần.
+ Vịng khóa pha (PLL): PLL đảm bảo tín hiệu được khóa ở một tần số nhất định
và cùng vưới VCO tạo ra các tần số chính xác.
+ Bộ lọc lựa chọn kênh: Bộ lọc lựa chọn kênh để lựa chọn kênh mong muốn
và loại bỏ các kênh lân cận. Có hai loại bộ lọc lựa chọn kênh. Máy thu chuyển
4


Tơ Đình An – B18DCVT003

Bài tập


đổi trực tiếp sử dụng bộ lọc thơng thấp để lựa chọn kênh, cịn máy thu
superheterodyne lại sử dụng bộ lọc thông dải.
+ Mạch tự động điều chỉnh độ lợi (AGC): AGC duy trì độ lợi hoặc mức công
suất đầu ra của bộ khuếch đại không đổi trên một dải rộng các mức công suất đầu
vào.
Câu 5: Trình bày chu trình nhận thức trong mạng vô tuyến khả tri CRN.
Ba bước cơ bản trong chu trình thơng minh: cảm nhận phổ, phân tích phổ và quyết
định phổ như sau:
1. Cảm nhận phổ: Vô tuyến khả tri giám sát các băng phổ khả dụng, nắm bắt

các thơng tin của chúng và sau đó phát hiện ra các hố phổ.
2. Phân tích phổ: Các đặc tính của hố phổ có được thơng qua cảm nhận phổ
sẽ được ước tính.
3. Quyết định phổ: Vơ tuyến khả tri quyết định tốc độ dữ liệu, chế độ truyền
và băng tần truyền. Sau đó, băng phổ phù hợp sẽ được chọn thơng qua các
đặc tính phổ và u cầu của người dùng.
Câu 6: Trình bày sơ đồ khối thực hiện vơ tuyến khả tri CR dựa trên SDR.

5


Tơ Đình An – B18DCVT003

Bài tập

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

,


gồm N băng con, mỗi băng con được gán cho một SDR nhất định.
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.
Bộ ghép song công cho phép phân phân tách tín hiệu thu/phát RF. - 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, công suất phát (để xác định mức công suất phát, giảm thiểu nhiễu).
- Cổng định thời, định thời việc chiếm dụng phổ trống và phát tín hiệu.
- Lựa chọn tần số động (DFS): cho phép lựa chọn tần số sao cho tránh được nhiễu tới
mạng sơ cấp (mạng có quyền ưu tiên cao hơn).
- Điều khiển cơng suất phát (TPC): là một kĩ thuật để thiết lập công suất phát một
cách thích ứng dựa trên sự thay đổi của môi trường phổ.

6


Tơ Đình An – B18DCVT003

Bài tập

Câu 7: Trình bày các thành phần cơ bản của vô tuyến khả tri CR để lựa
chọn tần số động dựa vào Chu trình nhận thức.

1. Thu thập các dữ liệu về sử dụng phổ (CẢM NHẬN PHỔ)
7



Tơ Đình An – B18DCVT003

Bài tập

- Lựa chọn tần số động yêu cầu khả năng cảm nhận băng rộng, thời gian thực của
mơi trường phổ. Đây là q trình lấy mẫu kênh để xác định kênh nào còn trống, kênh
nào đã sử dụng. Một vài thông số liên quan ở quá trình này là độ nhạy máy thu, thời
gian lấy mẫu và khoảng lấy mẫu, các mức ngưỡng để tách tạp âm băng rộng ra khỏi
tín hiệu.
+ 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.
2. Phân tích dữ liệu (PHÂN TÍCH PHỔ)
- Đánh giá, phân tích dữ liệu phổ và đưa ra quyết định về tính khả dụng của kênh.
Quá trình phát hiện này bao gồm việc phân loại dữ liệu, và sử dụng thông tin thu thập
để xác định kênh có được sử dụng bởi một dịch vụ hay hệ thống truyền thơng khác.
Q trình phát hiện này cũng bao gồm việc thông tin với các tập con của các node lân
cận vì rất có thể ở một đầu của kết nối thì kênh đó rỗi, nhưng ở đầu kia của kết nối thì
kênh đó lại khơng cịn rỗi nữa. Đối với một số phân hệ di động, việc thơng tin này có
thể u cầu dùng kênh hoa tiêu băng hẹp.
+ Đánh giá các dữ liệu phổ tần theo thời gian thực.
+ Xác định dạng sóng truyền
3. Đáp ứng
- Định hình các đáp ứng với mơi trường phổ (chọn tần số và dạng sóng thích hợp
để sử dụng).
4. Thích ứng
- Chuyển mạng tới băng tần chọn mới.

8