----------

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

CÁC MẠNG THƠNG TIN VÔ TUYẾN
MẠNG VÔ TUYẾN KHẢ TRI
Giảng Viên

: NGUYỄN VIẾT ĐẢM

SV thực hiện

: NGUYỄN THỊ DIỆU LINH

Mã sinh viên

: B18DCVT247

Lớp

: D18CQVT07-B

Nhóm

: 03

Hà Nội, năm 2022

1

Mục lục

Câu 1: Trình bày ý tưởng và khái niệm vơ tuyến khả tri ?......................................................2
Câu 2: Mơ hình kiến trúc hệ thống vơ tuyến khả tri ?.............................................................2
Câu 3: Trình bày chu trình nhận thức trong mạng vơ tuyến khả tri CRN ?.............................3
Câu 4: Trình bày tóm tắt chức năng và hoạt động của hệ thống vô tuyến khả tri ?................4
Câu 5: Trình bày tóm tắt kiến trúc vật lý của hệ thống vơ tuyến khả tri ?..............................6
Câu 6: Trình bày sơ đồ khối thực hiện vô tuyến khả tri CR dựa trên SDR ?..........................8
Câu 7 : Trình bày các thành phần cơ bản của vô tuyến khả tri CR để lựa chọn tần số động?.9
Câu 8: Chu trình nhận thức mạng vô tuyến khả tri CRN ..................................................... 11
Câu 9: Ứng dụng của vô tuyến khả tri ................................................................................. 14

1


Câu 1: Trình bày ý tưởng và khái niệm vơ tuyến khả tri ?
❖ Ý tưởng
Từ thực tiễn nhận thấy hiệu suất sử dụng phổ tần thấp khoảng hơn 90% tài ngun phổ
tần vơ tuyến bị lãng phí. Bên cạnh đó tần số vơ tuyến là một tài ngun khan hiếm. 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
Định nghĩa “vô tuyến khả tri” được nhìn nhận theo rất nhiều cách khác nhau. 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”, nghĩa là vô tuyến khả tri là một thiết bị vơ tuyến linh hoạt và
có khả năng nhận thức (khả tri), có thể thích ứng các tham số của nó theo sự thay đổi của
mơi trường, theo yêu cầu của người dùng và các yêu cầu của những người dùng vô tuyến
khác cùng chia sẻ mơi trường phổ.
Câu 2: Mơ hình kiến trúc hệ thống vô tuyến khả tri ?


Kiến trúc vô tuyến khả tri (CR) dựa trên cơ sở kiến trúc vô tuyến định nghĩa
bằng phần mềm (SDR). Có thể thực hiện được hồn toàn chỉ dựa trên những thay đổi
ở cấu trúc phần mềm mà không phải thay đổi cấu trúc phần cứng. Để triển khai CR
từ SDR, chỉ cần thêm vào SDR các khối xử lí thơng minh như chia xẻ phổ tần động
(DFS), điều khiển công suất (TPC), và IPD. Điểm khác biệt chủ yếu của CR so với vô
2


tuyến được định nghĩa bằng phần mềm SDR là khả năng khả tri (khả năng nhận
thức), tự động thích ứng nhanh với sự thay đổi của môi trường vô tuyến.
Trong khi SDR chỉ có thể thay đổi các quyết định theo môi trường trong phạm
vi một tập các lựa chọn được cấu hình sẵn qua phần mềm, thì vơ tuyến khả tri CR có
khả năng tự cấu hình, tức là nó có thể thích ứng ngay với điều kiện của mơi trường
mà khơng cần cấu hình trước. Như vậy, vơ tuyến khả tri CR thích ứng với mơi trường
phổ, trong khi SDR lại thích ứng với mơi trường mạng, và chúng có một phần chồng
lên nhau về chức năng
Câu 3: Trình bày chu trình nhận thức trong mạng vơ tuyến khả tri CRN ?

Chu trình nhận thức của CR
Ta tóm tắt 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
thông 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 yêu cầu của người dùng.

3



Một khi băng phổ hoạt động đã được quyết định, thì việc truyền thơng có thể
được thực hiện qua băng phổ này. Tuy nhiên, vì mơi trường vơ tuyến thay đổi theo
thời gian và không gian, nên vô tuyến khả tri phải theo dõi những thay đổi của môi
trường vô tuyến. Nếu băng phổ hiện đang sử dụng trở nên rỗi, thì chức năng dịch
chuyển phổ, được thực hiện để cung cấp việc truyền liên tục. Bất kì thay đổi nào của
mơi trường trong suốt q trình truyền như xuất hiện người dùng sơ cấp, hoạt động
của người dùng hoặc sự biến đổi lưu lượng đều phải được điều chỉnh kịp thời.
Câu 4: Trình bày tóm tắt chức năng và hoạt động của hệ thống vô tuyến khả tri ?
❖

Chức năng của hệ thống vô tuyến khả trị:
Chức năng cơ bản của vô tuyến khả tri:
Cảm nhận phổ: Phát hiện ra phổ tần không sử dụng và chia sẻ phổ mà khơng 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.

4


Chia sẻ phổ: Cung cấp phương pháp lập lịch phổ tần hợp lí giữa nhiều người dung
khả tri SU/CU đang cùng tồn tại

Hình 2.1 Các chức năng truyền thơng trong mạng vô tuyến khả tri CRN.
✓


Các thành phần trong CRN và tác động giữa chúng được minh họa trong hình 2.1.

Chính sự tác động này địi hỏi mạng vơ tuyến khả tri CRN phải có chức năng thiết kế giữa
các lớp. Đặc biệt, việc cảm nhận phổ và chia sẻ phổ phải được kết hợp để nâng cao hiệu quả
phổ. Trong chức năng chia sẻ phổ và dịch chuyển phổ, các chức năng ở lớp ứng dụng,
truyền tải, định tuyến, truy nhập phương tiện và lớp vật lí được thực hiện đồng thời.
❖

Hoạt động của vô tuyến khả trị:

✓

Trên băng được cấp phép

Mạng vô tuyến khả tri hoạt động trên băng không được cấp phép

5


Tất cả thực thể trong mạng có quyền như nhau khi truy nhập tới các băng phổ. 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. 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
Tuy nhiên, vì tất cả những người dùng vơ tuyến khả tri có quyền truy nhập phổ như
nhau, nên họ phải cạnh tranh với nhau trong cùng băng không được cấp phép. Do đó, kiến
trúc này địi hỏi các phương pháp chia sẻ phổ phức tạp giữa những người dùng vô tuyến khả

tri. Nếu nhiều mạng vô tuyến khả tri nằm trong cùng một băng khơng được cấp phép thì
phải có phương pháp chia sẻ phổ phù hợp giữa các mạng này
Câu 5: Trình bày tóm tắt kiến trúc vật lý của hệ thống vơ tuyến khả tri.
Thành phần chính của máy thu/phát CR là đầu cuối vô tuyến RF (RF front-end) và
khối xử lí băng gốc. 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. Tuy nhiên, điểm mới ở vô tuyến khả tri là đầu cuối RF.
Điểm mới của máy thu phát CR là khả năng cảm nhận phổ băng rộng của đầu cuối RF.
Chức năng này liên quan tới các công nghệ phần cứng RF như anten băng rộng, khuếch đại
cơng suất, và bộ lọc thích ứng. Phần cứng RF cho CR có khả năng điều chỉnh trong các
băng của dải phổ tần rộng. Cảm nhận phổ cũng cho phép việc đo lường trong thời gian thực
các thông tin phổ từ môi trường vô tuyến.

6


❖ 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 sốnhất
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.


7


+ 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 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.
→ Trong kiến trúc này, tín hiệu băng rộng được nhận thông qua đầu cuối RF, được lấy
mẫu bởi bộ chuyển đổi tương tự-số (A/D) tốc độ cao, và việc đo đạc được thực hiện để phát
hiện ra tín hiệu của người dùng được cấp phép. Tuy nhiên, còn tồn tại nhiều thách thức/hạn
chế trong việc thực hiện đầu cuối của vô tuyến khả tri.
Anten RF băng rộng thu nhận tín hiệu từ các máy phát tại các mức cơng suất, các băng
tần và các vị trí khác nhau. Hệ quả là, đầu cuối RF phải có khả năng phát hiện tín hiệu yếu
trong một dải tần số động. Khả năng này cần có bộ chuyển đổi A/D tốc độ cao (vài GHz)
với độ phân giải cao.
Thách thức chủ yếu của kiến trúc vật lí của vơ tuyến khả tri là phát hiện chính xác các
tín hiệu yếu của những người dùng được cấp phép qua một dải phổ rộng và động. Do vậy,
việc thực hiện đầu cuối RF băng rộng và bộ chuyển đổi A/D là vấn đề hàng đầu trong các
CRN.
Câu 6: Trình bày sơ đồ khối thực hiện vô tuyến khả tri CR dựa trên SDR

8


Anten băng rộng: là cổng vào vô tuyến khả tri hoạt động trên các băng tần vơ RF, có
khả năng quét băng tần rộng phù hợp với sự thay đổi của môi trường phổ.
Bộ ghép song công: 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 mơi trường phổ
tần động.
Khối Tự cấu hình Truyền thơng/Phối hợp lựa chọn: có nhiệm vụ đưa ra các quyết
định thơng minh. Các quyết định này bao gồm việc lựa chọn và kết hợp các thông tin đã
phát hiện được, để đạt được các thông tin ở đầu ra thực sự muốn.
Bộ tổng hợp thích ứng: tạo ra sóng mang, thực hiện điều chế và biến đổi nâng tần.
Cổng định thời: định thời việc chiếm dụng phổ trống và phát tín hiệu.
Câu 7: Trình bày các thành phần cơ bản của vô tuyến khả tri CR để lựa chọn tần số
động
Các thành phần cơ bản của vô tuyến khả tri để lựa chọn tần số động:

9


Thu thập dữ liệu phổ (khối 1):
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.
Phân tích dữ liệu (khối 2):
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 thông khác và 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.
Đáp ứng (khối 3):
Tại một ví trí và một thời điểm xác định, khối chức năng thứ ba thực hiện việc xác

định dạng sóng và tần số động để sử dụng.
Thích ứng (khối 4):

10


Khối này để thích ứng với sự thay đổi của mạng khi khối 3 xác định dạng sóng và tần
số động để sử dụng.
Câu 8: Chu trình nhận thức mạng vơ tuyến khả tri CRN

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 vơ tuyến là mơi trường hở, có tính động nhưng tài nguyên khan
hiếm và mất an ninh SS (Spectrum sensing) là chức năng đầu tiên và có vai trị quan trọng
trong toàn 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:

11


✓ 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 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(feature-based 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 vẫn 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.
✓ 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 dẫn đến sự trì hỗn của các gói truyền dẫn 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:

12


Trong đó B là băng thơng, S là cơng suất tín hiệu nhận từ CR user, N là cơng suất
nhiễu của bộ nhận, và I là công suất nhiễu xuyên kênh tại bộ nhận CR bị gây ra bởi sự
truyền dẫn 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 công suất của tín hiệu và nhiễu trên một đơn vị tần số.
❖ Quyết định phổ
Dải phổ hoạt động thích hợp thì nên được thêm vào hệ thống truyền dẫn hiện tại mà
thoải 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 dẫn tín hiệu
và băng thơng của sự truyền dẫn 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 sẵn có 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.

13


✓ 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 mô 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.
✓ 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 mô 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.
Câu 9: Ứng dụng của vô tuyến khả 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 thông tin không dây mới

14


• 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 nguyên mà vô
tuyến nhận thức có thể sử dụng thơng 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
✓ 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 u cầu
✓ Điều khiển cơng suất thích nghi

✓ Tối ưu công 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: vô 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. Vô 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 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

15


✓ 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 thông 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: vơ tuyến thơng minh có thể cho phép ngui dùng xuyên biên giới với
chính sách và luật thay đổi
- 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 vơ tuyến
nhận thức có thể sử dụng những khoảng phổ trống cả có phép hoặc khơng phép và các thiết
bị mạng khơng 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 thông tin đó một cách
nhanh chóng và mang tính bảo mật cao, ngăn chặn người dùng không xác thực đánh cắp
thông tin

16


- Điều khiển giao thơng: Trung tâm quản lí giao thơng sẽ truyền các thơng tin về vị trí

giao thơng tắc nghẽn, dự đoán và đưa ra con đường thay thế cho người đang tham gia giao
thông nhờ vào hệ thống vô tuyến nhận thức. Tạicác cột đèn báo hiệu giao thông, dựa vào
thông tin nhận được về lưu lượngngười trên các hướng để quyết định đèn xanh và đỏ sẽ
sáng trong bao lâu.
- 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: Vô tuyến nhận thức đóng vai trị như đơi mắt ca 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 công 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 thơng 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 ô 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 sơ đồ mã hóa
tùy ý, thích ứng với mơi trường vô tuyến biến đổi của chiến trường

17


18