Công nghệ nhận thức vô tuyến 5G Phan Quốc Tân

1


2


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Chữ viết
tắt
ADC

Analog - Digital

Chuyển đổi tương tự - số

CDMA

Convertor
Code Division Multiple

Đa truy cập phân chia theo mã

CR
FDMA

Access
Cogtive Radio
Frequency Division

Vô tuyến nhận thức
Đa truy cập phân chia theo tần

PU
QoS
RF
RX
SDR

Multiple Access
Primary User
Quality of Service
Radio Frequency
Receiver
Software Difined Radio

số
Người dùng chính
Chất lượng dịch vụ
Tần số vô tuyến
Máy thu
Vô tuyến định nghĩa bằng phần

SNR
SU
TDMA

Signal – to - Noise Ratio
Secondary User
Time Division Multiple

mềm

Tỷ số tín hiệu trên nhiễu
Người dùng phụ
Đa truy cập phân chia theo thời

UWB

Access
Ultra Wideband

gian
Di động siêu băng rộng

Tên Tiếng Anh

Nghĩa Tiếng Việt

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VÔ TUYẾN NHẬN THỨC
1.1. Lý do ra đời của vô tuyến nhận thức
Các mạng thông tin vô tuyến hiện tại đang ứng dụng nhiều công nghệ hiện đại
để tối ưu chất lượng dịch vụ cũng như khai thác một cách hiệu quả băng tần được
cấp phép. Tuy nhiên, phổ tần của các mạng vô tuyến hiện nay vẫn chưa được khai
thác một cách triệt để, vẫn còn những hố phổ. Ví dụ minh họa như hình dưới).

Hình1. 1 Minh họa hố phổ
Công nghệ vô tuyến nhận thức được thiết kế nhằm nâng cao hiệu quả sử
dụng phổ tần, các người dùng phụ có khả năng sử dụng phổ chia sẻ mà không
gây nhiễu tới các người dùng chính được cấp phép. Vô tuyến nhận thức cho phép

sử dụng những vùng phổ trống theo từng thời điểm, phổ này ám chỉ hố phổ hay
khoảng trắng (Hình 1.1). Nếu băng phổ này được người dùng chính (người
dùng cấp phép) sử dụng tiếp thì các người dùng vô tuyến nhận thức phải chuyển
đến hố phổ khác hoặc nếu vẫn ở trong cùng một băng tần thì phải thay đổi mức
công suất phát hoặc sơ đồ điều chế để tránh gây nhiễu đến người dùng chính.
1.2. Khái niệm vô tuyến nhận thức
Vô tuyến nhận thức không chỉ là một công nghệ mới, mà nó còn là một sự
thay đổi mang tính cách mạng trong việc sử dụng phổ tần vô tuyến. Vô tuyến
nhận thức cho phép đầu cuối có thể cảm biến, hiểu biết và sử dụng một cách linh
hoạt phổ tần sẵn có tại một thời điểm nhất định.
Trong khảo sát về vô tuyến nhận thức, Simon Haykin đã khái quát về vô
tuyến nhận thức như sau:
4


“Cognitive radio is an intelligent wireless communication system that aware
of its surrounding enviroment and use the methodology of understanding by
building to learn from the environment and adapt its internal states to statistical
variations in the incoming radio frequence (RF) stimuli by making corresponding
changes in certain operating parameters (eg:transmit power, carrier frequency,
modulation strategy) in real time,with two
primary objectives in mind:
- Highly reliable communications whenever and wherever needed
- Efficient utilization of the radio spectrum ”
Tức là, “Vô tuyến nhận thức là một hệ thống truyền thông vô tuyến thông
minh có khả năng nhận thức về môi trường xung quanh từ đó tự huấn luyện để
thích nghi với sự thay đổi của môi trường bằng cách thay đổi các tham số hoạt
động cụ thể (ví dụ công suất phát, tần số sóng mang, phương thức điều chế)
trong thời gian thực, với hai đặc tính chính:
o Truyền thông độ tin cậy cao tại mọi thời điểm

o Sử dụng hiệu quả phổ tần số vô tuyến”
Vô tuyến nhận thức hiện nay nổi lên như một công nghệ đầy hứa hẹn để tối đa
hóa việc sử dụng băng thông vô tuyến đang ngày càng bị hạn chế trong khi số
lượng ngày càng tăng của dịch vụ và các ứng dụng trong các mạng vô tuyến. Một
mạng vô tuyến nhận thức (CR) thu - phát có khả năng thích ứng với môi trường
hoạt động và các thông số vô tuyến có nhiệm vụ làm tối đa hóa việc sử dụng các
nguồn tài nguyên vô tuyến hạn chế trong khi cung cấp sự linh hoạt trong truy cập
vô tuyến.
Mục đích của mạng vô tuyến nhận thức là sử dụng hiệu quả tài nguyên bao
gồm tần số, thời gian và công suất truyền tải. Hiệu quả trong việc sử dụng quang
phổ đang đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong các hệ thống truyền thông
vô tuyến trong tương lai vì sẽ có nhiều người dùng với các dịch vụ cao. Công nghệ
vô tuyến nhận thức có thể được sử dụng trong các hệ thống có mức ưu tiên thấp
hơn để cải thiện hiệu quả quang phổ bằng cách cảm nhận môi trường phổ và sau đó
phát hiện các khoảng phổ còn trống để cấp phép sử dụng. Tần số không sử dụng có
thể được coi như một hố phổ tần số mà từ đó có thể được giao cho người sử dụng
phụ (SU). Sự liên kết trong việc sử dụng phổ vô tuyến là một trường hợp đặc biệt
của mạng vô tuyến nhận thức. Ngoài ra, kỹ thuật Vô tuyến nhận thức có thể được
sử dụng trong mạng lưới được cấp phép để nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần.
1.3. Chức năng
5


Vô tuyến nhận thức có 4 chức năng chính:
Cảm biến phổ (Spectrum sensing): Phần chức năng này sẽ được trình bày rõ
hơn ở chương 2 của tài liệu này.
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.
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 thông tin không 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.

Hình1. 2: Sử dụng phổ linh hoạt
1.4. Đặc điểm của mạng vô tuyến nhận thức
Dựa vào một số phân tích ở trên ta nhận thấy mạng Vô tuyến nhận thức có
các đặc điểm cơ bản như sau:
Khả năng nhận thức: Khả năng nhận thức là khả năng mà công nghệ vô
tuyến nắm bắt hoặc cảm biến được các thông tin từ môi trường vô tuyến. Khả
năng này không chỉ đơn giản là thực hiện giám sát công suất trong một số băng
tần số quan tâm mà còn yêu cầu nhiều công nghệ phức tạp để nắm bắt sự biến đổi
của môi trường vô tuyến theo không gian và theo thời gian, nhằm tránh gây
nhiễu ảnh hưởng tới những người dùng chính. Thông qua khả năng này, các phần
phổ không sử dụng tại một thời điểm hoặc vị trí nhất định có thể được xác định.
6


Từ đó, nó có thể lựa chọn được phổ tốt nhất với các thông số hoạt động phù
hợp nhất để sử dụng.
Tính tự cấu hình: Tính tự cấu hình cho phép mạng vô tuyến có khả năng
lập trình tự động theo sự thay đổi của môi trường vô tuyến. Đặc biệt, Vô tuyến
nhận thức có thể được lập trình để truyền và nhận thông tin trên các tần số khác
nhau và để sử dụng các công nghệ truy cập truyền dẫn khác nhau được phần cứng
hỗ trợ. Một số thông số tự cấu hình cần chú ý là: Tần số hoạt động, điều chế, công

suất phát, công nghệ truyền.
Mục tiêu cơ bản của vô tuyến nhận thức là tận dụng được phổ tần có sẵn tốt
nhất thông qua khả nhận thức và tính tự cấu hình. Vì hầu hết phổ tần đã được cấp
phép, nên thách thức quan trọng nhất là sử dụng chia sẻ phổ tần được cấp phép
mà không gây nhiễu tới quá trình truyền dẫn của những người dùng chính được
cấp phép khác.
1.5. Mô hình hệ thống của mạng vô tuyến nhận thức
 Cấu trúc vật lí của mạng Vô tuyến nhận thức
Kiến trúc tổng quan của bộ thu phát vô tuyến nhận thức được chỉ ra trên Hình
1.3. Thành phần chính của bộ thu phát vô tuyến nhận thức là đầu cuối RF (RF
front-end) và khối xử lí băng gốc. Mỗi thành phần có thể tự cấu hình thông qua
một bus điều khiển để thích ứng với môi trường RF biến đổi theo thời gian. Trong
đầu cuối RF, tín hiệu thu được khuếch đại, trộn và 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 vô tuyến nhận thức về bản chất cũng tương tự như bộ thu phát đang
tồn tại. Tuy nhiên, điểm mới ở vô tuyến nhận thức nằm ở đầu cuối RF. Vì vậy, ta
sẽ tập trung vào đầu cuối RF của Vô tuyến nhận thức.
Điểm mới của bộ thu phát vô tuyến nhận thức là khả năng cảm nhận băng
rộng của đầu cuối RF. Chức năng này liên quan tới các công nghệ phần cứng RF
như anten băng rộng, khuếch đại công suất, và bộ lọc thích ứng. Phần cứng RF
cho vô tuyến nhận thức có khả năng điều chỉnh tới bất kì phần nào của dải phổ tần
rộng lớn. Cảm nhận phổ cũng cho phép việc đo lường trong thời gian thực các
thông tin phổ từ môi trường vô tuyến.

7


(b)
Hình 1. 3: Kiến trúc vật lí của vô tuyến nhận thức
(a) Bộ thu phát của vô tuyến nhận thức;

(b) Mô hình đầu cuối RF/tương tự băng rộng.
Nói chung, mô hình đầu cuối băng rộng cho vô tuyến nhận thức có thể miêu
tả như trên Hình 1.3 (b).
Đầu cuối RF của Vô tuyến nhận thức bao gồm các thành phần sau:
* Bộ lọc RF: Bộ lọc RF lựa chọn băng tần mong muốn bằng cách lọc
thông dải tín hiệu RF nhận được.
* Bộ khuếch đại tạp âm nhỏ (LNA): Khuếch đại tín hiệu mong muốn trong
khi đồng thời giảm thiểu các thành phần tạp âm.
* Bộ trộn: Tại bộ trộn, tín hiệu nhận được 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 tạo ra tín hiệu tại
một tần số nhất định với điện áp cho trước để trộn với tín hiệu tới. Quá trình
này chuyển đổi tín hiệu tới thành tần số băng gốc hoặc tần số trung tần.
* Vòng khóa pha (PLL): PLL đảm bảo rằng tín hiệu được khóa ở một tần
8


số nhất định và có thể được sử dụng để tạo ra các tần số chính xác.
* Bộ lọc lựa chọn kênh: Bộ lọc lựa chọn kênh được sử dụng 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 thông thấp để lựa chọn kênh, còn
“máy thu superheterodyne” lại sử dụng bộ lọc thông dải.
* Điều khiển độ lợi tự động (AGC): AGC duy trì độ lợi hoặc mức công
suất đầu ra của bộ khuếch đại không đổi qua một dải rộng các mức tín hiệu 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 (ADC) tốc độ cao, và việc đo đạc
được thực hiện để phát hiện ra tín hiệu của người dùng chính. Tuy nhiên, ở đây
còn tồn tại nhiều hạn chế trong việc phát triển đầu cuối của Vô tuyến nhận thức.
Anten RF băng rộng nhận các tín hiệu từ các máy phát khác nhau hoạt động

tại các mức công suất, các băng thông và các vị trí khác nhau. Kết quả là, đầu
cuối RF phải có khả năng phát hiện tín hiệu yếu trong một dải tần số động lớn.
Tuy nhiên, khả năng này đòi hỏi phải có bộ chuyển đổi ADC tốc độ vài GHz với
độ phân giải cao, mà điều này thì rất khó thực hiện.
Trước khi thực hiện chuyển đổi, bộ chuyển đổi ADC tốc độ vài GHz cần
phải giảm bớt dải động của tín hiệu. Điều này có thể đạt được bằng cách lọc các
tín hiệu mạnh. Vì các tín hiệu mạnh có thể nằm ở bất cứ đâu trong dải phổ rộng
lớn, nên cần phải có các bộ lọc. Một cách khác nữa là sử dụng nhiều anten sao
cho việc lọc tín hiệu được thực hiện trong miền không gian hơn là trong miền tần
số. Nhiều anten có thể nhận tín hiệu một cách chọn lọc bằng cách sử dụng các
công nghệ điều khiển búp sóng.
Thách thức chủ yếu trong kiến trúc vật lí của Vô tuyến nhận thức là phát hiện
chính xác các tín hiệu yếu của những người dùng chính qua một dải phổ tần rộng.
Do vậy, việc thực hiện đầu cuối RF băng rộng và bộ chuyển đổi ADC là vấn đề
hàng đầu trong các mạng vô tuyến nhận thức.
 Mô hình nút trong mạng vô tuyến nhận thức
Trong mô hình hệ thống Vô tuyến nhận thức người dùng chính không cần
quan tâm về các thiết bị mạng, và không cần phải sửa đổi hệ thống mạng hiện có,
đây được cho là một điều kiện tiên quyết cơ bản một hệ thống vô tuyến nhận thức.
Điều quan trọng là những người dùng chính kế thừa các thiết bị của mạng sẵn có
vẫn có thể hoạt động theo cách thông thường ngay cả khi áp dụng cho hệ thống
mạng vô tuyến nhận thức. Một giải pháp để cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn ở
9


khoảng cách ngắn là UWB nhưng quyền hạn truyền tải đòi hỏi phải cao hơn và
UWB trải tín hiệu trên một dải tần số rộng. Vì vậy, trong hệ thống vô tuyến nhận
thức những người dùng phụ sẽ tạm dừng hoạt động khi một người dùng chính
truyền dữ liệu vì vậy công nghệ UWB (siêu băng rộng) không được sử dụng trong
mạng Vô tuyến nhận thức .

Các nghiên cứu về mô hình hệ thống của vô tuyến nhận thức được trình bày
trong hình 1.4. Mô hình hệ thống Vô tuyến nhận thức bao gồm người sử dụng
chính, người sử dụng phụ và trạm trung gian được chọn là nút đóng vai trò phối
hợp phổ trong mạng. Các kích thước của hệ thống, những thông số và vị trí của
người sử dụng là chỉ minh họa. Khi mạng lưới bắt đầu hoạt động, tín hiệu đầu tiên
được vào nút và nó vẫn tiếp tục hoạt động cho đến khi mạng ngắt kết nối. Một ví
dụ cho các hệ thống vô tuyến nhận thức được giới thiệu trong hình 1.5, nơi vị trí
của người dùng chính và người dùng phụ được chọn ngẫu nhiên trong khu vực
phân phối sử dụng mạng thống nhất. Màu xám trong hình mô tả các khu vực nơi
SU và PU có sự ảnh hưởng lẫn nhau. Đây cũng là khu vực mà nó có thể cho SU
phát hiện sự hiện diện của PU thông qua cảm biến .

Hình1. 4: Mô hình nút trong mạng vô tuyến nhận thức

10


Hình 1. 5: Minh họa sự ảnh hưởng của phạm vi truyền dẫn của người dùng
chính và người dùng phụ
Sơ đồ khối các nút trong trong mô hình hệ thống Vô tuyến nhận thức được
trình bày trong hình 1.6. Nhiệm vụ của nút trong vô tuyến nhận thức là gồm cảm
biến phổ ở người nhận để xác định các lỗ hổng phổ, sau đó truyền tải thông tin cảm
biến thông qua các liên kết thông tin phản hồi và điều khiển kênh, điều khiển tần
số, công suất ở máy phát dựa trên thông tin phản hồi từ người nhận và có sự kiểm
soát thông tin từ các nút.

Hình 1. 6: Sơ đồ khối của nút trong vô tuyến nhận thức
Các nút hoạt động bằng cách gửi một tín hiệu đến một kênh điều khiển chung
để thông báo cho các nút khác có khả năng tham gia mạng. Vai trò của nút khác với
điểm truy cập thông thường bởi vì nó có khả năng nhận thức được thông tin hiện

tại và truyền thông tin liên lạc giữa các nút là giống như việc thu nhận thông tin
liên lạc trong mạng ngan hàng (P2P). Các thông tin phổ cảm biến tại vị trí của các
nút sẽ được gửi tới một kênh điều khiển chung, kết hợp trong nút và sau đó phát
sóng đến thiết bị đầu cuối CR trong mạng. Về bản chất, giao tiếp giữa hai thiết bị
đầu cuối CR có thể được chia thành các bước sau:
Cảm biến phổ tại mỗi nút và truyền tải các thông tin cảm biến đến kênh điều
khiển chung.
Kết hợp các thông tin cảm biến trong các nút và truyền các thông tin kết hợp
này tới tất cả các thiết bị đầu cuối trong CR và cho phép các nút sẵn sàng để giao
tiếp.
11


Bắt đầu từ việc truyền tải giữa hai thiết bị đầu cuối, ví dụ như chuỗi huấn
luyện đầu tiên và sau đó ước lượng kênh ở chế độ theo dõi và truyền dữ liệu thực
tế .
Cảm biến phổ định kỳ được thực hiện trong khoảng thời gian ∆ t giây; nếu
quá trình truyền dữ liệu bị gián đoạn trong quá trình cảm biến thì trở lại điểm 1.
 Mô hình tổng thể của mạng Vô tuyến nhận thức
Mạng vô tuyến hiện nay đang tồn tại sử dụng hỗn hợp nhiều chuẩn phổ và
công nghệ truyền thông khác nhau. Hơn nữa, có một số phần phổ vô tuyến đã được
cấp phép cho các mục đích khác nhau nhưng vân còn một số băng tần vẫn chưa
được cấp phép.
-

Hình 1. 7: Mô hình kiến trúc mạng vô tuyến nhận thức
Các thành phần kiến trúc của mạng vô tuyến nhận thức, như hình 1.7, có thể
phân thành hai nhóm là mạng chính và mạng phụ. Các thành phần cơ bản của hai
nhóm mạng này được xác định như sau:
* Mạng chính: Mạng chính có quyền truy nhập tới một vài băng phổ nhất

định, chẳng hạn như mạng TV quảng bá, hay mạng tổ ong nói chung. Các
thành phần của mạng chính bao gồm:
12


Người dùng chính: Người dùng chính (hay người dùng được cấp phép) có
giấy phép để hoạt động trong một băng phổ nhất định. Truy nhập này chỉ được
giám sát bởi trạm gốc chính và không bị ảnh hưởng bởi những hoạt động của
bất kì người dùng không được cấp phép khác. Để cùng tồn tại với các trạm gốc Vô
tuyến nhận thức và người dùng Vô tuyến nhận thức, những người dùng chính
này không cần bất cứ sự điều chỉnh hoặc chức năng cộng thêm nào.
Trạm gốc chính: Trạm gốc chính (hay trạm gốc được cấp phép) là thành
phần cơ sở hạ tầng mạng được cố định, có giấy phép phổ, như BTS trong mạng
tổ ong. Về nguyên tắc, trạm gốc chính không có khả năng chia sẻ phổ với những
người dùng Vô tuyến nhận thức. Tuy nhiên, trạm gốc chính này có thể yêu cầu để
có được khả năng này.
* Mạng phụ: Mạng phụ (mạng truy nhập phổ tần động, mạng thứ cấp, mạng
không được cấp phép) không có giấy phép để hoạt động trong một băng mong
muốn. Do đó, nó chỉ đư
Người dùng phụ: Người dùng không được cấp phép, không có giấy phép sử
dụng phổ. Do đó, cần có các chức năng cộng thêm để chia sẻ băng phổ cấp phép.
Trạm gôc phụ: Trạm gốc phụ (hay trạm gốc xG, trạm gốc không cấp phép,
trạm gốc thứ cấp) là thành phần cơ sở hạ tầng cố định. Trạm gốc phụ cung cấp
kết nối đơn chặng tới những người dùng p h ụ mà không cần giấy phép truy
nhập phổ. Thông qua kết nối này, người dùng p h ụ có thể truy nhập đến các
mạng khác
Bộ phân chia phổ: Bộ phân chia phổ (hay server lập lịch) là một bộ phận
mạng trung tâm đóng vai trò trong việc chia sẻ các tài nguyên phổ tần giữa các
ngư ờ i dùng phụ . Bộ phân chia phổ có thể kết nối với từng mạng và có thể
phục vụ với tư cách là bộ phận quản lí thông tin phổ, nhằm cho phép các mạng phụ

cùng tồn tại.
Mạng Vô tuyến nhận thức bao gồm nhiều loại mạng khác nhau: mạng
chính, mạng phụ dựa trên cơ sở hạ tầng, và mạng ad hoc. Mạng Vô tuyến nhận
thức hoạt động dưới môi trường phổ hỗn hợp, bao gồm cả các băng cấp phép và
không cấp phép. Do đó, trong mạng Vô tuyến nhận thức, có ba loại truy nhập
khác nhau, đó là:
Truy cập mạng chính: Người dùng chính truy nhập trên băng tần được cấp
phép.
Truy cập mạng phụ (xG network access): Người dùng phụ có thể truy nhập
tới chính trạm gốc của mạng chính ở cả băng cấp phép và không cấp phép.
-

13


Truy cập mạng vô tuyến nhận thức ad hoc (xG ad hoc access): Người dùng
Vô tuyến nhận thức có thể truyền thông tin với những người dùng Vô tuyến nhận
thức khác thông qua kết nối ad hoc ở cả băng cấp phép và không cấp phép.
 Hoạt động của mạng vô tuyến nhận thức
Trong mạng vô tuyến nhận thức mạng phụ có thể hoạt động trong cả băng
cấp phép và không cấp phép. Do đó, các chức năng yêu cầu cho mạng phụ khác
nhau tùy theo phổ đó là cấp phép hay không.
 Trên băng tần được cấp phép
Như đã chỉ ra trên Hình 1.1, ta thấy có những hố phổ không sử dụng trong
băng phổ được cấp phép. Do đó, sử dụng mạng phụ để khai thác và sử dụng các
hố phổ này thông qua các công nghệ thông minh. Kiến trúc này được miêu tả
trong Hình 1.4 trong đó các mạng phụ cùng tồn tại với các mạng chính tại cùng
một vị trí và trên cùng một băng phổ.

Hình 1. 8: Mạng Vô tuyến nhận thức hoạt động trên băng tần cấp phép

Có nhiều thách thức khác nhau để các mạng phụ hoạt động trên băng cấp
phép song song với sự tồn tại của những người dùng chính. Mặc dù, mục đích
chính của mạng vô tuyến nhận thức là xác định phổ tần có sẵn tốt nhất, nhưng các
chức năng của Vô tuyến nhận thức trong băng t ầ n cấp phép lại bao gồm phát
hiện sự có mặt của các người dùng chính. Dung lượng kênh của các hố phổ phụ
thuộc vào nhiễu xung quanh những người dùng chính. Do đó, việc tránh nhiễu
cho những người dùng chính là vấn đề quan trọng nhất trong kiến trúc này. Hơn
nữa, nếu người dùng chính xuất hiện trong băng phổ bị những người dùng phụ
chiếm, thì người dùng phụ ngay lập tức phải bỏ lại phổ hiện thời và chuyển tới
phổ mới sẵn có khác, gọi là chuyển giao phổ.
 Trên băng tần không được cấp phép
Các mạng phụ có thể được thiết kế để hoạt động trên các băng không cấp
14


phép để cải thiện hiệu quả sử dụng phổ trong phần phổ này. Mạng phụ hoạt
động trên băng không cấp phép được minh họa trên Hình 1.5. Tất cả các người
dùng phụ trong mạng có quyền như nhau khi truy nhập tới các băng phổ. Nhiều
mạng phụ 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 thông minh có thể cải thiện
hiệu quả sử dụng phổ và hỗ trợ QoS cao.

Hình 1. 9: Mạng vô tuyến nhận thức hoạt động trên băng không cấp phép
Trong kiến trúc này, những người dùng phụ tập trung vào phát hiện việc
truyền của những người dùng phụ khác. Khác với hoạt động trên băng cấp phép,
việc chuyển giao phổ không bị kích thích bởi sự có mặt của những người dùng
chính khác. Tuy nhiên, vì tất cả những người dùng phụ có quyền truy nhập phổ
như nhau, nên họ phải cạnh tranh với nhau trong cùng băng không cấp phép.
Do đó, kiến trúc này đòi hỏi các phương pháp chia sẻ phổ phức tạp giữa những
người dùng trong mạng phụ. Nếu nhiều mạng phụ nằm trong cùng một băng

không cấp phép thì phải có phương pháp chia sẻ phổ phù hợp giữa các mạng
này

15


CHƯƠNG 2: CÁC CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG VÔ TUYẾN NHẬN
THỨC
2.1. Cảm biến phổ
Một trong những yêu cầu chính của mạng Vô tuyến nhận thức là khả năng quét
các dải quang phổ và xác định các kênh truyền còn trống có sẵn để sử dụng. Vô tuyến
nhận thức giám sát các băng phổ sẵn có, nắm bắt các thông tin của chúng và sau
đó phát hiện ra các hố phổ.
Như đã được đề cập, vô tuyến nhận thức được thiết kế để có thể hiểu biết và
nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường xung quanh. Chức năng cảm biến phổ
cho phép vô tuyến nhận thức thích ứng với môi trường xung quanh bởi việc phát
hiện các hố phổ.
Cách hiệu quả nhất để phát hiện các hố phổ là phát hiện các người dùng
chính đang truyền nhận dữ liệu trong vùng hoạt động của nó. Tuy nhiên, trên thực
tế rất khó cho một mạng vô tuyến nhận thức để có thể đo trực tiếp các thông số
kênh đang sử dụng giữa máy phát và máy thu của người dùng chính. Do vậy,
phương pháp khả thi đầu tiên là tập trung vào việc phát hiện máy phát chính dựa
trên các quan sát cục bộ của các người dùng vô tuyến nhận thức.
Nói chung, các kỹ thuật cảm biến phổ có thể được phân loại thành: cảm
biến phát hiện máy phát, cảm biến theo cơ chế hớp tác và cảm biến phát hiện dựa
trên nhiễu đã được chỉ ra trên hình

Hình 2. 1: Phân loại các kỹ thuật cảm biến phổ
2.1.1 Cảm biến phát hiện máy phát (phát hiện không hợp tác)
Vô tuyến nhận thức phải phân biệt giữa các băng tần chưa sử dụng và các

băng tần đã được sử dụng. Bởi vậy, vô tuyến nhận thức cần có khả năng xác định
xem tín hiệu từ máy phát người dùng chính có đang tồn tại trong một băng tần cụ
16


thể hay không. Phương pháp phát hiện máy phát là dựa trên việc phát hiện tín hiệu
từ một máy phát chính thông qua các quan sát cục bộ của các người dùng vô tuyến
thông minh.
2.1.2 Cảm biến dựa trên bộ lọc kết hợp
Khi đã biết được thông tin tín hiệu người dùng chính, thì phương pháp phát
hiện tốt nhất trong môi trường nhiễu Gauss không đổi là bộ lọc kết hợp vì nó cho
tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) tối đa. Trong khi ưu điểm chính của bộ lọc kết hợp
là yêu cầu ít thời gian để đạt được độ lợi xử lý cao, thì nó đòi hỏi phải biết trước
thông tin về tín hiệu người dùng chính chẳng hạn như phương thức điều chế,
dạng xung, và khuôn dạng gói. Bởi vậy, nếu các thông tin này không chính xác
thì bộ lọc kết hợp tỏ ra không hiệu quả.
2.1.3 Cảm biến dựa mức năng lượng của tín hiệu thu
Nếu máy thu không thể có được đủ thông tin hữu ích về tín hiệu người
dùng chính, chẳng hạn nếu máy thu chỉ biết được công suất của nhiễu Gauss ngẫu
nhiên, thì cách phát hiện tốt nhất trong trường hợp này là phát hiện dựa trên
mức năng lượng. Để đo năng lượng của tín hiệu đã nhận được, tín hiệu đầu ra
của bộ lọc thông dải với băng thông W được bình phương và tích phân qua
khoảng thời gian quan sát T. Cuối cùng, đầu ra của bộ kết hợp được so sánh với
một ngưỡng để quyết định xem có người dùng chính hay không.
Hiệu quả của việc phát hiện mức năng lượng dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay
đổi của công suất nhiễu. Để giải quyết vấn đề này, một kênh hoa tiêu từ máy
phát chính được sử dụng để cải thiện độ chính xác của bộ phát hiện dựa trên
năng lượng. Một thiếu sót nữa là bộ cảm biến chỉ dựa trên mức năng lượng thì
không thể phân biệt các loại tín hiệu mà chỉ có thể xác định sự có mặt của chúng.
Cảm biến dựa trên đặc tính dừng

Một phương pháp phát hiện khác là phát hiện dựa trên đặc tính dừng. Các
tín hiệu đã điều chế thông thường được kết hợp với các sóng mang hình sin, các
chuỗi xung, trải phổ lặp, nhảy tần, hoặc các tiền tố vòng. Những tín hiệu đã
điều chế này được mô tả như có tính dừng vì trung bình và tự tương quan của
chúng tuần hoàn theo chu kỳ. Những đặc tính này được phát hiện nhờ phân tích
hàm tương quan phổ. Ưu điểm chính của hàm tương quan phổ là nó phân biệt
năng lượng nhiễu với năng lượng tín hiệu đã điều chế. Bởi vậy bộ phát hiện đặc
tính vòng tĩnh có thể hoạt động tốt hơn bộ phát hiện năng lượng vì nó có thể tách
được nhiễu ra tốt hơn bộ phát hiện dựa trên năng lượng. Tuy nhiên, nó yêu cầu
tính toán phức tạp và thời gian quan sát sẽ dài hơn đáng kể.
17


2.1.4 Cảm biến theo cơ chế hợp tác
Phát hiện theo cơ chế hợp tác là phương pháp cảm nhận phổ tần mà thông tin
từ nhiều người dùng vô tuyến nhận thức được liên kết lại để phát hiện người
dùng chính. Phát hiện hợp tác có thể được thực hiện theo cả phương án tập trung
hay phân tán. Trong phương án tập trung, trạm gốc đóng vai trò để thu thập toàn
bộ thông tin từ các người dùng vô tuyến thông minh và phát hiện các hố phổ.
Còn theo phương án phân tán, nó yêu cầu trao đổi các thông tin quan sát giữa
các người dùng trong mạng với nhau.
Phương pháp này cung cấp hiệu năng cảm biến chính xác hơn, tuy nhiên nó
tạo ra các ảnh hưởng bất lợi trong các mạng hạn chế tài nguyên do các hoạt động
bổ xung và các lưu lượng đầu.
2.1.5 Cảm biến dựa trên nhiễu
Gần đây một mô hình đo nhiễu mới đã được FCC giới thiệu, gọi là
phương pháp nhiễu nhiệt được chỉ ra trên hình 1.4.

Hình 2. 2: Mô hình nhiễu nhiệt
Mô hình này chỉ ra tín hiệu của một trạm vô tuyến được thiết kế để hoạt

động trong một dải mà tại đó công suất thu gần với mức nhiễu nền. Khi xuất hiện
tín hiệu gồm cả nhiễu thì nhiễu nền tăng lên tại các điểm khác nhau trong vùng
dịch vụ, như chỉ ra bởi các đỉnh phía trên của nhiễu nền ban đầu. Trong mô hình
nhiễu nhiệt các thuê bao vô tuyến nhận thức được coi là các thuê bao có quyền ưu
tiên hơn, các thuê bao khác và can nhiễu chỉ như là một nguồn nhiễu. Nguồn nhiễu
đó sẽ giới hạn dung lượng của hệ thống trên từng băng tần cụ thể từ đó hệ thống
vô tuyến nhận thức sẽ quyết định truyền hay không.
18


Tuy nhiên vẫn có một số giới hạn trong việc đo đạc nhiễu. Phương pháp này
xem xét các nhân tố như phương pháp điều chế tín hiệu không cấp phép, các
anten, khả năng phát hiện các kênh cấp phép tích cực, điều khiển công suất và mức
độ hoạt động của các người dùng chính và người dùng vô tuyến nhận thức. Tuy
nhiên mô hình này không xem xét ảnh hưởng của nhiều người dùng. Hơn nữa,
nếu người dùng không có thông tin về vị trí người dùng chính thì nhiễu không
thể đo đạc được bằng phương pháp này.
2.2. Chia sẻ phổ
Trong mạng vô tuyến nhận thức, một trong những thách thức chính khi sử
dụng phổ tần mở là việc chia sẻ phổ tần. Không giống như cảm biến phổ liên
quan chính tới lớp vật lý, hay quản lý phổ liên quan tới các dịch vụ lớp cao hơn,
các chức năng chia sẻ phổ tương tự với các công nghệ phân bổ tài nguyên và đa
truy nhập đa người dùng trong lớp MAC của các hệ thống truyền thông đang tồn
tại. Vấn đề chính trong việc chia sẻ phổ là sự cùng tồn tại của các người dùng vô
tuyến nhận thức và các người dùng chính và quản lý các băng thông không liên tục
có sẵn.
Dựa trên các tiêu chuẩn khác nhau, các kỹ thuật chia sẻ phổ có thể được
phân loại theo nhiều cách khác nhau.
2.2.1. Theo cấu trúc mạng:
Có thể phân thành chia sẻ phổ tập trung và không tập trung (phân tán), chia

sẻ phổ tập trung nghĩa là toàn bộ các nút trong mạng gửi thông tin cảm biến phổ
của chúng tới đơn vị điều khiển trung tâm, sau đó đơn vị điều khiển trung tâm
sẽ thiết lập lược đồ phân bổ phổ, trong khi đó chia sẻ phổ phân tán nghĩa là toàn
bộ các nút tự quyết định truy nhập phổ theo cách riêng.
2.2.2. Theo cách thức cấp phát phổ tần:
Có thể phân loại thành chia sẻ phổ hợp tác và không hợp tác. Trong chia sẻ
phổ hợp tác tại mỗi nút chia sẻ kết quả cảm biến phổ của nó với các nút khác, sau
đó thuật toán phân bố phổ sẽ quyết định dựa trên các thông tin này, ngược lại chia
sẻ phổ không hợp tác có nghĩa là các nút tự nó quyết định chia sẻ phổ mà không
cần các thông tin về cảm biến phổ.
2.2.3. Theo công nghệ truy cập:
Có thể phân thành chia sẻ phổ Overlay và chia sẻ phổ Underlay:

19


Hình 2. 3: Chia sẻ phổ tần dựa trên các công nghệ truy nhập
 Mô hình chia sẻ phổ Overlay (chia sẻ phổ chồng lấn):
Trong phương pháp chia sẻ phổ tần chồng lấn, máy thu phát Vô tuyến thông
minh sẽ chỉ có thể truy cập vào phần phổ tần được cấp phép khi người sử dụng
được cấp phép không sử dụng phần phổ tần đó. Có nghĩa là người dùng vô tuyến
nhận thức truy nhập mạng thông qua hố phổ không được sử dụng, thực tế thì là
ghép kênh phân chia theo thời gian giữa các người dùng vô tuyến nhận thức và
người dùng chính. Do đó nhiễu tới người dùng chính là nhỏ nhất.
Phương pháp chia sẻ chồng lấn được thể hiện như Hình 2.3

Hình 2. 4: Chia sẻ phổ tần chồng lấn
 Mô hình chia sẻ phổ Uderlay (chia sẻ phổ chìm xuống):

20

Người sử dụng mạng Vô tuyến nhận thức sẽ sử dụng các công nghệ trải phổ
như CDMA (đa truy nhập phân chia theo mã) hoặc UWB (siêu di động băng rộng)
để chia sẻ băng tần với người sử dụng được cấp phép. Việc sử dụng các công nghệ
trải phổ sẽ giúp cho người sử dụng Vô tuyến nhận thức có thể dùng tràn lên băng
tần của người sử dụng được cấp phép bất kể người sử dụng được cấp phép có sử
dụng phổ tần đó hay không. Trong trường hợp này thì người dùng cấp phép sẽ coi
các người dùng phụ như là nhiễu. Một vấn đề đặt ra trong phương pháp này là
người sử dụng Vô tuyến thông minh phải kiểm soát được công suất phát của mình
để tránh gây nhiễu lên người sử dụng được cấp phép. Công nghệ chia sẻ phổ
tần chìm thường được áp dụng đối với các mạng tổ ong và được minh họa như
Hình 3.3.

Hình 2. 5: Chia sẻ phổ tần chìm dưới
Hiển nhiên, khi người dùng vô tuyến nhận thức biết toàn bộ thông tin về hệ
thống cấp phép thì overlay thể hiện tốt hơn underlay, và ngược lại.
2.3. Quản lý phổ
Trong mạng Vô tuyến nhận thức, các băng tần phổ chưa sử dụng sẽ được trải
ra trên một vùng tần số rộng bao gồm cả băng tần cấp phép và không cấp phép.
Các băng tần phổ chưa sử dụng này được phát hiện thông qua cảm biến phổ cho
thấy các đặc điểm khác nhau không chỉ thay đổi theo thời gian mà còn theo các
thông tin băng tần phổ như tần số và băng thông hoạt động.
Vì mạng vô tuyến nhận thức phải quyết định được băng tần phổ tốt nhất để
đáp ứng các yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS) trên toàn bộ các băng tần có sẵn,
nên các chức năng quản lý phổ mới được yêu cầu để xem xét các đặc điểm phổ
21


động.

Quản lý phổ bao gồm có hai nhiệm vụ chính:
2.3.1. Phân tích phổ
Trong mạng vô tuyến nhận thức các hố phổ có sẵn cho thấy các đặc tính khác
nhau của phổ biến đổi theo thời gian. Phân tích phổ cho phép phân loại các băng
tần phổ khác nhau, từ đó có thể lựa chọn được băng tần phù hợp với yêu cầu
của người dùng. Để thấy được chất lượng của các băng tần phổ cụ thể cần phải
phân tích các thông số như mức nhiễu, tỷ lệ lỗi kênh, suy hao đường truyền, lỗi
liên kết vô tuyến, trễ lớp liên kết, và thời gian nắm giữ.
Nhiễu: Các băng tần phổ khác nhau thường có các mức nhiễu khác nhau, do
đó cần xác định các đặc điểm nhiễu của kênh. Từ mức nhiễu tại máy thu chính, ta
sẽ suy ra công suất cho phép của người dùng từ đó sử dụng cho việc ước tính
dung lượng kênh.
Suy hao đường truyền: Khi tần số hoạt động tăng thì suy hao đường truyền
cũng tăng. Do đó, nếu công suất phát của người dùng giữ nguyên thì phạm vi
truyền dẫn sẽ giảm tại các tần số cao hơn. Nếu ta tăng công suất phát để bù lại
suy hao đường truyền thì sẽ tăng nhiễu đối với các người dùng khác.
Lỗi liên kết vô tuyến: Dựa vào sơ đồ điều chế và mức nhiễu của băng tần phổ,
tỷ lệ lỗi của kênh được thay đổi.
Trễ lớp liên kết: Để xác định suy hao đường truyền, lỗi liên kết vô tuyến,
và nhiễu thì yêu cầu các giao thức lớp liên kết dữ liệu là khác nhau tại các băng tần
khác nhau. Điều này dẫn tới trễ truyền dẫn gói lớp liên kết dữ liệu khác nhau.
Thời gian chiếm giữ băng tần: Các hoạt động của người dùng chính có thể
ảnh hưởng tới chất lượng kênh trong các mạng vô tuyến nhận thức. Thời gian
nắm giữ là thời gian mà người dùng Vô tuyến nhận thức chiếm giữ một băng tần
được cấp phép trước khi bị ngắt. Hiển nhiên là thời gian nắm giữ càng lâu thì chất
lượng càng tốt. Có thể tăng thời gian nắm giữ bằng kỹ thuật chuyển giao thống kê.
2.3.2. Quyết định phổ
Khi tất cả các băng tần phổ đã sẵn có, thì cần phải lựa chọn được băng tần
phù hợp nhất với các yêu cầu về chất lượng dịch vụ ( QoS) và các đặc tính
của phổ. Do vậy, quản lý phổ cần phải biết được các yêu cầu về QoS của người

dùng. Dựa trên đó mà tốc độ dữ liệu, tỷ lệ lỗi chấp nhận được, mô hình truyền
dẫn và băng tần truyền sẽ được xác định. Sau đó dựa vào các quy tắc quyết định
mà sẽ chọn lựa các băng tần phù hợp. Các quy tắc chọn lựa được đề xuất dựa trên
tính công bằng và giá trị truyền thông.
22


 Những thử thách của việc quản lý phổ:
Có những tồn tại trong quá trình triển khai quá trình nghiên cứu mà ta cần
phải giải quyết để phát triển giải thuật quản lý phổ nói trên. Các thử thách cần vượt
qua:
Hình thức quyết định: Tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR không đủ để đặc trưng
cho hệ thống mạng CR. Không chỉ có SNR mà còn có nhiều thông số đặc trưng
khác của phổ thì ảnh hưởng tới chất lượng của việc quản lý phổ đã được nêu ở
trên. Do đó, làm thế nào để kết hợp tất cả các thông số đặc trưng này của phổ để
quyết định kiểu phổ phù hợp thì vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu và thảo luận.
tuy nhiên, trong hệ thống OFDM mà dựa vào hệ thống CR, nhiều dải phổ có thể
được sử dụng đồng thời trong quá trình truyền dẫn. Từ những nguyên nhân đó thì
khung công việc cho các dải phổ trên thì được xây dựng.
Sự quyết định nhiều dải phổ: Trong hệ thống CR, nhiều dải phổ có thể được
sử dụng đồng thời trong quá trình truyền dẫn. Thêm nữa, hệ thống CR không yêu
cầu các dải phổ mà đã được chọn phải liên tiếp nhau. Người sử dụng trong hệ
thống CR có thể gửi các gói dữ liệu thông qua những dải phổ không liên tiếp này.
Truyền dẫn phổ đa kênh này chỉ ra sự hạn chế chất lượng trong suốt quá trình
chồng lấn phổ khi so sánh với sự truyền dẫn thông thường chỉ dùng có một kênh.
Ví dụ, nếu tín hiệu của PU xuất hiện ở một dải băng nào đó thì hệ thống CR sẽ
phải bỏ qua dải băng này và tìm những cơ hội ở những dải băng khác, thế nhưng
khi đó các dải băng này sẽ bảo trì, giữ gìn được kênh truyền, làm chất lượng của
kênh truyền được ổn định. Hơn nữa, truyền dẫn đa kênh cho phép tín hiệu công
suất thấp được sử dụng tại các dải băng. Vì vậy,vô tình làm tăng thêm nhiễu cho tín

hiệu PU. Từ những lý do trên, thì công việc của hệ thống quản lý phổ phải hổ trợ
cho khả năng quyết định hệ thống truyền dẫn phổ đa kênh. Ví dụ như làm thế nào
để xác định được số lượng các dải băng và làm thế nào để chọn được dải băng nào
phù hợp với hệ thống CR thì vẫn còn đang nghiên cứu thực hiện.
Kết hợp để tái cấu hình: Kĩ thuật của hệ thống CR cho phép các thông số của
sóng thay đổi, tái cấu hình lại để hệ thống có thể hoạt động tối ưu trong vùng trung
tâm của dải phổ. Ví dụ như, khi mà tỉ số SNR đã được xác lập thì tốc độ lỗi bit
BER có thể được điều chỉnh để duy trì, bảo vệ dung lượng kênh truyền bằng cách
sử dụng lợi thế của khả năng thích nghi của công nghệ. Vì vậy, công việc của sự
kết hợp này là bao gồm cả việc quyết định phổ và tái cấu hình lại.
Quyết định phổ dựa trên các băng tần phổ phức tạp, hỗn tạp, không đồng
nhất: Rõ ràng, tại trung tâm dải phổ thì luôn được gán cho những mục đích khác
23


nhau, do đó, khoảng phổ được sử dụng bởi hệ thống CR thì gần như là sự kết hợp
giữa phổ được truy cập và phổ không được đăng kí. Trong trường hợp phổ đã đăng
kí thì người dùng trong hệ thống CR phải xét đến các hoạt động của máy PU trong
phân tích phổ và trong quyết định của mình để không ảnh hưởng tới sự truyền dẫn
của máy PU. Ngược lại, trong những dải băng chưa đăng kí, bởi vì tất cả các máy
trong hệ thống CR đều có quyền truy cập như nhau,chính vì vậy mà ta cần phải
trang bị một hệ thống kĩ thuật tối tân để chia phổ cho hợp lý. Tuy nhiên, để quyết
định khoảng phổ tốt nhất thì cần phải qua môi trường phức tạp, do đó, hệ thống CR
cần hổ trợ cho quyết định phổ trong cả dải băng đăng kí và dải băng không đăng
kí.
2.4. Linh động phổ
Mục đích của hệ thống CR là sử dụng phổ tần số theo cách thức động, có
nghĩa là hệ thống CR sẽ tìm kiếm và hoạt động tại băng tần số tốt nhất. Để tìm
được những khoảng phổ trống tốt nhất thì hệ thống CR phải thu thập các khoảng
phổ trống này. Vì thế, 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.

Thời gian
Hố phổ

Tần số
Phổ mà người dùng chính đang
sử dụng

Hình 2. 6: Quá trình linh động phổ
Trong mạng Vô tuyến nhận thức, linh động phổ xảy ra khi các điều kiện
kênh hiện thời có biểu hiện xấu đi hoặc có sự trở lại của người dùng chính. Các
giao thức đối với các tầng khác nhau của ngăn xếp mạng phải phù hợp với các
tham số kênh. Mục đích của việc linh động phổ trong Vô tuyến nhận thức là để
đảm bảo quá trình truyền dẫn xảy ra liên tục và chất lượng.
24


2.4.1. Chồng lấn phổ (spectrum handoff )
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. Các giao thức từ nhiều lớp khác nhau trong hệ thống mạng cần
phải được thích nghi với các hệ số kênh truyền của tần số đang hoạt động. Hơn
nữa, nó thì nên được xuyên suốt cả trong quá trình chồng phổ và trong lúc chờ
đợi để được ghép phổ.
Ngay tại thời điểm bắt đầu của quá trình này, hệ thống CR cần phải thích
nghi với tần số hoạt động, do đó,mỗi lần một máy trong CR mà thay đổi tần số
hoạt động của nó thì các giao thức mạng cũng phải thay đổi theo, chuyển sang
một chế độ hoạt động khác. Mục đích của sự quản lý linh động các phổ này trong

hệ thống CR là chắc chắn rằng sự chuyển đổi tần số được thực hiện một cách
suôn sẽ ngay khi có thể để cho các ứng dụng đang chạy trong một máy CR có thể
hoạt động với chất lượng tốt nhất có thể trong suốt quá trình chồng phổ. Việc các
giao thức của quá trình quản lý linh động biết trước các thông tin trong suốt quá
trình chồng phổ thì cần thiết. Các thông tin này thì được cung cấp bởi giải thuật
cảm biến.
Kết quả, sự quản lý linh động các giao thức đa tầng này được yêu cầu để
hoàn thiện giải thuật linh động phổ. Các giao thức này hổ trợ cho hệ thống quản
lý linh động sự thích nghi đối với các ứng dụng khác nhau. Ví dụ, một kết nối
TCP có thể đặt một trạng thái đợi cho đến khi sự chồng phổ kết thúc. Hơn nữa,
bởi vì các thông số của TCP sẽ thay đổi sau khi sự chồng phổ kết thúc nên thật
cần thiết để học các thông số mới và đảm bảo rằng quá trình chuyển đổi từ thông
số cũ sang mới được thực hiện một cách nhanh chóng. Còn đối với các dữ liệu
thông tin, ví dụ như FTP, thì các giao thức quản lý linh động nên cài đặt các thiết
bị để lưu trữ lại các gói thông tin mà được truyền dẫn trong suốt thời gian chồng
phổ.
2.4.2. Các thử thách đặt ra cho hệ thống quản lý linh động phổ trong hệ thống
CR
Xét tại một khoảng thời gian đặc biệt nào đó, có nhiều khoảng phổ mà có
thể sử dụng được cho một người dùng trong hệ thống CR. Giải thuật được yêu
cầu để quyết định khoảng phổ nào là tốt nhất thì phải dựa trên các đặc trưng kênh
truyền của các khoảng phổ trống này và các đòi hỏi của các ứng dụng mà đang
được dùng trong máy của hệ thống CR.
25