mang vo tuyen nhan thuc

TIỂU LUẬN :

TÌM HIỂU VÀ PHÂN TÍCH MẠNG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC

GVHD: Võ Công Minh

SVTH: Nguyễn Khánh Duy
SVTH: Trần Tấn Tuấn
SVTH: Bùi Công Toàn


NỘI DUNG TRÌNH BÀY


Khái niệm hệ thống vô tuyến nhận thức

 Nguyên

nhân hình thành hệ thống vô tuyến nhận

thức
 Kiến

trúc mạng vô tuyến nhận thức

 Tính

chất của Cognitive Radio

 Các

chuẩn trong mạng vô tuyến nhận thức

 Cognitive

radio hoạt dộng như thế nào

 So

sánh cognitive radio với conventional radio

 Ưu

điểm và nhược điểm của Cognitive Radio


KHÁI NIỆM HỆ THỐNG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC:


Hệ thống vô tuyến nhận thức (Cognitive Radio) là hệ thống mà các
phần tử của nó có khả năng thay đổi các tham số (công suất,tần số)
trên cơ sở tương tác với môi trường hoạt động.



Khả năng nhận thức (Cognitive Capability ): Khả năng nhận diện
quang phổ không sử dụng tại một thời điểm và địa điểm cụ thể.



Khả năng tái cấu hình (Reconfigurability): Khả năng nhận và

truyền ở các dải tần số khác nhau cho phép đài thu nhận nhận dạng
được cấu hình lại các thông số của nó và chọn băng tần tốt nhất.



Hoạt động ở băng tần 54 MHz to 862MHz



NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH VÔ TUYẾN NHẬN
THỨC:


Các mạng không dây hiện tại được quy định bởi chính sách phân bổ
tần số cố định. Và bất cứ hệ thống thu phát vô tuyến nào muốn sử dụng
tần số đều phải được cấp phép bởi các tổ chức đó.



Theo thống kê của Hội đồng viễn thông liên bang của Mĩ (FCC) thì
hiệu suất sử dụng tài nguyên phổ tần số chỉ vào khoảng 15% đến 85%.



Hệ thống vô tuyến nhận thức là một mô hình mới cung cấp khả năng
chia sẻ hoặc sử dụng quang phổ một cách hiệu quả.



SPECTRUM HOLE

KIẾN TRÚC MẠNG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC:
Các thành phần kiến trúc của mạng Vô tuyến nhận thức, có thể phân
thành hai nhóm là mạng chính (primary network) và mạng Vô tuyến
nhận thức
Mạng chính (Primary network):Mạng chính có quyền truy nhập tới
một vài băng phổ nhất định.Các thành phần của mạng chính bao gồm:


Người dùng chính (Primary user): Người dùng chính có giấy phép
hoạt động trong các dải phổ



Trạm gốc chính (Primary base-station):Trạm gốc chính (hay trạm
gốc được cấp phép) là thành phần cơ sở hạ tầng mạng được cố
định, có giấy phép phổ


Mạng Vô tuyến nhận thức : không có giấy phép để hoạt động trong một
băng mong muốn. Do đó, nó chỉ được phép truy nhập phổ khi có cơ hội.
 Người dùng phụ(Secondary users ):Người dùng phụ không có giấy phép
hoạt động trong các dải phổ. Do đó, nó chỉ được phép truy nhập phổ khi
có cơ hội.
 Trạm gốc Vô tuyến nhận thức: Trạm gốc Vô tuyến nhận thức (hay trạm

gốc xG, trạm gốc không cấp phép, trạm gốc thứ cấp) là thành phần cơ sở
hạ tầng cố định với các khả năng của Vô tuyến nhận thức.


Bộ phân chia phổ (Spectrum broker): Bộ phân chia phổ (hay server lập
lịch) là một thực thể mạng trung tâm đóng vai trò trong việc chia sẻ các
tài nguyên phổ tần giữa các mạng Vô tuyến nhận thức khác nhau. Bộ
phân chia phổ có thể kết nối với từng mạng và có thể phục vụ với tư cách
là người quản lí thông tin phổ, nhằm cho phép các mạng Vô tuyến nhận
thức cùng tồn tại.


CƠ CHẾ MẠNG VÔ TUYẾN NHẬN THỨC

1.Cảm biến ->Ăng ten
cảm biến
2.Phân tích
3.Xác nhận
4.Điều chỉnh -> Cấu hình
lại Ăng ten


TÍNH CHẤT CỦA COGNITIVE RADIO


Tính di động của phổ (Spectrum mobility ): Người sử dụng CR sẽ bỏ
quang phổ trong sự hiện diện của bất kỳ người sử dụng chính và chuyển
sang dải phổ tiếp có sẵn tốt nhất tiếp theo.Nếu một phần cụ thể của
quang phổ là cần thiết bởi một người dùng được cấp phép,nhu cầu truyền
thông cần được tiếp tục trong một phần trống khác.



Chia sẻ phổ (Spectrum sharing ): Mạng CR phải cung cấp một phương
pháp phân bổ phổ công bằng và tối ưu cho nhiều người sử dụng CR. Vì
có nhiều người dùng thứ hai đang cố gắng truy cập vào phổ, nên họ nên
phối hợp truy cập để tránh va chạm trong các phần chồng chéo của
quang phổ


CHU TRÌNH PHÁT THU CỦA CR


CẤU TRÚC KHUNG CỦA CR :




Một khung bao gồm hai phần: một khung bên dưới (DS) và một
khung con phụ ngược dòng (US). Ranh giới giữa các khung con DS
và US sẽ được điều chỉnh để thích nghi với năng suất tương đối ở hạ
lưu và thượng nguồn.



Phía trên khung chứa thượng nguồn có thể chứa các PDU PHY PDU
theo lịch trình, mỗi lần truyền từ các CPE khác nhau cho lưu lượng
thượng nguồn.



FCH chỉ định cấu hình burst và chiều dài của một trong hai DS-MAP,
nếu truyền, hay US-MAP. Nếu không, DS-MAP hoặc US-MAP được

truyền đi, giá trị sẽ được đặt thành 0.


CẤU TRÚC SIÊU KHUNG CỦA CR:

 Khung đầu tiên sẽ được tạo thành từ một preamble siêu khung, một phần đầu của khung, tiêu
đề Superframe Control (SCH), phần còn lại của khung đầu tiên bao gồm tiêu đề khung và dữ
liệu tải trọng.
 Vào đầu mỗi siêu khung, BS sẽ truyền preamble siêu máy tính và SCH trên kênh điều hành.
 Để liên kết với một trạm cơ sở, một CPE phải nhận được SCH để thiết lập truyền thông với
BS. Trong mỗi khung MAC, BS sẽ quản lý các hoạt động thượng lưu và hạ lưu, có thể bao
gồm truyền thông dữ liệu thông thường, hoạt động đo lường, thủ tục cùng tồn tại, v.v ...


CÁC CHUẨN TRONG CR :
Chuẩn IEEE SSC 41:


IEEE 1900.1,



IEEE 1900.2



IEEE 1900.3



IEEE 1900.4



IEEE 1900.A



Cũng có những tiêu chuẩn IEEE khác mà cũng liên quan tới các luật
lệ của hệ thống không dây và hệ thống CR như IEEE 802.18, 19, 21,
22. IEEE 802.18 là một tiêu chuẩn được dùng cho các nhóm có trách
nhiệm về sự tham gia và sự giám sát quá trình tiến triển của các hoạt
động của sóng vô tuyến trong nhiều hệ thống khác nhau

Chuẩn IEEE 802.22:


COGNITIVE RADIO HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO


COGNITIVE RADIO HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO


Sử dụng các tính toán phức tạp, vô tuyến nhận thức có thể xác
định được sự suy yếu tiềm tàng đối với chất lượng truyền thông
trong môi trường của chúng, ví dụ như nhiễu, mất đường đi, bóng
mờ và sự biến dạng nhiều đường 



Sau đó, họ có thể điều chỉnh các thông số truyền, chẳng hạn như
công suất phát, tần số và điều chế để đảm bảo trải nghiệm truyền
thông tối ưu cho người dùng 


SO SÁNH COGNITIVE RADIO VỚI CONVENTIONAL
RADIO



CONVENTIONAL RADIO :

Hoạt động trong quang phổ không nhiễu



Không thể tự động thay đổi các tham số, các kênh hoặc dải phổ để đáp
ứng với sự can thiệp



Xem phổ radio tắc nghẽn như không thể sử dụng được cho truyền thông
do nhiễu nặng



COGNITIVE RADIO:



Hoạt động trong những điều kiện đầy thách thức



Nhanh chóng xác định nhũng khoảng trống ‘ không sử dụng ‘ trong
quang phổ không được sử dụng



Tìm và điều chỉnh các phổ nếu phát hiện sự can thiệp trên các tần số
đang được sủ dụng



 


SO SÁNH COGNITIVE RADIO VỚI
CONVENTIONAL RADIO


SO SÁNH COGNITIVE RADIO VỚI
CONVENTIONAL RADIO


ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA VÔ TUYẾN NHẬN THỨC



Ưu điểm:

Trong bối cảnh khan hiếm phổ tần và nguy cơ bị chồng lấn phổ giữa các mạng vô
tuyến, vô tuyến nhận thức đang được nghiên cứu và được ứng dụng trong hầu hết
các mạng vô tuyến hiện nay như: WLAN (IEEE 802.11 a/g/h/n), WPAN (IEEE
802.15.x UWB, Bluetooth), WMAN (IEEE 802.16 Wimax, MMDS), WRAN



Nhược điểm:

Xét về lĩnh vực mạng, ta cũng có một số thách thức cho vô tuyến nhận thức như xác
định và duy trì đường định tuyến tối ưu, quản lí mạng hiệu quả, thiết lập kênh điều
khiển tương thích. Sự linh động của người dùng phổ không phép cũng tạo nên thách
thức cho việc cấu hình mạng động. Độ phức tạp của phần cứng cũng tăng lên cùng
với khả năng thông minh của vô tuyến nhận thức

Để có thể thực hiện kết nối ở bất kì nơi đâu, thiết bị của vô tuyến nhận thức cần tuân
theo một cách tự động với chính sách và qui định thay đổi theo từng vùng địa lí.


MỘT SỐ ỨNG DUNG CỦA COGNITIVE RADIO


Tài liệu tham khảo :



/>


/>


http://
www.radio-electronics.com/info/rf-technology-design/cognitive-radio-cr
/technology-tutorial.php



/>