BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - - BÁO CÁO Tên học phần : CÁC MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN Họ tên sinh viên : Vũ Trọng Nhân Mã sinh viên : B18DCVT315 Ngày nộp BT : 22/05/2022 Giảng viên : Nguyễn Viết Đảm HÀ NỘI – 05 MỤC LỤC Câu 1: Trình bày ý tưởng khái niệm vô tuyến khả tri Câu 2: Trình bày tóm tắt mơ hình kiên trúc hệ thống vơ tuyến khả tri Câu 3: Trình bày tóm tắt chức hoạt động hệ thống vô tuyến khả tri Câu 4: Trình bày tóm tắt kiến trúc vật lý hệ thống vô tuyến khả tri Câu 5: Trình bày chu trình nhận thức mạng vơ tuyến khả tri CRN Câu 6: Trình bày sơ đồ khối thực vơ tuyến khả tri CR dựa SDR Câu 7: Trình bày thành phần vô tuyến khả tri CR để lựa chọn tần số động dựa vào Chu trình nhận thức Vũ Trọng Nhân – B18DCVT315 Câu 1: Trình bày ý tưởng khái niệm vô tuyến khả tri - Ý tưởng: Theo Ed Thomas “Nếu xét tồn giải tần số vơ tuyến từ đến 100 GHz quan trắc thời gian khơng gian cụ thể, có từ 5% đến 10% lượng phổ tần sử dụng” Như vậy, 90% tài nguyên phổ tần vô tuyến bị lãng phí Định nghĩa khoảng tần số không sử dụng khoảng trắng hay hố phổ Do yêu cầu thiết đặt sử dụng hết, sử dụng hiệu sử dụng triệt để tài nguyên khan Vô tuyến khả tri giải vấn đề - Khái niệm: Vô tuyến khả tri thường coi “…một vơ tuyến nhận biết mơi trường xung quanh thích ứng cách khả tri” Câu 2: Trình bày tóm tắt mơ hình kiên trúc hệ thống vơ tuyến khả tri - Các thành phần kiến trúc mạng vô tuyến khả tri tồn hai nhóm mạng là: mạng sơ cấp (primary network) 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 hoạt động hệ thống vô tuyến khả tri - Chức năng: Cảm nhận phổ: Phát phổ tần không sử dụng chia sẻ phổ mà không gây nhiễu tới người dùng khác ✓ Quản lí phổ: Chiếm giữ phần phổ tần khả dụng để đáp ứng yêu cầu truyền thông người dùng ✓ Dịch chuyển phổ: Bảo đảm yêu cầu truyền thông không bị ngắt quãng lúc chuyển tới phổ tần tốt ✓ Chia sẻ phổ: Cung cấp phương pháp lập lịch phổ tần hợp lí nhiều người dùng khả tri SU/CU tồn ✓ - Hoạt động: Vũ Trọng Nhân – B18DCVT315 + Mạng vơ tuyến khả tri (CRN) hoạt động băng cấp phép không cấp phép • Trên băng cấp phép: Dung lượng kênh hố phổ phụ thuộc vào nhiễu xung quanh người dùng sơ cấp PU Do đó, việc tránh nhiễu lên PU vấn đề quan trọng kiến trúc Hơn nữa, PU xuất băng phổ bị người dùng vơ tuyến khả tri chiếm, người dùng vơ tuyến khả tri phải hồn trả lại phổ chuyển tới phổ khả dụng khác (chuyển giao phổ) • Trên băng khơng cấp phép: Trong kiến trúc này, người dùng vô tuyến khả tri tập trung vào phát việc truyền người dùng vô tuyến khả tri khác Khác với hoạt động băng cấp phép, việc chuyển giao phổ không kích hoạt có mặt người dùng sơ cấp khác Câu 4: Trình bày tóm tắt kiến trúc vật lý hệ thống vô tuyến khả tri - Các thành phần đầu cuối RF CR là: + Bộ lọc RF: Bộ lọc RF lựa chọn băng mong muốn cách bỏ qua việc lọc tín hiệu RF nhận + Bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA): LNA khuếch đại tín hiệu mong muốn đồng thời giảm thiểu thành phần tạp âm + Bộ trộn: tín hiệu thu trộn với tần số RF nội, chuyển đổi thành tần số băng gốc tần số trung tần (IF) + Bộ dao động điều khiển điện áp (VCO): VCO tái tạo tín hiệu tần số định với điện áp cho trước để trộn với tín hiệu tới Q trình chuyển đổi tín hiệu tới thành tần số băng gốc tần số trung tần + Vịng khóa pha (PLL): PLL đảm bảo tín hiệu khóa tần số định vưới VCO tạo tần số xác + Bộ lọc lựa chọn kênh: Bộ lọc lựa chọn kênh để lựa chọn kênh mong muốn loại bỏ kênh lân cận Có hai loại lọc lựa chọn kênh Máy thu chuyển đổi trực tiếp sử dụng lọc thơng thấp để lựa chọn kênh, cịn máy thu superheterodyne lại sử dụng lọc thông dải + Mạch tự động điều chỉnh độ lợi (AGC): AGC trì độ lợi mức cơng suất đầu khuếch đại không đổi dải rộng mức cơng suất đầu vào Câu 5: Trình bày chu trình nhận thức mạng vơ tuyến khả tri CRN - Ba bước chu trình thơng minh: cảm nhận phổ, phân tích phổ định phổ Vũ Trọng Nhân – B18DCVT315 sau: Cảm nhận phổ: Vô tuyến khả tri giám sát băng phổ khả dụng, nắm bắt thông tin chúng sau phát hố phổ Phân tích phổ: Các đặc tính hố phổ có thơng qua cảm nhận phổ ước tính Quyết định phổ: Vô tuyến khả tri định tốc độ liệu, chế độ truyền băng tần truyền Sau đó, băng phổ phù hợp chọn thơng qua đặc tính phổ u cầu người dùng Câu 6: Trình bày sơ đồ khối thực vô tuyến khả tri CR dựa SDR - Anten băng rộng, cổng vào vô tuyến khả tri hoạt động băng tần vơ RF, có khả quét băng tần rộng phù hợp với thay đổi môi trường phổ Ta biểu thị băng tần tổng anten băng rộng gán cho SDR định , gồm N băng con, băng - Khối lựa chọn tần số động DFS cho phép CR lựa chọn linh hoạt phổ tần môi trường phổ tần động, giảm thiểu nhiễu Vũ Trọng Nhân – B18DCVT315 - Các khối SDR hoạt động đồng thời, khối đảm nhiệm phần băng tần tổng - Bộ ghép song công cho phép phân phân tách tín hiệu thu/phát RF - Bộ tổng hợp thích ứng tạo sóng mang, thực điều chế biến đổi nâng tần Module máy phát cần thông tin từ khối IPD như: biểu đồ định vị tần số sóng mang thời, cơng suất phát (để xác định mức công suất phát, giảm thiểu nhiễu) - Cổng định thời, định thời việc chiếm dụng phổ trống phát tín hiệu - Lựa chọn tần số động (DFS): cho phép lựa chọn tần số cho tránh nhiễu tới mạng sơ cấp (mạng có quyền ưu tiên cao hơn) - Điều khiển công suất phát (TPC): kĩ thuật để thiết lập công suất phát cách thích ứng dựa thay đổi mơi trường phổ Câu 7: Trình bày thành phần vô tuyến khả tri CR để lựa chọn tần số động dựa vào Chu trình nhận thức Vũ Trọng Nhân – B18DCVT315 Thu thập liệu sử dụng phổ (CẢM NHẬN PHỔ) - Lựa chọn tần số động yêu cầu khả cảm nhận băng rộng, thời gian thực môi trường phổ Đây trình lấy mẫu kênh để xác định kênh trống, kênh sử dụng Một vài thơng số liên quan q trình độ nhạy máy thu, thời gian lấy mẫu khoảng lấy mẫu, mức ngưỡng để tách tạp âm băng rộng khỏi tín hiệu + Quét phổ tần dải rộng, công suất thấp, theo thời gian thực + Lưu thông tin quy định sử dụng phổ tần theo thời gian không gian Phân tích liệu (PHÂN TÍCH PHỔ) - Đánh giá, phân tích liệu phổ đưa định tính khả dụng kênh Q trình phát bao gồm việc phân loại liệu, sử dụng thơng tin thu thập để xác định kênh có sử dụng dịch vụ hay hệ thống truyền thơng khác Q trình phát bao gồm việc thông tin với tập node lân cận đầu kết nối kênh rỗi, đầu kết nối kênh lại khơng cịn rỗi Đối với số phân hệ di động, việc thơng tin u cầu dùng kênh hoa tiêu băng hẹp Vũ Trọng Nhân – B18DCVT315 + Đánh giá liệu phổ tần theo thời gian thực + Xác định dạng sóng truyền Đáp ứng - Định hình đáp ứng với mơi trường phổ (chọn tần số dạng sóng thích hợp để sử dụng) Thích ứng - Chuyển mạng tới băng tần chọn ... + 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... vơ tuyến khả tri - Các thành phần kiến trúc mạng vô tuyến khả tri tồn hai nhóm mạng là: mạng sơ cấp (primary network) mạng khả tri + Mạng sơ cấp gồm: Người dùng sơ cấp, Trạm gốc sơ cấp + Mạng vô. .. nhận phổ: Vô tuyến khả tri giám sát băng phổ khả dụng, nắm bắt thông tin chúng sau phát hố phổ Phân tích phổ: Các đặc tính hố phổ có thơng qua cảm nhận phổ ước tính Quyết định phổ: Vô tuyến khả