Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)

Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri (tt)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN PHI TRUNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2017 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG - NGUYỄN PHI TRUNG CẢM NHẬN PHỔ TẦN ĐA BĂNG CHO VÔ TUYẾN KHẢ TRI CHUYÊN NGÀNH : MÃ SỐ: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ NHẬT THĂNG HÀ NỘI - 2017 MỞ ĐẦU Thông tin vô tuyến ngày phát triển mạnh mẽ, ngày có nhiều ứng dụng, công nghệ đời nhằm phục vụ nhu cầu cải thiện chất lượng cho người sử dụng Nhưng phổ tần số vô tuyến hữu hạn, dẫn đến việc thiếu hụt tần số Do công nghệ Vô tuyến khả tri (Cognitive Radio ) nghiên cứu nhằm tận dụng tối đa phổ tần số có Vô tuyến khả tri cộng đồng nhà nghiên cứu, nhà công nghiệp viễn thông, viện, trường giới quan tâm nghiên cứu, thực nghiệm triển khai, đồng thời công nghệ chủ đạo tiềm cho mạng vô tuyến hệ sau thông tin di động 5G, … Trong vô tuyến khả tri, hiệu phụ thuộc lớn vào việc cảm nhận xác tài nguyên phổ tần Hay nói cách khác, vấn đề cảm nhận phổ tần đóng vai trò có tính định việc chiếm dụng tài nguyên cách tối ưu Việc cảm nhận xác tài nguyên phổ tần vô tuyến khả tri phụ thuộc vào nhiều cách tiếp cận nhiều yếu tố giải thuật, giải pháp phần tử mạng để cảm nhận phổ tần kỳ vọng nâng cao tính xác cảm nhận phổ tần Trong công nghệ vô tuyến khả tri cảm nhận phổ tần (Spectrum Sensing) coi vấn đề quan trọng công nghệ Cảm nhận phổ tần số nhằm mục đích phân tích cảm nhận phổ tần số trống hay sử dụng để nghiên cứu sử dụng hợp lý phổ tần, tránh lãng phí tài nguyên Luận văn trình bày đời hệ thống vô tuyến khả tri, lý thuyết tóm lược mô hình kiến trúc đặc biệt lý thuyết khả cảm nhận hệ thống vô tuyến khả tri Thêm vào đánh giá, phân tích phương pháp cảm nhận phổ tần thách thức đặt trước mắt thực mạng vô tuyến khả tri thực tế Đưa hạn chế tồn hướng phát triển hệ thống tương lai Luận văn gồm chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan công nghệ vô tuyến khả tri Chương 2: Trình bày phương pháp cảm nhận phổ tần kỹ thuật cảm nhận phổ tần số phổ tần đơn, đa băng Chương 3: Thực phân tích, đánh giá phương pháp cảm nhận phổ tần đề cập chương Đây đề tài nghiên cứu giới Việt Nam Tuy nhiên định chọn đề tài tiềm đầy hứa hẹn công nghệ vô tuyến khả tri mang lại cho người Trong trình làm luận văn tốt nghiệp, nỗ lực nhiên tránh sai sót Hi vọng thầy cô góp ý để hoàn thiện 3 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ VÔ TUYẾN KHẢ TRI 1.1 Giới thiệu Tần số nguồn tài nguyên vô quý giá thông tin vô tuyến Hiện nay, tần số nguồn tài nguyên hạn chế.Sự gia tăng nhu cầu thông tin không dây kéo theo nhu cầu cải thiện chất lượng lưu lượng, tính tin cậy, dịch vụ Có nhiều ứng dụng vô tuyến sử dụng nguồn tài nguyên hạn chế Chính mà việc sử dụng tần số phải quản lý cách cẩn thận phạm vi quốc gia toàn giới Ở phạm vi quốc gia, nguồn tài nguyên tần số quản lí ủy ban quản lí tần số nhà nước Ủy ban thực việc phân chia cấp giấy phép quyền sử dụng dải tần số khác cho nhà khai thác để cung cấp dịch vụ định Ủy ban đưa quy định tiêu chuẩn để đảm bảo không xảy chống lấn gây nhiễu lẫn mạng nhà khai thác Việc cấp phát dải tần số phải tuân thủ nguyên tắc chung mang tính quốc tế nhằm điều hòa việc sử dụng tần số quốc gia vùng lãnh thổ với Hiện nay, mạng vô tuyến có đặc điểm sử dụng dải tần số cố định Tức hệ thống thiết kế để hoạt động dải tần mà cấp phép Trước hết, số dải tần ấn định cho mục đích tối quan trọng xã hội dịch vụ khẩn cấp, đảm bảo an toàn, dịch vụ hàng không… Các dải tần khác ấn định cho mục đích sử dụng mang tính thương mại phát thanh, truyền hình, điện thoại di động…Cuối cùng, có khối lượng nhỏ phổ tần số không cần cấp phép người có quyền sử dụng 1.2 Ý tưởng khái niệm vô tuyến khả tri 1.2.1 Ý tưởng phát triển vô tuyến khả tri Hầu hết hệ thống thông tin vô tuyến yêu cầu bảo vệ chặt chẽ chống lại nhiễu từ hệ thống vô tuyến khác Ngày nay, phổ cấp phép đảm bảo khỏi nhiễu Phần lớn phổ vô tuyến cấp cho hệ thống thông tin dịch vụ truyền thông.Tuy nhiên, tài nguyên phổ lại bị lãng phí nhiều lí 1.2.2 Khái niệm vô tuyến khả tri-Cognitive Radio (CR) Hệ thống vô tuyến thông minh hệ thống mà phần tử có khả thay đổi tham số (công suất, tần số) sở tương tác với môi trường hoạt động Mục đích vô tuyến thông minh cho phép thiết bị vô tuyến khác hoạt động dải tần trống tạm thời mà không gây nhiễu đến hệ thống vô tuyến có quyền ưu tiên cao dải tần 1.3 Chu trình hoạt động vô tuyến khả tri Ta tóm tắt ba bước chu trình thông minh: cảm nhận phổ, phân tích phổ định phổ 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 thông 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 thông qua đặc tính phổ yêu cầu người dùng 1.4 Kiến trúc vật lý hệ thống vô tuyến khả tri Kiến trúc chung hệ thống thu phát CR minh họa hình Trong phận hệ thống phần đầu (RF Front-End) phần xử lý băng gốc 5 1.5 Vô tuyến định nghĩa phần mềm (SDR) SDR kỹ thuật quan trọng để thực vô tuyến khả tri Trước vô tuyến khả tri đời, SDR chủ yếu phục vụ cho chế độ đa nhiệm thiết bị không dây đa chuẩn Tuy nhiên, vai trò SDR vô tuyến khả tri vô quan trọng, thực chức ( nhận thức, cảm biến, … ) Để triển khai CR từ SDR, cần thêm vào SDR khối xử lí thông minh chia xẻ phổ tần động (DFS), điều khiển công suất (TPC), IPD Điểm khác biệt chủ yếu CR so với vô tuyến định nghĩa phần mềm SDR khả khả tri (khả nhận thức), tự động thích ứng nhanh với thay đổi môi trường vô tuyến Vô tuyến thông thường RF Điều chế Mã hóa Tạo khung Phần cứng Vô tuyến định nghĩa phần mềm RF Phần mềm Điều chế Mã hóa Tạo khung Phần cứng Vô tuyến Khả tri RF Xử lí Xử lí Phần mềm Điều chế Mã hóa Tạo khung Xử lí Xử lí thông minh (cảm nhận, định, chia sẻ) Phần cứng Phần mềm 1.6 Ứng dụng vô tuyến khả tri Vô tuyến khả tri ứng dụng rộng rải việc cải thiện hoạt động hệ thống thông tin không dây thiết lập hệ thống thông tin không dây Ứng dụng tối ưu hóa nâng cao chất lượng Tài nguyên vô tuyến không dây có giới hạn Do mà cần phải xem xét cẩn thận có kế hoạch sử dụng nguồn tài nguyên cách hợp lí Nguồn tài nguyên bao gồm phổ, phần cứng/phần mềm, kiến trúc hạ tầng mạng, công suất Nó giúp cải thiện chất lượng hệ thống thông tin Tối ưu phần cứng / phần mềm : Phần cứng phần thực việc truyền/nhận thông tin liên lạc Cụm từ phần cứng/phần mềm nguồn tài nguyên mà vô tuyến khả tri sử dụng thông minh để cải thiện hoạt động thông tin Một ưu điểm ứng dụng vô tuyến khả tri dựa vào SDR khả nâng cấp phần cứng thông qua thay đổi phần mềm Nó  Giảm việc nhu cầu thay phần cứng  Giá thành vận hành, thay thế, nhân công thấp  Sẵn sàng cho nhiều ứng dụng  Giảm phức tạp phần cứng Cấu hình phần cứng để hoạt động mạng Một điện thoại di động hoạt động mạng GSM thiết lập kết nối dựa mạng WLAN tình khẩn cấp Cấu hình phần cứng để hoạt động phổ cách sử dụng dạng sóng tương thích Khi cảm biến khoảng phổ trống, vô tuyến khả tri điều chỉnh thông số tín hiệu (băng thông, tần số, điều chế,mã hóa) tương ứng với điều kiện phổ chọn Kết cải thiện chất lượng liên lạc tốt 7 Tối ưu công suất quan trọng kết nối không dây thời gian dài, giúp trì chất lượng kết nối yêu cầu Vô tuyến khả tri cải thiện việc sử dụng công suất hệ thống thông tin Điều khiển công suất thích nghi : điều khiển công suất tương ứng với chất lượng kết nối thực nhiều hệ thống không dây Tuy nhiên điều chỉnh bị động giới hạn Vô tuyến khả tri vượt qua giới hạn điều chỉnh công suất phù hợp Tối ưu công suất cách tự động tắt, tạm ngưng dịch vụ ưu tiên thấp thông báo người dùng công suất đạt đến ngưỡng xác định Điều giúp tiết kiệm công suất cho hệ thống sử dụng ưu tiên cao Tối ưu phổ tần Việc sử dụng tài nguyên phổ nghiêm ngặt, hệ thống vô tuyến khả tri giúp sử dụng hệ thống phổ cách hiệu tối ưu Vô tuyến khả tri cho phép nhảy đến phổ với nhiễu thấp SNR tốt hơn, thiết lập kênh truyền xác định có phổ sẳn sàng Tối ưu hệ thống mạng vô tuyến Mạng bao gồm tài nguyên phần cứng/phần mềm nguồn, đích phần tử đường kết nối thông tin không dây Mạng tối ưu với kết nối cụ thể phụ thuộc vào nút mạng riêng lẻ hặc kết hợp Một số tác vụ mạng kết hợp ứng dụng vô tuyến khả tri  Tối ưu đường truyền: vô tuyến khả tri xác định đường truyền tối ưu tái cấu hình thông số mạng để sử dụng đường truyền Kết tài nguyên mạng tối ưu cực tiểu thời gian trễ giá thành  Thay đổi cấu trúc liên kết: thay đổi tự động cấu trúc liên kết mạng để thiết lập trì liên lạc nguồn đích Vô tuyến khả tri xếp lại mạng nguồn đích để tối ưu hoạt động tài nguyên mạng  An ninh mạng: Vô tuyến khả tri cung cấp an ninh cấp độ cao để chống lại xâm nhập tin tặc phá hủy mạng 8  Mạng nâng cấp mềm: nâng cấp thành phần mạng thông qua phần mềm nhằm giúp giảm việc thay thiết bị phần cứng có kết nối hay công nghệ Sự tương tác Sự tương tác công cụ hữu hiệu miền vô tuyến khả tri giúp cho hệ thống thông tin không dây vượt qua rào cản Để biến hệ thống tương tác lý tưởng thành thực phải thời gian dài Tuy nhiên, số ứng dụng vô tuyến khả tri giúp quản lý sách cách thông minh Ứng dụng tương tác áp dụng quân đội an ninh công cộng Vai trò thiết bị tương tác, dịch vụ, mạng, phổ có tính định ứng dụng Trong phần khác, ví dụ ứng dụng khách hàng, vô tuyến khả tri đề nghị tương tác dịch vụ có phổ cấp phép, không phép mạng khác 9 CHƯƠNG 2: CẢM NHẬN PHỔ TẦN CHO VÔ TUYẾN KHẢ TRI 2.1 Giới thiệu cảm nhận phổ tần cho vô tuyến khả tri Việc cảm biến phổ nhiệm vụ thiết yếu mạng vô tuyến nhận thức, cho phép người dùng thứ phát khoảng phổ trống thay đổi môi trường vô tuyến để tận dụng khoảng tần số mà không ảnh hưởng đến hệ thống trên.Do cảm biến chìa khóa kỹ thuật cognitive radio Vì vậy, chương này, ta xét kỹ thuật cảm nhận phổ tần bản, cảm nhận phổ tần đơn băng, đa băng vô tuyến khả tri 2.2 Mô hình cảm nhận phổ vô tuyến khả tri Trên sở nghiên cứu tổng quan mô hình CR, chức SDR nói chung, chức cảm nhận phổ nói riêng CR, thuật toán cảm nhận phổ lý thuyết tảng toán phát tín hiệu, mô hình SDR thực chức cảm nhận phổ dải rộng (Wideband Sensing Block - WSB) cho CR đề xuất 10 2.3 Phân loại Có nhiều cách để phân loại kỹ thuật cảm nhận phổ tần Một số cách phân loại như: Cảm nhận phổ tần vô tuyến khả tri đơn băng – đa băng, cảm nhận phổ tần vô tuyến khả tri có hợp tác – hợp tác, Ngoài ra, cách phân loại sử dụng nhiều phân loại cảm nhận phổ tần dựa vào đặc điểm kỹ thuật Khi đó, cảm nhận phổ tần vô tuyến khả tri chia làm loại:  Cảm nhận chiếm giữ phổ (Occupancy Sensing ): phát chiếm giữ phổ phổ tần quan sát, qua xác định dải phổ trống mức sử dụng Một ví dụ cảm nhận chiếm giữ phổ phát dựa vào lượng (Energy Based Detection)  Cảm nhận đặc trưng (Identity Sensing): phân biệt dải phổ bị chiếm giữ người dùng sơ cấp (PU) bị chiếm giữ thiết bị thứ cấp (Second User) khác Điều đặc biệt quan trọng môi trường có hoạt động PU, khoảng phổ trống không chia sẻ cho thiết bị khác, tránh làm ảnh hưởng đến thiết bị PU Một ví dụ cảm nhận đặc trưng cảm nhận dựa vào đặc điểm( Featurebased Detection) 11 2.4 Cảm nhận phổ tần đơn băng cho vô tuyến khả tri Mỗi phát có ưu nhược riêng Việc chọn phát dựa vào nhiều nhân tố mức độ hiểu biết SU tín hiệu PU Tuy nhiên, SU thường có xác thông tin cần thiết SU quét liên tục nhiều dải tần Có thể dùng phát đặc trưng có sẵn phần thông tin (nghĩa là, hoa tiêu, tiền tố tuần hoàn, mào đầu….) Nó hữu hiệu tạp âm Tuy nhiên, mức độ phức tạp xử lý, thời gian xử lý, tiêu thu công suất cao so với phát khác Cuối cùng, phát lượng đơn giản không cần biết thông tin tín hiệu PU, mức ngưỡng lại phụ thuộc vào phương sai tạp âm  2, không ước tính xác, hiệu trở nên Thực tế, bất ổn  phát SNR nhỏ 2.4.1 Cảm biến phổ tần dựa vào lượng Phương pháp cảm biến lượng (Energy detection) phương pháp cảm biến phổ để phát khoảng phổ đăng kí sử dụng hay không Phương pháp phát lượng dựa vào so sánh tín hiệu đầu cảm biến với mức ngưỡng xác định trước Khó khăn việc cần phải lựa chọn mức ngưỡng thích hợp ứng với PR signals Phương pháp hoạt động hiệu số SNR cao Sơ đồ khối sau : Tín hiệu đưa vào, sau qua chuyển đổi từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, trình lấy mẫu xử lý FFT, sau bình phương, lấy trung bình công thức nêu Cuối cùng, kết so sánh với giá trị ngưỡng để định có mặt tín hiệu nhiễu hay không 12 2.4.2 Cảm biến phổ dựa vào đặc điểm Phương pháp bao gồm thuật toán Matched filter Cyclostationary feature based detection Phương pháp Matched filter Đây phương pháp thích hợp cho việc nhận dạng tín hiệu, matched filter dùng tỉ số SNR lớn Để thực trình nhận dạng lọc thích nghi secondary user hệ thống CR cần phải có đầy đủ thông tin: băng thông, tần số trung tâm, dạng điều chế tốc độ truyền, định dạng khung dạng xung tín hiệu nguồn phát Phương pháp ổn định vòng Phương pháp giải vấn đề xử lý phức tạp thời gian trễ matched filter Nói chung, tín hiệu thông tin mô trình ngẫu nhiên Tuy nhiên, tín hiệu thường điều chế với sóng mang hình sin, chuỗi xung tuần hoàn, tiền tố chu kỳ dẫn đến tính tuần hoàn sẵn có Những tín hiệu điều chế mô trình ngẫu nhiên ổn định vòng (cyclostationary) dựa vào số liệu thống kê chúng, giá trị trung bình, tương quan tính tuần hoàn Tính tuần hoàn điển hình giới thiệu tín hiệu định dạng để thiết bị thu khai thác : pha sóng mang,xung thời gian,hướng tới Phương pháp sử dụng cho dò tìm tín hiệu ngẫu nhiên với kiểu điều chế đặc trưng nhiễu tín hiệu khác Có thể phân tích tín hiệu ngẫu nhiên cố định dựa vào hàm tự tương quan mật độ phổ công suất Nói cách khác, phương pháp biểu diễn mối tương quan thành phần phổ riêng biệt Với cyclostationary feature detection, việc cảm 13 biến tập trung vào xác định đặc điểm mang tính tuần hoàn cố gắng giải mã phục hồi toàn dải thông tin matched filter 2.4.3 Phương pháp cảm biến dựa vào hiệp phương sai Chúng ta biết rằng, cảm biến tín hiệu nhiệm vụ quan trọng vô tuyến khả tri Đã có nhiều phương pháp để cảm biến phổ energy detection, matched filter, cyclostationary detection… gặp khó khăn môi trường tồn tín hiệu nhiễu mà không xác định, thay đổi theo thời gian mà không theo qui luật Vì vậy, người ta xây dựng phương pháp mà khắc phục ảnh hưởng nhiễu; phương pháp covariance Phương pháp xây dựng dựa vào việc xây dựng ma trận hiệp phương sai từ tín hiệu nhận Phương pháp chia làm phương pháp sau Không phương pháp khác, phương pháp không cần thông tin tín hiệu PR user, nhiên lại nhạy cảm với tín hiệu nhiễu không xác định môi trường, phải biết xác thông tin tín hiệu nhiễu Mà thực tế,việc xác định xác thông tin thực khó khăn Do đó, để khắc phục yếu điểm đó, người ta xây dựng phương pháp dựa vào việc thống kê giá trị hiệp phương sai tự động hiệu chỉnh theo tín hiệu nhận Việc thống kê giá trị hiệp phương sai tự động hiệu chỉnh tín hiệu nhiễu hoàn toàn khác 2.4.4 Cảm biến phổ kết hợp Ý tưởng cảm nhận hợp tác tăng cường hiệu cảm nhận cách tận dụng phân tập không gian quan sát người dùng CR phân bố không gian Bằng cách hợp tác, người dùng CR chia sẻ thông tin cảm nhận để đưa định cuối xác định riêng lẽ 14 2.5 Cảm nhận phổ tần đa băng cho vô tuyến khả tri Các mạng vô tuyến khả tri đa băng (MB-CRNs) gần quan tâm nghiên cứu cải thiện đáng kể thông lượng SU Tồn số kịch mà MB-CRN gặp phải Nhiều hệ thống truyền thông đại ứng dụng cần có truy nhập băng rộng Phổ băng rộng chia thành nhiều băng kênh Vì vậy, dẫn đến vấn đề phát đa băng Khi SU muốn giảm thiểu ngắt quãng liệu PU tái dụng băng tần, phải liên tục chuyển giao số liệu từ băng tần đến băng tần khác Vì vậy, SU phải có thêm kênh dự phòng Với MB-CRN, SU có tập kênh ứng cử, mà giảm tần xuất chuyển giao Khi SU muốn đạt thông lượng cao trì QoS, cần có băng rộng cách truy nhập đa băng Trong truyền thông hợp tác, SU chia sẻ kết phát với Tuy nhiên, SU giám sát tập kênh con, sau chia sẻ kết với nhau, cảm nhận toàn phổ tần, hiển nhiên có nhiều hội truy nhập phổ tần Một số phương pháp cảm nhận tìm hiểu gồm có: 15  Cảm nhận phổ tần đa băng Trong cảm nhận phổ tuần tự, ta dùng phát đơn băng đề cập phần để cảm nhận đa băng: Bộ phát đơn băng BPF khả chỉnh BPF Cảm nhận thô (Phát lượng) Bộ phát đơn băng Cảm nhận tinh (Phát đặc trưng) Có thể cảm nhận phổ hai tầng gồm tầng cảm nhận sơ tầng cảm nhận tinh cần hình Chẳng hạn, dùng phát cho hai tầng Ở tầng cảm nhận thô thực tìm nhanh băng rộng tầng tinh thực băng tần ứng cử Các mô cho thấy cảm nhận phổ tần tầng nhanh so với tầng PU hoạt động nhiều Tầng thô dựa vào phát lượng xử lý nhanh Nếu kiểm nghiệm thống kê lớn ngưỡng tiền định, coi băng tần bị chiếm dụng Mặt khác, phát đặc tính dừng lặp thực tầng cảm nhận tinh khả SNR thấp  Cảm nhận phổ tần song song Trong cảm nhận song song, SU trang bị nhiều phát đơn băng SB cho SB cảm nhận băng tần cụ thể Điều thực ngân hàng lọc Nó gồm nhiều BPF, BPF có tần số trung tâm cụ thể, sau phát đơn băng Đối với băng trước cấu trúc tín hiệu, ta dùng phát lượng Tuy nhiên, ngân hàng lọc cần nhiều thành 16 phần tần số vô tuyến RF, làm tăng chi phí thực tăng kích thước máy thu Mức độ phức tạp tăng lên phát không loại  Cảm nhận sóng (Wavelet Sensing) Một giả thiết thực kỹ thuật trước là, SU biết số băng M định vị tần số f1; f2; ; fM Tuy nhiên, giả định lại không thực tế vô tuyến khả tri phải có khả hỗ trợ công nghệ không đồng có yêu cầu khác (sơ đồ truyền dẫn, độ rộng băng tần,…) Để khắc phục vấn đề này, phát dựa vào sóng ứng cử tốt khả phát phân tích đặc tính bất thường phổ tần Sự bất thường có biểu lộ quan trọng xuất biên băng (nghĩa là, ta phát từ băng đến băng lân cận) Sử dụng phép biến đổi sóng WT để cảm nhận phổ đa băng 17 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG KỸ THUẬT CẢM NHẬN PHỔ TẦN TRONG MẠNG VÔ TUYẾN KHẢ TRI Trong chương 3, thực mô phương pháp cảm nhận phổ tần vô tuyến khả tri để kiểm chứng hiểu sâu phương pháp Hình Mô hình mô phương pháp cảm nhận phổ tần Tín hiệu phát s(t) qua kênh truyền nhiễu AWGN cộng thêm tín hiệu nhiễu v(t) Tại thu hệ thống vô tuyến nhận thức nhận tín hiệu x(t) Bằng cách sử dụng chức cảm biến phổ, tín hiệu x(t) xử lí đưa kết cảm biến có hay tín hiệu PU dải băng tần quan sát Tiến hành phân tích, đánh giá:  phương pháp cảm nhận phổ tần lượng  Mô phương pháp Matched Filter  Phương pháp cảm biến dựa vào đặc điểm ổn định vòng  Hiệu hợp tác cảm nhận phổ tần  Tiến hành phân tích, đánh giá phương pháp sóng ( Wavelet sensing ) 18 Nhận xét Tùy thuộc vào điều kiện định mà ta sử dụng phương pháp khác để đạt hiệu cao Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm định Phương pháp phát lượng phương pháp dễ sử dụng, đơn giản kết mang lại chưa xác, sử dụng môi trường SNR cao Phương pháp phát đặc trưng cải thiện đáng kể chất lượng cảm nhận yêu cầu phải biết phần thông số đặc trưng PU, chế cảm nhận lại phức tạp Phương pháp phát quán phương pháp mang lại xác lớn nhất, thời gian phát nhanh lại khó khả thi thực tế, yêu cầu nắm rõ phần lớn thông tin PU Phương pháp hợp tác cảm nhận phổ tần phương pháp giúp cải thiện độ tin cậy tính xác hệ thống vô tuyến khả tri, hệ thống phưc tạp, đòi hỏi kết hợp nhiều thành phần mạng vô tuyến Đối với cảm nhận phổ tần đa băng, đặc biệt phương pháp cảm nhận sóng wavelet sensing, công nghệ có ưu điểm khả hoạt động rộng dải tần, kỹ thuật phát gặp nhiều phức tạp nhiều vướng mắc 19 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Cảm nhận phổ tần cho vô tuyến khả tri kĩ thuật mẽ giới, đặc biệt Việt Nam Cảm nhận phổ tần cho vô tuyến khả tri, hi vọng mang lại đột phá mẽ cho hệ thống vô tuyến không dây tương lai không xa Đối với công nghệ vô tuyến khả tri kỹ thuật cảm nhận phổ tần vô tuyến khả tri đặc biệt quan trọng ảnh hưởng đến xác hệ thống Trong giới hạn luận văn kỹ thuật cảm nhận phổ tần cho vô tuyến khả tri tập trung nghiên cứu đến cảm nhận phổ tần đơn băng cảm nhận phổ tần đa băng Các phương pháp cảm đưa gồm có cảm nhận phổ tần dựa vào lượng, đặc điểm, hiệp phương sai, sóng (wavelet)… Mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm riêng Do môi trường có nhiễu thấp ta sử dụng phương pháp cảm biến lượng, có thông tin người dùng sơ cấp phương pháp Matched Filter mang hiệu tốt Đối với môi trường có mức độ nhiễu cao ta tiến hành sử dụng phương pháp phức tạp ổn định vòng, hiệp phương sai, sóng Ngoài cảm nhận phổ kết hợp kỹ thuật nâng cao khả phát hệ thống vô tuyến khả tri Trong luận văn này, kết nghiên cứu thực môi trường tạp âm Gauss Trong thời gian tới đây, hướng nghiên cứu tìm hiểu kỹ thuật cảm nhận phổ tần môi trường nhiễu khác  ... cảm nhận phổ tần vô tuyến khả tri đặc biệt quan trọng ảnh hưởng đến xác hệ thống Trong giới hạn luận văn kỹ thuật cảm nhận phổ tần cho vô tuyến khả tri tập trung nghiên cứu đến cảm nhận phổ tần. .. công nghệ vô tuyến khả tri Chương 2: Trình bày phương pháp cảm nhận phổ tần kỹ thuật cảm nhận phổ tần số phổ tần đơn, đa băng Chương 3: Thực phân tích, đánh giá phương pháp cảm nhận phổ tần đề cập... đơn băng, đa băng vô tuyến khả tri 2.2 Mô hình cảm nhận phổ vô tuyến khả tri Trên sở nghiên cứu tổng quan mô hình CR, chức SDR nói chung, chức cảm nhận phổ nói riêng CR, thuật toán cảm nhận phổ