Tài nguyên vô tuyến không dây là có giới hạn. Do vậy mà cần phải xem xét cẩn thận và có kế hoạch sử dụng nguồn tài nguyên này một cách hợp lí.
Nguồn tài nguyên này bao gồm phổ, phần cứng/phần mềm, kiến trúc hạ tầng mạng, và công suất. Hình 3.2 mô tả tài nguyên vô tuyến không dây có thể được tối ưu hóa bởi ứng dụng cảu vô tuyến nhận thức. Nó giúp cải thiện chất lượng của hệ thống thông tin. Hình minh họa hệ thống thông tin nói chung với các thiết bị không dây đa dạng mà chất lượng được cải thiện nhờ vô tuyến nhận thức
Hình 3. 2: Tài nguyên thông tin không dây
Phần cứng và phần mềm
từ phần cứng/phần mềm là nguồn tài nguyên mà vô tuyến nhận thức có thể sử dụng thông minh để cải thiện hoạt động thông tin.
Một trong những ưu điểm của ứng dụng vô tuyến nhận thức dựa vào SDR là khả năg nâng cấp phần cứng thông qua thay đổi phần mềm. Nó có thể:
- 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
Hình 3. 3: Các thiết bị trong hệ thống thông tin không dây
Chúng ta sẽ lần lượt xét các nguồn tài nguyên khác nhau và những ứng dụng riêng cho nó.
nâng cấp từ các nút
lân cận. Chúng kết hợp với nhau để chia sẻ nguồn tài nguyên phần cứng/phần mềm.
Ứng dụng quan trọng khác của vô tuyến nhận thức dựa vào SDR :
- Cấu hình phần cứng để có thể hoạt động trên bất kì mạng nào. Một điện thoại di động hoạt động trong mạng GSM có thể thiết lập kết nối dựa trên mạng WLAN trong tình huống khẩn cấp.
- Cấu hình phần cứng để hoạt động trên bất kì phổ nào bằng cách sử dụng dạng sóng tương thích. Khi đã cảm biến được khoảng phổ trống, vô tuyến nhận thức sẽ điều chỉnh các thông số tín hiệu (băng thông, tần số, điều chế,mã hóa) tương ứng với điều kiện phổ đã chọn. Kết quả là luôn cải thiện được chất lượng liên lạc tốt nhất có thể.
Hình 3. 4: Thông tin trên nhiều phổ và mạng khác nhau
Công suất
Tối ưu công suất rất quan trọng trong kết nối không dây trong thời gian dài, giúp duy trì chất lượng kết nối yêu cầu. Vô tuyến nhận thức có thể cải thiện việc sử dụng công suất trong hệ thống thông tin. Một số ứng dụng vô tuyến nhận thức liên quan đến công suất như sau:
- Điều khiển công suất thích nghi: Điều chỉnh công suất tương ứng với chất lượng kết nối đã được thực hiện trong nhiều hệ thống không dây thích nghi. Tuy nhiên, những điều chỉnh này vẫn còn bị động và giới hạn. Vô tuyến nhận thức sẽ
vượt qua giới hạn đó và có thể điều chỉnh công suất ở bất kì cấp độ cho bất kì chất lượng kết nối nào
- Tối ưu công suất bằng cách tự tắt hoặc, tạm ngưng hoạt các nhiệm vụ ưu tiên thấp, hoặc thông báo người dùng khi mức công suất đạt đến một mức ngưỡng xác định. Điều này giúp tiết kiệm công suất cho hệ thống để sử dụng cho các nhiệm vụ ưu tiên cao hơn.
- Cho phép chỉ truyền khi có sự thay đổi về hình hay âm thanh của cảnh quan sát nhằm tiết kiệm công suất.
Phổ
Tài nguyên phổ bên ngoài dải băng tần đã được gán cố định bao gồm:
- Bất kì băng tần cấp phép đang sử dụng ví dụ như băng GSM cho mạng điện thoại
- Bất kì băng tần cấp phép không sử dụng ví dụ như phổ trong trong băng tần dành cho an toàn công cộng hay băng tần TV
- Bất kì băng tần không cấp phép như băng dành cho công nghiệp, khoa học, y tế (IMS)
- Bất kì băng tần ko phép không sử dụng như băng tần 60 GHZ
Việc sử dụng tài nguyên phổ rất nghiêm ngặt. Vô tuyến nhận thức sẽ giúp sử dụng tài nguyên này một cách hiệu quả và tối ưu. Vô tuyến nhận thức có thể cho phép nhảy đến phổ mới với nhiễu thấp và SNR tốt hơn. Nó có thể thiết lập liên lạc bất kì khi nào và ở đâu ngay khi có phổ sẵn sang.
Mạng
Mạng có thể bao gồm tài nguyên phần cứng/ mềm của nguồn, đích và các phần tử trong đường kết nối thông tin không dây. Mạng tối ưu với một kết nối cụ thể có thể phụ thuộc vào các nút mạng riêng lẻ hoặc kết hợp.
Các tác vụ của mạng có thể thực hiện bởi vô tuyến nhận thức trên các nút riêng lẻ. Tuy nhiên hiệu quả của nó còn phụ thuộc vào hoạt động mạng.
Tối ưu lớp ngang: Bao gồm tối ưu các chức năng của các giao thức. Vô
tuyến nhận thức cót 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 thông
số mạng nhằm cải thiện khả năng mạng, xử lí nhiều ứng dụng, thực hiện quyền ưu tiên khi có tắc nghẽn mạng. Một số tác vụ của mạng kết hợp ứng dụng vô tuyến nhận thức.
Tối ưu đường truyền: Vô tuyến nhận thức có thể xác định đường truyền tối
ưu và tái cấu hình các thông số mạng để sử dụng đường truyền đó. Kết quả là tài nguyên mạng được tối ưu và cực tiểu được thời gian trễ và giá thành.
Thay đổi cấu trúc liên kết: Thay đổi tự động cấu trúc liên kết mạng để thiết
lập và duy trì liên lạc giữa nguồn và đích. Vô tuyến nhận thức có thể sắp xếp lại mạng giữa nguồn và đích để tối ưu hoạt động cũng như tài nguyên mạng
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 phần 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 công nghệ mới
Hình 3. 5 Tối ưu mạng
Ứng dụng sự tương kết:
Sự tương kết là công cụ hữu hiệu trong miền vô tuyến nhận thức giúp cho hệ thống thông tin không dây có thể vượt qua bất cứ rào cản giới hạn nào. Để có thể biến hệ thống tương kết lí tưởng thành hiện thực thì còn phải mất thời gian dài. Tuy nhiên, một số ứng dụng vô tuyến nhận thức sẽ giúp quản lí chính sách một cách thông minh, tối ưu lớp ngang, sử dụng kiến thức mạng, cấu hình hệ thống. Vô
tuyến nhận thức có thể xây dựng nền SDR mà có khả năng giải quyết vấn đề tương kết hệ thống và vô tuyến.
Ứng dụng tương kết đã được áp dụng trong quân đội và an ninh công cộng. Vai trò của các thiết bị tương kết , dịch vụ, mạng, và phổ có tính quyết định đối với những ứng dụng này. Trong phần khác, ví dụ như ứng dụng khách hàng, vô tuyến nhận thức có thể đề nghị tương kết dịch vụ có phổ cấp phép, không phép và các mạng khác.