Hình 2-4 Sự phát triển của Cognitive Radio (CR).
Software Capable Radios đặc điểm chung của hệ thống này là phương pháp điều
chế được cố định, dải tần số nhỏ, khả năng truyền tải thấp, có khả năng dùng phần mềm điều khiển được.
- SINCGARS (Single-Channel Ground and Airborne Radio System): đây là hệ thống điều khiển liên lạc giữa trạm mặt đất và máy bay của Mỹ. Hệ thống sử dụng điều chế AM có 2320 kênh (25 kHz) giữa khoảng 30 đến 88 MHz. Phần mềm điều khiển của hệ thống có thể thay đổi được.
- MIDS (Multifunction Information Distribution System): hệ thống này sử dụng để thông tin giữa các máy bay phục vụ giao thông đường không. Hệ thống dùng phương pháp trải phổ trực tiếp, tần số không cố định, dải tần hoạt động 1 GHz.
Software programmable radios đặc điểm của hệ thống này là các chức năng có
thể được thêm mới vào phần mềm, tức phần mềm có thể cập nhật.
Hệ thống điển hình:AN/ARC-210 đây là hệ thống liên lạc giao thông đường không. Hệ thống được thiết kế với khả năng phần mềm có thể được cập nhật, thay đổi khi cần nhưng phần cứng không đổi.
Hệ thống điển hình của SDR
DMR (Digital Modular Radio) đây là hệ thống được liên kết với các hệ thống chiến thuật khác HF, DAMA, HaveQuick and SINCGARS. Hệ thống này có khả năng lập trình được và các chức năng được mã hóa trên phần mềm. Hệ thống được dùng cho quân sự Mỹ.
Aware, Adaptive, and CRs: hệ thống mà có khả năng nhận biết được các thông số
từ môi trường đều được coi là aware systems. Khi một hệ thống có khả năng nhận biết rồi thay đổi hoạt động thích ứng với điều kiện mới và ghi nhớ, học cách hoạt động mới đó là một CR (cognitive radio).
Aware Radios hệ thống có khả năng cảm nhận bằng tín hiệu âm thanh (microphone) hoặc tần số RF. Khi những cảm biến này thu nhận tín hiệu từ môi trường nó trở thành một aware radio. Phổ tần số có thể được cảm nhận bằng ước lượng kênh, nhiễu hoặc tín hiệu. Ví dụ hệ thống GPS, aware radio cảm nhận được thông tin của user để xác định được vị trí của user. Hệ thống CDMA có thể nhận biết được Qos để thay đổi băng thông cho kênh truyền.
Adaptive Radios tần số, băng thông hiện thời, sơ đồ điều chế, mã sửa lỗi, cân bằng kênh như dùng bộ lọc RAKE, … nếu một hệ thống có thể điều chình những thông số hoạt động của nó thì được coi là Adaptive Radios. Hiện tại có hai hệ thống không dây là: digital European cordless telephone (DECT) and 802.11a được sử dụng. DECT cảm nhận được nhiễu và tạp âm trong 1 dải tần số và nó chọn sóng mang tại những tần số có nhiễu và tạp âm thấp nhất để sử dụng. Dẫu vậy kiến trúc của nó được xây dựng trên phần cứng nên chưa hẳn được coi là một Adaptive Radios . 802.11a cảm nhận được tỉ lệ lỗi bit (BER) trên đường truyền và tự thay đổi
tốc độ điều chế và mã tiền sửa lỗi (FEC). Tuy vậy hệ thống sử dụng chip ASIC là những chip không có khả năng tái lập trình nên hệ thống này cũng chưa được coi là
Adaptive Radios.
Cognitive Radios một hệ thống CR có những đặc trưng như: cảm nhận môi
trường, điều tiết theo môi trường, ghi nhận những sự kiện, có khả năng học để lựa chọn cách đáp ứng mới và có khả năng tự làm chủ hoạt động.
Hệ thống đặc trưng CR là Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) NeXt Generation (XG). Hệ thống này cảm nhận môi trường phát hiện phổ tần số trống, sử dụng những sóng mang trên dải tần này và rời bỏ sang dải tần khác khi dải tần đó được sử dụng bởi sóng vô tuyến hợp pháp. Hệ thống thử nghiệm đầu tiên được thực hiện năm 2004 – 2005.
Hình 2-5 Kiến trúc mạng xG [8].
Mạng chính: là cơ sở hạ tầng mạng hiện có nó sử dụng phổ tần được cấp phép. Ví dụ thông thường là di động và truyền hình.
- Người dùng chính Primary User (PU) sử dụng phổ được cấp phép, chỉ có thể được điều khiển bởi các trạm chính, không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của các người dùng phụ Secondary User (SU). PU không cần sửa đổi hay bổ sung chức năng cùng mạng xG.
- Trạm chính: là các trạm của cơ sở hạ tầng cố định.
Mạng xG: Mạng có nhận thức, sử dụng phổ linh hoạt, sử dụng phổ không được cấp phép.
- Người dùng xG: dùng phổ không cấp phép nên cần thêm chức năng chia sẻ băng tần.
- Trạm xG: trạm gốc của mạng xG cung cấp kết nối cho một người dùng xG truy nhập các mạng khác.
- Spectrum broker: là một thực thể mạng trung tâm mà đóng một vai trò trong việc chia sẻ các nguồn tài nguyên phổ giữa các mạng khác nhau xG. Spectrum môi giới có thể được kết nối với từng mạng và có thể phục vụ như là một người quản lý thông tin phổ để cho phép cùng tồn tại của nhiều mạng xG.