Trong thông tin vô tuyến, thông thƣờng thì nhiễu trong một hệ thống có thể đƣợc điều chỉnh thông qua việc điều khiển các tham số của máy phát nhƣ công suất bức xạ, mức năng lƣợng bức xạ ngoài băng và vị trí của riêng của các máy phát. Tuy nhiên, trên thực tế nhiễu lại diễn ra và ảnh đến các máy thu. Năm 2003, FCC đã đƣa ra một mô hình mới để xác định mức độ và quản lý nhiễu đƣợc gọi là mô hình nhiệt nhiễu (Interference Temperature). Mô hình này dùng để quy định mức công suất thu thay cho mức công suất phát nhƣ trong các mô hình thông thƣờng. Sử dụng mô hình này, các mạng vô tuyến nhận thức đang hoạt động trên những dải tần đã đƣợc cấp phép sẽ đo kiểm môi trƣờng nhiễu hiện tại và điều chỉnh những đặc tính truyền dẫn của chúng sao cho hoạt động của chúng không làm tăng nhiệt độ nhiễu quá mức cho phép. Đây chính là ý tƣởng cơ bản của phƣơng pháp cảm biến phổ dựa
43 trên mô hình quản lý nhiệt độ nhiễu.
Để hiểu hơn phƣơng pháp này, chúng ta sẽ đi tìm hiểu về khái niệm nhiệt độ nhiễu. Nhiệt độ nhiễu giống nhƣ là nhiệt độ tạp âm. Nó là kết quả đo đƣợc tính từ công suất của băng bị chiếm bởi nhiễu. Nhiệt độ nhiễu đƣợc đo bằng nhiệt độ oK và đƣợc xác định theo công thức sau:
𝑇𝐼 𝑓𝑐, 𝐵 = 𝑃𝐼(𝑓𝑐, 𝐵) 𝑘𝐵 𝐾 (2.9) Trong đó: - B: độ rộng bằng tần đƣợc đo (Hz) - fc: tần số trung tâm (Hz)
- PI( f c,B):là công suất nhiễu trung bình tại tần số fc
- k: là hằng số Boltzamann và k=1,38.10-23
Trong mỗi một vùng địa lý nhất định, FCC sẽ thiết lập một giá trị giới hạn nhiệt độ nhiễu TL . Giá trị này đặc trƣng cho khối lƣợng nhiễu lớn nhất có thể chấp nhận đƣợc đối với một dải tần tại một vị trí địa lí nào đó. Bất kỳ máy phát vô tuyến nhận thức nào phát tín hiệu trên dải tần này đều phải đảm bảo rằng nhiễu mà chúng gây ra không làm cho nhiệt độ nhiễu tại máy thu sơ cấp vƣợt quá giới hạn quy định này. Nói một cách khác thì chúng ta phải đảm bảo rằng hoạt động của chúng ta không vi phạm giới hạn về nhiệt độ nhiễu tại máy thu.
Giả sử rằng, máy phát vô tuyến nhận thức đang phát với công suất trung bình
P, tần số sóng mang fc , băng thông B và trong dải tần (fc – B/2, fc + B/2) có n tín hiệu của các ngƣời dùng sơ cấp với tần số và độ rộng băng thông tƣơng ứng là fi và
Bi . Khi đó hoạt động của hệ thống vô tuyến nhận thức phải đảm bảo:
𝑇𝑖 𝑓𝑖, 𝐵𝑖 + 𝑀𝑖𝑃
𝑘𝐵𝑖 ≤ 𝑇𝐿 𝑓𝑖 ∀𝑖 ∈ 1, 𝑛 (2.10)
Trong biểu thức (2.10), hằng số Mi nhận các giá trị nằm trong đoạn [0;1]. Mi đặc trƣng do mức độ suy giảm tín hiệu do fadinh và suy hao đƣờng truyền giữa máy phát vô tuyến nhận thức và máy thu sơ cấp. Do chúng ta không thể biết đƣợc chính
44
xác khoảng cách của hệ thống vô tuyến nhận thức tới tất cả các máy thu sơ cấp nên chúng ta sẽ giả sử rằng giá trị này đƣợc điều chỉnh bởi hệ thống nào đó.
Mặc dù mô hình nhiệt nhiễu là mô hình phù hợp nhất với mục đích của cảm biến phổ nhƣng có rất nhiều khó khăn trong việc thực hiện phƣơng pháp này. Khó khăn đầu tiên gặp phải là việc đo lƣờng chính xác nhiệt độ nhiễu tức thời tại các máy thu sơ cấp. Hiện tại vẫn chƣa có một phƣơng pháp nào tỏ ra hiệu quả để có thể đo lƣờng hoặc ƣớc lƣợng nhiệt độ nhiễu ở của các máy thu đang hoạt động. Do máy thu là những thiết bị thụ động (không phát) nên một ngƣời dùng vô tuyến nhận thức không thể cảm nhận đƣợc vị trí chính xác của các máy thu này. Khó khăn thứ hai là việc xác định chính xác giá trị giới hạn nhiệt độ nhiễu cho mỗi vị trí nhất định. Do những ngƣời dùng vô tuyến nhận thức sẽ điểu khiển hoạt động của mình dựa theo giới hạn này nên việc xây dựng một mô hình để xác định chính xác giới hạn nhiệt độ nhiễu là vô cùng cần thiết. Giá trị giới hạn nhiệt độ nhiễu sẽ phụ thuộc vào các đặc điểm của lớp vật lý nhƣ là dạng điều chế, công suất phát, tần số hoạt động của các ngƣời đùng sơ cấp. Do đó để xác định chính xác giá trị của giới hạn này chúng ta cần nghiên cứu các kỹ thuật có khả năng thích ứng với các điều kiện cụ thể.