2.4.1.1 Mô hình mạng
Giả sử hệ thống vô tuyến nhận thức có một thực thể mạng trung tâm giống nhƣ trạm gốc – BS trong những mạng kiến trúc hạ tầng. Những mạng Ad-hoc đƣợc giả sử rằng có một nút đứng đầu cụm. Thực thể mạng trung tâm này có thể liên lạc với tất cả thành phần vô tuyến nhận thức trong vùng phủ của nó, thu thập thông tin cảm biến từ các thành phần này và đƣa ra quyết định về tính khả dụng của phổ. Bên cạnh đó, nó có vai trò điều khiển đồng bộ hoạt động cảm biến của toàn bộ thành phần vô tuyến nhận thức.
2.4.1.2 Hoạt động của ngƣời dùng sơ cấp
Do hoạt động của ngƣời dùng sơ cấp quan hệ trực tiếp đến chất lƣợng của hệ thống vô tuyến nhận thức nên việc đánh giá hoạt động này là một vấn đề rất quan trọng khi thiết kế cơ cấu cảm biến phổ. Vì tốc độ tới của mỗi ngƣời dùng sơ cấp là độc lập nên hoạt động của ngƣời dùng sơ cấp trong mạng vô tuyến nhận thức đƣợc mô hình hóa nhƣ tiến trình tới Poisson. Trong mô hình này, lƣu lƣợng của ngƣời dùng sơ cấp có thể đƣợc mô hình nhƣ một quá trình sinh tử hai trạng thái (Two-
47
State Birth-Death) với tốc độ tử là α và tốc độ sinh là β. Trạng thái ON biễu thị sự có mặt của ngƣời dùng sơ cấp, trạng thái OFF là trƣờng hợp ngƣợc lại. Độ dài của những khoảng thời gian ON và OFF sẽ có phân bố hàm mũ. Từ mô hình này chúng ta có thể tính đƣợc xác suất của các trạng thái ON và OFF nhƣ sau:
𝑃𝑜𝑛 = 𝛽
𝛼+𝛽 (2.11) 𝑃𝑜𝑓𝑓 = 𝛼+𝛽𝛼 (2.12)
Trong đó, Pon là xác suất xảy ra sự kiện dải tần đang đƣợc sử dụng bởi ngƣời dùng sơ cấp và Poff là xác suất xảy ra sự kiện dải tần đang trống.
2.4.1.3 Cơ cấu cảm biến phổ
Nhƣ đƣợc minh họa trong hình 2.13, cơ cấu cảm biến tối ƣu bao gồm các giai đoạn sau:
- Tối ƣu các tham số cảm biến trong một dải tần
- Lập lịch và lựa chọn phổ
- Phƣơng thức cảm biến hợp tác và thích ứng
Hình 2. 13: Cấu trúc tổng thể của cơ cấu cảm biến phổ tối ƣu
48
định các tham số cảm biến tối ƣu cho mỗi dải tần số thông qua giai đoạn tối ƣu tham số cảm biến. Khi những ngƣời dùng vô tuyến nhận thức tham gia vào mạng vô tuyến nhận thức, thông qua các phƣơng thức lập lịch và lựa chọn phổ, trạm gốc sẽ lựa chọn những dải phổ tốt nhất để cảm biến và thiết lập kế hoạch cảm biến dựa theo số lƣợng bộ phát và những tham số cảm biến đã đƣợc tối ƣu. Sau đó, những ngƣời dùng vô tuyến nhận thức sẽ bắt đầu giám sát liên tục các dải tần số theo lịch cảm biến tối ƣu và báo cáo kết quả cảm biến về cho trạm gốc. Sử dụng những kết quả cảm biến này, trạm gốc sẽ xác định tính khả dụng của các dải phổ. Nếu trạm gốc phát hiện thấy bất kỳ một sự thay đổi nào ảnh hƣởng đến chất lƣợng cảm biến thì các tham số cảm biến sẽ đƣợc tối ƣu lại và đƣợc thông báo tới những ngƣời dùng vô tuyến nhận thức thông qua giai đoạn cảm biến hợp tác và thích ứng.