Dải tần số hoạt động FB: Là gen đầu tiên của cấu trúc nhiễm sắc thể. Trong giao tiếp không dây, mỗi máy phát cần một dải tần cho hoạt động của nó. Hiện tại, mỗi cơng nghệ được liên kết với băng tần cố định. Mặt khác, trạm thu phát tương thích có thể hoạt động trên bất kỳ băng tần thuận tiện nào. Theo tiêu chuẩn IEEE 802.22, phạm vi của dải tần hoạt động thay đổi từ 54MHz đến 862 MHz có kích thước bước là 8MHz. Do đó đối với q trình mã hóa, tổng số bit theo yêu cầu của gen FB là 7 bit, tương ứng biến mã hóa thay đổi từ 0000001 đến 1100110.
Kỹ thuật điều chế MOD: Là gen thứ hai của cấu trúc nhiễm sắc thể. Trong giao tiếp không dây MOD xác định liên kết giữa các dạng sóng. Theo tiêu chuẩn IEEE 802.22, các sơ đồ điều chế được xem xét ở đây là BPSK, QPSK, 8- QAM và 16-QAM. Do đó, đối với q trình mã hóa, tổng số số bit trong đó tất cả các sơ đồ điều chế trên có thể được biểu diễn là hai bit, tương ứng với biến mã hóa thay đổi từ 00 đến 11.
Tỷ lệ lỗi bit BER: Thông số quan trọng tiếp theo cho giao tiếp không dây là tỷ lệ lỗi bit. Nó mơ tả số lượng bit nhận được đã được sửa đổi do kênh nhiễu hoặc nhiễu. Mỗi ứng dụng có thể chịu đựng BER lên đến một giá trị nhất định. Phạm vi BER có thể thay đổi từ 10−1 đến 10−15, có kích thước bước là 10−1 [7]. Do đó để mã hóa cho BER cần tổng số bit là 4, tương ứng với biến mã hóa thay đổi từ 0001 đến 1111.
Tốc độ dữ liệu DR: Nó mơ tả số bit được truyền trên một đơn vị thời gian. Yêu cầu của tốc độ dữ liệu thay đổi từ ứng dụng này sang ứng dụng khác, như với thoại thơng thường, hình ảnh độ nét cao, video, .v.v. Trong mơ hình này, tốc độ dữ liệu thay đổi từ 50 kbps đến 1,55 Mb/giây có kích thước bước là 50 kb/giây. Do đó, đối với q trình mã hóa, tổng số số bit cần để biểu diễn DR là 5, với biến mã hóa thay đổi từ 00001 đến 11111.
41
Công suất truyền PWR: Tham số RF thứ năm cho giao tiếp hệ thống không dây là cơng suất. Trong mơ hình này, cơng suất thay đổi từ 3 dbm đến 45 dbm có khoảng cách bước là 3 dbm. Do đó số bit cần để mã hóa PWR là 4, với biến mã hóa thay đổi từ 0001 đến 1111.
Nhiễu vào người dùng chính ITPU: ITPU, trong mạng vô tuyến nhận thức là một trong những Tham số RF. Nó được xem xét sao cho hiệu suất của người dùng chính khơng bị ảnh hưởng do cơng suất truyền của CR. Trong công việc này, ITPU thay đổi từ 0,0625 đến 0,9375 có kích thước bước là 0,0625. Do đó đối với q trình mã hóa tổng số bit trong đó ITPU này có thể được biểu diễn là 4. Do đó biến mã hóa khác nhau từ 0001 đến 1111.
Chỉ số cơ hội truyền tải TOI: TOI là một trong những thông số quan trọng nhất đối với kênh tiến trình lựa chọn. TOI phụ thuộc vào ma trận hoạt động của người dùng chính. Việc CR sử dụng kênh trong tương lai là được xác định với sự trợ giúp của Chỉ số cơ hội truyền tải TOI. Giá trị TOI càng lớn thì xác suất của sự can thiệp của người dùng chính, do đó có khả năng việc sử dụng kênh của người dùng Nhận thức tăng lên. Giá trị của TOI nằm trong khoảng từ 0,3679 đến 0,9394 [6] và số các khe thời gian được thực hiện là 100. Do đó từ phương trình dưới đây, tập hợp các giá trị được lấy bắt đầu từ 0,3697 đến 0,9297 với kích thước bước là 0,04, nằm trong phạm vi và tương ứng tìm ra số lượng khe thời gian được sử dụng bởi người dùng chính trong từng kênh cụ thể.
Như vậy mỗi gen được biểu diễn bởi dãy nhị phân 30 bit, gồm 7 phần tương ứng 7 tham số. Thuật toán Di truyền là một giải pháp cho vấn đề cần tối ưu dựa trên tính phù hợp của cá thể trong quá trình phát triển. Sử dụng phương pháp tạo ngẫu nhiên quần thể ban đầu. Đo lường độ thích nghi FM được đánh giá sử dụng từng nhiễm sắc thể. Hai phương pháp được lựa chọn được thực hiện trong công việc này là “Elitism” và “Tournament selection” [7].
Thủ tục “Elitism” mục đích để lấy ra cá thể ưu tú nhất /hay nhiễm sắc thể tốt nhất trong số những nhiễm sắc thể có FM tốt nhất trong quần thể được khởi tạo ban đầu, mà sẽ được duy trì trong thế hệ tiếp theo. Nói cách khác là sao chép các cá thể tốt sang quần thể mới. “Tournament selection” được thực hiện sau “Elitism” vì nó sẽ chỉ ra giải pháp tốt nhất bằng chọn lọc cạnh tranh. Một quy mô phù hợp của
42
“Tournament selection” được định nghĩa sẽ giúp lựa chọn ra cá thể tốt nhất thể hiện qua việc cạnh tranh FM của chúng, các thủ tục này theo Hình 2.36.
Chức năng lai ghép (Crossover) được áp dụng trên hai cá thể của tournament tương ứng. Nếu giá trị được tạo ngẫu nhiên nhỏ hơn hoặc bằng tỷ lệ crossover thì gen của cá thể mới sẽ được lấy từ cá thể đầu tiên của “Tournament selection”. Nếu không sẽ lấy gen của cá thể thứ hai. Khi đó, sẽ thu được quần thể giả sau khi crossover trên cá thể được chọn của quần thể ban đầu, sơ đồ thể hiện theo Hình 2.35.
Khởi tạo quần thể ban đầu Đánh giá FM Lựa chọn Lai ghép Crossover Đột biến Mutation Đánh giá FM Kết quả Cá thể tốt nhất Thiết lập hàm mục tiêu
Đạt giá trị mong muốn
Hình 2.35. Tối ưu tài ngun vơ tuyến
Hàm đột biến (Mutation) được áp dụng trên quản thể giả tạo ra từ lai ghép (tách biệt với nhóm tạo ra từ q trình “Elitism”). Nếu giá trị được tạo ra ngẫu nhiên nhỏ hơn hoặc bằng tỷ lệ đột biến, khi đó việc tạo gen ngẫu nhiên được coi là hồn thành, việc đó thu được bằng cách làm trịn các giá trị được tạo bởi trình tạo ngẫu nhiên (dưới dạng tập các bit và gen nêu trên). Đánh giá FM được thu thập ở mỗi cấp thế hệ và qua đó, thu được cá thể tốt nhất để chọn lời giải, chi tiết theo Hình 2.36.
43
Ind1 Ind2 Ind3 Ind4 Ind5 ... IndN Khởi tạo quần thể N
Ind1 Ind2 Ind3 Ind4 Ind5 ... IndN
Chọn X cá thể ngẫu nhiên Chọn X cá thể ngẫu nhiên Lai ghép Cá thể tốt nhất Cá thể tốt nhất cInd 1 cInd 2 cInd 3 cInd 4 cInd 5 ... cIndN nInd 1 nInd 2 nInd 3 nInd 4 nInd 5 ... nIndN Đột biến Nhóm tối ưu ban đầu Nhóm tối ưu 1 Nhóm tối ưu 1
Quần thể giả pseudo
Quần thể mới được sinh ra