Trong các hệ thống truyền thơng khơng dây, phổ đóng vai trị vơ cùng quan trọng. Tuy nhiên, đây là một loại tài nguyên có giới hạn. Trước đây, để phục vụ
các ứng dụng và dịch vụ không dây trong một môi trường không can nhiễu, các cơ quan quản lý phổ đặt ra chính sáchtruy cập phổ tĩnh (fixed spectrum access - FSA). Chính sách này cung cấp cho một hoặc một số người dùng được chỉ định một phần phổ, tương ứng với một băng thơng nào đó. Như thế, chỉ những người dùng được cấp phép mới có quyền khai thác vào phổ đã được cấp; những người dùng khác sẽ không được phép sử dụng bất kể phổ đó có đang được truy cập hay không. Với sự tăng trưởng không ngừng của các thiết bị và dịch vụ không dây trong những năm vừa qua, ở nhiều quốc gia, hầu như nguồn phổ có sẵn đều đã được cấp phát, dẫn đến tình trạng khan hiếm phổ. Thậm chí, các tác giả trong [14] đã chỉ ra rằng có nhiều phần phổ được khai thác rất ít, dẫn đến sự bất cập cho những đối tượng thực sự cần sử dụng phổ. Rõ ràng, chính sách FSA cần được cải thiện để nguồn phổ được sử dụng hiệu quả hơn.
Trước tình hình đó, chính sách truy cập phổ động (dynamic spectrum access - DSA) được thông qua để tối ưu việc sử dụng phổ. Cụ thể, một phần phổ vẫn được cấp cho một hoặc một số người dùng được chỉ định, gọi là người dùng sơ cấp (primary user - PU). Các PU có quyền ưu tiên cao được sử dụng phổ này, nhưng không phải độc quyền. Những người dùng khác, thường gọi là người dùng thứ cấp (secondary user - SU), có thể truy cập vào phần phổ đó, miễn là các PU đang không sử dụng; hoặc nếu ngược lại, SU có thể chia sẻ phổ với PU với điều kiện rằng các PU được bảo vệ. Theo cách này, nguồn phổ có thể được khai thác một cách cơ hội, hoặc luôn được chia sẻ, giúp hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên này được cải thiện đáng kể [15].
Trong DSA, các SU được yêu cầu phải có khả năng nắm bắt những thơng tin của môi trường vô tuyến. Những SU này được gọi là một người dùng nhận thức vô tuyến (cognitive radio - CR). Đây cũng là lý giải cho tên gọi hệ thống nhận thức vô tuyến. Những thông tin mà SU cần nắm bắt có thể là trạng thái bật/tắt của PU hoặc mức công suất can nhiễu dự kiến sẽ gây ra cho PU. Với thông tin đầu tiên, SU có thể truy cập phổ một cách cơ hội (opportunistic spectrum access - OSA),
Chương 2 - Cơ sở lý thuyết
trong khi thông tin thứ hai giúp SU truy cập phổ một cách đồng thời (concurrent spectrum access - CSA).
Với mơ hình OSA, các SU sẽ liên tục kiểm tra xem liệu có phần phổ nào đang rảnh hay khơng. Nếu có, SU sẽ cấu hình lại các thơng số truyền dẫn (như tần số sóng mang, băng thơng, ...) phù hợp để hoạt động trong phần phổ đó. Mặt khác, SU phải nhanh chóng ngắt kết nối khi PU hoạt động trở lại. Như vậy, SU sẽ không cần bận tâm đến lượng can nhiễu sẽ gây ra cho PU nếu biết chính xác trạng thái của PU [16]. Cách tiếp cận này còn được biết đến với những tên gọi spectrum overlay [17] hay spectrum interweave [18]. Trái lại, với mơ hình CSA, lượng can nhiễu mà SU gây ra cho PU cần được xem xét kỹ lưỡng và phải luôn đảm bảo không vượt qua ngưỡng cho phép. Mơ hình này cịn được gọi là spectrum underlay [19] và sẽ được khảo sát trong luận văn.