Chương 3 đã mô tả chi tiết các đặc tính của OFDM thích hợp với việc thực thi Vô tuyến thông minh, bao gồm khả năng nhận biết và cảm nhận phổ, tạo dạng phổ, khả năng thích ứng với môi trường, các kỹ thuật anten nâng cao, đa truy nhập và cấp phát phổ tần, khả năng tương tác. Việc áp dụng truyền dẫn OFDM trong các hệ thống Vô tuyến thông minh tạo ra cho các hệ thống khả năng thích ứng, hiểu biết và linh hoạt và có thể liên kết hoạt động được với các công nghệ vô tuyến hiện tại. Tuy nhiên, các thách thức đã chỉ ra cần được nghiên cứu sâu hơn nữa để tìm ra các giải pháp chắc chắn. Việc áp dụng OFDM trong các vô tuyến thông minh có thể theo hai cách: các công nghệ không dây hiện tại có thể tiến hóa để có nhiều hơn các đặc tính thông minh hoặc các hệ thống mới có thể được phát triển với đầy đủ các đặc tính thông minh. Trong cả hai trường hợp, chúng ta đều thấy trước rằng OFDM sẽ là một công nghệ truyền dẫn lớp Vật lý vượt trội cho Vô tuyến thông minh.
CHƯƠNG 4. PHÂN BỔ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG VÔ TUYẾN THÔNG MINH DỰA TRÊN NỀN OFDM 4.1. Giới thiệu chương
Trong các hệ thống Vô tuyến thông minh - OFDM, việc cấu hình các sóng mang con thích ứng không chỉ dựa trên thông tin trạng thái kênh (CSI – Channel state information) như trong các hệ thống OFDM thông thường, mà còn cần xem xét tới các kết quả cảm nhận phổ của người dùng vô tuyến thông minh (SU) và các giới hạn nhiễu của các người dùng chính (PU). Chương 4 tập trung vào việc nghiên cứu các khó khăn và đưa ra giải pháp tối ưu trong việc phân bổ công suất đối với các hệ thống Vô tuyến thông minh – OFDM.
Thuật toán phân bổ công suất tối ưu đối với các hệ thống OFDM thông thường với mục đích tối đa dung lượng kênh truyền như đã biết là đổ đầy nước, xuất phát từ việc giải quyết bài toán tối ưu hóa lồi dựa trên ràng buộc công suất phát tổng. Trong các hệ thống Vô tuyến thông minh – OFDM, băng tần của SU có thể được chia thành một số kênh con, mỗi một kênh tương ứng với một băng tần được cấp phép của một hệ thống PU. Vì giới hạn nhiễu của mỗi PU đưa ra ràng buộc về công suất phát kênh con đối với SU, nên việc phân bổ công suất trong các hệ thống Vô tuyến thông minh – OFDM không những phải thỏa mãn ràng buộc về công suất phát tổng mà còn thỏa mãn các ràng buộc về công suất phát của các kênh con. Bởi vậy, thuật toán đổ đầy nước thông thường không áp dụng được trong trường hợp này.
Công suất phát trong mỗi kênh con bao gồm công suất phân bổ tới các sóng mang con bên trong kênh con và các công suất nhận được từ các sóng mang con trong các kênh con lân cận. Trong chương này, đầu tiên ta xem xét bài toán phân bổ công suất trong trường hợp loại bỏ ảnh hưởng của các sóng mang con bên cạnh, tức là có băng tần bảo vệ hiệu quả giữa hai sóng mang con bất kỳ. Dựa trên nguyên lý tối ưu hóa hội tụ, thuật toán đổ đầy nước phân chia lặp (IPW – Interative Power Allocation) được đề xuất để đạt được sự phân bổ công suất tối ưu mà tối đa dung lượng trong khi thỏa mãn cả ràng buộc về công suất phát tổng và các công suất phát kênh con. Sau đó, ta mở rộng kết quả cho bài toán phân bổ công suất trong các hệ thống Vô tuyến thông minh – OFDM chung, trong đó ảnh hưởng của các sóng mang con bên được quan tâm đặc biệt. Trong trường hợp này, ta đề xuất thuật toán phân bổ công suất đệ quy (RPA – Recursive Power Allocation) để có được sự phân bổ công suất tối ưu bằng cách tách pha các ràng buộc công suất kênh con.