CHƯƠNG 3: CẢM BIẾN PHỔ TẦN HỢP TÁC
3.2 Phân loại và mô hình vật lý của cảm biến hợp tác
3.2.1 Phân loại cảm biến hợp tác:
Để thuận lợi cho việc phân tích cảm biến hợp tác, chúng ta chia cảm biến phổ tần hợp tác ra làm ba loại dựa vào cách các thuê bao chia sẻ kết quả cảm biến cho nhau trong mạng: tập trung, phân phối và tiếp sức-hỗ trợ. Ba loại này được minh hoạ trong hình 3.3
Hình 3.3: Phân loại cảm biến phổ tần hợp tác a/ Tập trung, b/ Phân phối , c/ Tiếp sức - Hỗ trợ
a/ Cảm biến hợp tác tập trung:
Trong cảm biến hợp tác tập trung, một trung tâm được gọi là trung tâm tổng hợp kiểm soát quá trình ba bước của cảm biến hợp tác. Trước tiên, trung tâm tổng hợp chọn một kênh hay một tần số phù hợp cho cảm biến và hướng dẫn tất cả các thuê bao trong mạng vô tuyến nhận thức thực hiện cảm biến cục bộ. Thứ hai, tất cả các thuê bao hợp tác gửi kết quả cảm biến cục bộ về cho trung tâm tổng hợp thông qua các kênh điều khiển. Sau đó, trung tâm tổng hợp các kết quả cảm biến nhận được để ra quyết định chung về sự hiện diện của người dùng có giấy phép, quyết định chung này sẽ được gửi lại cho tất cả các thuê bao trong mạng.
Như trong hình 3.3a, CR0 là trung tâm tổng hợp còn CR1 đến CR5 là các thuê bao vô tuyến nhận thức hợp tác gửi các quyết định cảm biến cục bộ về cho CR0. Đối với việc báo cáo dữ liệu, tất cả các thuê bao trong mạng được điều chỉnh tới một kênh điều khiển có kết nối vật lý điểm - điểm giữa mỗi thuê bao với trung tâm tổng
HVTT: TRƯƠNG MINH HÙNG Trang 42
hợp để gửi kết quả cảm biến còn được gọi là kênh báo cáo. Chú ý rằng, cảm biến hợp tác tập trung có thể xuất hiện trong mạng vô tuyến nhận thức tập trung hay phân phối. Trong mạng vô tuyến nhận thức tập trung, một trạm gốc được gọi là trung tâm tổng hợp. Ngoài ra, trong mạng vô tuyến nhận thức add-hoc không có sự tồn tại của trạm gốc bất kỳ thuê bao nào trong mạng cũng có thể đóng vai trò như một trung tâm tổng hợp.
b/ Cảm biến hợp tác phân phối:
Không giống như cảm biến hợp tác tập trung, cảm biến hợp tác phân phối không dựa vào một trung tâm tổng hợp để đưa ra quyết định cảm biến chung. Trong trường hợp này, mỗi thuê bao vô tuyến nhận thức sẽ gửi kết quả cảm biến tới tất cả các thuê bao còn lại trong mạng và quá trình chỉ kết thúc khi hội tụ tới một quyết định thống nhất về sự hiện diện hay vắng mặt của PU. Hình 3.3b minh hoạ cách thức hợp tác cảm biến phân phối. Sau khi cảm biến cục bộ, CR1 cho tới CR5 sẽ chia sẻ kết quả cảm biến cho nhau trong phạm vi truyền dẫn của chúng. Dựa trên thuật toán phân phối, mỗi thuê bao CR gửi kết quả cảm biến của nó cho các thuê bao khác, kết hợp dữ liệu của nó với dữ liệu cảm biến nhận được và ra quyết định về sự hiện diện của PU bằng cách sử dụng một tiêu chuẩn cục bộ. Nếu tiêu chuẩn không đạt, thuê bao CR lại gửi kết quả cảm biến của nó tới thuê bao khác và quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi thuật toán hội tụ và quyết định đựơc đưa ra. Với mô hình phân phối này có thể mất một số lần lặp để đạt được một quyết định chung thống nhất.
c/ Cảm biến tiếp sức - hỗ trợ:
Ngoài cảm biến hợp tác tập trung và phân phối còn có một phương pháp thứ ba đó là cảm biến tiếp sức - hỗ trợ. Phương pháp này hoạt động như sau: giả sử một thuê bao CR thu đuợc tín hiệu kênh cảm biến yếu, kênh báo cáo mạnh còn thuê bao CR khác thì thu được tín hiệu kênh cảm biến mạnh, kênh báo cáo yếu. Hai thuê bao này có thể bổ sung và phối hợp với nhau để cải thiện hiệu suất cảm biến hợp tác.
Trong hình 3.3c, CR1, CR4 và CR5 thu được tín hiệu PU mạnh nhưng phát tín hiệu các kênh báo cáo yếu. CR2 và CR3 phát tín hiệu các kênh báo cáo mạnh có thể
HVTT: TRƯƠNG MINH HÙNG Trang 43
hỗ trợ chuyển tiếp các kết quả cảm biến của CR1, CR4 và CR5 cho trung tâm tổng hợp. Trong trường hợp này, các kênh báo cáo từ CR2 và CR3 tới trung tâm tổng hợp cũng có thể được gọi là các kênh tiếp sức. Chú ý rằng, cảm biến hợp tác tiếp sức-hỗ trợ có thể tồn tại trong mô hình phân phối.
3.2.2 Mô hình vật lý của cảm biến hợp tác:
Mô hình cảm biến hợp tác bao gồm các PU, các thuê bao hợp tác CR bao gồm một trung tâm tổng hợp, tất cả các thành phần của cảm biến hợp tác, tài nguyên vô tuyến bao gồm các kênh truyền có giấy phép và các kênh điều khiển, một cơ sở dữ liệu tuỳ chọn từ xa [12].
Hình 3.4: Mô hình cảm biến hợp tác tập trung ở lớp vật lý.
RF Frontend có thể được cấu hình đề truyền dữ liệu hay cảm biến phổ tần.
HVTT: TRƯƠNG MINH HÙNG
Kết hợp dữ liệu (Data Fusion) l tần cục bộ để đưa ra quyế
có thể được kết hợp bằng k
Kiểm định giả thuy định có sự hiện diện của PU hay kh tại mỗi thuê bao hợp tác CR đ ra quyết định chung.
Chọn lựa thuê bao (User Selection) l mạng CR và phạm vi một
hợp tác.
Cơ sở dữ liệu (Knowledge base cho quá trình cảm biến hợ