I. Xác suất dừng trong mạng vô tuyến nhận thức
Phần này tập trung vào khái niệm xác suất dừng (outage probability) trong ngữ cảnh mạng vô tuyến nhận thức (cognitive radio network). Đề tài nghiên cứu xác định xác suất dừng của mạng, đặc biệt chú trọng đến ảnh hưởng của ràng buộc can nhiễu (interference constraint). Nghiên cứu xem xét mô hình mạng vô tuyến nhận thức Underlay, nơi người dùng thứ cấp chia sẻ phổ tần với người dùng sơ cấp, nhưng phải tuân thủ giới hạn can nhiễu. Mục tiêu chính là tối ưu hóa xác suất dừng (outage probability optimization) bằng cách quản lý hiệu quả can nhiễu (interference). Các phương pháp giảm thiểu can nhiễu (interference mitigation) và quản lý can nhiễu (interference management) sẽ được phân tích. Mô hình toán học (mathematical modeling) đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá xác suất dừng.
1.1 Định nghĩa và ảnh hưởng của can nhiễu
Can nhiễu (interference) là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến xác suất dừng (outage probability) trong mạng vô tuyến nhận thức (cognitive radio network). Đề tài xem xét can nhiễu do người dùng thứ cấp gây ra cho người dùng sơ cấp. Ràng buộc can nhiễu (interference constraint) đặt ra giới hạn tối đa cho mức can nhiễu chấp nhận được. Việc vượt quá giới hạn này dẫn đến sự suy giảm chất lượng dịch vụ của người dùng sơ cấp và làm tăng xác suất dừng của mạng. Phân tích can nhiễu (interference analysis) là bước cần thiết để thiết kế và tối ưu hóa hệ thống. Quản lý can nhiễu (interference management) bao gồm các kỹ thuật giảm thiểu can nhiễu, chẳng hạn như điều khiển công suất phát, lựa chọn kênh và phối hợp giữa các người dùng. Nghiên cứu này tập trung vào việc tìm hiểu cách can nhiễu ảnh hưởng đến xác suất dừng trong các mạng vô tuyến nhận thức Underlay, đặc biệt là khi sử dụng các kỹ thuật truyền thông hợp tác. Mạng vô tuyến nhận thức (cognitive radio network) cần phải có cơ chế hiệu quả để giảm thiểu can nhiễu (interference mitigation) nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ cho cả người dùng sơ cấp và người dùng thứ cấp. Các kỹ thuật xử lý tín hiệu (signal processing) tiên tiến có thể được sử dụng để giảm thiểu ảnh hưởng của can nhiễu.
1.2 Mô hình toán học và tối ưu hóa xác suất dừng
Nghiên cứu sử dụng mô hình toán học (mathematical modeling) để mô tả hành vi của mạng vô tuyến nhận thức (cognitive radio network) và tính toán xác suất dừng (outage probability). Mô hình xác suất dừng (outage probability model) được xây dựng dựa trên các thông số hệ thống như công suất phát, khoảng cách, can nhiễu (interference), và các đặc tính kênh truyền. Mục tiêu là tối ưu hóa xác suất dừng (outage probability optimization) bằng cách tìm các giá trị tối ưu cho các thông số hệ thống. Thuật toán tối ưu hóa (optimization algorithm) được sử dụng để tìm các giải pháp tối ưu. Giải thuật tối ưu (optimal solution) được tìm kiếm thông qua việc giải quyết các bài toán tối ưu hóa, có thể là tối thiểu hóa xác suất dừng hoặc tối đa hóa hiệu suất mạng. Kết quả của quá trình tối ưu hóa cho thấy sự ảnh hưởng của ràng buộc can nhiễu (interference constraint) đến các thông số tối ưu. Việc sử dụng mô hình toán học (mathematical modeling) cho phép phân tích chi tiết và đánh giá hiệu quả các kỹ thuật quản lý can nhiễu (interference management).
II. Mô phỏng và đánh giá hiệu suất
Phần này trình bày quá trình mô phỏng (simulation) mạng vô tuyến nhận thức (cognitive radio network) sử dụng phần mềm chuyên dụng như Matlab. Kết quả mô phỏng được sử dụng để xác nhận tính chính xác của mô hình toán học (mathematical modeling) và đánh giá hiệu quả của các kỹ thuật giảm thiểu can nhiễu (interference mitigation). Đánh giá hiệu suất (performance evaluation) tập trung vào xác suất dừng (outage probability) dưới các điều kiện khác nhau, bao gồm mức độ can nhiễu (interference), số lượng người dùng, và các thông số hệ thống khác. Mô phỏng cho phép nghiên cứu hệ thống trong điều kiện thực tế, cung cấp dữ liệu để đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất. Các kết quả mô phỏng minh họa ảnh hưởng của ràng buộc can nhiễu (interference constraint) đến xác suất dừng (outage probability) và hiệu suất tổng thể của mạng. Kết quả được trình bày dưới dạng biểu đồ và bảng số, cho thấy mối quan hệ giữa các tham số hệ thống và xác suất dừng.
2.1 Thiết kế mô phỏng và kịch bản
Phần này mô tả chi tiết về thiết kế mô phỏng (simulation). Mô hình mạng vô tuyến nhận thức Underlay (underlay cognitive radio network) được xây dựng trong môi trường mô phỏng (simulation environment). Các thông số hệ thống như công suất phát, khoảng cách, can nhiễu (interference) và các đặc tính kênh truyền được định nghĩa. Một số kịch bản mô phỏng khác nhau được thiết lập để đánh giá hiệu quả của các kỹ thuật giảm thiểu can nhiễu (interference mitigation) trong các điều kiện khác nhau. Các kịch bản này bao gồm thay đổi mức độ can nhiễu (interference), số lượng người dùng, và các thông số khác. Việc lựa chọn các kịch bản mô phỏng được thực hiện sao cho phản ánh được các điều kiện hoạt động thực tế của mạng vô tuyến nhận thức (cognitive radio network). Thiết kế mô phỏng cần phải đảm bảo tính chính xác và hiệu quả để cung cấp các kết quả đáng tin cậy.
2.2 Phân tích và thảo luận kết quả
Phần này trình bày kết quả mô phỏng (simulation results) và phân tích chi tiết ảnh hưởng của các yếu tố đến xác suất dừng (outage probability). Kết quả mô phỏng được thể hiện bằng biểu đồ và bảng số. Phân tích tập trung vào mối quan hệ giữa xác suất dừng (outage probability) và các tham số hệ thống như công suất phát, khoảng cách, can nhiễu (interference), và số lượng người dùng. Phân tích can nhiễu (interference analysis) từ kết quả mô phỏng sẽ cho thấy hiệu quả của các kỹ thuật giảm thiểu can nhiễu (interference mitigation). Đánh giá hiệu suất (performance evaluation) tổng hợp sẽ được đưa ra dựa trên kết quả mô phỏng. Thảo luận về các hạn chế của mô hình và hướng nghiên cứu trong tương lai cũng được đề cập. Các kết quả mô phỏng cần được diễn giải cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết luận.
