认知无线网络中频谱预测技术研究进展

随着无线网络业务的迅猛增长,稀缺的无线频谱资源成为制约无线通信技术发展的瓶颈。认知无线电技术通过对授权频谱进行二次利用的方法为缓解频谱资源匮乏与日益增长的无线业务需求之间的矛盾提供了一种十分有效的技术解决方案。频谱预测技术作为认知无线电的关键技术之一,其在降低系统能量消耗,提高系统灵敏度,降低频谱冲突及提高系统容量等方面发挥重要作用。为此,对认知无线网络中频谱预测技术的研究现状及最新进展进行较为全面和深入的研究,从频谱感知,频谱决策,频谱迁移及频谱共享等4个方面对频谱预测技术及其在认知无线网络中的应用进行了分析,并指出频谱预测技术未来的发展趋势及存在的挑战。     

基于频谱感知信息的认知无线电网络功率密度约束问题

通过机会式地共享已分配的授权频谱,认知无线电技术可以极大地提高频谱的利用率,解决目前频谱资源日益匮乏的难题。当认知无线电网络与传统的通信网络共存时,首先要保证不会对传统的通信系统产生有害的干扰。为此,就需要考虑认知无线电网络中节点的配置密度,使得其对传统用户（主用户）的干扰低于干扰温度的容限。针对此问题考虑了多个认知用户组网时的最大可达到的功率密度问题,在认知用户与主用户间的距离参数未知条件下,将此距离用认知用户检测到的本地信噪比等价表示,获得了认知用户在不同检测概率条件下的可允许的最大功率密度约束条件,并给出了仿真结果。     

浅谈认知无线电

随着无线通信技术的发展,无线频谱资源越来越贫乏,如何充分提高无线频谱的利用率成为亟待解决的技术问题。认知无线电技术提出了一种新的解决思路,其核心思想就是使无线通信设备具有发现"频谱空洞"并合理利用所发现的"空洞"的能力。文章将从基本原理的角度探讨认知无线电系统为避免干扰其工作频段上可能存在的授权用户而要满足的基本要求,简单介绍认知无线电的关键技术及应用。     

认知无线电中频谱感知技术的研究

认知无线电是一种智能的无线通信系统,能够感知周围的无线环境,通过一定的方法相应地改变某些工作参数来实时地适应环境,从而达到提高频谱利用率、缓解频谱资源紧张的目的。频谱感知是认知无线电中最具挑战的问题之一。详细介绍了认知无线电中的频谱感知技术．并对频谱感知技术发展中面临的问题进行了讨论。     

分布式认知无线电网络用户有效吞吐量的优化

为了解决认知无线电中,认知无线电用户(SU)如何在不干扰授权用户(PU)正常通信的情况下共享频谱资源和优化频谱使用的问题,该文在根据实际情况提出的Markov的PU信道占用模型的基础上,针对PU的行为,制定了一套合理的SU多信道接入方案. 分析了SU占用信道数以及感知周期对用户有效吞吐量的影响. 通过最优化有效吞吐量问题的理论推导和分析,得出了解析解.通过与仿真结果的比较,验证了理论结果的正确性,分析了曲线变化的特点,得出有效吞吐量分别随SU占用信道数以及感知周期的增加而先增大后减小的结论.     

认知无线电频谱检测机制研究

为了提高认知用户检测效率、改善认知用户检测性能以及提高频谱资源利用率,从检测模式、检测周期、检测时长和检测信道等多个角度,对认知无线电频谱检测机制中检测参数和检测策略的选取及优化方法进行了理论推导和定量分析.研究结果表明,通过对检测机制中参数和策略的优化,可解决认知无线电中仅凭借单纯物理层检测算法在检测效率和检测性能方面的局限性,在保护授权用户免受干扰的同时增加了认知用户的频谱接入机会.在此基础上进一步提出了认知无线电频谱检测机制中几个下一步研究方向及其难点问题和相关的解决方案.     

认知Femtocell网络中下行链路资源分配的研究

宏蜂窝和家庭基站（Femtocell）之间组成的双层网络中,由于共享频谱资源,因此增加了相互之间的干扰,从而减小了系统容量.文中针对双层网络之间的干扰,通过将认知无线电技术引入Femtocell中,进行动态频谱接入,从而减小了信道之间的干扰.Matlab仿真结果表明,构建的密集型认知Femtocell网络相比于传统的Femtocell网络,平均系统容量提高了约50％;所提出的联合信道功率分配算法在可用信道较少时,平均中断率也远低于固定功率控制算法.     

浅谈认知无线电的关键技术

认知无线电是在软件无线电的基础上发展起来的一种新的智能化无线通信技术，它着力于解决频谱资源的有效利用问题。论文从软件无线电的概念出发，引出了认知无线电的概念模型．着重阐述了认知无线电的关键技术，并对其发展前景及其存在的基本问题进行了讨论。本文指出，频谱检测是认知无线电中的一项重要任务，对认知无线电的设计和实现至关重要。     

认知无线电系统中感知时间的优化

以能量检测作为频谱感知的基本方法,以次用户平均信道效率作为衡量认知无线电系统性能的参考标准,分析了存在多条主用户信道时,在次用户频谱感知的不同阶段,感知时长对认知无线电系统性能的影响.推导了授权用户对干扰的防护得到满足的前提下,使次用户平均信道效率最大时,感知时长必须满足的条件,并通过仿真对理论分析进行了验证.仿真结果表明:次用户可以通过选择最佳的感知时长,使其平均信道效率得到优化.     

论高阶统计量频谱检测技术

认知无线电技术通过频谱共享的方式来达到频谱资源优化利用的目的,其中无线电频谱检测技术是认知无线电技术中最重要的技术之一。首先简述了频谱检测技术的背景和概念,针对频谱感知功能这一块,又详细介绍了基于高阶统计量的无线电频谱检测技术的方法与特点,并通过matlab仿真且与传统的能量检测方法相比较来验证其性能上的优越性。     

基于解码转发的认知无线电机会功率控制算法

频谱感知是认知无线电网络正常工作的基础,而功率控制问题的解决是认知网络和主用户网络正常运行的保证。文中研究协作认知无线电通信,在保证授权用户服务质量和认知用户最大功率受限条件下,将高信噪比时的解码转发(decode-and-forward,DF)和基于频谱感知结果的机会功率控制算法结合,提出新的机会DF功率算法。通过基于对主用户感知结果的最优中继选择策略,在保证主用户正常通信不受影响的前提下,最大程度提高次用户信道信噪比,提高认知网络容量,并且认知系统能够获得空间满分集度。理论和仿真结果同时表明,基于主用户出现概率的最优中继选择最大程度的消除了次用户对主用户的干扰,提高了认知系统容量。     

认知无线电网络中能量检测技术的研究

认知无线电技术作为一种新型通信技术,能够在授权用户空闲的时候允许其他用户使用其空闲频谱,从而有效提高频谱资源利用率。频谱感知能力是认知无线电网络工作的前提条件,也是认知无线电网络的支撑技术。本文在不同的无线信道条件情况下,对认知无线电网络中能量检测技术的检测性能进行理论分析与仿真。     

基于OFDM的认知无线网络资源分配

无线频谱资源的稀缺是限制无线业务持续发展的瓶颈.认知无线电作为一种新兴的技术,改变了传统的授权使用无线电频谱的方式.它通过允许非授权用户伺机接入授权用户的频谱,来提高频谱利用效率,被认为是解决无线频谱资源短缺问题的一种有前途的方法.而正交频分复用技术(OFDM)由于能够自适应调整子载波和功率分配参数,实现动态资源分配,进而成为了认知无线网络中可行的空中接口.本文基于OFDM的认知网络中的资源分配问题,给出了多用户认知网络基本的优化模型,引入了认知无线系统中频谱有效和能量有效的资源分配问题,并通过分析问题的数学结构,设计出快速算法进行求解.     

Nakagami 衰落信道下双门限能量检测算法性能研究

认知无线电是解决当前频谱资源紧缺的一种有效方式,而简单、高效的频谱感知技术是认知无线电实现实际应用的重要基础之一。为了提高双门限能量检测算法的实用性,研究了其在Nakagami衰落信道下的检测性能,推导得到了碰撞概率和限占概率的闭式表达式。仿真结果表明,在感知信道为Nakagami衰落信道条件下,相比传统的单门限能量检测算法,双门限能量检测算法可有效减小认知用户对授权用户的干扰,提高系统检测性能。     

基于多目标遗传算法的认知无线电频谱分配

频谱共享技术是认知无线电的关键技术。基于多目标遗传算法,将认知无线电网络的最大系统效益和次用户间的最大比例公平作为目标函数,运用图论着色频谱分配模型,实现认知无线电中空闲频谱在次用户间的动态分配,并与颜色敏感图论着色算法(CSGC)进行了比较。通过仿真验证了该算法在认知无线电网络中进行频谱分配的可行性,且性能优于CSGC算法。     

基于次用户检测能力的认知无线电频谱共享博弈

基于博弈论研究认知无线电系统中主用户和次用户频谱共享方法. 认知无线电系统中,主用户出售空闲频谱给次用户,以获得收益,次用户则通过博弈竞争空闲频谱资源. 由于不同的次用户检测能力各异,主用户对次用户的频谱共享意愿也不同. 根据次用户的检测能力强弱为认知用户设置优先级,提出将反映次用户检测能力的终端设备剩余电量百分比体现在价格函数中,从而得到新的效用函数. 通过仿真表明了该博弈算法能使频谱分配更加有效、公平、合理.      

基于检测与躲避的超宽带无线通信频谱整形技术

基于检测与躲避(DAA)的超宽带(UWB)无线通信技术将认知无线电与超宽带技术相结合,是解决UWB通信系统与现有无线通信系统之间的相互干扰问题的最有效方案.针对DAA技术的关键问题--如何实现UWB抗干扰发送波形的频谱整形,综述了近年来在UWB适配波形的频谱整形研究领域的最新进展,并对未来研究发展方向进行了分析与探讨.     

认知无线电网络QoS保障技术综述

首先简要介绍了动态频谱接入方式和认知无线电技术,分析了在基于动态频谱接入方式的认知无线网络中提供QoS保障的挑战.然后系统地介绍了在认知无线电各关键技术(频谱感知、频谱管理、频谱转移和频谱共享)和上层中的QoS保障技术以及跨层QoS设计的研究现状和困难.最后给出了未来研究的难点和方向.     

基于认知无线电的超宽带信号频谱检测的研究

超宽带(UWB)系统会对窄带系统造成干扰,也会受到来自其他系统的强窄带干扰。将认知无线电频谱检测技术与UWB技术相结合,能使UWB和传统的窄带非认知无线设备实现共存并可提高UWB系统的性能。提出了超宽带认知无线电频谱感知基本原理,对现有的TH_PPM_UWB,PAM_DS_UWB,OFDM 3种UWB信号形式进行频谱分析,特别是引入应用在认知无线电中的循环相关检测对后2种信号进行了分析。仿真结果证明,该方法有良好的检测性能。     

变换域通信系统:原理、技术与发展趋势

变换域通信系统(TOCS)是指能适应快速变化的无线通信环境,主动避开干扰,具有低截获(LPI)传榆信号波形的一种智能无线电技术,它以其良好的自适应性和兼容性受到越来越广泛的关注,有望成为实现认知无线电(CR)的一项潜在的候选技术.TDCS的提出为解决不断增长的无线通信应用需求与日益紧张的无线频谱资源之间的矛盾提供了一种有效的途径.简述了TDCS的基本原理,对TDCS涉及的变换域技术、频谱估计和数据调制等关键技术进行了总结分析,并结合当前的发展状况对该技术未来的发展趋势进行了预测.