基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略

针对固定频谱感知信道接入机制授权信道分配效率低的问题,提出一种多用户场景下基于动态多频谱感知的认知无线网络信道接入策略.该策略根据认知用户接入请求等级与空闲频谱发现概率为认知用户动态分配感知信道数量,首先分析了认知用户的最佳感知频谱分配数量,在此基础上通过建立认知用户信道接入模型和授权信道可用度更新机制,设计了一种动态感知频谱分配策略,并采用短视策略对网络吞吐量进行了分析.仿真结果表明,所提信道接入策略要比现有认知无线网络信道接入策略提高了网络吞吐量和认知用户接入的公平性,降低了认知用户的平均接入时延.     

卫星认知无线网络中频谱感知与分配策略设计

针对传统认知无线电频谱感知技术直接应用于卫星网络时存在感知效率低、频谱冲撞加剧的问题,提出一种适用于卫星认知无线网络的频谱感知与分配策略。该策略以卫星作为频谱感知的中心节点,利用卫星覆盖的广域性实现对多个频谱的同时检测;卫星在对空闲频谱的有效性进行分析后将频谱感知的最终结果告知地面认知基站,认知基站结合认知用户的业务传输需求与频谱空闲持续时长概率密度特性确定频谱可用度,从而指导认知用户选择接入最佳频谱进行业务传输。仿真结果表明:该策略能够在广域空间内实现对多个频谱状态的并行感知,提高了频谱感知的效率,同时减小了认知用户与授权用户的频谱冲撞概率。     

一种卫星认知无线网络高效频谱感知与分配策略

针对传统地面认知无线网络频谱感知机制直接应用于卫星通信网时存在的频谱感知效率与频谱利用率低下的问题,提出了一种新的适用于卫星认知无线网络的频谱感知与分配策略.该策略利用卫星覆盖范围大的优点,以卫星为频谱感知的中心节点,实现了对广域空间内多频段频谱的同步感知,克服了传统逐一频谱感知策略效率低下的问题.在此基础上,定义了频谱的有效性与可用度2个参数以表征空闲频谱特性.卫星节点和认知用户通过对空闲频谱的有效性与可用度进行综合分析,确定最佳可用频谱.理论分析与仿真结果表明,该策略提高了卫星认知无线网络频谱感知的效率,减小了认知用户与授权用户之间的频谱占用冲突概率.     

基于WRAN的认知无线电频谱感知

电视频段的频谱感知技术研究的主要对象集中于目前只被3个国家采纳的数字电视信号ATSC信号.根据DVB-T信号的特点,采用基于循环前缀的频谱感知算法,对DVB-T电视信号进行了研究.通过计算机仿真表明:该算法具有较好的检测性能,能够满足对DVB-T信号检测的性能要求.     

无线认知传感器网络的节能频谱感知策略

针对无线认知传感器网络频谱感知过程中的能耗,提出两种节能策略:①使用可信度投票算法来减少传输检测结果的节点个数;②使用基于部分可观测马尔可夫决策过程的检测算法来减少检测次数.仿真结果表明这两种算法均能有效减少检测能耗,而且组合使用时相比一般算法能节省不低于30%的能量,同时保证检测可靠度满足系统要求.     

认知无线传感器网络新型SVM频谱感知策略

阐述了基于认知无线传感器网络背景运用支持向量机的可行性。针对低信噪比噪声复杂性高的无线环境,单一的识别方法难以获得相对准确的结果。基于隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)对传统SVM频谱感知算法进行了优化,采用多个分类器集成降低识别错误和增强识别鲁棒性。采用最小二乘法将线性不等式约束转化为线性约束得到最优超平面来分割主信号和噪声干扰,对主用户状态进行决策,最后与传统能量检测算法比较性能。仿真结果表明,基于SVM频谱感知性能更接近理论值,比能量检测更为可靠与准确,错误率为1.6%,在低SNR下检测概率比能量检测高出18%,具有更优的检测性能与鲁棒性。     

基于EEF准则的认知无线电合作频谱感知

频谱感知是认知无线电的一个重要组成部分.提出了一种基于指数嵌入族(exponentially embedded family,EEF)准则的合作频谱感知算法.与传统方式下所有合作用户皆参加检测的方法不同,提出的算法依靠用户选择机制,并且不需要知晓授权用户信号的任何先验信息.该算法先对参与合作频谱感知的认知用户进行筛选,然后在筛选出的最优用户频谱观测数据的基础上生成全局检测统计量(global decision statistic,GTS),最后对授权用户是否存在做出全局判决.仿真表明,在虚警概率保持不变的情况下,进行最优用户选择(optimal user selection,OUS)的合作频谱感知算法的检测概率优于未进行最优用户选择的算法.     

认知无线电中的频谱感知技术

分析了认知无线电中的频谱感知技术.对加性白高斯噪声信道下匹配滤波器检测法和能量检测法进行了研究,并比较了能量检测法下认知用户单独检测、合作检测以及采用多样性技术来检测第一用户的性能.仿真结果表明:在低信噪比情况下,匹配滤波器具有良好的检测性能;当信噪比大于0 dB时,采用能量检测法能够检测各种信号;认知无线电用户之间合作检测和采用多样性技术能够提高能量检测法的可靠性.     

基于粒子群算法的认知水声通信多信道联合频谱感知技术研究

水声信道可用通信带宽极其有限,如何实现对水下频谱资源的有效共享成为亟需解决的问题,认知水声通信的提出为其指明了新的方向。考虑到水声信道严重的频率选择性衰落和多径效应等特殊性,将多信道联合频谱感知技术应用于认知水声通信中,研究了适用于水下的多信道联合感知的数学模型,并将此模型转换为以认知水声通信系统总吞吐率最大化为目标的带约束优化问题,进而提出了基于粒子群优化方法的多信道联合感知算法。仿真实验表明在相同的干扰条件下,新算法比传统未使用优化而取一致判决门限的水下频谱感知方法能取得更高的系统总吞吐率。     

认知无线电频谱感知技术研究

对基于发射机检测的频谱感知方法进行了分析,比较了能量检测和基于循环平稳信号检测两种方法,并对这两种检测方法进行了公式推导,给出了实现过程;对能量检测进行了误检测概率分析,得出信道噪声的不确定性将严重影响检测有效性的结论;通过对信号正确检测概率的仿真,验证了基于循环平稳信号的检测门限不是基于噪声能量,而是基于信号的统计分布特性.     

认知无线电中的频谱感知技术

随着无线通信技术的飞速发展,无线资源频谱日趋紧张。而另一方面固定频谱分配政策导致频谱使用率低下,为克服这一缺点,人们提出使用认知无线电技术实现动态频谱接入,从而有效利用频谱空穴。频谱感知是认知无线电的关键技术。论文中主要介绍了三种频谱检测方法:匹配滤波器检测、能量检测和循环平稳检测,分析比较了它们的优缺点。     

一种基于队列模型的认知无线电带内频谱主动感知策略

基于周期性带内检测机制建立了一种优先级队列模型，得到了周期性带内检测机制的性能指标.针对周期性带内检测机制中缺乏对次用户空闲状态时间的利用，提出了一种基于空闲时间的带内主动感知策略(Idle Time based In band Proactive Sensing Strategy, ITIPSS).该策略在执行周期性带内感知的基础上，利用次用户的空闲时间主动感知当前占用的授权频段，以降低检测延时.仿真结果表明，相比周期性带内检测机制，ITIPSS能够有效降低对主用户的检测延时，从而减少次用户对主用户工作的干扰.     

基于多态蚁群优化算法的认知无线电动态频谱接入策略

为尽可能提高系统的网络收益及网络资源的利用率,针对原有蚁群算法搜索时间长、收敛速度慢及信息素单一等问题,提出一种基于时间效率的多态蚁群优化算法,借助信息素的增强型积累,为蚁群算法中蚂蚁的行动提供依据,并将其运用到认知无线电动态频谱接入中.以最大网络公平性和网络收益总和作为目标函数的仿真试验表明:改进后的算法能显著地提高系统的网络效益,保证系统的公平性,与此同时,节省了认知用户的搜索时间,使认知用户能更快速地接入可用信道,改进后的算法在加快收敛速度的同时,使得系统吞吐量也显著增加,提升了系统的整体性能.     

认知无线电IoT中动态协作频谱感知和分割算法

针对认知无线电物联网(Cognitive Radio Internet of Things,CR-IoT)网络中传感器节点能耗大、频谱资源稀缺的问题,本文提出一种动态协作频谱感知和分割(Dynamic Collaborative Spectrum Sensing and Splitting,DCSSS)算法.该算法通过...     

基于动态组稀疏重构的频谱感知算法

针对认知无线电网络中宽带频谱感知问题,提出了一种基于主用户信号频谱结构的频谱感知算法,简称为DGS-SS算法.该算法首先利用压缩感知理论对信号进行欠采样,然后利用主用户信号频谱的组稀疏结构修正重构过程中的频谱和残差支撑集,从而能够加快重构主用户信号频谱的收敛速度,而且也能够提高主用户信号频谱的重构精度,最后利用重构信号频谱给出频谱空穴的有效检测.仿真结果表明,所提算法不仅能在低压缩比下精确重建信号频谱,而且对噪声变化具有更强的鲁棒性,从而有效地提高了频谱感知性能.     

莱斯衰落信道下协作通信的分集接收算法

针对协作通信系统提出一种新型分集接收算法.首先在中继节点对发送信号做空时分组编码处理,当接收机接收到信号后进行快速傅里叶变换,再进行空时与频域的联合均衡运算,最后变换到时域硬判决,从而得到发送信号的估计结果.通过采用判决反馈与干扰抵消等联合处理方法,可获得中继的协作分集增益,降低了均衡过程的信噪比损失,提高了协作通信的传输质量.仿真结果表明,当信噪比为12 d B时,所提接收算法可将传统算法的误码率数量级从10-2降低到10-3.     

基于二分法迭代的频谱感知节能优化策略

针对认知无线电(CR)系统中频谱感知技术能量效率低的问题,提出了一种基于二分法迭代寻优的联合优化算法。该算法通过联合传输功率与感知时隙进行优化,最大化地提高了CR系统的能量效率,并且在针对优化参数ξ的寻优过程中,使用了二分法与迭代算法结合的寻优方法。通过理论分析,与其他类似算法相比,该算法的寻优速度更快,算法复杂度更低,函数收敛速度更快,实际应用的可扩展性更强。数值仿真分析结果表明,在保证检测性能的前提下,提出的算法能够很好地解决能效的最优化问题,在恒定检测概率Pd=0.9和Pd=0.7条件下,所提出算法的能耗开销均低于其他算法,在系统吞吐量中所提出算法均优于其他算法,为CR系统的发展提供了理论支撑,更加符合未来CR系统的节能发展方向。     

基于注水原理的认知无线电协作频谱感知加权算法

协作频谱感知算法在提高频谱检测概率的同时也增加了控制信道开销,如何降低控制开销成为协作感知的关键技术之一.提出基于注水原理的加权协作检测算法,算法采用基于信噪比的能量检测器,根据检测信号的信噪比,用注水原理计算和分配权值,确定感知贡献,删除无效检测和传输.结果表明,提出的算法提高了检测概率,同时平均感知比特数下降,减少了控制信道开销.     

基于用户集合势估计的认知无线电合作频谱感知

频谱感知技术是认知无线电系统的基本功能,是实现已授权频段的次级动态接入和共享的前提。提出基于用户集合势估计的合作频谱感知方案,旨在通过GEEF（gerschgorin exponentially embedded families）,SPEEF（sam-pled power exponentially embedded families）等算法估计出用户的集合势,即适合参与合作频谱感知的最优用户个数,再从全部合作用户中筛选出相应的频谱观测数据生成全局检测统计量,通过与判决门限进行对比,最终对授权用户状态做出判决。理论分析与实验结果表明,提出的方案能够有效地提高频谱感知的性能。     

认知无线电中基于循环平稳特征的频谱感知方法

提出一种基于信号频域循环平稳特征的频谱感知方法,该方法能够区分出授权和非授权信号的类型从而获取不同的频谱共享策略将授权信号及非授权信号分别建模成线性周期时变变换,对授权信号和非授权信号进行频域的循环平稳特征分析,给出2类信号呈现循环平稳特征的位置,并给出用于鉴别2类信号的检测方法,其中推导了复过程中近似协方差矩阵的计算。仿真结果验证了该方法能在低信噪比中有效地鉴别出授权及非授权2类信号。