基于动态频谱接入机制的侦测与避让技术评述

动态频谱接入是解决现今无线频谱利用率低及资源紧缺等难题的有效途径。以如何解决频带冲突的UWB系统（3.168~4.752 GHz）与WiMAX系统（中心频率为3.5 GHz）共存问题为背景,引入动态频谱接入网络机制,介绍其接入机制思想及侦测与避让两大关键技术,并对其今后面临的挑战与发展方向作了相应的评述。     

基于动态频谱接入机制的侦测与避让技术评述

动态频谱接入是解决现今无线频谱利用率低及资源紧缺等难题的有效途径。以如何解决频带冲突的UWB系统(3.168～4.752GHz)与WiMAX系统(中心频率为3.5GHz)共存问题为背景,引入动态频谱接入网络机制,介绍其接入机制思想及侦测与避让两大关键技术,并对其今后面临的挑战与发展方向作了相应的评述。     

认知无线电中基于HMM的动态频谱接入技术

为了降低基于CSMA的频谱接入技术在利用频谱空洞时授权用户和认知用户之间发生冲突的概率,提出了一种基于HMM的动态频谱接入方法。利用HMM预测频谱的状态信息,使认知用户在发现授权用户开始传送数据前退出所占用的频带,避免与授权用户产生冲突,根据预测的信息并利用NC-OFDM调制技术传送数据。仿真结果表明,采用该方法的动态频谱接入系统可以大大地降低用户冲突发生的概率,具有比CSMA系统更好的误码性能。     

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.     

基于干扰门限的动态频谱接入及性能分析

如何在不干扰授权用户(主用户)正常通信的情况下提高次用户使用频谱的效率,这是认知无线电系统中需要解决的关键问题。在主用户优先的基础上,提出了基于干扰门限的动态频谱接入系统的M arkov频谱占用模型,并基于该模型对动态频谱接入过程进行了分析。为了进一步降低次用户间的相互干扰,通过对次用户接入概率的设计,以协调各类次用户间的频谱接入。在3种优化准则下,对次用户依据概率接入的基于干扰门限的主用户优先的动态频谱接入系统进行了仿真。仿真结果表明,基于干扰门限的主用户优先的动态频谱接入系统能大大提高次用户的接入机会,最大程度地提高了次用户的吞吐量。在比例公平准则下次用户接入的性能,与最大化吞吐量准则相比体现了更好的公平性,与最大化最小准则相比能够获得更大的吞吐量,因此基于比例公平准则可以使得系统在高效性和公平性间得到很好的均衡。     

复杂电磁环境下战场频谱动态管理模式分析

频谱动态管理是基于当前频谱静态管理模式提出的,认知无线电技术是实现频谱动态管理的技术基础。本文在认知无线电技术特点的基础上,分析了设备级频谱动态管理和协调式频谱动态管理的内涵和特点,并从不同的角度对几种频谱动态管理模式进行了对比分析。     

基于DAQL算法的动态频谱接入方案

针对传统的动态频谱接入方案一般没有考虑自主性,不具备普适性这一缺点,提出了一种基于双动作Q学习算法DAQL（double action Q-learning）的频谱接入方案,该方案将DAQL引入到多授权用户存在的环境下频谱接入问题中,用以降低接入未知频谱环境时的冲突概率。仿真结果表明,提出的方案与随机接入方案相比,不但有更小的冲突概率,而且能动态适应环境的变化,适合认知无线电的需要。     

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.     

面向多异质用户的分布式动态频谱接入方法

针对认知无线电网络中多个次用户存在不同服务质量(quality of service,QoS)需求的频谱接入问题,提出了基于Dueling DQN(dueling deep Q-network)的分布式动态频谱接入方法.该方法通过与环境交互学习实现在次用户不掌握系统信道先验信息条件下动态获得最佳频谱接入策略,并以次用户...     

认知环境中一种改进的CSMA接入方法

认知无线电技术通过感知无线环境寻求可用频谱资源,进行智能的、动态的频谱接入,打破了传统无线通信系统固定划分频谱资源的方式,从而提高了频谱资源的利用率.结合认知无线电的特点和802.11 CSMA/CA,改进了RTS-CTS帧、虚拟载波侦听、回退机制,提出了一种适合认知环境的改进的CSMA接入方法,并分析了此接入方法的性能.     

基于认知无线电系统频谱共享的干扰抑制技术研究

认知无线电技术是在无线电通信技术快速发展、频谱资源出现匮乏的背景下所产生的.由于采用了动态频谱接入的概念,它有效的拓展了用户之间频谱资源的共享,解决了频谱资源匮乏的难题.但是,频谱资源共享过程中所出现的干扰问题又成为了无线电通信技术领域的新课题.该文针对认知无线电系统中频谱共享干扰的理论和技术,对其理论原理、实际技术的应用范围进行阐述,将系统的理论知识运用的生产生活中解决实际问题,对其进行了深入的分析和研究.     

一种改进的认知无线电信道选择方法

认知无线电可以通过动态频谱接入技术来有效的提高频谱的利用率,而在动态频谱接入中信道选择策略的优劣直接影响着系统的性能.提出了一种新的基于预测信道空闲概率的信道选择方法.仿真实验表明,该方法能有效减小主次用户之间的碰撞率,从而减小了认知用户对主用户的干扰以及降低了进行信道切换的可能.     

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。     

基于预测机制的认知无线电机会频谱接入

基于认知无线电(CR)的机会频谱接入技术,近年成为一个研究热点,但大部分文献是根据当前主用户的频谱活动情况来指导次用户的频谱接入。提出一种新的接入机制,根据主用户过去和现在的频谱活动来预测其未来的频谱活动,从而使次用户可以接入可用性高的频段,减少与主用户发生冲突碰撞的可能性。另外,门限值的设定更进一步减少了不可靠的频段,使次用户的通信质量得以提高。通过仿真实验可看出,与传统的接入机制以及未设门限值的接入机制相比较,所提方案能有效地减少主次用户之间的冲突碰撞率。     

基于预测机制的认知无线电机会频谱接入

基于认知无线电(CR)的机会频谱接入技术,近年成为一个研究热点,但大部分文献是根据当前主用户的频谱活动情况来指导次用户的频谱接入。提出一种新的接入机制,根据主用户过去和现在的频谱活动来预测其未来的频谱活动,从而使次用户可以接入可用性高的频段,减少与主用户发生冲突碰撞的可能性。另外,门限值的设定更进一步减少了不可靠的频段,使次用户的通信质量得以提高。通过仿真实验可看出,与传统的接入机制以及未设门限值的接入机制相比较,所提方案能有效地减少主次用户之间的冲突碰撞率。     

认知无线电网络中基于图着色的动态频谱分配

动态频谱分配是解决认知无线电网络中频谱资源利用率低下的有效手段.针对现有频谱分配中认知用户"饿死"这一难点问题,以最大化系统接入率为目标,提出一种基于图着色的动态频谱分配算法.构造了基于图着色模型的效能函数,通过动态更新可用矩阵完成有效的频谱分配.一系列仿真实验表明,所提算法获得了较高的系统接入率,兼顾了系统的吞吐量和公平性,具有比现有算法更优的性能.     

基于多级软频率复用的动态频谱复用方案研究

针对5G技术发展带来的微小区、微微小区等越来越多的情况,为了提高这些无线通信用户密集地区的频谱效率,根据多级软频率复用(Multilevel Soft Frequency,ML-SFR)的思路,利用功率控制的方法结合动态频谱接入技术中的非授权用户对授权用户的避让策略,设计了一种动态频谱复用方案,定义了功率控制参数k,并采用仿真实验的方法研究了k与信噪比以及频谱效率的关系.     

基于损失制轮询调度的频谱接入机制研究

动态频谱接入技术在确保授权用户权利的同时,允许认知用户暂"借"空闲频谱,可有效解决频谱资源匮乏问题.针对认知无线电网络,只有一个信道但有多种数据需要发送的情况,提出基于损失制的多优先级轮询动态频谱接入机制.通过运用马尔可夫排队论理论,求解平衡状态下系统平均排队队长、平均排队时间等重要参数结果.数值分析和仿真实验结果表明,该机制提高了认知无线电网络系统的排队性能,可有效减少频谱空洞.     

基于POMDP模型的分布式机会频谱接入算法

针对认知无线电（cognitive radio,CR）信道的动态特性,以部分可观测马尔科夫决策过程（POMDP）为模型对认知无线电网络用户的频谱感知和频谱接入过程进行研究,提出了基于POMDP模型的分布式机会频谱接入算法.该算法利用网络信道的历史频谱感知信息对主用户接入信道的状况作出估计,以认知用户吞吐量最大化为目标进行频谱接入.同时,通过贪心算法得到此优化策略的次优解,降低了最优策略的计算复杂度.论文分析了认知用户接入吞吐量与网络中信道数目以及信道状态转移概率之间的关系,将贪心算法与随机检测接入算法进行了仿真比较.仿真结果显示,该算法获得的吞吐量比随机检测接入算法提高了约25％,能够更有效地做出接入策略.     

市场竞争下的三阶段动态博弈频谱接入算法

采用两级动态频谱接入网络模型,提出了基于市场竞争的三阶段动态博弈频谱接入算法。利用逆推法和Bertrand博弈理论解决动态频谱接入问题。两个寡头(移动虚拟运营商:MVNO)先后确定所需频谱数并进行价格竞争吸引终端次用户,次用户可根据对速率和价格的不同偏好进行选择。理论推导和仿真分析了算法的正确性和稳定性,证明该算法存在唯一纳什均衡。仿真结果表明,MVNOs可以灵活做出最优投资和价格决定,达到收益最大化,为实际应用提供了参考模型。