认知无线电网络中基于信誉度的分层合作频谱感知方案（英文）

Cooperative spectrum sensing in cognitive radio is investigated to improve the detection performance of Primary User(PU).Meanwhile,cluster-based hierarchical cooperation is introduced for reducing the overhead as well as maintaining a certain level of sensing performance.However,in existing hierarchically cooperative spectrum sensing algorithms,the robustness problem of the system is seldom considered.In this paper,we propose a reputation-based hierarchically cooperative spectrum sensing scheme in Cognitive Radio Networks(CRNs).Before spectrum sensing,clusters are grouped based on the location correlation coefficients of Secondary Users(SUs).In the proposed scheme,there are two levels of cooperation,the first one is perfonned within a cluster and the second one is carried out among clusters.With the reputation mechanism and modified MAJORITY rule in the second level cooperation,the proposed scheme can not only relieve the influence of the shadowing,but also eliminate the impact of the PU emulation attack on a relatively large scale.Simulation results show that,in the scenarios with deep-shadowing or multiple attacked SUs,our proposed scheme achieves a better tradeoff between the system robustness and the energy saving compared with those conventionally cooperative sensing schemes.     

分布式认知无线电网络中的主动频谱切换

主要研究分布式认知无线电网络中的频谱切换,并提出一种主动的频谱切换方案。认知用户通过感知结果与历史信息建立授权用户的活动模型,预测频谱的使用情况。在不对授权用户产生干扰的前提下,提前安排频谱切换。同时,采用基于蚁群任务分工算法的频谱选择方法,使得认知用户综合考虑通信参数,实现认知用户的按需切换,保证不间断的传输。仿真表明,提出的方案能够提前执行切换,并在较短的时间内完成业务量的传输,同时具备较高的灵活性,适用于分布式认知无线电网络。     

认知无线电网络子空间映射频谱共享

针对集中式多用户多天线认知无线电网络,分析了子空间映射能够为认知系统提供的通信机会以及理想信道条件下的空间子信道分配方案。在此基础上,提出了一种基于子空间映射的频谱共享策略。根据认知系统的感知结果,计算可以利用的空间子信道数,通过认知用户接入控制和子空间映射避免或抑制系统间干扰,从而在保证授权用户通信质量的前提下,为认知用户提供通信机会。仿真结果表明,与已有的子空间映射频谱共享方法相比,该策略不仅具有更高的认知系统可达和速率,而且能够为认知系统提供更多通信机会。     

双向拍卖结合贝叶斯模型的认知无线电网络频谱共享方案

针对无线电网络中频谱资源有限且利用率较低的问题,提出了基于双向拍卖结合贝叶斯推理模型的频谱共享算法。首先,主用户和次用户自适应地选择拍卖价格分享频段;然后,玩家基于反馈学习过程捕捉调整价格的策略;最后,进行重复拍卖过程直到达成共识。该算法采用了贝叶斯推理技术,能够自适应地响应不断变化的系统环境和玩家数量,具有良好的可扩展性。仿真结果表明,该算法在PU受益、交易成功率、频谱利用率、网络吞吐量等方面显著优于其他几种较新的频谱共享算法。     

认知无线电网络基于F范数的频谱共享

针对多用户多输入多输出认知无线电网络的频谱共享问题,提出一种在保证授权用户服务质量要求的前提下,以认知网络容量最大化为目标的基于F范数的频谱共享方法.该方法利用信道矩阵的F范数选择认知用户以获得认知网络的多用户分集增益,并采用两次选择的方式降低算法的复杂度,通过将认知用户的发射信号投射到干扰信道的零空间来避免认知用户对...     

认知无线电网络中基于主系统有限反馈的频谱共享方案

摘 要：提出一种频谱共享方案,该方案适用于同时存在多个主用户和一对次用户的场景。各主用户依据接收机反馈的有限信道质量信息（CQI, channel quality information）分配发送功率及传输速率。次用户根据偷听到的主系统CQI有限反馈,以适当的功率及速率接入信道。次用户接入信道的行为对各主用户造成一定干扰,以致主系统传输速率遭受一定损失。本文在主系统速率损失约束条件下,研究得出了使次系统吞吐量最大化的次用户发送功率及传输速率最佳分配方案。数值结果表明,对于每个主用户仅需反馈3-4个量化比特,次系统的有效吞吐量就可堪比于主次发射端均拥有主系统链路完整CQI的情况。仿真结果显示,所提出的频谱共享方案能够满足主系统速率损失约束。     

认知无线电中的频谱共享技术

由于认知无线电网络的一些独有的特性,比如,可用频谱资源的动态变化以及与第一类用户的共存,使得认知无线电网络中的频谱共享技术面临着许多新的挑战。当前关于频谱共享技术的研究旨在应对这些挑战,并且主要从以下四个方面着手：网络架构,频谱分配行为,频谱接入技术和共享频谱的范围。     

认知无线电中的频谱共享技术

针对频谱利用率低等缺点,分析了认知无线电技术的频谱共享技术,并提出了在频谱共享技术上存在的难点。     

认知无线电中的频谱共享技术

认知无线电（cognitive radio,CR）具有动态重用空闲频谱资源的能力,可以有效提高频谱利用率,是一种智能的频谱共享技术。文章给出了一种频谱共享的过程,阐述了频谱共享各个步骤包括频谱感知、频谱分配、频谱接入和频谱移动的概念、功能和研究现状,分析了频谱共享的关键技术,重点介绍了其中的频谱池策略、频谱分配算法和功率控制算法。     

认知无线电中基于SA-MIMO-OFDM的动态频谱共享方案

该文提出一种结合频谱自适应(Spectrum Adaptation,SA)与MIMO-OFDM技术的动态频谱共享方案。该方案基于功率门限模型实现非授权信号的自适应频谱成型,并给出了一种简单的动态功率分配算法以最大化比特率。仿真结果表明,该方案能够克服干扰温度模型的局部干扰问题,使用MIMO技术可进一步提高系统性能,通过动态功率分配算法可降低计算复杂性并提高频谱利用率。     

OFDMA认知无线电网络中面向需求的频谱共享

从满足次网络通信需求的角度,设计一个两阶段模型,求解OFDMA 认知无线电网络中频谱租赁与分配问题。模型第1阶段,次基站收集次网络通信需求,向多个主基站租用频谱资源。运用Bertrand博弈对主、次基站的交易行为进行建模,并将纳什均衡作为最终定价方案。第2阶段,基于纳什议价方案,将次基站子载波和功率分配问题定义成非线性规划问题,并通过拉格朗日乘数法进行求解。仿真实验表明,相对于其他频谱共享方案,所提方案高效地满足每个次用户的通信需求。     

OFDM认知无线电系统中分布式资源分配

针对多用户的OFDM认知无线电系统,提出了一种适合于混合业务的分布式资源分配新算法.该算法以最大化系统容量为目标,将资源分配问题建模为非凸优化问题,并通过拉格朗日对偶理论将原问题分解为若干个独立的子问题,通过对子问题的求解可以获得最优的子载波分配和功率分配.同时,根据认知用户业务分组中不同的业务类型授予其不同的权重因子,确保资源分配结果能够满足各认知用户的QoS.仿真结果表明,该算法不仅提高了系统容量,而且还保证了资源分配的公平性和用户的QoS,且算法复杂度不高.     

多天线认知无线电网络自适应空间映射频谱共享

针对集中式多用户多天线认知无线电网络,提出一种基于自适应空间映射的频谱共享策略,根据授权用户接入的随机性所带来的频谱和空间资源占用情况的变化,认知系统将发射信号自适应地映射在认知基站与授权用户之间信道的子空间上,避免或抑制系统间干扰,从而在保证授权用户通信质量的前提下,为认知用户提供通信机会,并且在认知系统内部利用块对角化和奇异值分解方法分离不同认知用户的信号,消除系统内干扰。性能分析和仿真结果表明,与已有的频谱共享方法相比较,该策略不仅具有更高的认知系统可达和速率,并且对于由不同授权系统负载情况形成的不同场景具有更强的鲁棒性。     

Underlay模式下认知无线电OFDM系统多用户资源分配

为了更有效地求解Underlay频谱共享模式下的OFDM系统多用户资源分配问题,提出了一种公平、复杂度低的资源分配方法,首先利用公平性的子载波分配方法为认知用户分配子载波,然后利用子载波分配结果,将复杂的多用户资源分配问题转化为简单的单用户功率分配问题,并利用一种复杂度较低的线性封顶注水算法对子载波功率的分配进行求解.通过一种TV频段OFDM系统对算法性能进行了仿真对比分析,仿真结果验证了本文所提资源分配方法的有效性和优越性.     

OFDM认知无线电系统中多用户资源分配新算法

OFDM是认知无线电系统物理层的关键技术,本文针对多用户的OFDM认知无线电系统,提出了一种联合功率、信道和比特分配的新算法,该算法将多用户资源分配映射成多维O-1背包问题,考虑了主次用户之间的干扰,引入了次用户的带宽需求,既保证了次用户对主用户干扰功率的限制,同时又满足了各个次用户的QoS.仿真结果表明,本文的算法与...     

认知无线电频谱共享中的博弈论算法

首先介绍了认知无线电技术和博弈论思想,然后按照不同的分类准则,考虑无线网络资源分配的实际情况,描述了两种常用的博弈论类型：非合作型博弈模型和合作型博弈模型。重点研究了两种博弈模型在认知无线电频谱共享技术中的资源分配问题。     

基于OFDM的认知无线电频谱资源分配算法研究

如何提高无线电资源利用率已经成为一个研究热点。认知无线电是解决这个问题的一个新思路。正交频分复用技术是一种无线信道高速多载波传榆技术。将来很可能在第四代通信和认知无线电得到应用。文章提出了一种基于正交频分复用的认知无线电系统中频谱资源分配和功率控制方案,并且给出了仿真结果,结果表明该方案用较低的复杂度实现了通信的需要。     

认知无线电网络的一种协作频谱感知方案

认知无线电技术能够让非授权用户利用已经分配给授权用户的频段.为了不对首要用户的工作造成干扰,认知用户需要对频谱进行不间断的监测来判断首要用户是否存在.因此,频谱的感知是认知无线电技术的关键.协作频谱感知能够充分的利用网络资源,提高网络中的认知用户的检测概率.文中笔者简单地介绍了一种协作频谱感知的方案.仿真结果表明,通过该方法能够提高网络中认知用户的检测概率,提高网络的检测灵敏度.     

认知无线电网络中的自组织优化方法（英文）

Cognitive radio(CR) is regarded as a promising technology for providing a high spectral efficiency to mobile users by using heterogeneous wireless network architectures and dynamic spectrum access techniques.However,cognitive radio networks(CRNs)may also impose some challenges due to the ever increasing complexity of network architecture,the increasing complexity with configuration and management of large-scale networks,fluctuating nature of the available spectrum,diverse Quality-of-Service(QoS)requirements of various applications,and the intensifying difficulties of centralized control,etc.Spectrum management functions with self-organization features can be used to address these challenges and realize this new network paradigm.In this paper,fundamentals of CR,including spectrum sensing,spectrum management,spectrum mobility and spectrum sharing,have been surveyed,with their paradigms of self-organization being emphasized.Variant aspects of selforganization paradigms in CRNs,including critical functionalities of Media Access Control(MAC)- and network-layer operations,are surveyed and compared.Furthermore,new directions and open problems in CRNs are also identified in this survey.     

改进的认知无线电频谱共享博弈模型

提出了一种改进的认知无线电频谱共享模型.该模型综合考虑了主用户的收益受到所有次用户请求带宽的影响,以及每个次用户的收益受到其他次用户请求带宽的影响;同时,与次用户竞争的主用户能够通过选择最佳带宽定价来获得最大的收益,相互竞争或合作的次用户通过从有限的频谱中改变请求频谱带宽来获得最大收益.对改进模型的静态博弈、动态博弈及其稳定性、帕累托最优等特性的仿真结果证明该模型适应实际情况.