基于改进D-S证据理论的认知无线电频谱感知算法

在把D-S证据理论应用于多节点的频谱感知数据融合时,如果数据冲突较大则融合结果并不理想.为了解决上述问题,对D-S证据理论的证据组合规则进行了改进,给出了一个在数据冲突大时也适用的数据融合公式,并把这种改进的数据融合算法应用到多节点协作频谱感知中.MAT-LAB仿真测试与结果分析表明改进算法提高了频谱感知性能.     

认知无线电网络中基于D-S证据理论的合作频谱感知方法

认知无线电网络因主从用户共享频谱资源,具有频谱利用率高的优点,同时对从用户提出了一定的要求.在研究D-S证据理论的基础上,提出了一种新的合作频谱感知方法,对冲突证据源和融合规则进行了修正,并通过模糊度计算公式预估不确定性,重新定义了基础概率分配(BPA)函数.仿真结果表明,同“与”、“或”融合及以往的D-S融合方法相比,所提方法能很好地感知认知无线电网络的空闲频谱,并可作为高斯白噪声(AWGN)信道及瑞利(Rayleigh)多径衰落信道等网络环境的通用频谱感知方法.     

基于D-S证据理论的协作频谱感知算法

在无线传播过程中,主用户信号经常会受到路径损耗、阴影衰落等影响,导致无线通信环境中单个认知用户对主用户的感知结果存在不确定性。因此,结合D-S证据理论方法,提出了一种新的协作频谱感知算法。以能量检测作为基础,将证据间冲突变化程度平均性的概念结合其中,根据这一方式设计了一种新的证据理论合成法则,将多个D-S融合结果送到融合中心进行数据融合,得出最终判决。仿真实验结果表明,该算法能够很好地解决证据间的高度冲突并较为合理地减轻不确定性因素的影响,在信噪比比较低的情况下,获得较好的检测性能。     

基于信噪比软信息的协同频谱感知算法

针对协同频谱感知方法中假定各基站信噪比近似相同,使信噪比差异较大时检测概率性能无法得以明显提升的问题,本文提出一种在OFDM系统下,结合信噪比信息进行融合判决的协同频谱感知算法。该方法首先利用OFDM系统的循环前缀提出一种适合认知无线电系统的盲信噪比估计方法;然后,利用检测概率在信噪比-5dB~-13dB的区间内近似线性变化的特性,依据估计所得信噪比值对检测概率曲线进行软信息量化,作为各基站判决信息的置信度,从而使权重分配更加合理化,同时,相比于判决融合方法,并不明显提高传输带宽。仿真结果表明,相比与传统方法,此方法能有效利用信噪比信息,在不同信噪比环境下均有较优性能,尤其在各基站信噪比差异较大时,其性能已接近数据判决精度。      

基于 DS 证据理论的协作频谱感知改进方法

提出了一种新的协作频谱感知方法,该方法采用DS证据理论。首先,在本地感知通过投影近似法分解感知结果以减少次级用户上报至融合中心的感知数据,从而降低协作带宽开销。其次,在融合中心根据次级用户证据矢量之间的距离计算可信度,以可信度为权重对每个次级用户的基本概率分配进行加权平均来减小高度冲突数据对检测性能的影响。仿真结果表明,该方法减少了协作感知的带宽开销,改善了数据高度冲突时的检测性能。     

认知无线电中基于信息简约的最大似然协同频谱感知算法

该文针对控制带宽受限条件下认知用户的协同频谱感知问题,提出了基于信息简约的最大似然协同频谱感知算法。算法使用信息简约模块来降低本地感知信息传递需要的网络开销,在基站处使用基于最大似然准则的检测来提高感知性能。理论分析和仿真表明,该算法能够以较少的网络开销有效提高频谱感知性能,特别是在认知用户接收信噪比相差较大的情况下,其性能优势更为明显。     

基于粘性隐马尔可夫模型的协同频谱感知算法

为解决在频谱异构场景下传统频谱感知算法较易产生大量的空间虚警的问题,本文提出了一种基于粘性隐马尔可夫模型的协同频谱感知算法.该算法利用次级用户的感知数据在时域和空域两方面的相关性来提高感知性能.经仿真验证可知,所提算法不仅可以有效解决传统频谱感知算法存在的空间虚警问题,而且具有较高的检测性能.     

基于证据折扣优化DSmT的协同频谱感知器

协同频谱感知器通过充分利用多个认知无线电用户的空间分集增益,对抗单用户深度衰落和阴影效应问题,降低了感知系统对本地感知用户的灵敏度要求,减少由于单用户检测不确定性带来的系统误判。利用D-S方法进行协同频谱感知,通过在本地提取置信指派,再上传至融合中心进行证据推理与判决,占用较窄的控制信道带宽,达到优于传统方法的检测性能,如“或”、“与”和“最优融合”感知方法。但低信噪用户带来的冲突数据会限制D-S方法性能,使其信噪鲁棒性较差。本文首先定义感知用户基本置信指派函数,基于DSmT提出证据折扣优化 DSmT协同频谱感知器。该感知器根据不同认知用户数据的可靠性,对其置信指派函数进行折扣,加强高可靠性数据对融合结果的贡献,降低不可靠数据对融合结果的干扰,有效解决冲突数据下的协同频谱感知信息融合问题。仿真结果表明,证据折扣优化DSmT协同频谱感知器具有良好的检测性能和信噪比鲁棒性。      

基于信任度与信噪比的认知无线电协同频谱检测

无线网络中存在信噪比较高的恶意认知用户的情况,为了有效利用可靠的认知无线电(CR)技术用户的本地感知结果,提出了一种基于信任度的信噪比比较协同频谱感知算法,可有效剔除认知网络中存在的信噪比较高的恶意认知用户。仿真实验表明,在存在恶意认知用户的认知无线电网络中,该算法检测性能优于传统的或准则(OR)数据融合的协同频谱感知算法以及基于信噪比比较协同频谱感知算法。     

一种多用户协同频谱感知功率控制方案

分析和研究了多用户协同频谱感知原理,通过时分方式,实现了多用户之间的频谱共享。同时为避免对主用户产生有害的干扰,从用户通过一种算法控制它的发射功率,保证主用户的通信服务质量。最后对多用户协同频谱感知和单用户频谱感知的性能进行了仿真研究,结果表明多用户协同频谱感知可以明显提高频谱感知的性能,克服阴影/衰落作用的不利影响,提高频谱利用率。     

多天线感知无线电中的协作频谱感知算法

不同于以往单天线感知用户的频谱感知研究,该文提出多天线情形下基于最优功率分配和协作分集的频谱感知算法。根据信道条件利用奇异值分解(SVD)在每根天线上进行功率注水,并考虑多天线情况下两用户网络协作频谱感知授权用户的判决检测过程,利用基于指数衰减的路径损耗模型,分析多天线感知网络的各态历经容量和检测授权用户的概率及时间。理论分析及仿真结果表明,多天线感知用户通过最优功率分配和协作频谱感知不仅使感知网络具有最大的各态历经容量,同时改善系统的检测性能。     

A Distance Based Reliable Cooperative Spectrum Sensing Algorithm in Cognitive Radio

Spectrum sensing is the most critical task in cognitive radio (CR) which needs to be performed very precisely in order to efficiently utilize the underutilized spectrum and to provide sufficient protection to the primary users (PUs). To improve the sensing performance under fading, shadowing and hidden terminal problems more than one CR users collaboratively perform the spectrum sensing called as cooperative spectrum sensing (CSS). In conventional CSS the decision of each CR is fused at fusion center with equal weights. But due to variable distance of each CR from the PU all decisions are not equally reliable and therefore should be assigned different weights according to their reliability. In this paper we propose a new weighting scheme for CSS under Rayleigh faded channel. In proposed weighting scheme, based on the distance of each CR from the PU reliability of CR nodes is determined and correspondingly appropriate weights are assigned to different users. The CSS algorithm using new weighting scheme gives better performance than conventional CSS algorithm.     

A Robust Cooperative Spectrum Sensing Scheme in Cognitive Radio Systems

Performance of cluster-based cooperative spectrum sensing is more greatly improved than that of the traditional cooperative spectrum sensing.However,the style of clusters is not pointed out on traditional cluster-based method.In view of all the fading in the cooperative spectrum sensing,space diversity,and selective diversity,a robust cooperative spectrum sensing scheme based on clusters is proposed.Simulation results show that the detection performance of this new scheme is more close to that of the ideal cluster-based cooperative spectrum sensing scheme,and the excellent performance with higher reliability is gained relative to the actual cluster-based cooperative spectrum sensing scheme.Finally,the number of users in a cluster of the proposed scheme is discussed.The two users in a cluster are not the optimal solution to the overall implementation of cognitive radio.     

认知无线电合作频谱感知算法研究

频谱感知是实现认知无线电功能的前提条件,也是认知无线电领域的一个研究热点。近年来人们提出了很多频谱感知的方法,尤其是合作频谱感知算法日益受到人们的关注。综述了合作频谱感知技术的最新研究进展,从简单的线性信息融合算法到复杂的非线性感知算法,以及多天线合作感知等算法,通过仿真比较各种方法的检测性能,并展望未来频谱感知所面临的挑战和发展趋势。     

协作频谱感知在认知网络中的应用

认知无线电能够灵敏感知周围环境的变化,通过频谱感知功能发现频谱空洞,使得认知无线电能够与周围通信环境相适应。在认知无线电网络中,认知用户（次用户）必须连续地监控频谱,检测主用户是否存在。如果主用户存在,次用户必须尽快地退出该频段,从而不影响主用户。在文中采用一种协作机制,即两用户进行协作频谱感知,从而提高主用户的检测率,减少了检测时间,并且得到捷变增益。我们用Matlab给出仿真结果。     

Cooperative Spectrum Sensing Techniques in Cognitive Radio

Cognitive radio has become an effective theory to solve the inefficiency of the spectrum usage. One of the main requirements of cognitive radio systems is the ability to reliably detect the spectrum hole. Previous works on the problem of detection for cognitive radio have suggested the necessity of user cooperation to enable the detection at the low signal-to-noise ratios experienced in practical situations. This paper introduces energy sensing and the cooperative sensing techniques: AND model, OR model, counting model, double threshold model, likelihood ratio model, linear cooperation model and DWCS model. It is proved that significant cooperative gain can be achieved by the proposed models in reducing interference and improving spectrum usage.     

认知无线电的合作频谱检测分析

认知用户需要持续快速地检测主用户的出现,对基于认知无线电的合作频谱检测机制进行了分析。在理想的两用户网络中,认知用户采用合作机制可以提高系统的平均侦测时间。在多认知用户网络中,参与合作的用户越多,单个认知用户对主用户的侦测概率越高。对于多用户网络,还考虑了整体的实现。     

基于SNR比较的认知无线电协作频谱检测

协作频谱检测是认知无线电中的一项关键技术,其检测性能取决于感知节点的本地频谱检测结果的可靠性,而目前已有的方案中对此却很少考虑.对此,认为不同的认知节点信噪比(SNR)导致了各节点本地检测结果的可靠性不同,故在此基础上提出了一种基于融合中心进行SNR比较的认知无线电协作频谱检测算法.在该算法中各认知节点将本地的判决结果和估计的SNR同时发送到融合中心,然后在融合中心对SNR进行比较,按照文中设计的规则来选取有较好SNR的认知节点参与判决融合.数值分析和计算机仿真表明,该方法能有效提高检测概率,并减少参与判决融合的节点数量.