认知无线电中基于频谱聚合的频谱分配算法

为了使认知用户可成功接入分配的频谱,进一步提高频谱利用率,提出了一种基于频谱聚合的分布式频谱分配算法(SADSA),该算法以图论着色为模型,算法过程考虑了认知用户的带宽需求和认知设备的最大聚合范围,仿真结果表明了该算法在认知用户接入率方面的优越性.     

基于频谱预留的认知无线接入研究

动态频谱接入是认知无线电技术的一个重要应用,它利用通信过程中出现的频谱空洞机会式地接入频谱,能极大地提高频谱的利用率。文章基于马尔可夫理论提出了一种改进的频谱预留接入方案,即按照业务需求对用户进行用户模型改进,并根据优先级不同进行接入策略改进。仿真结果显示该方案能有效保障高优先级用户的服务质量。     

基于次用户分级的PRP M/G/m排队论频谱切换模型

为满足次用户不同时延需求并提高信道利用率,该文提出一种基于次用户分级的PRP M/G/m排队论频谱切换模型。首先,根据次用户主要业务的时延需求不同,对次用户进行分级评价,将次用户分为时延敏感型和非时延敏感型用户,时延敏感型次用户具有更高的优先级来接入信道。其次,采用PRP M/G/m排队论来建立基于用户分级的频谱切换模型。同时推导和分析了该模型下不同优先级次用户扩展数据传输时间,进而提出了面向各级次用户自适应频谱切换策略。仿真结果表明,相较于已有频谱切换策略,该模型能有效降低次用户切换时延以及扩展数据传输时间,保证高优先级次用户的服务质量,提升次用户频谱切换的综合性能。     

一种基于认知无线电的动态频谱接入MAC方案

在传统的无线通信系统中,频谱的分配是固定的。但是由于通信过程的突发性,这些频谱的使用率很低。另一方面,随着无线通信和多媒体的高速发展和广泛应用,无线频谱资源日趋紧张。如何提高频谱利用率已经成为迫切需要解决的问题。一种可行的思路是把这些授权频谱向未授权用户开放,未授权用户采用动态频谱接入技术,在不对授权用户造成干扰的前提下使用频谱。本文以认知无线电技术(Cognitive Radio,CR)为基础,提出了一种基于CR的动态频谱接入MAC方案(CR-Ad Hoc-MAC)。该方案允许未授权用户自适应地选取可用带宽,实现了动态频谱接入,有效地提高了频谱利用率。     

一种支持服务区分的动态频谱接入机制

动态频谱接入技术是实现认知无线电(CR)网络的重要技术之一,其可以灵活地对频谱空洞加以利用并能够有效地缓解频谱紧缺的窘境。文章设计了一种支持服务区分的动态频谱接入机制,将次用户分为高优先级次用户和低优先级次用户;然后利用强制优先排队理论对认知无线电网络中有服务区分的动态频谱接入过程进行模拟建模,并对高优先级次用户和低优先级次用户的切换率、接入失败率进行了仿真分析,这些因子对于用户的接入性能起着关键性作用。     

LTE-Advanced系统与S-band雷达共享频谱的载波聚合资源分配

频谱共享可以缓解频谱资源有限以及已分配的频谱资源利用率非常低的压力,而且载波聚合技术可以应用于频谱共享场景中。针对以上问题,首先,提出一个具体的MIMO雷达与LTE-Advanced蜂窝系统之间的频谱共享场景,利用载波聚合技术实现两载波聚合;其次,由于不同的用户设备运行的应用程序不尽相同导致其所需带宽也不尽相同,于是,提出基于用户应用类型的资源分配最优算法,给予实时应用用户优先权;最后,通过MATLAB仿真平台对此算法的性能进行仿真和验证。仿真结果表明,载波聚合可以提供更大的带宽从而提高用户设备的数据传输速率,资源分配最优算法可以保证用户的最小服务质量。     

基于动态频谱接入的频谱管理方法

频谱管理的目的是控制干扰和提高频谱利用率,从而实现频谱使用价值的最大化。随着新的无线电技术和业务对频谱需求的增加,当前的静态频谱管理方法导致频谱拥塞的问题。动态频谱接入能很好地提高频谱利用率,但可能会给通信系统造成一定的干扰。针对这个问题,本文提出了在动态频谱接入的频谱管理中采用基于服务质量的干扰门限设置和基于频谱占用度统计的频谱感知接入,从而在降低干扰的同时提高频谱利用率。     

认知 mesh 网络服务区分的动态频谱接入策略

动态频谱接入策略是实现认知无线电网络高效利用频谱的关键。与传统认知无线电网络不同,认知mesh网络中不同QoS需求的多类型业务共同接入,为适应这一特点,提出服务区分的动态频谱接入策略。策略依据业务的QoS需求确立优先级,针对不同优先级业务采取不同的信道接入方案,实时业务依据最优传输延迟期望选择接入信道集合,在减小传输延迟的同时降低数据传输过程授权用户出现的概率,普通业务选择最优理想传输成功概率的信道,降低信道切换概率。理论与实验结果表明,与传统的认知网络频谱接入策略相比,提出的策略能提供不同业务的服务区分,满足实时业务的低延迟需求,降低数据传输的中断率,同时在授权信道空闲率与网络负载较大时吞吐量性能较优。     

等比缩减的机会频谱接入

重复使用一定的TV频段是机会频谱接入的一个典型应用。在认知无线电机会频谱接入中,为了最大化信道的利用,授权用户与认知用户相互协作共同利用信道。文章将授权用户对信道的占用过程模拟为连续时间马尔可夫过程。认知用户在限制其对授权用户的干扰影响条件下,利用等比缩减的策略对信道进行感知,提出一个最优频谱接入策略,提高频谱的利用率。     

基于呼叫接纳控制（CAC）的动态频谱接入机制

在认知无线电系统中,认知用户利用授权用户的频谱空洞进行通信,达到提高频谱利用率的目的。动态频谱接入技术是认知无线电系统的关键技术,在文中我们提出了一种使用呼叫接纳控制（CAC）的动态频谱接入机制,经过仿真验证该机制能有效地减小认知无线电系统中认知用户的切换概率,同时次用户对信道的使用率会略有下降。     

数据驱动的开放动态频谱接入系统构建方法

在认知无线电(CR)背景下,动态频谱接入已成为提高无线网络频谱利用率的重要途径。基于全球移动通信系统-铁路(GSM-R)系统中采集的细粒度频谱监测数据,提出一种数据驱动的深度学习方法,建模频谱模式,并建立一套动态频谱接入访问框架。采用一种深度频谱生成模型指导频谱分配;设计一种综合递归序列表征与场景特征嵌入的深度网络,建模和预测短时频谱占用情况,并由此提出一种动态信道接入策略。进一步,利用软件无线电(SDR)平台实现一套跳频系统,并将其与动态频谱接入策略进行集成。使用真实的历史频谱数据评估该系统的数据吞吐能力,测试结果表明,所提方法及构建的跳频系统能有效提高机会通信能力,高效利用频谱资源。该频谱接入框架及SDR系统实现具有较强的通用性,易于集成到不同场景和频段的系统中。     

一种基于信道质量的鲁棒机会频谱接入策略

为了提高分等级网络中次用户通过机会频谱接入获得的有效吞吐率,提出了一种基于信道质量的鲁棒机会频谱接入策略.该策略利用信道质量信息和信道占用信息做出传输决策,使得次用户在信道感知结果为空闲和占用时分别以不同的信道质量门限选择传输机会发起传输,充分利用了信道质量好的传输机会.结合该策略,建立了以对主用户的干扰为约束条件,最大化次用户有效吞吐率的优化问题,并考虑到了信道传播特性统计参数存在不准确估计的情况,对该接入策略的门限进行了鲁棒性设计.仿真结果表明:所提出的鲁棒机会频谱接入策略能够显著提高次用户的有效吞吐率.     

基于频谱数据库的分布式动态频谱接入算法

频谱数据库是一种直接获得频谱信息的方式,针对在复杂多变的网络环境中用户之间缺少信息交互,研究了数据库协助和没有数据库情况下的动态频谱接入算法。一方面,次用户通过历史感知数据估计信道的可用性而进行信道选择,另一方面,次用户通过数据库获得更加可靠的频谱信息从而做出策略。证明了用户之间的博弈是一个超模博弈,通过提出的分布式学习算法能收敛到一个纯策略纳什均衡点。仿真结果表明,提出的联合数据库感知算法和数据库协助算法比依靠感知的结果收敛更快,获得的系统吞吐量接近最大,减少了用户决策的时延,提高了频谱利用率。     

基于深度强化学习的工业物联网多用户频谱分配

随着5G时代的来临,工业物联网将迎来蓬勃发展.然而,联网设备数量的不断增加,加剧了有限的频谱资源与大量的通信需求之间的矛盾.针对以上问题,提出了一种基于聚类分组和深度强化学习的合作式动态频谱分配算法,使用户可以获得较低的信息传输中断概率以及较少的多跳转发次数,快速找到信息传输的最优路径.在动态频谱分配中,该算法可以有效降低主、次用户信道接入的碰撞概率,提升频谱资源的利用率.对于少部分计算能力有限的用户,通过协调同组次用户的计算能力来完成策略的训练,实现了计算资源的高效利用.经过多次仿真实验验证,所提出的联合算法与现有的方法相比具有更高的信道利用率和更低的用户接入碰撞率.     

基于K-均值聚类的动态频谱接入技术

为了有效降低次用户接入授权信道时对主用户造成的干扰以及次用户被阻塞的概率,提出了一种基于K-均值聚类的动态频谱接入方法.该方法首先将关注的频谱划分为若干子信道,尔后对每个子信道进行特征提取,借助频谱特征,用K-均值算法对子信道进行聚类,将子信道分别纳入白色、灰色和黑色频谱池.次用户在接入信道时,重点选择白色频谱池中的信道接入.理沦分析和仿真结果表明,利用该方法能够有效降低次用户对主用户的干扰和次用户被阻塞的概率,提高信道接入效率.     

基于博弈论的空时频谱共享：动态接入与惩罚策略

为了解决时空域频谱资源利用不充分的问题,针对异构网络中多个次用户通过感知空时频谱机会动态接入的场景,提出一种基于博弈论的可靠频谱共享策略。首先,次用户通过信道采样感知主用户的活跃程度,并进一步寻找适合的空时频谱机会。其中,每个次用户旨在寻求更多的频谱资源,须避免对主用户的通信质量造成损害。为此,次用户与主用户之间需进行个人效用的协商,以达到混合纳什均衡状态。当次用户发射功率异常时,其行为将被视为违规。然后,结合违规次数和网络中活动节点数,对次用户采用退避时间补偿算法进行惩罚。最后,仿真结果验证了引入惩罚机制的空时频谱机会共享策略的有效性。     

认知无线电系统中频谱分配综述

认知无线电是一种新的智能无线电技术,它通过动态地接入频谱为用户提供高容量的服务,能极大地改善现有的低效的频谱利用率。文章主要对认知无线电中频谱分配进行了分析,其重点是对现有的频谱分配方式进行分类,分析它们各自性能,对基于图论、博弈论、定价拍卖和干扰温度等四种常见的频谱分配模型进行了阐述。     

基于时间估计的动态频谱接入算法

基于先验知识模型,设计了基于信道剩余空闲时间估计的动态频谱接入算法：每个次用户根据感知历史维护信道剩余空闲时间的估计向量并周期进行更新,每个时隙开始时次用户选择剩余空闲时间估计最大的信道接入。对动态频谱接入算法的适应性问题进行了分析,并求得了次用户的最优传输时间长度。仿真结果表明,在给定的参数下,新算法的信道利用率比其他算法提高约5%-10%,同时对主用户的干扰保持最低。     

认知无线电中认知用户的重新建模与性能分析

针对认知网络频谱接入问题,讨论了以往建模和理论分析中存在的不足.为了真实地模拟授权用户和认知用户的行为,对频谱接入策略重新进行建模,并利用矩阵几何法和离散事件系统仿真的事件调度法重新评估和比较了不同接入策略下的认知系统性能,针对不同业务类型选取最佳接入策略.理论分析和仿真实验结果一致,验证了所提模型的可靠性.频谱切换和信道预留接入策略增大了阻塞率并有效地降低了掉话率,后者通过调整预留信道数目使认知系统吞吐量最大.     

基于带宽压缩的载波聚合技术

针对当前射频频谱资源日益紧张、大带宽连续频谱稀缺的问题,提出了一种基于带宽压缩的载波聚合方案。在OFDM载波聚合技术的基础上,利用改进的非正交高效频谱频分复用调制技术结合载波聚合的方法,以提高通信系统的频谱利用率为目的。理论分析和仿真结果表明,在给定带宽的情况下基于带宽压缩的载波聚合技术可以聚合尽可能多的载波单元,并且是以尽可能小的误码率损失获得较高的频谱效率。