一种认知智能电网中频谱接入策略选择机制

针对智能电网中频谱资源短缺问题,认知无线电技术被引入到智能电网中,构建认知智能电网。然而,认知无线网络中频谱资源的不确定和智能电网中节点通信环境的不确定性直接影响到系统性能。为此,提出一种认知智能电网中频谱接入策略优化选择机制。电网节点根据自身的实时传输需求和实时可用频谱资源状况,选择不同的频谱接入策略,以最大化节点的有效传输范围。仿真结果验证了所提选择机制的有效性。     

基于机器学习的认知无线网络优化策略

5G的发展带来了终端设备爆炸式增长的现象,使得频谱资源紧缺的问题越加严峻,认知无线网(cognitive radio,CR)的提出,被认为是提高频谱利用率的有效途径。认知无线网,融合了当代无线电通信技术、计算机技术、微电子学技术、软件无线电技术和现代信号处理技术等多学科之长,通过感知周围的电磁环境、学习及理解等方式,自主为用户寻找到当前空闲的频谱,完成信息交互过程。针对频谱资源紧张的现状,为改善频谱分配,首先介绍了有关认知无线网络的概念及其特点,重点介绍了机器学习中遗传算法,强化学习和隐马尔可夫模型在认知无线网络中的应用,并展望了其在认知无线网络中的发展前景。机器学习算法的引入,实现了高效的频谱资源管理,有效地解决了无线频谱资源紧张的问题。     

认知无线电频谱感知技术研究

随着无线通信技术的迅猛发展,频谱资源短缺的问题越来越严重,甚至可能成为未来制约无线通信技术发展的瓶颈。认知无线电技术通过对频谱资源的"二次利用",为缓解频谱资源紧缺开辟了一条新的路径。在认知无线电网络中,当认知用户感知到目标频段处于空闲状态时,可以接入该频段进行通信,一旦检测到主用户重新出现时,要及时做出避让,以免影响主用户的正常工作。由此可知,频谱感知技术是保证认知无线电技术得以实现的关键和前提。     

认知无线电在医疗无线网络中的应用研究

认知无线电是允许未授权用户可以机会式接入使用授权用户的电磁频谱的一种技术．这一新兴技术的目的是为了提高无线资源的使用率。在医疗环境中。认知无线电具有很大的潜力。可以解决分配给医疗应用的频谱的稀缺性所造成的干扰问题。介绍一些医疗无线网络的认知无线电技术应用的相关研究及所面临的挑战和发展趋势。     

认知无线网络的认知能力保障方法研究综述

认知无线网络通过对无线环境的感知获得频谱空洞信息,并以动态频谱接入为关键技术,机会地使用空闲频谱,与传统的无线网络相比,具有更高的网络通信资源利用率。认知能力作为认知无线网络的本质属性,其安全保障直接关系到认知无线网络的实用化进程。由于网络结构的复杂性、节点的移动性等问题,认知能力在各个认知环节中均面临不同程度的安全威胁。首先从认知循环:认知通信、资源感知、推理决策和服务适配4个环节分析认知能力保障所面临的安全问题以及相应的解决方案,然后总结现有方法的不足和缺陷,提出认知能力保障策略基于信任机制的发展趋势;最后指出未来认知能力保障领域所面临的挑战,并对该领域的研究方向进行了展望。     

认知无线电网络信道交汇研究综述

认知无线电技术被认为是解决目前频谱资源利用率低下问题最有前景的技术,基于该技术,认知无线电网络采用动态频谱接入方式有效地提高了授权频段的利用率.然而,动态变化的信道可用性极大地增加了认知无线电网络组网的难度.信道交汇旨在为用户通信提供公共传输媒介,是实现无线网络组网的基础.介绍了认知无线电网络信道交汇的基本概念和特点,并阐述了信道交汇策略设计面临的挑战以及应考虑的性能指标.提出了信道交汇策略的分类标准和系统模型,根据该分类标准,详细剖析了当前信道交汇策略相关的研究工作.最后,讨论了认知无线电网络信道交汇研究的开放性问题,以期为未来的研究指出可能的方向和重点.     

基于深度强化学习的认知无线电协作频谱感知

为了解决频谱资源利用率低的问题,引入了认知无线网络的概念.在认知无线网络中,次要用户可以在不影响主要用户正常工作的前提下机会性地接入授权频段,故精确地感知频谱的状态并快速准确地接入授权频段就显得尤为重要.由于网络中存在干扰和阴影衰落等因素,传统的频谱感知效果不理想.本文引入了协作频谱感知技术,通过强化学习算法选择参与协...     

基于认知无线电技术的动态频谱分配方案研究

本文在分析认知无线电技术及其相关问题的基础上,提出一种基于认知无线电技术的动态频谱分配方案,并通过仿真实验对于该方案的可行性进行分析验证,以促进无线网络基础的进一步发展与推广应用。     

智能电网WCSN安全体系架构研究

作为下一代电力系统,智能电网应具备向电网控制中心实时可靠传输信息的能力。为了解决智能电网无线传感器网络面临的异构无线网络共存、频谱资源紧张和海量数据处理等问题,我们在智能电网引入了无线认知传感器网络的理念。文章分析了在智能电网中引入认知无线传感器网络（WCSN）的必要性,列举了智能电网、认知无线电网络和无线传感器网络的相关研究成果,描述了智能电网WCSN分层结构包括家域网、邻域网和广域网,提出了智能电网WCSN安全架构。     

基于区间Mamdani模糊推理的认知无线网络频谱迁移方案

机会式频谱接入技术虽能够有效提升认知无线网络频谱利用率,但在保障认知用户服务质量(quality of service,QoS)以及频谱资源有效利用率方面存在不足.为了提高认知用户QoS,提升认知无线网络系统性能,提出一种基于区间Mamdani模糊推理的认知无线网络频谱迁移方案.通过引入预判决方法减少不必要的数据量和系统开销.综合考虑待迁移频谱的频谱占用率以及链路维持率,并利用模糊推理计算出频谱迁移度,指导认知用户迁移至最优的频谱空穴.为了缩短模糊推理时长,提出区间Mamdani模糊推理方法.仿真结果表明,该方案能够降低认知用户业务传输的强制中断率、重传率以及频谱迁移次数,在维持较高系统吞吐量的同时,提高认知无线网络频谱资源的有效利用率.     

Cognitive radio network security: A survey

Recent advancements in wireless communication are creating a spectrum shortage problem on a daily basis. Recently, Cognitive Radio (CR), a novel technology, has attempted to minimize this problem by dynamically using the free spectrum in wireless communications and mobile computing. Cognitive radio networks (CRNs) can be formed using cognitive radios by extending the radio link features to network layer functions. The objective of CRN architecture is to improve the whole network operation to fulfil the user's demands anytime and anywhere, through accessing CRNs in a more efficient way, rather than by just linking spectral efficiency. CRNs are more flexible and exposed to wireless networks compared with other traditional radio networks. Hence, there are many security threats to CRNs, more so than other traditional radio environments. The unique characteristics of CRNs make security more challenging. Several crucial issues have not yet been investigated in the area of security for CRNs. A typical public key infrastructure (PKI) scheme which achieves secure routing and other purposes in typical ad hoc networks is not enough to guarantee the security of CRNs under limited communication and computation resources. However, there has been increasing research attention on security threats caused specifically by CR techniques and special characteristics of CR in CRNs. Therefore, in this research, a survey of CRNs and their architectures and security issues has been carried out in a broad way in this paper.     

网管思想应用于动态频谱管理

无线通信技术的快速发展和人们对无线通信业务需求的快速增加,使得可用的无线频谱资源越来越少。本文通过对认知无线电概念的延伸,提出采用网络管理的思想进行频谱管理。采用这种方法,将实现动态频谱管理,有效解决无线通信中频谱稀缺与频谱利用率低的问题。     

认知无线电网络安全路由问题研究

认知无线电是一种智能频谱共享技术,可显著提高频谱的利用率。根据认知无线电在国内外的研究现状以及该技术的应用发展趋势,给出了认知无线电网络中安全路由的一个研究体系。该体系以一种混合式的网络结构为基础,将身份认证,密钥分配,组播树的创建,对当前空闲频谱信息进行合理定价,递减式组播模式以及跨层设计路由等问题结合在一起,形成了一个较为完备的认知无线电网络安全路由问题体系,为未来认知无线电安全路由的研究开拓了一条新路。     

一种多接口认知传感器网络体系结构

传统的单接口无线传感器网络由于同道干扰问题的存在,网络性能受到极大的限制。多接口无线网络技术是解决这一问题的有效方案。但是多接口无线传感器网络的频谱接入问题是多接口传感网大规模部署的关键一环。而认知无线电技术能够实现频谱的动态访问,即便是信道拥塞的情况仍能有效改善网络性能,并且在无线传感器网络中表现出较好的传输特性。本文提出一种基于连通支配集的多接口认知传感器网络体系结构。通过分析不难看出,提出的体系结构具有良好的扩展性和容错性能。     

Partial cooperative spectrum sensing schedule in cognitive network

Cognitive radio has emerged as a promising technology for maximizing the utilization efficiency of the limited spectrum resources while accommodating the increasing amount of services and applications in wireless networks. One of the most important and critical components of the cognitive radio is spectrum sensing and accordingly, detection of primary users. Considering the hardware constraints existing in cognitive devices, based on the coarse estimation of channel occupancy, partial cooperative spectrum sensing with adaptive spectrum schedule scheme is proposed to increase the possibility to discover more spectrum opportunities promptly. Simulation results show the gain of sensing performance and the energy-saving feature of partial spectrum sensing. Special security scheme is designed to protect the reliability of sensing result from the false message attack. For the scenarios tested, the proposed scheme is shown to increase opportunities by up to 15 percent.     

认知无线网络中动态频谱接入性能分析

认知无线电技术利用频谱空洞进行通信,有效缓解了频谱资源紧缺问题,动态频谱接入是其核心技术。网络中主用户对授权频谱的使用效率较高时,次用户接入网络无法完成符合QoS要求的通信,只有当主用户频谱效率在一定门限值下时网络才适合次用户接入。有限频谱空洞资源只能满足有限次用户的通信需求,为了保证通信质量,网络在固定的主用户频谱效率下只能接入适量的次用户。提出用强制优先排队理论对认知无线网络中的动态频谱接入过程进行模拟,通过仿真对次用户的切换概率、阻塞概率两个QoS因子进行分析,在给定的QoS条件下,得到了网络适合次用户接入的主用户频谱效率门限值,以及在固定的主用户频谱效率下网络适合接入次用户的量。     

认知无线电技术在煤矿井下的应用研究

针对现有煤矿井下无线通信系统载频和调制方式等参数固定、无法适应巷道信道模型变化而导致通信可靠性低的问题,提出了在煤矿井下无线通信系统中应用认知无线电技术的方案,即利用认知无线电技术感知通信系统所处巷道的频谱和信道模型,实时、自适应地调整载频、调制方式等传输参数的特点,从而优化煤矿井下无线通信网络的传输性能;综合分析了认知无线电在煤矿井下应用的可行性;最后给出了认知无线电在煤矿井下应用的实现模式。     

动态阈值的双门限协作感知方法

随着通信技术的提高和通信应用的增多,无线频谱资源越来越匮乏.许多分配到资源的主用户利用率很低,认知无线电技术希望没有分配到资源的次用户合理使用主用户频谱来提高频谱的利用率.频谱感知技术关系到认知无线电中次用户对空闲频谱的使用机会,是认知无线电的关键技术之一.就是在已有的感知技术的基础上,提出了新的感知手段.在认知无线电网络中,不同的次用户由于与主用户距离以及自身所处环境的噪声影响不同,它们的信噪比一般是不一样的.这里采用的动态阈值的双门限协作感知方法,是对传统双门限能量感知方法的改进,通过充分考虑次用户之间的差异性来提高感知的性能.首先,根据对检测和虚警概率的要求,过滤掉一部分检测能力不满足条件的次用户.同时,每个次用户的用于能量感知的双门限会根据它们各自信噪比的不同而动态变化.通过与单门限能量感知以及传统双门限能量感知方法进行比较,可以看出本文提出的感知方法一定程度上提高了系统整体感知的性能.