认知无线网络中非理想频谱检测的切换

针对在非理想频谱检测情况下频谱切换不准确的问题,利用抢占优先恢复M/G/1排队网络模型,提出一个具有错误数据重传机制的频谱切换算法,并通过传输时延和扩展数据传输时间2个参数分析了算法的性能. 通过实验仿真,讨论了漏检概率、扩展数据传输时间和用户流量负载的关系,验证了该算法的有效性.     

认知功能障碍大鼠脑神经型烟碱乙酰胆碱受体显像研究

采用双侧颈总动脉结扎法建立大鼠慢性脑缺血模型,4周后经Morris水迷宫实验验证认知功能障碍,经尾静脉注射神经型烟碱乙酰胆碱受体(nAChRs)显像剂2-[~(18)F]-A-85380后30、60、120、180、240min,用Micro-PET各扫描一次,每次持续10 min。选取丘脑、额皮质、小脑为鼠脑感兴趣区,以SUV_(ave丘脑)/SUV_(ave小脑)、SUV_(ave额皮质)/SUV_(ave小脑)放射性摄取比为慢性缺血组与正常组的比较参数。经正常组大鼠扫描后,慢性脑缺血认知障碍大鼠选择在120 min行2-[~(18)F]-A-85380 Micro-PET脑部扫描10min。结果表明,Morris定向航行实验中两组大鼠逃避潜伏期随实验天数增加而缩短,在第5d时正常组为(9.44±5.48)s,慢性缺血组为(24.16±27.18)s,差异有统计学意义,慢性缺血组大鼠在学习寻找平台上较正常组缓慢;Morris空间探索实验,撤掉平台后,慢性缺血鼠按之前学习寻找平台的轨迹,穿过原来放置平台的象限次数较正常组少,慢性缺血组为(2.60±1.67)次,正常组为(6.20±2.95)次,差异有统计学意义;正常大鼠脑部Micro-PET显像,在120min时,可清晰显示丘脑、小脑及额皮质结构,且持续至240min,其SUV_(ave丘脑)/SUV_(ave小脑)、SUV_(ave额皮质)/SUV_(ave小脑)放射性摄取比在120 min时分别为1.62±0.06、1.34±0.28,认知功能障碍大鼠SUV_(ave丘脑)/SUV_(ave小脑)、SUV_(ave额皮质)/SUV_(ave小脑)放射性摄取比分别为1.27±0.02、1.07±0.03,差异有统计学意义。通过对缺血大鼠进行2-[~(18)F]-A-85380 MicroPET脑显像发现,2-[~(18)F]-A-85380在慢性缺血大鼠与正常大鼠的丘脑相比摄取降低,缺血组SUV_(ave丘脑)/SUV_(ave小脑)、SUV_(ave额皮质)/SUV_(ave小脑)较正常组显著降低,说明缺血后认知功能障碍与烟碱乙酰胆碱受体减少有关。缺血后认知功能障碍大鼠能在出现运动症状前出现受体数量降低或2-[~(18)F]-A-85380与受体结合率降低,通过nAChRs受体显像可在慢性缺血后已出现认知障碍的患者中发现其受体早期变化,从而给予早期干预治疗,改善预后。     

集中式认知网络分簇算法研究

认知网络按照一定的准则划分为若干个簇,簇内共享一条信道用于交换控制信息,这种以分簇的方式实现按区域共享信道是认知无线电频谱共享问题的解决方法之一。针对认知网络空闲信道的特性,提出了一种考虑可用信道、地理位置以及数据库统计值的新的分簇算法,该算法以最大化簇内吞吐量和维持簇结构稳定为设计目的;讨论了几个关键的簇维护和管理问题。仿真结果表明,提出的分簇算法在产生的簇总数量以及簇的重构次数上可以获得一个较好的综合性能。     

基于ESD测试的无线电网络抗SSDF攻击协作频谱感知方案

针对认知无线电网络中协作频谱感知容易遭受数据伪造攻击的问题,提出一种基于检验统计和极端学生化偏差检验法的协作频谱感知方案。首先,将差分进化算法与加权增益合并软决策融合方法相结合,形成一种高效的节点决策融合机制。然后,在协作感知中,根据节点的软决策数据,利用检验统计消除故障认知节点。最后,利用提出的改进型ESD检验法消除恶意认知节点,从而形成全局决策。仿真结果表明,该方案在协作感知中能够有效过滤SSDF攻击数据,具有较低的误检测率。     

基于隐马尔可夫模型的短波认知频率选择方法

针对短波频谱利用率低下及频率选择不够智能的局限性,提出一种基于隐马尔可夫模型(HMM)的短波认知频率选择方法。应用认知无线电原理,将短波传统用户作为主用户,将采用认知无线电技术的短波电台作为认知用户。首先,建立隐马尔可夫模型,结合频谱感知历史数据预测主用户信道状态;其次,在预测空闲的基础上估计信道参数;最后,根据估计的信道参数选择最优频率。仿真结果表明,所提方法能够准确预测传统短波用户信道状态,快速估计信道参数。在设定的仿真条件下,所提方法的成功传输率分别较HMM预测和能量感知随机信道选择方法有5.54%和10.56%的提升,能够选择最优信道。     

基于量子布谷鸟搜索的认知无线网络频谱分配

为了有效解决认知无线网络频谱分配的离散优化问题,将量子计算引入布谷鸟搜索算法,提出了一种新的组合优化算法——量子布谷鸟搜索算法。该算法使用量子鸟窝表征问题的多维解,通过Lévy flights随机游动方式和量子突变策略快速搜索到全局最优位置。通过使用基准函数验证了算法的高效性,并提出了一种基于量子布谷鸟搜索的认知无线网络频谱分配方法。然后与经典频谱分配算法在不同的网络效益函数下进行仿真性能比较。结果表明,所提出的频谱分配方法能够较快找到全局最优解,并且在不同网络效益函数下均优于已有的经典频谱分配算法。     

天线选择下稳健波束形成新算法

研究认知无线电（CR）网络环境下的稳健发射波束形成问题,以期在信道状态信息（CSI）存在误差时满足一级用户（PU）干扰温度约束和二级用户（SU）信干噪比（SINR）约束,该发射波束的设计目标为发射天线子集最小化和发射功率最小化的联合自适应。用伯恩斯坦型不等式将信道状态信息误差的非封闭形式概率约束转化为线性矩阵不等式,进一步通过引入[?0]范数的[?1]范数逼近,将目标函数非凸优化松弛为凸问题,并通过迭代重新加权算法求解。仿真结果表明,该方法以少量增加传输功率为代价减少了发射天线的数量,节约了基站成本。     

基于最佳中继选择的认知AF系统性能分析

针对中继通信中的放大转发协议,提出了一个基于最佳中继选择方案的双跳认知协作通信系统。该系统的频谱共享环境由一个主接收用户,一个次级信源,[K]个次级中继和一个次级信宿组成。并在独立非同一分布的瑞利衰落环境下对该认知协作通信系统的中断性能进行了分析,推导出了中断概率的准确闭合表达式。利用蒙特卡罗仿真实验证实了分析结果的正确性。理论分析和仿真结果都表明,分析所运用的方法降低了系统的中断概率,提高了遍历容量,从而有效地改善了系统的性能。     

空闲频谱的最优联合软判决检测算法

为了改善认知无线电中感知用户(未授权)对主用户弱信号的检测性能,采用多个感知用户合作的最优联合软判决检测算法.在考虑参与联合检测的感知用户门限判决相互独立的条件下,通过理论分析和软件仿真,表明在融合中心虚警概率恒定的条件下,与给定各判决门限和系统融合准则的算法相比较,最优联合检测算法性能更好.仿真结果还表明,联合检测算法随着参与感知用户数目的增加,能够改善对主用户弱信号的检测性能.当各感知用户采用软判决方法,对于2个感知用户合作和3个感知用户合作的情况,可对最优联合检测算法性能有0.5dB改善.