一种基于数据融合的合作频谱感知技术

认知无线电是为了提高频谱利用率而提出的一种智能频谱共享技术,快速可靠的检测到主用户和频谱空穴是认知无线电实现的关键和前提.由于阴影和多径衰落的影响,单认知用户检测可靠性低.基于数据融合的合作感知可以大大提高对主用户的检测概率.文中提出基于数据融合的等权重增益结合准则.仿真结果表明:当融合中心采用等权重增益结合准则时的检测性能要优于采用硬判决融合准则时的检测性能.     

基于认知无线网络的部分用户合作频谱感知算法

在认知无线电网络中,传统的合作频谱感知算法允许所有的认知用户参与合作。但是,当参与频谱感知的用户数量较大时,就会导致系统具有较低的传输性能。因此,对一种部分认知用户参与合作频谱感知的方法进行了研究。这种方法采用不同的融合准则,在满足给定系统的检测概率和虚警概率阈值的前提下,确定参与合作感知用户的数量,从而提高系统的检测概率和能量效率,降低系统的虚警概率。     

基于最大比融合的合作频谱感知技术

认知无线电是为了提高频谱利用率而提出的一种智能频谱共享技术,而频谱感知则是实现认知无线电的关键技术。合作频谱感知由于能在一定程度上消除阴影和多径衰落带来的影响而得到广泛的关注。文中提出基于最大比融合的合作频谱感知技术。仿真结果表明,当融合中心采用最大比准则时的检测概率明显高于硬判决融合检测的检测概率。     

认知无线电系统中频谱感知方法的研究

由于无线通信技术的飞速发展，因此无线资源频谱日趋紧张．而另一方面现有无线通信网络采用的固定频谱分配策略导致许多已分配的频段在大多数情况下未能被充分利用。认知无线电技术的出现为提高频谱利用率提供了一条新的思路．认知无线电的一个重要要求就是能够动态的感知并接入频段，这就需要人们能够感知出空闲频段。论文主要介绍了认知无线电系统中的频谱感知方法，并运用能量检测法对对OFDM信号进行了仿真分析．     

基于业务感知的协作频谱决策机制研究

认知无线电频谱分配中为了追求绝对公平而采用随机分配策略,然而由于次用户业务服务质量要求不同,会导致用户中断概率增加.在主用户行为预测模型中应用二状态马尔科夫链,主用户出现概率随机产生,不能反映信道真实状态.为此,提出时频联合检测与实时监测相结合的主用户行为预测,在频谱分配中区分业务类型.仿真结果显示,所提算法次用户平均中断概率优于随机分配机制.     

基于数据融合理论的分布式协作频谱感知方法研究

频谱感知是认知无线电的一个独有特征,是认知无线电的两大核心技术之一.文中通过对比各种频谱感知方法论证了分布武协作感知方法的优越性,提出了基于数据融合理论的分布式协作频谱感知方法.     

基于双门限能量检测的自适应协作频谱感知

针对认知无线电中传统单门限能量检测由于单一门限造成的低信噪比情况下容易误判从而导致错失频谱接入机会的不足,提出了一种基于双门限能量检测方法的自适应协作频谱感知模型.该模型以加性高斯白噪声信道模型为基础,由传统双门限能量检测方法改进而成,针对接收到的能量统计值的大小采用不同的判决方法,各个判决结果直接由所采用的判决方法决定.仿真结果表明,在较低信噪比条件下,与传统单门限能量检测模型相比,该自适应协作频谱感知模型具有更好的识别性能,随着用户数量的增加,识别性能更优.     

基于能量检测的频谱感知方法的介绍

简要介绍了认知无线电通信系统中基于能量检测的谱感知方法，分析了能量检测法的原理和性能。探讨了噪声不确定性产生的原因，分析了在该条件下对信噪比门限和对检测性能的影响。仿真实验表明，能量检测法是一种有效的频谱感知方法．     

频谱感知中的协作检测方法分析

针对认知无线电频谱感知中单用户检测时的阴影衰落、隐藏终端等问题,介绍了协作检测的结构,对单用户的能量检测,信息融合进行了分析。提出了一种多门限多用户的协作检测方式,在多门限协作检测过程中设定多个能量区域及对应不同的权系数,增加传输和融合的信息量。仿真结果证明,在相同条件下多门限的协作检测方式能明显地提高系统检测的准确性。     

一种空中联合作战频谱感知方法

现代联合作战中,有效的频谱感知可以提高电磁态势感知能力,避免自扰互扰问题的出现。通过将传统集中式频谱感知架构中的非指挥节点拆分为次级节点和三级节点,以能量感知为基本方法并对感知信息进行二次融合,形成了分布式频谱感知模型。仿真结果表明,分布式频谱感知模型不但在感知性能上较传统感知模型提高5%左右,而且在感知性能相同的条件下,指挥节点的带宽拥堵率仅为传统模型的10%~20%,达到了提高频谱利用率的目的。     

基于监督学习的自适应协作频谱感知算法

在认知光通信网络中,能量检测方法因不需要知晓 主用户的参数而被广泛研究,但该方法在噪声波动情形下的感知性能有待提高。该文提出认 知用户根据光通信环境变化自动调整检测阈值的方法来提升低信噪比下的感知性能。融合中 心应用坐标搜索算示为认知用户提供最优控制参数。认知用户以中心阈值为基础,依据最优 参数及自身收集的能量动态设定检测阈值,并通与融合中心的信息交换,学习特定环境下的 最佳阈值。此外,参考了各认知用户在协作感知中的贡献差异,并设计新的权值计算方法来 体现该差异。仿真实验结果表明该文中的频谱感知方法对噪声波动有卓越的鲁棒性,提高检 测概率的同时降低了错误概率,在信噪比为－20dB时的检测概率仍 高达96.9%,远高于传统方法。     

Scheme of Cooperative Spectrum Sensing Based on Adaptive Decision Fusion Algorithm

Spectrum sensing is one of the core technologies for cognitive radios(CR),where reliable detection of the signals of primary users(PUs) is precondition for implementing the CR systems.A cooperative spectrum sensing scheme based on an adaptive decision fusion algorithm for spectrum sensing in CR is proposed in this paper.This scheme can estimate the PU prior probability and the miss detection and false alarm probabilities of various secondary users(SU),and make the local decision with the Chair-Varshney rule so that the decisions fusion can be done for the global decision.Simulation results show that the false alarm and miss detection probabilities resulted from the proposed algorithm are significantly lower than those of the single SU,and the performance of the scheme outperforms that of the cooperative detection by using the conventional decision fusion algorithms.     

恶意环境中基于能量效率的安全协作频谱感知

频谱感知是认知无线电网络运行的前提,但是在恶意环境中,频谱感知数据存在被篡改的威胁.针对该问题,提出了一种低开销的对称加密方法,采用报文鉴别码对次级用户报告的数据进行鉴权,保证数据的完整性,从而缓解攻击对感知性能的影响.提出了协作频谱感知中能量效率的概念,并通过改变报文鉴别码长度优化能量效率.仿真验证了上述方法的有效性并给出了优化问题的数值解.     

Detection performance of cooperative spectrum sensing with hard decision fusion in fading channels

In this paper, we investigate the detection performance of cooperative spectrum sensing (CSS) using energy detector in several fading scenarios. The fading environments comprise relatively less-studied Hoyt and Weibull channels in addition to the conventional Rayleigh, Rician, Nakagami-m and log-normal shadowing channels. We have presented an analytical framework for evaluating different probabilities related to spectrum sensing, i.e. missed detection, false alarm and total error due to both of them, for all the fading/shadowing models mentioned. The major theoretical contribution is, however, the derivation of closed-form expressions for probability of detection. Based on our developed framework, we present performance results of CSS under various hard decision fusion strategies such as OR rule, AND rule and Majority rule. Effects of sensing channel signal-to-noise ratio, detection threshold, fusion rules, number of cooperating cognitive radios (CRs) and fading/shadowing parameters on the sensing performance have been illustrated. The performance improvement achieved with CSS over a single CR-based sensing is depicted in terms of total error probability. Further, an optimal threshold that minimises total error probability has been indicated for all the fading/shadowing channels.     

基于信噪比墙的协作能量检测算法

认知无线电技术可有效地检测到授权频段的频谱空洞,从而提高频谱效率.能量检测由于不需要授权用户的先验信息而被广泛应用.然而由于接收的噪声存在不确定性,使得在信噪比低于某一闸值时,无论观测时间多长,都无法保证检测结果满足要求的检测性能,这一闸值被称作“信噪比墙”.本文通过信噪比墙这一现象进行分析,同时由于协作感知算法在确定噪声下在提高检测性能方便表现出的优势,提出一种基于信噪比墙的协作能量检测算法,通过仿真结果分析,表明本文算法在检测性能和节能上较已有的协作算法具有优势.     

基于能量约束的协作频谱感知算法研究

为了实现绿色节能认知通信的目标,针对协作感知和传输过程中的能量消耗问题,提出了一种基于能量约束的集中式协作频谱感知算法。建立了系统检测寿命最大化的频谱感知模型,对其进行了详细分析,给出了检测寿命最大化对应参数的搜索方法。仿真结果显示,该方法可以在满足检测精度的条件下有效延长认知网络的检测寿命,并提高低信噪比用户参与协作的几率。     

一种低速采样的协同宽带频谱感知方法

频谱感知是通信系统抗干扰和智能化的关键能力.针对认知无线电系统窄带频谱感知技术受制于数模转换器件的发展水平,难以解决认知无线电系统宽带、实时频谱感知的问题,提出一种多节点协作的认知无线电系统宽带频谱感知方法.该方法设计由多个认知节点对目标频段执行次奈奎斯特采样来降低采样速率,采用能量检测方式对采样矢量进行集中式融合判决,实现宽频段范围内干扰信号的谱定位和判断,降低各个感知节点的采样速率,支撑认知网络系统构建高实时、宽频带频谱感知的能力.计算机仿真试验结果表明,所提方法达到90％检测概率时压缩比要求为0.025,具有可靠性与有效性.     

A novel relay-aided centralized cooperative spectrum sensing scheme using radio frequency energy harvesting

In a cooperative spectrum sensing (CSS) network, the primary signal can be used as a radio frequency (RF) source in order to power the energy-constrained sensor nodes of the secondary network. This work presents a novel hybrid model combining an optimal relay selection scheme to incorporate RF energy harvesting in a centralized CSS network. The secondary users, which are equipped with RF energy harvesting capabilities, act as relays in order to forward the sensing information to a fusion center. Here, we have derived an enhanced multi-relay selection strategy to maximize the end-to-end signal-to-noise ratio of the links. Furthermore, a new voting rule is proposed based on the generalized K-out-of-M rule, such that it minimizes our objective error function. The performance analysis of our proposed model is presented with respect to the flexible relay positions. We have used complementary receiver operating characteristic curves for analyzing the detection performance of the CSS model with our derived voting rule. Simulation results using MATLAB show that the proposed model gives a better detection probability and a smaller error rate than some related existing works.     

A novel cooperative spectrum sensing method based on cooperative game theory

A novel cooperative sensing method is proposed in this paper. The proposed scheme adopts sensing creditability degree to characterize the impact of the distance and the channel parameters on the sensing result, and considers that each user has different average SNR and different decision threshold, by using General Nash Bargaining Solution (GNBS) strategy in Cooperative Game Theory (CGT), the detec-tion performance for two-user case are derived. For multi-user case, the sensing performance is obtained with Hungarian method. Compared with the traditional schemes such as Nash Bargaining Solution (NBS) and AND, the proposed scheme covers all the factors mentioned above, and enhances the sensing rationality and reliability. Simulation results show that the proposed scheme can further improve the sensing performance and creditability.     

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.