合理分配无线电频谱

近年来,随改革开放的大好形势,我国的无线电通信事业正在飞速发展,据国家无线电管理部门的、有关统计资料,每年无线电设备平均以30％以上的速率递增。无线电通信设备已在各行各业甚至居民中得到了广泛应用。与此同时,无线电技术也在不断发展,随着电子技术的进步,无线电设备正在向小型化、多功能、数字化发展。无线电通信设备的使用正在我国     

认知无线电中信道和功率协同分配算法研究

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.主要研究了在中继协助下认知无线网络中信道和功率分配的问题.区别于传统的中继信道,认知无线网络信道可归结为3类:直接信道、多跳和中继信道.讨论了不同信道模式的系统吞吐量并且提出了一种信道和功率协同分配算法.该算法通过把感知频谱归到适合模式下,然后优化各节点频谱功率的分配以提高系统的整体吞吐量.在最后数据仿真结果中,协同分配算法在提高吞吐量方面要明显好于单一的信道和功率分配.     

认知无线电频谱切换概率研究

为了解决认知无线网络中认知用户频繁切换的问题,最大程度上降低认知用户的切换次数,在已建频谱池的基础上,提出了频谱空穴空闲时间由长到短的排队时间和信道匹配模型,并对该模型下的频谱切换概率问题进行对比研究。推导了认知用户一次认知业务请求服务时间内发生频谱切换的概率公式,研究了授权用户到达率与认知用户到达率对频谱切换概率的影响,给出了频谱切换的概率仿真,仿真证明信道匹配模型的效果更好。     

认知物联网基于边缘计算的频谱感知-分配方法

针对多终端多信道复杂认知无线电-物联网(cognitive-radio Internet of Things, CR-IoT)当中的频谱感知-分配问题,提出了一种基于边缘计算思想的协作频谱感知-分配方法。为了评估边缘计算思想的引入为CR-IoT系统带来的性能提升,设计了一种能够量化对授权用户的干扰以及认知用户的服务质量的性能评估系统(performance evaluation system, PES)。在该系统中,基于排队论以离散时间马尔可夫模型对系统状态进行建模,能够对可配置参数的异构终端进行独立分析,进而对不同的频谱感知-分配方法进行性能评估。使用PES所进行的仿真结果表明,相比于中心感知-分配方法,所提出的边缘计算方案能够实现更低的对授权用户的干扰以及对于认知用户更好的服务质量。这一结果同样证明了,所提出的PES具有帮助网络监管者设计频谱感知-分配方案的能力。     

认知无线电频谱感知的相关/能量混合检测法

简要介绍了相关检测法和能量检测法,并在此基础上利用授权用户传输的导频信号和数据信号研究了相关和能量的混合检测法.实验仿真表明在低信噪比情况下,混合检测法优于相关检测法和能量检测法,并且分析了混合检测方法的局限性.     

基于长短期记忆网络的无人机认知无线电频谱预测

为解决无线电频谱利用率低的问题,提出利用长短期记忆网络(LSTM)来预测一段时间内的无线电频谱信息,使得装有认知无线电的无人机能够机会性的接入频谱空洞,以提高无线电频谱的利用率.首先分别建立整合移动平均自回归(ARI-MA),时延神经网络(TDNN)以及LSTM的预测模型,其次构建3种预测模型相应的预测算法,最后利用提...     

基于双向拍卖的多目标频谱分配算法

认知无线网络是无线网络技术研究的热点,而频谱分配技术是认知无线网络应用的关键。基于竞价拍卖理论,定义了基于竞价拍卖的认知无线网络频谱分配模型,提出了基于双向拍卖的多目标频谱分配算法,并且对该算法在频谱分配效率和收益等方面进行了实验仿真。仿真结果表明,该算法在提高频谱利用率的基础上综合考虑了网络系统的各种性能要求。     

基于车载通信网络的认知无线电信道分配技术的研究

车载通信网络的移动性对无线网络的信道分配提出了高要求,认知无线电技术能适应这一要求。将认知无线电的信道分配技术运用到车载通信网络中,根据实际交通状况对车载通信网络进行建模,主用户和认知用户分别实体化为无线网络用户及车载通信用户;运用协作最大化带宽和（CMSB）算法对认知用户进行信道分配。仿真分析结果表明在给定的车载通信网络模型下,CMSB能极大地优化网络吞吐量,并能保证一定的分配公平性。     

基于频谱感知的认知无线网络容量研究

动态频谱分配是认知无线电网络实现的关键所在,要实现动态频谱分配就必须快速准确的感知主用户的工作状况,感知时间的长短直接影响到认知无线网络的容量和对主用户的干扰程度,在主用户保护模式(PUP)和固定认知用户频谱利用率模式(CUS)下对认知无线网络容量与感知时间的关系进行了研究,仿真结果显示设计感知时间是非常重要的,同时,当感知时间超过单位时帧长度的5%后协同更多的认知用户与不协同对认知网络容量影响区别不大。     

认知无线通信系统中数据库管理频谱资源的方法

随着信息技术和多业务无线网络的飞速发展,无线频谱成为现代社会不可或缺的珍贵资源,认知无线电是实现频谱资源重复利用的最佳方案。无线电频谱资源管理是认知通信领域的关键组成部分和重要分支。本文在分析比较国内外对无线频谱环境资源的各种描述之后,总结出频谱资源的描述需要引入更多的特征因素,提出了一种应用分层数据库对频谱资源进行管理的方案。     

Transmit power allocation algorithm in cognitive radio MISO system based QPSK constellation

This paper considers a spectrum‐sharing cognitive radio (CR) multiple‐input–single‐output (MISO) system which consists of a secondary user transmitter (SU‐Tx) having multiple transmit antennas, K secondary user receivers (SU‐Rxs) each having a single antenna, and a primary user (PU) having a single antenna. The channel state information (CSI) for the links between SU‐Tx and SU‐Rxs are assumed to be perfectly known at the SU‐Tx. To ensure the quality of service (QoS) of PU and maximize channel capacity of SU, we formulate the channel capacity as a multiconstraint optimization problem and propose a power allocation algorithm based on QPSK constellation to solve the problem. Finally, numerical simulations are conducted to corroborate our theoretical results. It is shown that the proposed algorithm is capable of achieving a large channel capacity with fast convergence. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于隐马尔可夫模型的认知无线频谱切换方法

认知无线网络(cognitive radio network,CRN)中,为降低认知用户对授权用户干扰,需尽可能的减少频谱切换次数。提出了一种基于预测信道空时间(prediction of the channel idle time,PCIT)的认知无线动态频谱切换方法。该方法基于已知状态序列的隐马尔可夫模型(known-state sequence hidden Markov model,KSS-HMM),利用信道状态的历史信息预测信道未来空闲时间期望及传输数据包的数量,并给出了备选信道的选择方法,通过比较每个备选信道的传输数据量来选择最佳信道进行数据传输。仿真结果表明,与随机信道选择和传统选择方法相比,该方法能明显减少信道切换次数,同时提高了认知用户的吞吐量。     

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.     

认知无线电主动切换的延时优化

在认知无线电通信系统中,当主用户出现在授权频谱时,认知用户必须及时空出该频段,这个过程称作频谱切换。衡量频谱切换算法的一项重要指标是切换延时,切换延时越短,认知用户越能快速顺利地进行数据传输。在分析切换机制分类的基础上,提出了一种基于信道空闲概率排序的频谱切换算法,并且通过仿真验证了其理论上的有效性。针对实际的信道模型,对该算法进行了改进,比较了改进前后的切换延时,仿真结果表明,改进后的算法对缩短切换延时效果显著。     

Joint signal detection algorithm of cognitive radio in UWB

With the progress of research on cognitive radio in ultra-wideband (UWB) open frequency-band, a joint detection algorithm integrating the energy and bi-spectrum detection is proposed in detail for non-Gaussian signal detection from Gaussian noise. The performance of the algorithm was evaluated by simulation, the result of which indicates that the joint detection not only solves the problem of the signal detection in low signal-to-noise ratio (SNR) but also improves the operational speed and the detection probability. Thus, the joint detection algorithm has definite prospect in practice.     

基于跳预约多址接入的认知无线电MAC协议

认知无线电是一种能使无线器件感知本地空闲频谱的存在,自适应地使用这些空闲频谱进行通信的一种新兴技术。在一个由认知无线电节点组成的多跳网络中,由于空闲频谱随地点与时间动态变化,使得各节点可获得的空闲信道的数目和属性不仅存在差异,且不断变化,造成认知无线电的MAC设计变得相当困难。在文章中,基于跳预约多址接入技术提出一种动态信道的跳预约多址接入协议,在不需要公共信道的情况下,解决了信道有效接入与退让问题。     

Fast adjustable spectrum sensing circuit for cognitive radio applications

A fast and adjustable spectrum sensing method is proposed using a phase frequency detector for cognitive radio applications. Using this method, spectral sensing can be done in a very short time by a low‐cost, low‐power circuit, compared with available implemented methods. Different aspects of sensing procedure in different situations are investigated including frequency sweep time and system errors. Accurate operation of this method is verified through simulations, and comparison with other methods shows faster sweep rates. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.