认知无线网络中非授权用户的随机移动性探讨

认知无线网络采用频谱感知技术和频谱共享技术,在不影响授权用户正常使用信道的前提下使非授权用户机会式地接入空闲频谱,以此提高频谱利用率。文章分析了现有认知无线网络MAC协议分析模型的特点及存在的问题,阐述了非授权用户的随机移动性的重要性,并提出了在认知无线网络MAC协议性能分析模型中如何体现非授权用户随机移动性的具体方法。     

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。     

感知不确定下卫星认知无线网络多频谱接入优化策略

针对卫星认知无线网络频谱感知不确定性较大导致传统频谱接入机制效率降低的问题,该文提出一种基于动态多频谱感知的信道接入优化策略。认知LEO卫星根据频谱检测概率与授权用户干扰门限之间的关系,实时调整不同频谱感知结果下的信道接入概率。在此基础上以系统吞吐量最大化为目标,设计了一种基于频谱检测概率和虚警概率联合优化的判决门限选取策略,并推导了最佳感知频谱数量。仿真结果表明,认知用户能够在不大于授权用户最大干扰门限的前提下,根据授权信道空闲状态动态选择最佳频谱感知策略,且在检测信号信噪比较低时以更加积极的方式接入授权频谱,降低了频谱感知不确定性对信道接入效率的影响,提高了认知系统吞吐量。     

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。     

面向实时业务的认知无线网络 MAC 层频谱接入方案

摘 要：为满足认知无线网络中宽带业务实时传输的需求,提出低延迟的MAC层频谱接入方案,包括频谱感知调度与信道接入竞争两部分。在频谱感知阶段,认知用户选取最佳可用信道数实现感知与传输的延迟最小化;在信道接入竞争阶段,协议考虑频谱资源动态变化的特点,通过设计数据帧格式以及邻居节点协同侦听机制,减小信道冲突与“聋终端”的影响。理论与实验结果表明,与传统的认知无线网络MAC层协议相比,提出的接入方案数据传输延迟更短,同时在授权信道空闲率较大时吞吐量性能略优。     

带缓冲队列的认知用户接入授权系统模型研究

本文用Markov链模型分析了拥有频谱转移机制的认知无线电网络用户接入授权频段的一般模型.在此基础上,推导了认知用户阻塞概率及被迫中断概率这两个重要的系统参数.此外,我们提出了一个认知无线网络的缓冲队列方案.结果表明,使用此方案的系统的认知用户阻塞概率及被迫中断概率均低于原系统,缓冲队列方案可以显著的提高系统性能.     

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。     

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。     

无线认知网络国内外研究现状

无线认知网络(Wireless Cognitive Network,WCN)是在认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术基础上形成的网络形态,是当今通信技术的前沿研究领域之一。无线认知网络具有高度智能化能力,能感知网络的环境信息和分辨当前的网络状态,并根据这些状态进行相应的规划、决策和响应。WCN主要应用于机会频谱接入(Opportunistic Spectrum Access)主用户(合法的授权用户,具有较高的优先权接入频谱),而次用户(具有认知功能的非授权用户)通过智能感知周围的无线环境,并在对主用户不造成有害干扰的情况下机会接入授权频谱。     

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。     

动态自适应频谱的接入策略研究

认知无线电技术利用非授权频谱资源进行业务传输,缓和了目前通信业务飞速发展与频谱资源稀缺的矛盾。动态频谱接入技术通过感知频带,使认知用户能够伺机接入未被主用户占用的频谱空洞。但是在接入过程中,特别是在多个认知用户竞争接入相同的可用频谱资源时,往往面临认知用户间的冲突和各认知用户的QoS得不到保证的问题。文章重点介绍了目前国内外在多个认知用户接入策略上的一些研究成果,并对这些成果进行分析,提出了今后需要进一步研究的方向。     

应急通信系统的动态频谱接入及性能分析

本文将传统的应急通信系统与认知无线电技术相结合,在授权用户、应急用户和一般认知用户这三类用户共享频谱池的前提下,提出了两种不同接入等级的认知无线电接入策略.在这两种接入策略下,对系统动态频谱接入过程,构建了基于三维马尔可夫链的分析模型.在该模型基础上推导了应急用户和其它认知用户的阻塞率及强制终止概率,给出了它们的数学闭合表达式,并对系统性能进行了分析.仿真结果表明:三级优先级接入策略,使得应急用户的阻塞率和强制终止概率得到了降低,该策略的采用很大程度上提高了应急用户的性能.     

带有接入阈值和超时隙的认知无线网络频谱分配策略

为了提高认知用户的响应性能,并降低传输中断的概率,通过限制进入系统的认知用户数据包数量,并令授权用户以超时隙为单位优先使用信道,提出一种带有接入阈值和超时隙的集中式认知无线网络频谱分配策略。结合时隙序号及系统中认知用户数据包的数量建立2维离散时间Markov链模型,给出认知用户数据包的平均延迟、吞吐量及信道切换率等性能指标的表达式。建立系统收益函数,针对不同的超时隙大小给出接入阈值的优化设置方案,并利用优化结果,进行系统实验。实验结果显示:合理的接入阈值和超时隙大小可以有效提高认知用户的传输质量。     

认知网络中的能量回收技术：性能分析及优化设计

通信网络中有限的能源和频带资源限制了网络容量的进一步提升.对能量回收技术在认知网络中的应用进行研究,量化评估用户可回收的能量以及可达吞吐率,并进行优化设计很有必要.在所分析的系统中,当授权用户进行通信时,非授权用户可回收无线信号中所带有的能量,并利用回收的能量进行频谱检测;当检测到授权用户空闲时,非授权用户将接入频谱,利用回收到的能量进行数据传输.采用马尔科夫链模型对通信场景进行描述分析,发现授权用户的活跃程度对非授权用户可回收的能量、获得的传输机会带来影响,进而决定了非授权用户的可达吞吐量.在此基础上,提出一种通过控制授权用户业务量,以最大化网络能量效用和频谱效用的优化方案,并通过仿真证实了理论分析的正确性.     

一种认知无线电系统双门限频谱分配算法

基于认知无线电系统中Underlay频谱共享模型,提出了一种双门限频谱分配算法.给定两个信噪比门限,当信噪比低于较小的门限时,系统选择认知用户做中继协助授权用户进行数据传输,以授权用户信道容量最大化为优化目标进行频谱分配;当信噪比大于较大的门限时,系统允许认知用户之间进行低功率数据传输,以认知用户接入数量最大化为优化目标进行频谱分配;当信噪比介于两门限之间时,由授权用户单独进行数据传输.理论分析和仿真表明,当授权用户信噪比低于较小门限时,所提方法能提高授权用户的信道容量;当授权用户信噪比大于较大门限时,所提方法可以提高认知用户的接入数量.     

概率反馈动态频谱分配策略及性能分析

为了折衷认知用户吞吐量与平均时延,并适应多种网络业务需求,在认知无线电网络中引入概率反馈机制和能量检测阈值,提出一种新的动态频谱分配策略。针对认知用户的非理想感知结果,建立一种2类用户可能相互干扰的优先级排队模型,并构造状态转移概率矩阵。采用矩阵几何解方法求出系统的稳态分布,给出信道利用率、认知用户吞吐量、认知用户平均延迟及授权用户干扰率等性能指标的表达式。通过数值实验和系统仿真验证所提动态频谱分配策略性的有效性,并给出能量检测阈值的优化设置方案。     

认知无线网络中一种新的频谱共享方法

频谱共享是认知无线网络关键技术之一。为消除认知无线网络中频率选择性信道下授权主用户与认知用户间的相互干扰,本文提出了一种新的频谱共享方法。该方法充分利用了无线通信系统中由信道的频率选择性衰落导致的不同用户信道的不相关性,通过求解矩阵方程获得预处理矩阵的通解,并在主用户和认知用户发射端分别进行预处理。从而实现认知系统中主用户与认知用户之间的相互零干扰,并使每个用户都可有效地传输数据。理论推导及系统仿真均表明,新方法可以有效地消除授权主用户与认知用户之间的双向干扰,实现不同用户平等地共享无线频谱资源。新方法可以提高频谱的利用率,一定程度上缓解无线频谱资源在当前及未来无线通信领域日益紧缺的矛盾。而且新方法也同样适用于不同认知用户之间共享频谱。      

动态频谱接入MAC协议研究

机会频谱接入（OSA,opportunistic spectrum access）允许未授权用户在空间域和时域上共享授权频谱,但仅当授权用户没有占用这些频谱时认知用户才能接入。另外频谱环境的动态性使MAC协议设计面临着几个重要的问题,即认知用户需要确定何时以什么方式接入哪一个信道发送/接收数据而不影响主用户的通信。从OSA-MAC设计面临的技术挑战出发,对近年来国内外在该方向的研究成果做了总结和分析,并阐述了OSA-MAC设计亟待解决的问题和今后的研究方向。     

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。     

认知无线网络频谱感知与节点协同问题综述

认知无线电是被公认的解决移动无线网络频谱资源短缺和频谱资源动态分配问题的最有效和最有潜力的技术。基于认知无线电技术目前在移动无线网络中的实际应用情况,详细分析了认知无线网络目前所存在的无线频谱资源感知、探测和接入机制以及多用户节点协同等问题,并综述了频谱资源分配算法和认知无线网络容量问题的最新研究进展,最后提出用博弈论来研究解决认知无线网络多用户协同问题中的用户自私行为。