基于认知无线电的军事电磁频谱管理研究

基本采用固定的管理方式的军用电磁频谱管理频谱利用率低,认知无线电是实现有效利用电磁频谱的关键技术,所以考虑将认知技术应用到电磁频谱管理中.介绍了认知无线电的基本概念及关键技术,分析了当前的电磁频谱管理的现状,发现其存在的局限性,进而提出基于认知无线电的军用电磁频谱管理的设想并给出了由此带来的优势.最后探讨了基于认知无线电的军事电磁频谱管理面临的技术难题.     

认知无线电技术下的电磁频谱管理策略

本文在对认知无线电技术概要介绍的基础上,提出了认知无线电的广泛使用给电磁频谱管理带来的问题,并从电磁频谱管理角度对认知无线电的规范使用提出了建议。     

认知无线电与未来动态电磁频谱管理设想

当前静态的电磁频谱管理模式已经无法适应无线通信技术的飞速发展．频谱管理模式亟待变革。认知无线电技术可以感知周围无线频谱环境．并且通过实时改变操作参数以更好地利用有限的频谱资源。这种思想给未来的频谱管理带来了希望．基于认知无线电技术的频谱管理模式已成为频谱管理部门的研究热点。本文基于认知无线电技术对未来的频谱管理模式提出了一些设想．供相关部门和研究人员参考。     

认知无线电研究综述

认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数,实现频谱的再利用,可显著地提高频谱的利用率,特别是可让未授权用户使用授权用户的频谱。本文在概述了认知无线电技术的发展之后,重点介绍了认知无线电技术及其应用的研究现状,包括认知无线电的总体概念、相关频谱政策和标准化工作进展、相关关键技术和安全技术的研究,以及它在UWB、Mesh、WRAN中的应用现状。最后对认知无线电技术的发展进行了展望。     

认知无线电在军事电磁频谱管理中的运用研究

认知无线电作为一种智能无线电技术,能有效解决战场频谱利用率和管理的问题,将对军事电磁频谱管理产生深远的影响。本文论述了军用电磁频谱管理的现状,介绍了认知无线电的定义,重点分析了认知无线电在军事电磁频谱管理的运用研究问题,并对军事电磁频谱管理运用认知无线电技术还需要做的工作作了简要阐述。     

基于认知无线电的农业物联网架构的研究

物联网是当今研究的一个热门技术,我国作为农业大国,在现代化大农业的发展中,物联网技术在智慧农业中得到很好的应用。认知无线电是一类智能无线通信技术,能够通过对周边环境的感知而发现空闲的可用频谱资源,从而提高频谱利用率。将农业物联网与认知无线电技术相结合,能够缓解农业物联网所面临的频谱资源紧张问题。分析了物联网频谱研究涉及的方面和频谱管理的现状,将认知无线电频谱感知技术应用到农业物联网环境中,研究基于认知的农业物联网的网络架构,提出了认知无线电技术在农业物联网中应用带来的挑战。     

认知无线电技术综述

认知无线电是一种智能频谱共享技术,通过它授权用户的频谱资源得以利用.认知无线电具备感知无线通信环境、并可根据一定的学习和决策算法,实时、自适应地改变系统工作参数的能力,通过对它的利用实现了对无线频谱资源的动态使用,提高频谱资源的利用率.在对认知无线电技术提出的背景、认知无线电技术概念的发展和主要研究内容进行了介绍.     

无线电频谱监测关键技术

近年来随着科技的发展,无线电技术已经在现代社会中广泛应用,给人们的生产生活带来了极大便利.对无线电进行科学合理的管理对其发展具有重要影响,相关工作人员应提高无线电频谱监测技术的利用度,通过对频谱准确快速的检测,加强认知无线电技术的科学应用,进而促进我国无线电技术的发展.本文就无线电监测技术、无线电频谱监测系统工作原理、无线电频谱监测技术的应用与意义进行了论述.     

认知无线电通信系统关键技术研究

认知无线电是一种具有良好应用前景的通信技术,可以有效提高系统的资源利用率等性能。文中介绍了认知无线电的概念与系统结构,分析了认知无线电系统当中需要重点解决的关键技术,包括频谱感知,动态频谱管理以及信道估计等,并研究与探讨了关键技术的多种典型解决方案,对其性能进行分析与评价,最后对未来应用需要解决的关键问题与热点技术的结合进行了总结与展望。     

认知无线电的频谱感知算法研究

频谱感知技术、频谱共享技术、频谱管理技术是当前认知无线电的三大核心技术,而频谱感知技术是实现后续的频谱共享和频谱管理的前提。因此主要对当前认知无线电频谱感知技术的基础理论、算法模型以及频谱感知的具体算法做了详尽的分类,并利用Matlab仿真平台对主要的频谱感知算法进行了仿真,并根据仿真结果,比较了各个算法的性能优劣性,可为认知无线电用户的算法选择提供参考,同时也为认知无线电后续的频谱共享和频谱管理工作奠定一定基础。     

基于证据折扣优化DSmT的协同频谱感知器

协同频谱感知器通过充分利用多个认知无线电用户的空间分集增益,对抗单用户深度衰落和阴影效应问题,降低了感知系统对本地感知用户的灵敏度要求,减少由于单用户检测不确定性带来的系统误判。利用D-S方法进行协同频谱感知,通过在本地提取置信指派,再上传至融合中心进行证据推理与判决,占用较窄的控制信道带宽,达到优于传统方法的检测性能,如“或”、“与”和“最优融合”感知方法。但低信噪用户带来的冲突数据会限制D-S方法性能,使其信噪鲁棒性较差。本文首先定义感知用户基本置信指派函数,基于DSmT提出证据折扣优化 DSmT协同频谱感知器。该感知器根据不同认知用户数据的可靠性,对其置信指派函数进行折扣,加强高可靠性数据对融合结果的贡献,降低不可靠数据对融合结果的干扰,有效解决冲突数据下的协同频谱感知信息融合问题。仿真结果表明,证据折扣优化DSmT协同频谱感知器具有良好的检测性能和信噪比鲁棒性。      

CR系统中基于博弈论的频谱分配算法及仿真

在分析了无线电频谱管理现状及频谱资源紧张的前提下,引出频谱管理中的认知无线电技术,同时提出了基于博弈论的电磁频谱管理的模型化方法,深入地分析了博弈论算法的收敛性及效用函数的选择,并且通过Matlab仿真以最小化系统间总干扰为目标描述了博弈论模型在电磁频谱动态管理中的应用。     

基于生存系统模型的认知无线电网络频谱管理自治系统设计

针对动态频谱接入和认知无线电技术对频谱管理的新要求,采用分层的频谱管理理念,基于生存系统模型(Viable System Model,VSM)设计适合认知无线电网络的频谱管理自治系统,该系统通过节点参与频谱管理,网络自我约束等措施,实现认知无线电网络对频谱的自治。最后,将该系统应用于一种异构网络共存的频管案例设计中,仿真分析表明:本文提出的基于VSM的频谱管理自治系统响应时间大幅度降低;认证效率为O(1),较传统方式性能有很大提升。     

基于频谱感知结果的认知无线电用户分簇方法

认知无线电用户的分簇由于不同位置频谱环境的巨大差异而成为亟待解决的问题之一。该文分析了认知无线电用户频谱感知结果之间相关性,基于分析结论提出一种基于频谱感知结果相关性的分簇算法,并考察了频谱感知结果量化对该算法的性能影响,得出增加频段数量的方式能够部分补偿量化带来的性能损失的结论。仿真显示,该文的分簇算法能够有效地对认知无线电用户进行分簇,在频谱感知结果量化的条件下,也能达到较好的分簇性能。从可靠性、准确性和自适应能力等方面,相较传统基于地理位置的分簇方法,该文所提出的分簇算法能综合考虑频谱环境的特点,更加具实用价值。     

认知无线电中干扰规避方案的研究

虽然新技术的研发可以提升频谱利用率,但是很多授权频段的频谱利用率却非常低,尤其是信号传播特性好的低频段。认知无线电技术是一种智能的频谱共享技术,可以有效地提高授权频段利用率。文章介绍了认知无线电的关键技术和IEEE 802.22 WRAN标准,通过具体分析无线区域网(WRAN)对数字电视(DTV)接收机造成的干扰,建立了相应的场景模型,提出了有效的干扰规避方案。     

基于图论着色模型的频谱分配研究

认知无线电是可以感知外界通信环境的智能通信系统,其中的频谱分配技术是解决现在频谱资源匮乏、提高频谱利用率的一项热门研究.该文首先对认知无线电系统中基于图论着色的频谱分配模型及其数学符号描述进行介绍;然后对图论着色中的几种算法进行了详细研究并比较总结;最后简单阐述了现存的问题及其未来的发展趋势.     

Distributed power control algorithm for cognitive radios with primary protection via spectrum sensing under user mobility

Substantial spectrum gains have been demonstrated with the introduction of cognitive radio however; such gains are usually short lived due to the increased level of interference to licensed users of the spectrum. The interference management problem is herein tackled from the transmitter power control perspective so that transmissions by cognitive radio network does not violate the interference threshold levels at the primary users as well as maintain the QoS requirements of cognitive radio users. We model the cognitive radio network for mobile and immobile users and propose algorithms exploiting primary radio environment knowledge (spectrum use), called power control with primary protection via spectrum sensing. The algorithm is briefly introduced for time invariant systems and demonstrated that it has the ability to satisfy tight QoS constraints for cognitive radios as well as meet the interference constraints for licensed users. We, however, further show that such assumption of terminal immobility in the power control algorithm would fail in cases where user mobility is considered, resulting in increased levels of interference to the primary as well as increased outages in cognitive radio network. We model the link gain evolution process as a distance dependent shadow fading process and scale-up the target signal to interference ratio to cope with user mobility. Since mobility driven power control algorithms for cognitive radios have not been investigated before, we therefore, propose a mobility driven power control framework for cognitive radios based on spectrum sensing, which ensures that the interference limit at the primary receiver is unperturbed at all times, while concurrently maintaining the QoS within the cognitive radio network as compared to static user cases. We also corroborate our algorithms with proof of convergence.     

一种基于合同理论的动态频谱分配模型

针对认知无线电技术中的频谱分配问题,考虑一个主用户和多个次用户的认知场景,提出一种基于合同理论的动态频谱分配模型,并引入粒子群优化算法对模型进行求解。模型中,主用户对不同次用户提供不同质量的频谱资源以获得收益最大化,达到优化资源分配、提高频谱利用率的目的。经仿真分析验证,该模型下获得的系统效用接近理论上可获得的最大系统效用,具有实际应用的可行性。     

Impact of secondary user mobility on spectrum handoff under generalized residual time distributions in cognitive radio networks

Cognitive Radio is an emerging technology to accommodate the growing demand for wireless technology via dynamic spectrum access to enhance spectrum efficiency. Spectrum handoff is an important component of Cognitive Radio technology for practical implementation of radio frequency access strategy and better utilization of spectrum in both primary and secondary networks. The probability of spectrum handoff and expected number of spectrum handoffs are key parameters in performance analysis and design of the cognitive radio network. This work presents an analytical model to evaluate the impact of secondary users’ mobility on intra-cell spectrum handoff considering primary users’ activity model in a cognitive radio network. A standard form of intra-cell spectrum handoff probability and expected number of intra-cell spectrum handoffs are derived for complete call duration of a non-stationary secondary user. The probability and expected number of intra-cell spectrum handoffs of a post inter-cell handoff call are also derived for generalized residual time distributions of call holding time and spectrum holes. A detailed analysis of these performance measuring metrics is presented under the impact of departure rate and cell crossing rate of secondary users. The accuracy of the derived analytical result is validated by Monte-Carlo simulation of the model.