基于地理位置的频谱共享系统功率分配

针对次用户地理位置分布的随机性,提出一种基于地理位置的多信道underlay频谱共享模型,并设计了一种基于凸优化的功率分配算法以提高频谱资源利用率。首先根据不同地理位置的次用户对主用户干扰的差异,设计一种基于产出投入比的公平性信道分配准则,将复杂的多信道资源分配问题转化为单信道功率分配问题;继而采用一种基于凸优化的迭代寻优方式进行功率分配,最终获得次用户的系统信道容量。仿真结果表明,相比按接入时间先后分配信道的方法,基于地理位置的多信道underlay频谱共享模型可以获得更高的信道容量。     

感知频谱共享下的多天线功率优化分配算法研究

本文构建了一种在感知结果下具有多天线次用户的频谱共享模型,该模型由单入单出主用户对和多入单出认知用户对构成。当认知用户感知到主用户占用信道时,主用户向认知用户发送Message信息,使得认知用户发射端能够得知主用户对干扰总功率的限制要求,通过自适应地调整认知用户发射机的发射功率,以保证其对主用户不造成有害干扰;如果主用户未占用信道,认知用户立刻以最大发射功率占用信道。并分别在主用户存在和不存在两种情况下,优化认知用户发射机各天线的发射功率来最大化系统总的数据传输率。最后,通过数值仿真来验证推导出的功率分配策略,并对其进行分析和讨论。仿真结果表明:相比于机会频谱接入（Opportunistic Spectrum Access, OSA）和基于感知的频谱共享（Sensing-based spectrum sensing）模式,推导的功率分配策略在提出的模型中可以获得更高的信息传输率。      

无人机交替中继通信及其轨迹优化和功率分配研究

为了提高无人机中继通信系统的频谱利用率,该文提出一种交替中继方法,通过两个无人机中继交替工作,轮流将信息从源端转发到目的端。研究联合优化无人机中继的飞行轨迹和各发射端的发射功率,协调两条中继链路的相互干扰,实现端到端的吞吐量最大化。涉及的优化问题受限于无人机的高度约束、机动约束、防碰撞约束以及各发射端的平均与峰值发射功率约束,是难以求得最优解的非凸优化问题。该文提出一种基于交替最大化和连续凸优化技术的高效迭代算法求解次优解,并用计算机仿真验证了所提算法的有效性。     

认知中继网络中基于频谱感知的自适应功率控制策略

针对采用联合overlay和underlay频谱共享模式的认知中继网络,基于频谱感知结果和干扰信道条件,提出了自适应功率控制策略,从理论上分析了次用户的中断概率。通过Monte-Carlo仿真,与单一overlay或underlay频谱共享模式和固定功率控制方案下次用户的中断性能进行了比较。仿真结果表明,采用自适应功率控制方案,在相同中断概率条件下,次用户对主用户的干扰概率降低了70%~80%;在相同干扰概率条件下,次用户的中断概率降低了1~2个数量级,频谱共享性能得到了有效提高。     

无人机协作通信系统中基于区块链的频谱共享机制

为解决无人机与蜂窝网络在协作频谱共享中的激励与安全问题,提出了一种基于区块链的频谱共享机制。首先,为保证无人机在协作过程中的可靠性和真实性,采用基于信誉的赢家判决方法和维克里（Vickery）拍卖的付款规则,在保证无人机通信最小速率前提下提出最大化蜂窝网络传输容量的优化方案。其次,为避免集中机构带来隐私泄露等危险,提出基于区块链的拍卖框架,使用区块链存储并更新无人机的信誉值,并使用智能合约功能来验证和执行拍卖。最后,通过仿真验证区块链的防篡改性,表明所提机制具有激励兼容性并能提升蜂窝网络的传输容量,且与其他方案相比具有较低的协作中断百分比和较好的公平性。     

OFDMA中频谱感知的功率控制算法研究

结合认知无线电的特点,将基于频谱感知的功率控制算法应用到OFDMA系统中,建立了PA-OFDMA(Power Adaptation-OFDMA)仿真模型,实现了认知环境下的多址接入技术。该模型基于频谱感知信息,通过一种功率阈值分配算法自适应地为每个子信道分配一个独立的功率阈值,限定使用该信道认知用户的最大发射功率,实现非授权用户与授权用户的频谱共享。与干扰温度模型进行了比较,仿真结果表明,该模型解决了干扰温度模型中的局部干扰问题,提高了系统容量,具有较高的频谱利用率和较低的误比特率。     

混合式频谱共享系统功率分配研究

该文结合机会式频谱共享(Overlay)与共存式频谱共享(Underlay)提出一种混合式频谱共享模型。基于提出的模型,考虑次用户理想感知和非理想感知两种情况,采用离散状态马尔科夫过程对信道活动进行建模,进而在平均容量最大化准则下分析了混合式频谱共享系统的功率分配问题,导出了次用户的最优功率分配策略及系统可获得的最大容量。理论和仿真结果表明,基于最优功率分配策略的混合式频谱共享系统可以获得比Overlay或Underlay系统更高的容量。     

填充式频谱共享中的功率分配算法分析

动态频谱共享技术允许认知用户接入未授权的频谱,可以有效地提高频谱资源的利用率。在分析了频谱共享的2种接入模式的基础上,提出了填充式频谱共享的系统模型。根据认知用户的效用函数,通过注水算法得到了用户间的功率迭代公式,进而求得了认知用户的功率和载波分配结果。仿真表明,该迭代算法在有效完成用户间功率与载波分配的同时能够在较短的时间内收敛。     

基于内容感知的无人机轨迹规划和资源分配联合优化方法

针对未来网络中激增的数据流量以及用户多样化的业务需求,利用无人机来辅助蜂窝网络为用户提供更好的服务。该文提出了基于内容感知的无人机轨迹规划和资源分配联合优化方法,在无人机上缓存热点内容,在满足用户内容需求的条件下,联合优化用户接入以及无人机飞行轨迹来最大化最小用户平均服务速率。由于所建立的优化问题具有非凸性,该文提出了一种块坐标下降的方法将原问题分解为两个子问题,并利用连续凸优化方法对问题进行求解。仿真结果表明,所提方法能够有效提升最小用户平均服务速率,提升网络深度覆盖水平。     

区块链赋能的6G频谱共享技术

6G无线网络将呈现资源协同化趋势,全频谱统一接入无蜂窝技术已成为6G的关键技术之一。然而密集部署的无蜂窝基站在频谱共享时将产生严重的干扰。针对这一问题,提出了一种基于联盟链的多基站协同功率控制方法。各基站共同组成一个联盟链网络,并基于区块链共识机制实现基站间功率协调控制,以降低因频谱共用而产生的干扰。以最大化系统的总吞吐量为目标,优化各基站的发射功率,并提出了一种等效转换方法以求解该非凸问题。仿真结果表明,所提算法相较于最大功率分配和正交频分复用策略能显著减少基站的发射功率开销,提升系统吞吐量。     

基于次用户功率控制辅助的合作频谱感知

传统的合作频谱感知一般将感知环境建模为单级信道,且次用户一般都以相同的发射功率向数据融合中心报告感知数据,难以体现并利用不同次用户感知数据之间的空间分集差异。为解决此问题并有效地设置次用户在感知数据上报阶段的发射功率,该文提出了3种最优功率控制方案,以获得相应设计准则下参与合作感知的次用户最优发射功率。在融合中心理想具备感知信道和报告信道的统计特性时,通过理论推导获得了基于信道统计特性的功率控制闭式解方案;当信道统计特性难以现实具备时,分别获得了基于联合信道统计特性估计的最大特征功率矢量及盲加权多特征功率矢量方案。理论分析和仿真实验表明,在不同的先验信息条件下,3种方案的性能皆远优于缺少功率控制的合作感知方案。     

基于空间位置的混合频谱共享系统功率分配研究简

针对次用户空间位置分布的随机性,提出空域混合Overlay/Underlay频谱共享模型以提高无线频谱利用率。根据次用户在不同空间位置对主用户的干扰,在主用户干扰容限约束下推导出次用户工作于Overlay状态和Underlay状态的空间区域;以最大化系统容量为准则建立认知系统功率优化分配模型,推导出次用户的最优功率分配方案,进而得到认知系统可获得的最大容量;理论和仿真结果表明,基于空间位置的混合频谱共享系统可以获得比Overlay系统更高的容量。     

一种基于功率控制和潜博弈的动态频谱分配算法

功率控制是感知无线电重配置的重要内容之一。结合功率控制的动态频谱分配策略可以有效提高频谱分配的性能。文章构建了一种潜博弈模型,通过在授权链路保护算法中加入功率控制机制,进一步降低对系统中授权用户和其它感知用户的干扰,提高通信链路的信干噪比,改善分配算法的性能。仿真结果表明算法达到了预期的效果,保证了感知无线电系统可靠通信。     

基于簇用户设备分类和频谱共享分配的D2D网络覆盖分析

D2D通信是5G/B5G网络的关键技术之一,同时小小区的中心化部署形成了以父点为中心的簇.因此,文章构建了一个基于泊松点和泊松簇过程的网络模型,提出了一种基于簇的用户设备(User Equipment,UE)分类方案,并设计了联合正交与共享的频谱资源分配方案.基于簇的UEs分类方案将UEs分为不同类型的簇中心和簇边缘U...     

认知无线电中基于SA-MIMO-OFDM的动态频谱共享方案

该文提出一种结合频谱自适应(Spectrum Adaptation,SA)与MIMO-OFDM技术的动态频谱共享方案。该方案基于功率门限模型实现非授权信号的自适应频谱成型,并给出了一种简单的动态功率分配算法以最大化比特率。仿真结果表明,该方案能够克服干扰温度模型的局部干扰问题,使用MIMO技术可进一步提高系统性能,通过动态功率分配算法可降低计算复杂性并提高频谱利用率。     

面向无线能量传输的三维无人机轨迹设计

在无人机(UAV)辅助的无线网络中,UAV轨迹设计可以有效地提升无线网络系统性能。然而,3维场景下的UAV轨迹设计问题因其高复杂性,目前仍是开放性研究问题,并缺少高性能的求解方案。该文针对具有一般性的无线能量传输(WPT)系统中UAV 3维轨迹设计问题,在凸空间下,基于间续悬飞(SHF)的最优轨迹结构,提出获得高性能3维轨迹的求解方案。     

基于全相位频谱分析的相位差频谱校正法

为精确估计噪声背景下正弦信号频率、幅值、初始相位的真实值,结合全相位FFT与传统FFT谱分析形成了一种新的相位差频谱校正法。该法计算复杂度低,方便快捷。由两种主谱线上的谱分析结果经过简单运算即可校正出频率和幅值,而直接取主谱线上的全相位FFT相位谱值无需校正即可得到初始相位。由于全相位FFT具有抑制频谱泄漏的优良特性,因此该法适合于密集频率分布场合。该法相位估计误差非常低,无噪时处于10#61485;7分辨率级。     

基于认知超宽带的频谱共享技术研究

引入了认知无线电思想构成认知超宽带(CUWB),达到抑制窄带的通信目的.分析了高斯导函数组合脉冲波形叠加的方式以及脉冲形成因子的寻找算法,并且结合认知无线电频谱检测技术在干扰频点降低超宽带(UWB)能量.仿真结果证明了引入认知能够提高未受干扰频段功率,增大UWB通信距离,并改善与其他无线系统频谱共享.     

中继蜂窝网中基于功率控制的频谱分配方案

中继蜂窝网络是近年来移动通信领域的热点,为了解决传统蜂窝网络的缺点,本文提出了在中继蜂窝网中基于功率控制的频谱分配方案,通过中继方式,解决了远近效应的问题,通过频率复用可以显著的提高系统频率资源利用率和系统性能,通过采用基站功率控制技术解决了由于资源复用带来的链路干扰过大问题。     

基于认知无线电的空时域频谱共享研究

提出了一种更为实用的空时域结合频谱共享技术,深入探讨了影响其性能的指标,通过仿真分析可以得出,空时域结合频谱共享技术在频谱利用效率、用户通信中断概率、网络容量等方面的性能要优于传统的空域频谱共享技术及时域频谱共享技术。