欧盟出台无线电频谱共享计划

欧盟委员会日前出台了一项应对移动和无线数据流量增长的计划,该计划拟赋予无线技术分享无线电频谱的使用权。利用新技术可以将无线电频谱共享给多个用户(如互联网服务供应商)或使用电视频道间的空白频段。欧盟各国协商分享频谱的方法有望带来更大的移动网络容量,也能催生新的市场,例如对已分配的     

认知无线电中的频谱共享技术

由于认知无线电网络的一些独有的特性,比如,可用频谱资源的动态变化以及与第一类用户的共存,使得认知无线电网络中的频谱共享技术面临着许多新的挑战。当前关于频谱共享技术的研究旨在应对这些挑战,并且主要从以下四个方面着手：网络架构,频谱分配行为,频谱接入技术和共享频谱的范围。     

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。     

感知无线电中频谱共享技术的研究

文章研究了感知无线电网络中联合频谱分配和调度的问题,给出了基于物理干扰模型的频谱分配算法。调度算法是对由频谱分配算法得到的一系列传输模式进行调度,从而实现频谱共享。本文基于提出的频谱分配算法通过仿真比较了三种调度算法,结果表明考虑了公平性的调度算法的网络吞吐量有稍微的降低（可达到最大吞吐量的96%）,但感知用户的整体需求满足度却得到了很大的提高,即达到了很好的公平性。     

基于信任机制的无线电环境地图重构

无线电环境地图系统中的感知节点被俘获后会受迫地向数据中心发送伪造数据,导致无线电环境地图精度降低.针对该问题,提出了基于信任机制的空间插值算法改进方案,并阐述了感知节点信任值更新策略.该方案通过改变感知节点的信任度来降低恶意节点的数据在空间插值算法中的权重,经过信任值的多次更新而最终隔离恶意节点.实验仿真中,均方根误差(RMSE)和误警区域率一正确检测区域率(FAZR-CDZR1)两种性能指标均表明所提方案能够有效遏制恶意节点的篡改数据攻击,保障了无线电环境地图的精确度.     

认知无线电中的频谱共享技术

针对频谱利用率低等缺点,分析了认知无线电技术的频谱共享技术,并提出了在频谱共享技术上存在的难点。     

认知无线电中的频谱共享技术

认知无线电（cognitive radio,CR）具有动态重用空闲频谱资源的能力,可以有效提高频谱利用率,是一种智能的频谱共享技术。文章给出了一种频谱共享的过程,阐述了频谱共享各个步骤包括频谱感知、频谱分配、频谱接入和频谱移动的概念、功能和研究现状,分析了频谱共享的关键技术,重点介绍了其中的频谱池策略、频谱分配算法和功率控制算法。     

认知无线电网络基于F范数的频谱共享

针对多用户多输入多输出认知无线电网络的频谱共享问题,提出一种在保证授权用户服务质量要求的前提下,以认知网络容量最大化为目标的基于F范数的频谱共享方法.该方法利用信道矩阵的F范数选择认知用户以获得认知网络的多用户分集增益,并采用两次选择的方式降低算法的复杂度,通过将认知用户的发射信号投射到干扰信道的零空间来避免认知用户对...     

认知无线电网络中的频谱切换研究

在认知无线电网络中,认知用户通过伺机接入主用户的空闲频谱的方式来进行工作,当主用户出现在认知用户所使用的频谱上时,认知用户必须及时退出该频段。文章介绍了频谱切换的一般流程并提出了一种产生后备信道列表的参考方案。     

认知无线电网络子空间映射频谱共享

针对集中式多用户多天线认知无线电网络,分析了子空间映射能够为认知系统提供的通信机会以及理想信道条件下的空间子信道分配方案。在此基础上,提出了一种基于子空间映射的频谱共享策略。根据认知系统的感知结果,计算可以利用的空间子信道数,通过认知用户接入控制和子空间映射避免或抑制系统间干扰,从而在保证授权用户通信质量的前提下,为认知用户提供通信机会。仿真结果表明,与已有的子空间映射频谱共享方法相比,该策略不仅具有更高的认知系统可达和速率,而且能够为认知系统提供更多通信机会。     

异构网络频谱共享在低频段重耕中的应用研究

LTE下载速率对大带宽的迫切需求、GSM网络退网的长尾效应以及传统的频谱静态分配方式,导致了900 MHz频谱资源的供需矛盾。本文研究了基于异构网络动态频谱共享的方案及在低频段重耕的应用及效果,实践表明方案在保证FDD LTE与GSM网络质量的情况下,利用频谱共享带来的错峰增益,提高了频谱利用率,并具备一定的可实施性。     

基于合作博弈的多信道认知无线网络中的频谱共享算法简

采用合作博弈对多信道认知无线网络中的频谱共享问题进行了建模分析,提出了次用户在各信道上的信干噪比乘积作为合作博弈的效用函数。次用户在各信道上保证对主用户的干扰小于一定门限的要求下,通过最大化各自效用函数的乘积来进行功率分配。由于最大化次用户效用函数的乘积问题是非凸的,通过变量替换将其转化为了一个等价的凸优化问题,利用该凸优化问题的对偶分解,提出了一种次用户间的频谱共享算法。仿真结果表明,所提算法在次用户和速率与公平性之间进行了有效折中。     

一种基于无线电环境地图的路由优化机制

设计认知无线网络路由算法时,需要兼顾主用户保护与路由性能两个方面。为了提高认知无线网络中次用户之间路由的端到端性能,提出了基于无线电环境地图的路由优化机制,该机制中无线电环境地图能够为次用户提供主用户保护有关的无线电环境数据。首先,无线电环境地图根据次用户的数据请求将各授权频段的可用概率与功率控制相关信息反馈到该次用户;其次,次用户可以计算出与上一跳次用户之间的链路稳定性以及传输时延;最后,目的次用户通过计算每条路由的端到端吞吐量的期望值,然后选取期望值最大的一条路由。仿真结果表明,该路由机制在平均分组投递率、平均端到端吞吐量、平均端到端时延方面均优于对比路由算法。     

Spectrum sensing scheduling for group spectrum sharing in cognitive radio networks

This paper addresses the issues on spectrum sharing in a cognitive radio network consisting of a primary user and a group of cognitive users. Each cognitive user may occupy a non‐overlapped sub‐band of the primary spectrum, but it needs to perform spectrum sensing independently before accessing the sub‐band. To reduce the complexity of spectrum sensing and thus energy consumption, this paper proposes a scheduled spectrum sensing scheme. First, we consider a single spectrum sensing scenario where only one cognitive user is elected to perform spectrum sensing, and then it broadcasts its sensing results to the other cognitive users. The scheduled spectrum sensing scheme works in both network‐centric and user‐centric ways. Next, the scheduled spectrum sensing scheme is further generalized to work in a multiple spectrum sensing scenario. The results show the effectiveness of the proposed schemes compared with the traditional schemes where all cognitive users may perform spectrum sensing at the same time. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

我国频谱共享的可行性研究与推进建议

目前,我国工业和信息化领域一系列战略稳步推进,5G、移动互联网等信息技术快速发展,无线电频谱资源的稀缺性再次凸显。频谱共享为解决频谱资源的稀缺问题提供了解决方案,并被国际主流国家积极推行。在分析国内外频谱共享研究与应用现状的基础之上,进一步讨论了我国推行频谱共享的意义和挑战,给出了频谱共享可行性评估和分析框架,并提出了频谱共享的推进建议。     

基于人工神经网络的认知无线电频谱感知研究

认知无线电是一种新的智能无线通信技术,通过感知周围环境特征,并采用构建理解的方法进行学习。频谱感知技术是认知无线电系统设计的重要组成部分,本文提出了基于人工神经网络（ANN）算法的认知无线电感知技术。由于单用户检测存在检测精度不高的问题,本文通过采用ANN的自主学习能力设计频谱检测分类器,对以往分类器所收集的环境信息进行学习和储存,从而对以后感知新的环境时起到先验信息的作用,能快速准确地判决出主用户的存在与否。通过与能量检测和循环平稳检测对不同调制方式信号进行信号识别仿真实验可以看出,相比原有的单用户频谱检测技术,ANN具有更高的有效性和可靠性。     

Location estimation‐based radio environment map construction in fading channels

Latest regulations on TV white space communications and trend toward spectrum access through geolocation databases relax the regulatory constraints on cognitive radios. Radio environment map (REM) is a kind of improved geolocation database and an emerging topic with the latest regulations on TV white space communications. It constructs a comprehensive temperature map of the cognitive radio network operation area by utilizing multi‐domain information from geolocation databases, characteristics of spectrum use, geographical terrain models, propagation environment, and regulations. REMs act as cognition engines by building long‐term knowledge via processing spectrum measurements collected from sensors to estimate the state of locations without any measurement data. Active transmitter LocatIon Estimation based REM construction technique is proposed and compared with the well‐known REM construction techniques such as Kriging and inverse distance weighted interpolation in shadow and multipath fading channels. The simulation results suggest that the LocatIon Estimation based REM construction outperforms the compared methods in terms of RMSE and correct detection zone ratio by utilizing additional information about channel parameters that can be estimated by classical least squares method easily.Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

多天线认知无线电网络自适应空间映射频谱共享

针对集中式多用户多天线认知无线电网络,提出一种基于自适应空间映射的频谱共享策略,根据授权用户接入的随机性所带来的频谱和空间资源占用情况的变化,认知系统将发射信号自适应地映射在认知基站与授权用户之间信道的子空间上,避免或抑制系统间干扰,从而在保证授权用户通信质量的前提下,为认知用户提供通信机会,并且在认知系统内部利用块对角化和奇异值分解方法分离不同认知用户的信号,消除系统内干扰。性能分析和仿真结果表明,与已有的频谱共享方法相比较,该策略不仅具有更高的认知系统可达和速率,并且对于由不同授权系统负载情况形成的不同场景具有更强的鲁棒性。     

A game approach for cooperative spectrum sharing in cognitive radio networks

We consider the problem of cooperative spectrum sharing among primary users (PUs) and secondary users (SUs) in cognitive radio networks. In our system, each PU selects a proper set of SUs to serve as the cooperative relays for its transmission and in return, leases portion of channel access time to the selected SUs for their own transmission. PU decides how to select SUs and how much time it would lease to SUs, and the cooperative SUs decide their respective power levels in helping PU's transmission, which are proportional to their access times. We assume that both PUs and SUs are rational and selfish. In single‐PU scenario, we formulate the problem as a noncooperative game and prove that it converges to a unique Stackelberg equilibrium. We also propose an iterative algorithm to achieve the unique equilibrium point. We then extend the proposed cooperative mechanism to a multiple‐PU scenario and develop a heuristic algorithm to assign proper SUs to each PU considering both performance and fairness. The simulation results show that when the competition among SUs is fierce, the performance gap between our heuristic algorithm and the optimal one is smaller than 3%. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.