认知无线电网络中基于跨层设计的能效优化算法

为提高认知无线电网络中次用户节点的能量有效性,该文基于连续时间马尔科夫理论对次用户的频谱感知和接入过程进行联合建模,对影响次用户传输能效的主要因素进行了分析,提出了一种基于跨层设计的能量有效优化算法。该算法可有效减小主用户非时隙返回信道对次用户能量有效性的影响,并通过联合优化感知时间和接入概率,使次用户在感知性能和传输能效间实现了有效折衷。仿真结果表明,本文算法相对于仅考虑频谱感知或接入策略的单层优化算法,可使次用户的能量有效性得到较大提高。      

一种基于信道质量的鲁棒机会频谱接入策略

为了提高分等级网络中次用户通过机会频谱接入获得的有效吞吐率,提出了一种基于信道质量的鲁棒机会频谱接入策略.该策略利用信道质量信息和信道占用信息做出传输决策,使得次用户在信道感知结果为空闲和占用时分别以不同的信道质量门限选择传输机会发起传输,充分利用了信道质量好的传输机会.结合该策略,建立了以对主用户的干扰为约束条件,最大化次用户有效吞吐率的优化问题,并考虑到了信道传播特性统计参数存在不准确估计的情况,对该接入策略的门限进行了鲁棒性设计.仿真结果表明:所提出的鲁棒机会频谱接入策略能够显著提高次用户的有效吞吐率.     

基于业务请求数据包长度的机会频谱接入算法

针对非时隙主用户网络,研究了单个次用户在周期性感知框架下的机会频谱接入问题。通过建立次用户信道感知和接入模型,提出了一种基于次用户请求业务数据包长度的机会频谱接入算法。该算法根据每个时隙分配给次用户业务数据包长度,自适应调整机会频谱接入策略。仿真结果表明,所提算法能够在干扰水平要求较高情况下,提高次用户平均有效传输吞吐量的同时,实现有效吞吐量与碰撞概率的折中;同时当外部环境发生变化时算法具有较强的鲁棒性。     

一种非理想感知条件下的双门限机会频谱接入策略

为了有效提高认知网络中次用户的吞吐率性能,提出了一种应用于非理想感知条件下的双门限机会频谱接入策略。该策略能在次用户对信道占用情况感知非理想的条件下,综合考虑次用户的信道质量和非准确的信道占用信息,使次用户在信道感知为空闲和占用时分别以不同的信道质量门限选择接入信道,从而最大程度地利用信道质量较好的传输机会,提高次用户的吞吐率性能。结合本策略,建立了以次用户的有效吞吐率最大化为目标、以对主用户的干扰程度为约束条件的优化问题,并在次用户对信道感知存在误差的条件下给出了最优门限的设计方法。仿真结果表明,所提出的双门限机会频谱接入策略能够在非理想感知条件下显著提高次用户的有效吞吐率。     

一种认知无线网络中跨层优化的频谱接入算法

针对认知无线电网络中认知用户的机会频谱接入问题,本文提出了一种新的分布式跨层频谱接入的算法。此算法针对多认知用户贪心算法自私性的缺点,引入了分布式协作接入的方法,并给出了详细的算法流程和MAC层设计细节。仿真结果表明,本文提出的方案在系统吞吐量和频谱利用率的性能上具有良好的性能和可行性。     

主用户干扰约束下的机会频谱接入感知−传输时隙优化调度

提出一种基于主用户干扰约束的机会频谱接入感知-传输时隙调度优化方案。首先,推导切换机制下认知系统的吞吐量和主用户干扰率,建立感知时间和感知周期联合优化模型;然后,在主用户干扰率和次用户感知质量双重约束下,推导了可最大化认知系统吞吐量的最优感知时间和感知周期的闭合表达式;最后,阐述了时隙优化调度方案并计算了认知系统可获得的最大吞吐量。仿真结果表明,所提出的时隙调度方案可以为认知系统提供更高的吞吐量,并更好地适应主用户干扰率和感知质量约束的变化。     

碰撞约束和非理想感知下认知多址接入信道的有效吞吐量

在碰撞约束和非理想信道信息下,研究认知多址接入信道中多个次用户接入主用户频谱的有效吞吐量问题。在机会频谱接入方式（OSA）下,定义有效吞吐量并作为次用户的性能指标。考虑信道质量信息,在信道质量分布参数未知的情况下采用有限的信道样本对参数进行估计,并对非理想感知下次用户的性能进行分析。通过仿真实验,分别讨论了信道质量门限与碰撞概率及次用户性能之间的关系,对比了理想感知和非理想感知下次用户的性能,并与其他算法进行对比,验证了本文接入策略的有效性。     

基于最优停止的认知无线网络下行频谱接入算法

为有效平衡认知无线网络中次用户系统中接入信道的感知时间和信道总的吞吐量之间的矛盾,提出了一种只对部分信道进行感知的频谱接入策略,联合总的感知信道数和各条信道的感知时间进行优化,并通过最优停止算法求解,在最大化节省感知时间的同时,取得较大的平均吞吐量。与HC-MAC(Hardware Constrained- Media Access Control)算法的仿真分析对比表明,该算法在相同给定条件下感知时间更短,吞吐量更大,具有明显的优势。     

基于频谱数据库的分布式动态频谱接入算法

频谱数据库是一种直接获得频谱信息的方式,针对在复杂多变的网络环境中用户之间缺少信息交互,研究了数据库协助和没有数据库情况下的动态频谱接入算法。一方面,次用户通过历史感知数据估计信道的可用性而进行信道选择,另一方面,次用户通过数据库获得更加可靠的频谱信息从而做出策略。证明了用户之间的博弈是一个超模博弈,通过提出的分布式学习算法能收敛到一个纯策略纳什均衡点。仿真结果表明,提出的联合数据库感知算法和数据库协助算法比依靠感知的结果收敛更快,获得的系统吞吐量接近最大,减少了用户决策的时延,提高了频谱利用率。     

无线供电混合多址接入网络的资源分配

无线供电技术是延长无线网络节点寿命的有效方案。该文研究一个由基站和多个分簇用户组成的无线供电混合多址接入系统。系统的传输分为两个阶段。在第1阶段,基站向用户广播能量;在第2阶段,用户向基站传输信息。用户簇和用户簇之间采用时分多址接入,分时传输;同一簇内多个用户采用非正交多址接入,同时传输。该文研究联合优化系统的各阶段的传输时间、基站的发射功率、用户的发射功率等资源,分别以优化网络频谱效率和用户簇之间的公平性为目的,提出最大化网络吞吐量和最大化用户簇的最小吞吐量的联合资源分配算法。研究结果表明所提的两种算法分别能有效提高系统的频谱效率和保证用户簇之间的公平性。