认知无线网络中基于混合频谱切换的最优目标信道选择算法

在主动频谱切换中,预先确定目标信道存在高失效风险,从而增加切换时延的问题。该文提出一种基于混合主被动频谱切换的最优目标信道选择算法。该算法结合主动频谱切换和被动频谱切换的优点,引入最小累积切换时延评价标准,综合考虑次用户的多次中断、主用户的到达率和非理想频谱检测对次用户累积切换时延的影响,并详细分析和推导了非理想检测下次用户的累积切换时延。仿真表明,相较于主动和被动频谱切换中目标信道选择策略,在信道状态变化频繁或业务量较大等极端情况下,该算法的性能优势尤为明显。     

主动式频谱感知的改进型信道切换算法

针对无线信道频繁切换而导致系统性能下降的问题,在传统算法的基础上,提出了改进型信道切换算法.通过信道空闲时长的预测和比较策略,在对首要用户干扰最小的前提下,对信道进行切换控制,有效降低了信道切换代价,减小了感知开销.仿真验证表明：采用改进型信道切换算法能够有效减少信道切换次数约20%.     

一种基于切换失败概率和认知用户信道容量联合优化的访问策略

现有频谱切换信道访问策略主要考虑切换失败概率,而较少考虑认知用户的信道容量。针对这一问题,提出了一种基于切换失败概率和认知用户信道容量联合优化的频谱切换信道访问策略。首先证明了按信噪比降序访问可以得到最大的认知用户信道容量,而按信道平均空闲时间降序访问可以得到最低切换失败概率。接着提出对信道平均空闲时间和信噪比进行排序并加权合并的非参数化处理。最后,按非参数化处理结果降序进行信道访问。结果表明,所提方法能够在切换失败概率接近最低的情况下,使认知用户信道容量提升50%左右。     

分布式认知无线电网络中的主动频谱切换

主要研究分布式认知无线电网络中的频谱切换,并提出一种主动的频谱切换方案。认知用户通过感知结果与历史信息建立授权用户的活动模型,预测频谱的使用情况。在不对授权用户产生干扰的前提下,提前安排频谱切换。同时,采用基于蚁群任务分工算法的频谱选择方法,使得认知用户综合考虑通信参数,实现认知用户的按需切换,保证不间断的传输。仿真表明,提出的方案能够提前执行切换,并在较短的时间内完成业务量的传输,同时具备较高的灵活性,适用于分布式认知无线电网络。     

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。     

基于信道获益和业务实时性的频谱切换策略

为了尽可能地降低认知无线电频谱切换的次数,更加全面地考虑通信环境里的因素,引入模糊控制技术,提出一个可行的频谱切换策略。首先,认知用户接收方根据信噪比和主用户活动性估计信道获益,再通过信道反馈机制将结果值告知认知用户发送方;最后,认知用户发送方将业务分成两类：实时业务与非实时业务,并将信道获益与业务实时性作为两个新参数纳入频谱切换策略。仿真结果显示,与随机选择策略相比,根据信道获益选择信道可以明显降低认知用户的切换率。另外,将业务进行分类,非实时用户与实时用户相比有更低的切换可能性,这种差距可以达到32%。     

认知无线网络中的频谱切换技术

针对频谱切换的研究现状,文章介绍了频谱切换的场景、分类以及对认知无线网络物理层、媒体接入控制层（MAC）的需求,总结了频谱切换技术的最新研究进展,对目前的各种方案进行了比较分析,并提出了未来面临的挑战及研究方向。     

认知无线电网络中基于包调度算法的主动频谱切换

认知无线电网络中,主用户出现在自己的授权频段,但被次用户占用,此时次用户进行频谱切换.主动频谱切换机制是一种可以提高网络的带宽利用率,同时降低丢包率的方法.基于一个有效的包调度算法,提出一个主动频谱切换机制,以期减少频谱切换发生时的不可用信道.该包调度算法有效地集成了两个算法:频谱空洞填充算法和包迁移算法,来减少丢包率和带宽碎片.实验仿真结果验证了该主动频谱切换机制的有效性.     

认知无线电频谱切换技术研究

认知无线电技术是为提高频谱利用率,解决目前无线频谱资源紧缺问题而提出的,准确快速的频谱切换技术是其实现的关键。论文针对认知无线电技术的频谱切换问题,总结频谱切换的关键技术及研究模型,讨论频谱切换技术面临的挑战,以及频谱切换技术的研究方向。     

基于信道统计特征的认知无线电协作频谱检测

针对认知无线电到融合中心间的控制信道为Nakagami-m衰落信道的情况,研究了认知无线电协作频谱检测问题,推导出融合中心利用衰落信道统计特征的似然比协作频谱检测公式.该方法不需要瞬时信道状态信息,简化了协作频谱检测过程,便于实际应用.通过仿真对融合中心的协作频谱检测性能进行了分析,结果表明:利用衰落信道统计特征的似然比协作频谱检测的性能较利用瞬时信道状态信息的似然比频谱检测性能略有下降,但是在高信噪比或衰落不严重的情况下,二者的性能非常接近,认知无线电节点个数对两种频谱检测方法间的性能差距几乎没有影响.     

认知无线网络中的频谱切换性能分析

在认知无线网络中,次用户的频谱切换性能不仅和主用户的通信行为关系密切,而且也和次用户本身的频谱感知精度以及频谱切换策略密切相关。该文采用连续时间马尔科夫模型对次用户在理想感知和非理想感知情况下的频谱切换进行建模,进一步分析与比较不同频谱感知精度对频谱切换性能的影响。为了有效降低次用户在频谱切换过程中的强制中断概率,提出基于信道预留机制的频谱切换策略。数值结果表明,次用户对主用户信号的感知精度明显会影响次用户的频谱切换性能,而有效的频谱切换策略则可以以较小的代价获得更好的频谱切换性能。     

基于次用户分级的PRP M/G/m排队论频谱切换模型

为满足次用户不同时延需求并提高信道利用率,该文提出一种基于次用户分级的PRP M/G/m排队论频谱切换模型。首先,根据次用户主要业务的时延需求不同,对次用户进行分级评价,将次用户分为时延敏感型和非时延敏感型用户,时延敏感型次用户具有更高的优先级来接入信道。其次,采用PRP M/G/m排队论来建立基于用户分级的频谱切换模型。同时推导和分析了该模型下不同优先级次用户扩展数据传输时间,进而提出了面向各级次用户自适应频谱切换策略。仿真结果表明,相较于已有频谱切换策略,该模型能有效降低次用户切换时延以及扩展数据传输时间,保证高优先级次用户的服务质量,提升次用户频谱切换的综合性能。     

认知无线电中基于截断序贯检测的频谱感知技术

序贯检测的检测时间是随实际接收信号采样点的变化而不同的随机变量,在平均意义上,序贯检测有较高的检测速度,但是个别情况下可能需要很长的检测时间,为了避免这种现象的发生,同时提高认知无线电中频谱感知的速度,该文提出了一种截断序贯检测算法。首先分析了截断对传统序贯检测性能的影响,给出了虚警概率和漏检概率的上限,然后基于该性能上限得到了截断序贯检测的检测门限,最后给出了截断序贯检测算法的流程。仿真结果表明,该算法在有限的检测时间内,能够满足系统的性能要求,且其平均检测时间小于传统的能量检测。     

认知无线网络中一种基于蚁群优化的频谱分配算法

针对认知无线电中的频谱分配问题,该文提出一种基于蚁群优化的频谱分配方法。该方法在授权用户和认知用户共存的认知网络模型中,通过蚁群访问各个认知节点,并释放信息素,从而实现概率型的全局搜索的并行频谱分配算法。与传统的频谱分配方式比较,该算法能够进行增强型学习积累,快速收敛到最优路径,从而获得了最优的平均信道效益。文中对该算法进行了分析和说明,并通过仿真证明了算法的有效性和稳定性。     

Spectrum handoff in cognitive radio with fuzzy logic control

The secondary usage of spectrum has been investigated in Cognitive Radio (CR) network to resolving the spectrum scarcity issue in wireless communication. When Primary Users (PU) who own the spectrum appear, spectrum handoff is needed to maintain the communications of Secondary Users. But the decision making of spectrum handoff is a challenge issue for CR network, because the input of decision making, which obtain through spectrum sensing, is heterogeneous and inexact. In this paper we will use fuzzy logic control theory to solve this issue and make use of new information for handoff operation: the probability of PU’s occupancy at a certain channel. Our new algorithm can make more intelligent decision compared to simple traditional spectrum handoff decision making and reduce the probability of spectrum handoff, also the performance of SU’s communication can be enhanced.     

一种认知无线电周期数据传输优化机制

如何合理选择频谱感知时间和数据传输时间使系统传输效率最大化是认知无线电研究的一个重要方向,具有极其广泛的应用背景。针对该问题,该文提出一种认知无线电周期数据传输优化机制,并分别给出频谱感知时间、信道搜索时间以及数据传输时间的优化计算方法。从数值及仿真结果可知,在不同的主用户到达强度的情况下,所得到的最优频谱感知时间、最优信道搜索时间和最优数据传输时间能够确保对主用户的保护性并有效降低数据传输延迟。     

基于免疫克隆选择的认知无线网络频谱分配研究

该文提出了图论和免疫优化理论相结合的认知无线网络频谱分配方法。采用基于矩阵的二进制抗体编码,从效率和公平性考虑设计了随机约束满足算子和公平约束满足算子,提出一种基于免疫克隆选择(ICS)的频谱分配算法。对经典克隆选择算法进行改进,增加约束满足操作保证种群编码能够满足频谱干扰限制,实现了频谱分配的约束优化。理论证明了约束满足操作的有效性,分析了算法的计算复杂性和适用性。仿真结果表明：ICS算法与颜色敏感图论着色算法相比,网络带宽明显提高;在频谱干扰严重的情况下,采用公平约束满足算子的ICS算法能显著提高网络的公平性;与参考智能算法相比,ICS算法具有较快的收敛速度。     

机会频谱接入系统的切换请求排队机制及性能分析

针对非实时业务的特点,该文提出了机会频谱接入系统的两种切换请求排队方案,并采用二维Markov模型对其性能进行了建模分析,得到了呼叫阻塞率、强制中断率、信道利用率等系统性能关键参数的解析结果。数值结果分析表明,提出的两种切换请求排队方案是降低系统强制中断率的有效方法,且可克服切换信道预留机制阻塞率高、信道利用率低的缺点,信道利用率最多可提高26%。仿真实验验证了理论分析的正确性。