基于认知无线电技术的动态频谱接入

文章介绍了基于认知无线电的动态频谱接入技术,并对其网络架构、关键技术以及目前的研究现状进行了详细分析。在此基础上探讨了动态频谱接入网络中采用跨层协议设计方法的必要性。     

一种短波动态频谱接入系统的设计

为了有效利用空闲频谱,提高短波频段频谱资源的利用率,采用TMS320VC5502为信号处理核心,TLV320AIC10为输入模拟信号滤波和A/D转换芯片的一种短波动态频谱接入系统的设计,并完成了相应的软件开发。实验结果表明:所设计系统的平均建链时间小于10 s,建链概率大于92%。当数据传输速率为600 baud时,报文的正确接收概率大于90%;数据传输速率为1200 baud时,报文的正确接收概率大于80%。而且平均错误字符的概率达到10-4数量级,能够充分满足短波普通通信业务的需求。     

认知无线电中的频谱接入技术

认知无线电是一种基于软件无线电的智能通信系统,它能够认知周围环境,并能通过一定的方法相应地改变某些工作参数来实时地适应环境,从而达到提高频谱利用率、缓解频谱资源紧张的目的.授权频段的频谱利用问题是认知无线电实现的关键技术之一.研究了授权频段的两种频谱利用方法:动态频谱接入和基于动态频谱接入模型之一的机会频谱接入.     

认知无线电中频谱感知技术

固定频谱分配政策导致频谱使用率低下,为克服这一缺点,人们提出使用认知无线电技术实现动态频谱接入,从而有效利用频谱空穴。频谱感知是认知无线电的关键技术。文中介绍了目前已提出的频谱感知技术:发射机检测(包括匹配滤波器检测、能量检测和周期平稳特征检测)、合作检测、接收机检测及基于干扰温度的检测,仿真分析了各种方法的优缺点及有待解决的问题。为满足多用户环境和实时性要求,仍需探讨新的频谱感知方法,提高检测性能。     

基于主动频谱感知接入的认知无线电台研究

讨论了所研制的工作于30-512 MHz的基于主动频谱感知接入的认知无线电台。该电台实现了认知无线电动态频谱接入最为关键的几大功能：频谱感知、频谱会合、频谱监视,以及频谱切换。试验结果表明,该电台具备在不依赖于公共控制信道的情况下自动寻找空闲信道建立链路的能力,也具备在当前通信信道上出现主用户信号或其他干扰信号时自动切换到其他空闲信道上继续通信的能力,为认知无线电技术的实用化提供了很好的借鉴。     

认知无线电网络频谱感知与接入算法研究

在对认知无线电网络频谱感知和接入研究成果进行分析的基础上,文章首先讨论了认知无线电网络频谱感知的基本方法以及协作频谱感知、单智能体和多智能体强化学习算法,比较了各种算法的优缺点,并展望了这一领域未来研究的方向。     

认知无线电中一种新的频谱接入方法

提出一种新的可实行性频谱接入算法.利用爬坡方法求解目标函数,使得计算频谱接入参数可行.根据对主用户接收机端的干扰温度估计方法不同,提出了合作式频谱接入算法和非合作式频谱接入算法,并对两种方法进行了系统仿真和比较.     

浅谈基于认知无线电的机会频谱的接入技术

目前,宽带无线业务正在不断增多,其中,影响无线通信发展的一大问题就是频谱资源非常稀少。但是,在某段频谱资源上具有很多的业务,而其他频段的使用效率却比较低。因此,我们就提出了认知无线电技术,进一步改善了无线环境,使频谱资源提高了利用率。     

动态频谱技术接入研究

目前认知无线电技术受到了极大的关注,其中的动态频谱分配问题是不得不面对的一个问题.讨论了动态频谱接入的分类,尤其是讨论了机会式频谱接入,包括其基本组成以及各组成部分的功能,并提出了实现这些功能的过程中遇到的挑战.将对今后动态频谱接入的进一步研究起到积极的促进作用.     

基于认知无线电的频谱分析算法

目前,具有动态访问无线电频谱技术的系统,如认知无线电系统,需求很大,正在积极开发中。为确保有效运行这类系统,必须对所用频率范围内的无线电环境有一定的了解。本文致力于算法和软件的开发对频谱进行智能分析,及时建立预测频谱占用率的模型。这个问题的解决方案允许提供动态频谱在不影响主要用户的权限和通信质量的情况下,同时不降低次要用户的服务质量。本文提出并描述了一种基于频谱占用模型的动态频谱访问预测实现算法,包括3个阶段。目前,软件已经开发并在一个领域通过实验实现了算法的第一阶段。第一阶段的现场实验结果表明,所开发的软件可以让我们识别自由白天的部分频谱,同时得到了占空比的值,从而可以预测所选时间段内该信道被占用的概率。利用这些信息,可以构建频繁的(顺序的)模式来开发频谱占用的最新预测模型。     

认知无线电网络中的频谱管理技术

由于可用频谱的动态特性和应用需求的多样性,认知无线电（Cognitive Radio,CR）面临很多挑战,其中最为迫切的一个问题是有效的频谱管理技术。首先简要介绍认知无线电及其网络体系结构,然后讨论频谱管理的定义和功能,具体包括四个主要方面：频谱感知、频谱决策、频谱共享和频谱迁移。     

基于K-均值聚类的动态频谱接入技术

为了有效降低次用户接入授权信道时对主用户造成的干扰以及次用户被阻塞的概率,提出了一种基于K-均值聚类的动态频谱接入方法.该方法首先将关注的频谱划分为若干子信道,尔后对每个子信道进行特征提取,借助频谱特征,用K-均值算法对子信道进行聚类,将子信道分别纳入白色、灰色和黑色频谱池.次用户在接入信道时,重点选择白色频谱池中的信道接入.理沦分析和仿真结果表明,利用该方法能够有效降低次用户对主用户的干扰和次用户被阻塞的概率,提高信道接入效率.     

基于两步式融合重构的压缩频谱检测方法

在宽带频谱检测技术中,针对传统分布式压缩感知方法(DCS)数据传输量大、能耗高的问题,提出了一种基于两步式融合重构的压缩频谱检测(TS-CSS)方法.该方法的数据重构过程分为先支撑集信息融合,后信号联合重构两步,通过支撑集信息融合获得的先验信息可指导信号的联合重构.仿真结果表明,联合重构时随机选择50％的用户参与,即可获得与传统DCS接近甚至更优的频谱检测性能,因而,该方法能够有效地降低系统数据传输量,节省频谱检测耗能.     

基于OFDM循环前缀的认知无线电频谱侦听方法

针对OFDM系统的特点,介绍了一个新的频谱侦听方法,它充分利用了正交频分复用符号中的循环前缀和空闲时间来提高侦听精度。通过建立OFDM收发双方的信号模型,以能量检测的方法为基础,分析并仿真了这种新方法的性能,结果表明,与传统的只利用空闲时间的侦听方法相比,提出的方法能有效提高侦听精度。     

应急通信网络的动态频谱接入方案研究

利用认知无线电的动态频谱接入技术,提高应急通信网络在突发事件中的反应效率已成为无线通信领域的研究热点。对认知无线电的几种动态频谱接入方案进行了探索及研究。由分析可知,选择合适的接入方案,将会形成认知用户间的良性竞争,降低CR业务的通信中断率,从而增大系统的吞吐量,提升整个系统的性能。     

非理想信道检测的认知无线电网络中能量感知频谱接入

Due to the problem of spectrum underutilization and energy inefficiency in wireless communications, the research on energy efficient Cognitive Radio Networks (CRNs) has received significant attention in both industry and academia. In this paper, we consider the problem of optimal spectrum selection and transmission parameters design with the objective of minimizing energy consumption in CRNs. Since the system state cannot be directly observed due to miss detections and estimation errors, we formulate the optimal spectrum access problem as a Partially Observable Markov Decision Process (POMDP). In particular, the proposed scheme selects the optimal spectrum, modulation and coding scheme, transmission power, and link layer frame size in each time slot according to the belief state, which captures all the history information of past actions and observations. The optimal policy can be acquired by solving POMDP problem with linear programming based algorithm. Simulation results show that significant energy savings can be achieved by the proposed scheme.     

认知无线电网络的MAC层关键技术

认知无线电作为一种智能的频谱共享技术,已成为无线通信领域的研究热点。为达到在不干扰授权用户的条件下有效地实现机会式频谱利用,认知无线电网络的媒体接入控制（MAC）层不仅需要提供传统的服务,还要求能支持一套全新的功能。频谱检测管理通过对检测模式的选取、检测周期及检测时长的设置、检测信道的选取和检测静默期的设置等实现检测策略和参数的选取及优化。接入控制主要采用与授权用户协调接入和透明接入两种方式避免与授权用户的接入产生碰撞。动态频谱分配针对二进制干扰模型和累积干扰模型进行不确定频谱资源的优化分配。安全机制通过增加MAC帧的认证和保密以防御MAC层的安全攻击。跨层设计结合物理层和网络层、传输层等上层信息设计和实现全局优化的MAC层技术。