一种基于时频相关性的快速频谱感知算法

频谱感知技术是认知无线电的核心和基础,而自从认知无线电技术被提出以来就一直受到极大的关注。通过对无线频谱占用情况的实时采集处理,对频谱占用情况在时域和频域上的相关性进行分析。利用这种时频域的相关性提出一种快速频谱感知算法,通过频繁模式挖掘提取有效模式,使得在只需要对部分频域和时域的频谱进行检测,就可以完成对整个频谱的占用情况的认知。最后通过实时采集数据进行实验分析,表明该算法确实能达到较好的性能。     

认知网络中的协作频谱感知技术研究

认知无线电技术通过感知频谱后进行动态频谱资源分配,极大地提高了频谱利用效率。频谱感知是实现认知无线电技术的前提和基础,文中针对频谱感知技术中单节点检测的局限性对能够改善频谱感知能力的协作感知技术进行了分析及讨论,重点分析了基于能量检测法的协作感知中的各种数据融合算法,并在此基础上提出了目前协作感知中存在的问题及未来的研究方向。     

能量检测在认知无线电频谱感知中的应用

随着无线通信技术的飞速发展,无线电频谱资源日趋紧张。认知无线电已经成为解决现有频谱资源匮乏的非常有前途有前景的技术。认知无线电是一种智能的无线通信系统,它能够感知周围的无线环境,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。频谱感知是认知无线电中最具挑战的问题之一。详细介绍了基于能量检测的频谱感知方法,并从理论上分析研究能量检测法的检测性能,最后通过MATLAB仿真分析能量检测法对于OFDM信号的检测性能。     

一种新的认知无线电频谱感知方法

认知无线电是一种用于提高无线电通信频谱利用率的新的智能技术。首先简述了认知无线电的背景和概念,然后针对认知无线电频谱感知的能力,对比分析了现有的三种频谱检测方法：匹配滤波器法、能量检查法和循环平稳特征检测法,在对其进行研究的基础上,提出一种将能量检测法和循环平稳特征检测法相结合的双门限检测法,通过仿真验证了该方法的有效性和优越性。     

瑞利信道中自适应双门限频谱感知算法研究

频谱感知是认知无线电中的一项关键技术,能量检测、匹配滤波器检测和周期循环频谱检测是认知无线电中频谱感知技术中传统、经典的算法.基于能量检测的频谱感知算法因实现简单且不需要先验信息而被广泛应用,但低信噪比的情况下检测概率会降低,用户的检测性能不足,从而导致认知用户和主用户之间的冲突碰撞次数增多.针对以上存在的问题,在基于自适应频谱感知的基础上,利用噪声功率估计,提出了一种瑞利信道下的自适应双门限频谱感知算法.仿真结果表明,在低信噪比噪声不确定的情况下,这种算法能够大大提高检测概率,有效降低了认知用户和主用户之间的冲突碰撞次数,从而提高频谱的利用率.     

利用自相关矩阵的量化合作频谱感知方法

为了改善认知无线电的频谱感知性能,提出一种基于自相关矩阵的量化合作频谱感知方法,对各认知用户的本地检测结果采用多个判决门限进行有限位的量化,在融合中心采用加权投票准则对该量化信息综合处理,得出最终判决.该方法是一种盲感知方法,不需要知道主用户信号的先验知识和噪声方差信息.具体讨论了一种2 bit量化合作频谱感知方案,并将其与传统的基于能量检测的合作频谱感知方案作比较.理论分析和仿真结果表明,该方案可以有效提高频谱感知能力.     

基于CSS的认知无线电网络PUEA检测和缓解

针对认知无线电网络中的主用户仿真攻击问题,提出了一种基于能量检测的协作频谱感知方法.首先,假设存在一个智能攻击者,它能知道自己所处环境并可以选择不同的传输策略.然后,调整CSS规则和相关参数为能量探测器确定合适且有效的阈值.最后,利用Neyman-Pearson准则进行能量检测,从而检测出恶意攻击.仿真结果表明,相比传统的基于能量检测的频谱感知方法,该方法可以更好地减轻PUEA在频谱感知中的破坏作用.     

频谱感知技术在短波通信中的应用

为了提高短波通信的频谱利用率,需要对短波频谱进行实时准确的频谱感知.针对短波信道特点,对几种频谱感知方法能否适用于短波通信系统进行了分析.结合国内外军用认知无线电的发展,并充分利用能量检测速度快、循环谱特征检测精度高的优点,提出了一种能量和循环谱特征联合检测的方法,并给出了基于感知技术的短波电台的基本架构,为缓解短波信道资源紧张提供了一条途径.     

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。     

基于能量检测的频谱感知方法研究

认知无线电是一种用于提高无线通信频谱利用率的新的智能技术,检测频谱空穴是否存在是实现认知无线电的前提和关键技术之一.首先简述认知无线电的背景和概念,针对认知无线电的频谱感知功能,介绍了基于能量检测的频谱检测方法,并在Matlab环境下进行了仿真实验,比较在相同的虚警概率情况下的检测概率与信噪比的关系.仿真实验结果表明,在相同的虚警概率时,当信噪比大的时候,检测概率越大.     

基于加权平均一致算法的宽带压缩频谱感知

在认知无线电(CR)网络中进行频谱共享接入,首要的任务是进行频谱感知,并发现频谱空洞。基于认知无线网络中信号频域的固有稀疏性,本文结合了压缩感知(CS)技术与加权平均一致(weighted average consensus)算法,建立了分布式宽带压缩频谱感知模型。频谱感知分为两个阶段,在感知阶段,各个CR节点对接收到的主用户信号进行压缩采样以减少对宽带信号采样的开销和复杂度,并做出本地频谱估计;在信息融合阶段,各CR节点的本地频谱估计结果以分布式的方式进行信息融合,并得到最终的频谱估计结果,获得分集增益。仿真结果表明,结合压缩感知与加权平均一致算法增强了频谱感知的性能,比在相同的CR网络中使用平均一致算法时有了性能上的提升。      

Cooperative Communications for Cognitive Radio Networks

Cognitive radio is an exciting emerging technology that has the potential of dealing with the stringent requirement and scarcity of the radio spectrum. Such revolutionary and transforming technology represents a paradigm shift in the design of wireless systems, as it will allow the agile and efficient utilization of the radio spectrum by offering distributed terminals or radio cells the ability of radio sensing, self-adaptation, and dynamic spectrum sharing. Cooperative communications and networking is another new communication technology paradigm that allows distributed terminals in a wireless network to collaborate through some distributed transmission or signal processing so as to realize a new form of space diversity to combat the detrimental effects of fading channels. In this paper, we consider the application of these technologies to spectrum sensing and spectrum sharing. One of the most important challenges for cognitive radio systems is to identify the presence of primary (licensed) users over a wide range of spectrum at a particular time and specific geographic location. We consider the use of cooperative spectrum sensing in cognitive radio systems to enhance the reliability of detecting primary users. We shall describe spectrum sensing for cognitive radios and propose robust cooperative spectrum sensing techniques for a practical framework employing cognitive radios. We also investigate cooperative communications for spectrum sharing in a cognitive wireless relay network. To exploit the maximum spectrum opportunities, we present a cognitive space–time–frequency coding technique that can opportunistically adjust its coding structure by adapting itself to the dynamic spectrum environment.      

基于HMM和平衡二叉树递归搜索的宽带频谱感知

为了使得二级或无许可证用户在给定宽带上获取空闲的子带以供使用,针对认知无线电中的宽带频谱感知技术进行研究,提出一种有效的宽带频谱感知算法。算法采用隐马尔可夫模型(HMM)对初级用户的动态行为进行建模,以克服目前宽带感知技术的局限性;其次,利用现有窄带感知技术,将感知频带划分为较小的频道,将其建模为一棵平衡二叉树,并对频谱孔洞进行递归搜索。如果检测到有孔洞在频率上相邻,则将它们合并成一个单一的频谱孔洞,使得认知二级用户的容量在整个频带上最大化。仿真实验结果表明,与现有宽带频谱感知方法相比,提出的宽带频谱感知算法具有更好的感知性能增益和更强的鲁棒性。     

基于D-S证据理论的循环平稳频谱协作感知

为了避免干扰授权用户的正常通信,认知无线电系统需要较好的频谱检测性能。提出了基于循环平稳特征和D-S证据理论的多天线多用户频谱协作感知方法。分析了多天线接收信号的谱相关函数,在频域按照最大比合并的方法合并各天线接收信号,得到合并信号的谱相关函数。依据谱相关函数的能量,在多用户中采用D-S证据理论做协作频谱检测。仿真分析表明,基于循环平稳特征和D-S证据理论的多天线多用户频谱协作感知方法可有效改善认知无线电系统检测性能。     

Energy Detection Approach for Spectrum Sensing in Cognitive Radio Systems with the Use of Random Sampling

In radiomobile contexte, radio frequency spectrum is a ressource that needs to be used with appropriate efficiency. This can be achieved by the mean of spectrum sensing operation. This function consists to analyze the occupancy of the radio frequency spectrum in order to detect which bands are unused. This concept is largely appreciated in cognitive radio where more flexibility is required to adapt to the communication environment. Different techniques are presented in the literature. In this paper, we are interested by the application of the energy detector method for spectrum sensing. This application is performed in cognitive radio systems with the use of random sampling. The performance of this approach is evaluated in term of its receiver operating characteristic curve and compared to the uniform sampling case.     

一种认知无线电台通信仿真模型研究

认知无线电的出现是无线通信领域的一次重大变革,它展现了一种全新的频谱管理模式,预示着通信技术进入了一个新时代,同时决定了军事通信的未来技术发展方向。为此,搭建了基于MATLAB的认知无线电台通信仿真模型,该模型针对物理层点对点的通信机制进行了仿真,完成了认知无线电台频谱感知和通信策略优化等功能。通过大量仿真试验,验证了仿真模型的正确性和稳定性,并总结出了影响认知无线电台通信质量的主要因素,从而为认知无线电通信研究提供了一定的理论依据。     

基于循环前缀频域自相关的OFDM信号频谱感知

针对无线通信频谱资源有限并且利用率非常低的问题,研究了认知无线电系统中基于信号典型特征的频谱感知策略,并进行动态频谱检测.提出了一种基于循环前缀频域自相关的频谱感知算法,利用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号的循环前缀具有循环平稳特性,在信...     

CR系统谱感知技术研究

认知无线系统中谱感知是基础与前提,以认知无线系统谱感知的研究为主题,在综合相关研究成果的基础上从谱感知研究的核心技术内容入手,着重对有关本地检测的技术手段、先验知识的参考应用、谱预测与主用户网络信息的利用等关键性问题进行了阐述分析,对涉及问题解决的核心要点进行了概括分析,同时在综合考虑认知无线系统工作应用实际的情况下,对今后认知无线系统谱感知研究需要重点关注的方向进行了讨论分析。     

基于拟合优度的频谱感知技术研究

认知无线电技术实现了频谱资源的动态分配,提高了频谱资源的利用率。而准确高效的频谱感知是认知无线电的核心环节,因此研究快速高性能的频谱感知算法已经成为一个亟待解决的问题。近年来,拟合优度检验在频谱感知领域得到了广泛应用,实现了小采样点下的有效频谱感知技术。因此,基于拟合优度的频谱感知技术具有重要的研究意义。综述了GOF在频谱感知中的发展历程,介绍其基本原理、常见的拟合准则及拟合对象;然后在高斯信道下,对该类算法进行仿真对比;最后对GOF类算法的进一步研究进行了展望。