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相似文献
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1.
张凯  刘洋  赵彪  李鸥 《信号处理》2013,29(7):896-904
针对认知无线Ad Hoc网络中次用户能量受限问题,提出一种基于能量有效性的机会频谱接入策略。联合考虑信道状态的时变性和次用户的频谱感知准确性,基于部分可观测马尔科夫决策过程(POMDP)建立了一种最大化能量有效性的分析架构,指导次用户选择能效最佳信道,并根据信念状态、信道增益和检测概率,自适应控制传输功率。仿真结果表明,该策略能够有效提高次用户传输的能量有效性,通过对传输功率的有效控制,实现了传输性能和能量开销的有效折中。   相似文献   

2.
基于跨层优化的机会频谱接入算   总被引:1,自引:0,他引:1  
张晶  朱洪波 《通信学报》2010,31(11):188-194
针对周期性信道感知机会频谱接入系统,首先采用马尔可夫过程对次用户的感知活动进行建模分析,然后结合物理层和MAC层参数提出一个跨层性能指标--有效传输容量,并在最大化有效传输容量准则下提出一种跨层优化机会频谱接入算法,进而分析了机会频谱共享系统可获得的平均有效传输容量.理论分析和仿真结果表明,所提出的跨层优化接入算法性能优于单层优化接入算法,它可以使次用户获得更高的有效传输容量.  相似文献   

3.
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。  相似文献   

4.
基于先验知识模型,设计了基于信道剩余空闲时间估计的动态频谱接入算法:每个次用户根据感知历史维护信道剩余空闲时间的估计向量并周期进行更新,每个时隙开始时次用户选择剩余空闲时间估计最大的信道接入。对动态频谱接入算法的适应性问题进行了分析,并求得了次用户的最优传输时间长度。仿真结果表明,在给定的参数下,新算法的信道利用率比其他算法提高约5%-10%,同时对主用户的干扰保持最低。  相似文献   

5.
为提高次用户接入业务端到端传输性能,该文提出通过感知节点检测性能和业务类型的频谱检测与资源分配联合优化方法。首先,将上周期全局检测性能构造的有效检测指数作为调节权值,计算信道状态自适应协作门限,据此选择协作模式,以最大化有效检测区间,并根据频带稳定性和有效性特征构造可用频谱空间。随后,基于业务请求接入速率将接入业务分为时延敏感业务和可靠性敏感业务两类,通过业务属性匹配的频谱分配算法提高接入业务的端到端传输成功率。仿真显示,在不同信道状态下,所提算法通过自适应调整全局检测性能扩大了Rayleigh衰落信道的有效频谱检测区间,降低了时延敏感业务的中断概率。  相似文献   

6.
在车载网络系统中,车辆用户根据距离接入点(AP)的远近使用不同的策略传输数据,为了控制策略切换造成的能量损耗,这里提出了一种适用于车载网络的能量有效频谱接入算法。通过车辆用户与基站的协作感知,对各个时段车辆用户的发射功率联合进行优化,使用户获得尽可能多的可用频谱资源,以最小化车辆用户总的能量损耗,满足车辆用户的QoS需求。仿真结果最终验证了算法的有效性。  相似文献   

7.
高昊民  赵海峰  梁晓  穆晓敏 《电信科学》2013,29(10):114-118
如何设计最优的频谱感知与传输框架是认知无线电技术的重要环节。考虑频谱接入过程中数据传输中断对认知网络性能影响的问题,提出了一种新的基于传输中断概率的频谱感知与传输模型,联合优化频谱感知和数据传输两个阶段,将问题建模为对主用户的干扰量约束条件下的非凸优问题,以最大化认知网络吞吐量为目标联合优化感知时间、传输速率,并通过数值计算方法对其进行求解与仿真。数值分析表明,引入传输中断概率后,在满足上述约束条件的同时,在保护主用户和认知网络吞吐量、传输时延之间有了更好的权衡。  相似文献   

8.
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。  相似文献   

9.
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.  相似文献   

10.
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.  相似文献   

11.
In cognitive radio networks, the secondary users take chances to access the spectrum without causing interference to the primary users so that the spectrum access is dynamic and somewhat opportunistic. Therefore, spectrum sensing is of significant importance. In this paper, we propose a novel time-domain combining cooperative spectrum sensing framework, in which the time consumed by reporting for one secondary user is also utilized for other secondary users’ sensing. We focus on the optimal sensing settings of the proposed sensing scheme to maximize the secondary users’ throughput and minimize the average sensing error probability under the constraint that the primary users are sufficiently protected. Some simple algorithms are also derived to calculate the optimal solutions. Simulation results show that fundamental improvement of the achievable throughput and sensing performance can be obtained by optimal sensing settings. In addition, our proposed scheme outperforms the general frame structure on either achievable throughput or the performance of average sensing error probability.  相似文献   

12.
认知无线电技术是建立在授权空闲频谱或非授权频谱基础上,主用户(Licensed user)享有优先频谱使用权,为保护主用户的正常需求,提高探测数据的可靠性,提出了一种新型两人纳什议价合作感知NBS算法,利用两个用户的合作感知信息,根据认知用户(secondary users)与主用户基站的距离和能量的差异,自适应的调节能量检测门限.并将多用户合作感知指派分组为两人纳什合作议价问题,结合"AND"规格融合每组感知数据,在保障主用户通信基础上,提高频谱利用率.仿真结果表明,NBS算法可有效的提高数据可信度,该算法与"AND"数据融合规则相比,感知数据的探测概率显著提高.  相似文献   

13.
在认知无线电(CR)中,频谱感知是实现动态频谱接入的关键技术之一。为适当保护主用户并最大化次级用户的性能,目前大部分相关工作均是用虚报概率和漏检概率作为感知度量来确定最佳感知参数的。但这种度量是用主次用户的碰撞概率来衡量次级用户对主用户的影响的,没有考虑干扰强度的影响,仅适合同构频谱环境;在不同位置次级用户有不同接入机会的异构频谱环境中,并不能最大化频谱利用率。为此,该文首先定义了吞吐量降,并提出在异构频谱环境下采用吞吐量降作为一种新的感知度量。吞吐量降是指由于次级用户占用授权频谱而导致主用户吞吐量下降的百分比。在衡量次级用户对主用户的影响时,它综合了主次用户的碰撞概率和干扰强度两个因素;其次,研究了以吞吐量降为约束的次级用户吞吐量优化问题。最后,数值仿真证实了该方案比目前几种传统方案的频谱利用率显著提高。  相似文献   

14.
Scarcity problem of radio spectrum resource stimulates the research on cognitive radio technology, in which dynamic spectrum allocation attracts lots of attention. For higher access efficiency in cognitive radio context, we suggest a fully dynamic access scheme for primary and secondary users, which is modeled by a master-slave stochastic knapsack process. Equilibrium behavior of this knapsack model is analyzed: expressions of blocking probability of both master and slave classes are derived as performance criterion, as well as forced termination probability for the slave class. All the theoretic results are verified by numeric simulations. Compared to traditional opportunistic spectrum access (OSA), which can be regarded as half dynamic due to primary users?? rough preemption, our scheme leads to less termination events for the secondary users while keeping the same performance for the primary class, thus promotes the system access performance. Nonideal spectrum sensing algorithm with detection error is also taken into consideration to evaluate its impact on system access performance, which is a practical issue for implementation.  相似文献   

15.
We propose decentralized cognitive MAC protocols that allow secondary users to independently search for spectrum opportunities without a central coordinator or a dedicated communication channel. Recognizing hardware and energy constraints, we assume that a secondary user may not be able to perform full-spectrum sensing or may not be willing to monitor the spectrum when it has no data to transmit. We develop an analytical framework for opportunistic spectrum access based on the theory of partially observable Markov decision process (POMDP). This decision-theoretic approach integrates the design of spectrum access protocols at the MAC layer with spectrum sensing at the physical layer and traffic statistics determined by the application layer of the primary network. It also allows easy incorporation of spectrum sensing error and constraint on the probability of colliding with the primary users. Under this POMDP framework, we propose cognitive MAC protocols that optimize the performance of secondary users while limiting the interference perceived by primary users. A suboptimal strategy with reduced complexity yet comparable performance is developed. Without additional control message exchange between the secondary transmitter and receiver, the proposed decentralized protocols ensure synchronous hopping in the spectrum between the transmitter and the receiver in the presence of collisions and spectrum sensing errors  相似文献   

16.
基于POMDP的认知无线电自适应频谱感知算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
许瑞琛  蒋挺 《通信学报》2013,34(6):6-56
针对如何建立适合毫秒级频谱空洞场景的频谱感知机制这一问题,推导出最佳次级用户单次数据传输时间长度,解决了数据传输量最大化的问题;其次提出一种基于部分可观测马尔科夫决策过程(POMDP,partially observable Markov decision process)的自适应频谱感知算法,解决了快速接入毫秒级频谱空洞的问题。该算法根据上一决策时段的信念向量和感知结果自适应确定在当前决策时段内进行频谱感知或数据传输行为。仿真结果表明,该自适应频谱感知算法能够有效控制次级用户和主用户的冲突概率并增加频谱利用率。  相似文献   

17.
Transmission time optimisation is one of the key considerations of cognitive network design. There are many studies in cognitive radio networks (CRNs) focusing on finding the best transmission time for secondary users (SUs) to maximise transmission or energy efficiency. While longer sensing duration leads to a higher sensing accuracy and causes less interference, the SU spends less time for transmission and more energy on sensing spectrum. On the other hand, when the transmission duration becomes longer, although the SU has more opportunities to access the channel, it may encounter higher interference due to primary user (PU) returns and the probability of collision becomes higher. In this article, in a decentralised slotted protocol for CRN, the SU spectrum access is proved as a renewal process, then the interference due to PU return during SU transmission, the missed opportunities due to waiting for the channel to become idle and the energy consumed by the SU in the whole spectrum access process including idling energy, transmission energy and sensing energy consumption are formulated and integrated into newly defined efficiency to obtain the optimum transmission time and waiting time.  相似文献   

18.
张小盈  朱琦 《信号处理》2020,36(1):77-83
随着移动设备的增多,认知无线电技术诞生,而频谱感知是认知无线电技术中的重要一环。本文将群智感知和频谱感知结合,提出了一种基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知算法。该算法将融合中心(平台)与次用户分别建模为Stackelberg博弈领导者和从属者。在领导者博弈中,平台给次用户发布最优的报酬值以获得最佳的效用;在从属者博弈中,本文着重考虑了剩余能量对次用户的影响,次用户在平台给的报酬下改变感知时间以获得最优的效用。仿真结果表明,该算法可以提高融合中心对频谱的检测概率。   相似文献   

19.
频谱感知为未获得频谱授权的次用户提供频谱空穴,并监测主用户以防止对其造成干扰。然而频谱感知会带来时间和能量消耗,采用准确、主动的频谱预测技术可以改善频谱感知过程。文中通过研究感知门限对平均感知时间和频谱利用率的影响,提出了基于感知门限的频谱预测-感知机制,并利用频谱预测结果按照空闲概率从大到小的顺序进行感知。仿真结果表明,文中所提出的机制能够减少感知时间并提高频谱利用率。  相似文献   

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