认知无线电中的一种干扰温度估计算法

在分析了SimonHaykin提出的MTM-SVD干扰温度估计算法优劣性的基础上进行了算法改进。改进后的算法既保证了原有MTM算法的近最优性,又大大提高了算法的实时性,同时还得到了干扰温度与功率谱之间的准确对应关系。     

干扰约束下的认知无线电传输链路自适应算法

针对干扰约束下的认知无线电传输链路自适应算法开展研究,基于OFDM的认知用户与主用户共存,认知用户在保证对主用户干扰容限的前提下执行子载波与功率分配,以树形分支贪婪算法为基础,引入功率余量因子和干扰余量因子并通过比较余量因子相对大小来选择子载波,通过减小分支数以降低算法复杂度.仿真结果表明,改进的树形分支贪婪算法获得的...     

一种基于FBMC-OQAM干扰抑制的功率资源分配新算法

基于FBMC-OQAM(filter bank multicarrier-offset quadrature amplitude modulation)的多用户频谱共享的认知无线电网络中的资源分配问题,在此提出了一种干扰抑制的功率资源分配算法(power-resource allocation algorithm, PAA).引入跨层干扰限制来保护网络中的次用户免受过多的干扰.引入虚拟队列的概念,将多用户争用信道资源导致的额外分组时延转化为在信道对应的虚拟队列中的排队时延.该算法以系统能效为目标函数、以时延和传输功率为约束条件,提出一个非线性约束下的非线性分式规划问题.设计了一种迭代算法,先通过一些变换将分式目标函数变为多项式形式,降低其实现难度后迭代求其全局最优解.此外设计了一种次优算法,以部分性能换取更低的计算复杂度.经实验仿真对比,最优算法具有高性能,次优算法在低计算复杂度的基础上具有较高性能,2种算法均具有很好的实用价值.     

基于干扰抑制的上行多基站协作能效算法

针对上行链路多基站协作通信系统中联合处理功耗过高的问题,提出了一种基于小区间干扰抑制的上行多基站协作能效算法(ICIR-UMBCEEA)。首先,通过解码参考信号(DMRS)序列得到等效噪声和协作多点(CoMP)估计信道,推导出CoMP信道的干扰抑制合并(IRC)滤波矩阵;其次,建立等效干扰模型,利用IRC滤波矩阵得到了小区间平均干扰;最后,计算出各小区用户对非CoMP集合小区的干扰程度,针对强干扰用户作出联合处理。理论分析和链路仿真表明,与上行协作多基站最优注水功率控制算法(UMBCA-OWFC)相比,ICIR-UMBCEEA的用户归一化平均干扰在中心用户和边缘用户处的下降幅度分别为19.2%和24.5%;而ICIR-UMBCEEA的能量利用效率在中心用户和边缘用户处分别提高了25.48%和18.03%;ICIR-UMBCEEA所消耗的能量更小,其中心用户的吞吐量更高,而边缘用户的吞吐量则与UMBCA-OWFC相差不大。实验结果表明,ICIR-UMBCEEA在实际工程中能够有效提高系统的能量效率。     

认知无线电在医疗无线网络中的应用研究

认知无线电是允许未授权用户可以机会式接入使用授权用户的电磁频谱的一种技术．这一新兴技术的目的是为了提高无线资源的使用率。在医疗环境中。认知无线电具有很大的潜力。可以解决分配给医疗应用的频谱的稀缺性所造成的干扰问题。介绍一些医疗无线网络的认知无线电技术应用的相关研究及所面临的挑战和发展趋势。     

一种基于特征值的多天线认知无线电盲感知算法

当不存在噪声不确定性时,频谱感知算法中能量检测法是较优的,但实际中噪声是无法确切估计的。针对这一问题,提出了一种适合多天线认知无线电系统的盲感知算法。该算法不需要主用户的任何先验知识,利用采样协方差矩阵的最大特征值和矩阵迹之比作为判决统计量来检测主用户信号。根据随机矩阵理论,当给定虚警概率时,可以求出判决门限的渐近式表达式。仿真结果表明,与同类算法相比,所提算法能获得较高的检测概率和较低的虚警概率,同时克服了能量检测法对噪声的敏感性。     

无线电干扰与无线电管理分析

无线电是现代信号传播的主要技术,对于人们日常生活当中的通信及网络意义重大.因此,本文主要针对无线电干扰以及无线电管理进行探究分析.通过对于无线电的介绍,进一步了解无线电管理的重要性,从而规范管理,为移动通信网络营造良好的外部环境.     

认知无线电中的新型自适应动态信道分配算法

根据授权用户的业务特点,提出采用混合泊松分布对授权用户业务进行建模,通过采用最大期望(EM)算法估计混合泊松分布模型的参数从而达到对信道的空闲时长的概率密度估计的目的,并提出了基于估计结果的信道分配方案。仿真结果表明所提出的方案能有效降低冲突率和提高吞吐量,且具有良好的实用性和灵活性。     

认知无线电中的功率控制

文章对认知无线电中的关键技术功率控制进行了研究,并在新的干扰模型一协议模型的基础上,研究了功率控制对调度可行性,带宽有效性的影响,且阐述了衡量网络性能的新的性能指标频率空间容量积BFP（Bandwidth Footprint Product）,并通过化简其数学公式可更加明显的发现它与功率控制的关系。     

认知无线电中基于博弈论的频谱分配算法*

利用博弈论分析了认知无线电网络中动态频谱分配问题,构建了基于博弈论的认知无线电频谱分配问题模型,提出了基于潜在博弈论的分布式频谱分配算法,并得到了相应博弈过程的纳什均衡。仿真结果表明,该算法能在较短时间内收敛到稳定状态,潜在函数取值达到最大值、系统总干扰水平降到最小、用户的SIR水平得到明显改善,达到了潜在博弈下信道分配的纳什均衡,实现了提高频谱利用率的目的。     

Optimal MAC based cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks

This paper considers a cognitive radio (CR) system in non-ideal fading wireless channels and pro-poses cooperative spectrum sensing schemes based on coherent multiple access channels (MAC),serving as an alternative way to improve the cooperative spectrum sensing performance and provide space diversity for spec-trum sensing.Sufficient statistics are transmitted using a common channel from the secondary users (SUs) to a fusion center (FC) where the global decision is obtained.The optimal scaling factors of the proposed schemes are obtained by maximizing the detection probability under a target false alarm probability and a transmit power constraint.Because the proposed optimal MAC scheme has high computational complexity,a sub-optimal solu-tion based on maximization of the deflection coefficient (DC) is also proposed.Simulation results show that the proposed algorithms can significantly improve the spectrum sensing performance and approach the detection baseline.     

认知无线电在矿井无线传感器网络系统中的应用

为了有效地实现矿井环境监测,将认知无线电（CR）技术和无线传感器网络（WSNs）技术相结合,提出了CR-WSNs新概念。分析了煤矿井下特殊的工作环境,介绍了适用于矿井的CR-WSNs监测系统结构、节点的硬件组成和CR-WSNs模块间的通信,给出了简单的性能测试方案。实际测试结果表明：CR-WSNs比普通WSNs具有更强的抗干扰性能。     

基于OFDM的认知无线电频谱检测算法研究

频谱检测是认知无线电的重要任务之一,国内外都对此领域展开了广泛研究, 而正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术灵活的选频方案为实现认知无线电系统提供了良好的平台。本文针对OFDM系统的特点,提出了一种新的频谱检测算法,该算法通过对OFDM收发双方的信号建模,以能量检测的方法为基础,充分利用了正交频分复用符号中的未受多经效应污染的循环前缀(Circular Prefix, CP)和空闲时间来提高检测的精度。计算机仿真结果表明：与传统的只利用空闲时间的能量检测方法和利用所有CP符号信息的方法相比,本文中的算法更有效的提高了频谱检测的概率。     

认知无线电系统多接入用户信息新鲜度研究

为了解决物联网信道资源有限的问题以及提高物联网系统的信息时效性,考虑了包括一个主用户(primary user, PU)和两个次用户(secondary user, SU)节点的多接入认知无线电(CR)物联网系统模型。在PU工作状态和SU数据队列稳定的约束下,分别分析了第一个SU节点在先来先服务(first come first served, FCFS)、后来先服务(last come last served, LCLS)以及包丢弃队列下的平均信息年龄(age of information, AoI),推导了在阈值策略下第二个SU节点的平均AoI。然后,提出了使第一个SU平均AoI最小化,并且第二个SU的平均AoI低于给定阈值的优化问题。优化问题的约束条件是凸的,但所得到的目标函数是非凸的,故引入了一种次优技术,利用双层凸优化算法得到最优解。仿真结果给出了所考虑优化算法在不同系统参数下的性能,该算法在不同系统参数和多天线影响下的性能表现良好。后续工作可以考虑扩展到两个以上次用户的CR物联网系统。     

基于认知无线电平台的NC-OFDM系统设计与实现

基于USRP2平台设计并实现了一个非连续正交频分复用(NC-OFDM)认知无线电传输系统,给出了系统的软硬件设计详细流程和关键问题的解决方案,并针对NC-OFDM系统提出了一种快速抑制峰均比的自适应算法。硬件仿真结果表明,本系统能够在USRP2平台上成功实现无线通信的数据传送与接收,为认知无线电由理论研究迈向实际应用奠定了基础,有一定的实用价值,同时也为其他基于USRP2的无线系统设计提供了有益借鉴。     

认知无线电中基于特征值检测的频谱感知算法

频谱感知的任务在于利用感知节点(无线传感器或者认知用户)采集的数据判断频谱空洞是否存在.基于最大特征值检测(MED)和最小特征值检测(SED)的方法最近被应用到频谱感知当中.这两种算法在检测实际应用当中普遍存在的相关信号时表现出良好的检测性能.然而,MED和SED算法对应的判决门限求解非常复杂,从而限制了它们在实际的认知无线电频谱感知中的应用.该文利用取样协方差矩阵的所有特征值,提出了一种新的基于特征值检测(ESD)的算法.利用多元统计理论获得了相应的判决门限.ESD算法无需主信号和无线信道信息参与感知过程.与此同时,它保留了与MED和SED相同的计算复杂度.更重要的是ESD算法对应的判决门限     

衰落信道下提高协作频谱感知能力的方法

由于协作频谱感知能够更准确地确定主用户的存在与否,因此,它被认为是认知无线电技术中的一个重要研究分支.在协作频谱感知中,各认知用户需要通过报告信道发送其本地判决结果(0或1)到融合中心(FC).然而,在实际中,报告信道通常受衰落的影响,这将降低频谱感知的检测性能.针对这个问题,首先,文中提出一种基于认知用户选择的协作频谱感知算法.该算法通过减小由衰落信道引入的误码概率来提高协作频谱感知的检测性能.其基本思想为:只有具有较好瞬时信道增益报告信道的认知用户才将其本地二进制判决结果发送到FC,否则,该认知用户不发送其本地检测结果到FC.其次,提出一种基于空时编码的协作频谱感知方法.通过在CR网络中,利用空间分集增益来降低由衰落型报告信道引入的误码概率,从而提高检测性能.最后,对提出的这两种协作频谱感知方法的检测性能进行理论分析研究,并对其进行数值仿真.仿真结果表明:相比于传统的协作频谱感知,本文提出的这两种协作频谱感知算法都能提高对主用户的检测性能.     

Robust cooperative spectrum sensing schemes for fading channels in cognitive radio networks

In cognitive radio systems, cooperative spectrum sensing can detect the presence of the primary user accurately. In practice, however, since the sensing observations are forwarded to a data collector through fading channels, the sensing performance is severely degraded. To deal with this problem, in this paper, we first propose a secondary user selection based cooperative spectrum sensing method to improve sensing performance by decreasing the reporting errors introduced by the fading channels. Mo...     

认知无线网络中基于Vandermonde预编码的认知用户可达比特率研究

在认知无线网络中,主用户与认知用户要求在频率选择性衰落信道下与它们各自相应的接收机进行同时通信.主用户与认知用户之间的干扰必须尽可能消除以实现两者的频谱共享.本文提出了认知正交频分复用(OFDM)中采用Vandermonde预编码的预编码多址接入(PDMA)策略,它有效利用认知信道的频率选择性构成频率波束成型器.在主用户干扰受限和最优功率分配策略下,采用Vandermonde预编码可使认知用户达到高比特传输率.理论推导过程均采用数值计算与仿真得到证明.数值计算与仿真结果表明,最优输入功率分配策略可使认知用户对主用户不产生干扰的前提下获得可达比特传输率(ABR).同时,数值仿真验证了理论推导过程.在认知无线网络中,采用Vandermonde预编码器构成PDMA,认知用户接收机信噪比与主用户目标速率均可以显著影响认知用户的可达比特率.