主用户干扰约束下的机会频谱接入感知−传输时隙优化调度

提出一种基于主用户干扰约束的机会频谱接入感知-传输时隙调度优化方案。首先,推导切换机制下认知系统的吞吐量和主用户干扰率,建立感知时间和感知周期联合优化模型;然后,在主用户干扰率和次用户感知质量双重约束下,推导了可最大化认知系统吞吐量的最优感知时间和感知周期的闭合表达式;最后,阐述了时隙优化调度方案并计算了认知系统可获得的最大吞吐量。仿真结果表明,所提出的时隙调度方案可以为认知系统提供更高的吞吐量,并更好地适应主用户干扰率和感知质量约束的变化。     

基于业务请求数据包长度的机会频谱接入算法

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。     

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.     

车联网中基于BP神经网络的智能协同频谱感知算法

针对传统信噪比加权频谱感知方法在车联网(Internet of Vehicles,IoV)环境中受噪声影响较大、感知准确率较低的问题,提出了一种基于反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的IoV协同频谱感知(Cooperative Spectrum Sensing based on BP Neural Network,BP-CSS)算法.该算法首先将本地次用户能量检测结果进行协方差处理,然后通过BP神经网络对次用户信噪比进行权值优化,使用训练好的模型进行协同频谱感知.仿真结果表明,在信噪比0～25 dB范围内、10个次用户协同感知时,该算法在噪声干扰较大的环境中的平均检测准确率为90％,比基于信噪比加权频谱感知方法提升20％,比基于门限值频谱感知方法提升30％.     

一种基于随机共振增强的协方差矩阵频谱感知算法

为了在避免对主用户系统产生有害干扰的同时 提高频谱利用效率,要求认知无线电系统的频谱感知算法能在极低的信噪比下快速检测出主用户信号。由于可以避免能量检测面临的噪声不确定性问题,基于协方差矩阵的检测算法是一种有效的盲频谱感知算法。为了进一步提高极低信噪比下的性能,本文提出了一种基于随机共振的协方差矩阵频谱感知算法。该算法通过在接收信号中加入优化的特定信号,利用随机共振原理,增大有无主用户信号下的检测统计量概率分布函数的分离度,提高频谱感知的性能。仿真结果表明,相对于现有的协方差矩阵频谱感知算法 ,在相同的虚警概率下,所提算法可以显著提高极低信噪比下的检测概率,同时大幅度缩减检测时间。      

无线认知传感器网络特征模板匹配算法研究

频谱感知是实现认知无线电应用、构建WCSN(无线认知传感器网)的核心技术,也是保护主用户免受有害干扰、提高WCSN自身频谱资源利用率的重要前提。当前的频谱感知技术主要有匹配滤波器检测、特征模板匹配和能量检测。文章给出WCSN频谱感知的假设检验,分析主用户信号主特征向量的求解方法,描述PCA(主成分分析)框架下检测算法的实现流程。频谱感知实验结果表明,PCA方法比对应线性方法性能优越。     

集中式双非参量累积和的合作频谱感知技术

针对认知无线电网络频谱感知的检测时延降低问题，提出了一种采用双非参量累积和的合作频谱感知方法。在单主用户认知网络中，本地认知用户执行非参量累积和算法，处理能量观测数据，以缩短检测时延，减少对主用户先验信息的需求，同时为了降低带宽开销，只向融合中心传输1比特的预判决结果。融合中心在噪声干扰下接收融合预判决结果，执行非参量累积和算法，累加判决统计量，对主用户信号是否存在进行最终判决。仿真结果表明，在10%的虚警概率下，相比于传统的非参量合作频谱感知算法，双非参量累积和算法具有较低的检测延迟。      

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.     

认知无线电中基于感知门限的频谱预测研究

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。     

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.     

感知无线电中频谱共享技术的研究

文章研究了感知无线电网络中联合频谱分配和调度的问题,给出了基于物理干扰模型的频谱分配算法。调度算法是对由频谱分配算法得到的一系列传输模式进行调度,从而实现频谱共享。本文基于提出的频谱分配算法通过仿真比较了三种调度算法,结果表明考虑了公平性的调度算法的网络吞吐量有稍微的降低（可达到最大吞吐量的96%）,但感知用户的整体需求满足度却得到了很大的提高,即达到了很好的公平性。     

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Labview的虚拟频谱分析仪的设计

文中设计了基于Labview的频谱分析仪,采用频谱分析原理。经过采样,使连续时间信号变为离散时间信号,然后利用Labview的强大的数字信号处理的功能,采样得到的数据进行滤波、加窗、FFT运算处理,得到信号的幅度谱、相位谱以及功率谱。并具有数字显示、图形绘制,数据储存等功能,实现了幅度谱和相位谱的分析。     

基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法研究及实现

针对无线电系统身份识别问题,提出了一种基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法,该方法中发射端首先选择一个码片速率高、码长长的扩频码来调制用于标识无线电系统身份的频谱水印信号,然后利用加性准则周期性地将其嵌入到无线电信号中。接收端首先将接收的中频信号分成 N 段,并对每段信号进行解扩和解调,最后利用 N 次解调结果实施综合融合判决来提取频谱水印。同时基于 USRP 平台构建了基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法的验证系统,理论分析与实验验证结果表明：提出的方法能够在不对原始信号正常解调产生有害干扰的条件下,可有效提取频谱水印,具有较强的通用性和鲁棒性,为有效标识和识别无线电系统提供技术手段。     

ZnO纳米棒薄膜光学性能的系统研究

采用简化的种子层制备工艺在ITO基底上制备了ZnO种子层,并使用化学溶液沉积法制备了高度取向的ZnO纳米棒阵列。采用XRD和SEM对ZnO纳米棒的结构和形貌进行表征,并对样品的光学性能进行了测试。测试结果表明,所制备的ZnO纳米棒为c轴择优取向的六角纤锌矿结构,直径为66~122nm可控,且排列紧密,形貌规整。光学性能测试结果表明,吸收光谱在375nm附近表现出强烈的紫外吸收边是由于禁带边吸收引起的;反射光谱具有一定的周期振荡性,可用于薄膜厚度的估算;光致发光谱在378nm附近有很强的紫外发射峰;增大生长液浓度和高温退火可降低缺陷发光,改善结晶质量。     

认知无线电中的频谱共享技术

认知无线电（cognitive radio,CR）具有动态重用空闲频谱资源的能力,可以有效提高频谱利用率,是一种智能的频谱共享技术。文章给出了一种频谱共享的过程,阐述了频谱共享各个步骤包括频谱感知、频谱分配、频谱接入和频谱移动的概念、功能和研究现状,分析了频谱共享的关键技术,重点介绍了其中的频谱池策略、频谱分配算法和功率控制算法。     

邻苯二甲酰亚氨基酞菁锌(ZnPcS2P2)的光谱特性

测定和研究光敏剂的光谱特性，可为确定最佳治疗的光源波长提供直接依据，同时也是荧光诊断中选定检测荧光波长的理论依据．本文研究新型光敏剂邻苯二甲酰亚氨基酞菁锌（ZnPcS2P2）的光谱特性，测出ZnPcS2P2在含10%人血清生理盐水的吸收光谱和荧光发射光谱，并与血卟啉衍生物（HpD）进行比较。实验结果表明：在吸收光谱中ZnPcS2P2的最大吸收峰位于670nm，而HpD的最大的吸收峰在405nm处，所以在光动力学治疗中ZnPcS2P2比HpD效果更好。当用波长为632nm的光源激发时，从荧光发射光谱可知，HpD比ZnPcS2P2获得的荧光激发效率高。因此，HpD在光动力学诊断中有更突出的优点。     

基于立方卷积插值的信号DFT频谱校正算法

由于栅栏效应的存在,会使得基于信号DFT谱峰搜索的测频算法产生很大误差,因此在测频之前一般需对信号的DFT频谱进行校正。推导出用于单正弦信号DFT频谱校正的立方卷积插值核函数、插值函数及形状参数,并依据脉冲雷达信号是无数个正弦信号之和的事实,将其推广至脉冲雷达信号DFT频谱的幅度校正,给出其频谱检测算法。     

Predicting required licensed spectrum for the future considering big data growth

This paper proposes a new spectrum forecasting (SF) model to estimate the spectrum demands for future mobile broadband (MBB) services. The model requires five main input metrics, that is, the current available spectrum, site number growth, mobile data traffic growth, average network utilization, and spectrum efficiency growth. Using the proposed SF model, the future MBB spectrum demand for Malaysia in 2020 is forecasted based on the input market data of four major mobile telecommunication operators represented by A–D, which account for approximately 95% of the local mobile market share. Statistical data to generate the five input metrics were obtained from prominent agencies, such as the Malaysian Communications and Multimedia Commission, OpenSignal, Analysys Mason, GSMA, and Huawei. Our forecasting results indicate that by 2020, Malaysia would require approximately 307 MHz of additional spectrum to fulfill the enormous increase in mobile broadband data demands.     

一种基于认知无线电的动态频谱接入MAC方案

在传统的无线通信系统中,频谱的分配是固定的。但是由于通信过程的突发性,这些频谱的使用率很低。另一方面,随着无线通信和多媒体的高速发展和广泛应用,无线频谱资源日趋紧张。如何提高频谱利用率已经成为迫切需要解决的问题。一种可行的思路是把这些授权频谱向未授权用户开放,未授权用户采用动态频谱接入技术,在不对授权用户造成干扰的前提下使用频谱。本文以认知无线电技术(Cognitive Radio,CR)为基础,提出了一种基于CR的动态频谱接入MAC方案(CR-Ad Hoc-MAC)。该方案允许未授权用户自适应地选取可用带宽,实现了动态频谱接入,有效地提高了频谱利用率。