基于Markov模型的认知车联网频谱感知方法

针对传统认知车联网(Vehicle to Everything, V2X)频谱感知受主用户频谱活动特性和车辆移动性的影响，感知性能较低的问题，提出了基于Markov的主用户频谱统计模型和认知车辆移动性的频谱感知方法。该方法使用二态马尔可夫链构建主用户频谱统计模型，根据历史统计数据计算主用户频谱状态转移概率，根据认知车辆的移动特性，计算存在频谱机会时的内部概率，最终推导出系统漏检概率的表达式。实验结果表明，该方法在瑞利衰落信道中信噪比为-8 dB时，漏检概率相比传统方法降低了6.5%,具有更好的感知性能。     

认知无线网络中一种新的频谱共享方法

频谱共享是认知无线网络关键技术之一。为消除认知无线网络中频率选择性信道下授权主用户与认知用户间的相互干扰,本文提出了一种新的频谱共享方法。该方法充分利用了无线通信系统中由信道的频率选择性衰落导致的不同用户信道的不相关性,通过求解矩阵方程获得预处理矩阵的通解,并在主用户和认知用户发射端分别进行预处理。从而实现认知系统中主用户与认知用户之间的相互零干扰,并使每个用户都可有效地传输数据。理论推导及系统仿真均表明,新方法可以有效地消除授权主用户与认知用户之间的双向干扰,实现不同用户平等地共享无线频谱资源。新方法可以提高频谱的利用率,一定程度上缓解无线频谱资源在当前及未来无线通信领域日益紧缺的矛盾。而且新方法也同样适用于不同认知用户之间共享频谱。      

基于干扰消减的认知无线电频谱分配算法

在认知无线电网络的频谱分配过程基础上,提出了一种基于干扰消减的频谱分配算法.该算法通过将可用频谱分配给能够同时无干扰地接入同一频谱的所有认知用户来提高授权频谱的使用率.同时,该算法参考各个认知用户在初始阶段的可用频谱数量来为未分配到频谱资源的认知用户进行频谱分配,对频谱分配过程的公平性进行了优化.仿真结果表明,该算法能够在认知用户数量较多、可用频谱紧张的情况下获得较高的吞吐量.     

动态自适应频谱的接入策略研究

认知无线电技术利用非授权频谱资源进行业务传输,缓和了目前通信业务飞速发展与频谱资源稀缺的矛盾。动态频谱接入技术通过感知频带,使认知用户能够伺机接入未被主用户占用的频谱空洞。但是在接入过程中,特别是在多个认知用户竞争接入相同的可用频谱资源时,往往面临认知用户间的冲突和各认知用户的QoS得不到保证的问题。文章重点介绍了目前国内外在多个认知用户接入策略上的一些研究成果,并对这些成果进行分析,提出了今后需要进一步研究的方向。     

基于呼叫接纳控制（CAC）的动态频谱接入机制

在认知无线电系统中,认知用户利用授权用户的频谱空洞进行通信,达到提高频谱利用率的目的。动态频谱接入技术是认知无线电系统的关键技术,在文中我们提出了一种使用呼叫接纳控制（CAC）的动态频谱接入机制,经过仿真验证该机制能有效地减小认知无线电系统中认知用户的切换概率,同时次用户对信道的使用率会略有下降。     

认知无线电中基于频谱聚合的频谱分配算法

为了使认知用户可成功接入分配的频谱,进一步提高频谱利用率,提出了一种基于频谱聚合的分布式频谱分配算法(SADSA),该算法以图论着色为模型,算法过程考虑了认知用户的带宽需求和认知设备的最大聚合范围,仿真结果表明了该算法在认知用户接入率方面的优越性.     

填充式频谱共享中的功率分配算法分析

动态频谱共享技术允许认知用户接入未授权的频谱,可以有效地提高频谱资源的利用率。在分析了频谱共享的2种接入模式的基础上,提出了填充式频谱共享的系统模型。根据认知用户的效用函数,通过注水算法得到了用户间的功率迭代公式,进而求得了认知用户的功率和载波分配结果。仿真表明,该迭代算法在有效完成用户间功率与载波分配的同时能够在较短的时间内收敛。     

基于OFDM协作中继的机会主义频谱共享协议及其最优资源分配

提出了一种基于OFDM协作中继的机会主义频谱共享协议。当主用户信道不好,不能达到其要求速率时,如果认知用户能够协作帮助主用户达到其要求速率,则该认知用户就可以以协作的方式接入主用户的频谱。在该接入方式中,认知用户利用接入频谱中的一部分子载波放大转发主用户的信息,帮助主用户达到其要求速率。然后可以利用剩余的子载波发送自己的信息。对这种接入方式中的资源分配进行了分析,利用对偶算法,提出了一种以最大化认知用户速率,保证主用户速率达到要求速率为原则的最优资源分配算法。如果认知用户不能够协作帮助主用户达到要求速率,为了有效地利用频谱资源,认知用户以非协作的方式接入主用户的频谱,利用接入的全部频谱来发送自己的信息。仿真结果验证了所提频谱共享协议的有效性,同时说明了主用户和认知用户都能够从该协议中获得好处。     

基于中继协作的认知无线电性能研究

频谱感知是认知无线电技术的关键。协作频谱感知能够充分利用网络资源,提高网络中认知用户的检测概率,降低认知用户的虚警概率。基于两个认知用户之间的中继协作,研究了协作频谱感知的感知性能与吞吐量的折衷。仿真结果表明：中继协作的频谱感知方法能够使得在充分保证对授权用户不造成干扰即检测概率一定时,能够有效地降低认知用户感知授权用户的虚警概率,缩短＂弱＂认知用户获得最大吞吐量的最优感知时间,提高其最大吞吐量,并提高认知系统的最大吞吐量。     

认知无线网络中非授权用户的随机移动性探讨

认知无线网络采用频谱感知技术和频谱共享技术,在不影响授权用户正常使用信道的前提下使非授权用户机会式地接入空闲频谱,以此提高频谱利用率。文章分析了现有认知无线网络MAC协议分析模型的特点及存在的问题,阐述了非授权用户的随机移动性的重要性,并提出了在认知无线网络MAC协议性能分析模型中如何体现非授权用户随机移动性的具体方法。     

基于潜在博弈的认知无线电频谱分配研究

为解决认知无线电网络中认知用户、授权用户共存情况下的频谱分配问题,提出了一种基于潜在博弈的认知无线电频谱分配模型,该模型以最小化系统总干扰水平为目标,认知用户采用避免机会浪费的改进型策略动态调整规则进行频谱选择,经过有限改进路径快速收敛到博弈的纳什均衡点。在30个认知用户和2个授权用户共存的场景下进行仿真实验,算法以较快的收敛速度实现了频谱分配的目标,证明了模型及算法的可行有效。     

基于Bertrand博弈论的动态频谱分配算法

研究了在多主用户参与的完全竞争模式下的频谱价格问题,建立基于博弈理论的经济模型,分析主用户的频谱利润和频谱价格与认知用户的频谱需求之间的关系。考虑了主用户数、频谱替代因子和学习速率对频谱价格、纳什均衡、收敛性及稳定性的影响。仿真结果表明,合理的频谱价格及传输参数,可以使主用户获得的利润最大化,合理的学习速率可以使主用户的频谱价格快速收敛,通过有偿频谱共享,充分调动了主用户的积极性,从而有效的缓解了认知用户频谱资源紧张的局面。     

协作频谱感知在认知网络中的应用

认知无线电能够灵敏感知周围环境的变化,通过频谱感知功能发现频谱空洞,使得认知无线电能够与周围通信环境相适应。在认知无线电网络中,认知用户（次用户）必须连续地监控频谱,检测主用户是否存在。如果主用户存在,次用户必须尽快地退出该频段,从而不影响主用户。在文中采用一种协作机制,即两用户进行协作频谱感知,从而提高主用户的检测率,减少了检测时间,并且得到捷变增益。我们用Matlab给出仿真结果。     

基于Dempster-Shafer证据理论的协同频谱感知算法

认知无线电的首要任务是频谱感知,单个认知用户的频谱感知结果容易受到衰落和多径的影响,本文结合证据理论研究了多个认知用户的协同频谱感知问题.为了在融合中心未知先验信息的条件下实现对授权用户的有效检测,文章基于Dempster-Shafer证据理论,对认知用户的本地感知结果提取证据,然后在融合中心进行融合并判决,提出了一种基于Dempster-Shafer证据理论的协同频谱感知算法.仿真结果表明,该算法能够在融合中心未知先验信息情况下,获得较好的频谱感知性能.     

认知无线电技术发展及其对频谱管理政策的影响分析

认知无线电技术的核心就是对频谱采取动态的分配方式,在授权用户不使用的情况下,其他用户在不对授权用户产生干扰的情况下可使用授权用户频段或非授权频段,从而提高频谱的利用效率。本文首先分析了目前频谱管理面临的问题,在此基础上,对认知无线电关键技术以及对标准组织的研究进展进行了介绍,最后从频谱管理、运营、技术3个层面上阐述了认知无线电技术为频谱管理带来的机遇与挑战。     

基于统计可信度的压缩感知协作频谱检测算法

压缩感知为认知无线电的宽频谱感知提供了一种新的方法和思路。基于压缩感知的原理,提出了一种多认知用户协作场景下基于用户统计可信度的协作频谱检测算法。该算法使用正交匹配协作追踪算法获得认知区域内的频谱占用情况,根据不同认知用户频谱检测的历史准确度综合判定用户感知结果的统计可信度。仿真结果表明,该算法在不同用户数、不同采样值、不同信噪比变化范围下其检测性能均优于传统算术平均方法,有效改善了检测性能。     

改进的基于合作博弈的资源分配和接入控制策略

为了提高频谱共享的有效性和公平性,提出了一个基于合作博弈的认知网络频谱共享 模型和接入控制策略。博弈规则为在满足各用户最小收益的前提下,认知用户进行相互合作 ,并最大化总体收益;接入控制策略以满足服务质量需求为约束条件,并引入惩罚函数,迫 使认知用户按照其实际需求竞争频谱资源。仿真结果表明：提出的合作博弈模型和接入策略 提高了认知用户的总体收益和公平性,改善了系统中认知用户的满意度。     

认知无线电研究综述

认知无线电是一种可通过与其运行环境交互而改变其发射机参数的无线电，它可以提高频谱的利用率，特别是可让未授权用户使用授权用户的频谱，此外，它还为网络及终端提供了更高的灵活性。文中在描述认知无线电定义和概念模型的基础上，分析其特点和性能评估参数，结合已有研究，讨论了干扰温度、频谱汇聚共享、动态频谱管理等关键问题，并介绍了目前的研究进展。最后，针对应用需求，提出了几点研究设想。     

认知无线电网络的一种协作频谱感知方案

认知无线电技术能够让非授权用户利用已经分配给授权用户的频段.为了不对首要用户的工作造成干扰,认知用户需要对频谱进行不间断的监测来判断首要用户是否存在.因此,频谱的感知是认知无线电技术的关键.协作频谱感知能够充分的利用网络资源,提高网络中的认知用户的检测概率.文中笔者简单地介绍了一种协作频谱感知的方案.仿真结果表明,通过该方法能够提高网络中认知用户的检测概率,提高网络的检测灵敏度.     

认知无线电网络安全综述

认知无线电网络通过认知用户对无线环境的感知,获得频谱空洞信息,在不干扰主用户的前提下,伺机接入空闲频谱,从而满足更多用户的频谱需求,提高频谱资源的利用率,然而,也带来了前所未有的安全挑战。依托认知环,从数据信道、控制信道和终端设备三方面介绍其安全性所面临的问题,以及现有的解决方案,最后给出认知无线电网络的安全建议。