业务类型感知的认知无线电动态频谱选择算法

在分析认知无线电的业务类型与主用户频谱空穴时长之间关系的基础上,提出一种认知业务类型感知的动态频谱选择算法.通过将认知业务接入到与其服务时长相近似的主用户频谱空闲时间隙中,结合认知用户的业务类型动态选择空闲信道,降低认知业务与主用户业务冲突的概率,增加主用户频谱空闲间隙的使用效率.模拟结果表明,本算法能够有效地降低认知用户的业务冲突率,进一步提高频谱资源的利用率.     

认知用户基于预测的动态频谱接入算法

频谱接入技术的关键是解决认知用户如何选择合适的空闲信道以及认知用户间如何实现频谱共享.在公共控制信道较难获得的情况下,基于部分可观测Markov决策过程(POMDP)的频谱预测算法,可以显著地提高系统的吞吐量;由于认知用户之间缺少接入信息的交换,使得多个认知用户在同一时隙接入同一信道的冲突概率较大.针对多用户竞争冲突问题,通过引入竞争反馈的偏差因子,并利用均衡的混合信道选择策略对认知无线网络动态频谱接入过程进行研究.通过大量仿真对认知用户的吞吐量和频谱利用率以及碰撞率进行分析,研究表明,均衡的混合信道选择策略可以有效地提高系统的吞吐量及频谱利用率.     

认知无线电中基于POMDP的机会频谱接入方案

为了充分利用先验信息,更好地对空闲频谱进行接入,针对认知无线电的多信道接入问题提出了一种基于半可观马尔可夫决策过程的认知无线电频谱接入方案.该方案采用信任向量,结合当前感知结果对主用户行为进行预测,并利用半可观马尔可夫决策理论选择出当前空闲概率最大的信道进行接入.同时根据信道前后相关性对次用户的发送时间、休眠时间进行了...     

能量效率和碰撞概率联合优化的协作频谱感知算法

协作频谱感知能提高认知无线电网络的感知性能。随着认知网络频谱感知性能的提高,一方面感知网络将会消耗更多的能量;另一方面次用户拥有更多的机会接入授权频谱,次用户的吞吐量不断增加,同时在通信过程中主用户与次用户发生碰撞的概率也不断增大。本文提出了一种联合优化能量效率和碰撞概率的协作频谱感知算法,通过最优感知检测点判断节点所处信道状态,融合中心舍弃信道状态不好的节点使其不参与数据融合,既消除了信道状态不好的节点对全局判决的不良影响,又提高了能量利用率。仿真结果表明,该算法提高了网络的频谱检测性能,并延长了感知网络的生命周期。     

基于主用户信息法的态势图构建研究

针对认知无线网络CRN(Cognitive Radio Network)存在频谱空洞、信道冲突等问题,假设主用户发射功率未知的情况下,提出一种基于主用户信息的频谱感知态势图构建方法。该方法基于接收信号强度和最小二乘法建立定位模型,采用拉格朗日乘数法,获取主用户位置和发射功率等信息来构建态势图,帮助网络用户掌握网络状态。仿真结果表明,相比插值法构建频谱态势图,该方法构建的态势图精确更高,空频带被利用的可能性高,信道冲突概率小。     

认知Mesh网络中的多信道MAC协议设计

现有认知无线Mesh网动态信道接入协议在利用空闲授权信道进行数据传输时,冲突概率较大。为此,提出一种基于声望模型的信道分配算法。该算法通过对各个授权信道传输的历史经验进行学习,使认知用户能够获取每个授权信道的声望值。在信道协商阶段,接收方认知用户根据信道的声望值大小,从可用信道集合中选取出期望传输成功率最高的信道,能较好地减少多个认知用户在同一空闲授权信道上的竞争,并有效降低认知用户与主用户发生冲突的概率。仿真结果表明,该算法能有效提高认知用户传输数据报文的成功率,增加网络的整体吞吐量。     

认知无线网络中基于无休止多臂赌博机模型的多用户频谱接入机制

针对如何协调多个认知用户择机接入多段空闲频域信道的问题,提出了一种基于无休止多臂赌博机(RMAB)模型的动态频谱接入机制。首先,考虑到实际环境下认知用户的信道感知误差,推导出能有效处理感知误差的Whittle索引值算法,该算法通过历史经验积累给予每个信道一定的信任值,并综合考虑在当前信任值下选择每个信道的立即收益与未来收益的多少,选择出需要感知接入的信道;其次,对于多个认知用户接入相同信道时产生冲突的问题,提出了基于多标拍卖的协调机制,通过多标拍卖的方式处理认知用户之间的冲突。仿真结果表明,在相同的环境中,所提出的频谱接入机制与未处理误差的或者未采用多标拍卖的接入机制相比,认知用户获得的吞吐量更大。     

基于遗传算法的全双工认知无线电网络信道分配策略研究

随着无线通信业务的不断增长和智能终端的日益多样化,无线频谱资源变得愈加紧缺,认知无线电作为一项能够有效解决频谱利用率过低的技术,近年来引起了学术界和工程界的广泛关注。在认知无线电网络中,次用户以合作频谱感知的方式智能判断主用户的工作状态,以便在授权频谱的空闲时段内接入并加以使用。将全双工通信技术引入到传统的认知无线电网络中,实现了频谱感知和数据传输的同步,既能确保数据传输的连续性,又能减少对主用户的干扰,对提升无线频谱利用率具有重要作用。对于多信道全双工认知无线电网络的信道分配,建立了次级网络吞吐量最大化模型,并通过惩罚函数法,将混合整数非线性规划问题转换成不带约束条件的非线性规划问题,提出了基于遗传算法的全双工认知无线电网络信道分配策略。仿真实验结果表明,该算法能在综合考虑算法复杂度和性能的情况下,完成信道分配并保证次级网络吞吐量的最大化。     

认知无线网络中多信道频谱感知周期优化算法

为了使认知无线电次用户发现并使用更多的空闲频谱资源,提出了一种多信道频谱感知周期优化算法。针对实际网络中各授权信道使用规律的不同,本文基于交替更新理论建立了多信道状态转移模型,将各信道感知周期的选取建模为一个带约束条件的多目标优化问题,并采用遗传算法对其求解,获得了相对较优的多信道感知周期向量。仿真结果表明,本文提出的目标函数能够有效衡量多信道空闲频谱资源检测率。当目标网络中包含8个授权信道时,所提算法可发现的空闲频谱资源占实际空闲频谱资源的68.23%,相对于以相同周期对各信道进行频谱感知的OFDM机制提高17.68%。     

基于频谱异构和用户移动的频谱共享算法研究

频谱共享允许多个认知节点以机会主义方式使用空闲频谱资源,而绝大多数的频谱共享研究没有考虑传输距离、错误率等方面的频谱异构特性。针对集中控制认知无线网络,提出一种基于频谱异构和用户移动的频谱共享算法。网络中不同类型的频谱信道具有不同的覆盖范围,认知用户可以静止或移动。认知用户的信道分配综合考虑了信道可使用时间、用户地理位置、接入公平性等因素,并在此基础上建立了一个信道分配效用函数,最终目的是最大化系统总效用。仿真结果表明,提出的频谱共享算法能够大大减少系统中的信道切换次数,同时系统其他方面的性能也能够得到保证。