认知无线电中的联合准则频谱分配算法

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．针对图论着色算法中产生的单轮分配聚集现象,提出了基于协作式最大化频谱总效用和协作式最大化比例公平的联合准则算法．该算法在计算节点间的着色标号时采用不同的准则,进而提高了用户间分配的公平性,同时降低了时间开销．     

认知无线电中OFDM多用户频谱分配

针对认知无线电需要提高频谱利用率,限制功率以及保障QoS的要求,结合OFDM技术,研究了认知无线电场景中的多用户频谱分配,并给出了2种算法.其中,最优算法通过授权用户的SIR下限得到认知无线电的发射总功率,并采用拉格朗日定理为每个认知用户分配子载波和功率;次优算法引入"分配比例因子"来体现用户分配中的公平原则,并通过限制SIR得到频谱分配结果.仿真表明,最优、次优算法的性能好于基于FDMA的静态频谱分配算法,最优算法相对于FDMA能够有35%的容量提升;次优算法容量略有减小,但充分保障了用户的QoS需求.2种算法从不同层面满足了认知无线电的需求.     

两种标准联合的认知无线电频谱分配算法

为了提高认知无线电系统频谱分配的公平性,本文提出了采用两种协作式标准计算子图的认知无线电系统的频谱分配算法．首先对一些子图采用CMSB标准,频谱分配完之后,对其他一些子图采用 CMPF标准．系统仿真结果表明,系统公平性相比于原来的改进的算法有了明显的提高,同时本文算法的瓶颈认知用户信道容量得到了较大程度的改善．     

认知无线电网络中的最佳可信度频谱检测算法

由于认知无线电网络中的典型硬决策协作频谱检测在数据融合时未考虑各认知用户检测结果的差异性,不能很好地提高检测性能,因此,提出了一种基于检测可信度的协作频谱检测算法.首先,利用各认知用户的平均接收信噪比来获得它们的检测可信度;然后,综合各认知用户的检测结果以及检测可信度来判断授权用户是否使用频带,从而提高了检测性能.仿真结果表明,在低信噪比情况下,相比典型硬决策协作频谱检测,该算法具有较优的接收特性曲线,并在合理选取认知用户检测阈值的条件下,具有较低的检测错误概率.     

基于分布式认知无线电的非合作博弈频谱分配算法

基于博弈论的认知无线电频谱分配问题,是目前认知无线电领域的研究热点之一.分布式认知无线电系统的网络容错能力强,易于架设并且通信可靠性高.采用博弈论算法对认知无线电网络的频谱分配进行建模分析,可以很好的提高自适应算法的性能和收敛速度且降低了算法的复杂度.仿真结果表明,该分布式系统中的频谱分配算法收敛速度快、复杂度低并且具有很好的通信可靠性.     

认知无线电网络频谱检测研究

为解决认知无线电中空闲频谱的识别问题,综述了近期世界范围内的频谱检测方法。分析了基于信道衰落、噪声特性等因素对频谱检测性能的影响,指出了物理层检测、MAC（Media Access Control）层自适应检测以及多用户合作检测的关键技术问题及其分析处理方法,并对检测性能进行了定性和定量的分析和探讨。     

基于多目标遗传算法的认知无线电频谱分配

频谱共享技术是认知无线电的关键技术。基于多目标遗传算法,将认知无线电网络的最大系统效益和次用户间的最大比例公平作为目标函数,运用图论着色频谱分配模型,实现认知无线电中空闲频谱在次用户间的动态分配,并与颜色敏感图论着色算法（CSGC）进行了比较。通过仿真验证了该算法在认知无线电网络中进行频谱分配的可行性,且性能优于CSGC算法。     

基于优化烟花算法的认知无线电频谱分配方案研究

针对无线通信领域内频谱资源短缺的问题,本文提出一种基于优化烟花算法的无线电频谱分配方案。以图论着色模型为背景,通过自适应合并策略对烟花爆炸半径进行改进,扩大烟花粒子的搜索范围,并引入交叉变异算子代替原本的高斯变异操作,增强烟花种群的多样性。同时,改进了选择策略,提高算法寻找最优解的能力,在Matlab平台上建立仿真实验。仿真结果表明,优化后的烟花算法寻优精度高、收敛速度快,较好地实现了网络效益的最大化,能够很好地解决频谱分配问题。该研究在认知无线电频谱资源分配方面具有重要意义。     

认知无线电网络中合作频谱感知参数优化

为提高频谱感知的效率,提出了一种在资源受限的认知无线电网络中合作频谱感知参数优化算法,在保证对授权用户的干扰不超过指定门限时,对信道利用效率与系统资源利用效率进行选择性加权,使认知无线电网络的感知效率最大化. 针对不同使用特征的授权信道,该算法均可求解出相应的最优感知参数组合. 仿真结果表明,在避免干扰授权用户的前提下,最优感知参数组合系统能最大化感知效率.     

认知无线电网络中压缩协作频谱感知

低频谱利用率条件下的信道状态向量具有稀疏性,为降低认知无线电网络中各个认知用户的频谱感知冗余,基于压缩感知技术提出了一种低复杂度的协作频谱感知方法. 仿真结果表明,通过稀疏观测矩阵提高了单个认知用户感知过程的速度和效率;在融合中心对观测数据进行重构过程中使用因子图迭代算法,大幅降低了计算难度;同时可以根据认知网络中的频率使用情况,自适应调整认知用户的感知点数,确保整个网络的高效感知.     

认知无线电系统的一种联合频谱分配算法

在认知无线电系统中,博弈论算法从频谱共享池中获取频谱困难.为了提高自身传输速率,同时使频谱可以充分利用,采用图论算法快速地初次分配频谱,联合博弈论方法优化信道.仿真结果表明:在传输功率的约束下,联合频谱分配算法提高了自身的效用(速率),能够充分利用频谱资源,合理分配功率,仿真验证了图论和博弈论联合的算法是有效的.     

认知无线网Underlay模式下频谱资源优化分配

为了实现对频谱资源最大限度再利用,有效缓解无线频谱资源紧缺的问题,通过分析无线认知网络共享方式下的物理连接和图论模型,建立了具有不同干扰强度频谱分配数学模型,并将此模型转换为以信道干扰系数最小化、次网络效益最大化和主用户最大干扰最小化的多目标优化问题,进而采用多目标改进遗传算法对认知无线网络进行频谱共享方案设计,且对其有效性进行了仿真分析.仿真结果表明,采用所提出的优化算法进行频谱分配与图论K-最大割方法相比,能更好地实现网络效益最大化,同时能减少对主系统的干扰.     

认知无线电网络子载波和功率分配

在干扰温度和总发送功率的限制条件下,提出了一种基于正交频分多址（OFDMA）接入方式的认知无线电网络上行链路子载波和功率分配算法,目标为最大化系统吞吐量。算法在初始分配方案的基础上不断调整,最终逼近最优分配方案。仿真结果表明,提出的算法在大幅度降低计算复杂度的同时,达到了接近穷举方案的性能。     

基于图论的动态频谱分配策略

针对颜色敏感图论着色频谱分配算法一般只应用于静态网络的问题,基于频谱分配的图论模型及颜色敏感图论着色频谱分配原理,提出了一种改进的最大化系统总收益规则下的动态频谱分配算法,并进行了仿真实验,对比分析了原有算法与新算法的性能.仿真结果表明,改进的算法虽然使认知网络总效益有所下降,但大幅度减少了时间开销,提高了系统的时效性.     

Novel Spectrum Allocation Algorithm Based on the Activities of Primary Users for Cognitive Radio Networks

In traditional cognitive radio (CR) network, most existing graph-based spectrum allocation schemes don’t take on-off behavior of primary users (PUs) into consideration. In this paper, a novel spectrum allocation algorithm based on the activities of the PUs is proposed. The proposed algorithm mainly focuses on the vacant probability of licensed spectrums. And it allocates the vacant spectrums considering the interference to the neighbor cognitive nodes and the probability fairness of different cognitive nodes during the allocation. Based on the definition of the obtained benefit of cognitive node, new utility functions are formulated to characterize the system total spectrum utilization and fairness performance from the perspective of available probability. The simulation results validate that the proposed algorithm with low system communication cost is more effective than the traditional schemes when the available licensed spectrums are not sufficient, which is effective and meaningful to a real CR system with bad network condition.     

A Static Spectrum Aggregation Algorithm in Cognitive Radio System

Cognitive radio (CR) is known as an intelligent technology allowing a secondary user (SU) to occupy a primary user’s (PU’s) band when it is idle. Appearance of the idle band may be contiguous or non-contiguous. In other words, the PU’s band and the idle band are distributed alternately over the spectrum. Apparently the non-contiguous idle band cannot be fully utilized in this context. This paper proposes an algorithm to solve the problem of low utilization of the non-contiguous idle band and to increase the number of the SU who needs access to the spectrum by a static spectrum aggregation (SSA) method combined with non-contiguous orthogonal frequency division multiplexing (NC-OFDM). The simulation results show that the SSA algorithm realizes at least 70％ utilization of the idle band which provides access to the spectrum for as many as 30 SUs as expected.[JP]