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。

认知无线电中基于小波变换和干扰温度估计的频谱感知

干扰温度是认知无线电领域中引入的一种衡量频段上干扰强度的量。本文提出了基于小波变换和干扰温度估计的频谱感知策略。该思想首先利用小波变换分析无线宽带系统中信号功率谱密度变化的奇异点,将整个宽带频谱分为几个子区域,实现对无线传播环境的"粗感知";再运用多窗谱估计与奇异值分解(MTM-SVD)算法进行处理,获得每个子区域的干扰温度值;最后与干扰温度门限比较判决,从而得到适合认知无线电系统应用的频谱空洞,完成对无线传播环境的"细感知"。

认知无线电中基于干扰温度的信道容量及中断概率

在干扰温度模型的基础上,结合传输功率的限制,探讨了信道容量与带宽的关系,并分析了不同衰减信道中认知用户的信道容量及其中断概率。仿真结果表明:在不超过干扰容限的情况下,在一定范围内增加带宽或干扰温度冗余度时,信道容量也逐渐增加并趋于稳定。

干扰温度机制的研究进展

干扰温度机制是美国联邦通信委员会(FCC)为应用认知无线电(CR)技术以提高频谱利用率而提出的一种方法,在一定的范围内有着广泛的应用前景。但是实施干扰温度机制存在一些问题,特别是干扰温度检测方法中隐蔽站、暴露站的问题,处理不好将直接导致CR技术无法应用。适当的改变授权用户接收机使其发送信标信号可以有效的缓解这些问题。应用智能天线技术可以更好地利用空域信息以减小非授权用户对授权系统的干扰及非授权用户之间的相互干扰,促进CR技术的应用与频谱的共享。

认知无线电中基于Kriging方法的干扰温度空域分布估计

为了解决传统干扰温度估计方法空域特性不突出,获取准确的干扰温度空域分布估计较困难,频谱资源利用不够充分的问题,本文提出一种利用空间分布的若干传感器获得的干扰温度样本值,结合Kriging估计法对整个空域的干扰温度进行估计的方法。该方法结合地质统计学中的Kriging插值法,对具有空域性质的干扰温度数据进行处理,可以得到区域内干扰温度的三维分布。Kriging插值法是以变异函数理论和结构分析为基础,在有限区域内对变量进行最优估计的一种方法。本文在研究中与传统的MTM-SVD方法在空域特性上进行比较。仿真分析表明,该方法能够较准确的估计出考察区域内干扰温度的空域分布,基于空域的频谱资源利用率也得到相应的提高。

认知无线电中基于干扰温度的功率控制博弈算法

针对认知无线电系统中功率控制的问题,根据David Goodman的非合作博弈思想,设计了一个基于干扰温度的代价函数,并对效用函数中的有效函数作了改进,在此基础上提出一种基于干扰温度的功率控制博弈算法。在仿真分析中同几种常用的功率控制博弈模型作了对比,结果表明该算法能有效提高认知用户的帕累托效应,提高用户的吞吐量,保障认知用户和主用户的QoS需求,使网络资源得到平等共享。

基于来波探测多信号源干扰温度估计研究

为提高认知用户的频谱使用效率,提出一种新的基于来波探测的干扰温度估计算法。通过计算干扰信号与主用户信号之间的角度,得出对主用户信号造成影响的干扰信号分量值。与传统算法相比,新算法提高了主用户端的接收信干比,降低了干扰温度值,使干扰温度估计与实际通信的电波传播环境一致。实际测量和仿真证实了该算法对提高认知用户的频谱使用效率是有效的。

认知小蜂窝网络中基于干扰温度限制的下行能效资源分配算法

为最大化认知小蜂窝基站的能量效率,本文基于博弈论模型分析了下行联合频谱资源块和功率分配行为.在干扰受限环境下,多个基站采用分布式结构共享空闲频谱资源.为避免累加干扰损害主用户的通信,算法中引入了功率和干扰温度限制.由于具有耦合限制的分数形式的能量效用函数是非凸最优的,通过将其转化为等价的减数形式进行迭代求解.给定频谱资源块分配策略后,主博弈模型可被重新建模为便于求解发射功率的等价子博弈模型,并通过代价的形势解除耦合限制.仿真结果表明,本文所提算法能够收敛到纳什均衡,并有效提高了系统资源利用率和能量效率.

基于干扰温度的超宽带通信信道容量研究

分析了认知无线电中干扰温度的原理,并将其思想应用于超宽带通信。给出了接收机处干扰温度的影响因素,即通信距离越远,超宽带系统的中心频率越高,接收机处干扰温度越低;LOS信道下干扰温度一般高于AWGN信道,NLOS信道下干扰温度则远低于AWGN信道。建立了超宽带系统与其它通信系统共存的多模终端模型,仿真分析得出,当多模终端处的干扰温度较低时,超宽带系统受其它通信系统干扰时信道容量损失较大;当其它通信系统的带宽较宽或接收功率较低时,受超宽带系统干扰时信道容量损失也较大。在保证其它通信系统性能的前提下,得出了超宽带系统的最佳干扰温度和最大信道容量。

基于干扰温度检测的频谱空洞探测研究

对基于干扰温度检测的频谱空洞探测过程做了深入研究。通过对用户干扰的限制条件研究,给出认知用户收发端频谱空洞的探测方法。并提出认知用户与主用户信息交互的步骤。当满足认知用户与主用户相互间的累积干扰不超过各自的干扰温度限时,认知用户可以使用主用户授权频谱进行通信。

频空二维干扰温度模型

由于传统干扰温度模型没有考虑有向通信问题,导致认知用户发现可用频谱资源不充分。为此,提出一种改进的干扰温度模型,以提高认知用户的频谱利用率。首先,将空域参数引入到传统干扰温度模型中,在频空域上建立一种改进的干扰温度模型;然后,分别在理想条件下和广义条件下推导基于改进后干扰温度模型的认知用户约束条件;最后,为指导认知用户功率控制,将认知用户天线方向图系数加入到改进后的模型中。仿真实验结果表明:通过利用空间接入机会,改进后的模型将可用频谱资源增加3倍以上;在有向通信条件下,改进后的干扰温度模型对于提高认知用户通信质量具有实用价值。

一种基于导频插值原理的干扰温度估计方法

根据信道估计中二维矩形导频图案的设置原理和IEEE 802.22系统工作部署示意图,部署一定数目的传感器探测主用户的功率谱,并结合多窗口谱估计联合奇异值分解来估计干扰温度值;针对用户分布的随机性,对于没有部署探测点的区域,则利用插值的方法来估计该区域的干扰温度值。理论分析及仿真表明,该方法能有效探测出一定区域中的干扰温度值,插值方法的运用使得估计精度得到了很大的提高。

认知无线电中一种基于干扰温度的功率控制算法

基于干扰温度模型,应将认知无线电网络中认知用户与主用户共享频谱时应满足各自的用户服务质量(QoS)问题转化为有约束的非线性功率控制优化问题。运用迭代算法和拉格朗日相关理论探讨出一种近似最优的功率分配算法。理论分析和仿真表明,该算法既能满足主用户的干扰温度容限,同时又能使认知用户获得很好的信噪干扰比,增大系统的吞吐量。

干扰温度约束下的最优源功率控制与协作波束成形

文中研究在主用户干扰温度约束下,如何优化认知源节点发送功率以及认知中继波束成形权值来最大化认知目的节点的信噪比。信噪比最大化问题被转化为广义Rayleigh商问题,最优中继波束成形权值等于相关信道系数与源节点发送功率构成的矩阵的最大特征值所对应的特征向量。文中考虑了严格与宽松两种干扰温度约束,对于严格约束,给出了最优源节点发送功率与中继波束成形权值的解析解;对于宽松约束,推导了包含最优源发送功率的一个紧缩区间,并在该区间内使用基于最速下降的梯度方法有效计算最优解。

干扰温度模型及其可实现容量研究

认知无线电中,干扰温度模型用来在提高频谱使用率的同时保证主用户接收机处干扰在允许范围之内。对干扰温度模型进行了研究,对使用干扰温度模型的认知无线电网络（包括无线WAN和无线LAN）所能实现的容量进行了分析。仿真结果表明理想模型和一般模型所能实现的容量都较低,从而说明干扰温度模型比较适合于数据速率要求较低的应用。

基于干扰温度限制的认知正交频分复用系统功率分配算法

在认知正交频分复用(OFDM)系统中,为避免对主用户(PU)的干扰,需要对认知用户(CU)基站的发射功率进行控制和分配。针对认知用户基站无法合理分配其发射功率及无法有效提高数据传输速率等问题,在传统注水功率分配算法的基础上,提出了一种双因子二分搜索最优化功率分配算法。该算法充分考虑认知用户信道上干扰温度的限制,首先,在满足总功率限制的条件下引入剩余函数;然后,利用剩余函数的单调性,通过双层二分搜索迭代方法求得拉格朗日因子的准确值;最后,通过拉格朗日因子的值求出各子信道上所分配的功率值。仿真结果表明,所提算法能有效利用主用户频带间的频谱空穴,在总功率限制和干扰温度(IT)限制下,最大化认知用户的数据传输率,其值逼近传统注水算法。同时该算法所得到的数据传输速率比总功率平均控制算法和干扰温度平均控制算法有明显的提高,在相同仿真环境下其传输总速率超出约4×105b/s。在迭代过程中所提算法处理时间较少,并体现出良好的鲁棒性。

一种改进的认知域自适应干扰温度估算算法

从认知无线电通信接入、干扰回避和功率控制的角度出发,采用自适应谱线增强技术对基于多窗口谱估计的干扰温度估算算法进行了改进,并进一步推导了功率谱与干扰温度的关系。依托符合IEEE 802.11G标准的无线环境对算法进行了性能仿真,仿真结果表明,改进算法具有较好的检测性能,提高了干扰温度估算的精度和可信度,具有一定的实际应用价值。

干扰温度约束下的一种新的中继选择策略

协作通信中的一个关键问题是如何分配和管理中继节点,尤其在次用户系统受到干扰温度约束条件下,协作方案的设计不仅要最大限度的提高系统性能,而且需要控制次用户系统对主用户系统的干扰。针对这种情况在次用户系统中提出一种基于协作波束形成中继选择策略,该方法以最小化次用户系统中断概率为目标,推导出一个中继选择门限,保证了有限的传输功率只分配给高效的中继链路,从而提高系统传输性能。仿真结果显示,该建议方法优于单中继转发方案和全中继转发方案,能有效降低次用户系统中断概率。

基于干扰温度的无线频谱共享方法

针对电力无线专用通信系统的频谱聚合技术,本文研究频谱共享后认知系统对授权系统的同频干扰问题,通过设置干扰温度限抑制授权系统的同频干扰。基于测量站点与认知系统间的交互信息种类,提出三种迭代算法依次降低每个子载波的干扰温度,仿真结果表明本文所提算法均能满足设计要求。

认知无线电中基于干扰温度的频谱探测技术

认知无线电的提出,能够在一定程度上提高频谱利用率,解决目前通信频谱资源紧缺的问题。频谱探测是认知无线电中的关键技术之一,通过频谱探测技术来检测授权用户的频谱空洞,以使得非授权用户能够有效利用。文章介绍了常用的基于干扰温度的探测模型以及频谱估计算法,进行了分析与总结,并且提出了目前频谱探测技术的不足之处。