认知无线电中频谱空洞统计特性分析与分配

针对动态网络场景的频谱空洞可用带宽存在时变性,传统基于静态特性的认知无线电资源分配方式难以直接应用的问题,推导了频谱空洞可用带宽概率密度函数通用表示形式,并联合随机多背包模型提出基于频谱空洞统计特性的离散频谱分配策略,实现了考虑频谱空洞可用带宽统计特性的资源分配.数值仿真表明,与传统算法相比,所提算法在频谱空洞变化频繁场景下,能有效减少频谱变化产生的冲突,具有较高的网络利用率.

认知无线电中的频谱空洞检测技术

认知无线电是一种基于软件无线电的智能的无线通信系统,它能够认知周围环境,并能够通过一定的方法相应地改变某些工作参数来实时地适应环境,从而达到提高频谱利用率、缓解频谱资源紧张的目的。认知无线电的首要任务是检测频谱的空洞。通常用在认知无线电中的非参数谱估计的方法主要包括多窗谱估计、Welch方法等。多窗谱估计算法在进行干扰温度的估计和频谱空洞的判定时,能够利用设立的多个传感器对环境信号进行接收和监测,并按照多窗谱估计与奇异值分解(MTM-SVD)算法进行处理获得干扰温度估计值,最后将其与干扰温度限比较判决,从而得到适合认知无线电系统应用的频谱空洞。

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。

TV系统中基于Kalman滤波器的自回归频谱空洞预测

研究了基于Kalman滤波器的自回归的频谱空洞预测模型。首先讨论了广播电视系统中授权用户和认知用户共存的系统模型;其次讨论了自回归预测原理和Kalman滤波预测的无偏性,并针对不同的通信模式提出不同的预测方法。理论分析和仿真结果均表明,基于Kalman滤波器的自回归预测值能很好地与理论值近似匹配,采用预测模型可以大大减少授权用户和认知用户的冲突,提高系统利用率。

基于非参数谱估计的一种认知无线电频谱空洞检测方法

介绍了认知无线电作为一种用于提高无线通信频谱利用率的新的智能技术及检测频谱的空洞,给出利用现代信号谱分析中的多窗谱估计算法,结合认知无线电中的干扰温度机制,提出了一种多窗谱估计合并奇异值分解来检测认知无线电中频谱空穴的方案。

认知无线电中基于循环平稳的频谱空洞检测

利用通信系统中调制信号的循环平稳特性,对频谱空洞进行检测,提升频谱感知技术在低信噪比下的性能。实验结果表明:与传统能量检测方法相比,采用循环特征检测方法改善了认知无线电中频谱空洞的检测能力。

LTE230MHz电力无线专网的频谱空洞感知技术

认知无线电能够显著提高频谱效率,满足电力无线专网日益增长的频谱资源需求。针对230 MHz电力无线专网频谱空洞检测问题,在完成活跃用户存在性检测的前提下,提出了一种基于协方差矩阵的多尺度小波变换频谱空洞感知方法。首先构建接收信号协方差矩阵,通过最小化其非对角线元素的能量,估计并消除载波频偏;然后对其对角线元素序列进行多尺度小波变换,通过提取多级小波分解系数累积函数的奇异点,得到各活跃用户频谱边界点,从而完成频谱空洞检测。仿真结果表明,较传统的能量检测方法,该方法在低信噪比下具有更好的检测性能。

频谱空洞的时频分布模型研究

本文着重讨论电磁环境在频域、时域、能域的表现,使用测量所考察频段干扰温度的方法来感知无线电环境中的频谱利用情况,建立绘制时频分布图的数据基础的模型。

认知网络中基于切换概率的频谱空洞匹配方案

针对目前认知无线网络中,只考虑授权用户的服务质量,很少考虑次用户服务质量的问题,兼顾无线频谱资源的使用效率,文中提出一种基于切换概率的频谱匹配方案,算法通过限制次用户通信过程中的切换概率,保证次用户的服务质量,使次用户在通信过程中的切换次数减少。仿真结果表明,使用切换概率与目标频谱切换概率进行匹配的方案可以更好的保证次用户系统的服务质量,减少频谱切换的次数。

动态频谱抗干扰系统在部分频带干扰下的性能

为了评估动态频谱抗干扰新体制在抗干扰通信中的性能,采用理论分析与仿真相结合的方法,研究了动态频谱抗干扰系统在部分频带干扰下的信道容量及比特误码率,并将其与常规跳频系统在部分频带干扰下的信道容量及比特误码率进行了比较.结果表明:在很宽的部分频带干扰因子取值范围内,动态频谱抗干扰系统的信道容量均大于常规跳频系统的信道容量,即使动态频谱抗干扰系统无干扰状态信息,其信道容量也大于有干扰状态信息的常规跳频系统的信道容量;在中高信干比处,动态频谱抗干扰系统在最坏情况部分频带干扰下的比特误码率低于常规跳频系统;同时,纠错编码还可以为动态频谱抗干扰系统的性能带来进一步的改善.

基于线性加权的频谱感知算法研究综述

频谱感知技术通过认知用户对周围频谱资源的检测发现频谱空洞,从而可以动态地接入该频段,提高了频谱资源的利用率。多节点合作频谱感知可以解决单节点检测时可能发生漏检的缺点,因此合作频谱感知技术得到了快速的发展。研究了合作频谱感知技术中的加权算法,对每个用户分配不同的权值,然后对线性加权算法做了仿真,并通过对算法的改进,得到最终的检测结果。

基于认知的短波动态频谱孔洞率与时效性研究

短波认知系统通过实时认知工作频段内频谱空洞的具体位置来确定通信频率,根据频谱空洞内噪声变化情况,动态调整工作参数躲避干扰,极大提高了系统抗干扰能力。本文依托长期短波频谱监测经验和基于能量检测的方法,研究了短波频段频谱空洞孔洞率与时效性,验证了频谱空洞具有可选性与瞬时稳定性的特征,为短波动态频谱接入的应用奠定了基础。

认知无线电中频谱检测技术研究

认知无线电系统可以通过检测周围的频谱环境,有效地利用空闲频谱。频谱检测是认知无线电的关键技术之一,通过搜寻频谱空洞,为高层决策提供辅助。针对认知无线电中的多窗谱估计和加权交叠分段平均法等频谱检测算法进行了简要介绍。对多窗谱估计算法的性能进行了仿真,分析了算法中重要参数对估计能力的影响。对频谱检测算法的硬件实现进行了验证,结果表明算法达到了比较理想的性能。

一种基于压缩采样的频谱感知与信道分配方法

频谱感知是实现认知无线电的重要过程,也是信道分配的前提。认知用户需要在一个较宽的频谱中检测出频谱空洞,然后对这些空洞进行合理分配。首先构建了初始集中式认知网络,中心节点通过协作各认知用户接收的压缩采样信号,判断主用户所占用的信道,进而对空闲信道进行联合分配。当有新认知用户加入网络时,构建了分布式多跳系统,认知用户通过本地压缩采样,使用盲检测重构算法获得频谱空洞。最后,认知用户根据优先占用较好信道的原则抢占最优信道进行通信,给出了相应的仿真结果。仿真结果表明,该系统能正确地重构原始信号,同时准确地判断出各子信道的空闲状态,为新加入的认知用户合理地分配空闲信道。

认知无线电对电磁频谱管理的挑战

认知无线电技术使得动态频谱管理成为可能,动态频谱管理是对以往静态频谱管理策略的根本改变。基于认知无线电技术的动态频谱管理虽然短期内仍无法大规模实现,但是有步骤、有计划地开放部分频段进行动态频谱接入试验,仍然是行业发展的大势所趋。电磁频谱管理部门是空中电波秩序的维护者,同时参与电磁频谱规划、电磁频谱规则制定,更是新兴技术的引路人与监管者。当认知无线电技术促使电磁频谱管理从静态分配向动态管理过渡时。

认知无线电中频谱检测的现状分析

认知无线电是一种用于提高无线电通信频谱利用率的新的智能技术。文章简述了认知无线电的背景和概念,针对认知无线电的频谱感知能力,详细对比分析了四种频谱检测技术:匹配滤波器法、能量检测法、循环平稳特性检测法和基于干扰的检测法,在此基础上分析了当前频谱检测技术所面临的挑战。最后探讨了干扰温度模型,并展望了频谱检测技术的发展前景。

基于限幅度量的动态频谱通信系统抗干扰性能

在短波干扰信道下,对采用限幅度量的动态频谱抗干扰系统比特误码率(BER)进行理论分析。以Odenwalder(2,1,7)卷积码作为纠错编码,给出系统的BER上界,并进行仿真验证。结果表明,采用纠错编码及抗干扰译码度量后,系统的抗干扰性能提升可达10dB以上。

认知无线电中基于谱估计的频谱检测技术研究

认知无线电是一种基于软件无线电的智能的无线通信系统,它能够认知周围环境,并能够通过一定的方法相应地改变某些工作参数来实时地适应环境,从而达到提高频谱利用率、缓解频谱资源紧张的目的。认知无线电的首要任务是检测频谱的空洞。

认知无线电频谱分配技术探秘

认知无线电作为下一代无线通信的重大新技术,具有感知频谱环境、机会接入频段的特点,有效解决了频谱资源的利用率不平衡问题。为了实现将频谱资源分配给主用户和认知用户,并使频谱的使用率最高且互不干扰,频谱分配技术无疑成为技术的关键。作为一门正在成长中的技术,把握其原则、掌握使用方法,是有效运用并推动其发展的前提条件。随着无线新技术的发展和人们对数据多媒体业务的渴望,移动通信业务量呈现爆炸式的增长态势。

自回归信道模型研究

高效、可靠地检测频谱空洞是认知无线电研究的重要技术。采用基于卡尔曼滤波的自回归信道预测模型可较好地估计频谱空洞,自回归模型常用于近似离散时间随机过程。首先讨论了ALOHA系统中认知用户和授权用户共存的系统模型;其次采用p阶模型近似平坦瑞利衰落信道,对瑞利衰落信道进行了仿真,给出了求解模型参数的算法,并讨论了p阶模型的平稳性。仿真实验表明,自回归信道模型的自相关函数能较好地和理论值匹配,而且易于实现。