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Resource allocation for the cluster-based cooperative multicast in OFDM-based cognitive radio systems
1
作者 ZHANG Shuang-lu XU Wen-jun +1 位作者 LI Sheng-yu LIN Jia-ru 《The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications》 EI CSCD 2013年第4期1-7,33,共8页
This paper investigates the resource allocation problem for the cluster-based cooperative multicast in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)-based cognitive radio (CR) systems. Aiming at maximizing the... This paper investigates the resource allocation problem for the cluster-based cooperative multicast in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)-based cognitive radio (CR) systems. Aiming at maximizing the system sum rate, an efficient clustering scheme is proposed. It begins with the clustering phase where secondary users (SUs) with good channel conditions are selected as cluster heads, while others decide to which cluster they belong. When the clusters are organized, it turns to a two-stage data transmission phase: in stage 1, the secondary' base station (BS) transmits data to the cluster heads; in stage 2, the cluster heads forward the received data to their cluster members. Based on this scheme, a joint subcarrier and power allocation algorithm is proposed. Simulation results show that the proposed scheme significantly outperforms the conventional multicast (CM) as well as the multiple description coding multicast 0VIDCM) in terms of the system sum rate. 展开更多
关键词 cooperative multicast cognitive radio ofdm cluster
原文传递
Weighted Sum Rate Maximization in OFDM Based Cooperative Cognitive Radios: A Joint Optimization Approach
2
作者 Pedram Johari Vahid Tabataba Vakili 《International Journal of Communications, Network and System Sciences》 2012年第5期263-271,共9页
Improving utilization of the radio spectrum is the main goal of Cognitive Radio Networks (CRN). Recent studies made use of cooperative relay technology in cognitive networks, to increase transmission diversity gain. I... Improving utilization of the radio spectrum is the main goal of Cognitive Radio Networks (CRN). Recent studies made use of cooperative relay technology in cognitive networks, to increase transmission diversity gain. In this paper we consider an OFDM based cooperative cognitive network with a pair of Source-Destination nodes as the primary user (PU), and a pair of Source-Destination nodes—which is assisted with a relay—as the secondary (cognitive) user (SU). Both primary and secondary users share a same spectrum. In a two hop transmission, the source transmits in the first hop, and the half-duplex relay decodes the message, re-encodes and forwards it to the destination in the second hop on a different subcarrier. The cognitive network obeys an underlay paradigm where the SU is allowed to transmit simultaneously with PU, while its power is limited such that the interference caused for PU does not exceed a defined temperature. Under this constraint, a joint subcarrier pairing and power allocation is proposed for SU to maximize its weighted sum rate. The problem is transformed to a convex optimization problem and solved in the dual domain. Then an algorithm to achieve feasible solutions is used based on the optimization results. Through extensive simulations, we compare the spectrum utilization of the proposed approach with the existing ones, and show that interestingly the proposed method improves the weighted sum rate of SU. 展开更多
关键词 cooperative cognitive radio Underlay Transmission ofdm JOINT Optimization
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A Robust Cooperative Spectrum Sensing Scheme in Cognitive Radio Systems
3
作者 Fang Chen Run-He Qiu 《Journal of Electronic Science and Technology》 CAS 2011年第3期239-243,共5页
Performance of cluster-based cooperative spectrum sensing is more greatly improved than that of the traditional cooperative spectrum sensing. However, the style of clusters is not pointed out on traditional cluster-ba... Performance of cluster-based cooperative spectrum sensing is more greatly improved than that of the traditional cooperative spectrum sensing. However, the style of clusters is not pointed out on traditional cluster-based method. In view of all the fading in the cooperative spectrum sensing, space diversity, and selective diversity, a robust cooperative spectrum sensing scheme based on clusters is proposed. Simulation results show that the detection performance of this new scheme is more close to that of the ideal cluster-based cooperative spectrum sensing scheme, and the excellent performance with higher reliability is gained relative to the actual cluster-based cooperative spectrum sensing scheme. Finally, the number of users in a cluster of the proposed scheme is discussed. The two users in a cluster are not the optimal solution to the overall implementation of cognitive radio. 展开更多
关键词 Index Terms--cluster cognitive radio cooperative sensing multi-antenna.
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基于实际应用环境的OFDM协同认知网络资源分配算法研究 被引量:2
4
作者 杨雪洲 唐伟 郭伟 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第4期1157-1160,共4页
研究了基于正交频分复用(OFDM)的协同认知无线网络中联合资源分配问题。为了更好地适应实际的应用环境,考虑了多约束条件下的资源分配方案以最大化整个网络系统的吞吐量。针对不同的中继传输协议,提出了相应的联合子载波匹配、功率分配... 研究了基于正交频分复用(OFDM)的协同认知无线网络中联合资源分配问题。为了更好地适应实际的应用环境,考虑了多约束条件下的资源分配方案以最大化整个网络系统的吞吐量。针对不同的中继传输协议,提出了相应的联合子载波匹配、功率分配和最佳中继选择的资源分配算法。仿真结果表明该算法在大大降低算法复杂度的同时亦能获得较好的算法性能。 展开更多
关键词 认知无线网络 ofdm 协同通信 联合资源分配 吞吐量
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基于OFDM的双门限协作频谱感知仿真 被引量:1
5
作者 檀蕊莲 李哲 +1 位作者 姚战宏 卢虎 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第9期165-168,212,共5页
针对频谱感知中单门限能量检测的不足,研究了双门限能量检测,结合OFDM频谱利用率较高的特点,提出了将双门限能量检测与OFDM系统相结合的方法。以OFDM系统为基础,将系统中的子信道作为待感知用户,根据可用子载波数量确定实际感知用户,在... 针对频谱感知中单门限能量检测的不足,研究了双门限能量检测,结合OFDM频谱利用率较高的特点,提出了将双门限能量检测与OFDM系统相结合的方法。以OFDM系统为基础,将系统中的子信道作为待感知用户,根据可用子载波数量确定实际感知用户,在子信道中进行双门限能量检测,数据融合中心采用"or"准则进行判决。仿真结果表明,该方法能够较好地识别出主用户,从而控制OFDM系统的数据传输,随着可用子载波个数的增加,可以得到更好的识别性能。 展开更多
关键词 认知无线电 协作频谱感知 双门限能量检测 正交频分复用
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基于OFDM-IM的认知无线电协作中继性能分析 被引量:2
6
作者 马千里 李志明 +1 位作者 杨平 肖悦 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期1796-1803,共8页
该文针对协作认知无线电网络场景,提出一种基于索引调制正交频分复用(OFDM-IM)的新型协作中继设计方法。该方法将OFDM-IM技术应用于从用户发送端,将从用户的传输空间划分为信号空间和索引空间。从用户在其信号空间上转发主用户的信息,... 该文针对协作认知无线电网络场景,提出一种基于索引调制正交频分复用(OFDM-IM)的新型协作中继设计方法。该方法将OFDM-IM技术应用于从用户发送端,将从用户的传输空间划分为信号空间和索引空间。从用户在其信号空间上转发主用户的信息,同时在索引空间传输从用户信息。通过这种方式,主、从用户之间不存在相互干扰。针对此模型,该文分析了主、从用户的误码率,理论推导了相关表达式,并讨论了从用户的位置对主、从用户性能的影响。仿真结果表明,该文所提设计方法能够同时提升主、从用户的误码率性能,且均优于传统的基于OFDM的协作中继方式。 展开更多
关键词 认知无线电 协作中继 正交频分复用 索引调制
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基于OFDM的协同认知网络跨层资源调度 被引量:1
7
作者 刘忠军 徐友云 +1 位作者 张冬梅 宫兵 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1556-1560,共5页
协同通信与认知无线电是未来移动通信的重要技术。针对基于OFDM的无线协同认知网络中的资源分配问题,该文提出了一种有效的跨层资源调度方案。该调度方案在考虑对主用户所受干扰功率进行控制的前提下,以最大化认知用户超帧中总的传输速... 协同通信与认知无线电是未来移动通信的重要技术。针对基于OFDM的无线协同认知网络中的资源分配问题,该文提出了一种有效的跨层资源调度方案。该调度方案在考虑对主用户所受干扰功率进行控制的前提下,以最大化认知用户超帧中总的传输速率为目标,在调度帧中对各传输帧两阶段的子载波进行最佳配对,并为配对子载波分配最优的发送功率。通过分步求解的方法,该调度方案形成的优化问题得到有效解决。仿真结果表明该资源调度方案使得认知用户传输速率有显著提升,方案的可行性与有效性得到了验证。 展开更多
关键词 协同通信 认知无线电 ofdm 资源分配 跨层调度
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一种基于特征值和级联聚类的协作频谱感知方法
8
作者 吴城坤 王全全 宛汀 《电讯技术》 北大核心 2023年第12期1911-1917,共7页
为了提高低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)下频谱感知的性能,使用模糊C均值(Fuzzy C-means,FCM)和高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM),提出了一种基于特征值和级联聚类的协作频谱感知方法。从接收信号的协方差矩阵中提取特... 为了提高低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)下频谱感知的性能,使用模糊C均值(Fuzzy C-means,FCM)和高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM),提出了一种基于特征值和级联聚类的协作频谱感知方法。从接收信号的协方差矩阵中提取特征值构造特征向量,通过在三维空间中执行聚类得到信道是否可用的分类模型,此过程无需获得主用户(Primary User,PU)信号以及噪声功率的先验信息,避免了复杂的门限计算。FCM聚类用于优化GMM聚类的初始参数,有效解决了在低SNR下GMM容易陷入局部最小值的问题。仿真结果表明,该方法降低了GMM的收敛时间并提高了模型分类的准确性,与其他主流方法相比能够有效提升频谱感知的性能。 展开更多
关键词 认知无线电 协作频谱感知 高斯混合模型 级联聚类
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认知无线电多簇联合频谱感知算法 被引量:7
9
作者 刘鑫 谭学治 马琳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期50-54,共5页
针对衰落信道下,认知无线电的联合频谱感知性能会降低,提出了簇内合作和多簇融合的联合频谱感知算法.算法中所有认知用户被分成若干个簇,簇内到融合中心最近的用户为簇头用户,簇内其他用户将本地感知信息发送给簇头,并由簇头获得本簇的... 针对衰落信道下,认知无线电的联合频谱感知性能会降低,提出了簇内合作和多簇融合的联合频谱感知算法.算法中所有认知用户被分成若干个簇,簇内到融合中心最近的用户为簇头用户,簇内其他用户将本地感知信息发送给簇头,并由簇头获得本簇的合作感知结果;然后簇头将感知结果发送给融合中心,融合中心采用"或准则"合并各簇的感知结果并给出对授权用户的最后判决.仿真表明,当信道完美时,本文算法和未分簇联合感知算法的感知性能一致,当信道衰落严重时,本文算法的性能会有显著提高,并且分的簇越少,算法的性能越高. 展开更多
关键词 认知无线电 能量检测 联合频谱感知 分簇
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基于信噪比软信息的协同频谱感知算法 被引量:2
10
作者 段鹏 何明一 薛敏彪 《信号处理》 CSCD 北大核心 2011年第2期183-188,共6页
针对协同频谱感知方法中假定各基站信噪比近似相同,使信噪比差异较大时检测概率性能无法得以明显提升的问题,本文提出一种在OFDM系统下,结合信噪比信息进行融合判决的协同频谱感知算法。该方法首先利用OFDM系统的循环前缀提出一种适合... 针对协同频谱感知方法中假定各基站信噪比近似相同,使信噪比差异较大时检测概率性能无法得以明显提升的问题,本文提出一种在OFDM系统下,结合信噪比信息进行融合判决的协同频谱感知算法。该方法首先利用OFDM系统的循环前缀提出一种适合认知无线电系统的盲信噪比估计方法;然后,利用检测概率在信噪比-5dB~-13dB的区间内近似线性变化的特性,依据估计所得信噪比值对检测概率曲线进行软信息量化,作为各基站判决信息的置信度,从而使权重分配更加合理化,同时,相比于判决融合方法,并不明显提高传输带宽。仿真结果表明,相比与传统方法,此方法能有效利用信噪比信息,在不同信噪比环境下均有较优性能,尤其在各基站信噪比差异较大时,其性能已接近数据判决精度。 展开更多
关键词 认知无线电 ofdm 协同频谱感知 信噪比估计 软判决信息
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认知无线电中的一种协作式频谱礼仪 被引量:3
11
作者 陈劼 李少谦 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期645-648,共4页
认知无线电技术可以更有效地利用频谱资源,但是由于其允许多种无线技术共存与竞争,而多种无线技术对频谱资源的无序利用会降低其利用率。因此,该文提出了一种协作式频谱礼仪,其基本思想是认知用户之间共享有用信息,通过有用信息的共享... 认知无线电技术可以更有效地利用频谱资源,但是由于其允许多种无线技术共存与竞争,而多种无线技术对频谱资源的无序利用会降低其利用率。因此,该文提出了一种协作式频谱礼仪,其基本思想是认知用户之间共享有用信息,通过有用信息的共享来协调认知用户之间的行为,从而使认知用户能够协调对频谱资源的利用,同时在接入可用频谱资源时遵循一定的规则以避免相互间的碰撞. 展开更多
关键词 认知无线电 协作式频谱礼仪 分簇 效用函数
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基于认知无线电系统的新型合作功率控制博弈算法 被引量:3
12
作者 程世伦 杨震 张晖 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期54-60,共7页
以改进的空时分集OFDM-CDMA系统为基础,研究已认知频谱资源的公平分配问题,根据信道状况,吞吐量最大化和功率限制需求,提出了一种合作功率控制纳什议价博弈算法,以有效地降低认知用户(secondary users)的发射功率,提高网络吞吐量。仿真... 以改进的空时分集OFDM-CDMA系统为基础,研究已认知频谱资源的公平分配问题,根据信道状况,吞吐量最大化和功率限制需求,提出了一种合作功率控制纳什议价博弈算法,以有效地降低认知用户(secondary users)的发射功率,提高网络吞吐量。仿真结果表明该算法满足了认知用户公平共享频谱资源的需求,在相同功率消耗情况下,网络吞吐量显著提高。 展开更多
关键词 认知无线电 合作功率控制 纳什议价博弈 ofdm-CDMA
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基于簇加权的协作频谱感知算法 被引量:4
13
作者 吕春英 沈国勤 +1 位作者 袁誉红 吴彪 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期72-76,共5页
目前对于认知无线电分簇协作频谱感知算法的研究,大都认为每个簇均等的参与协作,没有考虑簇所经历的不同衰落对判决结果的影响。为有效解决这一问题,提出簇加权的协作频谱感知算法。该算法采用能量节省的分簇感知机制,充分考虑路径损耗... 目前对于认知无线电分簇协作频谱感知算法的研究,大都认为每个簇均等的参与协作,没有考虑簇所经历的不同衰落对判决结果的影响。为有效解决这一问题,提出簇加权的协作频谱感知算法。该算法采用能量节省的分簇感知机制,充分考虑路径损耗与衰落对检测性能的影响。通过设计权重因子,动态调整各个簇的判决结果,强化权重较大的簇判决,弱化权重较小的簇参与协作的力度。仿真结果表明:该算法实现简单,可以显著提高系统的检测性能,并且明显优于传统的以及分簇的协作频谱感知算法。 展开更多
关键词 认知无线电 协作频谱感知 分簇 加权算法
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基于分簇协作频谱感知的认知无线网能量效率研究 被引量:3
14
作者 胡琳娜 蒋益锋 蔡雪 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2019年第6期1086-1093,共8页
针对认知无线网能量消耗引起的能量效率较低问题,在研究认知无线网分簇协作频谱感知能量效率的基础上,提出了一种最优功率分配算法来最大化次用户系统的能量效率。通过建立基于次用户能量效率最大化传输优化模型,在考虑传输功率、感知... 针对认知无线网能量消耗引起的能量效率较低问题,在研究认知无线网分簇协作频谱感知能量效率的基础上,提出了一种最优功率分配算法来最大化次用户系统的能量效率。通过建立基于次用户能量效率最大化传输优化模型,在考虑传输功率、感知时间以及干扰限制的情况下,利用拉格朗日函数及KKT条件,得到最优次用户发射功率分配算法,以达到系统能量效率最大化的目的,同时分析了不同参数对能量效率的影响。仿真结果表明,本文所提算法能有效提高次用户系统的能量效率、减少系统开销。 展开更多
关键词 认知无线网 协作频谱感知 分簇 能量效率
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一种基于融合规则的自适应分簇协作频谱感知算法 被引量:3
15
作者 邱恭安 封森 《电信科学》 北大核心 2015年第5期88-94,共7页
为适应无线信道的动态性,提出了一种基于融合规则的自适应分簇协作频谱感知算法。首先,根据融合中心应用的融合规则推导分簇协作时能满足系统检测性能的信道门限值。然后,由簇首检测当前信道状态,当信道条件好于分簇门限值时,仅簇首进... 为适应无线信道的动态性,提出了一种基于融合规则的自适应分簇协作频谱感知算法。首先,根据融合中心应用的融合规则推导分簇协作时能满足系统检测性能的信道门限值。然后,由簇首检测当前信道状态,当信道条件好于分簇门限值时,仅簇首进行本地检测,并上传检测结果至数据融合中心,实现分簇协作;否则,由本簇节点进行全节点协作检测,并分别上传检测结果至数据融合中心,或选择退出协作检测,仅接收融合中心的判决信息。最终,由数据融合中心进行融合计算,并做出系统全局判决。仿真结果显示,采用OR融合方法时,所提算法能极大地提高控制信道资源效率;采用AND融合方法时,算法能将系统有效工作区间扩大30%左右,且能选择信道状态好的簇进行协作频谱检测。 展开更多
关键词 融合规则 自适应分簇 协作频谱感知 认知无线电
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基于最小生成树的分簇协作频谱感知改进算法 被引量:3
16
作者 邱恭安 封森 《电讯技术》 北大核心 2014年第5期564-568,共5页
为减少分簇过程中的时延,基于最小生成树的单向比较优势提出簇首快速推举方法,并提出改进的分簇协作频谱感知算法,分析了算法的时间复杂度。算法首先基于最小划分对所有次用户节点进行分簇,簇内节点根据设置的评价条件进行性能比较,推... 为减少分簇过程中的时延,基于最小生成树的单向比较优势提出簇首快速推举方法,并提出改进的分簇协作频谱感知算法,分析了算法的时间复杂度。算法首先基于最小划分对所有次用户节点进行分簇,簇内节点根据设置的评价条件进行性能比较,推举簇首。由簇首进行本地簇内频谱检测,并上传检测结果,最后融合中心在簇首间实现协作的频谱检测。在瑞利信道条件下,仿真显示在大信噪比时,融合中心应用AND规则,系统具有较小的虚警率,所提算法检测性能优;小信噪比时,应用OR规则能扩展系统的有效检测区间,所提算法在满足系统要求的前提下检测性能较差,但簇内信道效率提高了n-1倍。 展开更多
关键词 认知无线电 频谱检测 协作频谱感知 最小生成树 分簇
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基于分簇协同Q-学习的频谱感知算法
17
作者 朱翠涛 谢碧锋 《中南民族大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第2期77-80,共4页
针对大规模认知无线电网络中协同频谱感存在的感知时间长、能量消耗过多、缺乏自适应能力等问题,提出了一种基于分簇协同的Q-学习频谱感知算法.该算法利用分簇机制,把大规模的环境变成小规模的簇内环境,分簇后簇内采用协同Q-学习,通过... 针对大规模认知无线电网络中协同频谱感存在的感知时间长、能量消耗过多、缺乏自适应能力等问题,提出了一种基于分簇协同的Q-学习频谱感知算法.该算法利用分簇机制,把大规模的环境变成小规模的簇内环境,分簇后簇内采用协同Q-学习,通过代理在与环境交互过程中不断试错来确定频谱检测的最佳门限值,使系统具有自主学习的能力.实验结果表明:大规模环境下系统的检测性能有显著提高. 展开更多
关键词 认知无线电 频谱感知 分簇 协同Q-学习
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一种基于分簇式双门限合作频谱检测算法 被引量:3
18
作者 程晖 肖除病 朱星宇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第3期81-84,共4页
认知无线电作为一种未来解决频谱匮乏技术,获得了广泛的研究。频谱检测技术是认知无线电技术中关键技术之一。针对目前单点检测正确率低下的问题,结合目前深入研究的合作频谱检测技术,提出一种新的基于分簇式双门限的合作频谱检测算法... 认知无线电作为一种未来解决频谱匮乏技术,获得了广泛的研究。频谱检测技术是认知无线电技术中关键技术之一。针对目前单点检测正确率低下的问题,结合目前深入研究的合作频谱检测技术,提出一种新的基于分簇式双门限的合作频谱检测算法。该检测算法通过设立双门限进行检测,并根据不同簇的检测能力不同引入信誉值进行二次数据融合。仿真结果表明该算法能够有效降低误警率和漏检率,提高了整体的检测性能。 展开更多
关键词 认知无线电 分簇 双门限 合作频谱检测 检测性能
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新型机会式NOMA协作多播方案 被引量:2
19
作者 陆音 陈继荣 +1 位作者 卞皓伟 朱洪波 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期141-150,共10页
将认知无线电技术应用于非正交多址接入(NOMA)协作多播系统,研究了将用户作为中继的可行性,提出了一种带参数的多播候选集的二级协作传输方案。该方案先由基数q选出候选集,再根据主用户和候选次用户之间的信道增益选出最佳的转发节点。... 将认知无线电技术应用于非正交多址接入(NOMA)协作多播系统,研究了将用户作为中继的可行性,提出了一种带参数的多播候选集的二级协作传输方案。该方案先由基数q选出候选集,再根据主用户和候选次用户之间的信道增益选出最佳的转发节点。仿真结果表明,通过合理选择构造参数q,所提方案在减少次用户分集增益损失的同时,能够大幅提高主用户的分集增益。在N个多播用户组成的NOMA协作多播场景中,将主用户的分集增益从2提升到min(N-q+2, q+1),满足主用户可靠性的要求。 展开更多
关键词 非正交多址接入 协作多播 中继选择 认知无线电
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基于信誉机制的认知Adhoc网络分簇协作频谱感知 被引量:1
20
作者 齐全 王可人 杜奕航 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第10期103-108,共6页
为了提高认知Ad hoc网络频谱感知的准确率,并抵抗可能存在的SSDF攻击,提出一种基于信誉机制的认知Ad hoc网络分簇协作频谱感知方法。首先,引入检测因子来描述节点的感知能力,采用基于公平性的分簇方法将SU分为不同的簇;然后,对簇内SU设... 为了提高认知Ad hoc网络频谱感知的准确率,并抵抗可能存在的SSDF攻击,提出一种基于信誉机制的认知Ad hoc网络分簇协作频谱感知方法。首先,引入检测因子来描述节点的感知能力,采用基于公平性的分簇方法将SU分为不同的簇;然后,对簇内SU设定初始信誉值,并根据感知结果对信誉值进行更新;最后,采用检测因子判决机制对感知数据进行融合,并计算得出漏检概率与虚警概率上界。仿真结果表明,所提方法能有效识别恶意次用户和抵御频谱感知数据伪造攻击,同时具有较小的虚警概率、漏检概率和较好的容错能力。 展开更多
关键词 认知无线电 Ad HOC网络 协作频谱感知 分簇 SSDF攻击
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