Channel Access Method Classification For Cognitive Radio Applications
基于改进的时间空洞检测和预测，我们提出了一种两阶段算法来分类主网络使用的信道接入方法。第一阶段扩展了现有的基于四阶累积量的调制分类器，以区分TDMA，OFDMA和CDMA。第二阶段提出了一种新的冲突检测器，使用相同累积量的样本方差来检测基于竞争的信道接入方法。我们提出的方法是盲目的，独立的接收信噪比。仿真结果表明，我们的分类TDMA，OFDMA和CDMA是强大的网络负载，而竞争检测优于现有的方法。
2017-09-16 cs.IT cs.NI math.IT
Interference-Based Optimal Power-Efficient Access Scheme for Cognitive Radio Networks
针对多个次用户机会性地接入主用户频谱的情况，提出了一种新的基于优化的多包接收（MPR）信道接入策略。我们设计了一个分析模型，实现了多包访问策略的SU，最大限度地提高吞吐量的个人积压SU的队列稳定性的PU。所有网络接收节点都具有MPR能力。我们的目标是最大限度地提高吞吐量的各个SU，使PU的队列保持稳定。此外，我们有兴趣提供一个节能的认知计划。因此，我们包括能量约束的PU和SU的平均传输能量的优化问题。每个SU以取决于PU的活动的特定概率访问介质，即，活跃或不活跃。数值结果表明，在SU吞吐量方面的优势，所提出的方案比传统的接入方案，其中SU接入信道随机与固定功率时，PU被感测到空闲。
2014-07-08 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Random Access and Random Spectrum Sensing for an Energy Harvesting Cognitive Radio
我们考虑具有能量收集能力的次级用户。我们设计的接入方案的次级用户，其中包括随机频谱感知和随机接入，并利用主自动重传请求（ARQ）反馈。获得的感测和访问概率，使得辅助吞吐量最大化的约束下，主要和次要队列是稳定的，并且主要的排队延迟保持低于一个指定的值，需要保证一定的服务质量（QoS）的主要用户。我们认为频谱感知错误，并假设多包接收（MPR）的能力。数值结果表明，我们提出的系统的随机接入系统的增强性能，并证明利用主反馈的好处。
2012-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
On the Maximum Sum-rate Capacity of Cognitive Multiple Access Channel
我们考虑的通信场景中，多个认知用户希望通信到同一个接收器，在主传输的存在。假设认知发射机具有关于主传输的边信息。在假设不存在认知用户的情况下，以主传输容量不变为约束条件，推导了认知用户的容量域。此外，容量区域的最大和速率点的特征在于，通过优化分配每个认知用户发送自己的信息的功率。
2006-12-05 cs.IT math.IT
Power-Optimal Feedback-Based Random Spectrum Access for an Energy Harvesting Cognitive User
在本文中，我们研究和分析认知无线电网络中，次级用户（SU）配备了能量收集（EH）的能力。我们设计了一个随机频谱感知和接入协议的SU，利用主链路的反馈，需要更少的平均感知时间。与文献中早期提出的作品不同，我们不假设完美的反馈。相反，我们考虑到更实际的可能性偷听不可靠的反馈信号，并适应频谱感知误差。此外，我们假设一个基于干扰的信道模型，其中接收器配备有多分组接收（MPR）能力。此外，我们执行功率分配在SU的约束下，保持一定的服务质量（QoS）措施的主要用户（PU）的目标是最大限度地提高辅助吞吐量。
2014-06-24 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Spectrum Access for a Rechargeable Cognitive Radio User Based on Energy Buffer State
本文研究了一个可充电的次要用户（SU）共享频谱与一个主要用户（PU）插入到一个可靠的电源的最大吞吐量。SU维持有限的能量队列并从自然资源（例如，太阳能、风能和声学噪声。我们提出了一种概率访问策略的SU的基础上的数据包的数量在其能量队列。我们研究了衰落信道下能量到达率、每个能量包的能量数量以及能量队列的容量对SU吞吐量的影响。结果表明，所提出的接入策略可以提高SU的性能。
2014-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Spectrum Access for Cognitive Radios
在本文中，我们研究了一个时隙的认知设置与缓冲的主要和次要用户。为了减轻误检和虚警概率的负面影响，提出了一种新的频谱接入机制的设计。我们提出两个方案。首先，SU感测主信道以利用静默时段，如果PU被宣布为空闲，则SU以某个接入概率$a_s$随机接入信道。第二，除了在PU空闲的情况下接入信道之外，如果SU被声明为以某个接入概率$b_s$繁忙，则SU可能接入信道。通过求解一个优化问题，在给定主队列稳定性约束条件下，最大化次服务率，得到了作为误检、虚警和平均主到达率函数的访问概率.此外，我们提出了一个可变的感知持续时间计划，SU优化的最佳感知时间，以实现最大的稳定吞吐量的网络。结果表明，所提出的方案的性能增益比传统的传感方案。我们提出了一种基于主反馈信道估计PU的平均到达率和中断概率的方法，即，应答（ACK）和否定应答（NACK）消息。
2013-03-24 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Power Allocation and Channel Access Probability Assignment for Cognitive Radio
在本文中，我们提出了一个分布式优化的框架，在ad hoc认知无线电网络中的次用户的传输策略。特别地，所提出的方法允许次级用户设置它们的发射功率和信道接入概率，使得平均而言满足主网络和次级网络两者的服务质量。所考虑的系统假定几个主要和次要收发器对，并且假定在主要和次要用户之间以及次要用户之间没有合作或信息交换。中断概率，因此连接概率，是来自系统，并用于定义一个新的性能指标的优化问题，使用工具从随机几何。我们将此度量称为成功传输的空间密度。我们通过数值评估来证实我们的推导。我们进一步证明，即使在没有任何形式的合作，可以达到一个可接受的服务质量在认知无线电环境。
2016-02-04 cs.IT cs.NI math.IT
Cognitive Non-Orthogonal Multiple Access with Cooperative Relaying: A New Wireless Frontier for 5G Spectrum Sharing
两种面向5G无线网络的新兴技术，即非正交多址（NOMA）和认知无线电（CR），将在未来提供更有效的无线频谱利用。在这篇文章中，我们将NOMA与CR集成到一个整体系统中，即认知NOMA网络，以实现更智能的频谱共享。认知NOMA网络的设计原则完全符合5G无线网络的功能要求，例如高频谱效率，大规模连接，低延迟和更好的公平性。提出了三种不同的认知NOMA结构，包括NOMA网络，覆盖NOMA网络和CR启发的NOMA网络。针对认知NOMA网络中网络间和网络内干扰严重影响网络性能的问题，提出了协作中继策略。对于每一个认知NOMA架构，我们提出的合作中继策略显示出其潜在的显着降低中断概率。此外，我们还讨论了认知NOMA网络实现面临的挑战和未来的研究方向。
2018-01-12 cs.IT math.IT
Medium Access Control for Dynamic Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks
在过去十年中，无线服务和应用的激增导致了对无线频谱的快速增长的需求。因此，我们一直面对严重的频谱短缺问题，尽管多项测量结果显示，大部分持牌无线电频谱的使用率极低。这些事实促使了动态频谱接入（DSA）和认知无线电技术的发展，以提高频谱利用的效率和灵活性。在这篇论文中，我们研究的设计，分析和优化问题的联合频谱感知和认知媒体接入控制（CMAC）协议工程的认知无线电网络（CRN）。联合频谱感知和CMAC的设计被认为是在交织频谱共享范式和不同的通信设置。我们的研究成果主要有四个方面，即并行频谱感知的CMAC协议设计、顺序感知的CMAC协议设计、协作感知的CMAC协议设计和异步全双工认知MAC协议设计。我们开发了各种分析模型，我们提出的CMAC协议设计的吞吐量性能分析。基于这些分析模型，我们开发了不同的有效算法来配置CMAC协议，包括信道分配，感知时间，发送功率，竞争窗口，以最大化次级网络的总吞吐量。此外，广泛的数值结果，以获得进一步的见解，并评估我们的CMAC协议设计的性能。数值和仿真结果证实，我们提出的CMAC协议可以实现有效的频谱利用率和显着的性能增益相比，现有的和未优化的设计。
2016-01-19 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Cooperative Cognitive Relaying and Spectrum Access for an Energy Harvesting Cognitive Radio: Reinforcement Learning Approach
Qatar University（卡塔尔大学）；Nile University（尼罗河大学）
在本文中，我们考虑了认知环境下的合作通信的背景下，认知无线电（CR）用户被假定为网络的自组织中继。假设CR用户和PU是能量采集器。CR用户协作地中继主用户（PU）的一些未递送的分组。具体地，CR用户将未递送的主分组的一部分存储在中继队列（缓冲器）中。它使用时隙上的适当动作来管理未递送的主分组到其中继队列的流。此外，它具有在空闲时隙（PU的队列为空的时隙）选择用于信道接入的所用队列的决定。假设一个数据包传输消耗一个能量包。最优策略根据主用户和CR用户到达数据和能量队列的速率以及信道的连通性而变化。CR用户通过承担中继未递送的主分组的责任来为PU节省能量。随着时间的推移，它最佳地组织自己的能量包以最大化其收益。
2014-07-08 cs.IT cs.LG cs.NI
On the Capacity of a General Multiple-Access Channel and of a Cognitive Network in the Very Strong Interference Regime
1979年，Han确定了在发送节点之间具有任意消息分布的多址信道的容量，并且容量区域的表达式包含许多速率界限，并且随着消息的数量呈指数增长。我们推导出一个更紧凑的表达的容量区域中，该信道的速率界限的数量取决于在编码器的消息的分布。使用这个表达式，我们证明了一类一般的认知网络，我们表示为“非常强的干扰”制度的能力。在这种情况下，在所有接收机解码所有消息时没有速率损失，并且容量区域减少到复合多址信道的容量。该结果概括了干扰信道、认知干扰信道、具有认知中继的干扰信道和许多其他信道的“非常强的干扰”容量结果。
2012-02-05 cs.IT math.IT
Sliding Window Spectrum Sensing for Full-Duplex Cognitive Radios with Low Access-Latency
在认知无线电系统中，次用户（SU）收发器未能及时腾出信道可能会为主用户或高优先级用户（PU）引入显著的接入延迟。在传统的认知无线电系统中，回退延迟由于仅允许以周期性间隔进行感测的帧结构而加剧。已经建议使用自干扰抑制的并发传输和感测来提高认知无线电系统的性能，从而允许在帧内的多个点处进行决策。在本文中，我们提出了一个滑动窗口全双工模型，允许决定采取一个样本一个样本的基础上扩展这种方法。我们还推导出现有的和建议的计划的访问延迟。我们的结果表明，与现有的时隙全双工方案相比，滑动方案的接入延迟降低了2.6倍，与半双工认知无线电系统相比，降低了约16倍。此外，所提出的方案是显着更有弹性的残余自干扰的破坏性影响相比，以前的方法。
2016-09-05 cs.IT math.IT
Optimal Random Access and Random Spectrum Sensing for an Energy Harvesting Cognitive Radio with and without Primary Feedback Leveraging
我们考虑具有能量收集能力的次级用户（SU）。我们设计的SU，其中包括随机频谱感知和随机接入，并利用主自动重传请求（ARQ）反馈的接入方案。我们研究两个问题的配方。在第一个问题的制定，我们所提出的计划的稳定区域的特征。感知和访问概率的获得，使得二级吞吐量最大化的约束下，主，二级队列是稳定的。而在第二个问题的制定，获得的感测和访问概率，使得辅吞吐量最大化的主队列的稳定性下，并保持主排队延迟低于一个指定的值，需要保证一定的服务质量（QoS）的主用户（PU）。我们认为频谱感知错误，并假设多包接收（MPR）的能力。数值结果表明，我们提出的系统的增强性能。
2014-04-27 cs.IT cs.NI math.IT
A Probabilistic MAC for Cognitive Radio Systems with Energy Harvesting Nodes
在本文中，我们考虑了认知无线电（CR）系统中，次要用户（SU）收获的自然资源和主用户（PU）的射频（RF）信号的能量。我们提出了一种基于能量的概率接入方案，其中SU概率地接入和感知主信道。该决定基于可用能量和PU的活性。我们调查的问题，最大限度地提高SU的成功率提供PU平均服务质量（QoS）的约束得到满足。我们还假设多包接收（MPR）能力和感知误差下的瑞利衰落信道。数值结果表明了所提出的概率接入方案的有效性。
2014-10-29 cs.IT cs.NI math.IT
Multiband Spectrum Access: Great Promises for Future Cognitive Radio Networks
认知无线电被广泛认为是解决频谱稀缺的主要解决方案之一。虽然大多数现有的研究都集中在单频段认知无线电，多频段认知无线电代表了巨大的承诺，实现高效的认知网络相比，单基网络。多频带认知无线电网络（MB-CRN）有望通过减少切换频率来显著提高网络的吞吐量并提供更好的信道维护。然而，宽带前端和多频带频谱接入带来了许多尚待克服的挑战。本文深入分析了多频段频谱感知技术的最新进展、局限性以及未来可能的改进方向。我们研究合作通信的MB-CRN解决多样性和采样的基本限制。我们还调查了MB-CRN的各种设计参数的几个限制和权衡。此外，我们探讨的关键MB-CRN的性能指标，不同于传统的指标用于基于单波段的网络。
2014-09-20 cs.IT math.IT
Cognitive Radio-Inspired Rate-Splitting Multiple Access for Semi-Grant-Free Transmissions
在本文中，我们提出了一种认知无线电启发的速率分裂多址（CR-RSMA）方案，以协助半免授权（SGF）传输，其中一个基于授权的用户（GBU）和多个免授权用户（GFU）通过共享相同的资源块接入基站（BS）。利用认知无线电原理，GBU和接纳的GFU分别被视为主用户和次用户，并且在接纳的GFU处应用速率分裂以实现SGF传输。与正交多址接入相比，在BS处被接纳的GFU的发射功率分配、目标速率分配和连续干扰消除解码顺序被联合优化，以获得被接纳的GFU的最大可实现速率，而不会恶化GBU的中断性能。由于扩展的非中断区，CR-RSMA-assisted SGF（CR-RSMA-SGF）传输实现比认知无线电启发的非正交多址接入辅助的SGF传输更低的中断概率。推导了接纳GFU中断概率的精确表达式和渐近分析，以评估CR-RSMA-SGF传输的系统性能。分析和仿真结果验证了CR-RSMA-SGF传输的优越中断性能和全多用户分集增益。
2022-08-15 cs.IT math.IT
Cooperative Access Schemes for Efficient SWIPT Transmissions in Cognitive Radio Networks
我们研究了时隙认知无线电网络中的联合信息和能量协作方案，该网络具有一个主收发器对和一组辅助收发器对。主发射器被假定为能量收集节点。我们提出了一个三阶段的合作传输协议。在第一阶段期间，主用户将其时隙的一部分释放给次节点以发送它们的数据并从次射频信号为能量收集主发射机供电。在第二阶段期间，主发送器将其数据发送到其目的地和次节点。在第三阶段，次级节点放大并转发初级数据。我们提出了五种不同的方案，二次接入和供电的主要发射机。我们推导出封闭形式的表达式为所有建议的计划的主要和次要的利率。所提出的方案中的两个使用分布式波束成形来为主发射机供电。基于压缩感知原理，设计了一种稀疏感知中继选择方案。我们的数值结果表明，我们提出的计划的主要和次要系统的收益。
2016-12-23 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperation and Underlay Mode Selection in Cognitive Radio Network
在这项研究中，我们提出了一种新的方法，在认知无线电网络的合作和协作模式选择。我们的特点是我们提出的混合频谱共享方法的最大可实现的吞吐量。假设混合频谱共享，其中次用户（SU）可以在两种模式下接入主用户（PU）信道，即具有准入控制的协作模式或非协作模式。除了在覆盖模式下接入信道之外，允许次用户占用主用户当前占用的信道，但是具有小的发射功率。增加网络访问模式为二级用户传输数据提供了更多的机会。提出了次用户只有在主用户直接链路信道良好或预测为非中断状态时才能利用GPRS接入。因此，次用户可以在与主用户的频谱共享和协作之间切换。混合接入通过监控主链路的状态来调节。通过观察仿真结果，所提出的模型在最大次用户吞吐量方面比传统的合作和非合作方案的系统性能得到显着的改善。
2016-04-13 cs.IT cs.NI math.IT
Adaptive Modulation in OSA-based Cognitive Radio Networks
主动频谱接入是基于信道状态信息的，并且可以导致底层通信系统的重要性能改进。另一方面，自适应调制也是基于信道状态信息的，并且可以在衰落信道中实现增加的传输速率。在这项工作中，我们提出了自适应调制与机会主义频谱接入的组合，我们研究了预期的影响无线通信系统的性能方面实现的频谱效率和功耗。
2012-10-25 cs.IT cs.NI math.IT
Protocol Design and Stability Analysis of Cooperative Cognitive Radio Users
单个认知无线电发射机-接收机对与两个主要用户共享频谱，这两个主要用户与各自的接收机通信。每个主用户有一个本地流量队列，而认知用户有三个队列;一个存储自己的流量，而其他两个是中继队列，用于存储从两个主用户接纳的主中继数据包。提出了一种新的协作认知媒体接入控制协议，其中认知用户利用主频谱带的空闲时间。每个中继队列的流量到达控制使用可调的准入因子，而中继队列服务调度控制通过信道访问概率分配给每个队列的基础上的操作频带。所提出的协议的稳定区域的特征在于其最大预期吞吐量的光。数值结果表明，所提出的合作认知协议的性能增益。
2014-01-18 cs.IT cs.NI math.IT
On Partially Overlapping Coexistence for Dynamic Spectrum Access in Cognitive Radio
本文研究了认知无线电环境中部分重叠的共存场景。我们考虑了正交频分复用（OFDM）认知系统分别与窄带（NB）和OFDM主系统共存。我们专注于寻找共存系统之间的最小频率间隔，以满足特定的目标BER。加窗和置零被用来作为简单的技术，以减少OFDM的带外辐射，从而减少分离。研究了这些技术对OFDM系统频谱效率和峰均比的影响。
2019-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Optimization of Spectrum Sensing and Accessing in Multiuser MISO Cognitive Networks
提出了一种多用户认知网络联合频谱感知和接入优化框架，以显著提高频谱利用率。对于这样一个认知网络，有两个重要的和有限的资源，应该在一个全面的方式分配，即反馈比特和时间持续时间。首先，关于反馈比特，存在两个组件：感测组件（用于传送各个用户的感测结果）和接入组件（用于反馈信道状态信息）。一个大的感知组件可以支持更多的用户进行协作感知，这导致高的感知精度。然而，大的接入组件也是优选的，因为当利用诸如迫零波束成形（ZFBF）的多天线技术时，它对多用户认知网络中的性能具有直接影响。其次，需要确定传输间隔中的感测和接入持续时间的折衷，使得在满足干扰约束的同时优化总传输速率。此外，上述两种资源在一定条件下是相互关联、相互转化的。具体地，对于给定的性能目标，可以通过利用更多的感测反馈比特来节省感测时间。因此，资源应以联合方式分配。基于联合优化框架和两种资源之间的内在关系，提出了两种多用户多天线认知网络中以最大化平均和传输速率为目标的联合资源分配方案。仿真结果表明，采用联合资源分配策略，与传统的固定策略相比，可以获得明显的性能增益。
2014-06-30 cs.IT math.IT
Downlink Throughput Driven Channel Access Framework for Cognitive LTE Femto-Cells
提出了一种基于感知的LTE认知毫微微小区信道接入优化框架，以最大化毫微微小区下行链路吞吐量为目标。认知毫微微小区在宏小区信道空闲时机会性地在宏小区信道上传输。通过使用能量检测的频谱感测来定位那些空闲信道。此外，采用周期性感知来检测感知结果的任何变化。可达到的最大毫微微小区下行链路吞吐量随着宏小区信道占用统计而变化。因此，LTE宏小区占用率使用指数分布混合来经验地建模。LTE认知毫微微小区下行链路吞吐量通过折衷传输效率、所探索的频谱机会和来自宏小区的干扰来最大化。最大限度地提高吞吐量的最佳周期感测间隔的解析解，并通过仿真验证。所获得的结果表明，确实有一个单一的周期性的感测间隔值，最大化LTE认知毫微微小区下行链路吞吐量。在宏小区流量的峰值，我们的框架增加了毫微微小区的吞吐量约15%相比，无意义的情况下。研究了机会接入的可用信道数的影响，发现对于三个以上的信道没有显著的影响。
2015-02-13 cs.IT math.IT
Effective Capacity of Cognitive Radio Links: Accessing Primary Feedback Erroneously
我们研究的认知系统建模的一个次要和一个主要的链路和统计服务质量（QoS）的延迟约束下工作的性能。我们分析了有效容量（EC）来量化延迟约束下的次用户（SU）性能。SU旨在最大化主链路上的反馈消息的益处以减少主用户（PU）的SU干扰，并且机会性地使用信道来发送他的分组。我们假设SU错误地访问PU的反馈信息。我们提出了一个三个功率电平的计划和研究之间的折衷，在EC的SU和可靠性的PU定义为成功率的传输数据包。我们的分析表明，在反馈访问错误的增加会导致更多的干扰PU和分组成功率相应下降。
2014-06-20 cs.IT math.IT
A Game Theory Interpretation for Multiple Access in Cognitive Radio Networks with Random Number of Secondary Users
提出了一种基于博弈论的认知无线电网络多址接入算法。我们解决的问题，多址系统的用户数量和他们的类型是未知的。为了做到这一点，该框架被建模为一个非合作的泊松游戏，其中所有的球员都不知道的设备参与（人口不确定性）的总数。我们提出了一个方案，失败的尝试传输（冲突）的惩罚。在此基础上，我们计算了混合策略下的最优惩罚。所提出的方案传达到一个纳什均衡，其中在可能的吞吐量达到最大。
2013-05-22 cs.GT cs.IT math.IT
Cloud Radio Access meets Heterogeneous Small Cell Networks: A Cognitive Hierarchy Perspective
针对异构网络共存的云无线接入网（CRAN）下行链路，研究了分布式功率分配问题。在该多层系统中，异构网络基站（BS）以及CRAN远程无线电头端寻求选择它们的最佳功率以最大化它们的用户速率。该问题被制定为一个非合作的游戏，其中的球员是CRAN的云和BS。考虑到CRAN和各种BS之间的能力差异，游戏在认知层次理论的框架内进行。在这个框架中，玩家被组织在一个层次结构中，玩家可以选择自己的策略，同时只考虑类似或更低层次的玩家。使用这种分层设计，可以减少CRAN和高功率基站对低功率基站造成的干扰。对于这个博弈，分析了纳什均衡和认知层次均衡的性质。仿真结果表明，所提出的认知层次模型产生显着的性能增益，在总速率方面，达到了两倍的经典非合作博弈的纳什均衡达到的速率。
2016-06-14 cs.IT math.IT
Access Policy Design for Cognitive Secondary Users under a Primary Type-I HARQ Process
在本文中，一个认知无线电网络，由任意数量的次用户（SU），其中主用户（PU）采用类型I混合自动重传请求（HARQ）被认为是。利用PU重传中的冗余，每个SU接收器应用前向干扰消除以在后续PU重传中移除成功解码的PU消息。SU接收器处的PU消息状态的知识和来自PU接收器的ACK/NACK消息被发送回发射器。通过这种方法，并使用约束马尔可夫决策过程（CMDP）模型和约束多代理MDP（CMMDP），集中式和分散式的最佳访问策略的SU提出了最大限度地提高他们的平均吞吐量和下的PU吞吐量约束。在分散的情况下，每个SU的信道接入决策对于其他SU是未知的。数值结果表明，所提出的政策的好处，在SU的总吞吐量。结果还表明，集中式访问策略设计优于分散式设计，特别是当PU可以容忍一个低的平均长期吞吐量。最后讨论了部分状态信息下分散访问策略设计的困难。
2015-06-20 cs.IT math.IT
Distributed Spectrum Access for Cognitive Small Cell Networks: A Robust Graphical Game Approach
这封信研究了认知小小区网络的分布式频谱接入问题。与现有工作相比，考虑了两个固有特征：i）由于低功率，认知小小区基站的传输仅干扰其邻居，即，干扰是局部的，以及i i）信道状态由于衰落是时变的。我们把这个问题表示为一个鲁棒图对策，并证明了它是一个序势对策，至少有一个纯策略纳什均衡（NE）。此外，NE解决方案的吞吐量下限解析获得。针对动态和不完全信息约束，提出了一种分布式频谱接入算法，使其收敛到稳定的结果。仿真结果验证了所提出的博弈论分布式学习解决方案在时变频谱环境中的有效性。
2015-02-24 cs.GT cs.IT math.IT
Non-orthogonal Multiple Access in Large-Scale Underlay Cognitive Radio Networks
本文将非正交多址接入（NOMA）技术应用于随机部署用户的大规模认知无线电（CR）网络。为了表征所考虑的网络的性能，新的封闭形式的中断概率的表达式推导出使用随机几何。更重要的是，通过执行分集分析，在具有不同功率约束的两种场景下获得了新的见解：1）主发射机（PT）的固定发射功率，以及2）PT的发射功率与辅基站的发射功率成比例。对于第一种情形，在第$m$个有序NOMA用户处经历$m$的分集阶数。对于第二种情况，有一个渐进的错误地板的中断概率。仿真结果验证了推导结果的准确性。通过仔细设计用户的目标数据率和功率分配系数，NOMA可以在GPRS网络中获得优于传统正交多址接入的性能。
2016-01-14 cs.IT math.IT
Distributed Cognitive Multiple Access Networks: Power Control, Scheduling and Multiuser Diversity
研究了分布式总功率和干扰受限（DTPIL）认知多址接入网络中的最优分布式功率分配和调度策略（DPASPs）。在DTPIL中，次用户（SU）利用其对次发射次基站（STSB）和次发射主基站（STPB）信道增益的本地知识独立地执行功率分配和调度任务。在这样的网络中，SU的传输功率受到平均总传输功率约束和SU对主基站造成的平均干扰功率约束的限制。我们首先建立了DTPIL网络的注水功率分配和基于阈值的调度策略的联合最优性。然后，我们表明，根据$\frac{1}{\e{}n_h}\log\logp{N}$，其中$n_h$是从STSB信道功率增益的分布获得的参数和$N$是SU的总数的最佳DPASP规模下的次级网络吞吐量。从实用的角度来看，我们的研究结果表明，分布式认知多址接入网络能够收获多用户分集增益，而不采用集中式的路由器和反馈链路，以及不破坏主的服务质量（QoS）
2013-04-13 cs.IT math.IT
On Ergodic Sum Capacity of Fading Cognitive Multiple-Access and Broadcast Channels
研究了认知无线电（CR）网络与现有主无线电网络共享频谱时的信息理论极限。特别是，衰落的认知多址接入信道（C-MAC）的第一次研究，其中多个次用户发送到次基站（BS）下的个人发射功率约束和一组干扰功率约束，每个应用在一个主接收机。本文认为，长期（LT）或短期（ST）的发射功率约束在每个次级发射机的衰落状态，结合LT或ST的干扰功率约束在每个主接收机。在每种情况下，最佳的功率分配方案推导出次级用户，以实现遍历和容量的衰落C-MAC，以及条件的动态时分多址（D-TDMA）计划在次级网络中的最优性。衰落认知广播信道（C-BC），在次级网络中的下行链路传输模型，然后研究下的LT/ST发射功率约束在次级BS联合LT/ST干扰功率约束在每个主接收机。它示出的D-TDMA确实是最佳的实现各态历经的总容量的衰落C-BC的发射功率和干扰功率约束的所有组合。
2009-08-03 cs.IT math.IT
Deep Reinforcement Learning for Simultaneous Sensing and Channel Access in Cognitive Networks
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
我们考虑认知无线网络中的动态频谱接入（DSA）问题，由于窄带感知和传输，只有部分观测可供用户使用。认知网络由主用户（PU）和次用户（SU）组成，它们工作在一个时间同步机制中。每个PU的流量模式被假定为未知的SU，并建模为有限内存马尔可夫链。由于观测是部分的，因此信道感测和接入动作都会影响吞吐量。目标是最大限度地提高SU的长期吞吐量。为了实现这一目标，我们开发了一种新的算法，通过深度Q学习来学习访问和感知策略，称为感知和访问的双深度Q网络（DDQSA）。据我们所知，这是第一篇通过深度Q学习解决DSA感知和访问策略的论文。其次，我们从理论上分析了DDQSA的最优策略，以验证DDQSA的性能。虽然一般的DSA问题是P-SPACE硬，我们推导出的最优策略明确的一个共同的模型的循环用户动态。我们的研究结果表明，DDQSA学习的政策，实现传感和信道访问，并显着优于现有的方法。
2021-10-24 cs.IT cs.LG math.IT
Rate Splitting Multiple Access Aided Mobile Edge Computing in Cognitive Radio Networks
在本文中，我们研究了速率分裂多址接入（RSMA）辅助移动边缘计算（MEC）在认知无线电网络。我们提出了一个RSMA计划，使次要用户卸载任务的MEC服务器利用动态速率分裂，而不会恶化的主要用户的卸载。推导出了最优速率分裂参数的表达式，该参数使次用户的可达速率和所提出的RSMA方案的成功计算概率最大化。通过联合优化任务卸载率和任务卸载时间来最大化成功计算概率，得到了最优解的封闭形式。仿真结果表明，所提出的RSMA方案实现了更高的成功计算概率比现有的非正交多址接入方案。
2022-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Assignment With Access Contention Resolution for Cognitive Radio Networks
在本文中，我们考虑了认知无线电网络的信道分配问题与硬件约束的辅助用户（SU）。特别地，我们假设SU利用一组信道上的频谱漏洞，其中每个SU可以使用最多一个可用信道进行通信。给出了求解相应非线性整数优化问题的最优蛮力搜索算法，并分析了算法的复杂性。由于最优解的复杂度与信道数和SU数呈指数关系，本文提出了两种低复杂度的信道分配算法，可以有效地利用频谱空洞。在第一种算法中，SU被分配不同的信道集合。我们表明，该算法实现了最大的吞吐量限制，如果信道的数量是足够大的。此外，我们提出了一个重叠的信道分配算法，可以提高吞吐量性能相比，其nonoverlapping信道分配对应。此外，我们设计了一个分布式的媒体访问控制（MAC）协议的接入竞争解决方案，并将其集成到重叠信道分配算法。然后，我们分析了饱和吞吐量和所提出的信道分配算法的复杂度。我们还提出了几个潜在的扩展，包括贪婪的信道分配算法的最大-最小公平性准则和吞吐量分析下的发展，考虑到感知误差。最后，数值结果验证了理论结果，并说明了所提出的信道分配算法的性能增益。
2014-04-07 cs.IT cs.NI math.IT
Improper Gaussian signaling for multiple-access channels in underlay cognitive radio
本文考虑了一个未授权的多址接入信道（MAC），与一个授权的点对点用户共存，以下的认知无线电范式。我们假设，除了辅基站的每个收发器有一个天线，并且主用户（PU）受到最小速率约束的保护。与传统的高斯信号的假设相反，我们允许次级用户（SU）发送与其复共轭相关的不适当的高斯信号。当辅基站执行迫零，我们表明，不正确的信令是最佳的，如果干扰信道增益的总和（在一个等效的规范模型）是高于一定的阈值。此外，我们推导出一个有效的算法来计算达到这种情况下的速率区域边界的传输参数。所提出的算法利用了单用户表示的辅助MAC以及新的结果不适当的信令的最优性，在单用户的情况下，当PU被损坏的不适当的噪声。
2018-11-08 cs.IT math.IT
Protocol design and stability/delay analysis of half-duplex buffered cognitive relay systems
在本文中，我们量化的好处，采用中继站在大覆盖范围的认知无线电系统，机会主义地访问授权频谱的一些小覆盖范围内分散的主系统。通过分析研究，我们表明，即使是一个简单的解码和转发（SDF）中继，它只能容纳一个数据包，提供显着的路径损耗增益的空间传输机会和链路的可靠性。然而，这样的方案未能捕获的时空突发性的主要活动，即，当源-中继（SR）链路或中继-目的地（RD）链路被阻塞的主要活动，认知频谱接入停止。为了克服这个障碍，我们进一步提出了缓冲解码转发（BDF）协议。通过利用中继站的无限长缓冲区，节省了SR或RD链路上的阻塞时间用于认知频谱接入。分析表明，缓冲器增益提高了认知中继系统的稳定域和平均端到端时延性能。
2010-01-03 cs.IT math.IT
Channel Exploration and Exploitation with Imperfect Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks
本文研究了认知无线电网络中感知不完善且次用户每次发送的业务量有限时的机会信道感知和接入问题。假设主用户的统计信息是未知的，因此，次用户需要在信道感知和接入过程中在线学习这些信息，这意味着学习损失，也称为遗憾，是不可避免的。在这项研究中，当所有潜在的渠道可以同时被感知的情况下，首先进行调查。信道接入过程被建模为一个多臂强盗问题与侧观察。推导了信道接入规则，并从理论上证明了该信道接入规则具有渐近有限遗憾性。然后的情况下，当次要用户可以只感测有限数量的信道在一个时间进行调查。信道检测和接入过程被建模为一个双层多臂强盗问题。它表明，任何自适应规则至少有对数遗憾。然后推导了信道检测和接入规则，并从理论上证明了它们在有限时间内具有对数渐近后悔性。通过计算机模拟验证了所推导规则的有效性。
2012-01-20 cs.IT math.IT
Dynamic Decentralized Algorithms for Cognitive Radio Relay Networks
提出了一种适用于多主用户和多次用户的认知无线电中继网络的分布式频谱接入算法。所提出的算法背后的关键思想是PU与SU协商货币补偿的量以及SU（i）被允许的频谱接入或（ii）协作中继PU的数据的时间量，使得PU和SU的最小速率要求都得到满足。该算法被证明是灵活的优先级的主要或次要用户。我们证明了该算法将导致最好的稳定匹配，是弱帕累托最优。数值分析还表明，分布式算法可以实现的性能相比，一个最佳的集中式解决方案，但显着更少的开销和复杂性。
2013-07-03 cs.IT cs.NI math.IT
Spatial Throughput Characterization in Cognitive Radio Networks with Threshold-Based Opportunistic Spectrum Access
研究了大规模覆盖认知无线电网络中次用户的机会频谱接入问题。研究了两种基于门限的OSA方案，即主接收机辅助（PRA）协议和主发射机辅助（PTA）协议。在PRA/PTA协议下，仅当从活动的主接收机/发射机（PR/PT）发送的接收信标/导频的最大信号功率低于某个阈值时，才允许次发射机（ST）接入频谱。为了测量所产生的传输机会的次级用户所提出的OSA协议，空间机会的概念，它被定义为概率，在主网络中的任意位置被检测到的空间频谱空洞，然后通过应用工具从随机几何进行评估。基于空间机会，分析了覆盖CR网络的覆盖（无中断传输）性能。在PRA和PTA协议下，利用空间机会和覆盖概率的结果，我们最终描述了空间吞吐量的特征，空间吞吐量被定义为主/辅网络中成功传输的平均空间密度。
2014-01-08 cs.IT math.IT
On the Ergodic Rate of Cognitive Radio Inspired Uplink Multiple Access
随着通信生态系统中的设备数量朝着即将到来的第六代（6G）无线网络的指数增长，需要更多的使能技术和潜在的无线架构来满足高吞吐量、大规模连接、超可靠性和异构服务质量（QoS）的联网要求。在这项工作中，我们考虑一个上行链路网络由一个主用户（PU）和一个辅助用户（SU），并通过整合认知无线电和多址接入的概念，两个协议的基础上，速率分裂多址接入和非正交多址接入与连续干扰消除遍历速率。所考虑的协议旨在在最初仅为PU分配的资源块中服务SU，而不会对PU的QoS产生负面影响。我们提取遍历率的SU考虑一个特定的QoS为PU的两个协议。在数值结果中，我们验证了理论分析，并说明了所考虑的协议的优越性超过两个基准计划。
2022-06-23 cs.IT eess.SP math.IT
Spectrum Access In Cognitive Radio Using A Two Stage Reinforcement Learning Approach
Indian Institute of Technology, Madras（马德拉斯印度理工学院）
随着第五代无线标准的出现以及对更高吞吐量的需求的增加，提高无线系统的频谱效率的方法已经变得非常重要。在认知无线电的上下文中，如果次级用户可以做出关于感测哪个信道以及何时或多久感测一次的智能决策，则吞吐量的大幅增加是可能的。在这里，我们提出了一种算法，不仅选择一个信道进行数据传输，但也预测多长时间的信道将保持空闲，使花费在信道感测的时间可以最小化。我们的算法分两个阶段学习-用于信道选择的强化学习方法和用于确定可以跳过感测的最佳持续时间的贝叶斯方法。与其他学习方法的比较，通过广泛的模拟。我们表明，感测的数量最小化，可以忽略不计的主要干扰的增加，这意味着较少的能量是由次要用户在感测和更高的吞吐量是通过节省感测。
2017-07-31 cs.IT cs.LG cs.NI
Sensing Throughput Optimization in Fading Cognitive Multiple Access Channels With Energy Harvesting Secondary Transmitters
研究了在衰落多址认知无线电网络中，当次用户发射机具有能量收集能力并进行协作频谱感知时，期望和吞吐量最大化问题。我们制定的问题，在有限的时间范围内的认知多址接入网络的总容量最大化的时间平均干扰约束在主用户（PU）和几乎肯定的能源因果关系约束在SU。该问题是关于两个决策变量（频谱接入决策和频谱感知决策）和连续变量（感知时间和发射功率）的混合整数非线性规划。一般来说，这个问题是NP难的。对于这两个决策变量的优化，我们使用一个穷举搜索策略时，时间范围的长度是小的，和一个启发式的政策较长的视野。对于给定的决策变量值，问题简化为SU \textit{transmission power}和\textit{sensing time}的联合优化，这是非凸的性质。我们解决由此产生的优化问题作为一个交替凸优化问题的非因果和因果信道状态信息和收获的能量信息模式在SU基站（SBS）或融合中心（FC）。本文给出了一般有限时间问题在非因果情形下电池容量无限的解析解，将具有因果信息和有限电池容量的问题转化为随机控制问题，并利用动态规划技术求解。数值结果来说明各种算法的性能。
2016-02-22 cs.IT math.IT
System Power Minimization to Access Non-Contiguous Spectrum in Cognitive Radio Networks
使用非连续频谱块的无线传输由于各种场景而变得越来越重要，诸如：次要用户在TV空白空间中避开现任用户;商业和军事系统之间的预期频谱共享;以及未授权频带中的未协调的运营商之间的频谱共享。多信道多无线电（MCMR）平台和非连续正交频分多址（NC-OFDMA）技术是接入这些非连续频谱块的两种商业上可行的传输选择。固定MC-MR由于其支持无线电前端的固定集合而不随着非连续频谱块的数量的增加而缩放。NC-OFDMA允许节点访问这些非连续频谱块，并将空子载波放在剩余的块中。然而，使子载波归零增加了采样率（频谱跨度），这又增加了无线电前端的功耗。我们的工作从跨层的角度来描述这种权衡，特别是通过展示ADC/DAC功耗与采样率曲线的斜率如何影响多跳网络中的调度决策。具体而言，我们提供了一个分支定界算法为基础的混合整数线性规划的解决方案，执行联合功率控制，频谱跨度选择，调度和路由，以最大限度地减少系统功率的多跳NC-OFDMA网络。我们还提供了一个低复杂度（O（E^2 M^2））的贪心算法，其中M和E分别表示信道和链路的数量。数值模拟表明，我们的方法降低了30%的系统功率比经典的基于跨层算法的发射功率最小化。
2016-02-15 cs.IT cs.NI math.IT
Repeated Auctions with Learning for Spectrum Access in Cognitive Radio Networks
University of Houston（休斯顿大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
在本文中，认知无线电网络中的频谱接入建模为一个重复的拍卖游戏的监督和进入成本。对于次要用户，感测成本是由于主要用户的活动而产生的。此外，每个次级用户在成功竞标信道时支付传输成本。由于网络的分布式性质，关于其他次要用户活动的知识是有限的。由此产生的配方，因此是一个不完全信息的动态博弈。本文提出了一种基于过去交易结果的有效竞价学习算法。通过大量的仿真实验表明，所提出的分布式方案优于短视的一阶段算法，并可以实现效率和公平性之间的良好平衡。
2009-10-12 cs.IT cs.LG math.IT
Opportunistic Beamforming using Dumb Basis Patterns in Multiple Access Cognitive Channels
本文研究了干扰受限多址接入（MAC）认知信道中从次网络到主网络存在视距干扰（LoS）时的多用户分集问题。结果表明，对于$N$次用户，并假设莱斯干扰信道，次和容量的规模像$\log\left(\frac{K^{2}+K}{\mathcal{W}\left(\frac{K e^{K}}{N}\right)}\right)$，其中$K$是莱斯信道的$K$因子，和$\mathcal{W}(.)$是朗伯W函数。因此，LoS干扰阻碍了在瑞利信道中经历的可实现的多用户分集增益，其中总容量像$\log(N)$那样增长。为了克服这个问题，我们提出了使用单无线电电子可控寄生阵列辐射器（ESPAR）天线在二次移动终端。使用ESPAR天线，我们诱导干扰信道的人为波动恢复$\log(N)$增长率通过分配随机权重正交{ \it基础模式}。我们将这种技术称为{ \it随机空中波束形成}（RAB）。虽然LoS干扰本来是一个源的容量障碍，我们表明，使用RAB，它实际上可以被利用来提高多用户干扰的多样性，通过提高{ \it有效用户数}以最小的硬件复杂性。
2014-07-05 cs.IT math.IT
Predictive and Recommendatory Spectrum Decision for Cognitive Radio
认知无线电技术能够提高宝贵而稀缺的无线电频谱的利用效率。如何最大限度地提高整体频谱利用率，同时最大限度地减少与主用户的冲突，是认知无线电的关键。关键是做出正确的频谱接入决策。频谱预测可以用于使用频谱带的先前状态来预测频谱带的未来状态，而频谱推荐基于次级用户接入可用频谱带的先前经验来向次级用户推荐可用频谱带的子集。提出了一种基于频谱预测和频谱推荐的频谱决策框架。作为基准，提出了基于极限学习机（ELM）的单用户频谱预测方法和基于Q学习的多用户频谱预测方法。在频谱决策阶段，分别提出了基于Q学习和马尔可夫决策过程（MDP）的两种方法，以提高频谱决策的整体性能。实验结果表明，该频谱判决框架具有较好的性能.
2017-03-09 cs.IT cs.NI math.IT
Resource Allocation and Fairness in Wireless Powered Cooperative Cognitive Radio Networks
我们集成了一个无线供电的通信网络与合作的认知无线电网络，其中多个次要用户（SU）无线供电的混合接入点（HAP）帮助一个主要用户中继数据。作为合作的奖励，次级网络获得频谱接入，其中SU使用时分多址向HAP发送。为了最大化SU的总吞吐量，我们提出了一个二级的总吞吐量最优资源分配（STORA）计划。在满足目标一次速率的约束下，STORA方案选择中继SU的最优集合，并联合执行SU的时间和能量分配。具体来说，通过利用最优解的结构，我们找到了SU优先中继主数据的顺序。由于STORA方案侧重于总吞吐量，它变得不考虑个人SU吞吐量，导致低公平性。为了提高公平性，我们研究了三种资源分配方案，它们是（i）等时间分配，（ii）最小吞吐量最大化，和（iii）成比例的时间分配。仿真结果揭示了吞吐量和公平性之间的权衡。最小吞吐量最大化方案是最公平的方案，因为每个SU获得相同的吞吐量，但产生最小的SU总吞吐量。
2016-06-12 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed MAC Protocol Design for Full-Duplex Cognitive Radio Networks
在本文中，我们考虑全双工认知无线电网络（FDCRN）的媒体访问控制（MAC）协议设计。我们的设计利用了这样一个事实，即全双工（FD）次要用户（SU）可以同时执行频谱感测和接入，这使他们能够在传输过程中检测主用户（PU）的活动。所开发的FD MAC协议采用与802.11 MAC协议中相同的标准退避机制。然而，我们建议在数据传输阶段采用帧分段来及时检测活动PU，其中每个数据分组被分成多个片段，并且活动SU在每个数据片段的末尾进行感测检测。然后，我们开发了一个数学模型来分析所提出的FD MAC协议的吞吐量性能。此外，我们提出了一种算法来配置的MAC协议，使有效的自干扰管理和感知开销控制可以实现。最后，数值结果来评估我们的设计的性能，并证明了吞吐量的提高相比，现有的半双工（HD）认知MAC协议。
2015-06-27 cs.IT cs.NI math.IT
Cognitive Multiple Access Network with Outage Margin in the Primary System
本文研究了在单主链路情况下多用户上行认知无线电系统的频谱有效性问题。次系统应用机会性干扰消除（OIC），并且在这样的机会被创建时解码主信号。我们推导出在二次系统中使用OIC时可达到的速率。该方案具有实际意义，因为它能够在不需要来自主系统的任何动作的情况下实现速率自适应。推导了当主系统受到次用户干扰时，主用户中断概率的\emph{exact}表达式。其次，研究了在主系统中断约束下，最大化和速率的次系统功率分配问题。我们制定的功率优化问题在各种情况下，取决于信道状态信息的可用性和功率约束的类型，并提出了一组简单的解决方案。最后，通过仿真验证了分析结果的正确性，并指出基于所提出的方案可以设计出频谱效率高、复杂度低、灵活性好、性能高的认知无线电系统。
2011-02-12 cs.IT math.IT
Beacon-Assisted Spectrum Access with Cooperative Cognitive Transmitter and Receiver
频谱接入是认知无线电在不干扰传统系统的情况下检测和利用频谱空洞的重要功能。在本文中，我们提出了新型的协作通信模型，并展示了如何在一对辅助发射机和接收机之间部署此类合作来帮助它们更可靠地识别频谱机会。通过动态地和机会主义地将次级用户之一分配为中继以帮助另一个次级用户来促进这些合作，这导致更有效的频谱空洞检测。此外，我们调查的影响，错误检测的频谱空洞和丢失的通信机会的能力的辅助信道。具有干扰避免频谱接入的次用户的容量受到以下因素的影响：1）次发射机-接收机对如何有效地感测空闲频谱的可用性，以及2）次发射机-接收机对关于网络频谱活动的感知如何相关。我们表明，这两个因素都得到了改善，通过使用建议的合作协议。所提出的协议之一需要在网络中进行明确的信息交换。这种信息交换在实践中易于出现无线信道错误（即，是不完美的）并且造成带宽损失。我们分析了这种不完善的信息交换的能力，以及带宽成本的影响，可实现的吞吐量的影响。该协议还扩展到多用户二级网络。
2009-05-27 cs.IT math.IT
Ergodic Sum-Rate Maximization for Fading Cognitive Multiple Access Channels without Successive Interference Cancellation
研究了衰落认知多址接入信道（C-MAC）的各态历经和速率，其中多个次用户（SU）通过次网络（SN）与主用户（PU）共享频带，发送到次基站（SBS）。对SN施加干扰功率约束（IPC）以保护PU。在这样的约束和个人的发射功率约束（TPC）施加在每个SU，我们调查的功率分配策略，以最大化遍历和速率的衰落C-MAC没有连续干扰消除（SIC）。特别地，本文考虑了两种类型的约束：（1）平均TPC和平均IPC，（2）峰值TPC和峰值IPC。对于第一种情况，证明了最优功率分配是动态时分多址（D-TDMA），这与在相同约束条件下，最大化带SIC的衰落C-MAC的遍历和速率的最优功率分配是完全相同的。对于第二种情况，证明了最优解一定在可行域的极值点上。结果表明，当SU数较大时，D-TDMA是概率最优的。此外，我们表明，当SU可以排序在一定的顺序，一个算法的线性复杂度可以用来找到最佳的功率分配。
2014-03-03 cs.IT math.IT
On the Capacity Region of Cognitive Multiple Access over White Space Channels
主动共享空白空间或许可给主用户（PU）的暂时未占用的频谱是提高频谱利用率的实用方式。在本文中，我们考虑的基本问题的速率区域可实现多个二级用户（SU）发送他们的信息到一个共同的接收机在这样的空白空间信道。特别地，PU活动被视为开/关侧信息，其可以由SU因果地或非因果地获得。然后，该系统被建模为一个多开关信道和其可达到的速率区域的特点在某些情况下。通过假设附加边信息，导出了速率区域的外界和内界的显式形式，并在某些特殊情况下证明了它们是紧的。提出了一种最大化总速率的最优速率和功率分配方案。数值结果揭示了边信息、信道相关性和PU活动性对可达速率的影响，也验证了我们的速率和功率分配方案的有效性。我们的工作可能会揭示一些在实际的认知无线电系统的基本限制和设计权衡。
2014-02-22 cs.IT math.IT
Coalitional Games in Partition Form for Joint Spectrum Sensing and Access in Cognitive Radio Networks
认知无线电网络中的非授权次用户（SU）在频谱感知和频谱接入之间存在固有的权衡。虽然每个SU都有动机感测主用户（PU）信道以定位频谱空洞，但这种频谱探索可能以较短的传输时间为代价，因此可能以较小的数据传输容量为代价。本文研究了这种权衡的影响，寻求合作，以提高他们的频谱（感测），减少相互之间的干扰的可能性，并提高他们的传输容量（接入）的SU网络的合作策略。该问题被建模为一个划分形式的联盟博弈，并提出了一个联盟形成的算法。使用所提出的算法，SU可以做出加入或离开联盟的个体分布式决策，同时最大化它们的效用，其捕获用于感测的平均时间以及在接入频谱时实现的容量。结果表明，通过使用所提出的算法，SU可以自组织成一个由不相交的联盟组成的网络分区，每个联盟的成员合作，共同优化其传感和访问性能。仿真结果表明，该算法的性能改善，相对于非合作的情况下产量。结果还显示了该算法如何允许SU自适应环境中的变化，如PU的流量变化或缓慢的移动性。
2012-02-02 cs.IT math.IT
