双用户认知信道中的功率控制和频率复用研究

用于频率复用的可扩展设备到设备通信>> 1

Scalable Device-to-Device Communications For Frequency Reuse >> 1

基于邻近的应用正在成为快速增长的市场，这表明设备到设备（D2D）通信正在成为未来移动数据网的重要部分。我们提出了可扩展的准入和D2D通信蜂窝网络的功率控制方法，以增加频率资源的重用，从而提高网络容量，同时保持所有用户的QoS。所提出的方法的目的是在QoS约束下最大化D2D链路的数量，因此最大化网络频率重用，同时考虑多小区环境中不同级别的复杂度和可用信道状态信息（CSI）。仿真结果表明，采用D2D和所提出的多小区干扰协调和低功率传输方法，网络频谱效率可以提高10倍，同时可以保证较低的中断概率，为所有用户提供QoS。

宽带OFDM系统中的多跳分集：空间复用和频率选择性的影响

Multihop Diversity in Wideband OFDM Systems: The Impact of Spatial Reuse and Frequency Selectivity

本文的目标是建立无线网络的实际路由方案是最适合宽带系统的功率有限的制度，这是，例如，一个实际相关的操作模式的超宽带（UWB）网状网络的分析。为此，我们研究了宽带线性多跳网络中的能量效率和频谱效率（称为功率带宽权衡）之间的权衡，其中传输采用正交频分复用（OFDM）调制，并受准静态，频率选择性衰落。考虑开环（固定速率）和闭环（速率自适应）多跳中继技术，我们的特点的影响，空间复用的路由端到端的条件互信息（条件的信道衰落参数的具体值，因此被视为一个随机变量）的统计特性和宽带制度的能源和频谱效率的措施。我们的分析特别涉及在大量跳的情况下这些端到端性能测量的收敛，即，该现象首先在\cite{Oyman06b}中观察到，并被命名为"多跳分集“。我们的研究结果表明，在无线信道的影响，如路径损耗和准静态频率选择性多径衰落的宽带OFDM系统的空间复用路由的情况下，多跳分集的优势的可实现性。

认知无线电系统中的快速循环频域特征检测

Fast Cycle Frequency Domain Feature Detection for Cognitive Radio Systems

在认知无线电系统中，一个主要的要求是检测主用户的传输，特别是在弱信号的情况下。循环平稳检测是解决弱信号检测的常用方法，但其计算复杂性限制了其广泛应用。本文提出了一种快速的循环频域特征检测算法，该算法只考虑特定调制模式下具有显著循环特征的特征频率。仿真结果表明，该算法在支持实时检测的同时，以较低的计算复杂性获得了比能量检测显著的性能增益。

OFDMA蜂窝网络部分频率复用的分析评估

Analytical Evaluation of Fractional Frequency Reuse for OFDMA Cellular Networks

部分频率复用（FFR）是非常适合于基于OFDMA的蜂窝网络的干扰管理技术，其中小区被划分成具有不同频率复用因子的空间区域。迄今为止，FFR技术通常通过系统级模拟进行评估，使用基站位置的六边形网格。相反，本文侧重于分析评估两种主要类型的FFR部署-严格FFR和软频率重用（SFR）-使用泊松点过程来模拟基站位置。将结果与标准网格模型和实际城市部署进行比较。在现代蜂窝网络的合理特殊情况下，我们的结果简化为简单的封闭形式的表达式，这提供了深入了解系统设计准则和严格的FFR，SFR，通用复用和固定频率复用的相对优点。我们观察到FFR提供了总速率的增加以及小区边缘用户的改善覆盖的众所周知的益处。最后，基于解析表达式提出了一种与SINR成比例的资源分配策略，表明严格FFR在低业务负载时提供更大的整体网络吞吐量，而SFR在高业务负载时更好地平衡了干扰降低和资源效率的要求。

用于认知无线电的范德蒙频分复用技术

Vandermonde Frequency Division Multiplexing for Cognitive Radio

我们考虑一个认知无线电的情况下，一个主要的和次要的用户希望与他们相应的接收机同时通过频率选择性信道进行通信。在现实的假设下，二次发射机没有侧信息的主要的消息，每个发射机只知道它的本地信道，我们提出了一个范德蒙预编码器，消除干扰，从二次用户利用冗余的循环前缀。我们的数值例子表明，VFDM，与一个适当的设计的输入协方差，使次要用户，以实现相当大的速率，同时产生零干扰的主要用户。

两层认知无线电网络中的范德蒙子空间频分复用

Vandermonde-subspace Frequency Division Multiplexing for Two-Tiered Cognitive Radio Networks

Vandermonde子空间频分复用（VFDM）是一种用于认知无线电的重叠频谱共享技术。VFDM利用基于Vandermonde结构的预编码器来在次系统上发送信息，同时保持基于正交频分复用（OFDM）的主系统无干扰。为此，VFDM利用频率选择性和主系统对循环前缀的使用。在此，给出了VFDM的全局视图，还包括诸如线性接收机和信道估计的影响的实际方面。我们表明，VFDM提供了一个频谱效率增加高达1 bps/Hz的认知无线电系统的基础上未使用的频带检测。我们还提出了一些关键的设计参数，其未来的实施和可行的信道估计协议。最后，我们表明，即使当一些理论假设放宽，VFDM提供不可忽略的速率，同时保护主系统。

异构网络中的联合用户关联和复用模式选择

Joint User Association and Reuse Pattern Selection in Heterogeneous Networks

LTE异构网络（HetNet）的成功部署关键取决于小区间干扰（ICI）管理。在ICI协调方案中，分数频率复用（FFR）被认为是非常适合于基于OFDMA的HetNet的有效技术。在此上下文中的两个耦合问题是：1）如何考虑可用候选小区的长列表将用户关联到适当的基站，以及2）如何在多个小区之间分配频率资源。在本文中，我们把多小区频率分配的频率划分之间的多个复用模式，并开发了一种新的算法来解决这两个耦合的问题，在联合的方式。我们还提供了实用的标准，以选择一组必要的候选模式，从所有可能的模式。结果表明，所提出的联合策略既提高了小区边缘用户的吞吐量，又提高了网络的整体吞吐量。

基于频率复用的卫星网络信道分配的非合作微分对策模型

A Non-cooperative Differential Game Model for Frequency Reuse based Channel Allocation in Satellite Networks

研究了低轨卫星移动通信系统的信道资源分配问题，提出了一种基于微分对策的动态信道资源分配方案。最优信道资源分配给每个卫星波束被制定为纳什均衡。证明了基于微分对策的信道资源分配方案是可行和可接受的。仿真结果表明，该方案可以有效地提高系统性能.

衰落信道和频偏下认知无线电的盲频谱感知

Blind Spectrum Sensing in Cognitive Radio over Fading Channels and Frequency Offsets

本文研究了认知无线电中的频谱感知问题。我们考虑一个随机系统模型，其中主用户（PU）在衰落信道上发送周期信号。研究了由于振荡器失配和多普勒偏移引起的频率偏移的影响。我们表明，在这种情况下，似然比检验（LRT）不能逐点评价。我们提出了一种新的方法来近似边缘化的频率偏移使用一个单点估计。这是通过一个低复杂度的约束自适应陷波滤波器（CANF）来估计频率偏移。通过数值模拟的性能进行评估，它表明，所提出的频谱感知方案可以实现相同的性能作为接近最佳的方案，即基于一个银行的匹配滤波器，只使用所需的复杂性的一小部分。

具有频率复用的通用半双工多载波无线网络的广义跨层设计

Generalized Cross-Layer Designs for Generic Half-Duplex Multicarrier Wireless Networks with Frequency-Reuse

在本文中，联合设计的数据路由和资源分配开发的通用半双工多载波无线网络中，每个子载波可以重用的多个链路。考虑两种情况。第一种情况属于一般情况，其中每个子载波可以由多个链路分时共享，而第二种情况属于特殊情况，其中不允许分时，并且子载波一旦被分配给一组链路，则在整个信令间隔中由那些链路使用。新的框架开发，以优化数据路由，子载波调度和功率分配的联合设计。这些设计问题是非凸的，因此难以解决。为了规避这个困难，有效的技术的基础上几何规划的发展，以获得局部最优解。数值结果表明，在这两种情况下开发的设计产生的性能优于他们的同行，其中频率复用是不允许的。

认知无线电系统中循环频域噪声与特征检测的理论分析

Theoretical Analysis of Cyclic Frequency Domain Noise and Feature Detection for Cognitive Radio Systems

在认知无线电系统中，循环平稳特征检测在频谱感知中起着重要的作用，特别是在低信噪比的情况下。为了在一定的噪声水平和预设的漏检概率Pf下配置检测阈值，推导观测变量的理论分布是很重要的。本文研究了循环频域中的噪声分布，发现广义极值（GEV）分布是一种精确的匹配。采用极大似然估计方法对GEV参数进行估计。蒙特卡洛模拟结果表明，模拟ROC曲线与理论ROC曲线吻合较好，证明了理论分布模型的有效性。

集中式认知无线电网络中的协作宽带频谱感知

Cooperative Wideband Spectrum Sensing for the Centralized Cognitive Radio Network

各种主用户（PU）无线电已经被分配到整个频谱中的固定频带中。认知无线电网络（CRN）应该能够执行宽带频谱感知（WSS）以检测暂时未被占用的频带。我们总结了四个占用频带的功能。1.居住稀疏; 2。频带分配信息是固定的和公共的; 3.频带用途有三类; 4.所占用的频带在CRN中是常见的。首次将所有特征作为压缩感知协作WSS（CWSS）算法设计的先验知识，用于集中式CRN。提出了一种改进的正交匹配追踪（Mod-OMP）算法和一种改进的同步正交匹配追踪（Mod-SOMP）算法。我们比较了CWSS性能的Mod-OMP/Mod-SOMP与原来的OMP/SOMP，并显示性能的改善。

通过ARQ的比特数

Bits through ARQs

动态频率复用中的一个基本问题是认知无线电不知道它对主许可证持有者造成的干扰量。针对这种情况提出了一个模型，并进行了分析。主设备通过擦除信道发送数据包，并采用简单的ACK/NAK反馈（ARQ）来重新发送擦除数据包。此外，它的擦除概率的认知无线电的活动的影响。虽然认知无线电不知道这些干扰特性，但它可以窃听主设备的ARQ。该模型导致的策略，其中认知无线电自适应地调整其输入的基础上，主要的ARQ，从而保证主要超过目标数据包速率。一个相对简单的策略，即认知无线电传输只有当主的经验数据包速率超过一个阈值被证明有有趣的普遍属性的意义上说，对于未知的时变干扰特性，主要是保证满足其目标速率。此外，这种策略的一个更复杂的版本被证明是认知无线电的能力实现时，干扰特性是时不变的。

位置感知移动认知无线电Ad Hoc网络并发传输的最优功率控制

Optimal Power Control for Concurrent Transmissions of Location-aware Mobile Cognitive Radio Ad Hoc Networks

在认知无线电（CR）网络中，CR用户打算在授权给传统网络的相同频谱带上操作。在保护传统网络中的通信和最大化CR传输的吞吐量之间存在折衷，特别是当CR链路由于CR用户的移动性而不稳定时。由于频谱感知的非零误检概率和实现复杂性，本文研究了一种无需感知的移动CR自组网频谱共享方案，通过在CR网络中引入位置感知能力来提高频率复用率。我们提出了一种最优的功率控制算法的CR发射机，以最大限度地提高CR用户的并发传输区域，特别是在移动场景。在所提出的功率控制算法下，移动CR网络在不对传统网络中的主用户造成有害干扰的情况下实现了最大吞吐量。仿真结果表明，所提出的最优功率控制算法在提高网络中的分组投递率方面优于采用固定功率策略的算法。

异构蜂窝网络部分频率复用的分析评估

Analytical Evaluation of Fractional Frequency Reuse for Heterogeneous Cellular Networks

干扰管理技术对于异构蜂窝网络的性能至关重要，异构蜂窝网络将具有密集且重叠的覆盖区域，并且经历高水平的干扰。分数频率复用（FFR）是一种有吸引力的干扰管理技术，这是由于其低复杂度和开销以及对于低百分位（小区边缘）用户的显著覆盖改善。本文提出了一种基于空间泊松点过程评估严格FFR和软频率复用（SFR）部署的分析模型，而不是依赖于基于确定性接入点定位的系统仿真。我们的研究结果既捕获异构部署的非均匀性，并产生易于处理的表达式，可用于系统设计与严格的FFR和SFR。我们观察到，为具有最低平均SINR的每个层的用户保留的严格FFR频带的使用在覆盖和速率方面提供了最高增益，而SFR的使用允许更有效地使用层之间的共享频谱，同时仍然减轻了大部分干扰。此外，在某些层中具有封闭接入的多层网络的背景下，所提出的框架示出了跨层干扰对封闭接入FFR的影响，并且通知了在开放获取中关键FFR参数的选择。

Adaptive Bit Allocation for OFDM Cognitive Radio Systems with Imperfect Channel Estimation

Cognitive radios hold tremendous promise for increasing the spectral efficiency of wireless communication systems. In this paper, an adaptive bit allocation algorithm is presented for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) CR systems operating in a frequency selective fading environment. The algorithm maximizes the CR system throughput in the presence of narrowband interference, while guaranteeing a BER below a predefined threshold. The effect of imperfect channel estimation on the algorithm's performance is also studied.

认知多跳中继系统中分散式动态跳数选择与功率控制

Decentralized Dynamic Hop Selection and Power Control in Cognitive Multi-hop Relay Systems

本文研究了一种认知多跳中继次用户系统，该系统与多个主用户共享频谱。在多跳SU系统中，认知中继的发射功率和跳数选择可以根据瞬时信道状态信息（CSI）的局部（和因果）知识进行动态自适应。我们将确定一个低复杂度，分散的算法，以最大限度地提高平均端到端的吞吐量的SU系统与动态空间重用。该问题是具有挑战性的，由于分散的需求，以及因果关系约束的知识CSI。此外，该问题属于随机网络效用最大化（NUM）问题，这是相当具有挑战性的。我们利用PU活动和CSI波动之间的时间尺度差异，并将问题分解为一个主问题和子问题。我们推导出一个渐近最优的低复杂度的解决方案，使用分治，并说明了显着的性能增益，可以通过动态跳数选择和功率控制。该算法的最坏情况复杂度和内存需求分别为O（M^2）和O（M^3），其中$M$是SU的数量。

多用户认知通信中联合信道估计和CFO的低时延低复杂度EKF设计

A Low-Delay Low-Complexity EKF Design for Joint Channel and CFO Estimation in Multi-User Cognitive Communications

认知通信中的参数估计问题可以归结为一个多用户估计问题，该问题在最大似然解下是可解的，但具有较高的计算复杂性。提出了一种基于分时干扰抑制的扩展卡尔曼滤波器（EKF）设计方法，用于多认知用户的载波频偏和信道估计。其关键目标是通过将高维参数分解为多个独立的低维估计问题来实现低实现复杂度，这些问题可以通过流水线操作以分时方式解决。我们首先提出了一个基本的EKF设计，估计从一个TX用户到一个RX天线的参数。然后，这样的基本设计被时间共享并被重用以估计从多个TX用户到多个RX天线的参数。同时，我们使用干扰抑制模块来消除每个RX采样处的同频干扰。此外，我们进一步提出自适应噪声方差跟踪模块，以提高估计性能。所提出的设计具有低延迟和低缓冲区大小（由于其在线实时处理），以及低实现复杂度（由于分时和流水线设计）。其估计性能接近Cramer-Rao界。

QoS约束和干扰限制下的认知无线电传输

Cognitive Radio Transmission under QoS Constraints and Interference Limitations

本文研究了服务质量（QoS）约束和干扰限制下的认知传输性能。假设认知次用户最初在多个频带（或等效信道）上执行感知以检测主用户的活动。随后，它们根据信道感测决策和衰落环境以可变功率和速率在单个信道中执行传输。一个状态转换模型被构造来模拟这种认知操作。缓冲区长度的统计限制，考虑到认知二次用户的QoS约束。在这样的QoS约束和对主用户造成的干扰的限制下，通过找到认知无线电信道的有效容量来确定最大吞吐量。得到了最优功率分配策略，确定了最优信道选择准则。有效容量，干扰和QoS约束，信道检测参数和可靠性，衰落，和可用频带的数量之间的复杂的相互作用进行了研究，通过数值结果。

大规模MIMO系统中的部分导频复用

Fractional Pilot Reuse in Massive MIMO Systems

已知导频污染是大规模MIMO多小区通信的主要损害之一。受分数频率复用的概念和最近的贡献之间的非相邻小区的导频重用的启发，我们提出了一种新的导频分配方案，以减轻这种影响。关键思想是允许最靠近其基站的相邻小区中的用户重用相同的导频序列。专注于上行链路，我们得到的表达式为不同的线性组合技术在基站的每个小区的整体频谱效率，并使用它们来获得最佳的导频复用参数和最佳的预定用户数。数值结果表明，相对于现有技术的频谱效率显着改善。

认知无线电中基于总变差最小化的压缩宽带频谱感知

Total Variation Minimization Based Compressive Wideband Spectrum Sensing for Cognitive Radios

宽带频谱感知是认知无线电系统的重要组成部分。它的主要挑战是太高的采样率要求。压缩感知（CS）有望解决这一问题，目前基于压缩感知的宽带频谱感知方法几乎都是利用频率稀疏性来实现的。为了实现宽带频谱变化的快速、鲁棒检测，采用全变分最小化方法，充分利用时域和频域结构信息，提高稀疏度。由于得到的矢量较稀疏，频谱感知周期缩短，感知精度提高。理论分析和数值实验都证明了该算法的有效性。

Power Control and Frequency Band Selection Policies for Underlay MIMO Cognitive Radio

We study power control and frequency band selection policies for multi-band underlay MIMO cognitive radio with the objective of maximizing the rate of a secondary user (SU) link while limiting the interference leakage towards primary users (PUs) below a threshold. The goal of the SU in each policy is to select one frequency band in each time slot and determine the transmit power. To limit the interference towards PU in time-varying channels, we propose fixed and dynamic transmit power control schemes which depend on PU traffic and the temporal correlation of channels between the SU and the PU.…

On Partially Overlapping Coexistence for Dynamic Spectrum Access in Cognitive Radio

In this paper, we study partially overlapping co-existence scenarios in cognitive radio environment. We consider an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) cognitive system coexisting with a narrow-band (NB) and an OFDM primary system, respectively. We focus on finding the minimum frequency separation between the coexisting systems to meet a certain target BER. Windowing and nulling are used as simple techniques to reduce the OFDM out-of-band radiations, and, hence decrease the separation. The effect of these techniques on the OFDM spectral efficiency and PAPR is also studied.

宽带OFDM认知无线电中的频谱感知

Spectrum Sensing in Wideband OFDM Cognitive Radios

研究了基于正交频分复用（OFDM）的认知无线电（CR）系统中主用户（PU）信号的检测。根据检测器已知的PU信号的先验知识，提出了三种基于Neyman-Pearson原理的检测算法。在第一种情况下，高斯PU信号与完全已知的概率密度函数（PDF），除了其接收功率被认为是。PU信号所驻留的频带也被假定为已知的。在可能被PU信号干扰的每个OFDM子载波处单独地执行检测，并且然后将结果组合以形成最终判决。在第二种情况下，PU信号所在的子载波是已知的。来自所有可能受干扰的子载波的观测被联合考虑，以利用PU信号的存在同时干扰所有子载波的事实。在最后一种情况下，假设没有PU信号先验知识可用。该检测涉及对干扰频带的搜索。所提出的检测器是能够检测到突然的功率变化时，沿频率轴跟踪。

认知无线电网络中不可信次用户的联合安全波束形成

Joint Secure Beamforming for Cognitive Radio Networks with Untrusted Secondary Users

在本文中，我们认为在正交频分多址（OFDMA）系统的信息接收机（IR）和能量接收机（ER）共存的同时无线信息和功率传输（SWIPT）。IR被服务于尽力保密数据，并且ER以最小所需的收获功率收获能量。为了增强物理层安全性，同时满足能量收集要求，我们引入了一种新的基于频域人工噪声的方法。通过发射功率和子载波分配研究了加权和保密率最大化的最优资源分配问题。所考虑的问题是非凸的，而我们提出了一个有效的算法来解决它的基础上拉格朗日对偶方法。仿真结果表明，与其他启发式方案相比，该算法的有效性。

基于认知无线电网络下双向中继与干扰对齐辅助的无线供电通信

Wireless-Powered Communication Assisted by Two-Way Relay with Interference Alignment Underlaying Cognitive Radio Network

本文针对MIMO认知无线电网络中无线供电次级系统，提出结合功率分割、双向DF中继和基于MMSE的干扰对齐的两步设计方法，以最小化中断概率，仿真显示中断概率平均降低超过两个数量级。

Interference-Managed Local Service Insertion for 5G Broadcast

Broadcast of localized TV content enables tailored content delivery catering to the requirements of regional user base. 5G multicast-broadcast service (MBS) requires a spectrally efficient broadcast solution that enables the change of content from one local service area (LSA) to another. A frequency reuse factor of unity between two adjacent LSAs causes their boundary region to become saturated with co-channel interference (CCI). Increasing the reuse factor will reduce the CCI at the cost of degrading the spectral efficiency. This paper addresses the frequency and transmit power planning which…

基于多智能体Q学习的认知无线Mesh网络功率分配

Power Allocation for Cognitive Wireless Mesh Networks by Applying Multi-agent Q-learning Approach

随着频谱资源的日益拥挤，认知无线电（CR）通过机会性地接入授权频段来提高频谱效率，表现出极大的灵活性。在网络中操作这种无线电的关键挑战之一是如何在满足主用户（PU）的服务质量（QoS）约束的同时在次用户（SU）之间有效地分配传输功率和频率资源。在本文中，我们专注于非合作的认知无线网状网络（CogMesh）的功率分配问题，形成了一些集群的能源效率的考虑。由于SU的自私性和自发性，该问题被建模为一个随机学习过程。首先将单智能体Q-learning算法扩展到多用户环境，然后提出一种基于猜想的多智能体Q-learning算法，以实现仅具有私有和不完全信息的最优传输策略。智能SU根据对其他SU随机行为的推测进行Q函数更新。这种学习算法可证明收敛给定的某些限制，在学习过程中出现。通过仿真实验验证了算法的性能，并证明了其提高能量效率的有效性。

超宽带认知无线电时延估计的理论限制

Theoretical Limits on Time Delay Estimation for Ultra-Wideband Cognitive Radios

研究了超宽带认知无线电系统中时延估计的理论极限。对于一个通用的UWB频谱与分散的频带，Cramer-Rao下界（CRLB）推导出未知的信道系数和载波频率偏移（CFO）。然后，通过得到具体的CRLB表达式，研究了未知信道系数和CFO对线性和非线性调制训练信号的影响。结果表明，对于具有恒定包络的线性调制，可以减轻未知参数的影响。最后，数值结果，支持理论分析。

不完全交叉链路知识下OFDMA认知无线电的频谱效率

Spectral Efficiency of OFDMA Cognitive Radios under Imperfect Cross-Link Knowledge

我们分析了正交频分多址（OFDMA）认知无线电（CR）的频谱效率的性能和限制与交叉链路知识的不完善的可用性。特别是，在对比传统的“平均”和“最坏”的情况下，在文献中的信道估计误差，我们提出了一种随机的方法来减轻对主用户的总施加的干扰。结合了自适应资源分配算法，以在发射和干扰功率约束下优化认知系统功能。推导了接收信号与干扰噪声比（SINR）的累积密度函数（cdf）表达式，用于评估平均频谱效率。通过计算机模拟证实了分析推导和结果。

认知无线电网络中宽带频谱感知的空谱联合检测

Spatial-Spectral Joint Detection for Wideband Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks

频谱感知是一项基本功能，它使认知无线电能够检测频谱空洞，并在不对主网络造成有害干扰的情况下适时使用未充分利用的频带。由于单个认知无线电可能无法可靠地检测到微弱的主信号，由于信道衰落/阴影，本文提出了一种合作的宽带频谱感知方案，称为空间-频谱联合检测，这是基于线性组合的本地统计从空间分布的多个认知无线电。将协同感知问题转化为一个优化问题，在实际条件下通过数学变换可以得到次优但有效的解。

基于学习的认知小蜂窝两层异构网络共存

Learning-Based Coexistence in Two-Tier Heterogeneous Networks with Cognitive Small Cells

研究了具有认知小基站的两层异构网络（HetNet）中的共存问题。特别地，我们考虑一个认知HetNet，其中认知小基站（C-SBS）被允许使用具有接入概率（AP）的宏小区的频带，只要C-SBS满足在宏用户（MU）处的预设干扰概率（IP）约束。为了提高C-SBS的接入点（或传输机会），本文提出了一种基于学习的C-SBS算法，并利用了宏基站（MBS）与MU之间的距离信息。我们使得C-SBS能够分析目标频带上的MBS信号，并且学习MBS与对应MU之间的距离信息。利用学习到的距离信息，我们计算了C-SBS可能干扰MU的概率的上界，并在IP约束下设计了具有封闭形式表达式的AP。数值结果表明，该算法优于现有的方法，直到$60\%$ AP（或传输机会）。

基于认知无线电的移动Ad Hoc网络拓扑控制与路由

Topology Control and Routing in Mobile Ad Hoc Networks with Cognitive Radios

认知无线电（CR）技术将对移动自组织网络（MANDNET）上层性能产生重大影响。本文主要研究了CR-MANNETWORK中的拓扑控制和路由问题。我们提出了一个分布式的预测为基础的认知拓扑控制（PCTC）计划提供认知能力的CR-MANDANT路由。PCTC是一个类似中间件的跨层模块，位于CR模块和路由之间。PCTC方案利用认知链路可用性预测技术来预测CR-MANN中链路的可用持续时间。基于链接预测，PCTC构建了一个高效可靠的拓扑结构，旨在降低重路由频率，提高端到端网络性能，如吞吐量和延迟。仿真结果表明了该方案的有效性。

OFDM认知无线电网络中基于能量比算法的频谱监测

Spectrum Monitoring Using Energy Ratio Algorithm For OFDM-Based Cognitive Radio Networks

提出了一种基于正交频分复用（OFDM）的认知无线电频谱监测算法，该算法能够在次用户传输过程中检测主用户的重现。所提出的技术降低了必须执行频谱感测的频率，并且大大减少了主传输的开始与其被次级网络检测之间的经过时间。这是通过感测多个预留OFDM子载波上的信号强度的变化来完成的，使得快速检测到主用户的再现。此外，OFDM损伤，如功率泄漏，窄带干扰（NBI），和载波间干扰（ICI）的影响进行了研究，并研究了它们对所提出的技术。理论分析和仿真实验均表明，\emph{energy ratio}算法能够有效、准确地检测出主用户的出现。此外，我们的方法实现了高免疫力的频率选择性衰落信道的单和多接收天线系统，与一个传统的能量检测器的复杂性，大约是两倍。

Interference-Aware Accurate Signal Recovery in sub-1 GHz UHF Band Reuse-1 Cellular OFDMA Downlinks

Reuse-1 systems operating in the sub-1 GHz UHF band are limited by substantial co-channel interference (CCI). In such orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) cellular systems, the inter-sector or inter-tower interference (ITI) makes accurate signal recovery quite challenging as sub-1 GHz bands only support single-input single-output (SISO) links. Interference-aware receiver algorithms are essential to mitigate the ITI in such low-frequency bands. Such algorithms enable ubiquitous mobile broadband access over the entire homeland, say with >95% geographical coverage with quality of…

同质主业务下无公共控制信道的认知无线电Ad Hoc网络频谱切换性能分析

Performance Analysis of Spectrum Handoff for Cognitive Radio Ad Hoc Networks without Common Control Channel under Homogeneous Primary Traffic

认知无线电（CR）技术被认为是解决频谱稀缺问题的一种有效方法.由于CR网络的频谱变化性质，当授权用户重用频谱时，需要未授权用户执行频谱切换。在本文中，我们研究了频谱切换过程中的性能在CR ad hoc网络下均匀的主要业务。我们提出了一种新的三维离散时间马尔可夫链来描述频谱的衰落过程，并分析了非授权用户的性能。由于在真正的CR网络中，一个专用的公共控制信道是不切实际的，在我们的模型中，我们实现了一个网络协调方案，没有专用的公共控制信道是必要的。此外，在无线通信中，不能立即检测同时传输之间的冲突，并且需要重传整个冲突分组，这极大地影响了网络性能。有了这个观察，我们还考虑了在我们提出的离散时间马尔可夫链中的冲突数据包的重传。此外，除了随机信道选择方案，我们研究了不同的信道选择方案对频谱切换过程的性能的影响。此外，我们还考虑了频谱感知延迟在我们提出的马尔可夫模型，并研究其对网络性能的影响。我们验证了我们提出的马尔可夫模型对模拟和频谱切换场景中的其他参数的兴趣得到的数值结果。我们提出的分析模型可以应用于各种实际的网络场景。它也提供了新的见解的过程中的频谱衰减。目前，没有现有的分析认为，频谱切换的全面方面，我们认为在本文中。

来自地狱的认知无线电：对直接序列扩频的翻转攻击

Cognitive Radio from Hell: Flipping Attack on Direct-Sequence Spread Spectrum

在本文中，我们介绍了一个强大的对抗攻击，称为翻转攻击，直接序列扩频（DSSS）系统。在这种攻击中，适当地位于发射机和接收机之间的攻击者以50%的速率在空中瞬时翻转所发送的符号，从而将信道容量驱动为零。与传统的干扰攻击不同，这种攻击在完美执行时，无法在接收器处使用信噪比测量来检测。然而，这种攻击需要攻击者完全知道模型中所有通道的实现。我们首先介绍了翻转攻击的窄带频率平坦信道的后果，并随后讨论其在宽带频率选择性信道的可行性。从合法用户的角度，我们提出了一种方法来检测这种攻击，并提出了算法，以提高在攻击下的错误性能。我们强调，未来的网络物理系统，采用DSSS应设计收发器，以检测拟议的翻转攻击，然后应用适当的对策。

认知无线电中一种新的基于两比特判决的两阶段熵鲁棒协作频谱感知方案

A Novel Two-stage Entropy-based Robust Cooperative Spectrum Sensing Scheme with Two-bit Decision in Cognitive Radio

频谱感知是认知无线电的关键问题。然而，当噪声不确定性严重时，传统检测器变得无效。证明了高斯白噪声在频域的熵是常数，提出了一种基于谱幅熵的鲁棒检测器。本文提出了一种新的基于谱功率密度熵的检测器，它的性能优于以前的方案，具有较低的计算复杂性。此外，为了提高检测的可靠性，提出了一种基于熵的两阶段协作频谱感知方案，该方案采用两比特判决，仿真结果表明，该方案具有较低的计算复杂性，性能优越。

一种新的交织认知无线电带外能量收集方案

A New Interweave Cognitive Radio Scheme for Out-band Energy Harvesting Systems

在本文中，一个新的交织认知无线电（CR）传输方案的能量收集（EH）使能的发射节点进行了分析。EH经由专用功率信标（PB）基站通过无线功率传输来执行，其将能量收集到主系统和辅助系统两者。考虑PB与两个异构系统之间的带外操作模式（即，数据通信和EH在不同的频带上实现）。研究了新交织CR系统在独立且不一定同分布的$κ-μ$阴影衰落信道下的性能。代表性的数值和模拟结果证实了所提出的计划和分析的有效性，同时提供了一些有用的工程见解。

下行链路蜂窝OFDMA系统的资源分配：II部分-实用算法和最佳重用因子

Resource Allocation for Downlink Cellular OFDMA Systems: Part II - Practical Algorithms and Optimal Reuse Factor

在配套文件中，我们的特点是最佳的资源分配的功率控制和子载波分配，下行扇区OFDMA系统。在我们的模型中，为了便于分析，网络被假设为一维。我们还假设可用带宽的某一部分可能被不同的基站重用，而带宽的另一部分以正交的方式在这些基站之间共享。在第一部分中描述的最优资源分配是在满足所有用户速率要求的约束下，通过最小化网络所花费的总功率来获得的。当使用最优资源分配时，任何用户在重用带宽或受保护带宽中接收数据，但不在两者中接收数据（除了每个小区中最多一个非重用用户）。我们还提出了一个算法，确定用户的最佳值资源分配参数。在第一部分中提出的最优分配算法需要大量的操作。本文提出了一种低复杂度的分布式实用资源分配算法。我们研究了这种简化的资源分配算法和第一部分的最优资源分配算法的渐近行为，因为每个小区中的用户数趋于无穷大。我们的分析可以证明，所提出的简化算法是渐近最优的。作为我们的分析的副产品，我们表征的频率复用因子的最佳值。

频谱池系统的频谱效率

Spectral Efficiency of Spectrum Pooling Systems

在这篇文章中，我们研究了使用认知无线电重用本地未使用的频谱，以增加系统的总容量的想法。我们考虑一个多频带/宽带系统中的主要和认知用户希望通信到不同的接收机，受到相互干扰，并假设每个用户只知道他的信道和未使用的频谱，通过适当的感知。该方案的基本思想是基于频谱池的概念。这个想法很简单：认知无线电将监听信道，如果感知到空闲，将在空闲期间发送。事实证明，虽然它的简单性，所提出的计划表现出非常有趣的功能，频谱效率和最大数量的可能成对的认知通信。我们施加的约束，用户连续传输可用的频段，通过自私的水填充。对于第一次，我们的研究量化了渐近（相对于频带）可实现的增益，使用频谱池的频谱效率相比，经典的无线电系统。然后，我们推导出总的频谱效率，以及可能的成对通信的最大数量这样的频谱池系统。

OFDM两层网络中的认知干扰对齐

Cognitive Interference Alignment for OFDM Two-tiered Networks

在这方面的贡献，我们介绍了一种干扰对齐方案，允许共存的正交频分复用（OFDM）的宏小区和认知小小区，部署在一个两层的结构，并在相同的带宽上传输。我们推导出单天线辅基站的最优线性策略，最大化机会链路的频谱效率，同时考虑信号子空间结构和功率加载策略。我们的分析和数值结果证明，所提出的预编码器结构是最佳的考虑的情况下，面对瑞利和指数衰减信道。

认知空间归一化及其在衰落认知无线电网络中的应用

Opportunistic Spatial Orthogonalization and Its Application in Fading Cognitive Radio Networks

认知空间分集（OSO）是一种认知无线电方案，它允许次用户的存在，从而提高系统吞吐量，即使主用户一直占用所有的频带。值得注意的是，如果仔细选择干扰容限，则在不牺牲主用户的性能的情况下获得该吞吐量优势。其关键思想是利用空间维度正交用户，从而最大限度地减少干扰。然而，与时间和频率维度不同，所有多维空间信道的集合没有通用的基础，这促使了OSO的发展。一方面，OSO可以看作是一种利用信道随机性和独立性的多用户分集方案。另一方面，OSO可以被解释为机会干扰对准方案，其中来自多个次级用户的干扰在与主用户的信号空间正交的方向上机会对准。在多输入多输出（MIMO）信道的情况下，OSO方案可以被解释为在本征信道上“骑峰”，并且传统上被视为有害的病态MIMO信道被示出为相对于总吞吐量是有益的。提出的优势进行了深入研究，无论是分析和数值。

多用户认知干扰信道：综述和新的容量结果

Multi-user Cognitive Interference Channels: A Survey and New Capacity Results

本文综述了覆盖多用户（两对以上）认知网络的信息理论分析，并报告了新的容量结果。在覆盖场景中，认知/次要用户与授权/主要用户共享相同的频带以有效地利用频谱。它们这样做不会降低现任用户的性能，并且甚至可能有助于传输它们的消息，因为认知用户被假设为拥有主用户和可能的其他认知用户的消息。调查开始与两个用户的叠加认知干扰信道的简短概述。接下来描述从两个用户到三个用户覆盖认知干扰信道的演进，随后是对多用户（任意数量的用户）认知网络的概括。本文的其余部分考虑K-用户认知干扰信道与不同的消息知识结构的发射机。提出了新的容量内界和外界。信道条件下的界限满足，从而表征信道的信息理论容量，线性确定性和高斯信道模型，推导。结果表明，对于某些信道条件下的分布式认知，或在节点处具有累积的消息知识结构，可能不值得开销，因为（大约）相同的容量可以通过仅具有一个全局认知用户来实现，其作用是管理网络中的所有干扰。文章最后提出了今后的研究方向。

具有光照和切换要求的认知VLC网络设计

Design of a Cognitive VLC Network with Illumination and Handover Requirements

在本文中，我们考虑了认知室内可见光通信（VLC）系统，由多个接入点服务的主要和次要用户通过正交频分多址方法。认知照明小区被划分成两个不重叠的区域，这两个区域基于主用户和次用户所处的区域来区分主用户和次用户。在子载波之间的等功率分配的假设下，每个区域根据其物理面积和该区域内分配的子载波的数量来定义。在本文中，我们提供的照明单元设计与认知的限制，保证满足一定的照明，用户的移动性，并在每个单元切换的要求。我们进一步认为，在某些条件下，在每个区域中的子载波的仔细分配可以减轻相邻小区的重叠区域中的同信道干扰。数值结果描绘了不同的系统参数，如用户密度，定义这两个区域的影响。最后，一个现实的例子是通过蒙特卡洛模拟评估所提出的方案的性能。

不完全交叉链路信息下OFDMA认知无线电的遍历速率

On the Ergodic Rate of OFDMA Cognitive Radios under Imperfect Cross-Link Information

研究了不完全交叉链路知识下正交频分多址（OFDMA）认知无线电（CR）的各态历经速率性能和极限。我们提出了一种新的随机干扰管理和开发技术，以减轻和控制的CRs对授权用户的干扰，在CDMA频谱共享。最佳下行链路信道自适应资源分配（RA）算法被设计为在满足平均发射功率和概率峰值干扰功率约束的情况下最大化CR功能。推导了CR的接收信号与干扰噪声比（SINR）的累积密度函数（cdf）表达式，以评估由此产生的各态历经速率。仿真研究进行了检查所提出的RA算法和调查的影响，参数的不确定性对整个系统的性能。

Coexistence of Communications and Cognitive MIMO Radar: Waveform Design and Prototype

New generation of radar systems will need to coexist with other radio frequency (RF) systems, anticipating their behavior and reacting appropriately to avoid interference. In light of this requirement, this paper designs, implements, and evaluates the performance of phase-only sequences (with constant power) for intelligent spectrum utilization using the custom built cognitive Multiple Input Multiple Output (MIMO) radar prototype. The proposed transmit waveforms avoid the frequency bands occupied by narrowband interferers or communication links, while simultaneously have a small cross-correlat…

协作认知无线电网络中基于虚拟预留的频谱移动性研究

Improved Spectrum Mobility using Virtual Reservation in Collaborative Cognitive Radio Networks

认知无线电技术将使一组次级用户（SU）能够机会性地使用授权给初级用户（PU）的频谱。当该PU出现在特定频带上时，占用该频带的任何SU都应该为PU释放该频带。通常，SU可以协作以减少认知用户对主网络的影响并提高SU的性能。本文提出并分析了协作认知网络中虚拟预约的性能。虚拟预留是一种新的链路维护策略，旨在通过充分利用频谱资源来最大化认知网络的吞吐量。我们的性能评估显示显着的改善，不仅在SU的阻塞和强制终止概率，但也在认知用户的吞吐量。

多中继MIMO双向认知中继网络的最优发射功率分配

Optimal Transmit Power Allocation for MIMO Two-Way Cognitive Relay Networks with Multiple Relays

在这封信中，我们考虑了一个多输入多输出的双向认知无线电系统下的频谱共享的情况下，主用户和次用户在同一频带上工作。次级终端旨在使用多个中继来彼此交换不同的消息，其中每个中继采用放大转发策略。我们的工作的主要目标是最大限度地提高二次和率允许共享频谱与主用户尊重主用户容忍干扰阈值。在这种情况下，我们推导出一个封闭形式的表达式分配给每个天线的终端的最佳功率。然后，我们讨论了一些系统参数对性能的影响，在数值结果部分。

具有能量收集节点的认知无线电系统的概率MAC

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。

认知无线电中的最优媒体接入控制：一种序贯设计方法

Optimal Medium Access Control in Cognitive Radios: A Sequential Design Approach

媒体访问控制协议的认知用户希望机会性地利用具有多个频带的无线电频谱的部分内的频带的设计被认为是。在所考虑的情况下，每个信道的可用性概率是未知的先验的认知用户。因此，有效的媒体访问策略必须在探索可用的信道和利用迄今为止确定的机会之间取得平衡。使用顺序设计方法，最佳的媒体访问策略。为了避免这种最优策略的过高的计算复杂性，一个低复杂度的渐近最优策略也被开发。所提出的策略不需要任何先验的统计知识的流量模式上的不同渠道。

认知无线电网络中分段频谱多电平OFDM-CDMA技术的分析研究

Analytical Studies of Fragmented-Spectrum Multi-Level OFDM-CDMA Technique in Cognitive Radio Networks

在本文中，我们提出了一个多用户资源分配框架使用分段频谱同步OFDM-CDMA调制在频率选择性衰落信道。具体地，给定系统正在操作的频谱中的预先存在的通信，使用信道感测和估计方法来获得子载波可用性的信息。给定该信息，为出现的新用户提供一些实值多级正交码，其是具有值$\{\pm1,\pm2,\pm3,\pm4, ... \}$的正交码，即，认知无线电用户此外，还得到了认知无线电接收机的误比特率出错率随主用户检测概率、认知用户感知时间和认知用户信噪比的封闭表达式。此外，本文所得到的仿真结果表明，精度的分析结果已在上述系统建模。

认知无线电网络的最优媒体接入协议

Optimal Medium Access Protocols for Cognitive Radio Networks

本文主要研究认知无线电网络的媒体接入控制协议设计。首先考虑单个认知用户希望机会性地利用具有多个频带的无线电频谱的部分内的空频带的可用性的情况。在这种情况下，每个信道的可用性概率是未知的先验认知用户。因此，有效的介质访问策略必须在探索（学习）信道的可用性概率和利用迄今为止识别的可用性概率的知识之间取得平衡。对于这种情况下，一个最佳的媒体访问策略，并通过例子说明其底层递归结构。为了避免这种最优策略过高的计算复杂性，提出了一种低复杂度的渐近最优策略。接下来，多认知用户的情况下，被认为是低复杂度的介质访问协议，在这样的竞争环境中的探索和开发之间取得最佳平衡，开发。

认知媒介接入：探索、利用与竞争

Cognitive Medium Access: Exploration, Exploitation and Competition

本文建立了认知媒体接入与竞争多臂强盗问题的等价性。首先，考虑单个认知用户希望机会性地利用具有多个频带的频谱中的空频带的可用性的情况。在这种情况下，每个信道的可用性概率是未知的认知用户的先验。因此，有效的媒体接入策略必须在探索其他免费频道的可用性和利用迄今为止发现的机会之间取得平衡。通过采用贝叶斯方法，这个经典的强盗问题，最佳的媒体访问策略，并通过例子说明其底层递归结构。为了避免最优策略过高的计算复杂性，提出了一种低复杂度的渐近最优策略。所提出的策略不需要任何先验的统计知识的流量模式上的不同渠道。接下来，多认知用户的情况下，被认为是低复杂度的介质访问协议，在这样的竞争环境中的勘探和开发之间取得最佳平衡，开发。最后，这种形式主义的情况下，每个认知用户能够同时感知和使用多个信道。