Adaptive Modulation in Multi-user Cognitive Radio Networks over Fading Channels
分析了多用户认知无线电网络中自适应调制在衰落信道下的性能。多用户分集被认为是在多个次要用户之间的机会用户选择。分析得到Nakagami- $m$衰落信道。分析了自适应连续速率和自适应离散速率方案在机会频谱接入和频谱共享中的应用。数值结果得到和描绘量化的多用户衰落环境的影响，自适应调制在认知无线电网络中工作。
2013-10-07 cs.IT math.IT
On Achievable Rate Regions for Half-Duplex Causal Cognitive Radio Channels
研究了认知源受半双工约束的因果认知无线电信道的编码问题。本文提出了一种考虑半双工约束的离散无记忆信道模型，并推导了该信道的一个新的可达速率域。证明了该速率区域包含了高斯信道下\cite{Devroye06}的因果可达速率区域。
2010-06-04 cs.IT math.IT
Investigation on Multiuser Diversity in Spectrum Sharing Based Cognitive Radio Networks
针对认知无线电（CR）网络中的机会通信，研究了一种新的多用户分集技术--\emph{multiuser interference diversity}，该技术利用了CR与现有主无线电（PR）链路之间的相互干扰.多用户分集增益和遍历吞吐量分析不同类型的CR网络，并与传统的网络中没有PR链路。
2009-12-09 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency Optimization for an Interfering Cognitive Radio with Adaptive Modulation and Coding
在本文中，我们考虑了一个主用户和一个认知用户在无线衰落干扰信道上的传输。主用户以恒定功率发射，并利用满足比特出错率要求的自适应调制和编码（AMC）方案。我们提出了一种链路自适应方案，以最大限度地提高认知无线电的平均频谱效率，而主用户所需的最低频谱效率被规定。所得到的问题被约束为还满足比特出错率要求和认知链路的功率约束。在认知发射机处的AMC模式选择和功率控制基于两个链路的修改的信号噪声加干扰比反馈来优化。然后，该问题被投射为一个非线性离散优化问题，提出了一个快速有效的次优解。本文还提出了一种速率自适应恒功率认知无线电方案。所提出的方案的一个重要特征是，由于认知无线电活动，没有计算或协调开销施加在主无线电上。数值结果和与认知无线电交织方法的比较表明，所提出的解决方案的有效性。
2009-12-07 cs.IT math.IT
Spectrum Sensing Techniques For Cognitive Radio Networks
在这一章中，我们提出了最先进的认知无线电网络的频谱感知技术，以及它们的比较。本章的其余部分组织如下：第I.1节，第I.2节和第I.3节提出了频谱管理问题和认知无线电周期以及压缩感知解决方案;第II.1节描述了频谱感知模型;第II.2节提出了现有的频谱感知技术，包括能量，自相关，欧几里得距离，小波和匹配滤波器基于感知。最后，在本章的最后给出了一个结论.
2017-10-07 cs.IT math.IT
On the Statistics of Cognitive Radio Capacity in Shadowing and Fast Fading Environments (Journal Version)
本文研究了低干扰条件下不同衰落环境下认知无线电信道的容量。首先，我们推导出的概率，低干扰制度下的阴影衰落，以及瑞利和莱斯快衰落条件。我们证明，这是占主导地位的情况下，特别是在实际的认知无线电部署方案。认知无线电信道的容量关键地取决于功率损耗参数$α$，该功率损耗参数决定了认知无线电将多少发射功率专用于中继主消息。我们推导出一个简单，准确的近似$α$在瑞利和莱斯衰落环境中，这给了相当深入的系统容量。我们还研究了系统参数和传播环境对$α$和认知无线电容量的影响。在所有情况下，使用的近似值被证明是非常准确的。
2009-06-09 cs.IT math.IT
Opportunistic Scheduling in Underlay Cognitive Radio based Systems: User Selection Probability Analysis
在本文中，考虑了多个认知或次级用户竞争将其信息发送到认知目的地（例如，eNodeB）使用主用户的频谱资源。新的封闭形式的表达式推导出认知用户的选择概率与机会调度，其中采用最佳的度量机会传输。分析结果证实了蒙特卡洛模拟，可以用来证明机会调度中实现的公平性。它示出的公平性，在所有认知用户之间的传输机会均等，只能看到的情况下，当认知发射机和认知接收机之间的距离的分数，和认知发射机和主接收机是相同的每个认知发射机。
2018-06-19 cs.IT math.IT
On the Capacity of a Class of MIMO Cognitive Radios
认知无线电最近已经被研究为以更有效的方式利用频谱的手段。本文重点研究了单授权用户和单认知用户的MIMO认知无线电网络的基本操作限制。信道设置等同于具有降级消息集的干扰信道（认知用户可以访问许可用户的消息）。一个可实现的区域和外边界推导出这样的网络设置。结果表明，在一定的条件下，可达到的区域是最佳的一部分，包括总容量的容量区域。
2007-12-11 cs.IT math.IT
Cognitive Radio Networks: An Information Theoretic Perspective
十多年来，人们一直在探索{ \it认知无线电}网络的信息理论极限。虽然这种限制对于许多网络是未知的，包括具有两对发射机-接收机的最简单的情况，但是存在精确地获得容量限制或直到恒定间隙的几种情况。本章的目标是提供洞察传输技术的性质与最佳通信时，认知无线电技术的使用。%，重点是5G网络。概述了最先进的信息理论分析不同的认知系统，我们突出的能力实现或能力接近的策略，应该考虑在无线网络设计范例的基础上，这种技术的显着特点/点。特别是，我们强调认知无线电与5G网络新兴技术的互动。
2020-01-25 cs.IT math.IT
Cognitive Radio Transmission Strategies for Primary Erasure Channels
认知无线电系统中的一个基本问题是认知无线电不知道主信道状态及其对主许可证持有者造成的干扰。在本文中，我们假设主发射机发送数据包通过擦除信道和主接收机采用ACK/NAK反馈（ARQ），以恢复擦除数据包。认知无线电可以窃听主设备的ARQ。假设主信道状态遵循马尔可夫链，该反馈向认知无线电给出主链路质量的指示。基于收到的ACK/NACK，我们设计的认知无线电的最佳传输策略，以最大限度地提高主，辅吞吐量的加权和。在网络操作期间使用的实际权重由提供给主链路的保护程度确定。我们研究了一个两态模型，在该模型中我们描述了一个跨越初级-次级速率区域边界的方案。此外，我们研究了一个三态模型，我们得出的最优策略，使用动态规划。我们还表明，通过模拟，我们的最佳策略实现了简单的贪心算法的主要信道参数的范围内的增益。
2010-08-24 cs.IT math.IT
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。
2008-01-19 cs.IT math.IT
Joint Resource Allocation for OFDMA based Overlay Cognitive Radio Networks under Stochastic Rate Constraint
本文提出了一种基于多用户OFDM的覆盖认知无线电系统在主用户吞吐量损失和次用户总发射功率约束下的联合子载波、功率和比特分配方案。封闭形式的表达式的最佳功率和比特分配最初推导。随后，最优和次优算法来实现联合子载波，功率和比特分配。数值模拟被用来评估联合资源分配算法的性能。
2016-04-01 cs.IT math.IT
On the Achievable Rate Regions for a Class of Cognitive Radio Channels: Interference Channel with Degraded Message Sets with Unidirectional Destination Cooperation
本文研究了认知无线电信道中单向目的地协作所带来的容量增益。我们提出了一种新的信道，干扰信道与降级的消息集与单向目的地合作（IC-DMS-UDC），允许认知无线电的接收机（次要用户）参与中继的信息为主系统（合法用户）。我们的主要结果是开发了一个可实现的速率区域，它结合了凝胶的fand-Pinkser编码与部分解码和转发策略中采用的中继信道。在高斯的情况下，该区域的数值评估也提供了证明的改进。
2010-08-05 cs.IT math.IT
Capacity Theorems for the Cognitive Radio Channel with Confidential Messages
认知无线电作为一种受大脑启发的无线通信方案，通过允许认知用户接入授权给主用户的未充分利用的频谱，有效地利用了稀缺的无线电频谱资源。认知无线电除了具有通信可靠性高、频谱利用率高等特点外，信息传输的安全性和抗窃听能力也是其重要的应用领域。在本文中，这个问题是从信息论的观点。探讨了认知无线电信道（CRC）的容量限制与机密消息。作为认知无线电的理想化信息理论模型，该信道包括两个发射机，它们向它们对应的接收机发送独立的消息，使得一个发射机，即，认知发射机非因果地访问另一发射机的消息，即，主要的发射机。指定给每个接收者的信息必须对其他接收者保密。每个消息的保密级别使用含糊率进行评估。新的内边界和外边界的能力模糊区域的建立。结果表明，这些界限重合的一些特殊情况。具体来说，容量模糊区域推导出一类噪声较小的CRC和一类半确定性CRC。对于只需要对认知发送端的消息保密的情况，也为弱干扰下的高斯CRC建立了容量模糊域。
2014-02-20 cs.IT math.IT
Level Crossing Rates of Interference in Cognitive Radio Networks
认知无线电的未来部署严重依赖于这样一个事实，即现任主用户系统必须保持尽可能不注意他们的存在。这反过来又严重依赖于干扰认知无线电信号的波动。在这封信中，我们计算的水平交叉率的认知无线电产生的累积干扰。我们推导出瑞利和莱斯快衰落条件下的电平交叉率的解析公式。我们近似瑞利和Rician水平交叉率分别使用伽玛和缩放非中心$χ^2$过程的波动率。分析结果和近似在他们的推导验证了蒙特卡洛模拟和分析应用到一个特定的CR分配策略。
2009-05-22 cs.IT math.IT
Optimal time sharing in underlay cognitive radio systems with RF energy harvesting
由于基本的权衡，实现频谱效率和能量效率是未来无线网络的两个竞争的设计挑战。然而，在认知无线电系统中应用射频（RF）能量收集（EH）可能会规避这种权衡，从而产生具有无限电源和有意义的可实现信息速率的次级系统。提出了一种在线的解决方案，用于在认知无线电系统的EH阶段和信息传输（IT）阶段之间的最优时间分配（分时），该方案收集来自主系统的RF能量。所提出的在线解决方案最大限度地提高了认知无线电系统的平均可达速率，受到主系统的$\varepsilon$百分位保护标准。与EH和IT阶段之间的相等时间分配相比，最佳分时实现了显著的收益。
2015-07-01 cs.IT math.IT
Adaptive Bit Allocation for OFDM Cognitive Radio Systems with Imperfect Channel Estimation
认知无线电在提高无线通信系统的频谱效率方面具有巨大的潜力。针对频率选择性衰落环境下的正交频分复用（OFDM）CR系统，提出了一种自适应比特分配算法。该算法最大化CR系统的吞吐量在窄带干扰的存在下，同时保证BER低于预定义的阈值。研究了非理想信道估计对算法性能的影响。
2019-02-08 cs.IT math.IT
A Spectrum-Shaping Perspective on Cognitive Radio
认知无线电的一个新的角度来看，预先存在的遗留服务是未编码或编码和一对认知收发器需要适当地部署共存的遗留服务。新视角的基本思想是利用这样一个事实，即传统信道通常没有被传统服务完全加载，从而留下不可忽略的余量来容纳认知传输。通过对所发送的认知信号的频谱进行整形来优化这种负载裕度的利用。它示出，非平凡的共存的传统和认知系统是可能的，即使没有共享的传统消息与认知发射机。令人惊讶的是，优化的认知发射机不再受其在传统接收机处的干扰功率的限制，并且始终可以以其全部可用的设备功率进行发射。分析发展和数值说明，特别是集中在对数增长率，{\it即}，前对数系数，在高功率状态下的认知传输。
2008-09-04 cs.IT 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
Wideband Spectrum Sensing for Cognitive Radio Networks: A Survey
认知无线电已经成为下一代蜂窝网络中提高频谱利用率的最有前途的候选解决方案之一。未来认知无线电网络的一个关键要求是宽带频谱感知：次级用户在很宽的频率范围内可靠地检测频谱机会。在本文中，各种宽带频谱感知算法，连同讨论的优点和缺点的每种算法和挑战性的问题。特别注意的是使用的子奈奎斯特技术，包括压缩传感和多通道子奈奎斯特采样技术。
2013-03-04 cs.IT math.IT
On the Fundamental Limits of Interweaved Cognitive Radios
本文研究了认知无线电中的信道感知问题。所考虑的系统模型是一组N个并行（不相似）的通道，其中每个通道在任何给定的时间是可用的或占用的合法用户。认知无线电被允许感测信道以确定它们的每个状态是可用的还是被占用的。本文的最终目标是在任何给定时间选择最佳L通道进行检测。利用凸松弛方法，本文制定和近似解决这个最优选择问题。最后，将松弛优化问题的解转化为一个实用的算法。
2009-10-09 cs.IT math.IT
Modified Orthogonal Matching Pursuit Algorithm for Cognitive Radio Wideband Spectrum Sensing
采样率是多GHz带宽频谱感知的瓶颈。压缩感知（CS）的最新进展初始化几个亚奈奎斯特速率的方法来克服这个问题。然而，努力设计CS重建算法的宽带频谱感知是非常有限的。通过考虑认知无线电频谱使用的先验知识的算法，可以进一步降低采样率要求并提高重构性能。本文将认知无线电频谱的使用分为三类，并提出了一种改进的正交匹配追踪（OMP）宽带频谱感知算法。仿真结果表明，改进的OMP算法在重建性能和计算时间方面优于两种改进的基追踪去噪（BPDN）算法。
2011-02-14 cs.IT math.IT
Wideband Spectrum Sensing with Sub-Nyquist Sampling in Cognitive Radios
提出了一种用于宽带频谱感知的多速率异步欠奈奎斯特采样（MASS）方法。导出了相应的光谱恢复条件，并给出了恢复成功的概率。与以前的方法相比，MASS提供了更低的采样率，是一种有吸引力的认知无线电网络的方法。
2013-02-07 cs.IT math.IT
Practical Coding Schemes for Cognitive Overlay Radios
我们开发实用的编码方案的认知覆盖无线电建模的认知干扰信道，经典的两个用户的干扰信道的变化，其中一个发射机有两个消息的知识。受信息理论结果的启发，我们开发了一个编码策略的三个参数制度的能力是已知的。在这些制度的能力实现方案的一个关键特征是联合解码的两个用户的码字，我们完成了一个组合格上执行后验概率计算。所示的方案执行接近的容量限制，低出错率。
2012-06-08 cs.IT math.IT
QoS Analysis of Cognitive Radio Channels with Perfect CSI at both Receiver and Transmitter
本文研究了服务质量（QoS）约束下的认知传输。在认知无线电信道模型中，假设次接收机和次发射机都完全知道信道衰落系数，并根据次用户的信道感知确定主用户的信道活动，在给定的约束条件下优化功率自适应策略.传输速率等于瞬时信道容量值。构造了一个包含四种状态的状态转移模型来模拟这种认知传输信道。对缓冲区长度的统计限制被施加以考虑QoS约束。在这些统计QoS约束下的最大吞吐量确定通过找到认知无线电信道的有效容量。研究了信道感知持续时间、检测门限、检测和虚警概率以及QoS参数等系统参数对有效容量的影响。
2010-04-06 cs.IT math.IT
Cloud Cognitive Radio HetNets with Limited Feedback
在本文中，我们提出了一种基于云的交织认知无线电HetNets，它结合了基于云的无线电的增益，即为小区边缘用户增加的速率和认知无线电的更好的频谱效率。有限反馈的仿真结果表明，在传统认知无线电网络上，在云中具有相同中断的情况下，主小区边缘用户的速率增加了约100%，而辅小区边缘用户的速率增加了300%。
2016-05-19 cs.IT cs.NI math.IT
Cognitive MIMO Radio: A Competitive Optimality Design Based on Subspace Projections
认知MIMO无线电：一种基于子空间投影的竞争优化设计
2008-08-07 cs.GT 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
An Achievable Rate Region for Cognitive Radio Channel With Common Message
研究了基于公共消息的认知无线电信道（CRCC）.在该信道中，类似于认知无线电信道（CRC），我们有一个认知用户，该认知用户对主消息具有完全的非因果知识，并且类似于具有公共消息的干扰信道（ICC），两个发射机处的信息源在统计上是相关的，并且两个发射机不仅需要向其对应的接收机发送私有消息，而且需要向其对应的接收机发送某些公共消息。通过使用一个特定的组合的叠加编码，合并方案和同时解码，我们提出了一个统一的可实现的速率区域的CRCC，其中包括几个现有的结果CRC，ICC，干扰信道没有公共消息（IC），强干扰信道和复合多址信道与公共信息（SICC和CMACC）。
2011-08-10 cs.IT math.IT
Time Delay Estimation in Cognitive Radio Systems
在认知无线电系统中，次用户可以利用主用户不使用的多个分散频带。本文研究了多频散信号的时延估计问题。首先，时间延迟估计的理论限制进行审查。然后，两步时间延迟估计，提供之间的权衡计算复杂性和性能进行了研究。此外，讨论了两步时滞估计的渐近最优性。最后，仿真结果来解释理论结果。
2009-10-24 cs.IT math.IT
Wideband Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks
频谱感知是认知无线电网络检测频谱空洞并适时使用未充分利用的频带而不会对传统网络造成有害干扰的重要功能。本文介绍了一种新的宽带频谱感知技术，称为多频带联合检测，联合检测信号的能量水平在多个频带，而不是考虑一个频带的时间。该策略在提高动态频谱利用率和减少对主用户的干扰方面是有效的。在干扰受限的认知无线电网络中，频谱感知问题可以归结为一类优化问题。通过利用看似非凸的问题公式中隐藏的凸性，在实际条件下得到了多频带联合检测的最优解。仿真结果表明，所提出的频谱感知方案可以显着提高系统性能。本文建立了认知无线电网络中宽带频谱感知算法设计的重要原则。
2008-02-28 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency Optimized Adaptive Transmission for Cognitive Radios in an Interference Channel
在本文中，我们考虑了一个主用户和一个认知用户在无线衰落干扰信道上的传输。主用户以恒定功率发射，并利用满足比特出错率要求的自适应调制和编码（AMC）方案。我们提出了一种链路自适应方案，以最大限度地提高认知无线电的平均频谱效率，而主用户所需的最低频谱效率被规定。所得到的问题被约束为还满足比特出错率要求和认知链路的功率约束。认知发射机的AMC模式选择和功率控制基于两个链路的缩放的信号与噪声加干扰比反馈来优化。然后，该问题被投射为一个非线性离散优化问题，提出了一个快速有效的次优解。我们还提出了一个方案与速率自适应和一个恒定的功率。所提出的方案的一个重要特点是，用户之间不需要协商。与自适应传输的认知无线电的交织和交织方法的比较证明了所提出的解决方案的效率。
2009-02-28 cs.IT math.IT
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。
2010-05-09 cs.IT math.IT
An Energy Efficient Spectrum Sensing in Cognitive Radio Wireless Sensor Networks
认知无线电无线传感器网络已经成为协作频谱感知环境中向融合中心传递频谱信息的重要组成部分。一组电池供电的传感器或节点感测关于无线电链路中的频谱可用性的信息，需要能量有效的策略来传递二进制信息。通过智能决策的适当路由方法可以很好地解决这个问题。本文介绍了一种能量有效的路由协议，并与现有的系统在能量消耗方面进行了性能比较。建议的路由技术考虑了均匀和非均匀的聚类策略，并证明是一种节能的通信方法。
2017-11-25 cs.IT math.IT
Matched filter detection with dynamic threshold for cognitive radio networks
在认知无线电网络中，频谱感知的目的是检测未使用的频谱信道，以便更有效地使用无线电频谱。过去已经提出了各种方法，例如能量、特征检测和匹配滤波器。这些方法的特征在于感知阈值，其在感知性能中起着重要作用。大多数现有技术使用静态阈值。然而，噪声是随机的，因此阈值应该是动态的。在本文中，我们提出了一种方法，估计和动态感测阈值，以提高感测检测的效率。对动态阈值匹配滤波方法进行了仿真，并与现有的其他方法进行了比较。关键词：认知无线电网络频谱感测;能量检测;匹配滤波器检测;基于自相关的传感;估计动态阈值
2016-09-27 cs.IT math.IT
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。
2011-04-29 cs.IT math.IT
Adaptive Sum Power Iterative Waterfilling for MIMO Cognitive Radio Channels
本文将高斯多输入多输出（MIMO）认知无线电信道（MCC）的总容量表示为有限个线性约束的凸问题，并利用多项式时间内点技术求解。此外，一类专门的和功率迭代注水算法的确定，利用和容量问题的固有结构。这些算法不仅确定最大化的总容量值，而且还确定实现该最优值的传输策略。最后，本文提供的数值结果表明，该算法需要很少的迭代收敛到最优。
2008-02-28 cs.IT math.IT
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。
2017-10-19 cs.IT math.IT
Secure Relay Beamforming over Cognitive Radio Channels
本文考虑了认知中继信道，研究了存在窃听者和主用户的放大转发中继波束形成设计。我们的目标是优化认知中继波束形成系统的性能，同时限制在主接收器的方向上的干扰，并保持传输的信号从窃听者的秘密。我们表明，在总功率和个人功率约束下，该问题成为一个拟凸优化问题，可以用内点法求解。我们还提出了两个次优的零空间波束形成方案，这是在一个更有效的计算方式。
2010-09-30 cs.IT math.IT
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。
2009-06-22 cs.IT math.IT
Comments on "Achievable Rates in Cognitive Radio Channels"
在一篇关于两用户认知干扰信道（CIC）的信息论分析的重要论文中，Devroye等人提出了两用户离散无记忆CIC的可实现速率区域。Devroye等人提出的编码方案是正确的，但不幸的是，由于在解码和错误概率分析中出现了一些错误，在导出的可达速率区域中的一些速率项是不正确的（实际上是不完整的）。我们纠正并完成了错误的速率项，从而表明纠正后的可达速率区域包括中给出的速率区域。
2015-09-21 cs.IT math.IT
Sub-Nyquist Cyclostationary Detection for Cognitive Radio
认知无线电需要对宽带信号进行高效可靠的频谱感知。为了应对采样率瓶颈，已经提出了低于奈奎斯特速率采样的新采样方法。然而，这样的技术降低了信噪比（SNR），恶化了后续能量检测的性能。循环平稳检测，它利用通信信号统计的周期性属性，在平稳噪声中不存在，是这种设置的一个自然的候选人。在这项工作中，我们考虑从子奈奎斯特样本的循环谱恢复，以实现效率和鲁棒性的噪声。为此，我们提出了一个结构化的压缩感知算法，扩展正交匹配追求占循环平稳性的结构。接下来，我们推导出一个下限的采样率所需的完美的循环频谱恢复中存在的平稳噪声，并表明，它可以从以下奈奎斯特获得的样本重建，没有任何稀疏约束的信号。特别地，在非稀疏设置中，可以以奈奎斯特速率的$4/5$恢复循环谱。如果感兴趣的信号是稀疏的，则采样率可以进一步降低到朗道速率的$8/5$。一旦循环谱被恢复，我们估计组成输入信号的传输数量，以及它们的载波频率和带宽。仿真结果表明，循环平稳检测优于能量检测，在低信噪比的次奈奎斯特制度。这在奈奎斯特状态中已经是已知的，但是在低于奈奎斯特采样率时甚至更加明显。
2016-11-04 cs.IT math.IT
Physical-Layer Security with Multiuser Scheduling in Cognitive Radio Networks
在本文中，我们考虑了一个认知无线电网络，由一个认知基站（CBS）和多个认知用户（CU）在存在多个窃听者，其中CU发送数据包的主用户的服务质量（QoS）的约束下，而窃听者试图拦截从CU到CBS的认知传输。研究了认知无线电网络中物理层的安全性，提出了一种基于用户调度的多用户分集策略，以提高认知无线电网络中具有主要QoS约束的传输的安全级别。具体而言，认知用户（CU），满足主要的QoS要求，并最大限度地提高认知传输的可实现的保密率被调度发送其数据包。为了比较的目的，我们还研究了传统的多用户调度和人工噪声计划。我们分析了在瑞利衰落环境下，传统的和建议的多用户调度方案以及人工噪声方案的可实现的保密率和截获概率。数值结果表明，给定一个主要的QoS约束，所提出的多用户调度方案一般优于传统的多用户调度和人工噪声方案的可达到的保密率和拦截概率。此外，我们推导出建议的多用户调度方案的分集阶通过渐近截取概率分析，并证明了充分的分集是通过使用建议的多用户调度。
2013-11-02 cs.IT math.IT
A Simple Sequential Spectrum Sensing Scheme for Cognitive Radio
认知无线电支持对授权频谱的二次和机会性接入，在显著提高频谱利用率方面显示出巨大的潜力。频谱感知是认知无线电的一项关键技术，由次级用户检测未被占用的频段。本文提出了一种截断序贯频谱感知方案，即序贯移位卡方检验（SSCT）。SSCT具有简单的测试统计量，并且不依赖于关于主信号的任何确定性知识。作为品质因数，导出了准确的虚警概率，并通过使用数值积分算法来评估漏检概率以及平均样本数（SNR）。确证的数值例子表明，与固定样本大小的检测方案，如能量检测相比，SSCT提供了相当大的减少的信噪比，同时保持相当的检测性能。
2009-05-28 cs.IT math.IT
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。
2009-03-06 cs.IT math.IT
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。
2008-03-06 cs.IT math.IT
Intelligent Wireless Communications Enabled by Cognitive Radio and Machine Learning
智能地利用资源以满足服务和用户行为的日益增长的多样性的需求的能力标志着无线通信系统的未来。智能无线通信旨在使系统能够感知和评估可用资源，自主学习以适应感知的无线环境，并重新配置其操作模式以最大限度地利用可用资源。感知能力和可重构性是认知无线电的基本特征，而现代机器学习技术在系统自适应方面具有巨大的潜力。本文讨论了认知无线电技术和机器学习技术的发展，强调了它们在提高无线通信系统的频谱利用率和能量利用率方面的作用。我们描述了最先进的相关技术，涵盖频谱感知和接入方法和强大的机器学习算法，使频谱和能源效率的通信在动态无线环境中。我们还提出了这些技术的实际应用，并确定进一步的研究挑战，认知无线电和机器学习应用到现有的和未来的无线通信系统。
2018-12-25 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Power Adaptation for Cognitive Radio Systems under Imperfect Channel Sensing
在本文中，能量有效的功率自适应被认为是在基于感知的频谱共享认知无线电系统中，其中次级用户首先执行信道感知，然后基于感知决策以两个功率电平发起数据传输（例如，空闲或忙碌）。假设频谱感知由认知二次用户执行，尽管可能存在错误。在这种情况下，最大化的能量效率（EE）的峰值/平均传输功率约束和平均干扰约束的优化问题被认为是。电路功率被考虑为总功耗。利用EE最大化问题的拟凹性质，将原问题转化为等价的参数化凹问题，提出了基于Dinkelbach方法的迭代功率自适应算法。分析了感知性能、峰值/平均发射功率约束和平均干扰约束对认知无线电系统能量效率的影响。
2014-04-28 cs.IT math.IT
Second-order Cyclostationarity-based Detection of LTE SC-FDMA Signals for Cognitive Radio Systems
在本文中，我们研究了长期演进（LTE）单载波频分多址（SC-FDMA）信号的检测，并将其应用于认知无线电系统。我们探讨了LTE SC-FDMA信号的二阶循环平稳性，并将循环自相关函数的结果应用于信号检测。所提出的检测算法提供了一个非常好的性能，在各种信道条件下，具有较短的观察时间和低信噪比，降低了复杂度。利用实验室仪器产生和采集的信号验证了该算法的有效性，实验结果与计算机模拟结果吻合较好。
2016-12-12 cs.IT math.IT
Capacity scaling law by multiuser diversity in cognitive radio systems
分析了认知无线电系统中次发射机仅在主用户未占用频谱时才机会性地利用主用户频谱的多用户分集增益。为了保护主用户免受由次级网络中的主传输的错过检测引起的干扰，通过次级发射机处的发射功率控制来保证主网络的最小平均吞吐量。在我们的分析中还考虑了主网络的流量动态。我们推导出次级网络的平均可达容量，并分析其渐近行为来表征CR系统中的多用户分集增益。
2010-06-03 cs.IT math.IT
Techniques for Dealing with Uncertainty in Cognitive Radio Networks
认知无线电系统具有从环境中观察和学习的能力，适应环境条件，并更有效地使用无线电频谱。然而，由于多径衰落、阴影或变化的信道条件，不确定性影响认知周期过程、测量、决策和动作。在观察步骤中，测量（即，次级用户（SU）所获取的信息（例如，数据）是不确定的。在下一步中，SU基于使用其知识库已经观察到的内容做出决策，这些知识库可能受到不确定性的影响，从而导致错误的决策。在最后一步，不确定性会影响认知无线电系统的决策，有时会导致错误的行动。因此，不确定性传播影响认知无线电性能。因此，减少认知周期中的不确定性是必要的。本文对认知无线电网络中处理不确定性的技术进行了深入的概述。
2017-01-19 cs.IT cs.NI math.IT
An Efficient Algorithm for Cooperative Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks
本文研究了认知无线电系统中的频谱感知问题。我们已经开发了一个分布式算法，次级用户可以运行，以感测信道合作。它是基于顺序检测算法，最佳地使用过去的意见。虽然该算法也可以与匹配滤波器和其他频谱感知算法一起使用，但我们将其用于具有能量检测器的次级用户。该算法提供了非常低的检测延迟，也消耗很少的能量。此外，它对主用户造成低干扰。我们比较这个算法最近提出的几个算法，并表明它检测到的频谱变化比这些算法更快，使用显着更少的能量。
2008-09-17 cs.IT math.IT
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。
2011-09-30 cs.IT math.IT
Throughput Maximization in Multi-Channel Cognitive Radio Systems with Delay Constraints
研究了覆盖多信道单次用户认知无线电系统中吞吐量与时延的权衡问题。由于认知无线电用户的有限感知能力，信道被顺序地感知。在这样的问题中，最大化吞吐量在文献中得到了很好的研究。然而，在实时应用中，除了吞吐量之外，还需要考虑硬延迟约束。本文讨论了在平均时延约束下，使次用户吞吐量最大化的最优停止规则和最优功率分配问题。我们提供了一个低复杂度的方法来解决这个问题的最佳方案。仿真结果表明，该方案允许次用户满足延迟约束，而不会牺牲吞吐量显着。它还显示了最优功率分配策略的好处比恒定功率分配策略。
2016-12-26 cs.IT math.IT
