Ergodic Capacity of Cognitive Radio under Imperfect Channel State Information
研究了一种频谱共享通信系统，其中次级用户知道次级链路的瞬时信道状态信息（CSI），但仅知道次级发送器-初级接收器（ST-PR）链路的统计和估计版本。最佳功率配置文件和遍历容量的次级链路推导出一般衰落信道（连续概率密度函数）下的平均和峰值发射功率的约束和两个不同的干扰约束：干扰中断约束和信号干扰中断约束。当应用到瑞利衰落信道，我们的研究结果表明，例如，干扰约束是有害的，在高功率政权的意义上说，容量不随功率增加，而在低功率政权，它有一个边际的影响和无干扰性能对应的遍历能力下的平均或峰值发射功率约束的情况下，主用户，可以实现。
2012-04-10 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Mean Value-Based Power Allocation with Primary User Interference in Spectrum Sharing Systems
在本文中，我们提供了一个精确的表达式的遍历容量的次用户，并考虑到主干扰在次接收机的统一的封闭形式的表达其界限。此外，一个简单而准确的近似的遍历容量的主用户。此外，还提出了一种基于主用户容量损失的次用户功率分配方案。最后，我们比较了两种功率分配方案的性能的总和容量。通过数值计算和仿真验证了结果的正确性。
2014-10-29 cs.IT math.IT
Capacity and Algorithms for a Cognitive Network with Primary-Secondary User Cooperation
在这项工作中，我们研究了认知无线电网络，其中次要用户可以作为中继的主要用户发送的消息，从而提供性能改善的主要传输，而在同一时间获得更多的传输机会，为自己的数据。特别是，假设广播数据包删除模型与反馈，我们调查的基本合作认知无线电网络，其中包括一个主要的和一个次要的发射机-接收机对的容量。主发射机是信道的所有者，因此，我们打算保持其操作简单，并避免增加其存储要求。具体地，主发射器不接收由辅发射器发送的数据，并且不执行任何编码操作。另一方面，次发射机可以偷听主传输，并且被允许执行任何编码操作。我们开发了一个外部约束的能力的基本合作认知无线电网络正在考虑中。然后，我们提出了一个适合这种类型的网络，它只涉及异或网络编码操作的编码调度算法。所提出的算法的调度决策的复杂性取决于信道的统计参数和三种情况下，取决于信道擦除概率之间的关系，区分。对于前两种情况，该算法的速率区域与开发的容量外界一致，因此该算法是容量实现的。对于第三种情况，所提出的算法的速率区域是不相同的外边界，但是，数值结果表明，它是相当接近的系统的统计参数的范围很广的导出的外边界。
2019-08-28 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Limits of Multiuser Multiantenna Cognitive Networks
与点对点认知无线电不同，在点对点认知无线电中，主要用户施加的约束严格限制了次要用户的吞吐量，多个次要用户有可能更有效地收获频谱并在他们之间共享频谱。本文分析了具有多天线基站的多用户认知无线电系统在上行链路或下行链路模式下的总吞吐量。主基站和辅基站分别具有$N$和$n$用户，并且它们的基站分别具有$M$和$m$天线。我们表明，上行链路辅助吞吐量增长与$\frac{m}{N +1}\log n$，如果主要是一个下行链路系统，和增长与$\frac{m}{M +1}\log n$，如果主要是一个上行链路系统。这些增长率被证明是最佳的，可以得到一个简单的基于阈值的用户选择规则。此外，我们表明，二次吞吐量可以增长成正比的$\log n$，同时推动主上的干扰下降到零，渐近。此外，我们表明，下行链路辅助吞吐量的增长与$m\log \log n$中存在的上行链路或下行链路主系统。此外，可以使主设备上的干扰渐近地变为零，而辅设备吞吐量与$\log \log n$成比例地增加。因此，不同于点对点的情况下，多用户认知无线电可以实现非平凡的总和吞吐量，尽管严格的主要干扰的限制。
2010-08-21 cs.IT math.IT
Protocol Coding through Reordering of User Resources, Part I: Capacity Results
现有的大量无线基础设施具有多种系统和标准。在不改变物理层/硬件基础设施的情况下引入新的功能和设备，而仅在软件上对其进行升级，具有重要的实用价值。实现它的一种方法是应用协议编码：在特定（现有）通信协议所采取的操作中编码信息。在这项工作中，我们调查的策略，通过组合排序的标签用户资源（数据包，通道）在现有的，主要的系统协议编码。这样的协议编码在现有系统中引入了一个新的辅助通信信道，该信道在先前的工作中专门在隐写上下文中被考虑。相反，我们专注于使用辅助信道与新引入的辅助设备进行可靠的通信，这些辅助设备是主设备的低复杂度版本，仅能够解码主信号中的鲁棒编码的报头信息。我们引入了一个合适的通信模型，能够捕捉到的约束，主要系统操作把协议编码。我们推导出了任意误差模型下的辅助信道容量。信息理论分析的见解被用于本工作的第二部分，以设计实用的纠错机制与协议编码的辅助信道。
2012-02-01 cs.IT math.IT
Paranoid Secondary: Waterfilling in a Cognitive Interference Channel with Partial Information
我们研究了两个用户的认知信道，其中的主要流量是零星的，不能重新设计和低于其链路容量的操作。为了研究主要流量的不确定性的影响，我们提出了一个块活动模型，捕捉随机开-关期间的主要的传输。模型中的每个块可以被分成并行的高斯混合信道，使得从次要用户的角度来看，每个信道类似于多用户信道（MAC）。次级在每个块的开始处感测初级的当前状态。我们表明，传输的最佳功率取决于所感测的状态和最佳功率配置文件是偏执狂，即无论是增长或衰减的功率作为时间的函数。我们表明，这样的方案实现的能力时，没有噪声的检测。次级的最佳传输执行速率分裂，并遵循分层注水功率分配为每个并行信道，以实现容量。对于大的块长度，二级速率接近于基因辅助方案。此外，如果主使用信道的时间分数趋于1，则偏执方案和天才辅助的上限任意接近于无感知方案。
2011-03-02 cs.IT math.IT
Multi-user Diversity in Spectrum Sharing Systems over Fading Channels with Average Power Constraints
研究了衰落信道下平均功率受限的频谱共享认知无线电系统中的多用户分集问题。平均功率约束施加在次级发射机处的发射功率和在主接收机处接收的干扰功率两者上，以便分别为次级系统处的容量最大化和主系统处的保护提供最优功率分配。多个次级和初级接收机被认为是瑞利和Nakagami-m衰落信道的衰落分布，并推导出相应的。基于推导出的衰落分布公式，得到了次系统的平均可达信道容量和中断概率，揭示了在衰落环境下，多个主、辅接收机共享同一信道时，平均功率约束对多用户分集技术中最优功率分配的影响.所获得的结果突出了一方面具有更多的次级接收器，另一方面具有更少的初级接收器的优点，表现为可实现容量的增加。
2013-12-02 cs.IT math.IT
Random Aerial Beamforming for Underlay Cognitive Radio with Exposed Secondary Users
在本文中，我们介绍了暴露的次级用户问题的认知无线电系统中，无论是次到主和主到次信道有一个视线（LoS）组件。基于莱斯模型的LoS信道，我们表明，分析和数值，LoS干扰阻碍了可实现的次要用户容量时，干扰约束施加在主用户接收机。这是由当存在主导LoS分量时干扰信道波动的差的动态范围引起的。为了提高这样的系统的容量，我们提出了一个电子可控寄生阵列辐射（ESPAR）天线在二次终端的使用。ESPAR天线涉及单个RF链，并且具有可重新配置的辐射方向图，该辐射方向图通过经由改变一组电抗性负载向M个标准正交基辐射方向图分配任意权重来控制。通过将正交模式视为多个虚拟哑天线，我们随时间随机改变它们的权重，从而创建人工信道波动，可以完美地消除LoS干扰的不良影响。该方案被称为随机空中波束成形（RAB），并且由于其使用单个RF链，因此非常适合于紧凑且低成本的移动终端。此外，我们调查暴露在多用户设置中的次用户问题，表明LoS干扰阻碍多用户干扰分集，并影响SU容量的增长率作为用户数量的函数。使用RAB，我们表明，实际上可以利用LoS干扰，以提高多用户分集通过机会调零。
2015-08-01 cs.IT math.IT
Capacity Considerations for Secondary Networks in TV White Space
由美国联邦通信委员会（FCC）指定用于未许可使用的所谓的“TV空白空间”（TVWS）--表示由于向数字广播的过渡而在任何给定位置中未使用的TV频道--在新兴4G网络的背景下为开发满足美国国家宽带计划的目标的新的无线接入技术提供了重要的新机会（特别是越来越多的人真正获得宽带接入）。在实现该目标方面存在多个挑战;最基本的是可用WS容量目前不准确已知的事实，因为它取决于多种因素-包括现有现任者（广播公司）的系统参数、本地地形的传播特性以及FCC规则。在本文中，我们探索的能力，白色空间网络开发一个详细的模型，其中包括所有的主要变量，并认识到FCC的规定，提供约束现任保护。真实的地形信息和传播模型的主要广播和电视发射机的邻频道干扰，以估计其对可实现的WS容量的影响。该模型后来被用来探索网络容量和系统参数之间的各种权衡，并建议可能的修改FCC的现任保护规则，有利于进一步的白色空间容量。
2013-03-28 cs.IT cs.NI math.IT
Transmit Antenna Selection in Underlay Cognitive Radio Environment
认知无线电（CR）技术解决了频谱利用率不足的问题。在GPRS模式中，允许次要用户通信，只要它们的传输不会损害主要用户通信。发射天线选择是提高无线通信系统容量的低复杂度方法之一。在这篇文章中，我们提出并分析了一个发射天线选择方案的性能优势，为二次系统，确保所造成的瞬时干扰的二次发射机到主接收机是低于预定水平。封闭形式的表达式的中断概率，衰落量，和遍历容量的次级网络。Monte-Carlo模拟也进行了确认本文中提出的各种数学结果。
2014-07-30 cs.IT math.IT
Cognitive Radio with Random Number of Secondary Number of Users
考虑了在主用户和次用户之间存在干扰约束的情况下，次用户处具有多用户分集的单主用户认知无线电系统。具有最高瞬时SNR的次用户被从也满足干扰约束的活动用户集合中选择用于通信。次级用户的活跃数量被示出为二项分布、负二项分布或泊松二项分布，这取决于各种操作模式。在慢衰落的情况下的中断概率进行了研究。这之后是推导遍历容量的缩放定律和在衰落上平均的BER，以及大的平均用户数的用户分布。在平均用户数相同的情况下，二项用户分布下的遍历容量和平均误码率优于负二项情况。在非独立同分布干扰情况下，利用泊松分布来近似用户分布，并与二项分布和负二项分布在随机序意义下进行了比较. Monte-Carlo模拟是用来补充我们的分析结果，并比较不同的用户分布下的性能。
2013-10-03 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
Capacity Optimization through Sensing Threshold Adaptation for Cognitive Radio Networks
在本文中，我们提出了基于感知的认知无线电网络的感知阈值的容量优化。所提出的优化的目标函数是在发射功率和感知阈值的约束下最大化次用户的容量，以保护主用户。所定义的优化问题是发射功率和感知阈值上的凸优化问题，其中，证明了双端感知阈值。数值结果表明，在主用户能够承受的范围内，所提优化方法可以使次用户的容量最大化.
2013-01-27 cs.IT math.IT math.OC
Multi-Phase Smart Relaying and Cooperative Jamming in Secure Cognitive Radio Networks
在本文中，我们研究了在四节点认知无线电网络中的合作安全通信，次级接收器被视为一个潜在的窃听相对于主传输。在保证主用户保密率和传输方案不变的情况下，允许次用户发送自己的信号。在此设置下，我们推导出次用户的可实现的速率和相关的约束条件，以保证主用户的弱保密率，当Gelfand-Pinsker编码是在二级发射机使用。此外，我们提出了一个多阶段的传输方案，包括1）清洁中继与合作干扰的阶段和2）的延迟，以成功解码的主要消息在次级发射机。还推导出了次用户的容量上限。数值结果表明：1）通过根据节点的相对位置，合理选择不同传输方案的次用户参数，该方案的性能优于传统方案; 2）在0.3bits/信道使用范围内，推导出的容量上界接近次用户的可达速率，特别是当次用户发射机/接收机分别与主用户发射机/接收机足够远/足够近时。因此，智能二次发射机能够调整其中继和协作干扰，以保证主保密率，并同时从相关的几何位置发送其自己的数据。
2016-05-13 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
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
Optimal Power Allocation for Fading Channels in Cognitive Radio Networks: Ergodic Capacity and Outage Capacity
认知无线电网络（CRN）通过允许次级通信网络（SCN）中的次级用户（SU）机会性地在最初分配给主通信网络（PCN）的频带中操作或者通过允许SCN与PCN中的主用户（PU）共存来形成，只要SCN对每个PU造成的干扰被适当地调节。在本文中，我们考虑后者的情况下，称为频谱共享，并研究了最优功率分配策略，以实现遍历容量和中断容量的SU衰落信道下不同类型的功率约束和衰落信道模型。特别地，除了在PU处的干扰功率约束之外，还考虑了SU的发射功率约束。由于发射功率和干扰功率可以由峰值或平均约束来限制，因此研究了功率约束的各种组合。它示出，有一个容量增益SU下的平均超过峰值发射/干扰功率约束。研究还表明，SU发送端和PU接收端之间的信道衰落通常是增强SU信道容量的有利因素。
2008-08-28 cs.IT math.IT
Effective Capacity in Cognitive Radio Broadcast Channels
在本文中，我们调查有效容量建模的认知无线电广播信道与一个二级发射机（ST）和两个二级接收机（SR）下的服务质量约束和干扰功率限制。我们首先描述了三种不同的合作信道感知策略与不同的硬判决合并算法在ST，即或，多数和AND规则。由于信道感测发生可能的错误，我们考虑了一个组合的干扰功率约束，当信道被感测为繁忙和空闲时，次级用户（SU）的传输功率是有界的。此外，关于信道感测决策及其正确性，可能存在四种不同的传输场景。我们提供的ST和每个SR之间的信道的瞬时遍历容量在所有这些情况下。假设瞬时传输速率大于瞬时遍历容量时会出现传输中断，当信道被感知为空闲时，我们为SU建立了两种不同的传输速率策略。其中一种策略采用贪婪的方法，不考虑可能的传输中断，另一种策略则采用最优的方法来防止传输中断。随后，我们确定该信道模型的有效容量区域，我们得到的功率分配策略，最大限度地提高这个区域。最后，我们给出了数值结果。我们首先展示了当信道检测结果良好时，多数规则的优越性。然后，我们说明了一个贪婪的传输速率的方法是更有益的SU在严格的干扰功率约束下，而发送较低的速率将是更有利的宽松的干扰约束下。
2014-07-15 cs.IT math.IT
Protocol Coding through Reordering of User Resources: Applications and Capacity Results
虽然不断努力引入新的通信系统和标准，但提出这样一个问题是合理的：如何通过最小限度地改变已经运行的系统来发送额外的比特？这具有重要的实际意义，因为它具有通过例如引入新设备和仅对接入点或基站进行软件更新来产生系统的附加价值的潜力，而不会引起基础设施硬件安装的附加成本。寻找这种机会的地方是通信协议，我们使用术语“协议编码”来指当需要决定特定通信协议所采取的行动时，通过使用可用的自由度来发送信息的策略。在本文中，我们考虑协议编码，产生 * 二次通信信道 *，定义的组合排序的用户资源（数据包，信道）在一个主要的（传统的）通信系统。我们引入通信模型，使我们能够计算这样的二级信道的容量下施加适当的限制的主要系统。我们首先显示因果信道状态信息在发射机（CSIT），最初认为香农的信道容量的关系。通过使用特定的通信设置，我们开发了一种替代框架，实现的能力，我们讨论了编码策略，需要使用的辅助通道。我们还讨论了一些实用功能的辅助信道和它们的应用程序，增加现有的无线系统的价值。
2012-02-01 cs.IT cs.NI math.IT
Asymptotic Analysis of Multi-Antenna Cognitive Radio Systems Using Extreme Value Theory
我们考虑一个频谱共享的认知无线电系统与天线选择应用在次级发射机（ST）。基于极值理论，推导出辅助接收机信干噪比渐进分布的简单而准确的表达式。利用这一结果，渐近平均容量和中断容量的次要用户（SU）的推导。随着发射天线数$N$的增加，所得到的渐近容量接近精确结果.结果表明，当ST的发射功率受到最大允许干扰水平的限制时，SU的速率缩放为$\log(N)$，而如果ST受到最大发射功率的限制，则速率缩放为$\log(\log(N))$。
2015-06-17 cs.IT math.IT
Robust Design of Spectrum-Sharing Networks
在频谱共享网络中，主用户有权抢占次用户，这显著降低了底层次用户的性能。在本文中，我们使用备份通道，为次用户提供可靠性保证。特别地，我们研究了使恢复容量的量最小化的最佳白色信道分配（即，备份信道的带宽）以满足给定的可靠性保证。这个问题被证明是由两个NP难目标耦合。我们描述了最优分配的结构，并开发了双准则近似算法。此外，我们调查的规模的恢复能力的网络规模变得很大。它示出的恢复能力是可以忽略不计的相比，在一个大规模的网络中的总流量需求。
2016-04-29 cs.IT cs.NI math.IT
Exploiting Multi-Antennas for Opportunistic Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks
在认知无线电（CR）网络中，存在次要（较低优先级）用户打算通过机会性地利用最初分配给现有主要（较高优先级）用户的发射频谱来彼此通信的场景。对于这样的场景，次用户通常必须同时在两个冲突的目标之间进行权衡：一个是最大化其自身的传输吞吐量;另一个是最小化其在每个主接收器处产生的干扰量。在本文中，我们研究了这个基本的权衡从信息理论的角度来看，通过表征二次用户的信道容量下，它自己的发射功率约束，以及一组干扰功率约束，每个施加在一个主接收机。特别是，本文利用多天线在次级发射机有效地平衡空间复用的次级传输和干扰避免在主接收机。凸优化技术用于设计用于实现二次传输容量的最佳二次传输空间频谱的算法。次优的解决方案，便于实施，并与最佳解决方案的性能进行比较。此外，为单信道传输开发的算法也被扩展到多信道传输的情况，由此次用户能够通过不仅在空间中而且在时域和频域中的传输适配来实现机会性频谱共享。
2007-11-28 cs.IT math.IT
Underlay Cognitive Radio with Full or Partial Channel Quality Information
底层认知无线电（UCR）通过智能地利用多用户信道质量信息（CQI）和共享码本，允许次用户进入主用户的频谱。这项工作的目的是研究两个用户的高斯UCR系统，假设多用户CQI的全部或部分知识。这项工作的主要贡献是出于这样一个事实，即多用户CQI的全部知识并不总是可用的。我们首先建立了一个位置辅助UCR模型，其中假设次级用户具有关于次级发射机到初级接收机链路的部分CQI以及关于其他链路的完整CQI。然后，提出了新的UCR方法，并仔细分析了从用户的可达速率，表示为$C_2$，容量惩罚主用户，表示为$ΔC_1$，和容量中断概率。数值例子提供了直观地比较UCR的性能与多用户CQI的全部知识和所提出的方法与多用户CQI的部分知识。
2010-09-15 cs.IT math.IT
Opportunistic Spectrum Sharing using Dumb Basis Patterns: The Line-of-Sight Interference Scenario
我们研究了一个频谱共享系统与非严重衰落的相互干扰的链接，其中无论是次级到初级和初级到次级的信道有一个视线（LoS）组件。莱斯模型的LoS信道的基础上，我们表明，分析和数值，LoS干扰阻碍了可实现的二次用户容量。这是由当存在主导LoS分量时干扰信道波动的差的动态范围引起的。为了提高这样的系统的容量，我们提出了一个电子可控寄生阵列辐射器（ESPAR）天线在二次终端的使用。ESPAR天线需要单个RF链，并且具有可重新配置的辐射方向图，该辐射方向图通过将任意权重分配给M个标准正交基辐射方向图来控制。通过将这些正交模式视为多个虚拟哑天线，我们随时间随机改变它们的权重，从而创建人工信道波动，可以完美地消除LoS干扰的不良影响。因为所提出的方案使用单个RF链，所以它非常适合于紧凑且低成本的移动终端。
2014-03-28 cs.IT math.IT
A New Capacity Result for the Z-Gaussian Cognitive Interference Channel
基于多天线广播信道的容量，提出了一种新的高斯认知干扰信道的外界估计方法。然后，它表明，对于Z通道，即，当次接收机没有受到干扰而主接收机受到强干扰时，所提出的外边界不仅是已知边界中最紧的，而且对于足够强的干扰实际上是可实现的。后者是一种新的容量结果，从数值评估来看，似乎可以推广到更大的（即，非Z）类高斯信道。
2011-02-16 cs.IT math.IT
On the Ergodic Capacity of Underlay Cognitive Dual-Hop AF Relayed Systems under Non-Identical Generalized-K Fading Channels
分析了认知（次）双跳中继系统的遍历容量。具体而言，放大和转发传输协议被认为是，而接收到的信号经历多径衰落和阴影与非相同的统计。为了有效地描述这种复合类型的衰落，使用公知的广义$K$衰落模型。利用Meijer的- $G$函数的有限和级数，得到了端到端通信的遍历容量的新的解析表达式和相当精确的封闭形式近似.借助计算机模拟对分析结果进行了验证，同时也揭示了一些有用的见解。
2015-08-31 cs.IT math.IT
Impact of Secondary User Communication on Security Communication of Primary User
最近，频谱共享被认为是提高频谱利用率的一种有前途的解决方案。然而，它可能容易受到安全问题的影响，因为主网络和辅助网络访问相同的资源。因此，在本文中，我们专注于在存在窃听者（EAV）谁非法监听主用户（PU）通信的认知无线电网络的性能分析，其中的次级发射机（SU-Tx）的发射功率受到SU-Tx的峰值发射功率和中断概率的联合约束。在此基础上，推导了SU的自适应发射功率策略和误符号概率的解析表达式。最重要的是，主网络的安全性评估的非零保密容量的存在概率和保密容量的中断概率。仿真结果表明，主网络的安全性不仅取决于主网络和辅网络之间的信道平均功率，还与SU-Tx到EAV链路的信道条件和SU-Tx的发射功率策略密切相关。
2014-08-29 cs.CR cs.IT cs.NI
On the Capacity of Wireless Powered Cognitive Relay Network with Interference Alignment
本文研究了一种具有干扰对齐的两跳解码转发认知无线电系统。中继节点是能量受限的，并且从干扰信号中清除能量。在文献中，有两个主要的能量收集协议，即时间切换继电保护和功率分裂继电保护。我们首先演示了如何设计所考虑的主网络和辅助网络的波束成形矩阵。在此基础上，考虑时间切换和功率分配协议的不同部分，对信道状态信息完备和不完备情况下的系统容量进行了估计。
2017-12-13 cs.IT math.IT
The Effects of Limited Channel Knowledge on Cognitive Radio System Capacity
我们研究了认知无线电系统中有限的信道知识对次级用户（SU）的影响。在最小信号干扰噪声比（SINR）约束下的主用户（PU）接收机，我们确定了SU容量下的五个信道知识的情况。我们推导出容量累积分布函数和SU阻塞概率作为允许干扰的函数的解析表达式。我们表明，不完善的知识的PU-PU信道增益的SU-Tx往往禁止SU传输或需要在PU的高干扰水平。我们还表明，错误的PU-PU信道的知识是更有益的统计信道知识和不完善的SU-Tx到PU-Rx链路的知识对SU容量的影响有限。
2012-08-27 cs.IT math.IT
Underlay Cognitive Radios with Capacity Guarantees for Primary Users
为了有效地利用频谱，认知无线电利用信道状态信息（CSI）的知识来优化次用户（SU）的性能，同时限制对主用户（PU）的干扰。本文中的算法被设计为最大化SU的加权遍历和容量，SU正交传输并同时遵守约束限制：i）对每个PU接收器造成的长期（遍历）容量损失; ii）每个PU接收器处的长期干扰功率;以及iii）每个SU发射器处的长期功率。还讨论了考虑i）和ii）的短期对应物的制剂。虽然长期容量约束是非凸的，由此产生的优化问题表现出零对偶间隙，可以有效地解决在对偶域。最优分配方案（功率和速率负载、要接入的频带和要激活的SU链路）是主网络和辅网络的CSI以及与长期约束相关联的拉格朗日乘数的函数。最优的资源分配算法首先设计的假设下，CSI是完美的，然后修改需要适应不同形式的不完美的CSI（量化，噪声，和过时的）进行了分析。
2012-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Spectrum Sharing in Cognitive Radio with Quantized Channel Information
我们考虑一个宽带频谱共享系统，其中一个次要用户可以共享多个正交频带，其中每个频带被授权给一个单独的主要用户。我们解决的问题，其遍历容量最大化的最佳二次发射功率分配的平均总和（跨频带）的发射功率约束和个人平均干扰约束的主要用户。我们的工作的主要贡献在于考虑量化的信道状态信息（CSI）（矢量信道空间，包括所有的次级到次级和次级到初级信道）在次级发射机。假设频带管理器或认知无线电服务提供商可以访问来自辅接收器和主接收器的完整CSI信息，并且基于信道的统计信息（信道分布）设计（离线）最佳功率码本，并且经由无延迟无噪声有限反馈信道，针对每个信道实现实时地将码本的索引反馈给辅发射器。设计了一种改进的广义高斯型算法（GLA），用于推导最优功率码本。一个近似量化功率分配（AQPA）算法也被提出，执行非常接近其GLA为基础的对应大量的反馈比特，是显着更快。我们还提出了一个扩展的改进的GLA为基础的量化功率码本设计算法的情况下，反馈信道是嘈杂的。数值研究表明，只有3-4位的反馈，修改后的GLA为基础的算法提供二级遍历能力非常接近，实现了完全CSI和只有4位的反馈，AQPA提供了一个相当的性能，从而使它成为一个有吸引力的选择，为实际的实施。
2010-06-03 cs.IT math.IT math.OC
Optimal Power Allocation for Secrecy Fading Channels Under Spectrum-Sharing Constraints
在频谱共享技术中，次用户可以利用主用户的许可频带，只要其对主用户的干扰低于可容忍值。在本文中，我们考虑的情况下，一个次要用户是在一个主要用户和窃听者的存在下操作。因此，次用户具有干扰限制和安全考虑。在这种情况下，我们研究了衰落环境中的机会频谱共享信道的保密容量限制，并研究了在主用户处具有全局信道侧信息（CSI）的平均和峰值接收功率约束下的次用户的最优功率分配。此外，在窃听者的CSI的情况下，我们研究了平均功率约束下的最优功率分配，并提出了一种次优的开/关功率控制方法。
2010-09-30 cs.IT math.IT
Online Time Sharing Policy in Energy Harvesting Cognitive Radio Network with Channel Uncertainty
本文研究了一种时隙模式下的能量收集认知无线电网络。次级发射器以半双工方式从环境源收集能量，并将其存储在有限容量的可充电电池中。它将每个时隙分为两个阶段：收获阶段和传输阶段。我们在二级用户的能量可用性建模为一阶平稳马尔可夫过程。通过联合优化两个阶段的分时分配和次用户的发射功率，提出了一种鲁棒的在线传输策略，使次用户的平均吞吐量在给定的截止时间内达到最大，并与离线策略和近视策略进行了比较.
2017-09-01 cs.IT math.IT
A Rate Splitting Strategy for Uplink CR-NOMA Systems
在上行非正交多址接入（NOMA）信道中，现有的协作连续干扰消除（SIC）和功率控制（PC）方案无法达到满容量区域，限制了上行NOMA用户的中断性能。针对上行认知无线电（CR）启发的NOMA系统，提出了一种新的速率分割（RS）策略，在不降低主用户中断性能的前提下，最大化次用户的可达速率.次用户根据干扰门限和自身信道增益自适应地进行RS、发射功率分配和SIC，有效地利用了发射功率。推导了次用户中断概率的闭式表达式。数值结果表明，在现有的SIC和PC合作方案中，所提出的RS方案实现了最好的中断性能。
2022-01-31 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
A New Rate Splitting Strategy for Uplink CR-NOMA Systems
在上行非正交多址接入（NOMA）信道中，现有的协作连续干扰消除（SIC）和功率控制（PC）方案无法达到满容量区域，限制了上行NOMA用户的中断性能。针对上行认知无线电启发的NOMA系统，提出了一种新的速率分割（RS）策略，在不降低主用户中断性能的前提下，最大化次用户的可达速率。次用户根据干扰门限和自身信道增益自适应地进行RS、发射功率分配和SIC，有效地利用了发射功率。推导了次用户的中断概率的封闭表达式。数值结果表明，在现有的SIC和PC合作方案中，所提出的RS方案实现了最好的中断性能。
2022-04-13 cs.IT math.IT
Multiuser Diversity for the Cognitive Uplink with Generalized Fading and Reduced Primary's Cooperation
在认知多址接入网络中，反馈是将辅发射机主基站（STPB）信道增益从主基站（PBS）传送到辅基站（SBS）的重要机制。研究了反馈受限通信环境下认知多址网络的最优和速率容量缩放定律。首先，提出了一种称为$K$ -最小信道增益（$K$-SCG）反馈协议的有效反馈协议，其中PBS将$N$ STPB信道增益中的最小的$\K$反馈给SBS。其次，$K$ -SCG反馈协议的和速率性能进行了研究时，次级用户（SU）的传输功率进行了优化分配的三种网络类型。考虑的网络类型是总功率和干扰受限（TPIL），干扰受限（IL）和个人功率和干扰受限（IPIL）网络。对于所研究的每种网络类型，我们都给出了一个关于$\K$的充分条件，使得$K$ -SCG反馈协议是{ \em渐近}最优的，在这个意义上，$K$ -SCG反馈协议下的次网络和速率缩放行为与全反馈协议下的相同.我们允许二次发射机二次基站（STSB）的分布，和STPB信道功率增益属于一个相当一般的一类分布称为类$\mathcal{C}$ -分布，包括常用的衰落模型。
2015-09-21 cs.IT math.IT
On the Capacity Region of the Cognitive Interference Channel with Unidirectional Destination Cooperation
具有单向目的地协作的认知干扰信道（CIFC-UDC）是认知干扰信道（CIFC）的变体，其中认知（次要）目的地不仅解码从其发送对偶发送的信息，而且还帮助增强主要用户的通信。该渠道是对原有CIFC的延伸，旨在实现共存条件下的双赢解决方案。CIFC-UDC包括广播信道（BC）、中继信道（RC）以及部分协作中继广播信道（PCRBC），并且可以降级为它们中的任何一个。本文对离散无记忆CIFC-UDC提出了一个新的可达速率区，它改进了以前的结果，包含了BC、RC、PCRBC和CIFC的最大已知速率区.给出了两类CIFC-UDC的一个新的外界，并证明了该外界是紧的，从而刻画了其容量域。
2011-02-18 cs.IT math.IT
Riding on the Primary: A New Spectrum Sharing Paradigm for Wireless-Powered IoT Devices
在本文中，提出了一种新的频谱共享模型，称为骑在主（ROP）的无线供电的物联网设备与环境反向散射通信能力。ROP的关键思想是次级发射机从初级信号中获取能量，然后将其信息比特调制到初级信号中，并将调制后的信号反射到次级接收机，而不违反初级系统的干扰要求。与传统的频谱共享模型相比，该模型中的次系统不仅利用了主系统的频谱，还利用了主系统的信号来获取能量和携带信息。在本文中，我们调查这样的频谱共享系统在衰落信道下的性能。具体而言，我们通过联合优化主信号的发射功率和次级环境后向散射的反射系数来最大化次级系统的遍历容量。考虑了不同的（理想/实际）能耗模型、不同的（峰值/平均）发射功率约束、不同类型的（固定/动态可调）反射系数、不同的主系统干扰要求（速率/中断）。最优功率分配和反射系数为每种情况下获得。
2018-01-20 cs.IT math.IT
Transmission Capacities for Overlaid Wireless Ad Hoc Networks with Outage Constraints
我们研究了两个共存的无线网络（一个主网络与二级网络），在同一地理区域内运行，并共享相同的频谱的传输能力。我们将传输容量定义为传输密度、传输速率和成功传输概率（1减去中断概率）之间的乘积。主（PR）网络具有更高的优先级来接入频谱，而无需特别考虑辅（SR）网络，其中SR网络通过仔细控制其发射机的密度来限制其对PR网络的干扰。假设节点按泊松点过程分布，两个网络使用不同的传输范围，我们量化了这两个网络的传输容量，并基于渐近分析讨论了它们之间的折衷.我们的研究结果表明，如果PR网络允许其中断概率略有增加，两个网络的总传输容量（即，每单位面积的总频谱效率）将比单个网络的频谱效率显著提高。
2009-01-05 cs.IT 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
Capacity Results for the Multicast Cognitive Interference Channel
研究了多播认知干扰信道（CIFC）的容量域。该信道由两个独立的发送器组成，这两个发送器希望多播两个不同的消息，每个消息发送给一组不同的用户。此外，其中一个发射机-通常称为认知发射机-具有要发射的两个消息的先验非因果知识。这种情况结合了干扰信道、广播信道和多播通信中出现的困难和挑战。我们的目标是在这样一个具有挑战性的通信设置的最佳干扰缓解技术的推导。为此，我们调查的多主CIFC和它的双多辅助CIFC在各种干扰制度下，试图建立一个更全面的了解更一般的设置。它示出，对于某些制度，众所周知的编码技术的传统CIFC仍然是最佳的存在下，组播。而在其他机制中，进化的编码和/或解码策略是至关重要的。仔细使用这些编码方案和新的外边界技术，使我们能够表征几类离散无记忆和高斯信道在不同的干扰制度的容量区域。
2016-03-04 cs.IT math.IT
Protocol Coding through Reordering of User Resources, Part II: Practical Coding Strategies
我们使用术语协议编码来表示通信策略，其中信息通过特定通信协议所采取的动作进行编码。在这项工作中，我们调查的策略，通过组合排序的标签用户资源（数据包，通道）在现有的，主要的系统协议编码。这在现有系统中引入了一个新的辅助通信信道，该信道在先前的工作中专门在隐写上下文中被考虑。相反，我们专注于使用辅助信道与新引入的辅助设备进行可靠的通信，这些辅助设备是主设备的低复杂度版本，仅能够解码主信号中的鲁棒编码的报头信息。在第一部分的工作中，我们的特点是通过信息理论分析的能力的二级通道。在本文中，我们考虑实际策略的信息理论分析的启发，协议编码。事实证明，第一部分的见解有助于设计出更好的差错控制码。这一点可以通过将错误性能与“朴素”策略进行比较来证明，该策略可能在不进行第一部分中的分析的情况下可用。这些结果清楚地概述了所讨论的次级通道概念背后的概念新颖性及其实际适用性。
2012-02-01 cs.IT math.IT
Superposition Coding-Based Bounds and Capacity for the Cognitive Z-Interference Channels
本文研究了具有两个发射机和两个接收机的认知干扰信道，其中认知发射机非因果地知道主发射机的消息和码字。我们首先介绍一个离散的无记忆更有能力的CIC，这是一个扩展到更有能力的广播信道（BC）。使用叠加编码，我们提出了一个内界和一个外界的容量区域。当主用户受到强干扰时，外边界也是有效的。对于高斯CIC，该外边界适用于$|a| \geq 1 $，其中$a$是从次用户到主接收机的干扰链路的增益。然后将这些容量内边界和外边界应用于高斯认知Z干扰信道（GCZIC），其中只有主接收机受到干扰。在显示联合高斯输入最大化GCZIC的这些界限后，我们评估了该通道的界限。新的外边界是严格比其他外边界的能力的GCZIC在强干扰（$a^2 \geq 1 $）。特别是，外边界与$|a| \geq \sqrt{1 + P_1}$的内边界一致，因此，建立了GCZIC在此范围内的容量。对于这样大的$a$，在认知发射机处的叠加编码和在主接收机处的连续解码是实现容量的。
2011-02-06 cs.IT math.IT
QoS Analysis of Cognitive Radios Employing HARQ
近年来，对更快和更可靠的数据传输的需求带来了复杂的通信系统。因此，执行可以提供有关性能级别的洞察力的封闭式解决方案变得更加困难。在本文中，不同于现有的研究，我们研究了认知无线电系统，采用混合自动重传请求（HARQ）协议下的服务质量（QoS）的约束。我们假设二级用户通过利用一个策略，这是一个组合的扩频和交织接入技术接入频谱。考虑到次用户不完全执行信道感知，以检测活跃的主用户，并有一个传输截止日期，每个数据包在次发送器缓冲区，我们制定了系统的状态转移模型。然后，我们得到的状态转移概率时，采用HARQ-chase合并。随后，我们提供了在信道中的分组丢失率，并得到了有效容量。最后，我们证实了我们的分析推导与数值结果。
2017-02-04 cs.IT math.IT
Interference-Aided Energy Harvesting: Cognitive Relaying with Multiple Primary Transceivers
我们考虑一个频谱共享的情况下，一个次级发射机（ST）通过解码和转发次级中继（SR）与其目的地通信的干扰存在下，从多个主发射机。SR从接收到的包括主要干扰的射频信号中获取能量，并使用它将信息转发到次要目的地。继电器采用时间切换策略，随着时间的推移在能量收集和信息解码之间切换。在ST和SR的主要中断约束和峰值功率约束下，为了确定平均次级吞吐量，我们推导出精确的次级中断概率和遍历容量的解析表达式，分别表征延迟限制和延迟容忍传输。我们还研究了主收发器的数量和峰值功率约束对最佳能量收集时间的影响，最大限度地提高了次级吞吐量。通过利用主干扰作为能量源，与为了能量收集目的而忽略主干扰的情况相比，次级网络实现了更好的吞吐量性能。最后，我们考虑的情况下，ST也收获能量从主传输和比较其吞吐量性能与非能量收获ST的情况下。
2017-07-14 cs.IT cs.NI math.IT
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。
2015-10-23 cs.IT math.IT
On the Relationship Between the Multi-antenna Secrecy Communications and Cognitive Radio Communications
研究了多个窃听者使用单天线或多天线时多天线或多输入多输出（MIMO）保密信道的容量。已知的是，MIMO保密容量是可实现的最佳传输协方差矩阵，最大化的秘密用户和窃听者的信道互信息之间的最小差异。因此，MIMO保密容量计算可以被公式化为非凸的最大-最小问题，这不能通过标准的凸优化技术有效地解决。为了处理这个困难，我们探索MIMO保密信道和最近开发的MIMO认知无线电（CR）信道之间的关系，其中多天线次用户在同一频谱上同时与多个主用户进行传输，受到主用户处的接收干扰功率约束，或者所谓的“干扰温度（ITF）”约束。通过构造一个辅助CR MIMO信道，具有相同的信道响应的MIMO保密信道，我们证明了最佳的传输协方差矩阵，以实现保密容量是相同的，以实现CR频谱共享容量与适当选择的IT约束。基于这种关系，提出了几种算法来解决非凸保密容量计算问题，将其转化为一系列凸的CR频谱共享容量计算问题。对于单天线窃听者的情况，该算法得到了MIMO保密信道的精确容量;对于多天线窃听者的情况，该算法得到了MIMO保密信道容量的上界和下界。
2009-01-30 cs.IT math.IT
Optimal Bandwidth and Power Allocation for Sum Ergodic Capacity under Fading Channels in Cognitive Radio Networks
研究了衰落信道下多个次用户共享主用户授权频谱的频分多址认知无线电网络中的最优带宽和功率分配问题。所有SU的遍历容量之和被作为网络的性能度量。除了SU处的峰值/平均发射功率约束和PU施加的峰值/平均干扰功率约束的所有组合之外，还考虑了许可频谱的总带宽约束。最优带宽分配推导出在任何给定的功率分配的封闭形式。在上述功率约束的所有可能的组合下，最优功率分配的结构也被导出。这些结构指示以非零功率但低于其对应峰值功率发射的用户的可能数目，且展示其它用户不发射或以其对应峰值功率发射。基于这些结构，有效的算法被开发用于寻找最优的功率分配。
2010-06-25 cs.IT math.IT
On Energy Cooperation in Energy Harvesting Underlay Cognitive Radio Network
在本文中，我们考虑了一个能量收集认知无线电网络（EH-CRN），其中主用户和次用户共存于GPRS模式。两个发射器都具有能量收集能力，并配备有有限容量电池以存储收集的能量。此外，次级用户（SU）具有独立的能量传输单元，使得其可以将其收集的能量的一部分传输给初级用户（PU）。我们得到了一个最佳的发射功率和能量传输策略为单时隙和一个次优的策略为多时隙的情况下，最大限度地提高了由SU传输的比特数在离线设置下的主要和速率约束。对于这两种情况下，能量合作对系统性能的影响进行了研究，并观察到能量合作导致更高的SU吞吐量。
2016-03-10 cs.IT math.IT
Optimal Utilization of a Cognitive Shared Channel with a Rechargeable Primary Source Node
本文考虑的情况下，一组节点共享一个共同的信道。一些节点具有可充电电池，而其他节点插入可靠的电源，因此没有能量限制。我们考虑两个源-目的地对，并应用认知无线电通信的概念，共享公共信道。具体地，我们给予能量受限的源-目的地对高优先级，即，主对，并且低优先级到没有这种约束的对，即，第二对与认知无线电的传统概念（其中一旦检测到主发射机就要求次发射机放弃信道）相比，次发射机不仅利用主发射机对的空闲时隙，而且以概率$p$与主发射机一起发射。这是可能的，因为我们考虑了一般的多包接收模型。给定对主对的吞吐量的要求，选择概率$p$以最大化辅对的吞吐量。为此，我们得到了二维最大稳定吞吐量区域，它描述了我们可以推入网络的速率的理论限制，同时保持网络中的队列是稳定的。结果得到的两种情况下，其中在主节点处的电池的容量是无限的，也有限。
2011-07-31 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Two-user Gaussian Causal Cognitive Interference Channel
本文研究了两用户高斯因果认知干扰信道（GCCIC），该信道由两个源-目的对共享同一信道组成，其中一个全双工认知源可以通过噪声链路因果地学习主源的消息。GCCIC是一个干扰信道，单方面源合作，更好地模拟实际的认知无线电网络比常用的模型，假设一个源有完美的非因果知识的其他源的消息。首先，对称GCCIC的总容量被确定为在恒定间隙内。然后，从推导得到的对称和容量的见解扩展到表征整个容量区域内的一个恒定的差距更一般的情况下。具体地，容量被确定为（a）对于完全连接的GCCIC在2比特内，粗略地说，当在两个接收机处干扰都不弱时，（b）对于Z信道在2比特内，即，当没有来自主用户的干扰时，以及（c）对于S信道在2比特内，即，当没有来自次级用户的干扰时。其中GCCIC在广义自由度方面等效于非合作干扰信道的参数机制（即，单边因果合作是无用的），到非因果认知干扰信道（即，因果合作达到了认知无线电技术的极限），并对双边源合作进行了识别。这些比较揭示了参数制度和网络拓扑结构，在实践中可能提供一个无限的吞吐量增益相比，目前可用的（非认知）技术。
2013-09-30 cs.IT math.IT
On the Capacity Region of Reconfigurable Intelligent Surface Assisted Symbiotic Radios
本文研究RIS辅助共生无线电系统中的乘性多址接入信道容量区域，在被动反射约束下刻画了容量边界，并揭示了最优信号分布特性及幅度调整对容量的增益。
2024-04-26 cs.IT math.IT
Capacity and Spectral Efficiency of Interference Avoiding Cognitive Radio with Imperfect Detection
在本文中，我们考虑一个模型，在该模型中，未授权或辅助用户（SU）配备了认知无线电（CR）（统称为CR）交织其传输与授权或主用户（PU）。在该模型中，当CR检测到PU（i）繁忙时，它不发送;（ii）PU空闲时，它发送。考虑基于CR的PU检测的两种情况，其中CR检测PU（i）完美地-被称为“理想情况”，以及（ii）不完美地-被称为“非理想情况”。对于这两种情况，我们提出了速率区域，PU和CR的总容量和频谱效率因子-PU和CR的总容量与PU没有CR的容量的比率。我们认为瑞利衰落信道提供洞察我们的结果。对于理想情况，我们研究了PU占用率对频谱效率因子的影响。对于非理想情况，除了占用率的影响外，我们还研究了虚警和漏检对速率区域和频谱效率因子的影响。我们的特征的一组值的虚警和错过检测概率的系统的好处，在可接受的区域的形式。我们发现，虚警有一个更深刻的影响比错过检测的频谱效率因子。我们还表明，当PU占用是小的，虚警和漏检的影响减少。最后，对于标准的检测技术，即能量检测，匹配滤波器和幅度平方相干性，我们表明，匹配滤波器的性能最好，其次是幅度平方相干性，其次是能量检测相对于频谱效率因子。
2012-05-15 cs.IT math.IT
