Cooperative Feedback for Multi-Antenna Cognitive Radio Networks
认知波束成形（CB）是一种多天线技术，用于在认知无线电网络中的主用户（PU）和次用户（SU）之间进行有效的频谱共享。具体地，多天线SU发射机应用CB来抑制对PU接收机的干扰以及增强相应的SU链路性能。本文针对多输入单输出（MISO）SU信道与单输入单输出（SISO）PU信道共存的情况，提出了一种基于PU接收机到SU发送机的有限速率协作反馈的CB设计新的实用范例。具体地，PU接收器向SU发送器传送用于计算SU发送波束成形器的量化的SU到PU信道方向信息（CDI），以及根据PU接收器处的可容忍干扰裕度来调节SU发送功率的干扰功率控制（IPC）信号。提出了两种基于协作反馈的CB算法：一种是限制SU发射波束形成器与量化后的SU到PU信道方向正交，另一种是放松这种约束。此外，利用SU CDI从SU发射机到PU接收机的协作前馈，以允许更有效的协作反馈。分析了不同CB和协作反馈/前馈算法下SU链路的中断概率，并由此刻画了CDI和IPC反馈之间的最优比特分配折衷。
2010-10-15 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying in Underlay Cognitive Systems with Hardware Impairments
研究了多天线和每个收发器有硬件损伤的认知（二次）双跳中继系统的性能。特别是，端到端（e2 e）通信的中断概率推导出封闭的形式，无论是发射天线选择与最大比组合（TAS/MRC），或TAS与选择组合（TAS/SC）建立在每一跳。简化的渐近中断表达式也得到了，它体现了系统的分集和阵列阶数，发射/接收天线数量的平衡的有效性，以及硬件损伤的e2 e通信的影响。
2015-09-01 cs.IT math.IT
Spectrum Sensing in Cooperative Cognitive Radio Networks with Partial CSI
提出了一种基于中继的认知无线电网络中的协作频谱感知算法。我们考虑一个随机模型，其中数据从主用户（PU）的基站（BS）发送。数据由次要用户（SU）中继到SU BS。SU BS仅具有无线信道的部分CSI知识。为了获得基于似然比检验（LRT）的最优决策规则，需要逐点评估每个假设下的边际似然。然而，由于积分的难处理性，这些不能通过分析获得。相反，我们利用拉普拉斯方法近似这些量。性能评估通过数值模拟，它表明，所提出的频谱感知方案可以实现优越的结果的能量检测方案。
2011-10-28 cs.IT math.IT
A Novel Algorithm for Cooperative Distributed Sequential Spectrum Sensing in Cognitive Radio
本文研究了认知无线电中的协作频谱感知问题。在我们以前的工作中，我们已经开发了DualSPRT，一个分布式算法的合作频谱感知使用顺序概率比测试（SPRT）在认知无线电以及在融合中心。该算法运行良好，但不是最优的。在本文中，我们提出了一种改进的算法- SPRT-CSPRT，这是从累积和程序（CSPUM）的动机。我们从理论上进行了分析。我们也修改这个算法来处理SNR和衰落的不确定性。
2012-11-23 cs.IT math.IT stat.AP
Primary Rate-Splitting Achieves Capacity for the Gaussian Cognitive Interference Channel
认知干扰信道对认知覆盖无线电系统进行建模，其中认知无线电偷听相邻节点的传输。这个频道的容量一般是未知的。对于高斯情况，容量在三种机制中是已知的，通常表示为“弱干扰”、“非常强的干扰”和“初级认知解码”。本文提供了一个新的容量结果，基于速率分裂的主要用户的消息到一个公共和私人的一部分，并概括了能力的结果在“非常强的干扰”和“主要解码认知”制度。这一结果表明，认知干扰信道的容量不仅取决于信道条件，但也与主用户的合作水平。
2012-04-10 cs.IT 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
The Capacity of the Interference Channel with a Cognitive Relay in Very Strong Interference
具有认知中继的干扰信道由具有两个源-目的地对的经典干扰信道和具有源的消息的先验知识并辅助源的传输的附加认知中继组成。我们推导出一个新的外边界为这个通道使用的参数最初设计的“更有能力”的广播信道，并显示在“非常强的干扰”制度，一类的渠道，如果两个目的地解码两个消息的最优性没有损失的建议的外边界的可扩展性。该结果类似于经典干扰信道和认知干扰信道的“非常强干扰”容量结果，并且是具有认知中继的一般干扰信道的第一容量已知容量结果。
2011-02-16 cs.IT math.IT
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。
2011-02-18 cs.IT math.IT
Interference Cancellation trough Interference Alignment for Downlink of Cognitive Cellular Networks
在这封信中，我们提出了通过干扰对齐在认知蜂窝网络的下行链路的干扰消除。干扰对齐有助于在主小区和辅小区之间共享空间资源，因此，它可以通过干扰消除提供更高的自由度。我们推导并描述了可实现的自由度。分析和计算了注水最优功率分配的可达和速率。
2014-11-24 cs.IT math.IT
Distributed Cooperative Spectrum Sensing in Mobile Ad Hoc Networks with Cognitive Radios
在认知无线电移动自组织网络中，次用户可以通过协作感知频谱来检测主用户的存在。在本章中，我们提出了一个完全分布式和可扩展的协作频谱感知方案的基础上，最近的进展共识算法。在所提出的方案中，次用户可以保持协调的基础上，只有本地的信息交换没有一个集中的公共接收机。我们使用二级用户的共识来做出最终决定。所提出的方案基本上是基于共识算法的最新进展，这些算法从复杂的自然现象中获得灵感，包括鸟类成群，鱼类成群，蚂蚁和蜜蜂成群。与现有的协作频谱感知方案不同，所提出的方案不需要集中式接收机，这使得它们适用于分布式CR-MANN。仿真结果表明，所提出的一致性方案可以显着降低漏报概率和虚警概率的CR-MANDROOM。它也表明，该方案不仅具有证明在检测主用户的存在的灵敏度，但也具有鲁棒性，在选择一个理想的决策阈值。
2011-04-29 cs.IT math.IT
Cooperative Feedback for MIMO Interference Channels
多天线预编码有效地减轻了无线网络中的干扰。然而，预编码效率会由于所需的信道状态信息（CSI）的反馈而被开销显著降低。针对这一问题，提出了一种基于有限速率CSI反馈（协作反馈）的双用户多输入多输出（MIMO）干扰信道预编码器设计方法。具体地，每个预编码器被分解为内预编码器和外预编码器，分别用于使干扰为零和提高数据链路阵列增益。内部预编码器被进一步设计为抑制由有限速率协作反馈引起的残余干扰。为了调节由于预编码器量化而产生的残余干扰，设计了附加的标量协作反馈信号以使用不同的准则来控制发射机的功率，所述准则包括应用干扰裕度、最大化总吞吐量以及最小化中断概率。仿真结果表明，这种额外的反馈有效地消除了由于量化预编码器反馈的性能下降。
2010-09-17 cs.IT math.IT
Interference Alignment and Neutralization in a Cognitive 3-User MAC-Interference Channel: Degrees of Freedom
被认为是由一个点对点（P2P）链路和多址接入信道（MAC）共享相同的介质的网络。从自由度（DoF）的角度研究了具有三个发射器和两个接收器的干扰网络，有认知和没有认知。几个认知变量进行检查。即，研究了（1）没有认知发射机、（2）认知P2P发射机、（3）一个认知MAC发射机和（4）具有两个认知MAC发射机的设置。结果表明，具有认知P2P发射机不会给网络带来任何自由度增益。这是通过表明前两种情况（1）和（2）的DoF为1而获得的。然而，示出了认知MAC发射机更有益，因为后两种情况（3）和（4）具有3/2 DoF。3/2自由度的可重构性通过使用干扰抵消和干扰对准的组合来保证。
2011-10-04 cs.IT math.IT
The Capacity of the Semi-Deterministic Cognitive Interference Channel with a Common Cognitive Message and Approximate Capacity for the Gaussian Case
在本文中的认知干扰信道的研究与一个共同的消息，一个经典的认知干扰信道中的认知消息在两个接收机解码的变化。我们推导出半确定性信道的容量，其中认知解码器的输出是信道输入的确定性函数。我们还显示了能力，在一个恒定的间隙和一个恒定的高斯信道，其中的输出是线性组合的信道输入加上加性高斯噪声项的因素。这些结果中的大多数显示使用一个有趣的传输方案，其中的认知消息，在两个接收器解码，也预编码对在认知解码器所经历的干扰。认知消息的预编码不允许主解码器重构干扰信号。认知消息在解码其预期消息时在主接收器处充当辅助信息。
2012-02-05 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Cognitive Interference Channel with a Common Cognitive Message
在本文中，认知干扰信道与一个共同的消息，一个经典的认知干扰信道中的认知消息在两个接收机解码的变化，进行了研究。对于这个信道模型，新的外部和内部边界的开发，以及新的容量结果的离散无记忆和高斯的情况下。外边界是使用最初由佐藤开发的经典干扰信道和奈尔和埃尔贾迈勒的广播信道的边界技术。结合速率分裂、叠加编码和合并，得到了一个通用的内界。内外边界一致的“非常强的干扰”和“初级解码认知”制度。第一种机制包括这样的信道，其中在使两个接收器解码两个消息中没有最优性的损失，而在后一种机制中，在认知接收器处的干扰预消除实现容量。高斯信道的容量被证明是在一个恒定的加法间隙和一个恒定的乘法因子。
2012-08-20 cs.IT math.IT
Full-Duplex Cooperative Cognitive Radio Networks with Wireless Energy Harvesting
提出并分析了一种新的具有无线能量收集功能的全双工协作认知无线电网络。我们认为次级接收器配备有FD无线电并且充当FD混合接入点（HAP），其旨在从其相关联的EH次级发射器（ST）收集信息并且中继信号。假设ST配备有EH单元和可充电电池，使得其可以从由主发射器（PT）和HAP发射的射频（RF）信号收集和积累能量。我们开发了一种新的合作频谱共享（CSS）协议所考虑的系统。在所提出的协议中，由于其FD能力，HAP可以同时接收PT的信号并发送能量承载信号以给ST充电，或者同时转发PT的信号并接收ST的信号。我们推导出解析表达式的可实现的吞吐量的主要和次要的链接通过表征的ST电池的动态充电/放电行为作为一个有限状态马尔可夫链。我们提出的数值结果来验证我们的理论分析，并证明了所提出的协议的优点，其非合作对应。
2017-03-20 cs.IT math.IT
Robust Beamforming for Secrecy Rate in Cooperative Cognitive Radio Multicast Communications
在本文中，我们提出了一种合作的方法来提高认知无线电多播通信的主系统和次系统的安全性。在它们接入许可给主用户的频谱期间，次未许可用户通过向窃听者发送干扰噪声来帮助主系统加强安全性，同时保护它们自己免受窃听。这项工作的主要目标是最大化的保密率的辅助系统，同时坚持所有个人的主用户的保密率的约束。在被动窃听者和不完善的信道状态信息的情况下，在收发器，感兴趣的效用函数是非凹的，涉及的约束是非凸的，因此，最优解是麻烦的。为了解决这个问题，我们提出了一个迭代算法，以达到所考虑的问题的局部最优。所提出的迭代算法保证实现Karush-Kuhn-Tucker解决方案。
2017-03-01 cs.IT math.IT
The Capacity of More Capable Cognitive Interference Channels
我们建立了一类离散无记忆认知干扰信道（DM-CIC）的容量区域，称为认知更有能力的信道，我们表明，叠加编码是最佳的编码技术。这是迄今为止DM-CIC的最大容量区域，因为现有容量结果明确显示为其子集。
2014-01-18 cs.IT math.IT
Adaptive Modulation and Coding and Cooperative ARQ in a Cognitive Radio System
针对共享频谱环境下的次用户，提出了一种自适应调制编码（AMC）和协作自动重传请求（C-ARQ）的联合跨层设计方案。首先，基于信道的统计描述，给出了平均频谱效率（SE）和平均丢包率（PLR）的封闭表达式。然后，设计跨层方案，以最大化平均SE，同时保持平均PLR在规定的水平之下。首先建立了一个优化问题，并找到了次优解：获得了次系统信道的目标分组出错率（PER），并基于目标PER推导出相应的次优AMC速率自适应策略，最后给出了该方案的平均SE和平均PLR性能。
2017-09-12 cs.IT math.IT
State of the cognitive interference channel: a new unified inner bound
干扰信道的容量区域，其中一个发射机非因果地知道另一个的消息，称为认知干扰信道，自2005年成立以来一直保持开放。一些微妙的不同的可实现的速率区域和外部边界已被推导出来，其中一些在特定条件下是紧的。在这项工作中，我们提出了一个新的统一的离散无记忆认知干扰信道的内界。我们明确地表明，它包括所有已知的离散无记忆可实现的速率区域作为特殊情况。提出的可达区域最近被用于推导一般确定性认知干扰信道的容量区域，因此也是高斯认知干扰信道的线性高信噪比确定性近似。然后，使用高信噪比确定性近似来获得高斯认知干扰信道的容量，其容量在1.87比特以内。
2010-03-19 cs.IT math.IT
Cooperative Precoding with Limited Feedback for MIMO Interference Channels
多天线预编码有效地减轻了无线网络中的干扰。然而，如果预编码器设计未能考虑信道状态信息（CSI）反馈中的不准确性，则所得到的性能增益在实践中可能显著受损。本文解决了这个问题，考虑有限速率CSI反馈从接收机到他们的干扰发射机在两个用户的多输入多输出（MIMO）干扰信道，称为合作反馈，并提出了一个系统的方法设计收发器，包括线性预编码器和均衡器。具体地，每个预编码器/均衡器被分解为内部和外部分量，分别用于使交叉链路干扰为零和实现阵列增益。内部预编码器/均衡器被进一步优化，以抑制由有限速率协作反馈引起的残留干扰。此外，剩余干扰由附加标量协作反馈信号调节，所述附加标量协作反馈信号被设计成使用包括固定干扰裕度和最大总和吞吐量的不同标准来控制传输功率。最后，所需的合作预编码器的反馈比特的数量推导出限制由于预编码器量化的吞吐量损失。
2012-02-27 cs.IT math.IT
General Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks
认知无线电（CR）发射机和CR接收机（CR链路）之间的成功操作依赖于可靠的频谱感知。对于网络CR，需要在CR发射机处进行频谱感测，并且需要关于CR接收机处的频谱可用性的进一步信息。重新定义了频谱感知以及适用于认知无线电网络（CRN）的统计推断，我们从数学上推导出条件，允许CR发射机转发数据包CR接收机下保证中断概率，并证明了本地频谱可用性的相关性之间的合作节点和CR接收机决定的合作计划的有效性。应用我们的新的数学模型，潜在的隐藏终端在CRN，我们说明了允许的传输区域的CR，定义为邻域，不再是圆形的形状，即使在一个纯路径损耗信道模型。这导致非对称CR链路，使双向链路通常不适合CRN，但这种挑战可以通过协作感知来缓解。因此，频谱感知能力决定了CRN的拓扑结构。对于多个协作节点，为了充分利用频谱可用性，由于信息交换开销有限，提出了协作节点的选择方法。将可靠性定义为协作节点在CR接收端提供的频谱可用性信息，通过应用邻域面积，可以从链路和网络两个角度比较协作节点的感知能力。此外，由于动态CRN缺乏集中协调，CR只能在有限的感知时间内获得局部和部分信息，因此提出了鲁棒频谱感知。合作计划的限制和它们对网络操作的影响也得到了。
2009-07-16 cs.IT math.IT
The Degrees of Freedom Region of the MIMO Cognitive Interference Channel with No CSIT
这篇论文已被作者撤回修改。
2010-02-10 cs.IT math.IT
Cooperative Cognitive Networks: Optimal, Distributed and Low-Complexity Algorithms
本文考虑了认知系统和主系统之间的合作，其中多个认知基站（CBS）中继主用户（PU）的信号，以换取更多的机会来发送自己的信号。CBS使用放大转发（AF）中继和协调波束成形来中继主信号并发送它们自己的信号。我们的目标是最小化的总发射功率的CBS给定的PU和认知用户（CU）的速率要求。我们表明，中继矩阵具有单位秩，并执行两个功能：匹配滤波器接收波束成形和发射波束成形。然后，我们开发了两个有效的算法来找到最优解。第一种算法具有线性收敛速度，适合分布式实现;第二种算法具有超线性收敛性，但需要集中处理。此外，我们推导出线性常规迫零（CZF）和先验迫零（PZF）方案的波束形成向量，这提供了更简单的解决方案。仿真结果表明，由于主系统和认知系统之间的合作，中断性能的改善。
2012-04-12 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Cooperative Cognitive Relaying Schemes for Cognitive Radio Networks
我们研究认知无线电网络，其中主用户（PU）可以与认知无线电用户（即，次级用户（SU））用于其数据分组的传输。PU被假定为以时隙方式操作的缓冲节点，其中时间被划分为等长的时隙。我们开发了两个计划，涉及主要和次要用户之间的合作。为了满足某些服务质量（QoS）要求，用户共享时隙持续时间和信道频率带宽。此外，SU可以利用主反馈消息来进一步增加其数据率并满足PU QoS要求。所提出的合作方案的设计，使得SU数据率最大化的约束下，PU的平均排队延迟保持小于平均排队延迟的情况下，非合作PU。此外，所提出的方案保证了PU队列的稳定性，并保持SU发出的平均能量低于一定值。所提出的方案还提供了更强大的和潜在的连续服务的SU相比，在认知网络中的传统做法，其中SU发送的频谱空洞和沉默会话的PU。我们包括主要的源突发，感知错误，和反馈解码错误的分析，我们提出的合作计划。优化问题是离线解决的，需要一个简单的二维基于网格的搜索优化变量。数值结果表明，在SU数据率和PU吞吐量，平均PU的延迟，和平均PU节能方面的合作计划的有益收益。
2017-10-26 cs.IT cs.NI math.IT
Full-Duplex Cooperative Cognitive Radio with Transmit Imperfections
研究了蜂窝网络中主系统和认知系统之间的协作问题，其中认知基站（CBS）采用放大转发或解码转发协议中继主系统信号，并作为反馈发送自己的认知信号。虽然通常使用的半双工（HD）的假设可能会使合作效率较低，由于两个正交信道相位，我们建议CBS可以工作在全双工（FD）模式，以提高系统速率区域。感兴趣的问题是通过研究认知速率最大化问题来找到可实现的初级认知速率区域。对于这两种模式，我们明确地考虑CBS传输缺陷，这导致与FD操作模式相关联的残余自干扰。我们提出了封闭形式的解决方案或有效的算法来解决这个问题时，相关的残留干扰功率是不可缩放或可缩放的发射功率。此外，我们提出了一种简单的混合方案，根据迫零准则选择HD或FD模式，并提供了有关系统参数影响的见解。数值结果表明，使用FD模式和混合格式显着的性能改善。
2013-03-21 cs.IT math.IT
A Cooperative Bayesian Nonparametric Framework for Primary User Activity Monitoring in Cognitive Radio Network
本文介绍了一种新的方法，使一些认知无线电设备，观察一些主要用户（PU）的可用性模式，合作和使用\emph{Bayesian nonparametric}技术来估计PU的活动模式的分布，假设是完全未知的。在所提出的模型中，每个认知节点可能有自己的个人认为每个PU的分布，因此，寻求找到合作伙伴具有相关的感知。为了解决这个问题，联盟之间的认知设备和合作联盟形成的算法制定的博弈。结果表明，所提出的联盟形成算法允许的认知节点，正在经历一个类似的行为，从一些PU自组织成不相交的，独立的联盟。在每个联盟内部，合作的认知节点使用贝叶斯非参数模型的组合，如Dirichlet过程和统计拟合优度技术，以提高估计PU的活动分布的准确性。仿真结果表明，该算法显着提高了估计的PU的分布和产量的性能优势，在减少的平均实现Kullback-Leibler距离之间的真实和估计的分布，达到36.5%，相对于非合作估计。结果还表明，该算法使认知节点，以适应他们的合作决策时，实际PU的分布变化，例如，PU的移动性。
2012-02-02 cs.GT cs.IT math.IT
Generalized Degrees of Freedom of the Interference Channel with a Signal Cognitive Relay
研究了信号认知中继的干扰信道。信号认知中继非因果地知道源的发射信号（但不知道消息），并试图帮助它们与各自的目的地进行通信。我们推导出上界，并提供可实现的计划，这个通道。从广义自由度的观点来看，这些上界和下界是紧的。最后给出了信号认知中继干扰信道广义自由度的一个特征。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Cooperative encoding for secrecy in interference channels
本文研究了存在外部窃听者时两用户干扰信道的基本性能极限。在这种情况下，我们构建了一个内界，保密容量区域的基础上，合作编码的思想，其中两个用户合作设计他们的随机码本，并共同优化他们的信道前缀分布。我们的可扩展性方案还利用消息分裂，以允许在非预期接收器的干扰的部分解码。外边界，然后推导出并用于建立在某些情况下的最优性的建议计划。在高斯的情况下，以前提出的合作干扰和噪声转发技术是我们所提出的方法的特殊情况。总体而言，我们的研究结果提供了关于如何利用干扰来提高无线网络保密能力的结构性见解。
2011-04-21 cs.IT math.IT
The Capacity Region of the Cognitive Z-interference Channel with One Noiseless Component
我们研究了离散无记忆Z干扰信道（ZIC），其中遭受干扰的发射机对是认知的。我们首先提供了这个通道的容量的上限和下限。然后，我们表明，当不面临干扰的发射机-接收机对的信道是无噪声的，这两个界限重合，因此产生的容量区域。所得到的结果意味着，与高斯认知ZIC中不同，在所考虑的信道中，需要在非认知发射机处进行叠加编码以及在认知发射机处进行Gel'fand-Pinsker编码，以最小化干扰的影响。作为所得到的容量区域的副产品，我们得到了一个广义Gel'fand-Pinsker问题的容量结果。
2008-12-02 cs.IT math.IT
Cooperative Interference Control for Spectrum Sharing in OFDMA Cellular Systems
本文研究了正交频分多址（OFDMA）蜂窝系统中小区间干扰控制的协作方案。在一个简化的两个小区的系统中的下行链路传输进行检查，其中两个小区同时使用OFDMA接入相同的频带。联合功率和子载波分配在两个小区的集中式和分散式实现最大限度地提高其总吞吐量。特别地，通过新的协作干扰控制方法来实现分散式分配，由此两个小区独立地实现资源分配，以迭代方式最大化个体吞吐量，服从一组相互干扰功率约束。仿真结果表明，所提出的分散式资源分配方案的系统吞吐量接近于集中式方案，并且与现有方案相比具有显著的吞吐量增益。
2011-02-17 cs.IT math.IT
New Results on the Capacity of the Gaussian Cognitive Interference Channel
两个用户的高斯认知干扰信道的容量，其中一个发射机具有两个消息的知识的经典干扰信道的变化，是已知的几个参数制度，但仍然是未知的一般。在本文中，我们考虑以下可实现的方案：认知发射机预编码其消息对在其预期的接收机由主用户创建的干扰，和认知接收机只解码其预期的消息，类似于“弱干扰”的最佳方案;主解码器解码这两个消息，类似于“非常强的干扰”的最佳方案。虽然认知消息是相对于主消息进行预编码的，但是通过对其进行解码，主接收器获得关于其自身消息的信息，从而提高其速率。我们表明：（1）该方案实现了我们所说的“初级认知解码”机制的容量，即，不包括在已知容量的“非常强的干扰”状态中的“强干扰”状态的子集;（2）对于大得多的参数集，该方案在1比特/s/Hz或因子2的容量内，从而改进了最佳已知的恒定间隙结果;（3）基于对近似容量结果的分析，我们提供了对认知编码器处的干扰预编码与主接收器处的干扰解码之间的权衡的见解。
2010-07-09 cs.IT math.IT
On The Secrecy of the Cognitive Interference Channel with Channel State
本文研究了认知状态相关干扰信道中的保密问题。在这种情况下，我们有一个主要的和认知发射机-接收机对。认知发送器将主发送器的消息作为边信息。此外，信道的状态在认知编码器处是已知的。因此，认知编码器使用此边信息与主发送器合作，并机密地发送其单独的消息。推导了该信道的可达速率区域和速率区域的外边界。所得结果作为特例推广到已有的工作中。
2012-08-22 cs.IT math.IT
Three-User Cognitive Interference Channel: Capacity Region with Strong Interference
研究了两个主用户和一个认知用户的三用户认知无线电网络的容量域。提出了一种三用户认知干扰信道（C-IFC），该信道中的一个发射机具有认知能力，并且以非因果的方式知道另外两个发射机的消息。首先，基于允许所有接收机以两种不同的顺序解码所有消息的方案，得到三用户C-IFC的容量区域的两个内界。接下来，推导出两组条件，在这两组条件下，所提出的模型的容量区域与三用户C-IFC的容量区域相一致，其中所有三个消息都需要在所有接收器。在这些条件下，被称为强干扰条件，所提出的三用户C-IFC的容量区域的特征。此外，高斯三用户C-IFC被认为是和容量结果推导出高斯的情况下。文中还提供了一些数值例子。
2012-06-19 cs.IT math.IT
Capacity Bounds and Exact Results for the Cognitive Z-interference Channel
我们研究了离散无记忆Z干扰信道（ZIC），其中遭受干扰的发射机对是认知的。我们首先提供了一个上限的能力，这个通道。然后，我们表明，当不经历干扰的发射机-接收机对的信道是确定性的，我们提出的上限匹配曹和陈在2008年提供的已知下限。所得到的结果意味着，与高斯认知ZIC中不同，在所考虑的信道中，需要在非认知发射机处进行叠加编码以及在认知发射机处进行Gel'fand-Pinsker编码，以最小化干扰的影响。作为所获得的容量区域的副产品，我们获得了广义的Gel'fand-Pinsker条件下的容量，其中发射器-接收器对在编码器处存在非因果已知的干扰的情况下进行通信。
2012-02-15 cs.IT math.IT
Interference Channels with One Cognitive Transmitter
本文研究了单认知发射机的干扰信道问题，其中“认知”的定义是从非因果和因果的角度。对于非因果ICOCT，称为干扰信道与退化的消息集（IC-DMS），我们提出了一个新的可实现的速率区域，概括现有的可实现的速率区域IC-DMS。在没有非认知发射机的情况下，所提出的区域与广播信道的Marton区域相吻合。在此基础上，建立了一类半确定性IC DMS的容量域。对于因果ICOCT，由于信道模型的复杂性，我们主要关注认知Z干扰信道（ZIC），其中从认知发射机到主接收机的干扰链路被假设为不存在，由于实际的设计考虑。在不同的参数制度，这样的信道的容量界限得到这种因果认知能力的影响进行了仔细研究。具体地，根据信道参数，认知链路在扩大容量区域方面可能不是有用的。在一定的参数范围内，还为认知ZIC建立了容量区域的最优角点。
2009-10-06 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
Outer Bounds for the Interference Channel with a Cognitive Relay
在本文中，我们首先提出了一个外边界的一般干扰信道与认知中继，即，具有在干扰信道中发送的两个独立消息的非因果知识的中继。该外部边界通过对某些信道输入进行置零而减小到确定性广播信道和确定性认知干扰信道的容量区域。然而，它并没有减少到某些确定性干扰信道的容量是已知的。因此，我们随后收紧其输出满足“可逆性”条件的通道的界限。该第二外部界限现在减少到这种特殊类别的确定性干扰信道的容量。利用干扰的特殊结构，进一步收紧了具有认知中继的高斯干扰信道的高信噪比确定性近似的第二个外界。我们提供了一个例子，表明这第三界是紧密的，至少在某些参数制度的高信噪比确定性近似的高斯信道。另一个例子表明，在非认知发射机之间没有直接链路的特殊情况下，第三个界限是容量。
2010-05-18 cs.IT math.IT
The Capacity of Less Noisy Cognitive Interference Channels
具有两对发射机-接收机的认知干扰信道（CIC）的基本限制已经被探索了几年。本文研究了离散无记忆认知干扰信道（DM-CIC），在该信道中，认知发射机非因果地知道主发射机的消息。这个信道的容量一般不知道;它只在某些特殊情况下是已知的。受低噪声广播信道（BC）概念的启发，本文提出了低噪声认知干扰信道的概念。与BC不同，由于认知信道的固有不对称性，两个不同的低噪声信道是可区分的;这些被称为初级低噪声信道和认知低噪声信道。我们推导出后一种情况下的容量区域，通过引入内部和外部的DM-CIC的能力的界限，并表明这些界限相吻合的认知少噪声信道。在建立容量域的基础上，证明了叠加编码是最优的编码技术。
2012-10-07 cs.IT math.IT
Performance of Two-Hop Cooperative Cognitive Networks with an Energy Harvesting Relay
本文研究了一种基于能量收集（EH）多天线中继的协作认知无线电网络（CCRN），研究了在峰值干扰功率控制下，时间切换（TS）和功率分配（PS）协议的中断和吞吐量性能。我们假设中继分别在第一跳和第二跳中使用最大比合并和发射天线选择。与其他文献不同，我们最佳地结合了直接和中继信号在目的地，并证明，由于随机性质的信道和功率控制，有相当大的改善性能。我们还分析了EH-CCRN的性能与增量中继，{解析量化吞吐量的增益{上} EH-CCRN}。对于少量的天线在中继，吞吐量性能的EH-CCRN实际上是劣于一个使用的直接链路没有中继，而增量方案总是优越的。我们建立，存在EH参数的最佳值，导致TS和PS EH协议的最大吞吐量。在某些特殊情况下，我们推导出这些封闭形式的表达式。计算机模拟用于验证推导的表达式。
2020-09-21 cs.IT math.IT
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
Cognitive Interference Channels with Confidential Messages
研究了具有机密信息的认知干扰信道。与经典的两用户干扰信道类似，认知干扰信道由两个发射机组成，它们的信号在两个接收机处发生干扰。假设存在两个发射机已知的公共消息源（消息1），以及仅认知发射机（发射机2）已知的附加独立消息源（消息2）。认知接收器（接收器2）需要解码两个消息，而非认知接收器（接收器1）应当仅解码公共消息。此外，消息2被假定为机密消息，其需要对接收机1尽可能保密，接收机1被视为消息2的窃听者。保密的程度是由含糊率来衡量的。建立了离散无记忆认知干扰信道容量模糊区域的单字母表达式，并进一步明确推导出高斯情况下的容量模糊区域。此外，特殊化的情况下，没有保密约束的容量模糊区域，建立了一个新的容量定理的一类干扰信道，通过提供一个逆定理。
2007-10-10 cs.IT math.IT
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
Cognitive MIMO-RF/FSO Cooperative Relay Communication with Mobile Nodes and Imperfect Channel State Information
本文分析了一种基于认知无线电的解码转发混合多输入多输出（MIMO）射频/自由空间光（RF/FSO）协作中继系统的性能，该系统具有多个移动主、副用户节点。由于信道估计误差而引起的不完美信道状态信息（CSI）的影响也在次级用户发射机（SU-TX）处被考虑并且分别中继在功率控制和符号检测过程上。这项工作的一个独特的方面是，固定和成比例的干扰功率约束，以限制在主用户接收机（PU-RX）的干扰。分析结果得出上述系统的准确和渐近中断和误比特概率的特征节点的移动性和不完善的CSI的实际条件下，连同光信道的损伤，如路径损耗，大气湍流，和指向错误，每个SU-TX和中继之间的正交空时分组编码传输。最后，仿真结果产生各种有趣的见解系统的性能，如一个midamble与前导码的信道估计的好处。
2018-05-14 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
Resource Allocation and Interference Mitigation Techniques for Cooperative Multi-Antenna and Spread Spectrum Wireless Networks
本章介绍了联合干扰抑制和功率分配算法的DS-CDMA和MIMO网络的多跳和放大转发和解码转发（DF）协议。提出了一种中继间功率电平联合分配和线性干扰抑制的方案。我们还考虑了另一种策略，联合干扰抑制和中继选择，最大限度地提高系统中的多样性。仿真结果表明，所提出的跨层优化算法获得显着的增益在现有的计划的容量和性能。
2013-01-24 cs.IT math.IT
Cooperative Spectrum Sensing for Amplify-and-Forward Cognitive Networks
我们开发了一个合作放大转发认知无线电网络中的频谱感知框架。我们考虑一个随机模型，中继分配在认知无线电网络中的主用户的信号传输到一个认知辅助基站（SBS）。我们开发的贝叶斯最优决策规则下的各种情况下的信道状态信息（CSI）从完美到不完美的CSI。为了获得基于似然比检验（LRT）的最优决策规则，需要逐点评估与存在或不存在传输相关的每个假设下的边际似然。然而，在某些情况下，LRT的评价不能解析地进行，由于所涉及的多维积分的棘手性。在其他情况下，检验统计量的分布不能准确地获得。为了克服这些困难，我们设计了两个算法来近似边缘似然，并获得决策规则。第一种是基于高斯近似，我们通过Berry-Esseen界的多变量版本量化近似的准确性。第二种算法是基于拉普拉斯近似的边际似然，这导致在一个非凸优化问题，有效地解决了通过贝叶斯期望最大化方法。我们还利用Laguerre级数展开近似的分布的检验统计量的情况下，它的分布不能得到准确的。性能通过分析界和数值模拟进行评估。
2011-11-01 cs.IT math.IT
Enhancing PHY Security of Cooperative Cognitive Radio Multicast Communications
在本文中，我们提出了一种合作的方法来提高认知无线电多播通信的主系统和次系统的安全性。在它们接入许可给主用户的频谱期间，次未许可用户通过向窃听者发送干扰噪声来帮助主系统加强安全性，同时保护它们自己免受窃听。这项工作的主要目标是最大化的保密率的辅助系统，同时坚持所有个人的主用户的保密率的约束。在有源窃听者和完美的信道状态信息（CSI）在收发器的情况下，感兴趣的效用函数是非凹的，所涉及的约束是非凸的，因此，最优解是麻烦的。为了解决这个问题，我们提出了一个迭代算法，至少到达一个局部最优的原始非凸问题。该算法保证实现Karush-Kuhn-Tucker解。然后，我们扩展的优化方法的情况下，被动窃听和不完善的CSI知识的收发器，其中的约束转化为一个线性矩阵不等式和凸约束，以促进最优解。
2017-07-08 cs.IT math.IT
Lattice Codes for Many-to-One Interference Channels With and Without Cognitive Messages
针对高斯认知多对一干扰信道，给出了一个新的可达速率域。所提出的新的编码方案是基于计算和转发的方法与格码。使用的想法解码的码字的总和，我们的计划大大改善了传统的编码方案，将干扰作为噪声或解码消息的同时。我们的策略也直接扩展到通常的多对一的干扰信道没有认知的消息。与通常的计算和转发方案相比，其中固定的格用于代码构造，新的方案采用缩放格，并且还包括用于认知干扰信道的现有方案的关键成分。有了这个新的组件，我们的计划实现了更大的速率区域一般。对于某些对称信道设置，建立新的恒定间隙或容量结果，其与系统中的用户数量无关。
2015-01-12 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Energy Harvesting Underlay Cooperative Cognitive Radio Relay Networks with Randomly Located Nodes
研究了主用户泊松场存在时能量收集协作认知无线电网络（CRN）的成功数据通信概率.我们考虑的情况下，收获能量后，从主发射机（PT），次发射机（ST）将发送其符号向次要目的地（SD）通过一个合适的辅助中继从一组随机分散的空闲节点在一个圆形区域内。我们已经考虑了几个中继选择标准，在我们的工作中，一个更好的中继节点选择。我们还分析了二次发射机的性能成功的符号传输的概率。通过详细的分析，研究了ST的性能与PU的密度、PT的发射功率和ST所需的发射功率等网络实体之间的关系。在本工作中，已经探索了能量收集的益处和来自PT的干扰之间的非平凡的权衡。数值结果验证了推导出的解析表达式的精度。
2019-03-04 cs.IT math.IT
Cooperative HARQ Assisted NOMA Scheme in Large-scale D2D Networks
针对大规模设备到设备（D2 D）网络中的协作混合自动重传请求（HARQ）辅助非正交多址接入（NOMA）方案，提出了一种干扰感知设计。具体而言，干扰感知速率选择和功率分配被认为是最大化长期平均吞吐量（LTAT）和区域频谱效率（ASE）。该设计框架基于随机几何结构，该随机几何结构共同考虑了NOMA接收机处的空间干扰相关性以及HARQ传输之间的时间干扰相关性。结果发现，忽略聚合干扰的影响，或忽略干扰的空间和时间相关性，高度高估了NOMA的性能，并产生误导性的设计见解。对功率和/或传输速率的干扰无关选择导致违反网络中断约束。为此，结果证明了NOMA传输的有效性，并体现了合作HARQ对抗网络聚合干扰的负面影响的重要性。例如，与非协作HARQ辅助NOMA相比，所提出的方案可以产生$32$ %的中断概率降低。此外，最大化给定中断约束的LTAT的干扰感知优化设计导致比HARQ辅助的正交多址（OMA）方案的$47$ %吞吐量改进。
2017-07-13 cs.IT math.IT
Cooperative Prediction-and-Sensing Based Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks
本文提出了一种新的认知无线电网络频谱共享模型--基于预测和感知的频谱共享模型，将每个资源块的时间结构分为频谱预测和感知阶段和数据传输阶段。在第一阶段中，协作频谱预测作为频谱感知的子阶段被并入。我们研究了一种在辅基站（BS）和感测时间处的发射波束成形的联合设计。主要的设计目标是最大化所有次级用户（SU）的总速率，其服从所有SU的最小速率要求、次级BS处的发射功率约束以及所有主用户处的干扰功率约束。原来的问题很难解决，因为它是高度非凸的。我们首先将问题转化为一个更容易处理的形式，然后到达一个凸规划的基础上的内部近似框架，最后提出了一个新的算法来连续解决这个凸规划。我们证明了该算法迭代地提高了目标，同时保证收敛至少局部最优。仿真结果表明，该算法达到一个稳定点后，只有几个迭代与现有的方法有显着的性能改善。
2017-07-24 cs.IT math.IT
On the Capacity of Partially Cognitive Radios
本文研究了部分消息信息下的认知无线电问题。这里，考虑干扰信道设置，其中一个发射机（“认知”发射机）部分地知道另一个（“合法”用户）的消息。该信道的容量区域上的外边界被发现为“弱”干扰的情况下（其中从认知发射机到合法接收机的干扰是弱的）。这个外边界显示为离散无记忆和高斯信道的情况下。随后确定一个可实现的区域的混合干扰高斯认知无线电信道，其中从合法的发射机到认知接收机的干扰是“强”的。它示出，对于一类混合高斯认知无线电信道，部分的外边界是可实现的，从而导致该信道的容量区域的一部分的表征。
2008-12-29 cs.IT math.IT
Polar Coding for the Cognitive Interference Channel with Confidential Messages
在强保密准则下，针对具有机密信息的认知干扰信道（CICC），提出了一种低复杂度、保密容量可达的极化编码方案。用于干扰信道的现有极化编码方案依赖于将极化码用于多址信道，其码构造问题可能是复杂的。我们表明，CICC的整个保密容量区域可以通过简单的点对点极化码实现，由于认知，我们提出的方案需要在编码器的随机率最小。
2017-10-27 cs.IT math.IT
Capacity Bounds of Half-Duplex Gaussian Cooperative Interference Channel
本文研究了两用户高斯干扰信道下的半双工协作通信方案。我们开发的情况下，当系统允许发射机或接收机合作的可实现的区域和外边界。我们表明，通过使用我们的发射机合作计划，有显着的容量改善相比，以前的结果，特别是当合作链路是强的。此外，如果合作信道增益是无穷大，我们的发射机和接收机的合作率达到各自的外边界。它还表明，发射机合作提供更大的可实现的区域比接收机合作在相同的信道和功率条件下。
2009-01-17 cs.IT math.IT
