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
On the Performance of Cooperative Spectrum Sensing under Quantization
在认知无线电中，协作频谱感知（CSS）是决定次级网络性能的关键。然而，还没有可行的方法，可以分析计算CSS的性能方面的多级量化。本文不仅给出了量化对协作虚警概率和协作检测概率的影响，而且给出了两个封闭形式的表达式。这两个表达式使得协作虚警概率和协作检测概率的计算变得简单易行，为感知性能的优化提供了一种可行的途径。此外，为了便于计算，我们推导出了正常的近似评估感测性能方便。此外，提出了两种优化方法，以实现量化下的高感测性能。
2013-03-14 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
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
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
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
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
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
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
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
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
Sensing Performance Analysis in Cooperative Air-Ground ISAC Networks for LAE
针对低空经济空地协同 ISAC 网络，本文以恒虚警率下区域雷达检测覆盖概率评估感知性能，并通过分析聚合感知干扰分布提升高基站密度皮蜂窝场景的建模准确性。
2025-10-04 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
Cooperative Spectrum Sensing Using Random Matrix Theory
本文利用渐近随机矩阵理论的工具，提出了一种新的协作频带感知方案，用于AWGN和衰落信道。与以前的作品在该领域中，新的计划不需要的噪声统计或其方差的知识，是有关的随机矩阵的最大和最小特征值的行为。值得注意的是，模拟表明，即使对于少量的观测（这使得它方便时变拓扑），渐近声明也成立，优于经典的能量检测技术。
2008-03-05 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
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
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
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
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。
2011-06-18 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
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
Indirect Channel Sensing for Cognitive Amplify-and-Forward Relay Networks
在认知无线电网络中，主信道信息是有益的。但在认知系统中，直接进行信道估计无法获得较好的性能.只有一种可能的方式是主接收机将主信道信息广播给认知用户，但这需要对主接收机进行改造，并增加宝贵的频谱资源。协作通信也是一种很有前途的技术。针对认知放大转发（AF）中继网络的主信道，提出了一种间接信道感知方法。由于主AF中继节点重传的信号中包含信道效应，认知无线电可以接收主AF中继节点的重传信号，并从中提取信道信息。然后，最小二乘信道估计和稀疏信道估计可以分别用于解决密集和稀疏多径信道。数值实验表明，所提出的间接信道检测方法具有可接受的性能。
2011-07-08 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
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
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 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
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
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
Diffusion of Cooperative Behavior in Decentralized Cognitive Radio Networks with Selfish Spectrum Sensors
本文研究了分布式认知无线电网络中自私频谱感知用户的协作行为随时间的扩散。用户可以单独选择是否参与协作频谱感知，以最大化他们的感知虚警率和发送能量消耗方面定义的个人收益。该系统被建模为一个部分连接的网络与统计分布的程度的用户，谁发挥他们的短视的最佳反应，他们的邻居在每次迭代的行动。在此模型的基础上，我们研究了扩散博弈的贝叶斯纳什均衡的存在性和特征。接下来分析了网络拓扑结构、信道衰落统计、传感协议和多天线对扩散过程结果的影响。模拟结果表明，如何有利于不同的网络场景的扩散合作提出了进一步的见解，我们的结论与额外的改进和值得追求的问题进行了讨论。
2013-02-06 cs.GT 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
Cooperative spectrum sensing over unreliable reporting channel
本文的目的是分析一个合作频谱感知方案，使用集中式的方法与不可靠的报告信道。将频谱感知应用于认知无线电系统，其中每个认知无线电执行简单的能量检测，并通过报告信道将判决发送到融合中心。当决策在融合中心可用时，应用n-out-of-K规则。在认知无线电系统性能的参数n的选择的影响进行了分析的情况下，报告信道引入错误。
2011-06-20 cs.IT math.IT stat.OT
On the Approximate Analysis of Energy Detection over n*Rayleigh Fading Channels through Cooperative Spectrum Sensing
在这封信中，我们考虑的问题，未知信号的能量检测在车辆间通信（IVC）系统在n* 瑞利衰落信道（也称为级联瑞利）。新的紧密近似的检测概率推导出无分集和最大比合并（MRC））分集计划。此外，我们调查的系统性能时，合作频谱感知（CSS）被认为是不完美的报告信道。分析结果表明，随着衰落严重性参数n的增加，检测可靠性下降，但可靠性显着提高时，CSS采用MRC方案。
2016-11-07 cs.IT math.IT
A Cooperative Spectrum Sensing Scheme Based on Compressive Sensing for Cognitive Radio Networks
提出了一种基于压缩感知的协作频谱感知方案。在该方案中，二级用户（SU）被组织在集群中。在每个集群中，SU将其压缩信号转发给集群头。然后，簇头将本地感知数据报告给融合中心，以做出最终决策。采用模数转换器对接收到的SU信号进行采集。所提出的方案进行评估，使用几个指标，包括检测概率，压缩比，错误的概率，和处理时间。仿真结果与其他合作感知方案进行了比较。该方案的检测概率高达97%，处理时间仅为2 ms，压缩比仅为10%，出错率仅为35%。这些结果表明，我们提出的方法优于频谱感知没有压缩感知。
2019-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Coalition Formation Game for Cooperative Cognitive Radio Using Gibbs Sampling
本文考虑了一种认知无线电网络，在该网络中，每个次用户选择一个主用户进行协助，以获得接入主用户信道的机会。因此，辅助同一主用户的每个次用户组形成联合。在每个联盟内，采用顺序中继，并且中继排序算法用于以有效的方式利用中继。然后需要找到辅助每个主用户的次用户的最佳集合，使得它们的速率之和最大化。将该问题转化为一个联盟形成博弈，并采用基于Gibbs抽样的算法来寻找最优联盟结构。
2014-09-15 cs.GT cs.IT math.IT
Collaborative Spectrum Sensing from Sparse Observations Using Matrix Completion for Cognitive Radio Networks
在认知无线电中，频谱感知是检测频谱空洞（即，不被任何主要用户使用的信道）。认知无线电节点之间的协作频谱感知有望提高检测完整频谱使用状态的能力。然而，由于功率限制和信道衰落的影响，现有的信道检测信息远不足以直接判断出空闲信道。针对这一瓶颈，我们应用最新的矩阵补全技术，大大减少了所需的传感信息。我们制定的协同感知问题作为一个矩阵完成子问题和联合稀疏重建子问题。数值仿真结果验证了该方法的有效性和鲁棒性。特别地，在无噪声的情况下，当主用户的数量是小的，获得准确的检测与不超过8%的完整的传感信息，而随着主用户的数量的增加，以实现95.55%的检测率，所需的信息百分比仅为16.8%。
2010-01-27 cs.IT 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
Multiple-Satellite Cooperative Information Communication and Location Sensing in LEO Satellite Constellations
针对6G网络下低轨卫星星座的集成感知与通信需求，提出一种双功能框架及多星协同算法，通过联合优化通信波束成形与感知波形，在有限资源下同时提升传输速率与感知精度，仿真验证了其优异性能。
2025-01-13 cs.IT math.IT
Spectrum Leasing and Cooperative Resource Allocation in Cognitive OFDMA Networks
本文研究了一种基于OFDMA的协作认知无线电网络，主系统将其部分子信道租赁给次系统，以换取次用户作为中继协助主用户的传输。我们的目标是确定主系统和次系统之间的合作策略，以最大限度地提高SU的总速率，同时保持服务质量（QoS）要求的PU。我们制定了一个联合优化问题的PU传输模式选择，SU（或中继）的选择，子载波分配，功率控制，和时间分配。通过对偶方法，将该混合整数规划问题分解为并行的子载波子问题，每个子问题确定一个PU和一个SU之间的合作策略。我们表明，在每个租用的子载波，最佳策略是让SU专门作为一个中继或发送自己。这一结果从根本上不同于单信道系统中的传统频谱租赁，在单信道系统中，如果SU有助于PU的传输，则SU必须为自己传输一小部分时间。然后，我们提出了一个基于子梯度的算法，找到渐近最优解的原始问题在多项式时间。仿真结果表明，该算法能显著提高网络性能.
2012-09-14 cs.IT math.IT
Stable Throughput of Cooperative Cognitive Networks with Energy Harvesting: Finite Relay Buffer and Finite Battery Capacity
研究了一种协作认知无线电网络的通用模型，其中次用户同时具有有限的中继队列和有限的电池队列。我们的主要目标是表征稳定的吞吐量区域。然而，这种系统的稳定吞吐量区域的完整表征是出了名的困难，因为计算的两个有限队列的二维马尔可夫链（MC）模型的稳态分布是非常复杂的。我们首先提出了一个算法来表征稳定的吞吐量区域的数值，并显示其纯粹的计算复杂性为大队列长度。为了提供易处理性和探索在认知节点的设计参数优化的性质，我们接下来集中在两个更简单的系统，即，有限电池队列与无限中继队列和有限中继队列与无限电池队列（以下分别称为主导系统$1$和$2$）。对于每个建议的主导系统，我们调查的最大服务率的认知节点的稳定性条件。尽管制定的优化问题的复杂性，由于其非凸性，我们利用问题的结构，将其转化为线性规划。因此，我们能够有效地解决他们使用标准的线性规划求解器。我们的数值结果表明，在实际系统中，有限的电池和中继队列实现相同水平的好处的系统具有无限的队列大小，当它们的大小足够大。他们还表明，当能量收集过程的到达率增加时，可实现的稳定吞吐量区域显着扩大。
2018-06-18 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
Orthogonality and Cooperation in Collaborative Spectrum Sensing through MIMO Decision Fusion
本文论述了认知无线电的情况下，决策融合中心（DFC）利用阵列处理的频谱感知。更具体地说，我们探讨了用户合作和正交传输之间的二级用户（SU）的报告信道的影响。为了这个目的，四个协议被认为是：（i）非正交和非合作;（ii）正交和非合作;（iii）非正交和合作;（iv）正交和合作。DFC采用最大比合并（MRC）规则和性能进行评估的互补接收机工作特性（CROC）。分析结果，再加上蒙特卡罗模拟，提出。
2013-08-14 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
Adaptive Compressive Spectrum Sensing for Wideband Cognitive Radios
本文提出了一种自适应频谱感知算法，该算法使用亚奈奎斯特采样率检测宽带频谱。该算法利用压缩感知（CS）的优点，从压缩样本中重构宽带频谱。此外，提出了一种l2范数验证方法，使认知无线电（CR）自动终止信号采集，一旦当前的频谱恢复是令人满意的，从而提高CR吞吐量。仿真结果表明，该算法不仅缩短了频谱感知间隔，而且提高了宽带CR的吞吐量。
2013-02-07 cs.IT math.IT
Cooperative Cognitive Relaying Under Primary and Secondary Quality of Service Satisfaction
本文提出了一种新的协作协议，它涉及到主用户和次用户之间的合作。我们考虑一个认知设置与一个主要用户和多个次要用户。时间资源被划分为离散的时隙。在每个时隙中，一个次要用户被调度用于根据时分多址进行传输，而其余的次要用户（我们称之为次要中继）尝试对主要分组进行解码。之后，次中继采用协作波束成形来转发主分组，并向被调度用于传输的次源的次目的地提供保护以免受干扰。我们的特点的多样性复用权衡的主要来源下，建议的协议。我们考虑由其所需的吞吐量指定的每个用户的某些服务质量。最优化问题就是在这种条件下提出的。结果表明，优化问题是线性的，可以很容易地解决。我们表明，所需的二次吞吐量的总和必须小于或等于正确的数据包接收的概率。
2014-07-01 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Spectrum Sensing and Resource Allocation for OFDM-based Transmission with a Cognitive Relay
在本文中，我们研究了联合频谱感知和资源分配问题，以最大限度地提高基于OFDM的认知无线电链路的吞吐量与认知中继。通过应用使用解码和转发（D&F）的认知中继，我们实现了更可靠的通信，产生更少的干扰（通过需要更少的发射功率）和更多的分集增益。为了解决频谱感知中的缺陷，提出的方案联合修改能量检测器阈值，并将发射功率分配给所有认知无线电（CR）子载波，同时为次级用户（SU）和认知中继分配子载波对。该问题被转换为约束优化问题，其具有以下约束：（1）由SU和认知中继引入到PU的干扰;（2）误检和虚警概率;（3）用于在SU发射机和认知中继上传输的子载波配对;以及（4）每个CR子载波的最小服务质量（QoS）。我们提出了一个最优和两个次优的计划，所有这些都是比较文献中的其他计划。仿真结果表明，所提出的方案实现显着更高的吞吐量比其他方案在文献中不同的中继情况。
2015-11-12 cs.IT math.IT
Sparse Spectrum Sensing in Infrastructure-less Cognitive Radio Networks via Binary Consensus Algorithms
压缩感知已经被用于认知无线电网络（CRN）中，以利用主用户占用的稀疏性。此外，分布式频谱感测已被提出来解决无线信道问题，如节点或链路故障，而不是常见的（集中式方法）的频谱感测。在本文中，我们提出了一个分布式频谱感知框架的基础上共识算法，SU节点交换他们的二进制决策，采取全球决策，没有一个融合中心，以协调的感知过程。每个SU将与其邻居共享其决策，并且在每次新的迭代中，每个SU将基于其当前决策以及从其邻居接收的决策来做出新的决策;在下一次迭代中，每个SU将与其邻居共享其新的决策。我们通过仿真表明，检测性能可以趋向于基于CRN的多数规则融合中心的性能。
2016-06-11 cs.IT math.IT
Cooperative spectrum sensing schemes with partial statistics knowledge
本文研究认知无线电中的频谱空洞检测，提出由非授权用户进行能量感知和简单处理、中央实体融合判决的协作方案，并证明在统计信息部分可知时仍具有良好性能。
2015-11-02 cs.IT math.IT
