Fundamental Limits of Spectrum Sharing for NOMA-based Cooperative Relaying
非正交多址（NOMA）和频谱共享（SS）是第五代（5G）无线通信标准中用于高效频谱利用的两种新兴多址技术。在本文中，我们提出了一个封闭的形式分析的平均可达和速率和中断概率的NOMA为基础的协作中继系统（CRS）在一个频谱共享的情况下。我们考虑峰值干扰约束，其中次级（未许可）网络对主用户（许可）接收器（PU-Rx）造成的干扰应小于预定阈值。我们表明，CRS-NOMA优于CRS与传统的正交多址接入（OMA）在PU-Rx的峰值干扰功率的大值。
2018-09-24 cs.IT math.IT
A Throughput and Energy Efficiency Scheme for Unlicensed Massive Machine Type Communications
本文研究了未经许可的机器类型通信网络的吞吐量和能源效率。如果在网络中发生中断事件，则存在分组重传的可能性，以便获得较低的错误概率。该模型包括两种类型的用户，授权和未授权用户的网络。授权用户分配的上行链路信道也由未授权用户使用。然而，这是以这样的方式完成的，即与未许可用户共享相同的信道不会对许可用户的传输造成损害。然而，授权用户的传输会对未授权网络造成干扰。这里使用泊松点过程来模拟节点的位置和干扰对网络的影响。我们研究了不同的因素，如重传次数，SIR阈值和中断可以影响网络的吞吐量和能量效率。吞吐量和能源效率也都研究了约束优化问题，其中的约束是SIR阈值和重传尝试次数。我们还展示了为什么使用有限的传输是重要的，以及有什么好处。
2019-05-04 cs.IT math.IT
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
Distributed Resource Allocation for Network Slicing over Licensed and Unlicensed Bands
网络切片是5G的关键使能技术之一，它能够定制和“切片”公共资源以支持不同的服务和垂直领域。本文介绍了一种新型的跨运营商网络切片框架，其中多个移动网络运营商（MNO）可以在授权和未授权频段协调和联合切片其可访问的频谱资源。对于授权频带切片，我们提出了一种运营商间频谱聚合方法，该方法允许两个或更多个MNO合作并共享其授权频带以支持一组共同的服务类型。然后，我们考虑共享未授权频段。由于所有的移动网络运营商享有平等的权利，访问这些频段，我们介绍了权利共享的概念，移动网络运营商共享和交易他们的频谱访问权。我们开发了一个{ \em修改后的信封背面（mBoE）的方法}的移动网络运营商评估其{ \em的权利价值（VoR）}时，与其他无线技术共存。基于重叠联盟形成博弈，提出了一个{ \em网络切片博弈}来研究移动网络运营商之间的合作.我们证明，我们提出的游戏总是有至少一个稳定的切片结构，最大限度地提高社会福利。为了实现我们提出的框架，而不需要移动网络运营商透露私人信息给其他移动网络运营商，我们开发了一个分布式算法称为D-ADMM-PVS。我们提出的框架的性能评估是使用离散事件模拟器提供的，该模拟器由真实的MNO部署场景驱动，该场景基于都柏林市两个主要蜂窝运营商部署的400多个基站位置。数值结果表明，我们提出的框架几乎可以将城市环境中每个MNO的所有支持服务的容量增加一倍。
2020-01-28 cs.IT cs.NI cs.SY
Markov Modeling for Licensed and Unlicensed Band Allocation in Underlay and Overlay D2D
提出一种马尔可夫资源分配分析模型，支持underlay/overlay D2D共享授权频段及与Wi-Fi共享非授权频段，并通过阈值流控保障QoS、推导阻塞概率。
2025-09-27 cs.IT cs.NA cs.NI
A Spectrum Sharing Solution for the Efficient Use of mmWave Bands in 5G Cellular Scenarios
世界各地的监管机构已经开始确定将用于下一代蜂窝网络的频谱部分。将利用毫米波频谱中的频带来增加可用容量。响应于非常高的预期业务需求，共享机制可以使更有效地使用频谱成为可能。在这项工作中，在欧洲和意大利的监管条件下，我们建议使用授权频谱接入（LSA），以协调蜂窝运营商之间的共享。此外，我们展示了我们研究活动的一些初步结果，这些研究活动的重点是在模拟的5G蜂窝场景中应用的动态频谱共享方法。
2018-08-15 cs.IT cs.NI math.IT
Adaptive Spectrum Sharing of LTE Co-existing with WLAN in Unlicensed Frequency Bands
随着无线通信需求的增长，用于长期演进（LTE）的授权频谱已不再足够。近年来，研究工作集中在将LTE实现到未授权频带，这不可避免地带来了LTE与同一频带上的其他现有系统共存的问题。本文提出了一种自适应共存机制，LTE和无线局域网（WLAN），使一个显着的系统性能的WLAN，而LTE不会失去太多。LTE通过根据WLAN系统的业务负载动态分配时间资源来实现共存。
2015-03-27 cs.IT cs.NI math.IT
Spectrum Sharing Opportunities of Full-Duplex Systems using Improper Gaussian Signaling
全双工（FD）主用户（PU）共享授权频谱给认知无线电操作带来了严格的限制。特别地，自干扰可能压倒PU接收机并且限制次级用户（SU）接入频谱的机会。非高斯信号（IGS）在改善干扰信道系统性能方面显示了其优越性。在本文中，我们假设使用适当高斯信令（PGS）的FD PU对和使用IGS的半双工SU对。我们的目标是最大限度地提高SU的瞬时可达速率，同时满足PU的服务质量。为此，我们提出了一种简化的算法，优化SU信号的参数，即发射功率和圆形系数，这是一个程度的不适当的SU信号的措施，以达到设计目标。数值结果表明，对于SU，特别是在弱PU直接信道和/或强SU干扰信道存在的情况下，采用IGS比PGS具有更好的性能。
2015-10-10 cs.IT math.IT
Spectrum Sharing in Satellite-Terrestrial Integrated Networks: Frameworks, Approaches, and Opportunities
本文综述卫星-地面一体化网络中频谱共享的四种框架、干扰管理方法及性能指标，并通过初步评估展示其提升频谱效率的潜力。
2025-08-11 cs.IT cs.SY eess.SP
Multi-Operator Spectrum Sharing for Small Cell Networks : A Matching Game Perspective
当前蜂窝网络技术面临的许多问题之一是网络运营商的专用许可频谱的利用不足。解决这个问题的一个新兴范例是允许多个运营商共享彼此频谱的一些部分。频谱共享的以前的工作没有整合随机几何方法的蜂窝网络分析的目标，网络资源分配问题的最新发展所提供的理论见解。本文研究了以网络社会福利最大化为目标的非正交频谱分配问题。我们采用多对一的稳定匹配博弈框架来解决这个问题。此外，使用随机几何方法，我们表明，它的解决方案可以是稳定的，以及社会最优的。这允许使用通用马尔可夫链蒙特卡罗方法计算博弈理论解。我们还研究了使用Q-学习的功率分配方案的作用，我们的数值计算表明，资源分配方案的效果比功率分配的效果更显着的系统的社会福利。
2016-08-18 cs.IT math.IT
Two-sided Matching Based Cooperative Spectrum Sharing
动态频谱接入（DSA）通过允许非授权次用户（SU）机会性地接入主用户（PU）的授权频谱，可以有效地提高频谱利用率，缓解频谱稀缺问题。合作频谱共享是一种新的有前途的模式，提供必要的激励，在动态频谱接入的PU和SU。关键思想是SU中继PU的业务，以换取PU的许可频谱上的接入时间。本文将多个PU和多个SU之间的合作频谱共享问题描述为一个双边市场，研究了完全信息和不完全信息下的市场均衡。首先，我们刻画了市场均衡的充分必要条件。我们分析表明，可能存在多个市场均衡，其中总是有一个唯一的帕累托最优均衡的PU（称为PU最优EQ），其中每个PU实现的效用不差于任何其他均衡。然后，我们表明，在完全信息下，唯一的帕累托最优均衡PU-Optimal-EQ总是可以实现，尽管PU之间的竞争;而在不完全信息下，PU-Optimal-EQ可能无法实现，由于SU的错误陈述（在报告他们的私人信息）。关于这一点，我们进一步研究了PU的最坏情况下的均衡，并描述了PU的鲁棒均衡（称为PU鲁棒EQ），它为每个PU提供了一个保证的效用下所有可能的错误表示行为的SU。数值结果表明，在PU和SU的数量不同的典型网络中，PU-Optimal-EQ和PU-Robust-EQ之间的性能差距相当小（例如，在模拟中小于10%）。
2016-04-13 cs.GT cs.IT cs.NI
Cooperative Spectrum Sharing Between D2D Users and Edge-Users: A Matching Theory Perspective
设备到设备（D2 D）通信理论上提供蜂窝业务卸载和直接在邻近用户之间的方便的内容递送两者。然而，在实践中，无论在重叠模式还是重叠模式下，D2 D的采用都可能损害蜂窝链路的性能。因此，设计一种能够同时提高两条链路性能的频谱共享方案是非常重要的。在本文中，我们考虑了小区边缘用户（CEU）场景，其中双方都有提高体验或服务质量的需求。因此，CEU和D2 D用户都具有形成配对（即，CEU-D2 D配对）以相互协作的意图。与传统的平衡点评估不同，D2 D用户和CEU之间的稳定匹配是在匹配理论框架下制定的。对于每一个CEU-D2 D对，一个两阶段的基于定价的Stackelberg博弈模型来描述合作的意愿，在那里最终达到双赢的目标。
2018-11-02 cs.IT math.IT
Cooperative Strategies for {UAV}-Enabled Small Cell Networks Sharing Unlicensed Spectrum
在本文中，我们研究了一个空中无人机基站（DBS）辅助蜂窝网络，由一个单一的地面宏基站（MBS），多个DBS，和多个地面终端（GT）。我们假设MBS在授权频带中向DBS和GT发送，而DBS使用单独的未授权频带（例如，Wi-Fi）来向GT发送。对于DBS的利用，我们提出了一个合作解码转发（DF）协议，其中多个DBS协助终端同时保持一个预定的干扰水平上共存的未授权频带用户。对于我们的网络设置，我们制定了一个联合优化问题，用于通过优化DBS的3D位置和网络的资源（功率，时间，带宽）来最大限度地减少目标速率和终端吞吐量之间的总差距。针对该问题，提出了一种基于粒子群优化和凸优化方法的高效嵌套结构算法。广泛的数值评估所提出的算法进行考虑到各个方面，以证明我们的算法的性能和利用DBS的增益。
2018-04-13 cs.IT math.IT
Spectrum Sharing in Cooperative Cognitive Radio Networks: A Matching Game Framework
动态频谱接入允许未授权无线用户（次要用户）在机会主义或合作的基础上动态地接入来自传统频谱持有者（主要用户）的授权频带。在本文中，我们专注于合作频谱共享的无线网络中的多个主要和多个次要用户。特别是，我们研究的合作伙伴的选择和资源分配的匹配理论框架内的问题，其中的主要和次要用户的目标是优化他们的公用事业的传输速率和功耗。我们提出了一个分布式算法来找到解决方案的匹配游戏，结果在一个稳定的匹配之间的集合的主要和次要用户。分析和数值结果表明，所提出的匹配模型是一种很有前途的方法下，主用户和次用户的效用函数最大化。
2015-12-02 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Spectrum Sharing Relaying Protocols With Energy Harvesting Cognitive User
能量受限的无线网络中的无线信息和能量传输理论由于其在延长传感器节点寿命和减轻传统电池对环境造成的危害方面的潜力而引起了研究人员的兴趣。类似地，合作频谱共享协议领域中的进步已经使得能够在许可主用户和次用户之间有效地使用频谱。在本文中，我们考虑了一个能量受限的次级用户，它从主信号中获取能量，并中继主信号以换取频谱接入。考虑Nakagami-m衰落模型，提出了两种关键的协作频谱共享协议，即时分协作频谱共享（TS-CSS）和功率共享协作频谱共享（PS-CSS），并推导了主用户和次用户在解码转发和放大转发中继模式下的中断概率表达式。从所获得的结果，它已被示出，次级用户可以携带自己的传输，而不会对主用户的性能产生不利影响，并且PS-CSS协议优于TS-PSS协议的中断概率在宽范围的信噪比（SNR）。各种系统参数对这些协议的中断性能的影响也进行了研究。
2018-03-22 cs.IT cs.NI math.IT
Spatially-aware Secondary License Sharing in mmWave Networks
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本研究提出了一种基于空间感知的毫米波网络二次许可证共享方法，通过分析传输机会和覆盖概率，探讨了方向性和阻挡条件对运营商性能的影响。
2026-03-05 cs.IT math.IT
Outage Analysis in SWIPT Enabled Cooperative AF/DF Relay Assisted Two-Way Spectrum Sharing Communication
研究了蜂窝网络中支持设备到设备（D2D）通信的多天线协作认知无线电网络（CCRN）中解码转发（DF）和放大转发（AF）中继的相对性能。在这项工作中，蜂窝系统被认为是主要的和物联网设备（IoD），从事D2D通信，被认为是次要的系统。设备通过双向主通信中的协作来接入许可频谱。此外，IoD通过使用同步无线信息和功率传输（SWIPT）协议从射频（RF）信号收集能量来供电。推导了蜂窝和D2D通信的中断概率的封闭形式表达式，并研究了AF和DF中继技术的各种设计参数的影响。基于仿真结果，它被发现，建议的频谱共享协议，DF中继和AF中继方案，优于另一个类似的网络架构的频谱效率。它也被观察到，所提出的系统使用DF中继的性能优于AF中继方案在相同的发射功率的能量效率方面。
2020-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
Interference Mitigation and Resource Allocation in Underlay Cognitive Radio Networks
由于无线设备和数据饥渴应用的不断增加的使用，提高现有无线网络的频谱效率已经变得必要。提高频谱效率的单向式方法之一是在不同的共存网络之间共享频谱并同时服务于多个设备。在最近的文献和说明书中正在考虑用于诸如LTE的许可网络与诸如Wi-Fi的未许可网络的共存的频谱共享机制。为了实现授权用户和未授权用户之间的共存，有必要包括干扰缓解技术以保护授权主用户（PU）免受有害干扰。典型的干扰减轻机制基于频谱感测和认知无线电（CR），其中，未许可的次级用户（SU）观察频谱，并且在许可的PU不活动时使用频谱。因此，SU利用共享频谱中的空时隙来避免干扰。如果允许SU通过利用由多天线技术提供的空间维度与PU同时发送，则可以进一步提高频谱效率。MCR范例允许这样的共存，其中SU通过利用网络中的空间和频率资源在与PU相同的时隙中发送其信号。为了利用空间维度，SU可以利用PU的位置坐标来引导其信号远离PU以减轻干扰。SU发射机还可以采用多种天线技术来为大量设备提供服务。此外，SU可以通过动态地选择提供最高速率的频段来利用PU占用的频段。在这项工作中，我们开发的PU的位置估计，空间资源分配和频段选择SUs在GPRS网络的技术。
2019-05-11 cs.IT eess.SP math.IT
Fundamental Limits of Spectrum Sharing for NOMA-Based Cooperative Relaying Under a Peak Interference Constraint
非正交多址接入（NOMA）和频谱共享（SS）是未来无线通信标准中用于高效频谱利用的两种新兴多址接入技术。在本文中，我们提出了一个基于NOMA的协作中继系统（CRS）的性能分析在一个频谱共享的情况下，考虑峰值干扰约束（PIC），其中的峰值干扰造成的次要（未授权）网络上的主要用户（授权）接收机（PU-Rx）应小于一个预定的阈值。在所提出的系统中，中继器和次级用户接收器（SU-Rx）配备有多个接收天线，并且应用选择组合（SC）和最大比组合（MRC）来进行信号接收，其中选择具有最高瞬时信噪比（SNR）的天线。推导了基于SS的CRS-NOMA的平均可达速率和中断概率的闭式表达式。这些结果表明，对于较大的峰值干扰功率，基于SS的CRS-NOMA在频谱效率方面优于具有传统正交多址（OMA）的CRS。干扰信道对系统性能的影响也进行了讨论，特别是，它示出了二次用户发射机（SU-Tx）和PU-Rx之间的干扰信道具有更严重的影响的平均可达速率相比，中继和PU-Rx之间。分析和数值结果之间的密切协议确认我们的速率和停电分析的正确性。
2019-09-23 cs.IT math.IT
Gains of Restricted Secondary Licensing in Millimeter Wave Cellular Systems
在毫米波（mmWave）系统中，在多个运营商之间共享频谱似乎是有希望的。一种解释是毫米波中的高度定向传输，它减少了一个网络对共享相同资源的其他网络造成的干扰。在本文中，我们建立了一个毫米波蜂窝系统，其中主要拥有某个频段的独家使用许可证的运营商可以向另一个运营商出售同一频段的受限二级许可证。该次级网络对它可能对原始网络造成的最大干扰有限制。使用随机几何，我们推导出两个网络的覆盖范围和速率的表达式，并建立在许可的毫米波频段的二次许可的可行性。为了解释经济权衡，我们考虑了在中央许可机构存在的情况下两家运营商的收入定价模型。我们的研究结果表明，当最大干扰阈值适当调整时，原运营商和中央网络管理局可以从二次许可中受益。这意味着原始运营商和中央许可机构有动机允许二级网络限制性地共享频谱。我们的研究结果还表明，频谱共享增益增加窄波束和网络密集。
2016-05-01 cs.IT math.IT
Energy Efficient and Fair Resource Allocation for LTE-Unlicensed Uplink Networks: A Two-sided Matching Approach with Partial Information
无执照LTE（LTE-U）最近引起了全世界的兴趣，以满足蜂窝流量数据的爆炸式增长。通过使用载波聚合（CA），授权和未授权频带被集成以增强传输容量，同时保持可靠和可预测的性能。由于可能存在其他传统的未授权频带用户，例如Wi-Fi用户，因此LTE-U用户必须与他们共享相同的未授权频带。因此，一种优化的资源分配方案来确保LTE-U用户和传统的未授权频带用户之间的公平性对于LTE-U网络的部署至关重要。在本文中，我们研究了一个能量有效的资源分配问题，在LTE-U与其他无线网络共存，其目的是在不同的无线接入网络（RAN）的用户之间的公平性保证。我们制定的问题作为一个多目标优化问题，并提出了一个半分布式匹配框架的部分信息为基础的算法来解决它。我们证明了我们的贡献与模拟，其中考虑了各种网络密度和流量负载水平。
2018-08-26 cs.IT math.IT
Coexistence of Wi-Fi and Heterogeneous Small Cell Networks Sharing Unlicensed Spectrum
作为地面无线通信中的两个主要参与者，Wi-Fi系统和蜂窝网络具有不同的起源，并且在很大程度上分别演进。受指数增长的无线数据需求的推动，蜂窝网络正朝着异构和小小区网络架构演进，其中期望小小区提供非常高的容量。然而，由于蜂窝网络的许可频谱有限，通过网络致密化实现容量增长的任何努力都将面临严重的小区间干扰的挑战。有鉴于此，最近的标准化发展已经开始考虑蜂窝网络使用未授权频带的机会，包括当前由Wi-Fi、Zigbee和一些其他通信系统使用的2.4GHz和5GHz频带。在本文中，我们将探讨Wi-Fi和4G蜂窝网络共享未授权频谱的共存。我们介绍了一种网络架构，其中小型小区使用Wi-Fi系统在其中操作的相同的未授权频谱，而不影响Wi-Fi系统的性能。我们提出了一种无优先级的几乎空白子帧（ABS）方案来减轻小小区对Wi-Fi系统的同信道干扰，并提出了一种基于小小区估计附近Wi-Fi接入点的密度以促进它们在共享相同的未授权频谱的同时共存的干扰避免方案。仿真结果表明，所提出的网络架构和干扰避免方案可以在保持Wi-Fi系统服务质量的前提下，显著提高4G异构蜂窝网络的容量。
2015-05-05 cs.IT math.IT
Hybrid Spectrum Sharing in mmWave Cellular Networks
虽然毫米波（mmWave）频率的频谱比6 GHz以下的传统频率更稀缺，但它仍然不是无限的，特别是如果我们考虑使用相同频带的其他服务的要求以及将mmWave频带许可给多个移动运营商的需要。因此，高效的频谱接入方案对于从新兴的毫米波技术中获得最大利益至关重要。在本文中，我们介绍了一种新的混合频谱接入方案的毫米波网络，其中数据通过两个毫米波载波具有不同的特性聚合。特别是，我们考虑的情况下，混合频谱方案之间的毫米波波段独家访问和毫米波波段频谱之间的池多个运营商。据我们所知，这是第一项提出毫米波网络混合频谱接入并对其益处进行定量评估的研究。我们的研究结果表明，这种方法相对于传统的完全授权或完全免许可的频谱接入方案提供了重大优势，但需要进一步的工作，以实现更完整的理解技术和非技术的影响。
2017-07-27 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Analysis of RIS-Assisted Spectrum Sharing Systems
针对RIS辅助底层频谱共享系统，在峰值功率和干扰约束下，推导SNR统计及中断概率、遍历容量和误码率的精确与渐近表达式，并用蒙特卡洛模拟验证。
2024-04-21 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Underlay Spectrum Sharing in Cell-Free Massive MIMO Systems
研究了无小区大规模多输入多输出（MIMO）系统中多个频谱共享的共存问题。具有地理上分布的主接入点（P-AP）的主系统服务于多个主用户（PU），而次系统通过利用频谱共享在相同的主/许可频谱中服务于大量次用户（SU）。为了减轻在PU处偏转的辅同信道干扰，为辅接入点（S-AP）定义严格的辅发射功率约束。广义导频共享方案用于在P-AP/S-AP处本地估计上行链路信道，并且由此，采用共辄预编码器来服务相同时频资源元素中的PU/SU。此外，以用户为中心的AP集群方案的效果进行了调查，通过分配一组合适的AP到一个特定的用户。研究了经由由P-AP/S-AP波束成形的DL导频在PU/SU处估计的下行链路（DL）信道的影响。针对统计DL和估计DL CSI情况导出PU/SU处的可实现的主/辅速率。基于联合频谱共享和最大最小准则的多目标优化问题公式化，通过设计高效的发射功率控制策略来实现PU/SU的用户公平性。建议的正交多址接入为基础的分析框架也扩展到促进非正交多址接入。我们的分析和数值结果表明，底层频谱共享的主/辅性能可以通过平均降低发射功率/路径损耗、均匀覆盖/服务和宏分集增益来提高，这些都是分布式传输/接收所固有的。无小区大规模MIMO。
2021-04-19 cs.IT eess.SP math.IT
Medium Access Control for Dynamic Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks
在过去十年中，无线服务和应用的激增导致了对无线频谱的快速增长的需求。因此，我们一直面对严重的频谱短缺问题，尽管多项测量结果显示，大部分持牌无线电频谱的使用率极低。这些事实促使了动态频谱接入（DSA）和认知无线电技术的发展，以提高频谱利用的效率和灵活性。在这篇论文中，我们研究的设计，分析和优化问题的联合频谱感知和认知媒体接入控制（CMAC）协议工程的认知无线电网络（CRN）。联合频谱感知和CMAC的设计被认为是在交织频谱共享范式和不同的通信设置。我们的研究成果主要有四个方面，即并行频谱感知的CMAC协议设计、顺序感知的CMAC协议设计、协作感知的CMAC协议设计和异步全双工认知MAC协议设计。我们开发了各种分析模型，我们提出的CMAC协议设计的吞吐量性能分析。基于这些分析模型，我们开发了不同的有效算法来配置CMAC协议，包括信道分配，感知时间，发送功率，竞争窗口，以最大化次级网络的总吞吐量。此外，广泛的数值结果，以获得进一步的见解，并评估我们的CMAC协议设计的性能。数值和仿真结果证实，我们提出的CMAC协议可以实现有效的频谱利用率和显着的性能增益相比，现有的和未优化的设计。
2016-01-19 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
Ultra Reliable Communication via Opportunistic ARQ Transmission in Cognitive Networks
提出了一种新的机会频谱共享方案，该方案采用ARQ协议在有限块长体制下实现超可靠性。主用户与次用户共享其许可频谱，其中两者都与同一基站通信。基站对次用户应用ARQ，次用户具有有限次数的发送每个分组的尝试。我们诉诸交织模型，在该模型中，次要用户感测主要用户的活动和访问信道的访问概率取决于主要用户的到达率和可用的试验次数。我们的特征的二次用户接入概率和发射功率，以实现目标的错误约束为两个用户。此外，我们分析了主用户的性能中断概率和延迟。结果表明，我们提出的方案优于开环和非机会的情况下，次要用户的传输功率节省和主用户的可靠性。
2018-01-29 cs.IT math.IT
Matching-based Spectrum Allocation in Cognitive Radio Networks
提出了一种新的认知无线电网络频谱关联方法。基于推理和信心的措施，以及对服务质量的措施，在网络中的次级用户（SU）和授权给主用户（PU）的频带之间的关联进行了研究。该问题被制定为SU和PU之间的匹配游戏。在这个游戏中，SU采用软决策贝叶斯框架来检测PU的信号，并最终根据后验比的对数对它们进行排名。SU进一步计算捕获排名度量和速率两者的性能度量。使用此性能度量，PU评估其用于构建其自身关联偏好的自身效用函数。提出了一种允许SU和PU相互作用并自组织成稳定匹配的分布式算法。仿真结果表明，相对于延迟接受算法和随机信道分配方法，该算法可以将SU的速率之和分别提高20%和60%。结果还显示了改进的收敛时间。
2015-08-12 cs.GT cs.IT cs.NI
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。
2011-05-03 cs.IT math.IT
Spectrum Sharing in 6G Space-Ground Integrated Networks: A Ground Protection Zone-Based Design
针对6G天地一体化网络（SGIN）频谱资源稀缺、效率低及NTN与TN相互干扰问题，提出基于地面保护区的频谱共享设计，通过分析推导性能并仿真验证，选择合适参数可最大化加权和区域数据速率。
2025-01-06 cs.IT cs.SY eess.SP
On Orthogonal Band Allocation for Multi-User Multi-Band Cognitive Radio Networks: Stability Analysis
在这项工作中，我们研究的问题频带分配的$M_s$缓冲次要用户（SU）的$M_p$主要频带授权（拥有）$M_p$缓冲主要用户（PU）。频带以正交（一对一）方式分配给SU，使得既不允许频带共享也不允许多频带分配。为了研究二次网络的稳定区域，用于获得稳定区域的包络线（封闭）的优化问题被建立，并被证明是一个线性规划，可以有效地和可靠地解决。我们比较我们的正交分配系统与两个典型的低复杂度和直观的频带分配系统。在一个系统中，每个认知用户在每个时隙中随机选择一个频带，并设计了一定的分配概率，使系统保持稳定，而在另一个系统中，在整个网络的生命周期内采用固定的（确定性的）频带分配。我们推导出这两个系统的稳定区域。我们在数学上证明，以及通过数值结果，我们提出的正交系统的优势，其他两个系统。
2014-07-27 cs.IT cs.NI math.IT
