一种基于中继转发的认知无线电合作频谱感知技术

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认知无线电频谱感知技术分析

重中之重。关键词：知无线电频谱感知技术研究意义分类分析认
中图分类号：Ｎ９５Ｔ２
文献标识码：Ａ
文章编号：０７９１（０２０．０３０１０．４６２１）２０３．２
伴随着广播电视、动通信等领域中的应用越来越广泛，线移无电技术应用面不断得到扩展，这使得有限的无线电频谱资源，与社会不断增长的需求产生一定的矛盾，以说，着人类社会对无线可随电频谱资源需求的增长，其也已成为稀缺的信息社会重要资源之认知无线电技术正是在这种背景下产生的，它可从有效解决因固定频谱分配政策导致的频谱资源不合理分配问题，并在探索频谱空穴特性的基础上，无线频谱资源高效利用的重要手段。对因此，探讨频谱感知这一认知无线电关键技术越来越为人们所关注，此进对
３对认知无线电频谱感知技术的进一步分析、
实现频谱管理、谱共享是频谱感知技术的前提，是认知无频更线电系统的基本功能，认知无线电中具有基础地位。在根据检测的依据，当前频谱感知技术类型主要可划分为两种：种如接收信号一强度检测ＲｓＩ多分辨率频谱感知ＭＲＳ，ｓ、Ｓ等是基于能量的检测；另种则包括基于信号符号构成的感知和基于信号相关特征的感知等，是基于特征的检测。这３１基于能量检测的认知无线电感知技术分析．能量检测是非相干检测，目前使用最多，为也最简单的方案。采用能量检测，收机可以不用预知主用户信号发射的相关特征。接接收机将信号依次通过模／数转换器、自相关运算、Ｆ取得接收信ＦＴ，号平均功率，后再拿得到的结果和阈值进行比较，而判断当前然从信道主用户占用与否。通过增加接收机每次信号接收时间的长度，或增）Ｆｒ］Ｆ运算的点数，Ｉ就能够提高能量检测准确性。不过，能量检测虽较易实现，也存在局限性，却即对主用户信号和接收噪声不能进行有效分离，如果工作条件信噪比相对较低其性能不够稳定。３２基于匹配滤波的感知技术分析．在输入信噪比一定的条件下，采用匹配滤波器能使输出信噪比在某一时间达到最大。这使得这种技术检测信号耗时短、效益高，从这个意义上盾来，匹配滤波是最优的信号检测技术。但它需要待测信号的先验信息，这个显著的弱点，加之硬件上的相对复杂，使其在实际感知条件下不易实现。在信号检测理论中匹配滤波器占有十分重要的地位。实信号对Ｓｔ的匹配滤波器，冲激响应如下式所示：（）其ｈｔｋ（－ｔ（）ｓＯ）＝ｔ由式可见，匹配滤波器的脉冲响应ｈｔ（基本为输入信号ｓ））（的镜ｔ像，只不过是时间上右移，同时幅度上乘以中这一非零常数。匹配滤波器能使输出端信噪比达到最大，但是为了匹配滤波的实现，获得较多被检信号的先验知识是重要前提，加之其计算量相对较大，所以这样方法通常用来检测那些发送双方都预知特征的信号。

认知无线电频谱感知技术研究

认知无线电频谱感知技术研究摘要：随着无线通信技术的迅猛发展，频谱资源短缺的问题越来越严重，甚至可能成为未来制约无线通信技术发展的瓶颈。

认知无线电技术通过对频谱资源的“二次利用”，为缓解频谱资源紧缺开辟了一条新的路径。

在认知无线电网络中，当认知用户感知到目标频段处于空闲状态时，可以接入该频段进行通信，一旦检测到主用户重新出现时，要及时做出避让，以免影响主用户的正常工作。

由此可知，频谱感知技术是保证认知无线电技术得以实现的关键和前提。

关键词：认知无线电；主用户；认知用户；频谱感知中图分类号：tn925 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2013） 01-0000-021 引言随着无线通信技术的快速发展，可用的无线频谱资源越来越少。

但是由于目前的固定式频谱分配体制，许多国家已经将本国可用的频谱资源发配殆尽了，然而在这些已经分配的频谱中，频谱利用率较低。

可以预见，频谱资源甚至会成为未来制约无线通信技术发展的瓶颈。

正是为了解决上述问题，认知无线电技术应用而生了。

随着认知无线电的不断发展，对认知无线电的定义也不断发展，其中最具代表性的是fcc从频谱管理角度给出的定义[1]：”cr是指能够通过与工作的环境交互，改变发射机参数的无线电设备。

cr的主体可能是sdr，但对cr设备而言，不一定必须具有软件或者现场可编程的要求。

”2 频谱感知技术2.1 概述频谱感知技术是认知无线电技术得以实现的关键和前提。

频谱感知是指认知用户在时域、空域、频域等多个维度对目标频段进行检测发现频谱空洞的过程，其目标是在保证主用户不受到认知用户干扰的前提下，实现对目标频谱的快速、准确的检测[1]。

2.2 频谱感知技术的分类根据感知技术的不同，频谱感知可以分为单用户本地感知和协同感知，其中单用户本地感知又可以进一步划分为主用户发射机检测和主用户接收机检测。

协同感知是在单用户本地感知的基础上提出的，可用使用的融合方式的不同将其划分为硬融合和软融合两种。

一种认知无线电系统频谱分配和频谱感知联合设计

ｉｐｏｏｅｏｊｉｔｌｃｔｅｓｎｈｅｈｌｓａｄｓｂａｒｒａｄｐｗｅｔｔｅＣＲｔｎｍｉｅｓＳｓｒｐｓｄｔｏｎｌａｌａｅｓｎｉｇｔｒｓｏｄｎｕｃｒｉｎｏｒａｒｓｔｒＯｙｏｅｈａｔ
ｔｔｔｅｔｒｕｈｐｔｏｈｅｈａｈｈｏｇｕｆｔＣＲｓｓｅｙｔｍｉａｉｚｄ．Ｔｈａｇｒｔｍｉｔｏｕｃｓｃｎｆｄｎｅｆｎｃｉｎｓｍｘｍｉｅｅｌｏｉｈｎｒｄｅｏｉｅｃｕｔｏ
应的影响以及ＣＲ接收机灵敏度的限制，谱感知很难获取完全理想的频谱可用性信息。非理想频谱感频
知分为两种，种是认知无线电网络可能将主用户正在占用的频谱判决为空闲频谱，一即所谓的漏检。漏检会对主用户造成很大的干扰，须保证这种干扰小于一定的门限值；必另一种是认知无线电网络可能将目前
表示加性高斯白噪声，．示不存在主用户信号的假设检验，表
那么可以得到每个子信道的检测概率和虚警概率分别为表示存在主用户信号的假设检验。
ｇ＝ｒＮ（（Ｉ＋ｒ，２ｈＩ＋ｒ）Ａ）ＱＰ（１ｏ）２ｏ）＞＝ｈＭ（ｌ
空闲的频谱判定为主用户正在占用，即所谓的虚警。虚警使得认知无线电网络损失部分频谱接人的机会，使得系统和容量降低。漏检概率和虚警概率依赖于检测门限的设定，因此每个子载波上的检测门限的设定在系统和容量和对主用户的干扰之间做出折衷。近两年来，者们开始关注非理想频谱感知条件下的学

认知无线电网络中基于信任度的频谱感知技术

１中师范大学电子信息工程系，，华武汉４０７３０９
２．黄石理工学院电子信息工程系，湖北黄石４５０３００
１ＤｅｔｆＥｅｔｏｉｓａｄＩｆｒｔｎＥｎｉｅｒｇ，ａｈｎｒｌＵｎｖｒｉＷｕａ３０９，ｈｎ．ｐ．ｏｌｃｒｎｃｎｎｏｍａｉｇｎｅｉＨｕｚｏｇＮｏｍａｉｅｓｔｏｎｙ，ｈｎ４０７Ｃｉａ
算法能够在控制信道带宽受限条件下，以较少的网络开销获得更好的频谱感知性能。
ＣｍｕｅＥｇｎｅｉｇ日ｄｏｐｔｎｉｅｒｒｎｎ仰ｆ口ｉ邶计算机工程与应用ｆｆｃＤ
２１，６２）００４（７
１３０
认知无线电网络中基于信任度的频谱感知技术
章磊－，－段莉莉 ‘黄光明，
ＺＨＡＮＧＬｅ，ｉＤＵＡＮＬｉｌ， —ｉＨＵＡＮＧＧｕｎｇｍｉｇａ－ｎ
ｗｒ．ｍｐｔｒＥｇｎｅｉｇａｄＡｐｌａｏｓ２１，６２）１３１５ｏｋＣｏｕｅｎｉｅｒｎｎｐｉｔｎ，００４（７：０－０．ｃｉ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｅｎｗｃｏｅａｉｅｓｅｔｕｏｐｒｔｐｃｒｍｓｎｉｇｖｅｓｍｅｈｄｂｓｄｏｅｕａｉｎｆｒｃｇｉｖｒｄｏｎｅａｄｄｏｓａｎｓｎｔｏａｅｎｒｐｔｔｏｏｎｔｅａｉｓｕｄｒｂｎｗｉｔｃｎｔｉｔｏｉｈｒｉｐｏｏｅ．ｅｙｏｎｔｅｓｒｉｓｌｏｔｉｓｎｂｅｖｔｎｎｄｐｎｅｔａｄｎｙｈｕｅｓｓｒｐｓｄＥｖｒｃｇｉｖｕｅｆｔｉｒｙｂａｎａｏｓｒａｉｉｅｅｄｎｌｎｏｌｔｅｓｒｗｉｒｌｂｅｎｆｒａｉｎｏｙｈｔｅｉｌｉｏｍｔｏａｓｎｔｅｒ１ｃｌｅｉｉｎｔｈｃｍｍｏｅｅｖｒｂｓｄｎｄｕｌｔｒｓｏｄ．ｏｕｅｉｅｉｂｅ，ｎｙｈｃｇｉｖｓｒｅｄｈｉｏａｄｃｓｏｓｏｔｅｏｎｒｃｉｅａｅｏｏｂｅｈｅｈｌｓＩｎｓｒＳｌｌｏｌｔｅｏｔｅｕｅｆｒａｎｉｗｉｅｈｇｅｔｅｕａｉｎｓｅｅｔｄｔｓｎｅｈｓｅｔｍ．ｉｌｔｎｅｕｔｓｏｔａｈｓｅｔｕｔｔｉｈｓｈｈｒｐｔｔｉｏｓｌｃｅｏｅｓｔｅｐｃｒｕＳｍｕａｉｒｓｌｏｓｈＷｈｔｔｅｐｃｒｍｅｓｇｐｒｏｍａｃｓｎｉｅｆｒｎｅｎｕｄｒＡＷＧＮｈｎｅｓｉｉｒｖｄａｄｔｅｃｍｍｕｉａｉｎｔａｃｉｌＯｒｄｃｄａｐｏｅｏｔｅｃｎｅｔｎ１ｍｅｈｄｎｅｃａｎｌＳｍｐｏｅｎｏｈｎｃｔｒｍＳａＳｅｕｅｓｏｐｓｄｔｈｏｖｎｉａｔｏ．ｏｏＫｅｒｓｃｇｉｖａｉ；ｐｃｒｍｅｓｇ；ｅｕａｉｎ；ｏｂｅｔｒｓｏｄｙｗｏｄ：ｏｎｔｅｒｄｏｓｅｔｉｕｓｎｉｒｐｔｔｏｄｕｌｈｅｈｌｎ

认知无线电频谱感知技术研究

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认知无线电频谱感知技术性能分析及优化

认知无线电频谱感知技术性能分析及优化认知无线电频谱感知技术性能分析及优化摘要：随着无线通信技术的迅猛发展，频谱资源已经成为一种紧缺资源。

认知无线电技术可以有效地提高频谱利用效率，其中频谱感知技术是认知无线电的核心。

本文通过对频谱感知技术的性能进行分析与优化，旨在提高认知无线电系统的性能，优化频谱资源利用效率。

一、引言随着移动通信、物联网、卫星通信等无线应用的迅猛发展，对频谱资源的需求越来越大。

然而，可用的频谱资源是有限的，频谱资源的短缺已经成为限制无线通信发展的主要瓶颈之一。

因此，如何提高频谱利用效率成为一个重要的问题。

二、认知无线电技术概述认知无线电技术是指无线电设备能够感知和理解周围的无线电环境，并根据环境的变化做出相应的调整。

它基于频谱感知技术，可以利用未被使用的频谱资源进行通信，提高频谱的利用效率。

认知无线电技术可以通过对频谱的感知、推理和决策来实现智能的频谱管理。

三、频谱感知技术性能分析1. 频谱感知的基本原理频谱感知是指无线电设备通过感知和监测周围的频谱环境，获取可用频谱资源的状态信息。

它可以通过不同的感知方法实现，如能量检测、周期性检测、协作感知等。

2. 频谱感知的性能评估指标频谱感知的性能可以通过以下指标进行评估：感知准确率、感知时间、感知能耗等。

感知准确率是评估频谱感知的重要指标，它可以反映无线设备对频谱环境的感知能力。

3. 频谱感知技术存在的问题频谱感知技术在实际应用中存在一些问题，主要包括感知准确率不高、感知时间过长、感知能耗大等。

这些问题限制了认知无线电系统的性能和频谱利用效率。

四、频谱感知技术性能优化1. 多参数优化算法通过使用多参数优化算法，可以有效地优化频谱感知技术的性能。

例如，可以使用遗传算法、粒子群算法等优化算法来优化感知准确率、感知时间等指标。

2. 机器学习算法机器学习算法在频谱感知技术中的应用也可以提高性能。

通过训练模型，可以提高感知准确率，并减少感知时间。

认知无线电中的频谱感知技术的研究

认知无线电中的频谱感知技术的研究频谱感知技术（Spectrum Sensing Technology）是无线通信领域中的一项关键技术，用于实时监测和掌握无线电频谱利用状况。

在实际应用中，频谱感知技术可以帮助无线通信系统在频谱资源有限的情况下更高效地利用频谱，提高通信质量和吞吐量。

频谱感知技术主要包括两个方面的内容，即频谱监测（Spectrum Monitoring）和频谱分析（Spectrum Analysis）。

频谱监测主要用于监测和探测频谱中的信号活动，通过收集并分析频谱中的信号信息，获取频谱利用的实际情况和空闲频段的位置。

频谱分析则是对收集到的频谱信息进行分析，从而获得更为详细的频谱利用情况，包括信号类型、功率水平等参数。

频谱感知技术的研究主要包括以下几个方面：1.频谱探测算法的研究：频谱探测算法是频谱感知技术的核心，主要用于对频谱进行探测和监测。

目前常用的探测算法包括能量检测、周期性检测、协方差检测等。

研究者通过改进和创新算法，提高频谱探测的灵敏度和准确性，从而更好地感知频谱环境。

2.频谱数据库的构建和管理：频谱感知技术需要依赖频谱数据库来存储、管理和查询频谱信息。

研究者需要设计合理的数据库结构，确保频谱信息的高效存储和查询。

此外，频谱数据库还需要支持实时更新，保持频谱信息的时效性。

3.多传感器协同感知：通过多个传感器的协同感知，可以提高频谱感知的全局性和鲁棒性。

多传感器协同感知可以通过传感器部署优化、传感器选择算法优化等方式实现，研究者需要探索合适的方法和算法，提高系统的感知性能。

4.频谱共享与动态频谱分配：频谱感知技术可以帮助实现频谱资源的共享与动态分配。

研究者需要借助频谱感知技术，实现对频谱的实时监控和调度，从而实现频谱资源的高效利用。

此外，研究者还需考虑频谱共享和动态频谱分配对无线通信系统性能的影响，并提出相应的优化策略。

5.频谱感知技术在无线电认知网络中的应用：无线电认知网络是基于频谱感知技术的一种新型无线通信网络，可以通过感知频谱，智能地分配和共享频谱资源。

认知无线电基于感知信息量化的合作频谱感知

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认知无线电技术Ｉ
【本文献信息】陈亚琨，海峰，晓敏．赵穆认知无线电基于感知信息量化的合作频谱感知［］电视技术，０２３（７．Ｊ．２１，６１）
（ｃｏｏＩｏａｏｎｎｉｅｎ，ｈｎｚｕＵｉｒｔＺｅｇｏ４００，ｈａＳｈｌｆｎｒｔｎａｄＥｇｅｒｇＺｅｈｎｅｉ，ｈｚｕ５０１Ｃｉ）ｏｆｍｉｎｎａｉｉｅｔｍｓｎｉ，ｅｆｎｄｈｒｍｉｔｎｓｈｍｉａｔａｏｆｂｅｅｎｒｒａｈｓｒＡｓｃ】Ｔｓｖｔｅｏｔｄｃｏｉｓｃｕｓｇａｗｓｔｅａｃｂａｏｅｅｔｑｎｉｔｎｏｏｓｖｄｅｙｆｃｅｒｒｌｃｒｔｎｎｐｒｅｎｎｏｅｄｏｎｉｃｗｈｕｚｉｒｅｇｏｅｕ
认知无线电基于感知信息量化的合作频谱感知
陈亚琨，海峰，赵穆晓敏
（州大学信息工程学院，南郑州４００）郑河５０１
【摘要】针对认知无线电频谱感知性能的提高与传输开销的矛盾，究了一种基于感知信息量化的合作频谱感知模型，此研在基础上，究了感知信道信噪比、研认知用户数对检测概率的影响以及感知时间、噪比对虚警概率和吞吐量的影响，信并将检测性能与软判决和硬判决比较。理论分析和仿真结果表明，方法在每个认知用户只增加１ｂｔ输开销的前提下能够极大地改善该ｉ传检测性能，实现了频谱利用率与传输开销的较好权衡。【关键词】认知无线电；合作频谱感知；判决；判决；ｂ量化硬软２ｉｔ【中图分类号】Ｔ９５Ｎ１【文献标识码】Ａ

认知无线电中的一种分散协作频谱感知技术

这个问题的方法之
一
。
协作频谱感知正是解决
，
户使用
，
随着通信的不断发展
频谱资源变得越来越缺乏
。
，
，
通过文献 [4 ] 和 [5 ] 的分析可知
，
通过
传统管理方式也受到了极大的挑战频段中
题
，
，
大量研究表明
；
然而
，
通过文献 [3 ] 的分析可知
在整个系统
，
可选择协作是指用户可以自动选
。
中
，
认知用户与首要用户之间的信道状况有好有坏
当多径
择采用协作方式或者不采用协作方式
为了提高认知用户的侦测概率
，
…
。
改善系统灵敏度
本文讨论的是两个用户的系统
了潜在的频谱使用者获得进入频谱的能力
因此
，
认知无
线电技术越来越受到关注 P 】
。
2
，
协作策略
通过参考文献可知
，
认知无线电通过对频谱进行不断监测来发现频谱空穴
＝
０ｈ
Ｐ＋（２０√ ２ｐ）ｌ＋ｗ１＋卢２ｈ２３
ｙｔｗ２＝ｅｈＰ
Ｐ首要用户：ｕ：知用户１１认Ｕ：知用户２２认Ｒ：要用户接收机ｒ首Ｒ：知用户接收机ｃ认

基于软件无线电的频谱感知技术

基于软件无线电的频谱感知技术随着无线通信技术的快速发展，越来越多的无线通信网络开始进入人们的生活，从基础设施的蜂窝网到智能设备上的物联网，我们已经逐渐进入了一个真正的无线时代。

然而，随着无线设备数量的激增，这些设备的频谱资源变得越来越紧张，频谱开发难度也逐渐增加。

如何在保证现有设备正常运行的情况下，合理利用频谱资源成为了一个迫切的问题。

频谱感知技术作为一种基于软件无线电的新型频谱监测手段已经被越来越多的研究者认识和使用。

1. 什么是频谱感知技术频谱感知技术，又称为认知无线电，指的是利用一定的硬件和软件技术，在没有干扰主权的前提下，对电磁频谱环境进行实时监测和分析，自动探测可用频段，并实现干扰防御和频谱管理等功能。

这种技术可以应用于无线通信系统、雷达系统、电子战系统等多种领域。

2. 频谱感知技术的发展历史频谱感知技术最初是在2002年由美国军方提出的，主要是为了解决当时军队中频谱资源争夺和管理的问题。

在美国国防高级研究计划局（DARPA）的支持下，数以百万美元的项目启动了，并逐渐发展成为适用于多种领域的通用技术。

2005年，美国联邦通信委员会（FCC）开始支持频谱感知技术，并将其视为未来网络技术的重要部分。

此后，国际电信联盟（ITU）、欧洲电信标准化组织（ETSI）等组织也陆续推出了相关技术标准和规范。

目前，频谱感知技术已经成为一种重要的研究领域，涉及到无线通信、雷达、电子战等多个方面。

并且随着5G、物联网、车联网等领域的快速发展，频谱感知技术的应用前景也非常广阔。

3. 频谱感知技术的原理和技术频谱感知技术的核心原理是利用软件无线电技术，通过对信号进行高精度的解调、分析和识别，获取电磁环境的频段特征和变化趋势，并在此基础上进行频段选择，避免干扰和冲突。

具体来说，频谱感知技术的实现需要完成以下关键步骤：1. 硬件接收：使用一种专门的软件无线电接收器，能够对电磁信号进行高精度的处理和解调。

2. 信号解调：对接收到的电磁信号进行滤波、放大、解调等操作，获取信号的传输速率、信号类型和数据内容等信息。

感知无线电中的协作频谱感知技术研究

感知无线电中的协作频谱感知技术研究杨茜北京邮电大学信息工程学院，北京 (100876)E-mail：yangqianhust@摘要：感知无线电技术可以有效缓解频谱分配与利用之间的矛盾，频谱感知技术是感知无线电应用的基础和前提。

协作分集能有效消除阴影效应的影响，改善系统性能。

本文阐述了将协作分集运用到感知无线电频谱感知中的好处。

首先简要介绍协作频谱感知的基本原理，接着分析两感知用户协作的感知无线电网络模型。

通过仿真对比可以看到使用协作频谱感知后，授权用户的检测时间明显减少，系统灵敏度得到了显著提高。

关键词：感知无线电，频谱感知，协作，灵敏度中图分类号：TN921．引言目前对于频谱资源管理，国际上采用的通用做法是实行授权和非授权频率管理体制[1]。

在已分配的授权频段与非授权频段中，存在着频谱资源利用的不平衡性：一方面，授权频段占用了整个频谱资源的很大一部分，由于在某些地区授权用户不会在任何时间都使用其频段，因此不少授权频段存在“频谱空洞”；另一方面，开放使用的非授权频段占整个频谱资源的很小一部分，而在该频段上的用户却很多，业务量拥挤，无线电频段趋于饱和。

为了提高频谱资源的利用率，瑞典皇家学院Joseph Mitola博士提出了感知无线电（CR）概念[2]。

CR 是一个智能无线通信系统。

它能够感知外界环境, 并使用人工智能技术从环境中学习, 通过实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等), 使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化, 以达到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信，对频谱资源的有效利用[3]。

非授权用户在利用频谱空洞的同时不能影响授权用户的正常通信，这就要求感知无线电设备在某时、某地能够准确感知是否存在频谱空洞，同时还应保证检测时间足够短。

常规的检测授权用户的方法受到接收到的信号的强度限制，由于多径衰落和遮蔽的影响，信号强度可能大大降低。

而在衰落环境下，协作分集能克服硬件复杂度、成本等原因扩大系统容量，提高网络服务质量，改善系统性能。

认知无线电网络中基于HMM的频谱感知技术研究

认知无线电网络中基于HMM的频谱感知技术研究认知无线电网络（Cognitive Radio Network，CRN）是一种新兴的无线通信技术，其具有频谱效率高、频谱资源利用率高、灵活性强等优点，被广泛应用于无线通信领域。

频谱感知作为CRN的核心技术之一，是指网络中的终端设备通过对周围电磁环境的感知，获取可用频谱信息的过程。

频谱感知技术的研究对于提高CRN的性能具有重要的意义。

HMM（Hidden Markov Model，隐马尔可夫模型）作为一种对随机过程进行建模的方法，被广泛应用于语音识别、基因序列分析等领域。

近年来，越来越多的学者将HMM模型引入到频谱感知技术的研究中，提出了基于HMM的频谱感知算法。

首先，HMM模型将频谱感知问题建模成一个随机过程。

在CRN中，频谱状态是随时变化的，因此可以将频谱状态看作一个隐含的马尔可夫链。

HMM模型可以描述这种由离散状态和观测状态组成的随机过程。

通过对频谱感知过程建立HMM模型，可以从观测到的频谱数据中恢复出隐藏的频谱状态，实现对可用频谱资源的感知。

其次，基于HMM的频谱感知技术还可以通过学习过程来提高感知的准确性。

利用已知的频谱感知数据，可以通过训练HMM模型，得到频谱状态转移概率、观测状态概率等参数，从而提高对未知频谱数据的感知能力。

通过不断迭代优化HMM模型的参数，可以逐步提高感知算法的性能。

此外，HMM模型还可以用于频谱预测。

在CRN中，由于频谱状态的随机性，往往难以准确预测未来的频谱状态。

通过建立HMM模型，可以利用过去的频谱观测数据，对未来的频谱状态进行预测。

这为CRN的资源分配、干扰协调等问题提供了重要的参考依据。

尽管基于HMM的频谱感知技术在CRN中具有广泛的应用前景，但仍然存在一些挑战。

首先，HMM模型的参数估计需要大量的观测数据和计算资源，对系统的要求较高。

其次，HMM模型在表示复杂的频谱状态转移和观测状态分布时存在局限性，难以处理非线性、非高斯的频谱数据。

基于认知无线电的合作频谱感知算法研究

ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｏｐｅｒａｉｔｖｅｓｐｅｃｔｒｕｍｓｅｎｓｉｎｇ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｉｎｇｔｈｅ
关键词：认知无线电；传统合作频谱感知；融合准则；最优用户合作
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｓｐｅｃｔｒｕｍｓｅｎｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａＩｌｉ０
２０１３年第４期
文章编号：１００９— ２５５２（２０１３）０４— ００８４— ４０中图分类号：ＴＮ９２５文献标识码：Ａ
基于认知无线电的合作频谱感知算法研究
徐盼
（天津大学电子信息工程学院，天津３０００７２）
摘
要：在认知无线电网络中，认知无线电用户需要准确、实时地检测到授权用户的存在以及
闲置的频带。认知无线电中的合作频谱感知类比于无线传感网络中的分布式决策，即每一个传感器做出本地判决并将这些判决结果汇报给融合中心，再根据某种融合准则做出最终的判决。
ｈａｖｅｈｉｇｈｅｒＳＮＲ（ＳｉｎａｇｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）．Ｗｅｃａｌｌｈｉｔｓｍｅｈｔｏｄｆｏｒｏｐｔｉｍｌａｃｏｐｅｒａｔｉｖｅｓｐｅｃｔｒｕｍ

移动通信网络中的频谱感知技术研究

移动通信网络中的频谱感知技术研究随着移动通信业务的快速发展，各种新型设备和服务需要更高的频谱资源来支持其繁荣发展。

然而，随着频谱资源日益紧缺，无线电频谱的高效利用问题已成为当今移动通信网络面临的主要挑战之一。

频谱感知技术（Spectrum Sensing）作为一种新型的频谱资源管理技术，可以有效地解决频谱利用效率低下的问题，提高频谱利用效率。

频谱感知技术不仅能够实现频谱资源的高效利用，而且能够有效地提高移动通信服务的质量，加强频谱资源的管理和控制，增强频谱存储和检测的能力，实现网络应用的多样化和多元化。

频谱感知技术的原理是通过采用智能无线电设备（如广播电视接收设备、雷达、卫星通信接收设备等）对当前使用的频带进行扫描和监听，探测一定时间内频带上的无线信号，确定当前频段是否被占用，以及对占用频段的干扰情况进行监测和评估，掌握当前频段使用状况的详细信息。

近年来，随着数字电视、军事和商业无线电频谱的普及，频谱感知技术的应用范围和研究重点不断扩大。

目前，主要的研究方向包括基于传统机会式频谱共享的频谱感知技术、基于认知无线电网络的频谱感知技术、基于自适应数组信号处理的频谱感知技术、大规模天线阵列网络中的频谱感知技术、多媒体通信系统中的频谱感知技术、无线通信中基于智慧城市的频谱感知技术等。

这些研究方向都在探讨更多的应用场景，从而进一步提高频谱资源的利用效率。

事实上，频谱感知技术本身就是一种多学科交叉的研究领域。

它需要涉及到实际信号处理技术、统计电子学、通信理论等多个方面的知识。

同时还需要结合运筹学模型和算法来进行频谱分析和统计推断，保证检测结果的准确性和可靠性。

在移动通信网络中，频谱感知技术的研究和应用已经开始逐渐成熟，但是在实际应用中仍面临一些问题，如信道质量实时监测、通信设备功率控制等。

因此，开展更深入和广泛的研究，不仅可以解决上述问题，还可以实现网络的智能化调度和管理，提高用户体验，推动移动通信网络的创新和升级。

认知无线电的本地频谱感知技术研究

目前，本地频谱感知技术已应用于多个领域，如智能交通、物联网、智能家居等，并取得了良好的应用效果。
本地频谱感知技术的研究重点与难点
1. 算法优化
针对不同的应用场景和需求，优化频谱感知算法以提高准确性和实时性。
2. 异构网络融合
实现不同网络制式和协议的频谱感知数据的融合，提高频谱利用率。
本地频谱感知技术的研究重点与难点
本研究的贡献与不足之处
• 分析了影响频谱感知性能的关键因素，为后续研究提供了有益的参考。
本研究的贡献与不足之处
01
不足之处
02
实验场景相对单一，未能全面反映实际应用中的复杂情况。
03
未充分考虑异构网络环境下的频谱感知问题，具有一定的局限性。
04
在实时性、能耗等方面仍有改进空间，需要进一步优化。
感知过程相对简单，适合于实时性要求较高的场景。
本地频谱感知技术的优势与局限性
• 低延时：感知结果可快速反馈给认知无线电设备，便于快速决策。
本地频谱感知技术的优势与局限性
感知范围有限
仅限于单个设备的感知范围，难以覆盖较大区域。
容易受到干扰
在复杂电磁环境下，容易受到其他信号的干扰，影响感知准确性。
本地频谱感知技术的发展趋势与展望
本地频谱感知技术的发展趋势与展望
1. 跨行业应用拓展
随着物联网、智能交通等领域的快速发展，本地频谱感知技术的应用范围将进一步拓展。
2. 标准化与规范化
未来，针对本地频谱感知技术，将有更多的标准化和规范化工作展开，以促进技术的普及和应用。
3. 技术创新与突破
认知无线电的本地频谱感知技术研究
目录
• 引言 • 认知无线电概述 • 频谱感知技术基础 • 认知无线电的本地频谱感知技术研究 • 案例分析 • 总结与展望

认知无线电underlay模式下的中继转发策略研究及性能分析

分析认知无线电（Cognitive Radio，CR）是一种新兴的通信技术，它可以使无线电频谱得到更为高效地利用。

在CR网络中，需要根据频谱的闲置情况合理选择中继转发策略，以提高网络的性能。

本文将对认知无线电underlay模式下的中继转发策略进行研究，并进行性能分析。

首先，我们来介绍认知无线电underlay模式。

在这种模式下，次级用户（Secondary User，SU）可以与主用户（Primary User，PU）共享频谱。

在PU活动区域中，SU需要通过合适的中继节点进行数据的转发。

因此，选择合适的中继节点成为了关键问题。

其次，本文将研究中继转发策略的选择问题。

在选择中继节点时，应考虑到各个节点的信道质量、距离和功率消耗等因素。

一种常见的策略是选择最近的节点作为中继节点。

尽管这种策略在一定程度上能提高整体的性能，但在一些情况下可能会导致信号传输质量的下降。

因此，本文将提出一种基于信道质量的中继转发策略，利用SU节点间的信道信息来选择最佳的中继节点。

再次，本文将分析中继转发策略对网络性能的影响。

性能分析包括数据传输速率、误码率和能量效率等指标的评估。

通过比较不同的中继转发策略，我们可以得出每种策略在不同情况下的优劣势，并选择最适合的策略来提高网络的性能。

最后，本文将根据性能分析的结果讨论认知无线电underlay模式下的中继转发策略的应用前景。

我们将针对不同的应用场景，提出相应的改进措施，并展望未来的研究方向。

对于提高无线网络性能具有重要的意义。

综上所述，本文将对认知无线电underlay模式下的中继转发策略进行研究，并进行性能分析。

通过选择合适的中继转发策略，可以提高网络的性能，实现频谱资源的更有效利用。

认知无线电underlay模式下的中继转发策略的研究将为无线通信技术的发展提供重要的参考依据综合考虑了认知无线电underlay模式下的中继转发策略的相关问题，本文通过提出基于信道质量的中继转发策略，并对其对网络性能的影响进行了分析。

认知无线电频谱感知技术综述

认知无线电频谱感知技术综述2.陆军机械化步兵学院石家庄校区青海西宁810000摘要：分析无线电技术的主要原因就是在已有的频谱环境下，更加高效地利用频谱机会，频谱感知技术主要是基于固定的频谱分配原则，然后通信系统会利用专业的通信设备以及协议在相应的频段上进行工作，由于当前无线技术正处于不断发展的阶段，用户日益增加，造成频谱资源处于严重拥挤的状态，频谱资源缺乏的问题逐渐显露出来。

因此，需要加强对频谱感知技术的研究工作，充分利用好频谱资源，尽可能降低对其他用户造成的干扰，进一步发挥频谱感知技术的作用。

关键词：认知无线电；频谱感知；技术综述引言频谱仪是认知无线电设备的核心技术，是频谱资源高效分配的前提。

频谱分析可实时监控和分析可用频带，而不会干扰授权用户。

这使您可以识别壮观的空洞。

频谱感知技术必须确保良好的检测性能，在低检测率下干扰授权用户的正常通信，而高误报概率导致认知用户不再能够访问自由频谱并减少频谱的使用。

经过几十年的研究，光谱分析取得了许多理论成果，但不难看出，与低噪声环境相比，光谱分析还需要进一步改进。

电磁环境越来越强，干扰越来越大，噪声越来越小，在给定条件下感觉性能提高。

总结以往低噪声研究的结果，在比较分析的基础上研究性能，最后指出趋势和挑战。

1认知无线电频谱感知技术的基本原理和作用频谱负载技术是一种检测时间、频率、空间等领域发送频谱的功能。

，以确定频谱是否被占用并动态调整。

在认知无线电设备中，频谱分析不仅查找频谱中的一个洞，而且实时查找频谱状态。

在某些情况下，频谱感知技术正确估计频率轮廓，使未经授权的用户能够尽早主动回避，避免对经授权的用户造成较大干扰。

频谱分析工作方式如下:(1)频谱均衡，频谱均衡技术协调频谱资源的分配，向所需用户分配更多空闲频谱均衡资源，从而解决频谱资源瓶颈问题。

(2)光谱排斥。

当检验员发现某一特定许可频带正在使用时，检验员不使用该频带，以避免同时使用该段并避免后续干扰；(3)频谱共享通过与主用户一起使用许可频谱，确保认知用户不会影响主用户的正常使用，从而最大限度地利用频谱资源。

频谱感知技术在认知无线电中的作用

频谱感知技术在认知无线电中的作用频谱感知技术作为认知无线电的核心组成部分，对于实现频谱资源的有效利用与动态管理至关重要。

该技术使无线通信系统能够识别并利用未被授权用户占用的频谱空洞，即所谓的频谱机会，进而提升频谱效率，缓解频谱资源紧张问题。

以下是频谱感知技术在认知无线电中发挥作用的六个关键方面：一、频谱监测与识别频谱感知技术首先通过监测无线通信环境，实时捕捉频谱使用情况。

这一过程涉及连续扫描宽频段，收集并分析射频信号，以识别哪些频段正在被使用，哪些处于空闲状态。

通过精确的频谱监测，认知无线电能够快速识别出可用的频谱资源，为动态接入和利用创造条件。

二、频谱空洞检测与利用在完成频谱监测的基础上，频谱感知技术进一步实现频谱空洞的精准检测。

它利用各种算法，如能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特征检测等，来区分噪声与实际信号，判断频谱是否真正空闲。

一旦发现空洞，认知无线电用户便能在不干扰原有授权用户的情况下，临时接入这些频段进行数据传输，极大提高了频谱资源的利用率。

三、动态频谱共享与管理频谱感知技术是实现动态频谱共享机制的基础。

通过实时感知和分析频谱使用状况，认知无线电网络能灵活调整自身的操作频率，避免与授权用户发生冲突，同时与其他认知无线电用户协调共享频谱资源。

这种动态分配策略提高了网络的整体灵活性和适应性，为未来大规模物联网、5G及以后的通信系统提供了重要的技术支持。

四、干扰规避与保护机制频谱感知技术不仅用于寻找可用频谱，也是实现有效干扰管理的关键。

通过对周围环境的持续监测，认知无线电能够预测并避免潜在的干扰源，采取主动避让策略，或通过调整发射功率、频率或调制方式来最小化对授权用户和其他认知无线电用户的干扰。

这种能力对于保障通信质量和维护无线电频谱秩序至关重要。

五、频谱利用策略优化基于频谱感知的丰富数据，认知无线电系统能够执行高级的数据分析和机器学习算法，优化频谱利用策略。

这包括预测未来频谱使用模式、识别频谱使用趋势以及自动调整接入策略，以适应不断变化的频谱环境。