可信的反馈声誉保护协作频谱感知软判决算法

协作频谱感知中信任机制的引入,起到了抑制恶意用户频谱感知数据伪造(SSDF)攻击行为的作用。然而,数据融合中心不加区分地接收协作感知结束后的反馈信息,为恶意用户带来了实施“掺沙子”攻击的机会。恶意用户向数据融合中心反馈错误的主用户频谱状态,使信任机制不能得出准确的信任值。为此,提出了一种基于反馈声誉的信任机制,考虑反馈中的个体性特征,引入反馈声誉的思想来量化认知用户信任值。同时,将信任值量化结果用于权重经典软判决算法——序贯概率比检测(SPRT)算法,消除SSDF恶意用户参与软判决数据融合的影响,形成可信序贯概率比检测算法(FSPRT)。仿真结果表明FSPRT算法的性能优于传统SPRT算法,能有效降低网络信任值计算误差,并保持较好的感知性能。     

协作频谱感知中数据融合与决策算法比较

协作频谱感知中融合多个认知用户的本地检测结果并准确判决至关重要.研究了基于大数合并的硬判决和基于置信(最大似然)合并的软判决,对不同算法的检测性能和复杂度进行了定性和定量的分析和比较.指出未来协作频谱感知中应结合协作用户数的优化和控制信道条件进行数据融合和决策算法设计.     

协作认知网络中基于融合准则与感知时间联合优化的策略

在协作频谱感知网络中,感知时间和数据融合准则均影响着感知性能。假设控制信道 为二进制对称信道的前提下,基于“k秩准则”建立了协作感知网络吞吐量优化问题的 数学模型,目的是在保护主用户利益的前提下联合优化感知时间和k值使认知网络吞吐 量最大化。理论分析了最优感知时间和k值的存在性,并进行了相关的计算机仿真。仿 真结果表明：所提议的联合优化策略显著提高了协作感知网络的吞吐量,且认知网络的吞吐 量对控制信道状态的变化具有鲁棒性。     

一种新的分布式协作能量检测算法

针对集中式协作能量检测算法严重依赖中心节点的问题,提出了一种基于一致滤波器 的完全分布式的协作能量检测算法。该算法不需要中心节点,次用户可以通过与其邻居次用 户进行局域的数据交换,实现基于数据级融合的协作频谱感知。仿真结果表明,该算法比现 有的集中式协作能量检测算法优越,能够实现安全的频谱感知。     

LAT模型中基于次用户权值优化的频谱感知

全双工认知无线电LAT（Listen-and-Talk）模型因自干扰消除不完全而使得频谱感知能力下降。为提升频谱感知性能，提出了LAT模型下基于次用户加权的协作式频谱感知方法，分别研究了决策融合和数据融合下次用户最优权值的算法。求解最优权值时利用了凸优化方法，在处理非凸问题时利用了序列规划的方法，得到了较好的优化结果。仿真实验表明，在加权融合机制下的LAT模型得到了趋近于传统LBT（Listen-before-Talk）模型的频谱感知能力。     

利用自相关矩阵的量化合作频谱感知方法

为了改善认知无线电的频谱感知性能,提出一种基于自相关矩阵的量化合作频谱感 知方法,对各认知用户的本地检测结果采用多个判决门限进行有限位的量化,在融合中心采 用加权投票准则对该量化信息综合处理,得出最终判决。该方法是一种盲感知方法,不需要 知道主用户信号的先验知识和噪声方差信息。具体讨论了一种2 bit量化合作频谱感知 方案 ,并将其与传统的基于能量检测的合作频谱感知方案作比较。理论分析和仿真结果表明,该 方案可以有效提高频谱感知能力。     

基于统计可信度的压缩感知协作频谱检测算法

压缩感知为认知无线电的宽频谱感知提供了一种新的方法和思路。基于压缩感知的原理,提出了一种多认知用户协作场景下基于用户统计可信度的协作频谱检测算法。该算法使用正交匹配协作追踪算法获得认知区域内的频谱占用情况,根据不同认知用户频谱检测的历史准确度综合判定用户感知结果的统计可信度。仿真结果表明,该算法在不同用户数、不同采样值、不同信噪比变化范围下其检测性能均优于传统算术平均方法,有效改善了检测性能。     

随机共振在认知无线电频谱感知中应用的最新研究进展

频谱感知是认知无线电网络的一项关键技术。低信噪比（SNR）环境下频谱检测的性能会大 幅降低,而随机共振（SR）能 有效提高信号信噪比,所以将其应用到频谱感知中,能增强认知用户对主用户（PU）的检测 性能。〖JP2〗首先介绍了随机共振在认知无线电频谱感知中应用的最新研究进展,包括随 机共振在 本地感知中（如能量检测、协方差矩阵频谱感知、循环平稳特征检测）及协作感知中的应用 ,然后指出了随机共振在认知无线电频谱感知中还有待解决的问题,并提出了下一步的研究 方向。     

一种基于覆盖表融合的移动群智感知协作算法

在集中性较高的感知区域中，移动群智感知网络节点在无控制的模式下，容易产生感知数据冗余度大幅升高的问题，降低了网络感知质量。针对这种情况，首先对感知区域进行时空域划分，并对感知过程进行建模;然后引入单元格充足感知覆盖概念，设计了一种基于覆盖表信息融合的移动节点协作感知数据收集算法。实验仿真表明，相较于原始感知模式和本地控制模式，该算法能大幅消除感知冗余数据，从而提高感知网络的数据质量，同时节约移动节点代价。     

周期性协作频谱感知机制的优化

为了提高检测性能和频谱资源利用率,对认知无线电网络中的周期性协作频谱感知 机制进行了研究。针对不同的衰落信道环境,通过引入有效传输时长比例和干扰时长比例作 为次用户服务质量的衡量标准,给出了集中式协作感知下的检测时长、数据传输时长以及协 作用户数量等参数的最优选取方法,从而获得最高的信道效率。仿真结果表明,通过选取最 佳的协作感知机制参数,可在保证系统检测性能和干扰容限要求的同时,显著提高次用户在 空闲信道的有效传输时长比例,实现了频谱利用效率的最大化。     

基于非参量累积和的合作频谱感知

针对认知无线电网络中频谱感知的检测时延降低问题，提出了基于非参量累积和的合作频谱感知算法。本地认知用户预处理频谱观测数据，获得观测数据相对于信念值的正向漂移和负向漂移。为了缩短检测延迟，认知用户只将数据的正向漂移同步传输至融合中心。融合中心融合正向漂移得到判决信息，采用非参量累积和算法依时间序列顺序累加判决信息，判断主用户是否正在使用授权频段。为了解决不传输负向漂移引起的虚警问题，改进算法提出融合中心可以保留首次判决，经过等待时间间隔后再作出最终判决。相对于传统的软融合算法，改进融合规则的合作频谱感知算法具有较低的检测延迟。     

基于最小生成树的分簇协作频谱感知改进算法

为减少分簇过程中的时延,基于最小生成树的单向比较优势提出簇首快速推举方法,并提出改进的分簇协作频谱感知算法,分析了算法的时间复杂度。算法首先基于最小划分对所有次用户节点进行分簇,簇内节点根据设置的评价条件进行性能比较,推举簇首。由簇首进行本地簇内频谱检测,并上传检测结果,最后融合中心在簇首间实现协作的频谱检测。在瑞利信道条件下,仿真显示在大信噪比时,融合中心应用AND规则,系统具有较小的虚警率,所提算法检测性能优;小信噪比时,应用OR规则能扩展系统的有效检测区间,所提算法在满足系统要求的前提下检测性能较差,但簇内信道效率提高了n-1倍。     

一种基于中继转发的认知无线电合作频谱感知技术

传统的基于中继的合作频谱感知方法只能实现"一对一"的合作,合作效率较低,合作的检测性能稳定性较差。为此,提出了一种新的方法。该方法通过中继用户转发授权用户的信号,实现网络中一个认知用户与多个认知用户之间的合作。然后采用Dempster-Shafer综合判决理论来综合多个判决信息。仿真结果表明,通过该方法能够改善网络中认知用户的检测性能,并且具有更好的可靠性。     

一种贪婪的异构多信道并行合作频谱感知方法

为了同时对多个异构信道进行有效地合作频谱感知,并克服现有方法中只考虑检测准确性而忽略感知开销和系统效益,忽略不同认知用户对不同异构信道感知性能的差异以及参与合作感知的认知用户较多等问题,提出了一种贪婪的异构多信道并行合作频谱感知方法。根据对感知开销和传输收益的定义,充分考虑不同认知用户对不同异构信道感知性能的差异,利用贪婪算法在多个认知用户和多个异构信道间最优地进行感知任务分配,使总系统效益最大。仿真结果表明,所提方法与基于迭代匈牙利的并行合作频谱感知方法、改进的基于迭代匈牙利的并行合作频谱感知方法和随机的合作频谱感知方法相比,能够获得较高的总系统效益,且所需的参加合作感知的认知用户数较少。     

利用秩和检验的多天线协作频谱感知

高效稳定的频谱感知是认知无线电系统的关键环节。传统的能量检测算法受噪声不确定性影响，而协方差矩阵类算法在天线相关性低时性能较差。针对上述缺陷，利用秩来衡量由信道衰落导致的同一感知时刻不同天线上的信号功率差异，提出通过构建秩和统计量来实现频谱感知的算法。另外，推导了所提算法判决门限的理论表达式，结果显示其不受采样点数影响，因此当采样点数变化时无需重新设置门限。理论分析和仿真表明所提算法不受噪声不确定度的影响，并且在低天线相关性时可以保持良好的性能。     

基于OFDM循环前缀的认知无线电频谱侦听方法

针对OFDM系统的特点,介绍了一个新的频谱侦听方法,它充分利用了正交频分复用符号中的循环前缀和空闲时间来提高侦听精度。通过建立OFDM收发双方的信号模型,以能量检测的方法为基础,分析并仿真了这种新方法的性能,结果表明,与传统的只利用空闲时间的侦听方法相比,提出的方法能有效提高侦听精度。     

频谱失配情况下TDCS性能分析及感知结果交换机制

在变换域通信系统(TDCS)中,通常假设收发两端频谱感知结果是一致的,若收发两端频谱感知结果不一致会使TDCS性能恶化。基于TDCS的基本原理,对收发两端频谱感知结果不一致(频谱失配)时的误码率性能进行了理论分析,推导并仿真验证了频谱失配情况下,理论误码率的表达式。为解决频谱失配对TDCS影响,提出了一种不需任何附加控制信道的TDCS收发两端交换频谱感知结果的机制。利用该方案,收发两端在交换各自的频谱感知结果后,利用双方频谱感知结果的交集进行通信,相当于收发两端处于同一频谱环境。最后,对该频谱感知结果交换方案进行了简单的理论分析。     

认知无线电网络链路层关键技术的研究进展

构建认知无线电网络是解决频谱资源日趋紧张问题的根本途径。为实现无干扰的伺机 频谱共享,认知无线电网络的链路层不仅需要提供传统的数据传输服务,还必须支持一套与 频谱非均匀特性相适应的新功能。对这些新功能所需的关键技术进行了归纳,分别从协 作感知、感知机制优化、动态频谱接入、动态频谱分配、跨层设计及安全机制等6个方面进 行了探讨,重点对这些关键技术的最新研究进展进行了总结和分析,并讨论了下一步的主要 研究方向。     

基于多尺度小波模极大融合的宽带频谱感知算法

针对传统宽带频谱感知算法速度慢、设备复杂度高、对实际信号适用性不强等问题, 提出了一种基于多尺度小波模极大融合的宽带频谱感知算法,根据信号带宽等因素选择合适 尺度下的小波变换结果进行信号检测,能够准确估计频带范围内信号个数、载频、带宽、信 噪比等参数。实际信号测试证明了这一算法的有效性。该算法对频谱监测、认知无线电（CR ）频谱感知具有一定实用价值。