摘要：基于可重构智能表面(RIS,reconfigurable intelligent surface)的安全认知无线电(SCR,secure cognitive radio)系统均假设次用户(SU,secondary user)和主用户(PU,primary user)在基站(BS,base station)的同一侧,仅能够实现通信区域的部分覆盖,限制了RIS部署的灵活性和有效性。为了解决上述问题,提出了一种新的基于同时透射和反射表面(STARS,simultaneously transmitting and reflecting surface)的SCR系统。在该系统中,STARS能够实现通信区域的全覆盖,利用透射波束成形向量提高SU的接收信号强度,同时利用反射波束成形向量降低SU对PU的干扰,为SCR系统的设计提供了新的优化自由度(DoF,degree of freedom)。考虑SU保密率约束、PU干扰功率约束(IPC,interference power constraint)和STARS透射/反射参数约束,从降低系统总功耗角度出发,以最小化BS发射功率为目标,构建BS主动波束成形向量和STARS透射/反射波束成形向量联合优化问题。这一最小化问题是变量耦合非凸问题,很难直接求解,提出了基于凸差松弛(DCR,difference-of-convex relaxation)方法和顺序秩一约束松弛(SROCR,sequential rank-one constraint relaxation)方法的交替优化(AO,alternating optimization)算法,联合设计BS主动波束成形向量和STARS透射/反射波束成形向量。仿真结果表明,所提算法具有良好的收敛性能,能够有效降低SU对PU的干扰,且与传统RIS、随机相位、最大比传输(MRT,maximum-ratio transmission)和等能量分裂(Equal ES,equal energy splitting)方案相比,BS发射功率分别降低了8.3%、15.4%、5.9%和5.3%。

摘要：提出了一种基于压缩感知(CS,compressive sensing)理论的不连续子载波正交频分复用(NC-OFDM,non-contiguous orthogonal frequency division multiplexing)系统信道估计新方法,全面研究了认知无线电NC-OFDM系统CS信道估计的理论框架、导频图案的设计、信道估计算法,并依据CS测量矩阵设计理论提出了测量矩阵互相关最小化的导频图案优化准则。仿真结果表明,同已有的NC-OFDM系统信道估计方法相比,CS信道估计能够在多种禁用子载波场景下,使用较少导频获得很好的信道估计性能。

摘要：随着无线频谱资源短缺问题的日益突出,认知无线电网络得到了广泛关注和研究.在这类网络中,媒体接入控制MAC协议是关键技术之一.特别是在认知无线电自组织网络中,因为缺乏中心基础设施的支持,MAC协议的设计面临着巨大的挑战.除了媒体接入控制等传统问题之外,这些挑战还包括如何保证主用户的业务质量,如何有效认知并管理频谱资源等.文中首先介绍了认知无线电自组织网络MAC协议的最新研究进展,然后对一些典型协议进行了比较分析,最后对未来的研究方向进行了探讨.

摘要：作为认知无线电中的关键技术,协作频谱检测首先要解决的问题是协作用户的选择。该文以能量协作检测的AND模型为例,通过对检测函数的性能分析,研究了在认知用户不同接收信噪比条件下的最优协作用户数,并设计了基于信噪比的最优协作用户数搜索算法和快速搜索算法。理论分析和仿真结果表明:在AND协作模型下存在一个最优的协作用户数目,并且在低接收信噪比时,这种部分用户的协作性能优于全局协作,而在高信噪比时两者性能接近。

摘要：提出了快速控制信道选择算法用来提高控制信道的可靠性和有效性.算法利用了信号收发和处理所产生的时延,实现了次用户间快速交换控制信息的目的;优化了频谱空洞选择过程,降低了控制信道占用的频谱空洞比例;通过临时借用业务信道所用频谱空洞抵抗主用户占用频谱空洞造成的控制信道中断.理论推导和仿真验证结果证明了该算法在性能上的提升.

摘要：提出一种基于合作重复博弈的认知无线电频谱共享算法。针对频谱共享速率总收益最大化问题求解,在算法模型中采用了"触发策略"以得到帕累托最优解。性能分析和仿真结果表明:当认知用户在共享频谱时,采取合作方式可达到总收益最大化的设计初衷。进而探讨了合作频谱共享算法的收敛性能,分析了发射功率、噪声功率、贴现因子以及收敛指数对频谱共享算法收敛性能的影响,并得出结论。

摘要：认知无线电技术能充分利用闲置的频谱进行数据传输,从而提高频谱利用率。而稀疏信道估计能充分发掘无线信道的稀疏性,从而节省导频开销,并进一步提高频谱利用率。因此,该文研究了采用稀疏信道估计的认知无线电系统及导频优化,将信道估计转化为稀疏重建问题,以最小化观测矩阵的互相关为目标进行优化,并提出了一种快速的导频优化算法。该算法通过灵活设置外循环和内循环次数,实现了对导频序列进行逐位置的替换与优化。仿真结果表明,相比于最小二乘信道估计,稀疏信道估计能节省72.4%的导频开销,提高8.2%的频谱利用率;此外,该导频优化算法优于目前的随机优化算法,在相同的0.012误码率性能下,相比后者能节省约5 dB的信噪比。

摘要：在Nakagami衰落信道下,分析了认知无线电网络中等增益合作检测的性能.将检测概率表示式中的多重积分转化为一重积分,并利用广义马库姆Q函数的等价表达式,得到了检测概率的级数表达式,并给出一组实际应用中的参数设置,仿真结果验证了理论分析结果的正确性.推导得到的检测性能表达式可以为设计认知无线电网络提供参数选择.

摘要：为了使认知无线电(CR)系统最大限度地利用频谱机会,提出了一种选择感知周期的方法.对于采用正交频分复用(OFDM)的CR系统,联合设计感知器和收发信机,交替进行频谱感知和数据传输,1次感知若干个授权用户子频带.在一定的感知性能要求下,给出了确定基于OFDM的CR系统感知时间长度的方法,并将最优感知周期的选择建模为一个带约束的非线性优化问题.优化结果显示,CR系统在最大限度地利用频谱机会的同时,能满足对授权用户干扰的限制.

摘要：基于WOFDM的认知无线电(CR)系统,将分派问题的优化模型应用于抑制峰均功率比(PAPR)的研究。在滤波器组级数固定的条件下,选择最优小波包基调制信号,使系统获得最优峰均功率比。分析及仿真表明,新算法既不损失系统误码率(BER)性能,又能明显地抑制系统PAPR,并且不需要任何边带信息。此外,新算法的设计满足并行计算的限制,可实现基于多核编程的并行计算,从而确保新算法的执行性能。