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基于深度强化学习的IRS辅助认知无线电系统波束成形算法
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作者 李国权 程涛 +2 位作者 郭永存 庞宇 林金朝 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第3期657-665,共9页
为进一步提升多用户无线通信系统的频谱利用率,该文提出了一种基于深度强化学习的智能反射面(IRS)辅助认知无线电网络次用户和速率最大化算法。首先在考虑次基站最大发射功率约束、次基站对主用户的干扰容限约束以及IRS相移矩阵单位模... 为进一步提升多用户无线通信系统的频谱利用率,该文提出了一种基于深度强化学习的智能反射面(IRS)辅助认知无线电网络次用户和速率最大化算法。首先在考虑次基站最大发射功率约束、次基站对主用户的干扰容限约束以及IRS相移矩阵单位模量约束的情况下,建立一个联合优化次基站波束成形和IRS相移矩阵的资源分配模型;然后提出了一种基于深度确定性策略梯度的主被动波束成形算法,联合进行变量优化以最大化次用户和速率。仿真结果表明,所提算法相对于传统优化算法在和速率性能接近的情况下具有更低的时间复杂度。 展开更多
关键词 智能反射面 认知无线电 深度强化学习 波束成形
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基于耦合相移STAR-RIS的认知无线电系统资源分配算法
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作者 李国权 熊豪 +1 位作者 谢宗霖 林金朝 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期131-140,共10页
针对频谱资源紧缺和通信质量受限等问题,建立了一种相移耦合的同时透射与反射可重构智能表面(STAR-RIS)辅助的多输入单输出(MISO)认知无线电系统并提出了一种认知基站发射功率最小化的资源分配算法。首先在满足次用户服务质量(QoS)以及... 针对频谱资源紧缺和通信质量受限等问题,建立了一种相移耦合的同时透射与反射可重构智能表面(STAR-RIS)辅助的多输入单输出(MISO)认知无线电系统并提出了一种认知基站发射功率最小化的资源分配算法。首先在满足次用户服务质量(QoS)以及主用户干扰约束的情况下,构建了认知基站波束成形向量和STAR-RIS系数联合优化问题来实现认知基站发射功率的最小化;然后通过块坐标下降(BCD)法将其转化为主动波束成形向量和STAR-RIS系数2个子问题进行变量解耦,并基于惩罚对偶分解(PDD)框架分别利用半正定松弛(SDR)和连续凸近似(SCA)算法交替优化求解。仿真结果表明,所提算法收敛性好,建立的系统方案可使认知基站具有更低的功率消耗。 展开更多
关键词 认知无线电 同时透射与反射可重构智能表面 资源分配 波束成形 功率最小化
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基于区块链的认知无线电网络电视频谱资源分配方法
3
作者 邹峰 李胜 刘明轩 《电视技术》 2024年第4期43-48,56,共7页
随着无线网络技术的发展,电视频谱资源日益稀缺。提出一种认知无线电网络(Cognitive Radio Network,CRN)中基于区块链的电视频谱资源分配方法。主用户(Primary Users,PUs)可以在满足自己通信质量要求的情况下对次用户(Secondary Users,S... 随着无线网络技术的发展,电视频谱资源日益稀缺。提出一种认知无线电网络(Cognitive Radio Network,CRN)中基于区块链的电视频谱资源分配方法。主用户(Primary Users,PUs)可以在满足自己通信质量要求的情况下对次用户(Secondary Users,SUs)的干扰功率进行定价来控制SUs的传输,SUs根据自身利益,选择是否付出一定的代价接入PUs的频段,且资源分配方案通过智能合约记录在区块链上。将PUs与SUs之间的相互作用制定为一个斯塔克尔伯格(Stackelberg)博弈问题,利用所采用的算法求解均衡。仿真结果表明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 认知无线电网络 资源分配 区块链 斯塔克尔伯格博弈
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基于认知无线电的AD HOC网络智能选频技术研究
4
作者 李红卫 《长江信息通信》 2024年第8期188-192,共5页
传统的电台设计以高速跳频体制来应对复杂电磁环境,但该体制灵活性差,实际的通信效果和抗干扰能力不如预期,针对此情况提出传统跳频+智能选频跳频的MIX链路传输机制解决方案。设计基于认知无线电的智能选频技术,使得网络节点设备始终工... 传统的电台设计以高速跳频体制来应对复杂电磁环境,但该体制灵活性差,实际的通信效果和抗干扰能力不如预期,针对此情况提出传统跳频+智能选频跳频的MIX链路传输机制解决方案。设计基于认知无线电的智能选频技术,使得网络节点设备始终工作于当前最佳的信道条件下,达到任何时间任何地点的高度可靠通信和对频谱的有效利用的目的。对其中的基于网络的电磁环境快速认知、本地频谱感知、主动波形感知、网络频率资源规划自适应选频互干扰问题解决等关键技术进行了分析和研究。 展开更多
关键词 移动AD HOC通信网络 认知无线电 智能选频 频谱感知 波形感知
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认知无线电技术在广播电视监测中的应用
5
作者 陈昱 《数字技术与应用》 2024年第2期124-126,共3页
在经济社会高速发展的趋势下,广播电视业务迎来了全新的发展阶段,陆续产生了多种新技术,对提高广播电视节目质量具有重要的意义。由于广播电视监测的技术难度大,故认知无线电技术不可或缺。当前随着研究的深入,无线电认知的相关理论和... 在经济社会高速发展的趋势下,广播电视业务迎来了全新的发展阶段,陆续产生了多种新技术,对提高广播电视节目质量具有重要的意义。由于广播电视监测的技术难度大,故认知无线电技术不可或缺。当前随着研究的深入,无线电认知的相关理论和技术都有显著发展,特别是在广播电视监测领域,认知无线电技术取得了良好的应用效果,在未来还有巨大的技术应用和发展潜力。基于此,本文重点分析了广播电视监测中认知无线电技术的相关应用,对实际工作具有指导与借鉴意义。 展开更多
关键词 广播电视监测 认知无线电技术 广播电视业务 广播电视节目 无线电 发展的趋势 理论和技术 技术难度
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认知无线电网络中频谱分配算法 被引量:54
6
作者 王钦辉 叶保留 +3 位作者 田宇 李文中 陆桑璐 陈道蓄 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期147-154,共8页
随着新型无线业务的不断发展,频谱供需矛盾日益明显.认知无线电网络被认为是实现动态频谱共享、缓解频谱供需矛盾的重要途径,近年来相关研究受到了广泛关注.本文对认知无线电网络中的频谱分配研究进展进行了分析.论文首先介绍了认知无... 随着新型无线业务的不断发展,频谱供需矛盾日益明显.认知无线电网络被认为是实现动态频谱共享、缓解频谱供需矛盾的重要途径,近年来相关研究受到了广泛关注.本文对认知无线电网络中的频谱分配研究进展进行了分析.论文首先介绍了认知无线电网络的技术背景,分析了认知无线电网络中频谱分配的关键问题和算法设计目标.在此基础上总结了主流频谱分配模型的设计思想与技术特点,并详细描述了各模型经典分配算法的实现机制.最后,对频谱分配研究趋势进行了展望. 展开更多
关键词 认知无线电网络 频谱分配 算法
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认知无线电中的并行频谱分配算法 被引量:58
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作者 廖楚林 陈劼 +1 位作者 唐友喜 李少谦 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期1608-1611,共4页
该文通过对基于图论着色原理的开放式频谱分配算法的分析,提出了一种并行分配算法。在最大化系统效益的准则下,并行算法可以得到与CSGC(Color Sensitive Graph Coloring)算法相同的分配矩阵,但是却可以缩短分配周期,从而适应了认知无线... 该文通过对基于图论着色原理的开放式频谱分配算法的分析,提出了一种并行分配算法。在最大化系统效益的准则下,并行算法可以得到与CSGC(Color Sensitive Graph Coloring)算法相同的分配矩阵,但是却可以缩短分配周期,从而适应了认知无线电对环境的快速感知的要求。仿真结果分析验证了结论的正确性。 展开更多
关键词 认知无线电 开放式频谱分配 图论着色 并行算法
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认知无线电中基于非合作博弈的功率分配方法 被引量:20
8
作者 杨春刚 李建东 +2 位作者 李维英 陈东 陈丹 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-4,27,共5页
提出了一种适合于认知无线电网络的功率控制方法.基于信扰比的代价函数,借助兼顾认知用户公平性的惩罚因子,构造一种新的支付函数.基于该支付函数提出了一种非合作博弈功率控制模型.结合博弈理论,证明了该博弈模型纳什均衡解的存... 提出了一种适合于认知无线电网络的功率控制方法.基于信扰比的代价函数,借助兼顾认知用户公平性的惩罚因子,构造一种新的支付函数.基于该支付函数提出了一种非合作博弈功率控制模型.结合博弈理论,证明了该博弈模型纳什均衡解的存在性和惟一性,同时得出该纳什均衡解是帕累托最优的.仿真结果表明,基于该博弈模型功率分配方法收敛性比传统算法好,通过设置合适的惩罚因子等参数,3~5次迭代即可收敛,满足系统实时性要求,同时系统通过量较传统算法有1~4倍的改善. 展开更多
关键词 认知无线电 非合作博弈功率控制 支付函数 纳什均衡
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改进的认知无线电频谱共享博弈模型 被引量:33
9
作者 黄丽亚 刘臣 王锁萍 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期136-140,共5页
提出了一种改进的认知无线电频谱共享模型。该模型综合考虑了主用户的收益受到所有次用户请求带宽的影响,以及每个次用户的收益受到其他次用户请求带宽的影响;同时,与次用户竞争的主用户能够通过选择最佳带宽定价来获得最大的收益,相互... 提出了一种改进的认知无线电频谱共享模型。该模型综合考虑了主用户的收益受到所有次用户请求带宽的影响,以及每个次用户的收益受到其他次用户请求带宽的影响;同时,与次用户竞争的主用户能够通过选择最佳带宽定价来获得最大的收益,相互竞争或合作的次用户通过从有限的频谱中改变请求频谱带宽来获得最大收益。对改进模型的静态博弈、动态博弈及其稳定性、帕累托最优等特性的仿真结果证明该模型适应实际情况。 展开更多
关键词 认知无线电 频谱共享 博弈论 Cournot博弈
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认知无线电关键技术及应用的研究现状 被引量:33
10
作者 郭彩丽 张天魁 +1 位作者 曾志民 冯春燕 《电信科学》 北大核心 2006年第8期50-55,共6页
归纳了认知无线电功能的演进,讨论了其相关频谱政策和标准化工作的进展,并重点对频谱侦听和主用户检测、动态频谱分配、功率控制等关键技术及认知无线电在无线区域网、adhoc网络、UWB系统中应用的研究现状进行了分析。在此基础上探讨了... 归纳了认知无线电功能的演进,讨论了其相关频谱政策和标准化工作的进展,并重点对频谱侦听和主用户检测、动态频谱分配、功率控制等关键技术及认知无线电在无线区域网、adhoc网络、UWB系统中应用的研究现状进行了分析。在此基础上探讨了认知无线电技术未来发展值得关注的热点问题。 展开更多
关键词 认知无线电 频谱侦听 主用户检测 动态频谱分配 功率控制
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认知无线电下行链路中的OFDMA资源分配算法 被引量:14
11
作者 张然然 刘元安 +2 位作者 林晓峰 谢刚 刘罡 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期632-637,共6页
本文提出一种适用于下行认知无线电系统的正交频分多址接入资源分配算法,在总发射功率、误比特率和对授权用户干扰受限的条件下最大化系统信息传输速率.本算法分两步实现:首先通过比较各认知用户在各子载波上单位信号发送条件下接收信... 本文提出一种适用于下行认知无线电系统的正交频分多址接入资源分配算法,在总发射功率、误比特率和对授权用户干扰受限的条件下最大化系统信息传输速率.本算法分两步实现:首先通过比较各认知用户在各子载波上单位信号发送条件下接收信号的信干噪比实现子载波分配;然后利用凸优化理论求解非负实数域内的比特数和功率值的最优解,并将其调整为符合实际系统需要的比特数和功率值,实现比特和功率分配.仿真结果表明,相比传统的基于频谱空洞的资源分配算法,本算法可以提供显著的系统信息传输速率增益. 展开更多
关键词 认知无线电 资源分配 正交频分多址接入
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认知无线电安全关键技术研究 被引量:18
12
作者 周贤伟 辛晓瑜 +1 位作者 王丽娜 薛楠 《电信科学》 北大核心 2008年第2期72-77,共6页
认知无线电网络由于引入了频谱感知、动态频谱接入等技术,带来了除传统无线网络之外的各种安全威胁问题。本文首先介绍了模仿主用户攻击、干扰主用户、公共控制信道干扰、自私行为等认知无线电特有的攻击,以及存在于认知无线电网络的传... 认知无线电网络由于引入了频谱感知、动态频谱接入等技术,带来了除传统无线网络之外的各种安全威胁问题。本文首先介绍了模仿主用户攻击、干扰主用户、公共控制信道干扰、自私行为等认知无线电特有的攻击,以及存在于认知无线电网络的传统无线攻击;然后分别从几个研究方向讨论认知无线电现有的安全解决方案,并对每个研究方向的一些典型方案进行了分类论述;最后总结了目前认知无线电安全存在的问题并指出了今后研究的重要方向。 展开更多
关键词 认知无线电 网络安全 频谱感知 认证 密钥管理
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认知无线电Underlay模式下MQAM信号的调制识别 被引量:10
13
作者 刘明骞 李建英 +1 位作者 李兵兵 陈钱 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期52-57,共6页
针对传统的认知无线电Underlay中时频重叠MQAM信号调制识别方法性能低的问题,提出了一种采用时频分析图像纹理特征的时频重叠信号调制识别方法。首先对接收到的时频重叠MQAM信号做频率切片小波变换得到时频分析图像,并选取纹理差异明显... 针对传统的认知无线电Underlay中时频重叠MQAM信号调制识别方法性能低的问题,提出了一种采用时频分析图像纹理特征的时频重叠信号调制识别方法。首先对接收到的时频重叠MQAM信号做频率切片小波变换得到时频分析图像,并选取纹理差异明显的切片部分进行灰度化处理,然后通过提取时频分析图像的灰度-梯度共生矩阵特征,最后利用径向基函数神经网络分类器有效地实现了时频重叠MQAM信号调制方式的识别。仿真结果表明:在信噪比为4dB下,所提出的方法的平均识别率可达到95%以上;在信噪比大于0dB时,所提方法的识别性能优于基于高阶累积量的识别方法。 展开更多
关键词 认知无线电 时频重叠 调制识别 时频分析
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基于干扰消减的认知无线电频谱分配算法 被引量:13
14
作者 杜文峰 刘亚涛 +1 位作者 明仲 隋银雪 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期106-114,共9页
在认知无线电网络的频谱分配过程基础上,提出了一种基于干扰消减的频谱分配算法。该算法通过将可用频谱分配给能够同时无干扰地接入同一频谱的所有认知用户来提高授权频谱的使用率。同时,该算法参考各个认知用户在初始阶段的可用频谱数... 在认知无线电网络的频谱分配过程基础上,提出了一种基于干扰消减的频谱分配算法。该算法通过将可用频谱分配给能够同时无干扰地接入同一频谱的所有认知用户来提高授权频谱的使用率。同时,该算法参考各个认知用户在初始阶段的可用频谱数量来为未分配到频谱资源的认知用户进行频谱分配,对频谱分配过程的公平性进行了优化。仿真结果表明,该算法能够在认知用户数量较多、可用频谱紧张的情况下获得较高的吞吐量。 展开更多
关键词 认知无线电 干扰消减 频谱分配 公平性
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认知无线电网络路由及频谱分配联合策略研究 被引量:7
15
作者 程赓 李昀照 +2 位作者 刘威 程文青 杨宗凯 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期695-698,共4页
认知无线电网络中的节点可以自主切换通信频率,从而对拓扑和路由产生影响。该文针对多跳认知无线电网络的场景提出了一种路由与频谱分配的联合策略,在按需路由的过程中完成频谱分配任务。实验结果表明,在多数据流并存的认知无线电网络中... 认知无线电网络中的节点可以自主切换通信频率,从而对拓扑和路由产生影响。该文针对多跳认知无线电网络的场景提出了一种路由与频谱分配的联合策略,在按需路由的过程中完成频谱分配任务。实验结果表明,在多数据流并存的认知无线电网络中,该策略较其它路由方法具有更好的适应性和更低的累积时延。 展开更多
关键词 认知无线电网络 路由 频谱分配 调度
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认知无线电系统中OFDM多用户资源分配算法 被引量:15
16
作者 李维英 陈东 +1 位作者 邢成文 王宁 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期368-372,共5页
基于认知无线电技术特点和OFDM传输特性,提出一种OFDM多用户资源分配算法.认知无线电用户根据感知的资源状况,针对用户的带宽以及QOS等要求,通过对子载波和功率的分配使得整个信道容量达到最大.本算法引入“调度因子”来体现用户子载波... 基于认知无线电技术特点和OFDM传输特性,提出一种OFDM多用户资源分配算法.认知无线电用户根据感知的资源状况,针对用户的带宽以及QOS等要求,通过对子载波和功率的分配使得整个信道容量达到最大.本算法引入“调度因子”来体现用户子载波分配过程中“比例公平”的原则,保障每个用户都能满足一定的通信要求;引入“衰减因子”和用户设备类型,在不干扰授权用户通信的前提下进行多用户之间分配子载波和功率.算法采用“二步法”,以降低计算复杂度,满足于认知无线电实时性要求.仿真结果表明所提算法相对于FDMA方案信道容量至少提高40%. 展开更多
关键词 认知无线电 OFDM)资源分配
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认知无线电网络中基于图着色的动态频谱分配 被引量:11
17
作者 贾杰 王闯 +1 位作者 张朝阳 陈剑 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期336-339,共4页
动态频谱分配是解决认知无线电网络中频谱资源利用率低下的有效手段.针对现有频谱分配中认知用户"饿死"这一难点问题,以最大化系统接入率为目标,提出一种基于图着色的动态频谱分配算法.构造了基于图着色模型的效能函数,通过... 动态频谱分配是解决认知无线电网络中频谱资源利用率低下的有效手段.针对现有频谱分配中认知用户"饿死"这一难点问题,以最大化系统接入率为目标,提出一种基于图着色的动态频谱分配算法.构造了基于图着色模型的效能函数,通过动态更新可用矩阵完成有效的频谱分配.一系列仿真实验表明,所提算法获得了较高的系统接入率,兼顾了系统的吞吐量和公平性,具有比现有算法更优的性能. 展开更多
关键词 认知无线电 频谱分配 图着色 系统接入率 公平性
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具有约束条件的认知无线电网络最优频谱价格函数 被引量:10
18
作者 罗丽平 邱焕新 +1 位作者 张广驰 秦家银 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期562-566,共5页
保证主用户的QoS是认知无线电网络中必须遵循的原则之一.本文利用伺机频谱共享方式中的实际约束条件,求解出既能保证主用户的QoS,又能使主业务运营商获得较大利润的最优频谱价格函数.该价格函数能反映实际的通信环境(如信道质量、业务... 保证主用户的QoS是认知无线电网络中必须遵循的原则之一.本文利用伺机频谱共享方式中的实际约束条件,求解出既能保证主用户的QoS,又能使主业务运营商获得较大利润的最优频谱价格函数.该价格函数能反映实际的通信环境(如信道质量、业务动态性)对频谱价格的影响,同时在动态环境下,通过迭代可以使频谱价格收敛到最优价格.仿真结果表明,相对于基于市场均衡的价格策略,主业务运营商采用本文提出的最优价格函数,能保证主用户的QoS要求,同时获得的利润不会降低. 展开更多
关键词 认知无线电 伺机频谱共享 价格函数 服务质量
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基于信道统计特征的认知无线电协作频谱检测 被引量:12
19
作者 王莹 岳殿武 +1 位作者 王谦 何荣希 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1049-1054,共6页
针对认知无线电到融合中心间的控制信道为Nakagami-m衰落信道的情况,研究了认知无线电协作频谱检测问题,推导出融合中心利用衰落信道统计特征的似然比协作频谱检测公式。该方法不需要瞬时信道状态信息,简化了协作频谱检测过程,便于实际... 针对认知无线电到融合中心间的控制信道为Nakagami-m衰落信道的情况,研究了认知无线电协作频谱检测问题,推导出融合中心利用衰落信道统计特征的似然比协作频谱检测公式。该方法不需要瞬时信道状态信息,简化了协作频谱检测过程,便于实际应用。通过仿真对融合中心的协作频谱检测性能进行了分析,结果表明:利用衰落信道统计特征的似然比协作频谱检测的性能较利用瞬时信道状态信息的似然比频谱检测性能略有下降,但是在高信噪比或衰落不严重的情况下,二者的性能非常接近,认知无线电节点个数对两种频谱检测方法间的性能差距几乎没有影响。 展开更多
关键词 认知无线电 协作频谱检测 似然比 无线衰落信道
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基于频谱感知结果的认知无线电用户分簇方法 被引量:9
20
作者 孙剑锋 高锦春 +1 位作者 刘元安 谢刚 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期782-786,共5页
认知无线电用户的分簇由于不同位置频谱环境的巨大差异而成为亟待解决的问题之一。该文分析了认知无线电用户频谱感知结果之间相关性,基于分析结论提出一种基于频谱感知结果相关性的分簇算法,并考察了频谱感知结果量化对该算法的性能影... 认知无线电用户的分簇由于不同位置频谱环境的巨大差异而成为亟待解决的问题之一。该文分析了认知无线电用户频谱感知结果之间相关性,基于分析结论提出一种基于频谱感知结果相关性的分簇算法,并考察了频谱感知结果量化对该算法的性能影响,得出增加频段数量的方式能够部分补偿量化带来的性能损失的结论。仿真显示,该文的分簇算法能够有效地对认知无线电用户进行分簇,在频谱感知结果量化的条件下,也能达到较好的分簇性能。从可靠性、准确性和自适应能力等方面,相较传统基于地理位置的分簇方法,该文所提出的分簇算法能综合考虑频谱环境的特点,更加具实用价值。 展开更多
关键词 认知无线电 频谱感知 分簇 相关性
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