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IRS辅助SIMO-MAC认知无线电系统频谱感知优化策略 被引量:2
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作者 李飞 马俊 +3 位作者 李汀 季薇 梁彦 宋云超 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第7期1262-1272,共11页
认知无线电(Cognitive Radio, CR)通过允许次用户与主用户共享频谱,在提高无线通信的频谱效率方面具有重要意义。最近,智能反射表面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)的提出,使我们可以通过IRS反射元件重构信道环境来提高无线通信... 认知无线电(Cognitive Radio, CR)通过允许次用户与主用户共享频谱,在提高无线通信的频谱效率方面具有重要意义。最近,智能反射表面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)的提出,使我们可以通过IRS反射元件重构信道环境来提高无线通信系统的通信质量。本文提出了一个IRS辅助的单输入多输出多址接入信道(Single Input Multiple Output Multiple Access Channels, SIMO-MAC) CR网络,并结合一种新型的IRS辅助多用户协作频谱感知方案来增强感知性能。目标是在次用户的功率约束以及对主用户的干扰约束下,通过联合优化次用户发射功率分配和IRS相位,最大化次用户的和速率。为了解决所建立的变量耦合的非凸问题,我们采用基于块坐标下降的高效交替优化算法,首先通过拉格朗日乘子法和注水功率分配算法以及Karush-Kuhn-Tucker (KKT)算法求解得到最优的功率分配,然后构造多目标优化问题,利用连续凸逼近、半定松弛方法将非凸问题转化为一个半正定规划的凸问题,从而求解出IRS相移矩阵的近似最优解。仿真结果表明,本文所提方案可以极大地提高认知无线电网络的频谱感知性能以及频谱效率。 展开更多
关键词 单输入多输出 多址接入信道 认知无线电 智能反射面 多用户协作频谱感知
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认知无线电最优线性协作宽带频谱感知 被引量:4
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作者 王舒 申滨 +1 位作者 黄琼 陈前斌 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第3期328-336,共9页
本文提出了基于最优线性协作的宽带频谱感知方案。通过次级用户之间的协作,为认知网络的频谱感知提供分集,利用融合中心融合多个次级用户的宽带频谱感知数据来获取最优权重,并生成全局判决统计量,最终使用全局阈值完成最后的检测判决。... 本文提出了基于最优线性协作的宽带频谱感知方案。通过次级用户之间的协作,为认知网络的频谱感知提供分集,利用融合中心融合多个次级用户的宽带频谱感知数据来获取最优权重,并生成全局判决统计量,最终使用全局阈值完成最后的检测判决。由于所提出的两种协作宽带感知方案或需要精确地估计授权用户的信号强度和噪声方差,或感知性能不足,因而,还提出一种更易实现的方案。理论分析和仿真结果表明,本文所提出的协作感知方案可以有效地提高频谱感知性能,并且性能优于传统等增益合并方案。 展开更多
关键词 认知无线电 宽带频谱感知 多用户协作 最优融合权重
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基于认知用户移动性的协作频谱感知研究 被引量:3
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作者 胡峰 郑紫微 金涛 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期77-80,共4页
协作频谱感知能在一定程度上消除多径和阴影的影响,然而现有协作频谱感知方案均假设各认知用户处于静止状态,未考虑认知用户在协作感知期间的移动对检测性能的影响。针对上述问题,在集中式频谱检测方法的基础上,提出一种认知用户移动状... 协作频谱感知能在一定程度上消除多径和阴影的影响,然而现有协作频谱感知方案均假设各认知用户处于静止状态,未考虑认知用户在协作感知期间的移动对检测性能的影响。针对上述问题,在集中式频谱检测方法的基础上,提出一种认知用户移动状态下的协作检测模型,使主用户处于静止状态,认知用户以一定速度作匀速直线运动。仿真及分析结果表明,随着移动认知用户速度的增大,运用线性融合规则的移动认知用户与静止认知用户协作检测性能均逐渐降低,因此需选择移动速度较小的认知用户作为协作对象以提高频谱感知的整体检测性能。 展开更多
关键词 认知无线电 频谱感知 协作感知 认知用户 移动性
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认知无线电频谱感知技术综述 被引量:15
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作者 张莹 滕伟 +1 位作者 韩维佳 张琰 《无线电通信技术》 2015年第3期12-16,共5页
针对频谱资源匮乏这一问题,认知无线电技术在提高频谱利用率方面应用前景广泛,而频谱感知作为认知无线电技术实现的前提条件,是目前无线电领域的一个研究热点。近年来人们提出了很多种频谱感知的方法,综述了频谱感知技术的研究进展,对... 针对频谱资源匮乏这一问题,认知无线电技术在提高频谱利用率方面应用前景广泛,而频谱感知作为认知无线电技术实现的前提条件,是目前无线电领域的一个研究热点。近年来人们提出了很多种频谱感知的方法,综述了频谱感知技术的研究进展,对几种典型的传统频谱感知模型进行对比介绍,讨论了几种新型的感知技术,并对各种技术的性能进行深入分析,最后指出了频谱感知研究的挑战及发展趋势。 展开更多
关键词 认知无线电 单用户频谱感知技术 多用户频谱感知技术 新型频谱感知技术 检测性能
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多信道认知无线电频谱感知次用户和功率分配 被引量:2
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作者 刘鑫 仲伟志 +1 位作者 孔繁锵 井庆丰 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期52-58,共7页
为提高多信道认知无线电的吞吐量,提出了协作频谱感知子信道次用户和传输功率的联合分配算法.该算法基于主用户的存在状态,在约束次用户协作检测概率和总功率的基础上,以最大化次用户所有子信道的吞吐量总和为目标,通过交替方向优化获... 为提高多信道认知无线电的吞吐量,提出了协作频谱感知子信道次用户和传输功率的联合分配算法.该算法基于主用户的存在状态,在约束次用户协作检测概率和总功率的基础上,以最大化次用户所有子信道的吞吐量总和为目标,通过交替方向优化获得子信道次用户和传输功率的联合分配.仿真结果表明:文中提出的联合分配算法通过较少的迭代次数就可以获得最优值,并且能够根据子信道状态动态地分配子信道次用户和传输功率,提高了次用户的吞吐量. 展开更多
关键词 认知无线电 协作频谱感知 次用户 功率分配 吞吐量 检测概率
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基于辅助节点的安全协作频谱感知 被引量:2
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作者 曹龙 赵杭生 +2 位作者 鲍丽娜 张建照 赵小龙 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第2期123-127,139,共6页
在认知无线电网络中,恶意用户会占用授权频段,模仿主用户的信号特征发送信号,导致其他认知用户误认为主用户存在。针对该问题,提出一种基于辅助节点的安全感知机制,在网络中部署若干辅助节点,利用链路特征和加密机制对主用户的活动情况... 在认知无线电网络中,恶意用户会占用授权频段,模仿主用户的信号特征发送信号,导致其他认知用户误认为主用户存在。针对该问题,提出一种基于辅助节点的安全感知机制,在网络中部署若干辅助节点,利用链路特征和加密机制对主用户的活动情况进行识别。设计适用于该机制的融合判决算法,不对授权网络做任何形式的改动即能有效识别恶意用户,并在融合时采用信任节点的感知数据,从而提高融合结果的鲁棒性。仿真结果表明,与K秩、And和Or算法相比,在恶意环境下该算法具有较好的检测性能。 展开更多
关键词 认知无线电网络 协作频谱感知 主用户仿冒攻击 辅助节点 链路特征 检测性能
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基于信任节点辅助的安全协同频谱感知策略 被引量:2
7
作者 曾昆 彭启航 唐友喜 《信号处理》 CSCD 北大核心 2011年第4期486-490,共5页
在认知无线电网络中,多个用户相互协作进行频谱感知能有效地提高系统感知性能。然而这种协同方式也带来了新的安全隐患:当恶意用户出现时,现有协同感知方法无法确保感知结果的鲁棒性。本文针对这一问题,提出了一种基于信任节点辅助的安... 在认知无线电网络中,多个用户相互协作进行频谱感知能有效地提高系统感知性能。然而这种协同方式也带来了新的安全隐患:当恶意用户出现时,现有协同感知方法无法确保感知结果的鲁棒性。本文针对这一问题,提出了一种基于信任节点辅助的安全协同感知策略。该策略通过借助网络中信任节点的感知结果,在用户域和时间域两个维度上消除恶意用户的影响,确保了算法在较多恶意用户环境中的稳定性。仿真结果表明,新算法的性能优于Kaligineedi所提算法,在恶意用户数目为网络用户总数一半时,仍能有效地进行协同感知,具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 认知无线电 频谱感知 协同 恶意用户 信任节点辅助
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针对认知无线网络大规模入侵的双重防御方案 被引量:2
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作者 季薇 陈青青 郑宝玉 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期2352-2358,共7页
协作频谱感知(cooperative spectrum sensing,CSS)可有效提高频谱检测的准确性,然而,当次用户中恶意用户占比较大且同时发动大规模攻击时,将严重影响CSS的准确性。文中将用户选择和置信传播有机结合,提出一种针对大规模入侵的双重防御... 协作频谱感知(cooperative spectrum sensing,CSS)可有效提高频谱检测的准确性,然而,当次用户中恶意用户占比较大且同时发动大规模攻击时,将严重影响CSS的准确性。文中将用户选择和置信传播有机结合,提出一种针对大规模入侵的双重防御方案。基于本地感知结果通过用户选择机制挑选可靠次用户,挑选出的可靠次用户包括诚实用户和伪装成诚实用户的恶意用户。然后以可信度为权重计算置信值均值并将其和预设门限比较,进一步滤除伪装成诚实用户的恶意用户。仿真结果表明,与已有的简单的基于信誉的方案、基于均值的方案、基于克隆节点的攻击检测算法相比,所提方案具有更好的检测性能,且置信值收敛更快。 展开更多
关键词 协作频谱感知 入侵防御 用户选择 置信传播 信誉机制
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基于莱斯信道的认知网络合作频谱感知 被引量:1
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作者 谭晓衡 程金波 廖勇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第19期91-92,95,共3页
推导认知无线网络下单认知用户与多认知用户合作频谱感知的莱斯信道模型,并分别进行仿真。结果表明,莱斯信道下单认知用户的频谱感知效果远不及理想环境下的检测效果,但随着认知用户的增加,合作频谱感知的效果明显改善,在增加到一定程度... 推导认知无线网络下单认知用户与多认知用户合作频谱感知的莱斯信道模型,并分别进行仿真。结果表明,莱斯信道下单认知用户的频谱感知效果远不及理想环境下的检测效果,但随着认知用户的增加,合作频谱感知的效果明显改善,在增加到一定程度后,甚至优于理想环境下的单用户的检测效果。 展开更多
关键词 认知无线电 莱斯信道 能量检测 多用户 合作频谱感知
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一种改进的基于DCS的分布式多用户协作频谱感知方法 被引量:1
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作者 章坚武 陈晓燕 许晓荣 《电信科学》 北大核心 2013年第11期45-51,共7页
分布式压缩感知(DCS)理论扩展了压缩感知理论的应用,将单信号的压缩采样扩展到信号群的压缩采样。协作频谱感知技术利用空间的宏集合弥补了单用户在认知无线电宽带频谱感知过程中可能出现检测错误的问题,但在复杂的信号重构过程中增加... 分布式压缩感知(DCS)理论扩展了压缩感知理论的应用,将单信号的压缩采样扩展到信号群的压缩采样。协作频谱感知技术利用空间的宏集合弥补了单用户在认知无线电宽带频谱感知过程中可能出现检测错误的问题,但在复杂的信号重构过程中增加了计算量。针对这种情况,提出了一种改进的基于DCS的分布式多用户协作频谱感知方法。该改进方法的重构过程是在原OMP算法的基础上,通过利用上一时刻频谱感知所得到的频谱占用情况减少重构算法的计算量。仿真结果表明,在频谱占用情况变化缓慢的情况下,所提的改进方法不仅具有与原算法相同的重构效果,而且在认知用户数量较多的情况下,重构复杂度明显减小。 展开更多
关键词 分布式压缩感知 认知无线电 宽带频谱感知 多用户协作 重构复杂度
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模拟主用户攻击下协作频谱感知检测阈值的优化研究
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作者 李莎 戴建新 +2 位作者 程崇虎 汪鹏 王军 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2017年第3期83-87,共5页
认知无线电网络中提出的协作频谱感知技术利用多个认知用户的本地感知,克服了多径效应、阴影效应等问题,提高了系统的检测性能。然而动态频谱接入方法也给系统带来了主用户模拟攻击(PUEA)的威胁,即一些恶意用户试图模仿主用户信号来欺... 认知无线电网络中提出的协作频谱感知技术利用多个认知用户的本地感知,克服了多径效应、阴影效应等问题,提高了系统的检测性能。然而动态频谱接入方法也给系统带来了主用户模拟攻击(PUEA)的威胁,即一些恶意用户试图模仿主用户信号来欺骗次级用户,从而阻止次级用户访问空闲频段。文中提出了一个智能攻击者能够感知并判决主用户是否存在,并在主用户不存在时发送伪造信号的系统。在这个系统中推导了基于能量检测的协作频谱感知检测概率,并进一步对检测阈值进行了优化,从而得到了总误差概率最小时的最佳检测阈值。最后通过在PUEA存在情况下,基于能量检测的协作频谱感知的最佳检测阈值的仿真进一步验证了推导结果。 展开更多
关键词 认知无线电 协作频谱感知 主用户模拟攻击(PUEA) 最佳检测阈值
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异构无线网络中基于多用户分集的协作频谱感知算法
12
作者 李屹 纪红 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期669-674,共6页
研究了协作通信与认知无线电的结合,针对TD-SCDMA系统和WiMAX系统组成的异构无线网络,提出了一种基于多用户分集的协作频谱感知机制。根据该算法,WiMAX用户被分成若干个簇,选择每个簇内瞬时信道条件最好的WiMAX用户协作检测频谱,并利用... 研究了协作通信与认知无线电的结合,针对TD-SCDMA系统和WiMAX系统组成的异构无线网络,提出了一种基于多用户分集的协作频谱感知机制。根据该算法,WiMAX用户被分成若干个簇,选择每个簇内瞬时信道条件最好的WiMAX用户协作检测频谱,并利用软硬结合的判决手段,既保证检测性能,又不增加复杂度。分析和仿真表明,该算法一方面保证了频谱检测的可靠性,降低了虚警概率,另一方面减少了通信开销,提高了判决消息传输的可靠性,达到了提升频谱利用率的目的。 展开更多
关键词 认知无线电(CR) 协作频谱感知 多用户分集 异构无线网络
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面向鲁棒频谱感知的模糊K-means++算法 被引量:3
13
作者 任瑾璇 麻淑婉 +1 位作者 王永华 万频 《电讯技术》 北大核心 2022年第11期1677-1682,共6页
恶意用户通过向数据融合中心发送伪造的频谱感知数据,解决自身频谱资源短缺问题,但会极大地降低频谱感知系统的检测概率。为了解决此问题,提出了基于模糊K-means++的数据融合算法。该算法首先引入模糊处理机制处理样本的数据特征值,以... 恶意用户通过向数据融合中心发送伪造的频谱感知数据,解决自身频谱资源短缺问题,但会极大地降低频谱感知系统的检测概率。为了解决此问题,提出了基于模糊K-means++的数据融合算法。该算法首先引入模糊处理机制处理样本的数据特征值,以此来增加样本间的差异性;然后将模糊处理后的数据发送到融合中心,融合中心采用离群点挖掘的方法排除恶意用户,并对保留下来的用户进行融合,使样本向量具有鲁棒性;最后运用K-means++算法对样本向量进行聚类。该算法利用轮盘法选择聚类中心,可有效抵御恶意用户的攻击,提高系统感知性能;无需知晓信号与噪声的分布等一些先验信息,也避免了繁杂的门限推导。从仿真结果可以看出,该算法对抵御恶意用户攻击具有突出的效果,有效提升了协同频谱感知系统的稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 协同频谱感知 恶意用户 模糊处理 K-means++算法
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一种基于能量检测的协作式频谱感知算法 被引量:4
14
作者 付彩梅 李有明 +3 位作者 周桂莉 余明宸 童景文 王旭芃 《电信科学》 北大核心 2016年第9期52-60,共9页
为提高认知无线电系统中频谱检测的可靠性,提出了一种基于能量检测的协作式频谱感知算法。利用授权用户的状态在相邻感知帧之间变化的概率小这一特性,通过将当前感知帧的能量值与相邻值相结合来判断授权用户状态,这样当授权用户使用授... 为提高认知无线电系统中频谱检测的可靠性,提出了一种基于能量检测的协作式频谱感知算法。利用授权用户的状态在相邻感知帧之间变化的概率小这一特性,通过将当前感知帧的能量值与相邻值相结合来判断授权用户状态,这样当授权用户使用授权频段时,所提算法能有效减小采样信号能量值骤减时发生误判的概率。另外给出了所提算法检测概率和虚警概率的闭式表达式。理论分析和仿真结果表明,所提算法比传统的协作式频谱检测算法检测性能好。 展开更多
关键词 协作频谱感知 检测概率 认知用户 授权用户
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CR网络中基于最优阈值选取的攻击感知算法
15
作者 王会 余阳 李旭伟 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期132-138,共7页
由于认知无线电(Cognitive Radio,CR)网络允许多个未知无线设备接入频谱,使其存在模仿主用户攻击(Primary User Emulation Attack,PUEA)的安全隐患,为此,提出一种具有攻击感知能力的协作感知方案.首先,在授权主用户信号频谱资源处于占... 由于认知无线电(Cognitive Radio,CR)网络允许多个未知无线设备接入频谱,使其存在模仿主用户攻击(Primary User Emulation Attack,PUEA)的安全隐患,为此,提出一种具有攻击感知能力的协作感知方案.首先,在授权主用户信号频谱资源处于占用和空闲这2种情况下,估计PUEA伪信号出现的概率;然后,利用得到的估计参数确定最小化总误差概率的最优阈值;最后,融合中心通过感知报告与阈值来判断主用户信号是否存在,以达到感知模仿主用户攻击的能力.仿真试验结果表明:与最优用户选择(Optimal User Selection,OUS)方法相比,提出的方法在应对主用户仿真攻击时具有更好的安全性能,提高了CR网络的安全效能. 展开更多
关键词 认知无线电网络 协同频谱感知 主用户仿真攻击 阈值选取 安全性能
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基于在线异常感知的无线电网络抗SSDF攻击协作频谱感知框架 被引量:3
16
作者 杨震 齐兴斌 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第12期3791-3794,共4页
针对认知无线电网络(CRN)通信可能会因为恶意次级用户(SU)的存在或信道损伤而遭到破坏等问题,提出了一种广义鲁棒的协作频谱感知(CSS)框架,频谱感知和恶意用户识别问题联合构成一种优化问题。提出的方案通过利用节点位置信息获得了性能... 针对认知无线电网络(CRN)通信可能会因为恶意次级用户(SU)的存在或信道损伤而遭到破坏等问题,提出了一种广义鲁棒的协作频谱感知(CSS)框架,频谱感知和恶意用户识别问题联合构成一种优化问题。提出的方案通过利用节点位置信息获得了性能的提升,利用在线异常感进行实时识别和跟踪,不仅能识别恶意用户和频谱机会,而且能处理不准确或丢失的距离测量和噪声SU报告。仿真实验使用蜂窝场景,在一个特定半径内包含一个主用户(PU)和多个SU。实验结果表明,提出的方案在协作感知中能够有效克服感知数据错误化(SSDF)攻击。此外,与基于主成分分析法(PCA)的鲁棒CSS相比,对距离估计误差不敏感,对攻击强度和恶意用户数的鲁棒性更强,同时可以灵活抵御多种网络攻击。 展开更多
关键词 认知无线电网络 感知数据错误化攻击 在线异常感知 协作频谱感知 恶意次级用户 联合优化
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