1、Cognitive radio network management,Cheng-Xiang Wang, Hsiao-Hwa Chen, Xuemin Hong, and Mohsen Guizani,认知无线电网络管理,多媒体通信的瓶颈及解决：昂贵短缺的频谱资源 VS 频谱的浪费3GHz以下利用率1585%，超过3GHz利用率更低。CR网络作为革命性技术的出现，能使次级用户网络从初级网络中借用频谱资源。CR工作在两个频段：400800MHz（UHF电视频段）和310GHz。,CR技术的最终目的是建立能够传输语音、视频流及提供无线因特网接入服务的CR网络。,保证不同SLA（service le
2、vel agreement）下QoS具有决定性意义，,尤其是在物理层灵活性和复杂性日益增加的大型CR网络中。,基于政策的管理方法（policy-based management）应运而生,管理、控制网络资源接入的规则集合,政策目标是经济目的或预期状态，在不同的层面上体现出来:,例如：,向用户提供多媒体流服务,商业层,网络层,物理层,用有效性、延时、时延抖动、吞吐量和丢包率表征的网络特征,带宽、SNIR等,应用层控制，下层适应,但传统的基于政策的管理系统不能直接用于CR网络,解决方案：,物理层,资源发现层,自适应收发层,主要原因是传统系统有独立的物理层来适应上层应用，而CR物理层不仅要适应上层应
3、用还要适应主用户网络，会冲突。,本文描述资源发现层基本功能，讨论其对商业层、政策制定的影响。下文依次讨论资源发现的关键环节频谱感知、CR网络形成和多用户共享资源的机制、简单CR网络容量分析（作为资源发现的例子）。,Section 1 频谱感知,目的：发掘多维空间（时域、频域、空域）所有可用频谱资源,按功能分为两个子任务：占有感知（occupancy sensing） 和身份感知（identity sensing）.,一般协议分层体系：,区分三种频谱：已使用频谱、未用频谱（白空间）、未充分使用频谱（灰空间）。,区分两种用户：授权用户和机会接入用户（CR用户）。前者避让，后者竞争。独特的，更具有挑
4、战性。,物理层感知方法：,性能指标：带宽、分辨率、实时性能,Real-time capability is the time that it takes for a CR to reliably sense the environment and then make adaptive decisions.,权衡,带通滤波后检测能量,评估功率谱密度，设置区分门限,FFT,周期平稳特性检测,？,优点：无需先验知识；耗时少缺点：容易误判（尤其在信噪比低时）； 不能区分主用户和次级用户,能量检测：,特征检测：,匹配滤波检测,周期平稳特征检测,优点： 误码率低；一致性好,缺点： 延时大；复杂度高；对每个
5、主用户都需要相应的匹配滤波器,优点： 实现相对简单；延时相对小； 能有效区分调制信号、噪声、干扰,缺点：未提及,火花：两者结合起来使用，能量检测进行粗检测后用特征检测细检测。,合作频谱感知方法：,背景：多径衰落和阴影效应是降低检测方法性能的主要因素。,合作频谱感知的一个重要问题是如何将不同环境用户得到的不同信息综合利用？,Solution：权重,需要公共控制信道，使用CSMA方式，不同扩频码分配给不同用户。,Section 2 CR网络分析,在CR网络节点如何设计和配置参数上，博弈论具有较大优势。下文重点研究博弈论。,调整对象：传输速率、功率、频率、调制方式、编码方式、多址方式、路由选择等。,
6、行为集：博弈方可选择的全部行为或策略的集合。基于行为集，建立行为空间，行为空间上的排序就是偏好。根据偏好建立收益函数（目标函数），用博弈模型解决这个最优问题。,纳什均衡,简单CR网络，N个主用户，M个CR用户，分布半径R，仅研究上行链路，感知到W带宽可用。主用户所受平均干扰低于 。CR用户在正交时分信道传输信号，最大发射功率P。目标CR用户到AP距离r。,Section 3 CR网络容量分析,增益,在确定N和r/R下， CR用户最大允许发射功率 的概率密度函数（PDF）,N增大， 减少。,图6与图7比较，对概率密度的影响N大于r/R.,目标CR用户用最大功率 发射，链路容量如下：,信道增益，受路径损耗、阴影效应、瑞利多径衰落影响。,对 和 取统计平均得到 是关于N和r/R的函数。,1、N越小，C越大,2、给定N，C随r/R增加而减小；给定r/R,C随N增加而减小,3、N的影响大于r/R,THATS ALL,
