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胡祝华教授团队构建预训练基础模型快速适配不同模式下的频谱感知方法（图）
物联网技术 海南大学 信息与通信
2023/6/21
信息与通信工程学院胡祝华教授团队在SCI期刊《IEEE Transactions on Vehicular Technology》（JCR Q1，中科院计算机科学2区Top期刊，IF=6.239）发表文章。
为了应对复杂环境下非合作通信、电磁频谱监管等宽带接收中存在的先验信息缺失、信道失真严重以及频域呈现不平坦色噪声的挑战，提出一种基于多尺度功率谱子带梯度的宽带频谱感知算法，该算法不要任何的先验信息，对功率谱进行分段计算梯度，再进行自适应双阈值检测，通过多尺度的技巧提高了宽带频谱感知的稳定性。对该算法在不同信道模型下的统计特性、虚警概率、检测概率以及判决门限的表达式进行了理论推导。理论分析和实验仿真表...
针对传统感知算法依赖主用户信号与噪声先验信息，以及易受噪声功率估计不确定性影响的缺点，提出了一种基于信号集合势和连续性的宽带频谱感知方案.该方案将宽带频谱感知分为主用户占子带集合势的估计和子带位置判决两步.在两次不同感知结果中利用主用户连续占用子带的特性，有效地实现最终感知性能的提升.理论分析和仿真结果表明，该方案不仅能够解决传统感知方法依赖噪声和主用户信号先验信息的问题，而且对抗噪声功率不确定性...
协作频谱感知中的可信双门限硬判决融合算法
协作频谱感知 数据融合判决 频谱感知数据篡改攻击
2014/2/25
数据融合硬判决算法有效提高了协作频谱感知的精确性。然而，传统硬判决融合算法不加筛选的接收感知数据，且采取单门限判决机制，为恶意用户提供了可乘之机。为了防御恶意用户实施的频谱感知数据篡改攻击，本文提出一种基于声誉的双门限硬判决融合算法RHDF(Reputation-based Hard Decision Fusion Algorithm)，只有可信认知用户的感知报告才会被融合中心接收；同时，引入优先...
认知无线电多时隙联合频谱感知方法及优化
认知无线电 联合频谱感知 频谱效率 干扰概率
2014/1/17
为了降低认知无线电中次用户对主用户的干扰,提出了次用户通过多个时隙的能量感知联合检测主用户的频谱感知方法.每个传输帧被分成若干个时隙,次用户在每个时隙的开始进行能量感知,通过合并多个时隙的感知结果,提高次用户对主用户的检测性能.为了最大化次用户的频谱效率,将主用户状态建模为二维马尔科夫随机过程,并根据该过程优化单时隙频谱感知时间.仿真结果表明:相比Liang的“先听后传”频谱感知方法,提出方法仅牺...
现有的频谱感知算法主要在时间、频率以及地理空间维度进行检测，对角度维的利用尚不成熟。将多天线技术中的到达角（Angle Of Arrival, AOA）估计算法应用到频谱感知领域，提出了两种基于空间谱的盲频谱感知算法，分别为最大-最小延迟相加谱值比检测和平均-最小延迟相加谱值比检测。利用空域匹配滤波的优势，新算法在低信噪比下得到了较高的检测概率，同时为角度维的频谱接入提供了AOA信息，从而提高了频...
采用最新的随机矩阵理论，对多个认知用户接收信号采样协方差矩阵的最小特征值的极限分布进行了分析，提出了一种改进的最大最小特征值合作感知和门限判决方法。该算法不需预知授权用户信号的先验知识，且能有效克服噪声不确定度的影响。与现有算法相比，在给定虚警概率时，仿真结果显示该算法判决门限更低、检测概率更高；而且在认知用户和采样数较少时，也能获得很好的检测性能。
基于POMDP的认知无线电自适应频谱感知算法
部分可观测马尔科夫决策过程 自适应感知 数据传输时间 冲突概率 频谱利用率
2013/6/21
针对如何建立适合毫秒级频谱空洞场景的频谱感知机制这一问题，推导出最佳次级用户单次数据传输时间长度，解决了数据传输量最大化的问题；其次提出一种基于部分可观测马尔科夫决策过程（POMDP，partially observable Markov decision process）的自适应频谱感知算法，解决了快速接入毫秒级频谱空洞的问题。该算法根据上一决策时段的信念向量和感知结果自适应确定在当前决策时段内...
基于观测矩阵优化的自适应压缩频谱感知
认知无线电 压缩感知 频谱检测 观测矩阵
2013/4/20
推导了自适应压缩感知中的重构估算误差，研究了如何降低观测矩阵列向量之间的自相关性，分析了观测矩阵优化对压缩感知重构算法的影响。将观测矩阵优化与压缩感知自适应过程相结合，提出了基于观测矩阵优化的自适应压缩频谱感知算法。仿真结果证实，所提算法比传统算法重构时产生的均方误差(MSE)更低，在同一观测次数下检测概率更高，在达到同等接收操作性能(ROC)时所需观测次数更少。
一种动态时变衰落信道下的频谱感知算法
时变慢衰落信道 频谱感知 动态状态空间系统模型 联合估计
2013/3/21
针对时变慢衰落信道中频谱感知问题，提出一种新颖的动态状态空间系统模型，将授权用户状态与时变衰落信道状态看作2个隐藏系统状态；在此基础上，提出一种联合估计时变信道增益与授权用户状态的新型频谱感知方法。仿真结果表明，提出的新方案能够显著提高动态时变衰落信道中的频谱感知性能。
最大系统效用合作频谱感知优化算法
认知无线电 频谱感知 感知开销 最大系统效用
2013/2/25
认知系统性能可以通过合作频谱感知技术的应用得到显著提高，但是由于随着参与频谱感知的认知用户数量增加，而必然会导致系统资源消耗增大。在综合评估系统性能和系统资源效率效用的基础上，通过科学选取感知时长和认知用户数量的策略，提出最大系统效用合作频谱感知优化算法。仿真结果表明，在系统探测概率确定的条件下，通过选择恰当的认知用户数量和感知时长，认知系统效用可以提升到最高。
SSDF（Spectrum Sensing Data Falsification）攻击是认知无线网络中对频谱感知性能危害最大的攻击方式之一。基于认知无线网络中信号频域的固有稀疏性，本文结合了压缩感知(CS)技术与平均一致(average consensus)算法，建立了可防御SSDF攻击的分布式宽带压缩频谱感知模型。本文建立了次用户的声望值指标，用以在分布式信息融合的过程中更加准确地排除潜在的恶意...
通过模拟人群内部的信任和决策机制，针对多用户的频谱协作感知一致性问题，提出了一种分布式算法。该算法首先通过网络的历次协作过程预测出各感知用户的动态可信值，据此产生用户的相对可信值，并结合决策机制使得用户之间进行数据交互，随着数据的可信、迭代交互，所有用户状态将趋于一致，最后通过判定算法得出最终结果。算法充分考虑了实际环境中各用户频带感知能力的不平衡性，而且各次级用户只需要进行少量局部数据交换即可实...
提出了一种基于目标的中继协作频谱感知方案，证明了SU到SR链路上的信道条件对系统性能有较大的影响；鉴于此，提出了一种优化的最佳中继协作频谱感知(optimized BRCSS)方案，通过联合考虑目标SU到SR链路上的信道条件和SR到FC链路上的信道条件选择最佳认知中继；最后，从更实际的应用场景考虑，为了节约系统开销，进一步提出了一种自适应的最佳中继协作频谱感知方案（A-BRCSS），即SU根据其信...