Transcript Wireless Communications and Networks

认知无线电研究现状与社交关系在认知无线
电中的应用
树华无线感知实验室
李振
指导教授:荆涛
目录
认知无线电研究现状
社交关系&认知无线电
其他
参考文献
[1]. Distributed power control for cognitive user access based on primary link control feedback.S Huang, X Liu,
Z Ding - INFOCOM, 2010 Proceedings IEEE, 2011.
[2]. Asymmetry-aware real-time distributed joint resource allocation in IEEE 802.22 WRANs. H Kim, KG Shin INFOCOM, 2010 Proceedings IEEE, 2010。
[3]. Dynamic Markov-chain Monte Carlo channel negotiation for cognitive radio。XY Wang, A Wong, P Ho INFOCOM IEEE Conference on , 2010.
[4]. Spectrum sensing based on three-state model to accomplish all-level fairness for co-existing multiple
cognitive radio networksY Zhao, M Song, C Xin , 2012 Proceedings IEEE, 2012。
[5]. Exploiting Self-Interference Suppression for Improved Spectrum Awareness/Efficiency in Cognitive Radio
SystemsW Afifi, M Krun INFOCOM IEEE Conference,2013。
[6]. Leveraging Load Migration and Basestaion Consolidation for Green Communications inVirtualized
Cognitive Radio Networks X Sheng, J Tang, C Gao, W Zhang, C Wang， INFOCOM IEEE Conference on , 2013.
[7]. Virtual Backbone Construction for Cognitive Radio Networks without Common Control Channel
Y Dai, J Wu, CS Xin - appear in Proc. of the 32nd INFOCOM IEEE Conference , 2013。.
[8]. FMAC: A Fair MAC Protocol for Coexisting Cognitive Radio Networks Y Zhao, M Song, C Xin - IEEE INFOCOM,
2013。
[9]. Event-driven spectrum-aware clustering in cognitive radio sensor networksM Ozger, OB Akan - INFOCOM,
2013 Proceedings IEEE, 2013.
[10]On Optimal Communication Strategies for Cooperative Cognitive Radio NetworkingB Cao, JW Mark, Q
Zhang, R Lu, X Lin… - Proc. IEEE 32nd INFOCOM IEEE Conference , 2013。
.
参考文献
[11]. Maximizing Social Welfare in Operator-based Cognitive Radio Networks under Spectrum
Uncertaintyand Sensing InaccuracyS Li, Z Zheng, E Ekici, N Shro。 ,INFOCOM, 2013 Proceedings IEEE.
[12]. Asymmetry-aware real-time distributed joint resource allocation in IEEE 802.22 WRANsH Kim, KG Shin INFOCOM, 2010 Proceedings IEEE, 2010.
[13]. Mobility-Assisted Routing in Intermittently Connected Mobile Cognitive Radio Networks
[14]. Utility-based cooperative spectrum sensing scheduling in cognitive radio networks H Li, X Cheng, K Li, X
Xing, T Jing - IEEE INFOCOM Mini-Conference, 2013。
[15]. NeXt generation/dynamic spectrum access/cognitive radio wireless networks: A survey.
研究现状




频谱感知 【4】【5】【9】【14】
资源管理 【1】【2】【3】【5】【6】
【7】【8】【9】【10】【11】
【12】【13】
频谱移动性
频谱共享【4】【8】
结论和问题




频谱感知 资源管理 文章较多
移动性 公平性 文章较少
为什么会出现这样的情况？
我想做的方向是哪个？
频谱感知
资源管理
移动性
公平性
频谱接
入
以频谱管理为主，兼顾共享和感
知
寻找一个技
术，能串联起
三个部分？
功率控
制
路由选
择
组网方
式
思维方式与创新




其他方向与CR的结合：绿色通信【6】 传
感器网络【9】
前人文章的深入思考：【4】【8】
老问题的新看法：【1】【7】【10】
新技术在CR中的应用：SIS自干扰抑制
【5】
认知无线电研究程度
研究透了
 从发表文章的创新点和特
点上看
还差得远


Infocom会议中认知无线
电有5个小组讨论，仅次
于传感器网络的6个小组
认知无线电和实际应用的
距离（硬件层面，802.22
）
社交关系与认知无线电
是什么？
为什么？
怎么做？
社交关系与认知无线电



社交关系：把人与人的关系，人与社会
（环境）的关系作为背景，放在通信层
面上考虑。
社交关系目前主要运用在DTN容忍时延
网络，和Ad Hoc自组织网络
社交关系目前尚未与认知无线电联合运
用
社交关系与认知无线电


符合创新的要求：其他技术与认知无线
电技术的结合
符合认知无线电的思维方式
认知无线电是这样一种无线电：
可以通过学习了解其所在的环境
的信息，改变自身的发射参数等
参数的无线电
社交关系与认知无线电
为什么不选择其他
实测数据的使用
理论数据
技术和认知无线电
联系？
实测数据
http://www.crawdad.org/
为什么不选择其他
技术和认知无线电
联系？
社交关系与认知无线电




认知无线电向实际的过渡
802.22协议（农村和偏远地区）
小区域无线网络（实验室 住宅 企业）
应急补救网络（列车 火灾）
你认为认知无线电
能应用在什么实际
走向实际是认知无线电的必经之路
情况下？
走向实际必然离不开社交关系！
社交关系与认知无线电

社交关系是一个背景，在这个背景下，
不管是分配、感知都有了重新思考的机会
。
怎么做？Idea？
思路
一
DTN

CR局限性：不考虑节点的
移动性
CR
地理位置选择路由
Ad Hoc

社交关系选择路由
思路
一
每一个问题
，都能展开
成一篇论文




隐忧：时延问
题

更近一步？
SU和SU相遇，相遇的时
间能否满足传输时间？
SU和SU相遇，相遇时能
保证有频谱被分配使用吗
？如何分配呢？
能保证传输过程中，PU不
会回来重新占用频谱吗？
SU可以移动后，对现有的
频谱感知会有什么影响？
精确度会降低吗？
思路

二


另外一种情况，实际化的
模型。（小型局域网 办公
室 实验室）
人员相对固定，可以得到
人与人的社交关系，人与
环境的社交关系
用社交关系重新审视这个
特定环境下的认知无线电
问题
好处：1：降低延时
2：避免恶意用户
思路二
一般的频谱
分配方法
频谱定价
频谱合约
博弈论
频谱拍卖
利用社交关系
的频谱分配
通过长时间的观测，
得到PU和SU的社交关
系。通过社交关系（熟
识程度，信誉度，优
先级）分配频谱

思路二

根据长期的历史经验，环境内的SU
可以获得PU的时空分布概率，预测
出PU存在的时间和位置。
好处：降低功率
降低时延

一般的频谱
接入方法
更进一步？
频谱监测
频谱接入方式
竞争
自私的SU
基于社交关系
的频谱接入方
法
思路二
竞争导致时延和拥塞 蜜蜂分配法
自私的SU导致不公平 假如发现了优质频谱，不选择竞争
的方式，而是时分复用的方式，大
家一起使用。
一般的频谱
接入方法
竞争
自私的SU
基于社交关系
的频谱接入方
法
其他：光通信与无线通信
什么是超宽带


光通信 无线通信
认知无线电 超宽带技术
技术？
为什么超宽带
技术能和认知
无线电联系起来？
其他：光通信与无线通信
超宽带技术：频谱范围宽
功率较低
可以“衬与底层”
认知无线电：overlay
underlay
可以联系在一起！
其他：光通信与无线通信
好像还没提到

基于超宽带技术的认知
无线电如何复用？
光通信？
有没有新方法
做复用？
其他：光通信与无线通信
“Terabit free-space data transmission employing orbital
angular momentum multiplexing”. Jian Wang ,Nature
Photonics .

复用前

复用后

解复用
其他：光通信与无线通信



需要解决的技术难题
1：频率改变
2：功率改变
下一步规划



从实测数据中寻找组网方式
以此模型为基础，研究组网方式，数学
化 (希望一个月内完成)
撰写论文
谢谢！
恳请各位专家提出宝贵意见！