59、认知无线电网络：通过级联前向和埃尔曼反向传播神经网络实现最优频谱利用

认知无线电网络：通过级联前向和埃尔曼反向传播神经网络实现最优频谱利用

1. 引言

无线无线电网络面临频谱利用率不足的问题。由于设备速度慢、协议和架构等原因，无线网络中大量带宽未被充分利用。认知无线电网络（CRN）作为一种智能无线射频网络，能够有效解决这一问题。它具有学习能力，可高效利用频谱。

CRN 有两类用户：
- 主用户（PU）：使用分配给他们的许可频段。
- 次用户（SU）：在主用户不使用时，使用主用户的许可频段。次用户具备感知和学习能力，可检测频谱特定信道中主用户的存在。

主用户通过主基站与其他用户连接，次用户通过认知无线电（CR）基站与其他用户连接。IEEE 为 CRN 制定了 802.22 标准。CRN 的主要优势在于它能够与当前的射频频谱（如 3G、4G）以及未来的频谱（如 5G、6G、7G）共存。

为了检测频谱特定信道中主用户的存在，研究人员分析了各种频谱感知技术，主要分为非协作和协作频谱感知：
- 非协作频谱感知 ：如能量检测、频谱空洞预测、匹配滤波器检测、循环平稳特征检测等，次用户无需相互共享感知信息。
- 协作频谱感知 ：次用户相互共享本地频谱感知信息，以更好地检测频谱中的主用户。协作频谱感知又可分为集中式、部分式和分布式协作频谱感知。

2. 协作频谱感知

协作频谱感知由融合中心（FC）控制，分为三个步骤：
1. 本地感知 ：FC 选择频谱中的特定信道，要求所有次用户进行本地感知。
2. 报告