認知無綫電網絡 [Cooperative Cognitive Radio Networks: The Complete] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為高等院校相關專業研究生（或高年級本科生）的教材或教學參考書，也可供從事無綫通信科研的人員及工程技術人員參考。

《認知無綫電網絡》從網絡體係角度建立認知無綫電網絡的總體概念。采用5層網絡模型描述，重點介紹認知無綫電網絡的物理層、數據鏈路層和網絡層。

內容簡介

本書共12章。第1章概述認知無綫電的基本概念、框架和功能，第2章開始介紹認知無綫電物理層，第3章和第4章論述閤作頻譜的獲取，第5章描述頻譜感知測量與設計。從第6章起介紹數據鏈路層和媒體接入子層，第7章介紹認知無綫電網絡MAC層的特殊性，第8章研究認知無綫電局部控製原理，第9章研究認知無綫電Ad Hoc網絡的介質訪問控製，第10章研究認知無綫電網絡的多跳路由技術，第11章和第12章分彆就認知無綫電網絡的經濟性和安全性進行描述。

作者簡介

Mohamed Ibnkahla，加拿大安大略省金斯頓市女王大學電氣和計算機工程係教授。他畢業於法國圖盧茲國立理工學院,分彆於1996年和1998年獲得博士學位和指導研究生資格。Ibnkahla博士負責開展瞭多項無綫通信、無綫傳感網絡和認知無綫電技術領域的國際項目。其研究興趣包括認知無綫電網絡、認知網絡、無綫傳感器網絡以及在電子化社會、神經網絡和自適應信號處理中的應用。他撰寫瞭5本書籍、50篇以上的論文和100多篇會議論文。為各種國際會議和研討會給予瞭大量的指導並應邀發言。Ibnkahla博士擔任多種國際期刊和著作集編輯，並且是安大略省的注冊職業工程師。

目錄

第1章 認知無綫電概論
1．1 概述
1．2 認知無綫電網絡架構
1．3 認知無綫電架構的功能
1．3．1 收發器結構
1．3．2 設計麵臨的主要挑戰
1．3．3 頻譜管理進程的功能
1．4 認知無綫電模式
1．4．1 交織模式
1．4．2 重疊(底層)模式
1．4．3 覆蓋模式
1．4．4 小結
1．5 本書的結構
參考文獻
第2章 頻譜感知
2．1 概述
2．2 頻譜感知
2．2．1 匹配濾波(相乾檢測器)
2．2．2 能量檢測器
2．2．3 特徵檢測
2．2．4 比較
2．2．5 設計權衡與挑戰
2．3 多頻帶頻譜感知
2．3．1 引言
2．3．2 串行頻譜感知技術
2．3．3 並行頻譜感知(多頻帶檢測器)
2．3．4 小波感知
2．3．5 壓縮感知
2．3．6 基於角的感知
2．3．7 盲感知
2．3．8 其他算法
2．3．9 比較
2．4 本章小結
參考文獻
第3章 協同頻譜感知
3．1 概率
3．2 協同頻譜感知的基礎
3．2．1 硬結閤
3．2．2 軟結閤
3．2．3 混閤結閤
3．2．4 協同頻譜訪問多頻帶認知無綫電網絡
3．3 典型協同頻譜感知技術
3．3．1 基於能量檢測的協同頻譜感知決策
3．3．2 性能分析
3．4 協同傳輸技術
3．4．1 追蹤融閤混閤自動請求重發
3．4．2 協同分集
3．5 選擇協同頻譜感知策略
3．5．1 雙門限選擇性
3．5．2 最大協同頻譜感知策略
3．5．3 最大最小協同頻譜感知策略
3．5．4 比較與探討
3．5．5 小結
3．6 本章小結
參考文獻
第4章 乾擾條件下協同頻譜感知
4．1 概述
4．2 追蹤獲取閤並型混閤自動重傳請求(HARQ)
4．3 再生型協同分集
4．3．1 平均頻譜功率
4．3．2 中斷概率
4．3．3 差錯概率
4．3．4 仿真結果
4．3．5 小結
4．4 頻譜重疊
4．4．1 重疊訪問
4．4．2 解碼轉發中繼
4．4．3 放大轉發中繼
4．4．4 增量中繼
4．4．5 模擬結果與圖解
4．4．6 差錯概率
4．5 本章小結
參考文獻
第5章 頻譜感知性能標準和設計權衡
5．1 概述
5．2 接收機工作原理
5．2．1 單頻段
5．2．2 協同頻譜感知
5．2．3 多頻段認知無綫電
5．3 吞吐量性能標準
5．4 基本限製和權衡
5．4．1 感知時間最優化
5．4．2 多樣性和采樣權衡
5．4．3 功率控製和乾擾限製權衡
5．4．4 資源分配權衡
5．5 本章小結
參考文獻
第6章 頻譜切換
6．1 概述
6．2 頻譜移動
6．3 頻譜切換策略
6．3．1 無切換策略
6．3．2 被動切換策略
6．3．3 主動切換策略
6．3．4 混閤切換策略
6．3．5 對比
6．4 頻譜移動管理的設計需求
6．4．1 傳輸層協議修改
6．4．2 跨層鏈路維護和最優化
6．4．3 尋找最佳備用信道
6．4．4 頻譜切換時的信道競爭
6．4．5 公共控製信道
6．5 性能標準
6．6 頻譜切換數學模型
6．6．1 頻譜切換策略的性能
6．6．2 頻譜切換的關係模式
6．7 多頻段認知無綫電網絡切換
6．8 本章小結
參考文獻
第7章 認知無綫電網絡的MAC 協議
7．1 概述
7．1．1 無綫通信頻譜訪問中MAC 協議的功能
7．1．2 傳統MAC 與認知無綫電MAC 之間的差異
7．1．3 集中式與分布式體係結構的對比
7．1．4 認知無綫電MAC 中的公共控製信道概念
7．1．5 MAC 協議的分類
7．2 幀間間隔與無公共控製信道的MAC 挑戰
7．2．1 基於CSMA/ CA 的協議中的幀間間隔
7．2．2 無公共控製信道的MAC 挑戰
7．2．3 無公共控製信道的網絡設置
7．2．4 公共控製信道中的公平分配
7．3 認知無綫電MAC 中的服務質量
7．3．1 服務質量保障的分布式認知無綫電MAC 協議(QC-MAC)
7．3．2 服務質量感應MAC 協議
7．4 移動管理
7．4．1 帶有公共控製信道的授權用戶體驗與移動性支持
7．4．2 無公共控製信道移動支持
7．5 本章小結
參考文獻
第8章 認知無綫電自組網和傳感器―――網絡模型和局部控製方案
8．1 概述
8．2 認知無綫電網絡與認知無綫電自組網
8．3 認知無綫電自組網中的頻譜共享
8．4 認知無綫電自組網中的介質訪問控製協議
8．5 認知無綫電網絡中的量度規則
8．6 認知無綫電自組網模型
8．6．1 頻譜可用性圖譜
8．6．2 頻譜可用性概率(SAP)
8．6．3 可變大小的頻段
8．6．4 多頻道多無綫電支持
8．6．5 閤成頻道模型
8．6．6 接收端和全局信息
8．6．7 頻譜管理的局部控製
8．6．8 博弈方法
8．6．9 基於圖著色的算法
8．6．10 部分可觀測馬爾可夫決策過程
8．6．11 仿生方案
8．7 頻譜共享的局部控製方案
8．7．1 如何在認知無綫電自組網中應用局部控製方案
8．7．2 局部控製方案框架
8．7．3 頻譜共享公平性
8．7．4 協議設計與圖解
8．8 本章小結
參考文獻
第9章 認知無綫電Ad Hoc 網絡介質訪問層
9．1 概述
9．2 網絡模型和需求
9．2．1 係統模型
9．2．2 需求
9．3 CM-MAC：基於CSMA / CA MAC 協議的認知無綫電自組網
9．3．1 協議描述
9．3．2 信道聚閤
9．3．3 頻譜訪問和共享
9．3．4 移動性支持
9．4 結構分析
9．4．1 移動性影響
9．4．2 吞吐量
9．4．3 案例研究[32， 33]
9．5 數值結果
9．6 本章小結
參考文獻
第10章 多跳認知無綫電網絡路由協議
10．1 概述
10．2 認知無綫電網絡中的路由問題
10．3 認知無綫電網絡的分類
10．3．1 頻譜知識
10．3．2 主用戶活動
10．4 集中和基本的分布式協議
10．4．1 集中協議
10．5 分布式協議
10．5．1 控製信息
10．5．2 基於源或目標的路由
10．6 動態網絡中基於地理信息的協議
10．6．1 初始路由建立
10．6．2 貪婪轉發
10．6．3 主用戶避免
10．6．4 聯閤信道路徑優化
10．6．5 仿真驗證
10．7 隨機認知無綫電多跳協議
10．7．1 協議概述
10．7．2 隨機認知多跳網絡性能標準
10．7．3 概率錶達
10．7．4 進一步改進
10．7．5 仿真結果說明
10．8 協議小結
10．9 本章小結
參考文獻
第11章 認知無綫電經濟學
11．1 概述
11．2 博弈論
11．2．1 戰略型博弈模型
11．2．2 市場演化與均衡
11．3 認知無綫電閤作交易模型
11．4 固定價格交易模型
11．5 拍賣模型
11．5．1 單邊拍賣
11．5．2 雙邊拍賣
11．6 模擬與說明
11．6．1 固定價格市場
11．6．2 單邊拍賣
11．7 後續研究
11．8 本章小結
參考文獻
第12章 認知無綫電網絡安全
12．1 概述
12．2 認知無綫電網絡的安全屬性
12．3 認知無綫電中的信任
12．3．1 信任評估基礎
12．3．2 信任的基礎公理
12．3．3 信任模型
12．3．4 信任管理的效果
12．4 路由破壞攻擊
12．4．1 概述
12．4．2 Liu-Wang 安全機製
12．4．3 對Liu-Wang 安全機製的說明
12．5 乾擾攻擊
12．5．1 概述
12．5．2 係統模型
12．5．3 有完備知識時的優化策略
12．5．4 對Wu-Wang-Liu 模型的說明
12．6 主用戶仿冒攻擊
12．6．1 麵嚮頻譜感知的信號發射機驗證模式
12．6．2 Chen-Park-Reed 主信號發射機的非交互定位
12．6．3 Chen-Park-Reed 方法的模擬結果
12．7 本章小結
參考文獻

前言/序言

譯者序
自從無綫通信問世以來，人們已經習慣瞭不同的通信係統在各自固定的頻譜上進行通信。近幾年來無綫通信業務發展迅猛，適閤無綫通信的頻譜資源變得越來越稀缺。為瞭提高信息傳輸能力，業界的普遍做法是在授權頻段內深耕、挖潛，在信源編碼、信道編碼、復用、智能天綫等方麵做齣瞭巨大的努力。但是這些努力並不能從根本上解決授權頻段內和未授權頻段頻譜利用率較低的問題。
目前，國內外在無綫通信領域的研究比較活躍。其中，認知無綫電技術是繼軟件無綫電之後的又一個研究熱點。在技術路綫上可謂是另闢蹊徑。認知無綫電用戶通過感知無綫環境，尋找頻譜空穴，在不妨礙授權用戶使用的前提下，建立自己的通信信道。該技術突破瞭以固定方式分配頻譜資源的模式，認知無綫電用戶可以共享全部頻譜資源，以這種思路建立起來的無綫通信係統將大幅度提高頻譜利用率。
我們閱讀瞭大量的認知無綫電著作，但是能夠幫助讀者認識完整認知無綫電頻譜周期的著作並不多。Cooperative Cognitive Radio Networks一書從網絡體係的角度給讀者建立瞭認知無綫電網絡的總體概念。作者采用5層網絡模型描述認知無綫電網絡，重點介紹瞭認知無綫電網絡的物理層、數據鏈路層和網絡層。
翻譯工作分工如下：前言、第1章由劉玉軍翻譯，第2章、第11章由蘇彥翻譯，第3章由何彬翻譯，第4章由楊新旺翻譯，第5章、第6章由秦玎哲翻譯，第7章由楊健康翻譯，第8章由孫虹翻譯，第9章由薛廷梅翻譯，第10章由尚世峰翻譯，第12章由李皓翻譯。參加審稿的人員有劉玉軍、藺敏、尚世峰、許文峰。全書統稿由劉玉軍和尚世峰完成。
感謝裝甲兵工程學院信息工程係王維鋒主任、張文閣副主任對於譯著的幫助和支持，將本書的翻譯列入瞭“2110”學科建設資助項目。感謝參加瞭翻譯工作的張行知、侯濤、劉正鋒、張忠輝、鄧琦、張玉青、周浩、瀋承江等同學。��
由於認知無綫電技術還處於不斷發展的過程中，譯者的學識有限，翻譯錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。
前言
認知無綫電將成為未來無綫通信係統中一項可行的技術。認知無綫電的概念是當獲得頻段許可的主用戶空閑或者次用戶訪問該頻段引起的乾擾低於給定閾值時，可以讓次用戶訪問無綫電頻譜，這將大幅度提高無綫係統的頻譜利用率。為瞭讓次要用戶訪問授權頻段時不損害授權用戶的利益，需要連續感應和仔細監測頻譜。無綫電頻譜周期包括感知、學習、計劃、決策和行動。認知無綫電用戶可以采取不同形式的行動集閤，如頻譜使用、數據包路由、切換和資源分配，其中行動通常依賴於感知和學習過程中獲得的環境信息。這些信息可能包括認知無綫電網絡的狀態和主要網絡、服務質量、物理信道條件、交易規則、經濟指標、社會影響和環境影響等。
過去的幾年裏，認知無綫電的相關研究一直分散在大量的會議和期刊論文當中。這些齣版物選擇性地探討認知無綫電周期，隻關注特定的方法或技術，而沒有研究整個頻譜周期。本書通過探討整個頻譜周期，從而填補瞭這一研究的空白。本書介紹瞭這一領域的發展狀況，並針對貫穿整個頻譜周期的各種不同的途徑和方法提齣瞭統一的觀點。本書可為研究認知通信各層協議棧奠定基礎。
本書的結構
第1章對認知無綫電係統進行瞭概述，解釋瞭頻譜周期不同的組成部分，這些概念的解釋將貫穿全書。
第2章到第5章描述瞭物理層問題。這些章節探討瞭頻譜感知、學習和決策等頻譜周期方麵的概念。第2章在單波段和多波段框架下，通過深入探討和比較不同方法研究瞭主要的頻譜感知技術。第3章介紹瞭協同頻譜感知的基本原理，並討論瞭頻譜感知與獲取高級組閤的協同分集技術。第4章研究瞭在頻譜交織和襯墊模式下使用的協同頻譜獲取技術，其中乾擾被視為設計參數。第5章討論瞭頻譜感知與獲取技術在設計和操作階段需要考慮不同的權衡因素，例如，在延遲、吞吐量或功率效率等方麵，其性能會受到怎樣的影響。
第6章到第9章緻力於鏈路層和介質訪問層的設計問題。這些章節探討瞭學習、決策、訪問和頻譜撤離等頻譜周期方麵的問題。第6章提齣瞭頻譜移動性問題，並深入對比瞭幾種切換技術和策略。第7章介紹瞭認知無綫電網絡介質訪問協議。特彆是提齣瞭在缺乏共同的控製通道時，可以使用的閤作和非閤作的媒體訪問控製層協議。本章還探討瞭協議設計麵臨的挑戰和需要滿足的特殊要求。第8章主要探討瞭認知無綫電自組織網絡，解決瞭頻譜共享、公平以及度量規則等基本問題。重點研究瞭頻譜共享的局部控製計劃和公平協議。第9章研究瞭認知無綫電自組織網絡介質訪問協議，主要探究瞭自組織網絡在移動性和主要專屬區域（PER）兩方麵的特性，並對不同協議進行瞭對比和舉例說明。
第10章探討瞭認知無綫電的網絡層和路由選擇。本章涉及學習、決策和路由選擇等頻譜周期方麵的問題，並提齣瞭路由協議的分類及其麵臨的難題。特彆研究瞭分布式、集中式的學習、決策和路由選擇方法，網絡移動性問題以及高動態網絡。
第11章主要提齣瞭一個基於博弈論的認知無綫電網絡經濟框架結構。本章涉及學習、決策和行動等頻譜周期機製，研究瞭不同的策略和市場模型，包括物理層參數和乾擾水平作為部分經濟架構時的固定價格市場、單一拍賣和雙拍賣。第12章概述瞭認知無綫電網絡的安全問題。包括有關學習、決策和分類等頻譜周期概念，這些行為會導緻網絡中其他認知無綫電用戶的特定行動。本章將信任定義為確定網絡中用戶好壞優劣的一個指標，研究瞭路由中斷、堵塞和模擬主用戶攻擊等幾種攻擊類型，並深入討論瞭這些攻擊對網絡的影響以及可以采取的應對措施。
背景要求
本書探討瞭認知無綫電頻譜周期的主要難題和技術。讀者需要具備無綫通信係統的基本知識，建議(但不要求)按照給定的章節順序閱讀，各章節在概念上相互依賴，但在數學推導或協議設計上，各章節相互獨立。
本書特點
●本書涉及認知頻譜周期的所有方麵內容並進行舉例說明。
●所有章節按照教材風格編寫, 易於理解。
●每章都包含一個深入調查當前發展狀況的主題。
●根據大量計算機模擬逐步分析瞭不同算法和係統，並附有圖解。
Mohamed Ibnkahla 女王大學
加拿大安大略省金斯頓市
緻謝
我對在這個項目的各個階段中幫助過我的人深錶感激。我的博士生和碩士生對於文章編寫和章節的模擬/實驗結果做齣瞭貢獻：碩士生G. Hattab（第1章至第3章及第5章）、博士生�〢. Abu Alkheir��（第3章和第4章）、博士生P. Hu（第8章和第9章）、碩士生J. Mack（第10章）、�┧妒可��獮. Bloor（第11章）和碩士生J. Spencer（第12章）。G. Hattab、Dr. W. Ejaz和�〥r. S. Aslam��花費大量時間審查瞭書稿的不同版本，對他們深錶感激。
對在過去的10年間支持我研究的所有組織和公司錶示感謝。其中包括加拿大自然科學和工程研究委員會（NSERC）、安大略研究基金（ORF）萬信項目和NSERC DIVA 網絡。
我對傢人的鼓勵、支持與關愛錶示感謝，特彆是我的妻子Houda，兒子Yasinn，女兒Beyan和Noha。

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