本书是一部有关认知无线电（CR）技术的系统论著，全面涵盖了有关的概念、原理、体系结构、协议、标准、频谱政策和产品实现等内容。本修订版的16章介绍了认知无线电的基础知识，新增的8章具体介绍了认知无线电在多天线系统、政策语言、政策引擎、频谱感知与会合技术、频谱消费模型、自适应调整协议、认知网络、最新标准等方面的理论与应用。 本书侧重认知无线电领域的前沿研究，采用最新的参考资料，并对原理、实现细节、标准和政策等热点问题进行了综述，有助于读者把握认知无线电发展的脉络。本书可供电子信息工程、通信工程等领域的科研人员、管理人员以及高等院校的师生阅读、参考。
样章试读
目录
- 译者序
前言
第1章 认知无线电技术的历史和背景
1.1 认知无线电前景
1.2 认知无线电产生的历史和背景
1.3 软件定义无线电简要历史
1.4 基本SDR
1.4.1 SDR硬件体系结构
1.4.2 SDR中计算处理资源
1.4.3 SDR软件体系结构
1.5 认知无线电
1.5.1 认知无线电中的Java反射
1.5.2 认知无线电中的智能天线
1.5.3 政策引擎
1.6 频谱管理
1.6.1 非授权频谱管理
1.6.2 噪声叠加
1.6.3 聚集频谱需求和使用转租方法
1.6.4 优先接入
1.7 美国政府在认知无线电发展中的作用
1.7.1 DARPA
1.7.2 FCC
1.7.3 NSF/CSTB研究
1.8 智能程度
1.9 本书组织结构
参考文献
第2章 通信政策和频谱管理
2.1 引言
2.2 推动认知无线电发展的技术
2.3 频谱接入新机会
2.3.1 当前频谱接入技术
2.3.2 机会式频谱接入
2.3.3 动态频率选择
2.4 认知无线电的政策挑战
2.4.1 动态频谱接入
2.4.2 安全性
2.4.3 认知无线电之前的通信政策
2.4.4 认知无线电对通信政策的影响
2.4.5 美国通信政策开始于泰坦尼克号
2.4.6 美国通信政策:与技术同步
2.5 通信政策和技术对监管制度的影响
2.5.1 基本几何结构
2.5.2 动态政策介绍
2.5.3 政策驱动的设备介绍
2.5.4 干扰避免
2.5.5 综合影响
2.6 认知无线电全球政策
2.6.1 全球兴趣
2.6.2 美国对认知无线电实现动态频谱接入的看法
2.7 小结
习题
参考文献
第3章 认知无线电平台:软件定义无线电
3.1 引言
3.2 硬件体系结构
3.2.1 框图
3.2.2 基带处理器引擎
3.2.3 基带处理配置
3.2.4 多核系统和片上系统
3.3 软件体系结构
3.4 SDR开发和设计
3.4.1 GNURadio
3.4.2 软件通信体系结构
3.5 应用
3.6 开发
3.6.1 组件开发
3.6.2 波形开发
3.7 认知波形开发
3.8 小结
参考文献
第4章 认知无线电所需技术
4.1 引言
4.2 无线电灵活性及无线电功能
4.2.1 无线电灵活性和无线电功能的持续发展
4.2.2 软件可支持无线电举例
4.2.3 软件可编程无线电举例
4.2.4 SDR举例
4.3 意识无线电、自适应无线电和认知无线电
4.3.1 意识无线电
4.3.2 自适应无线电
4.3.3 认知无线电
4.4 无线电功能和特点的比较
4.5 认知无线电可用技术
4.5.1 地理定位
4.5.2 频谱感知/频率占用
4.5.3 生物测定
4.5.4 时间
4.5.5 空间意识或情景意识
4.5.6 软件技术
4.5.7 频谱意识及租借潜力
4.6 对认知无线电的资助和研究
4.6.1 认知地理定位应用
4.6.2 动态频谱接入和频谱意识
4.6.3 会合问题
4.6.4 认知无线电认证应用
4.7 认知无线电发展历程
4.7.1 决策、方向和标准
4.7.2 新产品生产
4.8 CR相关技术的更新
4.8.1 传感器和基础设施
4.8.2 PHY、MAC和网络层
4.8.3 推理器
4.8.4 政策
4.8.5 硬件和演示
4.9 小结
习题
参考文献
第5章 频谱意识与频谱接入研究
5.1 动态频谱意识和频谱接入的目标
5.2 频谱意识和接入的先期工作
5.3 端到端的DSA实现例子
5.4 动态频谱意识
5.4.1 频谱环境特征化总结
5.4.2 信号带宽频谱环境特征化
5.4.3 前端能量分布和前端非线性的重要性
5.5 前端线性管理
5.5.1 实验数据的前端线性表示
5.5.2 前端线性管理算法和方法
5.5.3 前端线性管理的优势
5.6 动态频谱接入目标
5.6.1 抗干扰工作
5.6.2 抗干扰DSA
5.7 频谱覆盖管理目标
5.8 网络级决策
5.8.1 DSA驱动的动态带宽拓扑
5.8.2 DSA驱动的动态拓扑和网络组织
5.9 小结
习题
参考文献
第6章 认知政策引擎
6.1 无线电政策管理展望
6.2 背景和定义
6.3 频谱政策
6.3.1 频谱政策管理
6.3.2 频谱政策管理的系统要求
6.4 认知政策管理先例
6.4.1 DARPA的政策管理计划
6.4.2 政策管理的学术研究
6.4.3 政策管理的商业应用
6.4.4 政策管理的标准化工作
6.5 无线电政策引擎体系结构
6.5.1 政策引擎工作概念
6.5.2 政策管理的技术方法
6.5.3 驱动技术
6.6 政策引擎与认知无线电的集成
6.6.1 软件通信体系结构集成
6.6.2 政策引擎设计
6.6.3 无线电与网络政策管理体系结构的集成
6.7 认知政策管理的未来
6.7.1 认知政策管理的军事机会
6.7.2 频谱管理的商业机会
6.7.3 采用政策管理体系结构的障碍
6.8 小结
参考文献
第7章 物理层和链路层认知技术
7.1 引言
7.2 当前信道条件下物理层和链路层的多目标优化
7.3 认知无线电的定义
7.4 建立无线电控制和性能测量
7.4.1 物理层和链路层参数
7.4.2 将结果建模为主要目标
7.5 MODM理论及其在认知无线电中的应用
7.5.1 MODM定义及其基本表示
7.5.2 约束建模
7.5.3 Pareto最优化前沿:找到不受支配解
7.5.4 无线电环境是一个MODM问题
7.5.5 MODM求解的GA方法
7.6 用于认知无线电的多目标遗传算法
7.6.1 认知环
7.6.2 将无线电参数表示成染色体基因
7.6.3 染色体的多维分析
7.6.4 相对聚池锦标赛选择
7.6.5 WSGA举例
7.7 高级遗传算法技术
7.7.1 种群初始化
7.7.2 以先前观测到的解启动GA
7.7.3 GA的CBDT初始化
7.8 高层智能需求
7.8.1 自主调整参数来实现目标
7.8.2 奖励好的行为以及惩罚差的行为
7.9 智能计算机的工作方式
7.9.1 感知和环境意识
7.9.2 决策和优化
7.9.3 案例学习
7.9.4 权重和目标函数
7.9.5 分布式学习
7.10 小结
参考文献
第8章 认知技术:位置意识
8.1 引言
8.2 无线电地理定位和时间业务
8.2.1 全球定位系统
8.2.2 坐标系变换
8.3 网络定位
8.3.1 空间变化网络业务可用性
8.3.2 地理定位驱动的路由
8.3.3 各种功能
8.4 地理定位的其他方法
8.4.1 基于时间的方法
8.4.2 到达角方法
8.4.3 接收信号强度方法
8.5 基于网络的方法
8.6 边界判决
8.6.1 监管区域选择
8.6.2 政策服务器及区域
8.6.3 边界判决的其他用处
8.7 蜂窝电话911为急救人员提供地理定位举例
8.8 与其他认知技术的接口
8.8.1 政策引擎接口
8.8.2 组网功能接口
8.8.3 计划引擎接口
8.8.4 用户接口
8.9 小结
习题
参考文献
第9章 认知技术:三种网络意识
9.1 引言
9.2 应用及其要求
9.3 网络意识:协议
9.3.1 动态协议组成
9.3.2 动态协议组成的特征交互
9.3.3 认知控制
9.4 边缘网络技术情景意识协议
9.5 网络意识:节点功能和协作
9.6 无线电分布式系统:无线电小组
9.6.1 维护一条协作信道
9.6.2 小组内分布式工作
9.6.3 分布式学习环境
9.7 网络意识:用于自布局的节点位置和认知
9.8 小结
习题
参考文献
第10章 用户认知业务
10.1 引言
10.2 语音和语言处理
10.2.1 说话人识别
10.2.2 语言辨认
10.2.3 文语转换
10.2.4 语文转换
10.2.5 机器翻译
10.2.6 背景噪声抑制
10.2.7 语音编码
10.2.8 说话人变异音特征化
10.2.9 噪声特征化
10.3 门房业务
10.4 小结
参考文献
第11章 网络支持:无线电环境地图
11.1 引言
11.2 REM:提供CR网络支持的工具
11.2.1 内部和外部网络支持
11.2.2 REM介绍
11.2.3 REM在认知环中的作用
11.3 利用REM获得认知能力:一种系统综合的方法
11.3.1 意识:认知无线电的先决条件
11.3.2 意识分类
11.3.3 通过REM获得SA:一种综合的、有成本效益的方法
11.3.4 REM驱动的认知引擎的结构
11.4 REM高层系统设计
11.4.1 REM分类
11.4.2 REM数据库设计指南
11.4.3 实现REM的技术
11.4.4 REM的支撑元素
11.4.5 REM和认知引擎之间的API
11.4.6 REM分发方案和负荷分析
11.5 网络支持场景和应用
11.5.1 基于基础设施的网络和中心式全局REM
11.5.2 Ad hoc网络和分布式本地REM
11.6 REM在认知无线网络中的应用举例
11.6.1 REM应用于802.22WRAN
11.6.2 REM应用于ad hoc频谱共享网络
11.7 小结与待研究问题
习题
参考文献
第12章 认知研究:知识表示与学习
12.1 引言
12.2 知识表示和推理
12.2.1 符号表示
12.2.2 本体论和框架系统
12.2.3 行为表示
12.2.4 案例推理
12.2.5 规则系统
12.2.6 时间知识
12.2.7 知识表示小结
12.3 机器学习
12.3.1 记忆
12.3.2 分类器
12.3.3 贝叶斯逻辑
12.3.4 决策树
12.3.5 强化学习
12.3.6 时间差分法
12.3.7 神经网络
12.3.8 遗传算法
12.3.9 仿真与博弈
12.4 实现考虑
12.4.1 计算要求
12.4.2 脆弱性和边界条件
12.4.3 可预测行为
12.5 小结
习题
参考文献
第13章 本体论在认知无线电中的作用
13.1 基于本体论的无线电概述
13.2 认知无线电的知识密集性
13.2.1 约束和要求知识
13.2.2 信息收集和融合
13.2.3 情景意识和建议
13.2.4 自意识
13.2.5 用户、自身或者其他无线电的查询
13.2.6 查询响应和命令执行
13.2.7 资源协商
13.2.8 协议栈各个层的动态互用性
13.3 本体论及其在认知无线电中的作用
13.3.1 基础
13.3.2 本体语言
13.3.3 查询
13.3.4 推理
13.3.5 本体论在知识密集应用中的作用
13.4 分层本体和参考模型
13.4.1 物理层本体
13.4.2 数据链路层本体
13.5 例子
13.5.1 对时延或误差的响应
13.5.2 训练序列长度调整
13.5.3 数据链路层协议一致性和选择
13.6 待解决研究问题
13.6.1 本体开发和统一
13.6.2 本体映射
13.6.3 学习
13.6.4 推理的有效性
13.7 小结
习题
参考文献
第14章 认知无线电体系结构
14.1 引言
14.1.1 使用案例演化
14.1.2 本章结构
14.2 CRA-Ⅰ:功能、组件和设计规则
14.2.1 认知无线电功能组件体系结构
14.2.2 设计规则包括功能组件接口
14.2.3 近期实现
14.2.4 认知组件
14.2.5 自指示组件
14.2.6 组件体系结构的灵活功能
14.3 CRA-Ⅱ:认知环
14.3.1 认知环
14.3.2 观测(感知和感觉)
14.3.3 定向
14.3.4 计划
14.3.5 决策
14.3.6 行动
14.3.7 学习
14.3.8 自监视
14.4 CRA-Ⅲ:推断等级
14.4.1 原子激励
14.4.2 本原序列:词和死区
14.4.3 基本序列
14.4.4 CRA推断等级中的NL
14.4.5 用于场景解释的观测-定向链路
14.4.6 用于无线电技能集合的观测-定向链路
14.4.7 普通世界知识
14.5 CRA-Ⅳ:体系结构映射
14.5.1 CRA拓扑映射
14.5.2 CRA对自身、所有者和归属网络的识别
14.5.3 CRA强化等级序列
14.5.4 CRA中的行为
14.5.5 从映射到API
14.5.6 工业级推断等级
14.6 CRA-Ⅴ:在SDR体系结构上构造CRA
14.6.1 SWR和SDR原理概述
14.6.2 无线电体系结构
14.6.3 SCA
14.6.4 无线电功能转换模型
14.6.5 体系结构演化:从SDR到CR
14.6.6 认知电子学
14.6.7 无线电何时向认知转换
14.6.8 无线电向CRA演化
14.7 认知体系结构研究课题
14.8 工业级CR设计规则
14.9 小结及后续研究方向
习题
参考文献
第15章 认知无线电性能分析
15.1 引言
15.2 分析问题
15.2.1 CR网络标准模型
15.2.2 分析目标
15.3 传统工程分析技术
15.3.1 动态系统方法
15.3.2 压缩映像和一般收敛定理
15.3.3 马尔可夫模型
15.4 博弈论用于分析问题
15.4.1 博弈论基本元素
15.4.2 博弈基本元素与认知环的映射
15.4.3 基本博弈模型
15.4.4 博弈论基本分析技术
15.5 相关博弈模型
15.5.1 潜博弈
15.5.2 超模博弈
15.5.3 博弈论对CR网络的价值
15.6 小结
习题
参考文献
第16章 多天线系统中的认知无线电
16.1 引言
16.2 多天线技术
16.2.1 多天线系统
16.2.2 重要准则
16.3 MA系统中的认知能力
16.3.1 MA系统中的CR结构
16.3.2 无线电环境观测
16.3.3 多天线系统中的认知引擎
16.4 在下一代无线通信中的应用
16.5 小结
参考文献
第17章 认知无线电政策语言和政策引擎
17.1 引言
17.2 基于政策的方法的优点
17.3 下一代频谱政策体系结构
17.4 政策语言和引擎设计
17.4.1 政策语言设计
17.4.2 政策引擎设计考虑
17.5 SRI频谱政策语言
17.5.1 本体论
17.5.2 表示方式说明
17.5.3 政策举例
17.5.4 请求与回复
17.5.5 频谱政策语言小结
17.6 SRI政策引擎
17.6.1 带有约束的推理
17.6.2 Maude实现
17.7 SRI政策引擎演示
17.7.1 SRI政策工具
17.7.2 实验结果
17.8 经验和未来工作
17.8.1 经验之谈
17.8.2 未来工作
17.9 小结
参考文献
第18章 基于谱相关的频谱感知
18.1 引言
18.1.1 认知无线电:意识和自适应
18.1.2 谱相关简介
18.1.3 频谱感知考虑因素
18.1.4 频谱感知方法
18.1.5 典型例子
18.1.6 本章结构
18.2 通信信号统计特征
18.2.1 平稳信号和非平稳信号
18.2.2 循环自相关函数
18.2.3 谱相关函数
18.2.4 复值信号扩展
18.2.5 谱相干
18.2.6 主要统计特性
18.2.7 有效统计估计方法
18.3 基于谱相关的频谱感知
18.3.1 循环频率检测
18.3.2 联合循环频率检测
18.3.3 谱相关匹配:循环检测器
18.3.4 与其他感知方法的联系
18.4 现代通信信号中的应用
18.4.1 构建感知算法的一般方法
18.4.2 ATSC DTV
18.4.3 CDMA信号族
18.4.4 蜂窝TDMA信号族
18.4.5 GSM信号族
18.4.6 IEEE 802.11b:DSSS和CCK
18.4.7 IEEE 802.11a/g:OFDM
18.5 总结
习题
参考文献
第19章 认知无线电网络的会合
19.1 引言
19.2 使用控制信道
19.3 盲会合
19.3.1 随机会合
19.3.2 基于序列的会合
19.4 链路维护和主用户的影响
19.5 总结
参考文献
第20章 频谱消耗模型
20.1 引言
20.2 协调DSA及频谱管理
20.2.1 频谱管理的持久目标
20.2.2 动态频谱接入的前景
20.2.3 政策的局限性
20.2.4 管理DSA的挑战
20.2.5 DSA频谱管理的替代方法
20.3 说明RF频谱权利的基于位置的方法
20.3.1 10个组件
20.3.2 最大功率密度
20.3.3 频谱消耗及信号空间建模
20.3.4 传播模型
20.3.5 功率建模
20.3.6 用于功率和传播地图的方向向量
20.3.7 位置建模
20.3.8 最小功率密度
20.3.9 协议和政策
20.3.10 时间模型
20.3.11 发射机和接收机权利建模
20.3.12 兼容性和计算兼容复用
20.4 LBSR的最优数据结构
20.4.1 频谱和衬底掩模的传输编码
20.4.2 方向向量的传输编码
20.4.3 功率和传播值传输编码
20.4.4 简明向量举例
20.5 构建权利
20.5.1 性能界限
20.5.2 模型实例
20.6 应用
20.6.1 计算和优化频谱复用
20.6.2 表达机器可读的政策
20.6.3 动态频谱管理
20.6.4 二级频谱市场
20.7 未来研究和工作
20.8 小结
参考文献
第21章 认知无线电自适应调整协议
21.1 引言
21.2 调制
21.3 差错控制码
21.4 编码-调制库的性能评估
21.5 编码-调制库的一个特殊子集
21.6 接收机统计量
21.7 初始功率调整
21.7.1 初始功率调整概述
21.7.2 初始功率调整协议描述
21.7.3 P-ADJ协议性能评估
21.7.4 无约束功率系统的性能结论
21.7.5 有功率限制系统的性能结论
21.7.6 初始功率调整所需时间
21.8 自适应传输
21.9 动态信道的协议吞吐量性能
21.9.1 时变传播损耗
21.9.2 时变干扰
21.10 小结
习题
参考文献
第22章 认知网络
22.1 引言
22.2 当前认知网络的研究
22.2.1 观测
22.2.2 定向
22.2.3 决定
22.2.4 行动
22.3 研究空白和未来研究方向
22.4 小结
参考文献
第23章 IEEE标准在下一代无线电以及动态频谱发展中的作用
23.1 引言
23.2 定义与术语
23.3 IEEE标准活动概述
23.4 IEEE802认知无线电的有关活动
23.4.1 802.22的参考体系结构
23.4.2 802.22PHY层概述
23.4.3 802.22MAC层概述
23.5 IEEE SCC41:动态频谱接入网络
23.5.1 IEEE P1900.1:NG无线电系统和频谱管理的术语以及概念
23.5.2 IEEE P1900.2:对干扰和共存分析的建议措施
23.5.3 IEEE P1900.3:对SDR软件模块一致性评估的建议措施
23.5.4 IEEE P1900.4:体系结构构建模块驱动的用于优化无线电资源使用的网络设备分布式决策
23.5.5 P1900.5:管理用于DSA的CR的政策语言
23.5.6 对P1900.4标准的细节补充
23.6 新产品和新系统的潜力
23.6.1 商业
23.6.2 美国国防部
23.7 小结
参考文献
第24章 难题
24.1 引言
24.2 CR技术总结与讨论
24.3 基础设施为无线网络提供的业务
24.3.1 具有认知功能的单机无线电
24.3.2 蜂窝基础设施对认知的支持
24.3.3 数据无线电
24.3.4 基础设施提供的认知业务
24.3.5 待解决难题
参考文献
术语表
京公网安备 11010102004214号