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第1章　绪论 1

1.1　认知无线电概述 2

1.1.1 认知无线电的产生 2

1.1.2　认知无线电的概念和研究模型 2

1.1.3　认知无线电研究现状 7

1.2　认知无线电研究的主要问题 9

1.2.1 研究重点和研究方向 10

1.2.2　现存的认知无线电网络架构 11

1.3　认知无线电网络的应用 12

参考文献 13

第2章　频谱感知 15

2.1　概述 15

2.2　频谱感知技术 16

2.3　发射源检测（非合作检测） 17

2.3.1 匹配滤波检测 17

2.3.2　能量检测 19

2.3.3　周期平稳过程特征检测 22

2.4　本振泄露检测方法 23

2.4.1 泄露检测 23

2.4.2　系统结构 26

2.5　干扰检测 27

2.5.1　干扰温度模型 28

2.5.2　干扰温度理想模型 29

2.5.3　干扰温度广义模型 30

2.6　合作检测 31

2.6.1　合作分集技术 31

2.6.2　衰落环境中机会接入的合作频谱感知 40

2.7　频谱感知面临的挑战 44

参考文献 45

第3章　频谱分析和频谱决策 47

3.1　频谱分析 47

3.1.1　频谱分析的参数 47

3.1.2　信道估计方法 48

3.1.3　信道估计准则和插值方法分析 49

3.1.4　信道容量估计 49

3.2　频谱决策 51

3.2.1　基于QoS的频谱决策 51

3.2.2 MOAR协议 52

3.2.3　频谱管理面临的挑战 60

参考文献 60

第4章　频谱共享 62

4.1 概述 62

4.2　合作式频谱共享 64

4.2.1 动态频谱接入协议（DSAP） 65

4.2.2 用户为中心的无线系统 70

4.2.3 经本地商讨的分布式频谱分配 73

4.2.4　动态频谱分配网络中的分布式协调 84

4.2.5　异步分布式定价（ADP） 91

4.3　非合作式频谱共享 96

4.3.1　基于设备的频谱管理 96

4.3.2 Ad hoc网络中的机会频谱接入——POMDP结构 101

4.4　合作式与非合作式的比较 108

4.4.1 认知无线电网络的自适应信道分配频谱规则 108

4.4.2　机会频谱接入的合作与公平性 118

4.5　网间频谱共享 124

4.5.1 集中式网间频谱共享 124

4.5.2　分布式频谱共享 134

参考文献 140

第5章　认知无线电路由协议 146

5.1 引言 146

5.1.1 认知无线电网络与Ad hoc网络在路由问题上的区别 146

5.1.2 Ad hoc网络按需路由协议 146

5.1.3　相关图论概念 149

5.2 多信道路由协议（MCRP,Multi-Channel Routing Protocol） 150

5.2.1 背景 150

5.2.2　MCRP协议中的假设 151

5.2.3　2种信道分配方法 152

5.2.4　信道负载平衡 154

5.2.5 多信道路由协议MCRP 154

5.2.6 MCRP路由协议和AODV路由协议的比较 161

5.3　认知无线电网络中路由的跨层设计 161

5.3.1 背景 161

5.3.2 系统模型假设 162

5.3.3　2种路由设计方法 162

5.3.4　跨层设计的思想 164

5.3.5　跨层设计的算法 164

5.3.6　跨层设计和独立设计的比较 165

5.4　实现路由跨层设计的分层图模型 166

5.4.1 背景 166

5.4.2　利用认知无线电网络频谱的2种方法 167

5.4.3　动态频谱管理和频谱机会发现 168

5.4.4　接口分配和拓扑构成 168

5.4.5　传统接口分配算法的局限性 169

5.4.6　分层图模型 171

5.4.7　路由选择和接口分配 173

5.4.8　分层图接口分配算法和序列接口分配算法的比较 174

参考文献 175

第6章　认知无线电网络的安全问题 177

6.1　概述 177

6.2　传统网络面临的安全威胁 177

6.2.1 计算机网络的安全问题 177

6.2.2　网络安全的概念 177

6.2.3　主要的网络攻击类型 178

6.2.4 网络安全的体系结构 179

6.2.5 网络安全的基本技术 179

6.3　认知无线电网络面临的安全威胁 181

6.3.1 物理层面临的安全威胁 181

6.3.2　MAC层面临的安全威胁 182

6.4　现有的安全解决方案 182

6.4.1 针对物理层安全威胁的解决方案 182

6.4.2 多跳认知无线电网络中MAC层错误行为 186

6.5　未来的发展方向 191

参考文献 192

第7章　认知无线电物理结构 195

7.1　概述 195

7.2　软件无线电 196

7.2.1　软件无线电的特点 196

7.2.2　软件无线电的基本结构和关键技术 197

7.2.3　软件无线电的技术挑战和解决方法 199

7.3　认知无线电的物理实现 200

7.3.1　认知无线电的基本物理结构 200

7.3.2　认知无线电物理层的功能设计 201

7.3.3　基于FPGA的认知无线电平台 205

7.3.4　一个开源认知无线电（OSCR）的体系结构 208

参考文献 216

第8章　无线电知识表示与无线电礼仪 218

8.1 无线电知识表示方法的拓扑分析 218

8.1.1 异构语义 218

8.1.2　形式化上下文：世界、世界模型、断言和映射 219

8.1.3 点集和对S、W的描述 221

8.1.4　介绍W和S的拓扑空间 222

8.1.5　知识的拓扑映射 223

8.2　RKRL语言介绍 225

8.2.1 RKRL语法介绍 225

8.2.2　异构知识表示 227

8.2.3　公理介绍 230

8.2.4　frame解释 231

8.2.5　增量扩展 232

8.3　RKRL语法 233

8.4　逻辑分类与公理 234

8.4.1　本体论的表述 234

8.4.2　无线通信中直观的模型 235

8.4.3 空间、时间和物理对象 237

8.4.4　可执行模型 239

8.5　RKRL微世界 239

8.5.1 时间、空间、频谱和用户微世界 239

8.5.2　空间微世界 240

8.5.3　通用无线电微世界 245

8.5.4　软件微世界 247

8.5.5　无线功能微世界 248

8.5.6　协议微世界 249

8.5.7　网络层微世界 249

8.6　RKRL扩展机制 250

8.7　无线电频谱池与无线电礼仪 250

8.7.1 无线电频谱池 250

8.7.2　认知无线电礼仪 253

参考文献 256

第9章　认知无线电的其他问题 258

9.1　传输层协议 258

9.1.1 无线网络中的TCP协议 258

9.1.2　认知无线电网络的传输层协议 260

9.2　频谱移动性管理 261

9.2.1　频谱切换 261

9.2.2　频谱移动性管理协议 261

9.2.3　认知无线电网络中的频谱移动性挑战 262

9.3　认知无线电网络的跨层设计 263

9.3.1 认知无线电网络的跨层设计 263

9.3.2　频谱感知与频谱分配的跨层设计 265

9.3.3　频谱分配与路由的跨层设计 265

参考文献 266

第10章　典型的认知无线电网络 267

10.1 WRAN和802.22协议 267

10.1.1 简介 267

10.1.2　初步知识 267

10.1.3　功能模块 268

10.1.4　802.22空中接口 272

10.1.5　802.22系统共存 274

10.2　XG网络 279

10.2.1 XG网络简介 279

10.2.2　XG网络目标 280

10.2.3 XG网络架构 280

10.2.4　XG网络功能 282

10.2.5 XG网络实现 283

10.2.6 XG网络交互 288

10.2.7 XG小结 290

参考文献 291