认知无线网络PDF电子书下载

第一篇 绪论 1

第1章 协同与认知网络：激励导言 1

1.1引言 1

1.2造就未来无线通信的十项原则 2

1.3协同无线网络的介绍 9

1.3.1交际通信协同 9

1.3.2运行协同 11

1.3.3社会协同 11

1.4对认知通信系统的介绍 12

1.5迈向协同和认知无线通信 15

1.5.1多模式 16

1.5.2灵活的空中接口 16

1.6探讨和小结 17

本章参考文献 20

第2章 蜂窝控制的对等通信：概述和潜在应用 21

2.1未来无线通信的挑战 21

2.2协同的前提 25

2.3蜂窝技术和P2P领域的结合 27

2.3.1协同架构 27

2.3.2实现蜂窝网络和短距离链路 28

2.3.3短距离通信链路的重要性 29

2.3.4有人在那吗？ 29

2.3.5自然启发协同 30

2.4协同业务 32

2.4.1多播和广播业务 32

2.4.2单播业务 37

2.5协同簇的服务发现 37

2.6无线领域中协同的益处 38

2.7结论 40

本致谢 40

本章参考文献 41

第二篇 协同网络：社会、运营及交互通信方面的问题 42

第3章 进化方法在协同中的应用 42

3.1引言 42

3.2从进化到协议 43

3.3协同 45

3.4囚徒困境及变型 45

3.5基于标签的协同算法 46

3.6SLAC协议 48

3.7可能的应用 50

3.8小结与思考 50

本章致谢 51

本章参考文献 51

第4章 普适无线网络的社会性 53

4.1简介：社会激素 53

4.2超级智能的到来与精英的终结 54

4.3流行瘟疫和大众思想的瓦解 56

4.4读写文化和机构重组 58

4.5结论：普适无线网络和超人的增加 60

本章参考文献 61

第5章 鼓励网络实体间交互协作 62

5.1协作网络的优势 62

5.2协作困境 64

5.3解决方案 65

5.3.1信誉系统 65

5.3.2支付系统 67

5.3.3交换系统 68

5.3.4执行系统 68

5.4挑战 69

5.4.1自私行为、恶意行为和过失行为 69

5.4.2可观察性 70

5.4.3身份 71

5.4.4公正性 73

5.4.5后协作 74

5.4.6时间 7

5.5结论 76

本章参考文献 77

第6章 无线多址接入网中的竞争与协作 80

6.1引言 80

6.2网络环境：动态协作与竞争技术 82

6.3合作式无线接入 84

6.3.1合作的利与弊 85

6.3.2协作的优势有多大？ 85

6.3.3基础设施合作的当前实践 87

6.4竞争型无线接入 88

6.4.1竞争型无线接入的好处 88

6.4.2竞争型无线接入市场的可行性 88

6.5动态的协作和竞争 95

6.6结论 97

本章参考文献 97

第7章4G中的合作ID 100

7.1简介 100

7.2 3G的衰败 101

7.3 4G的兴起 102

7.3.1预想 102

7.3.2定义4G的实际方法 102

7.4用户和用户群特定场景的示例 103

7.4.1旅途办公 103

7.4.2精明购物 103

7.4.3移动旅游指南 103

7.4.4个性化传输 104

7.5从用户和用户群看4G的主要特征 104

7.5.1用户友好性，用户和群的个性化 105

7.5.2终端和网络异质性 106

7.64G的技术需求和期望 107

7.6.1系统 108

7.6.2服务 109

7.6.3设备 110

7.7对4G的定义 111

7.7.1 Ad-Coop网络模型 111

7.7.2 4G无线网络中合作的作用 111

7.8实现无线合作 112

7.8.1群的形成 112

7.8.2合作触发与合作种类 113

7.8.3用户体验 113

7.9结论 114

本章参考文献 114

第8章 实现协作型的无线网络 117

8.1引言 117

8.2用户协作分集的方法 119

8.2.1从中继到用户协作分集 119

8.2.2目前的方法——分类 120

8.3设计协作型系统——新问题和需要的功能 123

8.3.1移动的协作 123

8.3.2协作-感知型资源分配 126

8.3.3媒体访问控制 128

8.4面向可行性实现协同系统 132

8.5 结论 134

本章参考文献 135

第9章 多终端半双工中继网络中的可升级合作 138

9.1引言 138

9.2术语和中继网络模型 140

9.3半双工中继节点协议 141

9.3.1基于压缩转发的技术 141

9.3.2基于译码-转发的方法 146

9.3.3混合策略 148

9.4无线通信中的应用 150

9.5总结 151

本章致谢 151

本章参考文献 151

第10章 触发管理和移动节点合作 155

10.1引言 155

10.2移动性触发 156

10.2.1 TRG的产生者和使用者 156

10.2.2 TRG的作用 157

10.3触发管理的体系结构 157

10.3.1触发事件收集 159

10.3.2触发处理 159

10.3.3触发存储区 160

10.3.4 TRG的策略和规则 160

10.4路由组合作 160

10.4.1路由组的形成 161

10.4.2基于稳定性的多跳成簇协议 162

10.4.3网关选择体系结构概述 163

10.5结论 164

本章致谢 164

本章参考文献 165

第11章4G无线网络中的协作移动定位 166

11.1引言 166

11.2相关工作 168

11.2.1混合定位技术 169

11.2.2 NLOS误差缓解技术 169

11.3Ad-Coop定位系统 170

11.3.1系统结构 170

11.3.2数据融合方法 171

11.4 仿真模型 174

11.4.1 TOA和AOA估算误差的统计模型 174

11.4.2 RSS估算的统计信道模型 175

11.5仿真结果 176

11.5.1性能依赖于CM的数量 177

11.5.2性能依赖于基站数量 178

11.6定位、协作和认知 179

11.7结论 180

本章参考文献 180

第12章 基于兴趣域的对等信息检索 183

12.1灵感来自日常生活 183

12.2兴趣域建模 186

12.2.1语义框架 186

12.2.2连接框架 187

12.2.3应答框架 189

12.2.4查询框架 189

12.3协议扩展 190

12.4协议性能 191

12.5我们的研究成果的应用 192

12.5.1设计Symella 192

12.5.2Symella的结构体系 192

12.6结论 193

本章参考文献 194

第三篇 认知网络 196

第13章 将认知系统引入B3G无线世界 196

13.1引言 196

13.1.1当今无线世界 196

13.1.2动机：认知网络及其管理功能 198

13.2认知网络部分的管理功能 199

13.2.1问题描述 199

13.2.2认知的特点 201

13.3认知接入点的管理功能 201

13.3.1接入点自主管理 201

13.3.2认知的特点 203

13.4认知无线终端的管理功能 203

13.4.1认知重构设备管理系统 203

13.4.2认知的特点 205

13.5结论 207

本章致谢 208

本章参考文献 208

第14章 下一代认知网络体系架构与协议 209

14.1引言 209

14.2认知网络的定义 210

14.3认知网络的架构 210

14.3.1自主式认知网络 211

14.3.2分布式认知网络 215

14.4 CogNet：全认知网络 216

14.4.1Cogplane和CogBus 217

14.4.2案例学习：CogTCP 218

14.5结论 221

本章参考文献 221

第15章 认知网络中的调度 223

15.1引言 223

15.2系统模型 225

15.3最大和速率调度 227

15.4公平调度 228

15.4.1最大-最小公平性问题 228

15.4.2均衡公平性 229

15.5分布式动态频谱接入策略 230

15.5.1速率域 231

15.5.2非集中式方案的速率域的特性 232

15.5.3分布式算法 233

15.6端到端信息流的跨层调度 234

15.7仿真结果 236

15.8结论 237

本章参考文献 238

第16章 认知无线网络的终端设计和基础组件设计 241

16.1泛在的无线多媒体 241

16.2操作的重配置和认知模式 243

16.3基于平台的设计流程 245

16.4PROMETHEUS平台 248

16.4.1一般概念 248

16.4.2收发机引擎 249

16.4.3HAWK收发机 250

16.5 PROMETHEUS平台的未来试验 252

16.6结论 254

本章致谢 254

本章参考文献 254

第17章 认知无线网络的基本限制 255

17.1引言 255

17.2认知无线电信道的主要限制：理想的信道状态信息（CSI） 257

17.2.1高斯噪声 260

17.2.2离散无记忆信道 263

17.2.3深入研究的结果 267

17.3认知无线电的基本限制：不完全的信道状态信息与衰落信道 269

17.3.1混合Gel'fand-Pinkser信道 269

17.3.2Dirty Paper的副本 270

17.3.3未知相位的Gel’fand-Pinkser编码 272

17.4结论 273

本章参考文献 273

第18章 频谱感知：主动频谱感知的技术及挑战 276

18.1引言 276

18.2频谱感知的分类 277

18.2.1被动感知 278

18.2.2主动感知 279

18.2.3响应时间与拓扑结构 279

18.3频谱感知技术 281

18.3.1 匹配滤波器检测 281

18.3.2能量检测 282

18.3.3特征检测 283

18.3.4干扰温度的概念 284

18.4频谱感知的问题 285

18.5协作还是不协作 286

18.6新兴的技术 287

18.7结论 288

本章参考文献 288

第19章 适于认知无线网络的稳定可靠的频谱感知技术 292

19.1认知无线网络的频谱感知 292

19.1.1需求和挑战 292

19.1.2系统设计选项 293

19.2频谱感知的信号处理技术 294

19.2.1简单通用的方法——能量检测 294

19.2.2利用确定性信号——相关处理 295

19.2.3检测信号特性——循环平稳处理 300

19.3网络层技术 305

19.3.1利用分集——协作感知 305

19.3.2协作感知的限制 306

19.4频谱感知的系统设计指导 308

本章参考文献 309

第四篇 无线网络中协同与认知的结合 310

第20章 认知资源管理器 310

20.1引言 310

20.2 CRM架构 312

20.3接口 315

20.3.1 ULLA 315

20.3.2公共应用请求接口 316

20.3.3通用网络接口 317

20.4核单元 318

20.4.1基于遗传算法的学习和推理 318

20.4.2决策制定和效用函数 321

20.4.3管理时间尺度：CRM核 324

20.5结论 327

本章致谢 328

本章参考文献 328

第21章3C概念 332

21.1引言 332

21.2动机 333

21.3蜂窝网络中的认知网络互联 335

21.4初步结果 337

21.5跨层与认知合并 338

21.6结论 339

本章致谢 340

本章参考文献 340

第22章 使用软件定义无线电实现蜂窝控制的P2P通信 341

22.1引言 341

22.2 CCP2P方案的实现形式 342

22.2.1多模式的实现 344

22.2.2联合的蜂窝和短距离空中接口 344

22.3 SDR和SCR框架 350

22.3.1 SCR框架与SDR框架的对比 350

22.3.2协作终端的SDR接收器框架 351

22.4 GNU无线电的CCP2P测试环境 352

22.4.1 GNU无线电介绍 352

22.4.2 CCP2P协作方案的GNU无线电设置 353

22.5结论 354

本章参考文献 354

第23章 无线网络中的空间复用协作方案 355

23.1引言 355

23.2CSR方案描述 357

23.2.1协作的条件 358

23.2.2CSR容量界限 359

23.2.3CSR的可用性 360

23.3 MISO链路上具有发射波束成形的CSR 360

23.3.1 MISO链路上的发射波束成形 360

23.3.2 MRC TDMA和ZF CSR 361

23.4数值示例 363

23.4.1CSR的可用性 363

23.4.2容量增益 364

23.4.3能效的节省 365

23.5 总结及展望 366

本章参考文献 367

第24章DVB-H网络中移动设备间的协作在节能方面的潜力 368

24.1引言 368

24.2DVBH中针对IP服务的协作式策略 369

24.3协作式短距离通信 371

24.3.1基于拓扑结构的协作算法 371

24.3.2短距离链路上的信令 373

24.4能耗分析的数值示例 373

24.5 结论 377

本章参考文献 377

第25章 可靠的无线多播服务中的协作式重传技术 379

25.1引言 379

25.2非协作式差错恢复策略 381

25.2.1ARQ方案 381

25.2.2FEC/HARQ方案 382

25.3协作式重传策略 382

25.3.1 TDD模式下蜂窝链路帧格式设计 383

25.3.2 短距离链路协作式重传方案设计 383

25.3.3 协作式重传协议的能耗问题 385

25.4能耗的比较 386

25.5结论 389

本章参考文献 389

第26章 蜂窝状P2P网络中的IP报头压缩 391

26.1引言及动机 391

26.2蜂窝控制的P2P网络中自动协作报头压缩 393

26.3 短距离连接上的信息交换设计 395

26.4 CCP2P报头压缩的评估 397

26.4.1突发错误概率 397

26.4.2带宽节省和能效 397

26.5有关协作策略的讨论 400

26.6结论 401

本章参考文献 401

第27章 集中式无线网络中基于簇的协作式上行链路接入 403

27.1引言 403

27.2基于CSMA/CA的MAC策略 404

27.3one 4all策略 410

27.3.1吞吐量与信道接入时延分析 411

27.3.2能耗分析 412

27.4数值仿真结果 413

27.5结论 416

本章参考文献 416

第五篇 方法学与工具 418

第28章 认知网络的合作 418

28.1未来无线网络：机遇与挑战 418

28.2合作的博弈框架 419

28.2.1认知循环建模 419

28.2.2联盟博弈理论 420

28.2.3非合作博弈 421

28.3认知网络中的合作协议举例 421

28.3.1协议设计中的隐式合作 422

28.3.2非合作博弈中的激励合作 423

28.4结论和开放问题 431

本章参考文献 432

第29章 网络运营商和认知无线电的频谱共享博弈 436

29.1引言 436

29.2理论背景 437

29.2.1博弈论 438

29.2.2拍卖设计 439

29.2.3图着色 440

29.3网络运营商博弈 441

29.3.1广域网和WiFi间的竞争 441

29.3.2国界频谱共享 442

29.3.3网络运营频谱共享 445

29.4未授权频带博弈 447

29.4.1异构无线系统中的频谱共享 447

29.4.2 WiFi运营商之间的频谱共享 449

29.5认知无线电博弈 451

29.5.1伺机频谱共享 451

29.5.2基于拍卖的频谱共享 452

29.5.3 OFDM网络的频谱共享 453

29.6结论 455

本章参考文献 456

第30章NetLogo简介 458

30.1为什么使用NetLogo 458

30.2NetLogo的主要特点 459

30.3概述 460

30.4无线网络中的合作模型 462

30.4.1PD迭代（重复）模型 462

30.4.2无线网络中的合作建模 464

30.5NetLogo合作库 465

30.5.1构建模型 466

30.5.2合作博弈 473

30.5.3显示数据 476

30.6结论 477

本章参考文献 478

第31章 利用NetLogo对协作式功控策略的分析 480

31.1研究场景 480

31.2理论分析 481

31.3策略概述 483

31.4性能评估 486

31.4.1协作式功耗增益 487

31.4.2混合场景 490

31.4.3双盒模型 490

31.5结论 494

本章参考文献 494

第六篇 愿景、前景和新兴技术 496

第32章 光频无线通信中的协作 496

32.1介绍 496

32.2光频无线通信概述 497

32.3系统组成 498

32.3.1发射机 498

32.3.2接收机 498

32.4射频无线通信系统与光频无线通信系统的协作 499

32.5协作工作的可能应用场景 500

32.5.1热点地区 500

32.5.2协作收发器 501

32.5.3实现技术 502

32.6结论 502

本章参考文献 503

第33章 数字无线通信的演进 506

33.1介绍 506

33.2传输的物理特性和标准 506

33.3收音机 510

33.4数字无线电 510

33.5软件定义无线电 513

33.5.1 SDR处理 514

33.5.2参数化 514

33.5.3军用软件无线电——软件通信架构 515

33.6认知无线电 516

33.6.1认知无线电的结构 518

33.6.2认知无线电功能的增强 518

33.6.3现今和未来通信系统中的认知无线电特点 519

33.7结论 520

本章参考文献 521

第34章CogMesh：一种基于认知无线电的mesh网络 524

34.1引言 524

34.2网络模型 526

34.3网络结构 527

34.4MAC协议 528

34.5频谱空洞检测 529

34.6邻节点发现和簇形成 530

34.7簇间连接 532

34.8拓扑管理 533

34.8.1节点加入网络 534

34.8.2节点离开网络 534

34.8.3频谱空洞变化 535

34.8.4簇转换主信道 535

34.8.5簇融合 535

34.9网络连通的正确性 537

34.10仿真结果 538

34.11结论 540

本章参考文献 540

第35章 无线网格中的用户和设备行为协作 542

35.1引言 542

35.2从系统管理到网格协调 543

35.3分布式网络中的战略行为协调 546

35.3.1技术方式 546

35.3.2社会方式 547

35.3.3法律手段 549

35.3.4经济方式 549

35.4规范的交互性及动态性 552

35.4.1以法律手段强化技术规范 552

35.4.2新的法律规定及所涉及的监督问题 553

35.5对无线网格的总结与实现 553

本章致谢 554

本章参考文献 554

致谢 558

缩略语翻译 559