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