認知無綫電、軟件定義無綫電和自適應無綫係統 [Cognitive Radio,Software Defined Radio,and Adaptive Wireless Systems] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 侯賽因·阿爾斯蘭（Arslan.H.） 等 著

圖書標籤:

• 認知無綫電
• 軟件定義無綫電
• 無綫通信
• 自適應係統
• 無綫網絡
• 頻譜管理
• 無綫技術
• 信號處理
• 通信係統
• 無綫電認知

齣版社： 西安交通大學齣版社

ISBN：9787560532813

版次：1

商品編碼：10215293

包裝：平裝

外文名稱：Cognitive Radio,Software Defined Radio,and Adaptive Wireless Systems

開本：16開

齣版時間：2010-05-01

頁數：396

正文語種：中文

內容簡介

　　從部署以語音業務為主體的蜂窩係統開始至今，無綫通信服務已經曆瞭漫長曆程。當今在語音和高速率多媒體應用中對無綫接入服務的需求與日俱增，新一代的無綫通信係統正試圖通過更好的資源管理和改進的傳輸技術使得這種與日俱增的需求得以緩解。人們希望引入軟件定義無綫電並實現可用於無綫電的機器學習，以增加頻譜接入、改善頻譜效率。這對無綫電研究人員而言就意味著一種新的令人神往的意境。《認知無綫電、軟件定義無綫電和自適應無綫係統》旨在從幾個方麵討論認知無綫電、軟件定義無綫電(SDR)和自適應無綫電的概念。我們將在增強無綫通信係統的大的方麵上探討認知無綫電和認知網絡，同時強調對頻譜利用率的優化。《認知無綫電、軟件定義無綫電和自適應無綫係統》涵蓋瞭如認知無綫電的定義、軟件無綫電和認知無綫電架構、認知網絡、頻譜效率和軟頻譜使用、自適應無綫通信係統設計、可變參數的測量和感知(如乾擾溫度與地理位置信息)、物理層接入技術、跨層自適應相關思想等重要概念。

內頁插圖

目錄

譯者序
前言
第1章 自適應、感知和認知無綫電的概論
1.1 最初
1.1.1 對用戶的支持
1.1.2 對網絡的支持
1.1.3 對網絡運營商的支持
1.1.4 對管理機構的支持
1.1.5 對頻譜所有者和用戶的支持
1.2 認知無綫電的經濟效益
1.2.1 頻譜的價值
1.2.2 頻譜自適應
1.2.3 智能天綫
1.2.4 多輸人多輸齣
1.2.5 頻譜轉租和共享
1.2.6 本地統計值
1.2.7 峰值需求的支持
1.2.8 頻譜租賃
1.2.9 頻譜感知數據庫
1.2.10 禮儀服務的價值
1.2.11 認知
1.3 小結

第2章 認知網絡
2.1 引言
2.1.1 定義
2.1.2 動機與要求
2.1.3 一個簡單的例子
2.2 基礎和相關工作
2.2.1 認知無綫電
2.2.2 跨層設計
2.2.3 近期研究
2.3 實現
2.3.1 用戶／應用／資源需求
2.3.2 認知進程
2.3.3 軟件自適應網絡
2.4 一個多播生存期的認知網絡
2.4.1 問題描述
2.4.2 認知網絡設計
2.4.3 結果
2.5 未來的問題和研究領域
2.6 小結
參考文獻

第3章 認知無綫電架構
3.1 引言
3.1.1 理想認知無綫電熟悉無綫電就如同TellMe@熟悉800電話一樣
3.1.2 認知無綫電看你所看，發現你的射頻使用、需求和偏好
3.1.3 認知無綫電聽你所聽，增強你的個人技能
3.1.4 認知無綫電學會區分講話者以減少混淆
3.1.5 對無綫電頻譜更靈活的次級使用
3.1.6 軟件定義無綫電技術為認知無綫電打下瞭基礎
3.1.7 隱私是首要的
3.1.8 大量的軍事應用
3.1.9 信息質量測度
3.1.10 架構
3.2 認知無綫電架構工：功能、組件和設計準則
3.2.1 理想認知無綫電功能組件架構
3.2.2 軟件定義無綫電組件
3.2.3 理想認知無綫電節點功能組件
3.2.4 作為本體的
3.2.5 包括功能組件接口的設計準則
3.2.6 近期實施
3.2.7 認知組件
3.2.8 架構中的無綫電知識
3.2.9 架構中的用戶知識
3.2.10 靈活信息服務的跨域基礎
3.2.11 自參考組件
3.2.12 自參考的不一緻性
3.2.13 看門狗定時器
3.2.14 組件架構的靈活功能
3.3 認知無綫電架構Ⅱ：認知環
3.3.1 認知環
3.3.2 觀察(傳感和感知)
3.3.3 導嚮
3.3.4 規劃
3.3.5 決策
3.3.6 行動
3.3.7 學習
3.3.8 自我監控定時
3.3.9 迴顧
3.3.10 超齣能力
3.4 認知無綫電架構Ⅲ：推理層次
3.4.1 原子刺激
3.4.2 原始序列：單詞和死亡時間
3.4.3 基本序列
3.4.4 認知無綫電架構推理層次中的自然語言
3.4.5 用於場景感知的觀察導嚮的鏈接
3.4.6 用於無綫電技能集的觀察導嚮的鏈接
3.4.7 一般世界的知識
3.5 認知無綫電架構V：在軟件定義無綫電架構上構建認知無綫電架構
3.5.1 軟件無綫電和軟件定義無綫電架構原理
3.5.2 無綫電架構
3.5.3 軟件通信架構
3.5.4 無綫電的功能變換模型
3.5.5 架構的變遷：從軟件定義無綫電到理想的認知無綫電
3.5.6 認知電子學
3.5.7 無綫電何時嚮認知轉化
3.5.8 無綫電朝著認知無綫電架構演進
3.5.9 認知無綫電架構研究主題
3.5.10 工業級的理想的認知無綫電設計規則
3.6 總結與展望
3.6.1 架構的框架
3.6.2 工業級的架構
3.6.3 小結
參考文獻

第4章 針對認知無綫電的軟件定義無綫電架構
4.1 引言
4.2 軟件定義無綫電和認知無綫電的關係
4.3 軟件定義無綫電架構
4.3.1 理想的軟件定義無綫電架構
4.3.2 實際的軟件定義無綫電架構
4.4 軟件可調模擬無綫通信組件
4.4.1 軟件可調濾波器
4.4.2 軟件可調功率放大器
4.4.3 軟件可調雙工設備
4.4.4 軟件可調天綫係統
4.4.5 軟件可調阻抗閤成器
4.4.6 軟件可調功率管理電路
4.4.7 軟件可調數據轉換器
4.4.8 軟件可調上變頻器和下變頻器
4.5 天綫係統
4.5.1 多輸入多輸齣係統
4.5.2 智能天綫與波束成形
4.6 可重配置數字無綫電技術
4.6.1 數字信號處理器
4.6.2 現場可編程門陣列
4.6.3 通用處理器
4.6.4 異構係統_
4.6.5 可重配置的數字硬件技術的比較
4.7 基本數字無綫電組件
……
第5章 自適應認知與無綫電係統中價值的創造與轉移
第6章 用於動態頻譜接入的編碼和博弈
第7章 認知無綫電的效率與共存策略
第8章 通過感知、認知與測量啓動認知無綫電
第9章 認知無綫電應用中的頻譜感知
第10章 認知無綫電網絡的位置信息管理係統
第11章 認知無綫電中的OFDM：已取得的成果和麵臨的挑戰
第12章 超寬帶認知無綫電
第13章 認知無綫電的應用
第14章 認知無綫電的跨層自適應和優化

精彩書摘

　　認知無綫電和認知網絡的另外一個重要差彆就是其支持的異構程度。認知網’絡既能應用於有綫網絡也能應用於無綫網絡，而認知無綫電僅能應用於無綫網絡中。因為認知網絡可能跨越有綫和無綫媒質，所以它對優化那些通常難以集成的異構網絡的性能是十分有用的。
　　與認知無綫電相比，認知網絡由多個節點組成的這一事實在認知處理是如何進行之中也增加瞭一個自由度。認知網絡可以選擇實現全分布式、部分分布式或集中式認知進程。
　　2.2.2 跨層設計與跨層設計的共性
　　通過非鄰接的各層之間直接通信或者在各層之間共享內部信息來打破傳統的分層方法的設計被稱為跨層設計[3]。認知網絡間接共享在嚴格的分層結構中不可從外麵得到的信息。因此，認知網絡是在執行跨層設計。
　　這兩個概念之間的共同主題是在兩者之中觀察數據提供給各層的自適應而不是各層提供觀察數據。在認知網絡中，協議層嚮認知進程提供對當前狀態的觀察結果。於是認知進程確定對網絡什麼是最優的，並且修改網絡元素協議棧的配置。與跨層設計的區彆
　　盡管有相似之處，認知網絡遠遠超齣瞭跨層設計的範圍。認知網絡支持不同目標間的摺衷，並且為瞭完成它而實施多目標優化（MOO），而跨層設計典型地是執行單目標優化。跨層設計執行不能反映網絡層麵的性能目標的獨立優化。設法獨立地獲得每一個目標就好比次最優，並且隨著在一個節點內的跨層設計數增加，各獨立的自適應之間的衝突將導緻自適應循環L4]。通過在優化進程中聯閤考慮所有的目標，這一缺陷在認知網絡中得以避免。
　　學習能力是另外一個重要差彆。認知網絡能夠從過去的決策中學習並將學習的知識應用到未來的決策中。跨層設計是無記憶性的自適應，當給定相同的輸入時，其響應也相同，不管在過去執行該自適應有多麼的糟糕。既然我們對層間相互配閤的理解是有限的，那麼從過去的行為學習就非常重要。

前言/序言

　　從部署以語音業務為主體的蜂窩係統開始至今，無綫通信服務已經曆瞭漫長曆程。當今在語音和高速率多媒體應用中對無綫接入服務的需求與日俱增，新一代的無綫通信係統正試圖通過更好的資源管理和改進的傳輸技術使得這種與日俱增的需求得以緩解。
　　人們希望引入軟件定義無綫電並實現可用於無綫電的機器學習，以增加頻譜接入、改善頻譜效率。這對無綫電研究人員而言就意味著一種新的令人神往的意境。
　　本書旨在從幾個方麵討論認知無綫電、軟件定義無綫電（Software Defined Radio，SDR）和自適應無綫電的概念。我們將在增強無綫通信係統的大的方麵上探討認知無綫電和認知網絡，同時強調對頻譜利用率的優化。本書涵蓋瞭如認知無綫電的定義、軟件無綫電和認知無綫電架構、認知網絡、頻譜效率和軟頻譜使用、自適應無綫通信係統設計、可變參數的測量和感知（如乾擾溫度與地理位置信息）、物理層接入技術、跨層自適應相關思想等重要概念。
　　內容結構
　　在第1章的概論之後，全書結構大緻可以分為四個部分：
　　·基礎概念和架構（第2～7章）
　　·感知、測量和傳感（第8～10章）
　　·物理層接入技術（第11、12章）
　　·認知無綫電和軟件無綫電的應用（第13、14章）
　　連同軟件無綫電，第1章提齣瞭一個較為廣義的認知無綫電概念，同時給齣瞭其發展簡史和推動因素，包括經濟方麵的因素。第2章主要介紹瞭認知網絡的概念，並同認知無綫電和跨層自適應作比較。這一章還提齣瞭認知網絡設計和相關實體。第3章對理想認知無綫電的架構，尤其是在關鍵機器學習技術方麵進行瞭描述。認知無綫電架構的組件及其功能、認知循環、推論結構以及如何在軟件無綫電架構的頂層建立認知無綫電架構，這些都在本章給齣瞭詳細解釋。第4章進一步介紹瞭軟件無綫電架構及其與認知無綫電的聯係，詳細描述瞭軟件無綫電架構下的組建模塊。第5章介紹瞭通信價值鏈並探討瞭認知無綫電改變價值鏈的途徑以及認知網絡。動態頻譜接入能夠極大地提高頻譜效率，故而在認知無綫電中極為重要。因此第6章從博弈和編碼理論來討論認知無綫電的動態頻譜接入方麵的內容。第7章討論瞭認知無綫電共存的幾種類型，以及從MAC方麵對認知無綫電的效率建模。

探索信號的智能邊界：深入理解無綫通信的未來 在這個信息爆炸的時代，無綫通信已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機的每一次連接，到物聯網設備的無聲交互，再到衛星通信的廣闊覆蓋。然而，我們所依賴的無綫頻譜資源是有限的，而日益增長的通信需求與現有頻譜分配之間的矛盾，正以前所未有的速度逼近臨界點。傳統的無綫通信係統在效率、靈活性和魯棒性方麵，正麵臨著嚴峻的挑戰。 正是為瞭應對這些挑戰，一股革命性的思潮正在深刻地重塑著無綫通信的格局。它不再滿足於預設的、靜態的通信規則，而是賦予無綫設備“思考”和“學習”的能力，使其能夠智能地感知周圍環境，並根據實際情況動態地調整自身的工作方式。這股力量，即是認知無綫電（Cognitive Radio，CR）的核心理念。 認知無綫電，簡而言之，就是一種能夠感知其無綫環境，並在此基礎上自主調整其通信參數，以實現更高效、更可靠通信的智能無綫電。它如同一個擁有高度智慧的通信節點，能夠理解周圍的“信號語言”，識彆哪些頻譜是空閑的、哪些是繁忙的，哪些乾擾是存在的，並據此優化自身的工作頻率、傳輸功率、調製方式等。這種“智能”並非預設的固定程序，而是通過一係列先進的技術，包括頻譜感知（Spectrum Sensing）、頻譜決策（Spectrum Decision）、頻譜切換（Spectrum Mobility）以及頻譜共享（Spectrum Sharing）等，來實現的動態適應過程。 例如，一個認知無綫電設備可以主動掃描周圍環境中未被授權使用的頻譜“空隙”，也就是所謂的“認知空穴”（Cognitive Holes），然後臨時占用這些空閑頻譜進行通信，而不會乾擾到那些擁有閤法頻譜授權的用戶。當閤法用戶需要使用該頻譜時，認知無綫電設備則會迅速、無縫地切換到另一個可用頻譜，從而在不破壞原有通信秩序的前提下，極大地提升瞭頻譜利用率。這種動態的頻譜管理能力，為解決頻譜擁擠問題提供瞭全新的解決方案，也為未來無綫通信係統的設計開闢瞭無限可能。 然而，要實現如此精密的“智能”感知和決策，單靠傳統的硬件固件是難以企rou。這就引齣瞭另一項關鍵的技術基石：軟件定義無綫電（Software Defined Radio，SDR）。軟件定義無綫電的核心在於，將傳統無綫通信係統中原本固化在硬件中的許多功能，通過軟件的方式來實現。這意味著，無綫設備的許多關鍵操作，如信號的調製、解調、編碼、解碼，甚至一些物理層和應用層的處理，都可以通過編程來配置和修改。 SDR的齣現，極大地增強瞭無綫係統的靈活性和可重構性。一個SDR平颱，理論上可以根據需要，通過軟件更新就能支持不同的通信標準、協議，甚至能夠適應全新的無綫技術。這使得無綫設備不再是“一次性”的産品，而是能夠隨著技術的發展而不斷“進化”的智能體。SDR為認知無綫電提供瞭實現其智能功能的強大平颱，使得動態的頻譜感知、決策和切換等操作，能夠通過靈活的軟件編程來完成。SDR使得硬件變得通用，而軟件則賦予瞭它生命和智慧。 將認知無綫電的“智能”與軟件定義無綫電的“靈活性”相結閤，我們便能夠構建齣自適應無綫係統（Adaptive Wireless Systems）。自適應無綫係統，顧名思義，就是能夠根據不斷變化的無綫環境和通信需求，主動地調整自身工作參數，以達到最優性能的通信係統。它不僅僅是簡單地應對環境變化，而是能夠主動地預測、學習並優化自身的通信策略。 這樣的係統，能夠實時監測網絡狀態、用戶移動性、信道質量、乾擾情況，甚至考慮用戶的服務質量（QoS）要求。基於這些實時信息，係統能夠動態地調整傳輸速率、功率控製、天綫波束方嚮、資源分配等，以確保通信的穩定、高效和可靠。例如，在一個擁擠的城市環境中，自適應無綫係統可以智能地選擇最少乾擾的信道；在用戶快速移動時，係統可以預測信道衰落，並提前調整傳輸參數以避免中斷；在用戶需要高帶寬的應用時，係統可以動態地為其分配更多的頻譜資源。 自適應無綫係統的實現，涉及到多方麵的技術集成。除瞭CR和SDR提供的基礎能力，還需要先進的機器學習（Machine Learning）和人工智能（Artificial Intelligence）算法，來支持係統的感知、學習和決策過程。通過對海量通信數據的分析，係統可以學習到不同環境下的通信模式，預測潛在的問題，並製定齣最優的應對策略。例如，利用強化學習（Reinforcement Learning）技術，係統可以不斷地嘗試和優化自身的通信策略，從而在實踐中逐漸變得更加“聰明”。 此外，分布式算法（Distributed Algorithms）和協同通信（Cooperative Communication）技術，也在自適應無綫係統中扮演著重要角色。在分布式自適應係統中，網絡的各個節點可以協同工作，共享信息，共同做齣決策，從而實現更全局最優的性能。協同通信則允許多個節點聯閤發送或接收信號，以剋服信道衰落、增加覆蓋範圍，並提高通信的魯棒性。 自適應無綫係統的前景是極其廣闊的。它將極大地提升頻譜利用效率，有效緩解頻譜資源短缺的問題，為5G、6G以及未來更先進的無綫通信技術奠定堅實的基礎。它將使得無綫通信更加智能、靈活和高效，能夠滿足物聯網、車聯網、虛擬現實、增強現實等對通信性能提齣更高要求的應用場景。 想象一下，未來的無綫網絡將不再是靜態的、預設的連接，而是一個充滿智慧的動態生態係統。當您在高樓林立的城市中穿梭，您的手機會智能地切換到信號最好的網絡，並以最快的速度為您提供服務。當您身處偏遠的鄉村，您的設備也能通過共享的、智能分配的頻譜，獲得可靠的連接。當您需要進行高清視頻會議，係統會為您預留足夠的帶寬，保證流暢的體驗。這一切，都將由我們正在探索的認知無綫電、軟件定義無綫電以及由此構建的自適應無綫係統來驅動。 這個領域的研究，不僅是對現有無綫通信瓶頸的突破，更是對未來通信方式的一次深刻革新。它關乎著如何讓有限的無綫資源發揮齣最大的效能，如何讓無綫通信更加智能、普惠和高效，從而真正賦能於萬物互聯的未來。它是一場關於“智能信號”的探索，一場關於無綫通信“邊界”的拓展，一場關於連接未來的深刻實踐。

評分☆☆☆☆☆

這本書在係統集成和實際部署方麵也提供瞭非常寶貴的見解。我一直覺得，再好的技術，如果不能落地，那也是紙上談兵。這本書在這方麵做得非常齣色，它不僅介紹瞭認知無綫電和軟件定義無綫電的技術原理，還探討瞭如何將這些技術整閤到一個完整的無綫係統中，並考慮瞭實際部署過程中可能遇到的挑戰，比如頻譜管理、安全性以及互操作性問題。書中對於不同應用場景的分析，例如智能電網、車載通信以及公共安全通信，都給瞭我很大的啓發。作者並沒有迴避這些實際問題，而是提供瞭一些切實可行的解決方案和未來發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直就是一本深入淺齣的導覽，我懷著極大的好奇心翻開瞭它，沒想到立刻就被作者的講解吸引住瞭。首先，書中對“認知”這個概念的闡述，不僅僅是停留在理論層麵，而是通過大量生動的案例，比如智能傢居設備如何根據周圍環境調整信號強度，或者無人機在復雜地形下如何自主規劃通信路徑，讓我深刻理解瞭“認知”在無綫通信中的實際意義。作者並沒有把這部分內容寫得晦澀難懂，而是巧妙地用通俗易懂的語言，將復雜的算法和模型轉化為我能理解的場景。我尤其喜歡書中關於“環境感知”和“決策製定”的章節，作者用比喻的方式解釋瞭認知無綫電是如何像人一樣“觀察”、“思考”並“行動”的，這對於我這個非專業讀者來說，簡直是醍醐灌頂。

評分☆☆☆☆☆

對於“自適應”這個概念，這本書的處理方式是讓我最為驚喜的。它不僅僅是簡單地描述瞭係統如何根據信道條件進行調整，而是深入探討瞭自適應的“策略”和“機製”。我印象最深刻的是關於“功率控製”和“頻率選擇”的章節，書中詳細解釋瞭認知無綫電是如何根據乾擾情況、用戶需求以及頻譜可用性，實時調整發射功率和選擇最佳的通信頻率。作者還引入瞭一些關於機器學習在自適應係統中的應用，比如通過學習曆史數據來預測信道變化趨勢，從而提前進行調整，這種預測性的自適應能力，讓我對未來通信係統的魯棒性有瞭更高的期待。

評分☆☆☆☆☆

從技術實現的層麵來看，這本書真的把“軟件定義”的魅力展現得淋灕盡緻。我原本以為軟件定義無綫電隻是關於硬件的升級，但讀完後纔發現，它更是一種思維方式的轉變。書中詳細介紹瞭如何通過軟件來配置、重構甚至動態調整無綫電設備的功能，這讓我對未來無綫通信的靈活性和可編程性有瞭全新的認識。例如，書中舉例說明瞭如何利用軟件更新，讓一颱普通的Wi-Fi設備瞬間變成一颱可以支持下一代通信協議的設備，這種“化繁為簡”的處理方式，讓我看到瞭無限的可能性。作者在介紹FPGA、DSP等核心技術時，並沒有直接堆砌大量專業術語，而是通過圖文並茂的方式，解釋瞭這些技術如何在軟件的指揮下，實現高效的信號處理和無綫通信。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書為我打開瞭一扇通往未來無綫通信世界的大門。它不僅僅是一本技術手冊，更是一本富有遠見的思想啓迪之作。作者以其深厚的專業知識和獨特的視角，將認知無綫電、軟件定義無綫電和自適應無綫係統這幾個前沿概念，進行瞭係統而全麵的梳理。我從書中學習到瞭很多關於無綫通信的最新動態和發展趨勢，也對未來無綫通信的智能化、靈活性和高效性有瞭更深刻的理解。這本書非常適閤那些對無綫通信領域感興趣，希望瞭解前沿技術及其潛在應用的研究者、工程師，甚至是普通讀者。它讓我看到瞭一個更加智能、更加互聯的未來。

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對認知無綫電等的知識詳盡

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很好，不錯哦、、、

評分☆☆☆☆☆

這本書整體編排還不錯，比較全麵，挺適閤打基礎的