认知无线电网络 9787121307881 电子工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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加Mohamed Ibnkahla 穆罕默德 本卡 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121307881

商品编码：29222183858

包装：平装-胶订

出版时间：2017-09-01

基本信息

书名：认知无线电网络

定价：59.00元

作者：(加)Mohamed Ibnkahla ( 本卡赫拉)

出版社：电子工业出版社

出版日期：2017-09-01

ISBN：9787121307881

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《认知无线电网络》从网络体系角度建立认知无线电网络的总体概念。采用5层网络模型描述，重点介绍认知无线电网络的物理层、数据链路层和网络层。

内容提要

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本书共12章。第1章概述认知无线电的基本概念、框架和功能，第2章开始介绍认知无线电物理层，第3章和第4章论述合作频谱的获取，第5章描述频谱感知测量与设计。从第6章起介绍数据链路层和媒体接入子层，第7章介绍认知无线电网络MAC层的特殊性，第8章研究认知无线电局部控制原理，第9章研究认知无线电Ad Hoc网络的介质访问控制，第10章研究认知无线电网络的多跳路由技术，第11章和第12章分别就认知无线电网络的经济性和安全性进行描述。

目录

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第1章 认知无线电概论
1.1 概述
1.2 认知无线电网络架构
1.3 认知无线电架构的功能
1.3.1 收发器结构
1.3.2 设计面临的主要挑战
1.3.3 频谱管理进程的功能
1.4 认知无线电模式
1.4.1 交织模式
1.4.2 重叠(底层)模式
1.4.3 覆盖模式
1.4.4 小结
1.5 本书的结构
参考文献
第2章 频谱感知
2.1 概述
2.2 频谱感知
2.2.1 匹配滤波(相干检测器)
2.2.2 能量检测器
2.2.3 特征检测
2.2.4 比较
2.2.5 设计权衡与挑战
2.3 多频带频谱感知
2.3.1 引言
2.3.2 串行频谱感知技术
2.3.3 并行频谱感知(多频带检测器)
2.3.4 小波感知
2.3.5 压缩感知
2.3.6 基于角的感知
2.3.7 盲感知
2.3.8 其他算法
2.3.9 比较
2.4 本章小结
参考文献
第3章 协同频谱感知
3.1 概率
3.2 协同频谱感知的基础
3.2.1 硬结合
3.2.2 软结合
3.2.3 混合结合
3.2.4 协同频谱访问多频带认知无线电网络
3.3 典型协同频谱感知技术
3.3.1 基于能量检测的协同频谱感知决策
3.3.2 性能分析
3.4 协同传输技术
3.4.1 追踪融合混合自动请求重发
3.4.2 协同分集
3.5 选择协同频谱感知策略
3.5.1 双门限选择性
3.5.2 大协同频谱感知策略
3.5.3 大小协同频谱感知策略
3.5.4 比较与探讨
3.5.5 小结
3.6 本章小结
参考文献
第4章 干扰条件下协同频谱感知
4.1 概述
4.2 追踪获取合并型混合自动重传请求(HARQ)
4.3 再生型协同分集
4.3.1 平均频谱功率
4.3.2 中断概率
4.3.3 差错概率
4.3.4 仿真结果
4.3.5 小结
4.4 频谱重叠
4.4.1 重叠访问
4.4.2 解码转发中继
4.4.3 放大转发中继
4.4.4 增量中继
4.4.5 模拟结果与图解
4.4.6 差错概率
4.5 本章小结
参考文献
第5章 频谱感知性能标准和设计权衡
5.1 概述
5.2 接收机工作原理
5.2.1 单频段
5.2.2 协同频谱感知
5.2.3 多频段认知无线电
5.3 吞吐量性能标准
5.4 基本限制和权衡
5.4.1 感知时间优化
5.4.2 多样性和采样权衡
5.4.3 功率控制和干扰限制权衡
5.4.4 资源分配权衡
5.5 本章小结
参考文献
第6章 频谱切换
6.1 概述
6.2 频谱移动
6.3 频谱切换策略
6.3.1 无切换策略
6.3.2 被动切换策略
6.3.3 主动切换策略
6.3.4 混合切换策略
6.3.5 对比
6.4 频谱移动管理的设计需求
6.4.1 传输层协议修改
6.4.2 跨层链路维护和优化
6.4.3 寻找佳备用信道
6.4.4 频谱切换时的信道竞争
6.4.5 公共控制信道
6.5 性能标准
6.6 频谱切换数学模型
6.6.1 频谱切换策略的性能
6.6.2 频谱切换的关系模式
6.7 多频段认知无线电网络切换
6.8 本章小结
参考文献
第7章 认知无线电网络的MAC 协议
7.1 概述
7.1.1 无线通信频谱访问中MAC 协议的功能
7.1.2 传统MAC 与认知无线电MAC 之间的差异
7.1.3 集中式与分布式体系结构的对比
7.1.4 认知无线电MAC 中的公共控制信道概念
7.1.5 MAC 协议的分类
7.2 帧间间隔与无公共控制信道的MAC 挑战
7.2.1 基于CSMA/ CA 的协议中的帧间间隔
7.2.2 无公共控制信道的MAC 挑战
7.2.3 无公共控制信道的网络设置
7.2.4 公共控制信道中的公平分配
7.3 认知无线电MAC 中的服务质量
7.3.1 服务质量保障的分布式认知无线电MAC 协议(QC-MAC)
7.3.2 服务质量感应MAC 协议
7.4 移动管理
7.4.1 带有公共控制信道的授权用户体验与移动性支持
7.4.2 无公共控制信道移动支持
7.5 本章小结
参考文献
第8章 认知无线电自组网和传感器———网络模型和局部控制方案
8.1 概述
8.2 认知无线电网络与认知无线电自组网
8.3 认知无线电自组网中的频谱共享
8.4 认知无线电自组网中的介质访问控制协议
8.5 认知无线电网络中的量度规则
8.6 认知无线电自组网模型
8.6.1 频谱可用性图谱
8.6.2 频谱可用性概率(SAP)
8.6.3 可变大小的频段
8.6.4 多频道多无线电支持
8.6.5 合成频道模型
8.6.6 接收端和全局信息
8.6.7 频谱管理的局部控制
8.6.8 博弈方法
8.6.9 基于图着色的算法
8.6.10 部分可观测马尔可夫决策过程
8.6.11 仿生方案
8.7 频谱共享的局部控制方案
8.7.1 如何在认知无线电自组网中应用局部控制方案
8.7.2 局部控制方案框架
8.7.3 频谱共享公平性
8.7.4 协议设计与图解
8.8 本章小结
参考文献
第9章 认知无线电Ad Hoc 网络介质访问层
9.1 概述
9.2 网络模型和需求
9.2.1 系统模型
9.2.2 需求
9.3 CM-MAC:基于CSMA / CA MAC 协议的认知无线电自组网
9.3.1 协议描述
9.3.2 信道聚合
9.3.3 频谱访问和共享
9.3.4 移动性支持
9.4 结构分析
9.4.1 移动性影响
9.4.2 吞吐量
9.4.3 案例研究
9.5 数值结果
9.6 本章小结
参考文献
第10章 多跳认知无线电网络路由协议
10.1 概述
10.2 认知无线电网络中的路由问题
10.3 认知无线电网络的分类
10.3.1 频谱知识
10.3.2 主用户活动
10.4 集中和基本的分布式协议
10.4.1 集中协议
10.5 分布式协议
10.5.1 控制信息
10.5.2 基于源或目标的路由
10.6 动态网络中基于地理信息的协议
10.6.1 初始路由建立
10.6.2 贪婪转发
10.6.3 主用户避免
10.6.4 联合信道路径优化
10.6.5 仿真验证
10.7 随机认知无线电多跳协议
10.7.1 协议概述
10.7.2 随机认知多跳网络性能标准
10.7.3 概率表达
10.7.4 进一步改进
10.7.5 仿真结果说明
10.8 协议小结
10.9 本章小结
参考文献
第11章 认知无线电经济学
11.1 概述
11.2 博弈论
11.2.1 战略型博弈模型
11.2.2 市场演化与均衡
11.3 认知无线电合作交易模型
11.4 固定价格交易模型
11.5 拍卖模型
11.5.1 单边拍卖
11.5.2 双边拍卖
11.6 模拟与说明
11.6.1 固定价格市场
11.6.2 单边拍卖
11.7 后续研究
11.8 本章小结
参考文献
第12章 认知无线电网络安全
12.1 概述
12.2 认知无线电网络的安全属性
12.3 认知无线电中的信任
12.3.1 信任评估基础
12.3.2 信任的基础公理
12.3.3 信任模型
12.3.4 信任管理的效果
12.4 路由破坏攻击
12.4.1 概述
12.4.2 Liu-Wang 安全机制
12.4.3 对Liu-Wang 安全机制的说明
12.5 干扰攻击
12.5.1 概述
12.5.2 系统模型
12.5.3 有完备知识时的优化策略
12.5.4 对Wu-Wang-Liu 模型的说明
12.6 主用户仿冒攻击
12.6.1 面向频谱感知的信号发射机验证模式
12.6.2 Chen-Park-Reed 主信号发射机的非交互定位
12.6.3 Chen-Park-Reed 方法的模拟结果
12.7 本章小结
参考文献

作者介绍

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Mohamed Ibnkahla

加拿大安大略省金斯顿市女王大学电气和计算机工程系教授。他毕业于法国图卢兹国立理工学院,分别于1996年和1998年获得博士学位和指导研究生资格。Ibnkahla博士负责开展了多项无线通信、无线传感网络和认知无线电技术领域的国际项目。其研究兴趣包括认知无线电网络、认知网络、无线传感器网络以及在电子化社会、神经网络和自适应信号处理中的应用。他撰写了5本书籍、50篇以上的论文和100多篇会议论文。为各种国际会议和研讨会给予了大量的指导并应邀发言。Ibnkahla博士担任多种国际期刊和著作集编辑，并且是安大略省的注册职业工程师。

文摘

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序言

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《通信技术前沿：智能信号处理与频谱感知》 一、 背景与动机 在信息爆炸的时代，通信系统面临着前所未有的挑战。数据量的激增、对实时性和可靠性的更高要求，以及频谱资源的日益稀缺，都迫使我们不断探索更高效、更智能的通信解决方案。传统的固定频谱分配模式已经难以满足动态变化的需求，导致频谱利用率低下，甚至出现“频谱孤岛”现象。 认知无线电（Cognitive Radio, CR）技术应运而生，它赋予了无线设备“思考”和“学习”的能力，能够智能地感知周围的无线环境，并根据环境变化动态地调整自身的通信参数，如频率、功率、调制方式等，从而实现频谱的灵活利用和优化。这种颠覆性的技术为解决频谱拥堵问题提供了新的思路，也为下一代无线通信系统的发展奠定了基础。 然而，认知无线电的核心在于其“智能”。如何让设备准确地感知频谱的使用情况？如何快速准确地检测是否存在其他用户？如何有效地预测频谱的使用趋势？这些问题都离不开强大的信号处理和智能算法的支持。本书正是在这样的背景下，聚焦于认知无线电网络中至关重要的智能信号处理与频谱感知技术，旨在深入剖析其理论基础、关键技术、实现方法及其在实际应用中的挑战与机遇。 二、 内容概述 本书系统地阐述了认知无线电网络中智能信号处理与频谱感知领域的核心概念、关键技术和前沿研究。全书内容严谨，结构清晰，理论与实践相结合，既有对基础理论的深入解读，也有对实际问题的细致分析。 第一部分：认知无线电基础理论与频谱感知概述 本部分首先回顾了通信技术的发展历程，重点介绍了频谱资源的现状与挑战，以及认知无线电作为一种解决方案的出现。随后，深入阐述了认知无线电的基本原理，包括频谱感知、频谱决策、频谱共享和频谱管理等核心功能。在此基础上，详细介绍了频谱感知的概念、重要性及其基本流程。读者将在此部分建立起对认知无线电及其频谱感知技术的基本认识。 第二部分：频谱感知的关键技术 本部分是本书的核心内容，对各种主流的频谱感知技术进行了详尽的介绍和深入的分析。 能量检测（Energy Detection, ED）： 作为最简单、最直观的频谱感知方法，本书不仅介绍了能量检测的基本原理，还深入探讨了其性能分析，包括检测概率、虚警概率等，并分析了其在不同信噪比下的优缺点。同时，也介绍了如何通过优化采样率、窗口长度等参数来提高能量检测的鲁棒性。 特征检测（Feature Detection, FD）： 针对能量检测在低信噪比下性能下降的问题，本书详细介绍了特征检测技术。重点阐述了利用接收信号的各种统计特征（如循环统计量、自相关函数等）来进行频谱检测的原理。并对几种典型的特征检测算法（如循环谱检测、高阶统计量检测）进行了深入的理论分析和性能比较。 协同感知（Cooperative Sensing）： 认识到单一认知用户在感知复杂无线环境时可能存在的局限性，本书重点介绍了协同感知技术。深入分析了协同感知在提高感知精度、降低虚警率和漏检率方面的巨大优势。详细阐述了多种协同感知架构（如集中式、分布式、半分布式）及其信息融合策略（如硬判决融合、软判决融合），并分析了不同融合策略的性能特点和适用场景。 盲检测（Blind Detection）： 在未先验知识的情况下进行频谱感知的需求日益增长，本书也对盲检测技术进行了探讨。介绍了盲检测的基本思想，以及一些典型的盲检测算法，如基于独立成分分析（ICA）、盲源分离（BSS）等在频谱感知中的应用。 机器学习在频谱感知中的应用： 随着人工智能技术的飞速发展，机器学习已经成为提升频谱感知性能的强大工具。本书详细介绍了如何利用监督学习（如支持向量机SVM、神经网络NN）、无监督学习（如聚类算法）以及深度学习（如卷积神经网络CNN、循环神经网络RNN）等技术来实现更高效、更准确的频谱感知。通过大量的实例分析，读者将了解如何构建和训练机器学习模型，以应对复杂多变的无线频谱环境。 第三部分：高级频谱感知理论与技术 本部分将进一步深化读者对频谱感知技术的理解，探讨一些更高级的理论和前沿技术。 低信噪比下的感知技术： 详细分析了在极其恶劣的信噪比条件下进行频谱感知所面临的挑战，并介绍了一些针对性的技术，如多载波感知、利用已知先验信息进行辅助感知等。 多用户协同感知的优化： 在协同感知的基础上，进一步探讨了多用户协同感知的优化问题，包括如何协调用户的感知资源、如何设计最优的信息融合方案，以及如何考虑安全性问题等。 基于深度学习的端到端频谱感知： 深入研究了如何利用深度学习构建端到端的频谱感知系统，从原始的射频信号直接输出频谱占用信息，从而简化系统设计并提升感知性能。 频谱预测技术： 除了实时感知，能够预测频谱使用趋势对于更有效地进行频谱管理至关重要。本书介绍了基于时间序列分析、机器学习等方法的频谱预测技术。 动态频谱访问（DSA）与频谱感知： 详细阐述了动态频谱访问的策略，以及频谱感知在实现动态频谱访问中的关键作用。探讨了如何根据感知结果进行频谱接入和退出的决策。 第四部分：应用与挑战 本部分将理论知识与实际应用相结合，探讨了频谱感知技术在不同通信系统中的应用，并分析了当前面临的主要挑战。 在5G/6G通信中的应用： 深入分析了频谱感知技术如何赋能5G和未来6G通信系统，包括毫米波通信、太赫兹通信、海量连接等场景下的应用。 在物联网（IoT）和传感器网络中的应用： 探讨了频谱感知如何帮助物联网设备在拥挤的无线环境中更有效地获取通信资源，实现低功耗、高可靠的连接。 在军事通信和紧急通信中的应用： 分析了频谱感知在提高通信的鲁棒性、抗干扰能力以及在复杂战场环境下的频谱利用效率。 面临的挑战与未来发展方向： 总结了当前频谱感知技术在感知精度、实时性、功耗、安全性、标准化等方面的挑战，并对未来的研究方向进行了展望，例如基于AI的自适应感知、量子计算在频谱感知中的潜力等。 三、 目标读者 本书适合以下读者群体： 高校师生： 为通信工程、电子工程、计算机科学等专业的本科生、研究生和教师提供深入的理论学习和研究参考。 科研人员： 为从事无线通信、信号处理、人工智能等领域研究的科研人员提供前沿的技术视野和研究思路。 通信工程师： 为在通信设备设计、网络规划、无线频谱管理等领域工作的工程师提供解决实际问题的技术手段和理论指导。 对认知无线电技术感兴趣的爱好者： 为希望了解和掌握下一代无线通信核心技术的读者提供系统的学习路径。 四、 价值与意义 本书的出版，旨在为推动认知无线电技术的研究和应用贡献力量。通过对智能信号处理与频谱感知技术的深入剖析，我们希望能够： 提升频谱利用效率： 为解决日益严峻的频谱资源短缺问题提供有效的技术支撑，实现频谱资源的动态、智能分配和共享。 促进无线通信技术的创新： 为下一代无线通信系统（如5G/6G）的设计和优化提供关键技术，推动通信技术的持续进步。 加速人工智能在通信领域的应用： 充分发挥人工智能在信号处理和决策方面的优势，构建更智能、更灵活的无线通信系统。 培养高素质的通信技术人才： 为相关领域的学生和研究人员提供系统、前沿的学习资料，培养未来的技术领军人才。 总之，本书是一部关于认知无线电网络中智能信号处理与频谱感知技术的权威性著作，内容翔实，理论深入，紧跟技术发展前沿，必将为相关领域的学习、研究和工程实践提供宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计真是令人印象深刻，我平时阅读技术类书籍，最怕的就是版面混乱、字体太小或者插图模糊不清，不仅影响阅读体验，还可能导致信息传递不准确。但这本书完全没有这些问题。纸张的质感很好，不是那种容易反光的劣质纸，长时间阅读眼睛也不会觉得疲劳。印刷清晰，无论是文字还是图表，都显得非常锐利。我尤其欣赏书中大量的图表和示意图，它们绘制得非常精美，而且布局合理，与文字内容紧密结合，起到了画龙点睛的作用。很多复杂的概念，通过一个形象的图就能瞬间理解。比如，书中关于频谱共享和干扰避免的章节，配上的那些示意图，非常直观地展示了不同用户在不同时间、不同频段的接入情况，以及认知无线电是如何动态地调整策略来优化频谱利用率的。而且，书籍的章节划分也很清晰，每一章都有明确的主题和目标，阅读起来很有条理。页眉和页脚的设计也考虑到了用户需求，方便我查找特定的章节或信息。这本书拿在手里，就能感受到它的专业和用心，这种良好的阅读体验，也让我更有动力去深入学习其中的内容。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度恰到好处，既有对基础概念的清晰讲解，也有对一些深入问题的探讨，满足了我作为一名有一定基础的读者的求知欲。作者在阐述基本原理时，并没有止步于表面的介绍，而是进一步挖掘了其背后的数学模型和算法细节。我尤其对书中关于认知无线电网络中的优化问题以及机器学习在认知无线电中的应用等章节印象深刻。作者在介绍这些内容时，逻辑严谨，推导过程清晰，即使是一些复杂的优化算法，也能通过详细的步骤和解释，让我能够理解其原理和实现方法。我发现书中对一些最新研究动态的引用也相当及时，这对于保持知识的领先性非常有帮助。除了理论的深度，这本书还注重理论与实践的结合，虽然我还没有来得及深入研究书中的仿真代码，但从章节的介绍来看，它们能够很好地支撑理论部分的学习。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的导师，它能够引导我思考更深层次的问题，发现新的研究方向。对于那些希望在认知无线电领域有所建树，或者需要进行相关技术研究的读者来说，这本书无疑是一本宝贵的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我一开始抱着有点怀疑的态度买这本书的，毕竟“认知无线电网络”这个主题听起来就比较学术化，担心会写得过于理论，晦涩难懂。但是读了之后，我不得不承认，我的担忧是多余的。这本书在内容组织上做得非常出色，它没有直接跳到复杂的理论推导，而是从最基础的概念讲起，循序渐进地引导读者进入这个领域。作者首先清晰地阐述了认知无线电产生的背景、必要性以及与传统无线电技术的区别，让我对这个概念有了初步的认识。接着，书本详细介绍了认知无线电的核心技术，比如频谱感知、决策、重构等，并且在讲解过程中穿插了大量的图示和表格，这极大地降低了理解难度。我特别喜欢书中对这些核心技术背后原理的深入剖析，它不只是罗列公式，而是花了大量篇幅解释每个公式、每个算法的物理意义和实际应用场景。而且，书中还引用了大量的最新研究成果和行业标准，这让我感觉这本书的时效性很强，能够跟上最新的技术发展潮流。最重要的是，作者的语言表达非常清晰流畅，没有使用过多不必要的专业术语，即便是一些复杂的概念，也能用相对容易理解的方式来解释。我作为一名在无线通信领域工作多年的工程师，读完这本书，感觉自己的知识体系得到了极大的巩固和拓展，对认知无线电的理解上升到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的光盘内容是最大的亮点，真的太惊喜了！我一直对认知无线电网络这个领域很感兴趣，但是理论知识读起来总觉得有点枯燥，缺少实际的感受。看到这本书附带了光盘，而且内容还挺丰富的，简直是给我量身定做的。光盘里有大量的仿真实验和代码示例，这对于我这种动手能力比较强，喜欢通过实践来加深理解的学习者来说，简直是福音。我迫不及待地把光盘里的内容导入到我的开发环境中，跟着书中的步骤一步步操作。那些原本抽象的算法和协议，通过仿真立刻变得生动起来，我能直观地看到数据包的传输、频谱的感知、信道的分配过程。特别是书中介绍的几款经典的认知无线电仿真平台，操作起来非常便捷，而且效果也很逼真。我花了一个下午的时间，跟着光盘把书中的几个核心章节都动手实践了一遍，感觉自己对认知无线电的工作原理有了前所未有的清晰认识。以前看书，总觉得隔靴搔痒，现在有了这些仿真，我感觉自己就像是亲自操刀在设计和优化一个认知无线电系统一样。而且光盘里的代码可以直接拿来修改和扩展，这为我的进一步研究提供了极大的便利。我强烈推荐给所有想要深入了解认知无线电网络，但又苦于缺乏实践经验的读者，这本书的光盘绝对能让你事半功倍！

评分☆☆☆☆☆

这本书对于想要快速入门认知无线电网络的读者来说，绝对是一个极佳的选择。它的内容结构非常实用，重点突出，能够让读者在最短的时间内掌握最核心的知识。我本身在另一本更侧重理论的书籍上花费了不少时间，但很多概念还是觉得有些抽象，直到读了这本书，才豁然开朗。书中对认知无线电的网络架构、关键技术以及典型应用场景的介绍，逻辑性非常强。作者并没有花费过多篇幅去介绍一些不那么常用或过于前沿的技术细节，而是将精力集中在那些最基础、最重要、最具有代表性的部分。比如，在频谱感知部分，它清晰地介绍了盲检测、能量检测、匹配滤波等几种主要的感知方法，并且对比了它们的优缺点，让我能够快速地了解到哪种方法适合哪种场景。在决策部分，它也详细讲解了基于规则的决策、机器学习决策等几种常见策略。这种“抓大放小”的内容组织方式，非常适合我这种需要快速建立起整体认知框架的学习者。而且，书中还提供了一些实际应用案例的分析，这让我看到了理论知识是如何在实际工程中落地应用的，非常有启发性。读完之后，我感觉自己对认知无线电网络有了一个更全面、更深刻的理解，也能够更自信地去参与相关的项目和讨论了。