博弈論視角的認知無綫電網絡 曾碧卿,鄧會敏,張翅 9787030449689 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曾碧卿，鄧會敏，張翅 著

圖書標籤:

• 博弈論
• 認知無綫電
• 無綫通信
• 網絡優化
• 資源分配
• 博弈模型
• 無綫網絡
• 通信工程
• 信息論
• 優化算法

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030449689

商品編碼：29469164371

包裝：平裝

齣版時間：2016-03-01

基本信息

書名：博弈論視角的認知無綫電網絡

定價：68.0元

作者：曾碧卿,鄧會敏,張翅

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-03-01

ISBN：9787030449689

字數：270000

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：B5

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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序言

《智能無綫通信的博弈之道：認知網絡中的資源分配與協同》 內容簡介 在日新月異的無綫通信領域，頻譜資源的稀缺與需求的爆炸式增長之間的矛盾日益凸顯。傳統的固定頻譜分配模式已難以滿足現代通信係統對靈活性、高效性和彈性的需求。認知無綫電（Cognitive Radio，CR）技術應運而生，它賦予瞭無綫設備感知周圍環境、智能決策並動態調整自身通信參數的能力，從而實現頻譜的按需、按需使用，極大地提升瞭頻譜利用率。然而，認知無綫電網絡的復雜性在於其內在的動態性、分布式決策以及不同用戶（或節點）之間潛在的競爭與協同關係。在這樣的背景下，如何有效地進行資源分配、協調各節點的行為，以達成整體網絡的性能最優，成為瞭一個亟待解決的關鍵問題。 本書《智能無綫通信的博弈之道：認知網絡中的資源分配與協同》深入探討瞭如何運用博弈論這一強大的數學工具，來分析和解決認知無綫電網絡中存在的各類資源分配與協同問題。博弈論能夠清晰地刻畫參與者之間的互動關係，預測其理性決策行為，並設計相應的機製來引導這些行為走嚮期望的狀態。通過引入博弈論的視角，本書為理解和構建下一代智能無綫通信網絡提供瞭全新的理論框架和有效的解決方案。 本書的研究對象是認知無綫電網絡（CRN），這是一種允許未經授權的用戶（次級用戶）在不乾擾授權用戶（主用戶）通信的前提下，動態地利用頻譜資源的通信網絡。在CRN中，次級用戶需要主動檢測頻譜的使用情況，並根據檢測結果智能地選擇可用的頻譜和通信參數。這種動態性、不確定性以及用戶間的競爭與閤作，使得CRN的資源分配問題變得尤為復雜。 本書的核心思想是將CRN中的資源分配問題建模為一場由多個理性參與者（即認知節點）參與的博弈。這些參與者在有限的資源（如頻譜、功率、信道）條件下，為瞭最大化自身的效用（如吞吐量、能量效率、通信質量），會根據對其他參與者行為的預測進行決策。博弈論的工具，如納什均衡、貝葉斯納什均衡、進化博弈等，能夠幫助我們分析這些決策過程，並預測網絡的穩定狀態。 主要內容與章節安排 本書由淺入深，係統地闡述瞭博弈論在認知無綫電網絡中的應用。 第一部分：博弈論基礎與認知無綫電網絡建模 在本書的開篇，我們將首先迴顧博弈論的基本概念，包括博弈的要素（參與者、策略、支付函數）、主要類型（靜態博弈、動態博弈、完全信息博弈、不完全信息博弈）以及核心解的概念（如納什均衡）。這將為讀者建立堅實的理論基礎。 接著，我們將詳細介紹認知無綫電網絡的基本架構、關鍵技術（如頻譜感知、頻譜決策、頻譜共享）以及其麵臨的主要挑戰。在此基礎上，我們將探討如何將CRN中的資源分配問題抽象為博弈模型。這包括定義博弈的參與者（如獨立的次級用戶、協作的次級用戶集群、甚至主用戶與次級用戶）、他們的策略空間（如選擇頻譜、調整發送功率、改變傳輸速率）以及他們各自的支付函數（通常與通信性能相關，如吞吐量、誤碼率、能量消耗等）。我們會強調不同博弈模型如何對應CRN中不同場景下的資源分配需求。 第二部分：靜態博弈在認知無綫電網絡中的應用 靜態博弈是博弈論中最基礎的類型，適用於分析一次性決策或參與者行為相對獨立的場景。在本部分，我們將聚焦於靜態博弈在CRN資源分配中的應用。 頻譜選擇博弈： 重點分析在多個次級用戶競爭同一頻段時的頻譜選擇博弈。我們將探討如何利用納什均衡來分析在這種競爭環境下，每個次級用戶獨立選擇頻譜的最優策略，以及如何設計激勵機製來鼓勵用戶共享頻譜或選擇不那麼擁擠的頻段。例如，我們將研究如何通過頻譜定價或許可費來引導用戶行為，實現頻譜資源的更優分配。 功率控製博弈： 深入研究次級用戶在同一或不同信道上傳輸時的功率控製問題。我們將建模為功率控製博弈，分析在這種情況下，用戶為瞭避免相互乾擾並最大化自身通信質量而進行的功率調整。例如，當一個次級用戶增加瞭發送功率時，可能會影響其他用戶的信噪比，從而促使其他用戶調整其功率。我們將探討納什均衡下的功率分配策略，並分析其可行性與性能。 信道接入博弈： 探討次級用戶在存在主用戶占用以及其他次級用戶乾擾的情況下，如何進行信道接入的博弈。我們將分析用戶在感知到主用戶活動時，如何根據博弈規則決定是否停止傳輸，以及在次級用戶之間如何進行信道選擇的博弈，以最小化碰撞概率。 第三部分：動態博弈與不完全信息博弈在認知無綫電網絡中的應用 隨著CRN的動態性和不確定性的增強，靜態博弈模型已不足以完全捕捉其復雜性。因此，本部分將引入動態博弈和不完全信息博弈的視角。 動態頻譜接入與協同： 針對CRN的動態性，我們將引入馬爾可夫決策過程（MDP）和強化學習等工具，將頻譜接入建模為動態博弈。在這種模型下，用戶的決策會影響後續的狀態，而用戶需要根據曆史信息和對環境的感知來製定長期最優策略。我們將重點研究如何設計迭代式的博弈過程，使得次級用戶能夠隨著時間的推移，動態地適應頻譜環境的變化，並實現更有效的頻譜共享。 不完全信息下的頻譜決策： 在實際CRN中，用戶往往無法完全瞭解主用戶的活動規律或對手方用戶的具體策略。因此，不完全信息博弈，特彆是貝葉斯納什均衡，在CRN資源分配中扮演著重要角色。我們將分析在存在不確定性（如主用戶檢測誤差、次級用戶數量或策略未知）的情況下，次級用戶如何進行最優的頻譜決策。例如，我們將研究次級用戶如何在感知信號不完美的情況下，估計主用戶的行為概率，並據此做齣頻譜選擇。 主用戶與次級用戶之間的博弈： 本部分還將探討主用戶與次級用戶之間的博弈關係。主用戶作為頻譜的擁有者，其策略（如是否允許次級用戶使用）對CRN的性能至關重要。我們將分析主用戶可以采取的策略（如授權、拒絕、設置使用條件），以及次級用戶為瞭獲得頻譜使用權而采取的策略。我們將研究如何設計博弈模型來協調主用戶與次級用戶之間的利益，實現頻譜資源的有效利用，同時保障主用戶的通信質量。 第四部分：分布式算法與機製設計 博弈論的最終目標是指導參與者進行最優決策。在CRN中，由於網絡的分布式特性，需要設計能夠讓各節點獨立執行但又能達到全局最優或接近全局最優的分布式算法和激勵機製。 分布式納什均衡求解算法： 針對復雜的CRN博弈模型，我們將介紹一係列分布式算法，使得每個次級用戶無需全局信息即可計算齣納什均衡策略。這些算法通常基於迭代更新，通過不斷地與其他節點進行信息交換和策略調整，最終收斂到納什均衡。 激勵機製設計： 為瞭鼓勵次級用戶遵守博弈規則、閤作共享頻譜，或在特定情況下采取有利於全局性能的策略，我們將研究各種激勵機製的設計。這包括基於支付的激勵（如頻譜使用費、奬勵）、信譽機製以及閤作博弈的激勵設計。我們將分析這些機製如何影響用戶的行為，以及如何設計能夠實現網絡整體性能最優的經濟或非經濟激勵。 協作式認知無綫電網絡： 進一步探討在協作式CRN場景下，多個次級用戶組成集群，共同協商頻譜使用和資源分配的博弈。我們將研究如何利用閤作博弈的理論，如Shapley值，來公平地分配閤作帶來的收益，以及如何設計協作策略來提升整體頻譜利用效率和網絡性能。 第五部分：前沿應用與未來展望 最後，本書將展望博弈論在認知無綫電網絡前沿應用中的潛力。 麵嚮5G/6G通信的博弈論應用： 討論如何將博弈論的理念和方法應用於下一代移動通信係統（如5G和6G），例如在海量設備接入、大規模MIMO、以及邊緣計算等場景下的資源管理和協同。 安全與隱私的博弈論視角： 探討如何利用博弈論來分析和應對CRN中的安全威脅（如頻譜感知欺騙、惡意節點攻擊）和隱私問題，設計能夠保障網絡安全與用戶隱私的博弈模型和機製。 智能交通係統與物聯網中的CRN博弈： 展望博弈論在智能交通係統（ITS）和海量物聯網（IoT）設備中的認知無綫電網絡應用，例如車輛間的頻譜共享、傳感器網絡的資源分配等。 本書的特色 本書最大的特色在於將抽象的博弈論理論與具體的認知無綫電網絡問題緊密結閤，為讀者提供瞭一個全麵而深入的分析框架。本書不僅僅是羅列博弈論的公式和概念，而是著力於如何將這些工具應用於解決CRN的實際挑戰。通過大量的建模和分析，本書能夠幫助讀者： 理解CRN的復雜性： 深刻認識到CRN中用戶間的競爭與協同關係，以及其對資源分配的影響。 掌握分析方法： 熟練運用博弈論工具來分析CRN中的資源分配問題，預測用戶行為，並評估不同策略的優劣。 設計有效策略： 學習如何設計資源分配算法、功率控製方案、頻譜接入策略以及激勵機製，以提升CRN的性能。 把握研究方嚮： 瞭解CRN領域的前沿研究熱點，為進一步深入研究提供指引。 本書適閤高等院校通信工程、電子工程、計算機科學等專業的本科生、研究生以及相關領域的科研人員和工程師閱讀。閱讀本書，將能夠係統地掌握博弈論在認知無綫電網絡中的應用精髓，為設計和優化下一代智能無綫通信係統奠定堅實的理論基礎。通過深入理解“博弈之道”，讀者將能夠構建更智能、更高效、更具彈性的無綫通信網絡。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對通信協議設計有著強烈偏好的工程師，我非常好奇這本書是如何平衡理論深度與工程可操作性的。認知無綫電網絡的核心難題之一就是“誰先說，誰後說”的問題，尤其是在共享頻譜接入場景下，如果沒有一個可靠的機製，很容易導緻“公地悲劇”，即所有人都過度發射，最終導緻通信質量的災難性下降。博弈論提供瞭一種理解這種競爭的方式，但如何將抽象的策略（比如選擇某個頻率或功率等級）轉化為實際係統中可以執行的算法，是關鍵所在。我特彆期待書中能有關於分布式算法的討論，即如何在沒有中央協調器的情況下，各個認知用戶能夠通過本地的信息交換或觀察，逐步收斂到一個可接受的穩定狀態。如果書中能提供一些基於仿真的結果來驗證理論模型的有效性，那就再好不過瞭，因為理論上的納什均衡並不意味著它在有限時間、有限計算資源限製下的現實網絡中一定能達到。

評分☆☆☆☆☆

這本書的作者團隊名字聽起來就挺專業，想必在各自的研究領域都有深厚的積纍。我關注的焦點在於其對“認知”二字的詮釋，這不僅僅是簡單的頻譜感知和監測，而是在感知的基礎上，各個節點能夠根據環境變化（包括其他節點的行為）進行最優決策的能力。這種能力本質上就是一種學習和適應的過程，而博弈論正是描述這種相互依賴的決策過程的經典工具。我希望看到書中是否涉及到瞭進化博弈論或者基於學習的博弈方法，因為在實際的無綫環境中，信息是不完全的，信道狀態信息（CSI）的獲取成本很高，且隨時在變。如果隻是停留在傳統的純策略或混閤策略納什均衡的求解，可能會略顯理論化，脫離瞭認知無綫電追求的實時性和魯棒性。更進一步，一個好的研究應該能展示如何通過引入激勵機製或者監管機製，引導原本可能陷入次優納什均衡的係統，趨嚮於全局最優的帕纍托效率點。這種從純理論到應用引導的跨越，纔是一傢優秀專著的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名聽起來就充滿瞭理論的深度和前沿的挑戰性。我最近對信息科學與決策優化交叉的領域很感興趣，尤其是如何用更精妙的數學工具去剖析那些復雜的、動態的資源分配問題。市麵上關於無綫通信的書籍汗牛充棟，但真正能將“博弈論”這個強大的分析框架，係統地、深入地植入到“認知無綫電網絡”這種高度不確定、多智能體交互的場景中的，可以說是鳳毛麟角。我特彆期待看到作者們是如何構建齣閤適的博弈模型，比如是閤作博弈還是非閤作博弈，以及如何處理納什均衡的存在性、唯一性與穩定性問題。在認知無綫電中，頻譜的使用權、功率控製、波束賦形等決策都是相互影響的，一個用戶優化自己的收益，很可能損害其他用戶的性能，這天然就構成瞭一個復雜的博弈局麵。如果這本書能夠提供一些清晰的案例分析，比如在動態頻譜接入或者乾擾協調方麵的具體建模和求解方法，哪怕僅僅是理論推導的嚴謹性，對於正在從事相關研究的學者和研究生來說，都是極具價值的參考資料。它不僅僅是關於通信技術，更是一種關於理性決策和復雜係統建模的思維訓練。

評分☆☆☆☆☆

我對技術書籍的“敘事結構”和“邏輯遞進”要求很高。一本好的技術專著，不應該僅僅是公式和定理的堆砌，而應該像一條精心鋪設的河流，從基礎的概念開始，逐步匯聚到復雜的應用場景。對於“博弈論視角”這個切入點，我非常好奇作者是如何界定博弈的“參與者”（是基站、用戶設備、還是頻譜管理者？）、“策略空間”和“支付函數”的。這些基本要素的設定，直接決定瞭後續分析的有效性和可信度。如果前幾章能紮實地建立起認知無綫電網絡的物理層和網絡層模型，並清晰地引入博弈論的基本概念，那麼後續在處理資源優化、乾擾對策等高級問題時，讀者就能建立起堅實的認知基礎。我希望作者的行文風格是嚴謹而又富有啓發性的，能夠引導讀者不隻是記住結論，更能理解“為什麼是這個模型”。

評分☆☆☆☆☆

讀到這本書名，我立刻聯想到當前5G乃至6G網絡中日益突齣的異構化和高度動態化特性。傳統的集中式優化方法在處理大規模、高動態的網絡時顯得力不從心，這恰恰是博弈論大放異彩的領域。這本書如果能涵蓋現代無綫網絡中的一些熱點問題，比如無人機通信網絡中的協同與競爭、大規模物聯網設備接入時的功率分配，或者MEC（多接入邊緣計算）中的任務卸載決策，那它的時效性將大大提升。我尤其關注，在麵對頻譜共享帶來的不確定性時，網絡如何設計齣有效的“契約”或“機製設計”來規避風險。如果書中能深入探討如何設計一個能自洽運行的係統，使得個體追求私利的同時，也能最大化整體社會的福祉（即實現社會福利最優），那這本書的價值就遠超一般教科書的範疇，更像是一部具有前瞻性的研究指南。