认知无线电

第1章绪论

1.1认知无线电概述

1.1.1认知无线电的产生

1.1.2认知无线电的概念和研究模型

1.1.3认知无线电研究现状

1.2认知无线电研究的主要问题

1.2.1研究重点和研究方向

1.2.2现存的认知无线电网络架构

1.3认知无线电网络的应用

参考文献

第2章频谱感知

2.1概述

2.2频谱感知技术

2.3发射源检测(非合作检测)

2.3.1匹配滤波检测

2.3.2能量检测

2.3.3周期平稳过程特征检测

2.4本振泄露检测方法

2.4.1泄露检测

2.4.2系统结构

2.5干扰检测

2.5.1干扰温度模型

2.5.2干扰温度理想模型

2.5.3干扰温度广义模型

2.6合作检测

2.6.1合作分集技术

2.6.2衰落环境中机会接入的合作频谱感知

2.7频谱感知面临的挑战

参考文献

第3章频谱分析和频谱决策

3.1频谱分析

3.1.1频谱分析的参数

3.1.2信道估计方法

3.1.3信道估计准则和插值方法分析

3.1.4信道容量估计

3.2频谱决策

3.2.1基于QoS的频谱决策

3.2.2MOAR协议

3.2.3频谱管理面临的挑战

参考文献

第4章频谱共享

4.1概述

4.2合作式频谱共享

4.2.1动态频谱接入协议(DSAP)

4.2.2用户为中心的无线系统

4.2.3经本地商讨的分布式频谱分配

4.2.4动态频谱分配网络中的分布式协调

4.2.5异步分布式定价(ADP)

4.3非合作式频谱共享

4.3.1基于设备的频谱管理

4.3.2Adhoe网络中的机会频谱接入POMDP结构

4.4合作式与非合作式的比较

4.4.1认知无线电网络的自适应信道分配频谱规则

4.4.2机会频谱接入的合作与公平性

4.5网间频谱共享

4.5.1集中式网间频谱共享

4.5.2分布式频谱共享

参考文献

第5章认知无线电路由协议

5.1引言

5.1.1认知无线电网络与Adhoc网络在路由问题上的区别

5.1.2Adhoc网络按需路由协议

5.1.3相关图论概念

5.2多信道路由协议(MCRP，MultiChannelRoutingProtocol)

5.2.1背景

5.2.2MCRP协议中的假设

5.2.32种信道分配方法

5.2.4信道负载平衡

5.2.5多信道路由协议MCRP

5.2.6MCRP路由协议和AODV路由协议的比较

5.3认知无线电网络中路由的跨层设计

5.3.1背景

5.3.2系统模型假设

5.3.32种路由设计方法

5.3.4跨层设计的思想

5.3.5跨层设计的算法

5.3.6跨层设计和独立设计的比较

5.4实现路由跨层设计的分层图模型

5.4.1背景

5.4.2利用认知无线电网络频谱的2种方法

5.4.3动态频谱管理和频谱机会发现

5.4.4接口分配和拓扑构成

5.4.5传统接口分配算法的局限性

5.4.6分层图模型

5.4.7路由选择和接口分配

5.4.8分层图接口分配算法和序列接口分配算法的比较

参考文献

第6章认知无线电网络的安全问题

6.1概述

6.2传统网络面临的安全威胁

6.2.1计算机网络的安全问题

6.2.2网络安全的概念

6.2.3主要的网络攻击类型

6.2.4网络安全的体系结构

6.2.5网络安全的基本技术

6.3认知无线电网络面临的安全威胁

6.3.1物理层面临的安全威胁

6.3.2MAC层面临的安全威胁

6.4现有的安全解决方案

6.4.1针对物理层安全威胁的解决方案

6.4.2多跳认知无线电网络中MAC层错误行为

6.5未来的发展方向

参考文献

第7章认知无线电物理结构

7.1概述

7.2软件无线电

7.2.1软件无线电的特点

7.2.2软件无线电的基本结构和关键技术

7.2.3软件无线电的技术挑战和解决方法

7.3认知无线电的物理实现

7.3.1认知无线电的基本物理结构

7.3.2认知无线电物理层的功能设计

7.3.3基于FPGA的认知无线电平台

7.3.4一个开源认知无线电(OSCR)的体系结构

参考文献

第8章无线电知识表示与无线电礼仪

8.1无线电知识表示方法的拓扑分析

8.1.1异构语义

8.1.2形式化上下文：世界、世界模型、断言和映射

8.1.3点集和对S、W的描述

8.1.4介绍W和S的拓扑空间

8.1.5知识的拓扑映射

8.2RKRL语言介绍

8.2.1RKRL语法介绍

8.2.2异构知识表示

8.2.3公理介绍

8.2.4frame解释

8.2.5增量扩展

8.3RKRL语法

8.4逻辑分类与公理

8.4.1本体论的表述

8.4.2无线通信中直观的模型

8.4.3空间、时间和物理对象

8.4.4可执行模型

8.5RKRL微世界

8.5.1时间、空间、频谱和用户微世界

8.5.2空间微世界

8.5.3通用无线电微世界

8.5.4软件微世界

8.5.5无线功能微世界

8.5.6协议微世界

8.5.7网络层微世界

8.6RKRL扩展机制

8.7无线电频谱池与无线电礼仪

8.7.1无线电频谱池

8.7.2认知无线电礼仪

参考文献

第9章认知无线电的其他问题

9.1传输层协议

9.1.1无线网络中的TCP协议

9.1.2认知无线电网络的传输层协议

9.2频谱移动性管理

9.21频谱切换

9.22频谱移动性管理协议

9.23认知无线电网络中的频谱移动性挑战

9.3认知无线电网络的跨层设计

9.3.1认知无线电网络的跨层设计

9.3.2频谱感知与频谱分配的跨层设计

9.3.3频谱分配与路由的跨层设计

参考文献

第10章典型的认知无线电网络

10.1WRAN和802.22协议

10.1.1简介

10.1.2初步知识

10.1.3功能模块

10.1.4802.22空中接口

10.1.5802.22系统共存

10.2XG网络

10.2.1XG网络简介

10.2.2XG网络目标

10.2.3XG网络架构

10.2.4XG网络功能

10.2.5XG网络实现

10.2.6XG网络交互

10.2.7XG小结

参考文献

　　为了使读者能更好地理解认知无线电，本书主要是按照认知无线电的功能来划分章节的。本书主要内容包括：认知无线网络的几个重要的功能，它们也是目前研究比较多、比较成熟的研究主题；认知无线电的频谱感知功能；认知无线电的频谱分析和频谱决策功能；认知无线电的频谱共享功能。在这些章节中，首先讲述了这些功能的概念，然后给出了现有的一些解决方案，并进行了比较。　　本书从实用和科研的角度出发，比较全面、系统地介绍了认知无线电技术的最新发展。　　全书共分10章，系统地介绍了认知无线电的概念，认知无线电的功能，包括频谱感知、频谱分析与频谱决策、频谱共享、频谱移动性管理，一些重要的研究主题，包括认知无线电的路由协议、认知无线电网络的安全问题、认知无线电的物理结构、无线电知识表示与礼仪、认知无线电的传输层协议、认知无线电的跨层设计，以及2种代表性的认知无线电网络架构，包括802.22协议(WRAN)、XG网络。　　本书内容翔实，深入浅出，覆盖面广，具有先进性、科学性和一定的实用价值，适合高等院校通信、信息安全等专业师生和对认知无线电技术感兴趣的科研人员与工程技术人员选作参考用书。【作者简介】　　周贤伟，四川成都人，博士后，1986年毕业于西南师范大学获学士学位，1992年毕业于郑州大学获硕士学位，1999年毕业于西南交通大学获博士学位，2001年出站于北京交通大学信息与通信工程学科博士后流动站。国家科技部条件平台建设通信技术项目评审专家组成员，囤家自然科学基金通信学科评审专家，《电波科学学报》编委。在《电子学报》等重要刊物发表学术论文50多篇，其中多篇被SCI和EI收录。主持并承担国家“863”重大项目1项，国家自然科学基金项目1项，军队预研项目6项，博士后科研基金2项，国家中小企业创新基金以及企业项目多项；申请国家发明专利3项；译著《OpenCable体系结构》1部。目前感兴趣的研究方向主要有移动通信、下一代网络、电波传播技术和信息安全等。