认知无线电网络 (加)Mohamed Ibnkahla (穆罕默德 本卡赫拉) 电子工业出 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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• 通信工程
• 电子工程
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121307881

商品编码：29703543910

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。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，0章研究认知无线电网络的多跳路由技术，1章和2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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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
0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 认知无线电多跳协议
10.7.1 协议概述
10.7.2 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
1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
2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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未来通信的智慧之眼：认知无线电网络 在这个信息爆炸、数据洪流滚滚而来的时代，无线通信已成为连接世界的神经网络。然而，传统无线电频谱的使用模式如同固定航道，效率低下且资源浪费严重。为了打破这一瓶颈，一种革命性的通信范式——认知无线电网络（Cognitive Radio Networks, CRN）应运而生，它犹如为无线通信注入了“智慧之眼”，能够实时感知、理解并智能地调整通信行为，从而实现频谱资源的动态、高效利用，为下一代无线通信描绘出更加广阔和灵活的图景。 一、 认知无线电的诞生与核心理念 认知无线电（Cognitive Radio, CR）的概念最早由Joseph Mitola III在20世纪90年代末提出，其核心在于赋予无线通信设备“认知”能力，使其能够像人类一样，“看”（感知）、“想”（学习与推理）、“说”（决策与行动）。这意味着，CR设备不再是被动地遵循预设的频率和协议，而是能够主动地感知周围的无线电环境，识别可用频谱，并根据环境变化和自身需求，动态地调整其工作参数，例如频率、功率、调制方式、传输速率等。 这种“智能”的注入，彻底改变了我们对频谱资源的管理和利用方式。过去，频谱分配是一项静态且耗时耗力的过程，很多频段可能长期处于闲置状态，而另一些频段则拥挤不堪，相互干扰。CR通过频谱感知技术，能够发现这些未被充分利用的“空白频谱”（spectrum holes），并将其临时分配给次级用户（secondary users）使用，从而实现频谱的共享，大幅提升频谱利用效率。与此同时，CR还能实时监测主用户（primary users）的活动，一旦主用户出现，CR就能立即切换频率，避免干扰，确保主用户的通信质量。 二、 认知无线电网络（CRN）的架构与关键技术 认知无线电网络是由众多认知无线电设备组成的分布式系统，它们共同协作，实现更加智能和高效的无线通信。CRN的出现，不仅是单一设备的智能化，更是整个网络通信能力的飞跃。一个典型的CRN可以被看作一个自适应的、智能的网络，它能够根据动态变化的环境因素，自主地优化网络性能。 实现CRN的关键技术是多方面的，它们共同支撑着CRN的“智慧”运作： 1. 频谱感知（Spectrum Sensing）: 这是CRN最核心的技术之一。它赋予CR设备“看”的能力，通过各种技术手段（如能量检测、特征检测、匹配滤波等）监测频谱的使用情况，识别可用频段以及是否存在主用户信号。感知的准确性和及时性直接影响CRN的性能。 2. 频谱管理（Spectrum Management）: CRN需要一个有效的机制来管理和分配动态发现的频谱资源。这包括了频谱分配（spectrum allocation）、频谱共享（spectrum sharing）和频谱切换（spectrum mobility）等策略。智能的频谱管理算法能够根据网络需求、用户优先级、频谱可用性等因素，做出最优的频谱分配决策。 3. 频谱决策（Spectrum Decision）: 基于感知到的环境信息和自身的通信需求，CR设备需要做出下一步的通信决策，例如选择哪个频率进行通信、以何种功率和调制方式传输等。这一过程通常涉及机器学习和人工智能技术，使CR设备能够从过去的经验中学习，并做出更优的决策。 4. 认知无线电设备（Cognitive Radio Devices）: 这类设备集成了硬件和软件，使其具备了可重构和可编程的能力，能够根据软件指令动态地调整其射频参数。这使得CR设备能够灵活地适应不同的通信环境和标准。 5. 网络协议（Networking Protocols）: 传统的无线网络协议往往是针对固定频谱环境设计的。在CRN中，需要设计和优化新的网络协议，以支持动态频谱接入、干扰规避、用户移动性管理以及与其他CRN或传统网络的互通性。 三、 认知无线电网络的优势与应用前景 CRN的出现，为解决当前无线通信领域面临的诸多挑战提供了有效的解决方案，其优势显而易见： 频谱效率的大幅提升: 这是CRN最显著的优势。通过动态共享未被占用的频谱，CRN能够显著提高频谱利用率，缓解频谱资源短缺的压力，为更多新的无线应用腾出空间。 网络鲁棒性与自适应性: CRN能够实时感知环境变化，并做出相应的调整，使其在复杂的无线环境中具有更强的鲁棒性。例如，在干扰严重或信号传播条件恶劣的情况下，CRN能够自动切换到更适合的频率或调整传输参数，保证通信的可靠性。 通信成本的降低: 频谱资源的有效利用，可以减少对昂贵固定频谱许可的依赖，从而降低通信网络的运营成本。 促进新业务和应用的发展: CRN的灵活性和高效性，为物联网（IoT）、智能家居、车联网、无人机通信等新兴应用提供了强大的支持，能够满足这些应用对带宽、时延和可靠性的多样化需求。 CRN的应用前景十分广阔，几乎涵盖了所有无线通信的领域： 智能电网（Smart Grid）: CRN可以用于监测和控制电网的运行，实现高效的能源分配和管理。 公共安全通信（Public Safety Communications）: 在紧急情况下，CRN能够快速部署，动态分配频谱，确保关键通信的畅通。 军事通信（Military Communications）: CRN能够增强军事通信的隐蔽性、鲁棒性和抗干扰能力，应对复杂的战场环境。 医疗健康（Healthcare）: CRN可以支持远程医疗、无线传感器网络等应用，为患者提供更便捷的健康监测和治疗服务。 智能交通系统（Intelligent Transportation Systems, ITS）: CRN可以实现车辆之间的通信（V2V）和车辆与基础设施之间的通信（V2I），提升交通安全和效率。 物联网（Internet of Things, IoT）: 随着物联网设备的爆炸式增长，CRN能够为大量设备提供高效、可靠的无线连接，解决频谱拥挤问题。 四、 认知无线电网络的挑战与未来发展 尽管CRN展现出巨大的潜力，但其发展也面临着一系列挑战： 频谱感知的不确定性: 准确、高效的频谱感知仍然是CRN面临的关键技术难题。环境的动态变化、信号的微弱以及复杂的干扰都可能影响感知的准确性。 安全性问题: CRN的开放性和动态性可能带来新的安全威胁，例如恶意用户可能利用CRN的漏洞进行攻击，或窃取频谱资源。 标准化与互操作性: 缺乏统一的CRN标准，可能导致不同厂商的CR设备和网络之间难以互通，阻碍CRN的规模化部署。 计算与能耗: 复杂的认知算法需要强大的计算能力，这也对CR设备的能耗提出了更高的要求，尤其是在低功耗的物联网应用中。 监管与政策: 现有的频谱管理法规和政策体系需要进行相应的调整，以适应CRN动态频谱共享的模式。 展望未来，CRN的研究将继续聚焦于提升频谱感知的精度和鲁棒性，发展更智能、更高效的频谱管理和决策算法，利用人工智能和机器学习技术赋能CRN，实现更高级别的自主性和适应性。同时，推动CRN的标准化进程，加强安全性研究，解决能耗问题，以及与现有通信系统（如5G、Wi-Fi等）的融合，将是CRN进一步发展和普及的关键。 认知无线电网络不仅仅是一种通信技术，它更是一种全新的通信理念，一种赋予无线通信“智慧”的方式。随着技术的不断成熟和应用的逐步拓展，CRN必将成为未来无线通信领域不可或缺的重要组成部分，为构建一个更加智能、高效、互联互通的世界贡献力量。它将是连接万物、赋能未来的关键力量，引领我们迈向一个更加智能化的无线通信新时代。

评分☆☆☆☆☆

从一个长期关注通信领域发展趋势的观察者的角度来看，任何一本重量级著作的出现，都标志着该领域可能正处于一个关键的转型期或突破口。我非常好奇作者是如何看待当前无线电频谱资源日益紧张的现状，以及他提出的解决方案在新一代通信技术中将占据何种地位。这本书的标题本身就暗示了一种对现有僵化体制的突破和创新，这正是我们这个时代最需要的精神。我希望它不仅能扎实地梳理既有的知识体系，更能大胆地预测未来十年甚至更久远的发展方向，指出哪些路径是死胡同，哪些创新才是真正能够引领下一次信息革命的关键。这种前瞻性和批判性，是区分优秀技术书籍和平庸参考资料的核心标准。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常有吸引力，色彩搭配和排版都透露出一种专业和前沿的气息，让人在书店里第一眼就被它吸引住。厚重的篇幅也预示着内容的深度和广度，尤其是封面上醒目的作者名字，让人联想到这位学者的权威性。虽然我还没有深入阅读，但仅凭这第一印象，我就觉得这本书绝对不是那种浅尝辄止的入门读物，它更像是为有一定基础的研究者或者工程师量身打造的深度指南。那种沉甸甸的感觉，拿到手里就让人对即将展开的知识探索充满了期待。我甚至已经开始想象，当翻开扉页，看到那些复杂的公式和精妙的架构图时，会是怎样一种被知识洪流冲击的快感。它不仅仅是一本书，更像是一张通往更深层次理解世界的邀请函，邀请我们一同探寻那些隐藏在无线电波背后的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的初稿（或者说样书）时，我立刻检查了它的印刷质量和装帧细节。对于这种需要频繁翻阅、查阅的专业书籍来说，纸张的质感、字体的清晰度、图表的渲染效果都至关重要，它们直接影响了长时间阅读时的疲劳程度。如果排版混乱，即使内容再深刻，也会大大降低读者的接受度和学习效率。我注意到，这本书的页边距设计似乎留得比较充裕，这对于喜欢在书页空白处做批注和标记的读者来说是一个巨大的福音。良好的阅读体验是知识吸收的前提，如果一本厚重的书能让人爱不释手，那就是设计者成功的第一步。我期望它在技术内容的严谨之外，也能提供一种愉悦的阅读享受，让人愿意沉浸其中，细细品味每一个细节。

评分☆☆☆☆☆

我通常会关注作者在写作时采用的叙事风格，尤其是在处理复杂技术问题时，是倾向于采用高度抽象的数学语言，还是更偏向于使用直观的工程实例来辅助理解。对于一个非纯理论背景的读者来说，如何将那些晦涩难懂的概念，通过生动、贴切的比喻或实际案例“翻译”过来，是衡量作者教学能力的关键。如果这本书能够平衡学术的深度与普及的广度，让初学者能看到清晰的路径，让专家能发现新的视角，那就太棒了。我期待看到的是一种如同与一位经验丰富、耐心细致的导师面对面交流的感受，而不是被冰冷的公式和定义所淹没。好的作者能引导你思考，而不是直接给你答案。

评分☆☆☆☆☆

我对这类技术前沿的书籍总是抱有一种近乎挑剔的审视态度，首先我会关注其理论框架的构建是否严谨自洽。好的技术专著，其逻辑链条必须如同精密的仪器一样，每一个环节都必须紧密咬合，不留一丝逻辑上的松动。我希望它能够提供一套完整的、可供验证的模型和分析工具，而不是仅仅停留在概念的描述上。从书籍的目录结构来看，它似乎涵盖了从基础理论推导到实际应用场景的各个层面，这表明作者在知识体系的搭建上花费了巨大的心血。如果它能清晰地阐述不同技术路线之间的权衡与取舍，并给出明确的指导意见，那么这本书的价值将远远超越一般教科书的范畴，真正成为一本可以指导工程实践的案头宝典。我期待的是那种“一书在手，心中有数”的踏实感。