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電子電信技術 電子電信技術 一般性問題
 
 
 
 
認知無線電基礎^C
 叢書名稱: 計算機科學叢書
 作  者: (伊朗)佩曼•賽圖德/(加拿大)西蒙•赫金
 出版單位: 機械工業
 出版日期: 2019.02
 進貨日期: 2019/4/10
 ISBN: 9787111617211
 開  本: 16 開    
 定  價: 593
 售  價: 474
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內容簡介:

認知無線電以及認知動力系統模擬了人腦的不同方面,隨著認知計算、物聯網、人工智慧的飛速發展,認知無線電領域正呈指數速度增長。本書介紹了認知無線電的通信理論基礎,作者在博弈論、變分不等式和預測動態系統等方面提供了完整的數學背景,然後深入研究認知無線電網路中的資源配置,從資訊理論、優化、控制理論等方面對認知無線電網路的動力學進行了研究。還通過細胞和認知無線電網路的整合,描述了未來無線通訊的發展方向。


作者簡介:

佩曼·賽圖德(Peyman Setoodeh) 伊朗Shiraz大學電子與電腦工程系教授。他的研究興趣包括認知計算、量子控制、機器學習、複雜網路和博弈論。
西蒙·赫金(Simon Haykin) 加拿大McMaster大學教授,IEEE會士,加拿大皇家學會會士。他的研究興趣包括非線性動力學、神經網路和自我調整濾波器以及它們在雷達和通信系統中的應用。


圖書目錄:

出版者的話
譯者序
前言
致謝
縮略語
第1章 引言1
 1.1 第四次工業革命1
 1.2 認知無線電5
 1.3 頻譜未被充分利用的問題8
 1.4 全國範圍內的頻譜利用率測量10
 1.5 為什麼對認知無線電網路感興趣11
 1.6 定向資訊流12
 1.7 認知無線電網路15
 1.8 數學工具箱19
  1.8.1 博弈論19
  1.8.2 控制理論21
  1.8.3 存在不確定性因素的最優化22
 1.9 認知無線電網路中不確定性的主要來源23
 1.10 可信度26
 1.11 本書結構26
第2章 博弈論29
 2.1 博弈論術語29
  2.1.1 非合作博弈與合作博弈30
  2.1.2 靜態博弈與動態博弈30
  2.1.3 一次性博弈與重複博弈30
  2.1.4 完全資訊博弈與不完全資訊博弈30
  2.1.5 完美資訊博弈與不完美資訊博弈31
 2.2 非合作博弈32
  2.2.1 納什均衡32
  2.2.2 變分不等式32
 2.3 合作博弈33
 2.4 少數者博弈34
 2.5 小結35
第3章 認知無線電收發器…37
 3.1 頻譜感知37
  3.1.1 可靠頻譜感知的屬性39
  3.1.2 多視窗法40
  3.1.3 空時處理45
  3.1.4 時頻分析50
  3.1.5 迴圈平穩性:傅裡葉觀點60
  3.1.6 瑞利衰落通道65
  3.1.7 非參數譜感知小結…67
  3.1.8 多視窗法的濾波器組實現69
  3.1.9 合作頻譜感知69
 3.2 動態頻譜管理71
  3.2.1 Tsigankov-Koulakov模型72
  3.2.2 自組織動態頻譜管理74
  3.2.3 基於少數者博弈的動態頻譜管理84
  3.2.4 自組織映射與少數者博弈86
 3.3 發射功率控制87
  3.3.1 用注水原理闡釋資訊容量定理92
  3.3.2 反覆運算注水演算法(IWFA)94
  3.3.3 將IWFA描述為在系統不確定性條件下的多級優化問題…97
  3.3.4 魯棒IWFA98
  3.3.5 實現魯棒性的代價…99
  3.3.6 魯棒IWFA與經典IWFA100
 3.4 資訊價值110
 3.5 小結111
第4章 認知無線電網路112
 4.1 將認知無線電網路看作頻譜供應鏈網路112
 4.2 開放獲取式認知無線電網路118
  4.2.1 網路動態性121
  4.2.2 將認知無線電網路看作混合動態系統130
  4.2.3 存在不確定性和時間延遲的網路的穩定性131
  4.2.4 認知無線電網路的雙層動態性137
 4.3 市場驅動式認知無線電網路144
  4.3.1 頻譜資源所有者146
  4.3.2 頻譜經紀人148
  4.3.3 次用戶149
  4.3.4 頻譜供應鏈網路的均衡150
  4.3.5 網路的動態性152
  4.3.6 網路的穩定性152
  4.3.7 頻譜供應鏈網路的傳輸網路表達形式153
 4.4 供應鏈的效率155
 4.5 小結157
  4.5.1 認知無線電網路的兩種機制157
  4.5.2 供應鏈網路160
  4.5.3 認知無線電的商業化161
  4.5.4 認知在認知無線電網路中的作用162
第5章 頻譜供應鏈網路的可持續性165
 5.1 免授權頻段類似公共物品165
 5.2 頻譜供應鏈網路類似一種人工經濟167
 5.3 以達到林達爾均衡為目標170
 5.4 小結173
第6章 認知異構網路174
 6.1 異構網路174
 6.2 頻譜供應鏈網路的橫向合併177
  6.2.1 合併前的狀態180
  6.2.2 頻譜共用181
  6.2.3 基礎設施共用182
  6.2.4 頻譜和基礎設施共用182
 6.3 橫向合併的協同測量183
 6.4 小結183
附錄A 開放獲取機制下的認知無線電網路的數學模型185
附錄B 定理證明196
參考文獻210


章節試讀:

本書超越傳統觀念,以一種嶄新的視角對認知無線電網路進行分析。認知無線電為解決頻譜資源稀缺這個實際問題奠定了基礎。無線技術的不斷發展導致對更大頻譜頻寬的需求日益增長,進而引發了頻譜資源稀缺的問題。電磁頻譜的低效利用進一步加劇了頻譜資源稀缺的問題。認知無線電這個新設想是對未被充分利用的子頻段的二次利用。這意味著傳統無線世界和認知無線世界的並存。頻譜空洞(即未被使用的子頻段)是二者動態交互的媒介。主用戶釋放部分子頻段允許認知無線電用戶接入,用以維持認知無線電用戶的正常通信並完成他們的正常任務。兩個無線世界的結合可看作是一個頻譜供應鏈網路。其中,頻譜資源所有者及其客戶(主使用者)扮演供應商的角色,認知無線電用戶(次用戶)扮演消費者的角色。本書討論了基於開放獲取和市場驅動這兩類機制的頻譜供應鏈網路。它們優勢互補,各有適用場景。本書在構建了認知無線電收發器的基本模組後,建立了這兩類網路的分析模型,為均衡和瞬態行為分析鋪平了道路。

為了提高頻譜供應鏈網路的效率和可持續性,本書設計了一個人工經濟模型。該模型將授權頻段看作私人物品,將免授權頻段看作公共池塘資源。該模型解決了在授權頻段和免授權頻段之間共用頻譜的問題。其目標是通過達到林達爾均衡來實現帕累托最優。該模型促進了兩個無線世界的融合,為認知無線電的商業化鋪平了道路。
本書基於先進的頻譜供應鏈模型,抓住了異構網路多層次的本質,提出了一種針對異構網路(HetNet)的經濟模型。HetNet給出了一種通過頻譜空時(spacetime)再利用來提高頻譜利用率的方法,這種模式將是5G的核心要素。本書提出的經濟模型是建立在對頻譜和網路基礎設施解耦的基礎之上的。在該模型中,資源(無論是頻譜、基礎設施,還是二者兼而有之)共用的問題可表示成網路在不同層次上的橫向合併。該模型可以用來解決各種各樣的問題,如綠色通信、頻譜利用率、泛在網路及服務等。

Peyman Setoodeh 和 Simon Haykin
於加拿大安大略省漢密爾頓
2016年9月

 
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