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张勇 等 著

图书标签:

• 认知无线电
• 认知网络
• 无线通信
• 频谱管理
• 动态频谱接入
• 无线网络
• 信息与通信工程
• 无线电技术
• 人工智能
• 优化算法

出版社： 北京邮电大学出版社

ISBN：9787563528912

版次：1

商品编码：11039217

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-05-01

页数：272

正文语种：中文

编辑推荐

　　 《认知无线电与认知网络》旨在为研究认知无线电、认知网络及下一代网络技术的专业技术人员、管理人员，特别是从事该方向理论研究和算法设计的人员作为专业学习书籍使用。同时，《认知无线电与认知网络》也适合学习认知无线电、认知网络技术的大专院校的相关专业师生提供阅读参考，并可作为理论教材和学习参考书。

内容简介

　　 《认知无线电与认知网络》全面而系统地介绍了认知无线电和认知网络两大技术，认知无线电网络是目前成熟的认知网络实例化网络应用。《认知无线电与认知网络》从认知科学方法论特性开始，具体介绍了认知无线电的发展、频谱感知和分配，重点介绍协同感知技术，频谱共享技术；认知网络定义、特征及关键技术、认知网络路由、跨层设计及安全问题，标准化进展和认知无线电实验平台等。

内页插图

目录

第1章 认知科学与技术
1.1 认知科学的发展
1.2 认知技术概述
1.2.1 认知技术的基本概念
1.2.2 认知技术的理论基础和特征
1.3 认知技术在通信领域的发展应用
本章参考文献

第2章 认知无线电概述及发展
2.1 认知无线电概述
2.1.1 认知无线电的产生
2.1.2 认知无线电的关键技术
2.1.3 认知无线电频谱礼仪及共存方式
2.1.4 认知无线电的研究现状
2.2 认知无线电的应用
2.3 认知无线电的发展前景
本章参考文献

第3章 频谱感知
3.1 频谱感知技术概述
3.2 单点感知技术及其性能比较
3.2.1 主用户发射机检测
3.2.2 主用户接收机检测
3.2.3 单点感知技术前沿研究
3.3 协作感知技术及性能分析
3.3.1 协作感知的架构
3.3.2 融合判决算法
3.3.3 协作感知技术前沿研究
3.4 基于隐马尔可夫模型的频谱机会预测
3.4.1 隐马尔可夫模型的数学原理
3.4.2 基于隐马尔可夫模型的频谱预测算法
3.5 控制信道设计
3.5.1 控制信道的作用
3.5.2 控制信道的设计需要考虑的问题
3.6 感知系统设计上的权衡
3.6.1 协作开销与本地处理开销
3.6.2 反应式与先验式
3.6.3 通信可靠性与数据速率
本章参考文献

第4章 频谱共享接入技术
4.1 概述
4.1.1 频谱共享的分类
4.1.2 频谱共享的过程
4.1.3 频谱共享的关键技术
4.2 集中式频谱共享技术
4.2.1 基于频谱池的频谱分配模型
4.2.2 基于图论着色的频谱分配模型
4.2.3 基于干扰温度的频谱分配模型
4.3 分布式频谱共享技术
4.3.1 基于博弈论的频谱分配模型
4.3.2 基于拍卖竞价理论的频谱分配模型
4.3.3 机会式频谱接人
4.4 其他频谱共享技术
4.5 频谱聚合技术
4.5.1 频谱聚合的类型
4.5.2 频谱聚合的技术方案
4.5.3 频谱聚合下的切换分析
4.5.4 频谱聚合下的调度模型分析
4.5.5 频谱聚合面临的挑战
4.6 频谱共享的挑战性问题及未来研究方向
本章参考文献

第5章 认知无线电网络路由协议
5.1 认知无线电环境中路由协议设计的特点
5.1.1 无线路由协议简介
5.1.2 认知无线电环境的影响
5.1.3 认知无线电环境下路由的控制信息及其他
5.1.4 认知无线电网络路由协议的分类
5.1.5 认知无线电网络路由协议的衡量
5.2 多射频多信道路由协议
5.2.1 多射频多信道与认知无线电的关系
5.2.2 常见多射频多信道路由协议
5.3 常见认知无线电路由协议
本章参考文献

第6章 认知网络概述
6.1 认知网络的概念
6.1.1 认知网络产生的背景
6.1.2 认知网络的需求
6.1.3 认知网络的定义
6.2 认知网络的特点
6.2.1 认知网络的泛在性和异构性
6.2.2 认知网络的协同性
6.2.3 认知网络的高度智能性
6.3 认知网络的发展前景
6.4 认知网络的技术挑战
本章参考文献

第7章 认知网络架构
7.1 认知网络的认知过程
7.2 认知网络的架构
7.2.1 认知网络架构简介
7.2.2 认知网络功能架构
7.2.3 认知网络的系统架构
7.3 认知网络的JRRM功能
7.3.1 JRRM目标
7.3.2 JRRM技术
7.3.3 JRRM算法
7.4 认知网络的DSM功能
7.4.DSM目标
7.4.2 DSM技术
7.4.3 DSM算法
7.5 认知网络的Self-x功能
7.5.1 Self-x目标
7.5.2 Self-x技术
7.5.3 Self-x算法
7.6 认知网络中的分布式学习推理
本章参考文献

第8章 认知网络的跨层设计
8.1 跨层设计概述
8.1.1 跨层设计的概念
8.1.2 跨层设计架构
8.1.3 跨层实施方案
8.2 认知无线电网络的跨层设计
8.2.1 MAC／物理层跨层设计
8.2.2 路由／物理层跨层设计
8.2.3 传输／物理层跨层设计
8.2.4 其他跨层设计
8.3 认知网络的跨层设计方案
8.4 认知网络跨层设计面临的挑战
本章参考文献

第9章 认知网络的安全问题
9.1 认知无线电的可靠性问题
9.1.1 认知无线电面临的主要威胁
9.1.2 攻击的分类
9.1.3 对抗攻击的方法
9.2 认知无线电网络的攻击
9.2.1 物理层攻击
9.2.2 链路层攻击
9.2.3 网络层攻击行为
9.2.4 传输层攻击
9.2.5 应用层攻击
9.2.6 跨层攻击
9.3 认知网络的安全保护
9.3.1 保护认知网络的要求
9.3.2 保护认知网络的方法
9.4 认知网络的入侵检测
9.4.1 入侵检测概述
9.4.2 威胁模型
9.4.3 综合动态方法
9.5 通信安全组成模块1
9.5.1 模块设计要素
9.5.2 鉴权认证授权
9.5.3 保密性
9.6 未来研究方向
本章参考文献

第10章 认知标准化现状
10.1 标准化现状概述
10.2 IEEE 802.2 2标准
10.2.1 系统架构
10.2.2 物理层概述
10.2.3 MAC层概述
10.2.4 认知频谱管理
10.3 其他各大组织标准化进展
10.3.1 IEEE SCC 41
10.3.2 3GPP扣的自组网技术
10.3.3 IEEE 802.16中的自组网技术
10.3.4 其他IEEE标准进展
10.3.5 其他组织标准化工作
10.4 未来标准化工作
本章参考文献

第11章 认知无线电实验平台
11.1 软件无线电
11.1.1 软件无线电的定义及特点
11.1.2 软件无线电的基本结构
11.1.3 软件无线电的关键技术
11.2 软件无线电的开发平台
11.2.1 GNU Radio软件平台
11.2.2 USRP射频前端
11.2.3 GNU编程基础
11.2.4 GNU.Radio的应用
11.2.5 其他的SDR平台简介
11.3 实例应用
11.3.1 FM Radio
11.3.2 OFDM Tunnel
11.3.3 MIMO
本章参考文献
附录
缩略语

精彩书摘

1.3 认知技术在通信领域的发展应用
开展对于认知技术的研究不仅是为了满足人类智慧上的好奇心，更重要的是服务于人类，推动人类科技的不断进步，从而更好地提高人类的生活质量。并且，也只有将认知技术真正应用到实际的生产生活领域中才能真正地实现其价值。认知技术，不仅在医疗、教学等生活方面被广泛应用，也在人工智能、通信领域中呈现宽广的应用前景。
1.临床医疗领域
认知科学特别是神经科学方向的研究将使攻克神经性疾病成为可能。在我国，脑与认知科学国家重点实验室将为脑与认知功能障碍的防治提供理论基础和方法写入了计划书中，该实验室的中期目标包括阐明神经退行性疾病和心境障碍的发病机制，并为其防治提供新的思路以及针对某些脑与认知功能衰退和障碍的防治提出有效方法。
2.教学领域
进入信息时代，怎样从海量的数据中提取出信息并加以吸收和理解，如何快速有效地传播知识是人类面临的一个重大难题。利用相关的认知技术来帮助人们更为有效地学习，把实验室的相关研究成果应用到具体的教育实践和知识传递中，是应对信息爆炸所带来的挑战的最佳解决方案。
3.人工智能领域
智能机器和机器人制造一直以来都是人类的梦想，然而现实却是，应用到生产中的机器人及智能设备仍然处于初级阶段，人工智能经过初期的飞速发展后似乎也陷入了瓶颈。这种现实与理想的差距在很大程度上是由于长久以来认知科学一直把大脑比作标准意义上的计算机来进行研究而造成的。新近研究表明大脑的工作无法用简单的计算机原理来进行描述，但这样的理解还远远不够。
……

《信号的艺术：从物理层到应用层的深度解析》 一、 绪论：拨开信号迷雾，洞见通信未来 在信息爆炸的时代，通信如同现代文明的血脉，驱动着从日常生活到尖端科技的方方面面。而这一切的基石，便是那跳跃、传递、编织成无限信息的“信号”。《信号的艺术》并非一本描绘理论公式的枯燥手册，它是一次穿越信号世界的壮丽旅程，从最基本的物理层面的电磁波振荡，到承载海量数据的复杂网络协议，层层剥茧，深入浅出地揭示信号的本质、演化及其在现代通信系统中的核心作用。本书旨在为读者构建一个全面而深刻的信号理解框架，帮助大家掌握信号的“语言”，从而更好地理解和应用通信技术，甚至参与到下一代通信技术的构想之中。 我们身处一个由信号驱动的时代。您的智能手机与基站之间的每一次交互，电视屏幕上流动的画面，甚至卫星导航的精准定位，背后都离不开信号的精准传输与解码。然而，信号的世界远比我们日常感知到的更加丰富和复杂。它既有优雅的数学模型，又有严谨的物理规律；既有精巧的编码技术，又有高效的传输策略。本书将带领您一同探索这个迷人世界的奥秘，理解那些构成数字生活基石的无形力量。 二、 第一篇：信号的物理本质——电磁波的舞蹈 本篇将从信号最原始的形态——电磁波——出发，深入浅出地剖析其物理特性。我们将从麦克斯韦方程组出发，简要回顾电磁波的产生、传播和接收的物理原理，但更侧重于这些原理如何转化为我们通信系统中的具体信号。 电磁波的起源与特性： 探讨振荡电荷如何产生电磁波，以及波长、频率、振幅、相位等基本参数如何定义和表征一个信号。我们将通过直观的比喻和图示，帮助读者理解这些抽象概念。例如，我们会将信号的频率比作声音的高低，将振幅比作声音的大小，从而建立起感性的认知。 信道的奥秘： 信号在传播过程中会遇到各种各样的“障碍”，这些障碍统称为“信道”。本节将详细介绍不同信道环境对信号的影响，包括衰减、噪声、干扰、多径效应等。我们将解释为什么户外信号比室内信号好，为什么在人群密集的地方手机信号会变差，以及这些信道效应是如何被工程技术所克服的。 频谱的划分与利用： 有限的无线电频谱是宝贵的资源，本书将介绍频谱是如何被划分给不同的通信系统（如广播、电视、手机通信、Wi-Fi等），以及各个频段的特点和应用。我们将探讨频谱效率的概念，以及如何通过更高效的调制解调技术来“榨取”每一份频谱的价值。 三、 第二篇：信号的编码与调制——赋予信号意义 信号本身只是物理量的波动，真正使其承载信息，需要经过精心的编码和调制。本篇将聚焦于如何将数字信息转化为可以在物理信道上传输的信号。 数字信息的诞生： 首先，我们将简要回顾数字信息是如何从模拟信号转换而来，即采样、量化和编码的过程。理解二进制是所有数字通信的基础。 编码的艺术： 编码的目的是为了高效、可靠地传输信息。我们将介绍几种重要的编码技术，包括： 信源编码： 如何压缩数据，去除冗余，提高传输效率。例如，我们会讨论JPEG图像压缩和MP3音频压缩背后的编码原理，让读者理解为什么文件可以变小，而视觉和听觉上的损失却微乎其微。 信道编码： 如何在信号中加入冗余信息，以便在接收端检测和纠正错误。我们将介绍纠错码的基本思想，例如简单的奇偶校验码，以及更复杂的卷积码和Turbo码，解释它们如何在复杂的信道环境下保证信息的准确性。 调制的智慧： 调制是将数字信号（基带信号）“搬运”到高频载波上的过程，使其能够通过无线信道传播。我们将详细介绍各种调制技术，并分析它们的优缺点： 幅度调制 (AM)： 易于实现，但抗干扰能力较弱。 频率调制 (FM)： 抗干扰能力强，音质好，是广播的常用技术。 相位调制 (PM)： 与FM密切相关，在特定应用中有优势。 数字调制技术： 如ASK, FSK, PSK, QAM等，它们如何将数字比特映射到不同的信号状态，并分析其频谱效率和性能。例如，我们将以Wi-Fi信号为例，解释64-QAM或256-QAM意味着什么，以及它如何实现高速数据传输。 四、 第三篇：信号的解调与处理——还原信息真相 接收到的信号往往失真且充满噪声，解调与信号处理是还原信息、提取有用数据的关键环节。 解调的艺术： 解调是调制的逆过程，它从接收到的信号中提取出原始的数字信息。我们将深入探讨各种解调技术，包括相干解调、非相干解调，以及匹配滤波器等。 噪声与干扰的对抗： 噪声是信号传输中的“敌人”，本书将介绍常见的噪声类型，以及各种滤波技术（如低通、高通、带通滤波器）如何有效地抑制噪声。我们将解释为何收音机中的“沙沙”声是噪声，以及电子设备如何通过信号处理来“净化”信号。 均衡技术： 由于多径效应等信道特性，信号在传输过程中会发生失真，导致码间串扰。本节将介绍均衡技术的原理，以及自适应均衡器如何在不确定信道条件下动态地补偿信号失真。 信号的识别与分析： 在复杂的通信环境中，如何识别出所需的信号，并对其进行有效处理，是现代通信系统面临的重要挑战。我们将介绍一些基本的信号分析工具和技术，例如FFT（快速傅里叶变换）在频谱分析中的应用，以及如何从混合信号中提取目标信号。 五、 第四篇：通信系统中的信号——从基础到高级应用 理解了信号的物理本质、编码调制和解调处理，我们便能更好地理解它们在各种通信系统中的实际应用。 经典通信系统中的信号： 蜂窝通信： 从GSM到4G、5G，信号在基站和手机之间的传输经历了怎样的演进？我们将聚焦于OFDM（正交频分复用）等关键技术，解释其如何实现高速率、高频谱效率的移动通信。 无线局域网 (Wi-Fi)： 理解Wi-Fi信号的原理，包括其工作频段、信道接入机制（如CSMA/CA）以及不同Wi-Fi标准（802.11a/b/g/n/ac/ax）下信号调制的差异。 卫星通信： 介绍卫星通信中信号的传播特点，以及如何通过强大的纠错编码和复杂的信号处理来克服远距离传输的挑战。 广播与电视： 回顾模拟广播、数字电视（DVB、ATSC）中信号的编码和传输方式。 先进信号处理技术： MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 技术： 如何利用多天线来提高信号的传输速率和可靠性。我们将解释MIMO如何通过空间分集和空间复用来“玩转”信号。 软件定义无线电 (SDR)： 介绍SDR如何将硬件功能用软件实现，从而实现更灵活、可重构的信号处理。 认知信号处理（本章为引子，为后续深入探讨打下基础）： 简要介绍认知信号处理的基本思想，即信号处理系统如何感知、学习并自主地调整其行为，以优化通信性能。例如，在复杂的频谱环境中，认知信号处理可以帮助通信设备动态地选择最优的频段进行通信。 六、 结论：信号艺术的未来展望 本书的最后，我们将对信号的艺术进行总结，并展望未来的发展方向。随着5G、6G等新一代通信技术的不断发展，以及物联网、人工智能等新兴技术的兴起，对信号处理和通信系统的要求将越来越高。 新一代通信技术中的信号挑战： 探讨更高频率（毫米波、太赫兹）的信号特性，更复杂的调制解调方案，以及对低延迟、海量连接的需求对信号处理提出的新课题。 信号与人工智能的融合： 展望人工智能在信号处理中的作用，例如利用深度学习进行信道估计、信号检测、干扰抑制等，以及AI驱动的通信系统如何实现更智能的频谱共享和资源管理。 信号的普及与教育： 强调理解信号在现代社会的重要性，鼓励更多人学习和掌握信号相关的知识，为通信技术的创新和发展贡献力量。 《信号的艺术》 是一本面向广泛读者的书籍，无论您是通信工程专业的学生，还是对现代通信技术充满好奇的技术爱好者，亦或是希望深入了解信息时代运行机制的普通读者，本书都将为您提供一次深刻而富有启发性的学习体验。我们将剥去复杂的数学公式，专注于信号的“思想”和“逻辑”，让您在轻松愉快的阅读中，掌握信号的精髓，洞见通信的未来。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先吸引我的是它那富有科技感的名字——《认知无线电与认知网络》。对于我这样一个对新鲜事物充满好奇的普通读者来说，“认知”这个词充满了想象空间。它不仅仅是简单的“智能”，更像是一种能够主动感知、学习和决策的能力。我一直觉得，传统的无线通信在面对日益复杂和动态变化的环境时，显得有些力不从心。这本书的书名似乎预示着一种革命性的突破，让无线电设备不再是被动地接受指令，而是能够像人类一样，对周围的环境进行“思考”。我设想，在这种“认知”能力的驱动下，无线电的利用效率将得到极大的提升，设备能够根据实际需求，动态地调整工作参数，甚至是在没有预设的情况下，找到最优的通信路径和频谱资源。这对于解决当前无线通信中的拥堵和干扰问题，无疑是一个巨大的福音。而“认知网络”的概念，则将这种智能化的理念进一步升华。我理解这不仅仅是单个设备的智能，而是整个通信网络的集体智慧。这本书很可能在探讨，如何构建一个能够自我组织、自我优化、自我修复的智能网络，让信息传输更加顺畅，网络性能更加稳定。我非常期待书中能够具体地描绘出，这种“认知”能力是如何实现的，涉及到哪些核心技术和算法，以及它将如何彻底改变我们的通信体验，让生活变得更加便捷和高效。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字《认知无线电与认知网络》让我立刻联想到了一种能够“自己学习”、“自己进化”的通信技术。作为一个对未来科技充满好奇心的读者，我对“认知”这个词本身就充满了想象。它意味着，无线通信系统不再是被动地执行预设指令，而是能够主动地感知周围环境，学习通信规律，并根据实际情况做出最优决策。我非常好奇，这本书会如何解释这种“认知”能力是如何在无线电设备中实现的，它是否涉及到某种形式的人工智能，让设备能够像人类一样“思考”和“判断”？我设想，一旦无线电具备了这种“认知”能力，那么通信的效率和鲁棒性将得到极大的提升。比如，在信号复杂多变的区域，认知无线电能够智能地选择最佳的通信频段和调制方式，有效避免干扰，保证通信的顺畅。而“认知网络”这个概念，更是将这种智能化的趋势推向了一个全新的高度。它暗示着，未来的通信网络将不再是静态的、由人工配置的系统，而是一个动态的、能够自我组织、自我优化的智能集合体。我期待书中能够详细介绍，这种“认知网络”是如何构建的，它的节点之间如何进行“交流”和“协作”，又将如何实现整体网络性能的飞跃，为我们带来更快速、更稳定、更智能的通信体验，甚至催生出全新的应用场景，彻底改变我们的生活方式。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《认知无线电与认知网络》给我一种沉浸式的科技体验感。我一直对那些能够“自主思考”的技术充满浓厚的兴趣，而“认知”这个词恰恰捕捉到了这种精髓。在我的想象中，这本书不仅仅是关于技术理论的堆砌，更像是为你打开了一扇通往未来通信世界的大门。我期待书中能够描绘出，在“认知”的加持下，无线电通信将如何摆脱传统的局限，变得更加灵活和智能化。例如，它可能会讨论如何让无线设备在复杂的电磁环境中，像一个经验丰富的棋手一样，精准地判断局势，并做出最优的频谱利用决策，避免信号干扰，提高频谱效率。这种“主动适应”的能力，对于如今爆炸式增长的无线数据需求来说，简直是雪中送炭。而“认知网络”的概念，更是将这种智能化的趋势推向了极致。它暗示着一个由具备“思考”能力的无线节点组成的智能网络，这些节点不再是孤立的个体，而是能够通过相互协作，实现全局优化。我很好奇，这种网络是如何做到“集体智慧”的，它会涉及哪些复杂的协同机制和分布式学习算法？我希望能从中看到，未来网络能够如何实现更低的延迟、更高的吞吐量，甚至能够预测并主动规避潜在的网络拥堵。这本书似乎承诺着，我们将进入一个通信“无处不在”、“无处不智”的新时代，我迫切想知道，这个新时代究竟会是怎样的景象。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透露着一股神秘和前沿的气息，让人忍不住想一探究竟。作为一个对未来通信技术充满好奇心的普通读者，我一直对“智能”和“无线”这两个词组合在一起产生的可能性感到着迷。虽然我并非通信领域的专业人士，但书名中的“认知”二字，让我联想到那种能够像人一样思考、学习和适应的无线电通信系统，这无疑是一种颠覆性的想象。我脑海中浮现出的是，未来的无线设备不再是被动地接收和发送信号，而是能够主动地感知周围的环境，比如信号的拥挤程度、可用频谱资源，甚至是用户的需求，然后像一个聪明的“大脑”一样，动态地调整自己的工作模式，以达到最优的通信效果。这种“认知”能力，是否意味着无线通信将变得更加高效、可靠，并且能够更好地适应日益增长的无线设备连接需求？我非常期待书中能够详细阐述这种“认知”能力的具体实现方式，比如它会涉及到哪些先进的算法和技术，又是如何让无线设备具备这种“学习”和“决策”的能力的。同时，“网络”这个词的加入，则将这种“认知”能力提升到了一个更高的维度，不再是单个设备的孤立智能，而是整个网络系统的协同智能。想象一下，一个由无数个“认知”无线设备组成的网络，它们能够相互协作，共同优化整个网络的性能，这无疑是下一代通信网络的蓝图。我渴望了解，这种“认知网络”将如何改变我们的生活，例如在物联网、自动驾驶、智慧城市等领域的应用前景，以及它将带来哪些意想不到的便利和创新。

评分☆☆☆☆☆

读到《认知无线电与认知网络》这个书名，我脑海里立刻勾勒出一幅未来通信的宏大图景。作为一个对技术前沿充满向往的普通人，我一直对那些能够“自主思考”的技术充满浓厚兴趣。“认知”这个词，在我看来，不仅仅是简单的智能化，而是一种更高层次的智能，一种能够像人类一样去感知、去学习、去决策的能力。我期待这本书能够深入浅出地阐述，这种“认知”能力将如何彻底改变传统的无线电通信。想象一下，未来的无线设备不再是僵化的程序，而是拥有“生命力”的智能体，它们能够主动地“观察”周围的电磁环境，识别潜在的干扰源，并灵活地调整自身的通信策略，以确保信息传输的稳定和高效。这对于缓解当前频谱资源紧张、网络拥堵等问题，无疑具有划时代的意义。更让我着迷的是“认知网络”这个概念。它意味着，我们即将进入一个由无数个“认知”单元组成的协同工作系统，这些单元不再是各自为战，而是能够通过“沟通”和“协作”，共同实现整个网络的性能最优化。我迫切想知道，书中是如何描述这种智能网络下的通信模式，它将如何实现前所未有的连接密度、数据速率和可靠性，又会在哪些领域带来颠覆性的应用，比如智能交通、远程医疗，甚至是我们目前还无法想象的全新服务。