前 言

認(rèn)知無(wú)線電（Cognitive Radio，CR），又被稱為感知無(wú)線電，能夠動(dòng)態(tài)感知周圍無(wú)線環(huán)境中的頻譜使用情況，通過重組無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架，使未獲得無(wú)線頻譜管理組織授權(quán)的用戶具有智能化辨識(shí)及使用空閑授權(quán)頻譜的能力。因此，認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)能夠解決無(wú)線通信頻譜資源越來(lái)越緊缺，以及授權(quán)頻段的頻譜利用率較低的現(xiàn)狀。國(guó)內(nèi)外已有的研究成果表明，認(rèn)知無(wú)線電具備極高的頻譜使用效率，代表著未來(lái)發(fā)展的新方向，在國(guó)際上已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。

本書在山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017GGX10142）的支持下，針對(duì)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知、動(dòng)態(tài)頻譜接入及路由算法進(jìn)行研究。第1章對(duì)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行概述。第2章介紹了認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分布式頻譜感知算法，考慮到移動(dòng)終端位置對(duì)感知結(jié)果的影響，設(shè)計(jì)了評(píng)價(jià)眾包感知任務(wù)效果的函數(shù)；為了完成眾包感知任務(wù)分配問題，提出了基于轉(zhuǎn)移概率的分布式算法，并使用馬爾可夫鏈分析了本書所提出方案的性能。第3章介紹了采用停止理論來(lái)獲取感知信道數(shù)目的頻譜接入算法，次要（非授權(quán)）用戶通過交互控制幀的方式競(jìng)爭(zhēng)接入信道的機(jī)會(huì)，成功競(jìng)爭(zhēng)到接入機(jī)會(huì)的每對(duì)次要用戶根據(jù)停止理論選擇最佳數(shù)量的授權(quán)信道來(lái)感知，此后利用其中的空閑信道通信；同時(shí)從理論上計(jì)算出次要用戶根據(jù)停止理論確定的最佳的連續(xù)信道數(shù)量，以及采用該頻譜接入算法時(shí)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。第4章介紹了利用最優(yōu)空閑信道通信并采用信道預(yù)留機(jī)制的頻譜接入算法，次要用戶根據(jù)授權(quán)信道被授權(quán)用戶（首要用戶）使用的利用率，選擇在不干擾授權(quán)用戶正常使用的情況下一次能傳輸最大業(yè)務(wù)量的空閑授權(quán)信道通信，同時(shí)進(jìn)行信道預(yù)留；該算法還能解決“隱藏”終端和“暴露”終端的問題。第5章介紹了基于頻譜樹的路由算法，次要用戶根據(jù)對(duì)多個(gè)授權(quán)信道的感知結(jié)果，選擇信道利用率最低的空閑授權(quán)信道組建頻譜樹。為降低單個(gè)根節(jié)點(diǎn)的負(fù)載，選擇多個(gè)能感知相同空閑信道數(shù)量的次要用戶作為根節(jié)點(diǎn)；在樹的形成過程中，由多個(gè)根節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)起形成頻譜樹，因此會(huì)形成多棵頻譜樹，實(shí)現(xiàn)了將用戶節(jié)點(diǎn)分布于多棵頻譜樹的目的，有效降低了每棵樹的根節(jié)點(diǎn)負(fù)載。根據(jù)頻譜樹及基于最小時(shí)延的路由度量標(biāo)準(zhǔn)，建立路由以完成次要用戶間的通信，同時(shí)提供了快速的路由恢復(fù)機(jī)制。

限于作者水平，書中難免存在錯(cuò)誤和疏漏，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。