Designing Software and Cognitive Radios pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Reed, Jeffrey H.

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:

价格:$ 141.25

装帧:

isbn号码:9780470287934

丛书系列:

图书标签:

• 软件设计
• 认知无线电
• 无线通信
• 信号处理
• 嵌入式系统
• 无线电认知
• 软件无线电
• 通信系统
• 无线网络
• 射频电路

智能无线电与认知系统设计 《智能无线电与认知系统设计》一书深入探讨了下一代无线通信的核心理念与实践。本书并非聚焦于特定技术或标准，而是着眼于构建更加智能、灵活、高效的无线系统所面临的根本性挑战和核心设计原则。它为读者提供了一个全面的框架，用于理解和开发能够感知环境、动态调整自身行为，从而优化频谱利用和通信性能的先进无线电系统。 核心理念与驱动力 本书的出发点在于认识到当前无线频谱资源的日益紧张，以及通信环境的复杂多变。传统的固定频谱分配和静态通信协议已无法满足日益增长的数据需求和多样化的应用场景。因此，对无线电进行“智能化”改造，使其具备“认知”能力，成为必然趋势。这种认知能力体现在无线电能够： 感知环境： 实时监测频谱使用情况、信道状态、干扰源以及其他无线设备的活动。 理解环境： 分析感知到的信息，识别当前无线环境的特性、潜在的通信机会和风险。 决策规划： 基于对环境的理解，自主决定最佳的通信策略，包括调整工作频率、传输功率、调制编码方案、波形设计等。 执行与适应： 实施所选的通信策略，并在环境发生变化时，循环往复地进行感知、理解、决策和执行，实现动态的自适应。 这种智能化的设计理念，使得无线电不再是被动地按照预设参数工作，而是能够主动地与环境互动，不断优化自身的通信行为。这对于诸如软件定义无线电（SDR）、认知无线电（CR）、频谱感知网络、动态频谱接入（DSA）等前沿技术的发展至关重要。 关键技术领域与设计方法 本书的探讨将围绕以下几个关键技术领域展开： 1. 信号处理与感知技术： 频谱感知算法： 介绍各种先进的频谱感知技术，包括能量检测、特征检测、协同感知等，并分析它们的优缺点、计算复杂度以及在不同环境下的适用性。重点关注如何提高感知精度、降低虚警率和漏警率，以及如何处理复杂多变的频谱环境（如低信噪比、动态频谱变化）。 信道估计与建模： 深入探讨信道状态信息（CSI）的获取、估计与建模技术。理解信道的时变性和空变性，对于实现有效的自适应通信至关重要。介绍各种信道估计方法，包括最小二乘法、最大似然估计、贝叶斯估计等，以及针对不同信道模型（如瑞利衰落、莱斯衰落、 Nakagami-m 衰落）的建模方法。 干扰检测与抑制： 分析不同类型的干扰（如同频干扰、邻频干扰、外部干扰）的特征，并介绍相应的检测和抑制技术。这可能包括滤波技术、自适应均衡、谱减法等。 2. 机器学习与人工智能在无线通信中的应用： 认知决策的智能驱动： 探索如何利用机器学习和人工智能技术来驱动认知无线电的决策过程。这包括监督学习、无监督学习、强化学习等在频谱接入、功率控制、波形选择等方面的应用。 学习环境模型： 介绍如何利用机器学习模型来学习和预测无线环境的动态变化，例如频谱使用模式、干扰趋势等，从而为更优的通信决策提供依据。 行为优化与策略学习： 重点关注强化学习在优化无线电通信策略方面的潜力。通过与环境的交互，智能体（无线电）能够学习到最优的行为策略，以最大化通信性能指标（如吞吐量、延迟、能耗）。 模式识别与分类： 应用模式识别技术来识别和分类不同的无线信号，从而更准确地理解当前的网络拓扑和通信活动。 3. 软件定义无线电（SDR）架构与实现： SDR平台的设计理念： 探讨SDR的核心优势，即通过软件实现无线电的功能，从而实现高度的灵活性和可重构性。分析SDR架构的关键组件，如数字下变频器（DDC）、数字上变频器（DUC）、现场可编程门阵列（FPGA）和高性能处理器等。 灵活的波形设计与调制解调： 介绍如何利用SDR平台实现各种灵活的波形设计和调制解调方案，以适应不同的通信场景和需求。这包括OFDM、MIMO、认知波形等。 动态协议栈与功能重构： 强调SDR在动态重构协议栈和通信功能方面的能力，这使得无线电能够根据环境和应用需求，在运行时加载和卸载不同的通信功能。 4. 认知无线电（CR）的体系结构与关键技术： CR的生命周期与操作模式： 详细阐述认知无线电的设计模型，包括其感知、分析、决策、行动的闭环过程。介绍不同的CR操作模式，如机会频谱接入、协同频谱共享等。 认知智能引擎的设计： 深入分析实现CR智能决策的核心——认知智能引擎。探讨其内部结构、信息融合机制、决策推理方法以及与SDR平台的协同工作方式。 频谱管理与频谱共享： 重点研究CR在实现高效频谱管理和频谱共享方面的作用。介绍不同的频谱共享模型（如基于数据库、基于干扰图谱、基于协作等），以及CR如何通过主动的感知和动态的接入策略，实现频谱资源的优化利用。 5. 高级主题与未来展望： 分布式认知系统： 探索多个认知无线电协同工作的可能性，形成分布式认知网络，以实现更广泛的覆盖和更强的鲁棒性。 安全与隐私： 讨论认知无线电在安全通信方面的应用，例如通过动态频谱和智能抗干扰技术来提高通信的安全性。同时，也需要关注在信息收集和决策过程中可能出现的隐私问题。 能源效率与可持续性： 探讨如何设计低功耗的认知无线电系统，以满足物联网和移动设备的能源限制。 与新兴技术融合： 展望认知无线电与5G/6G、人工智能、边缘计算、区块链等新兴技术的融合，以及由此带来的全新应用场景和发展机遇。 目标读者与学习收益 本书适合于在无线通信、电子工程、计算机科学等领域有一定基础的研究生、博士生、工程师、研究人员和技术爱好者。通过阅读本书，读者将能够： 建立对智能无线电和认知系统设计的前沿认识。 掌握核心的信号处理、机器学习和SDR技术在无线通信中的应用。 理解认知无线电的体系结构、关键技术和工作原理。 获得设计和实现下一代智能无线通信系统的理论指导和技术参考。 激发在无线通信领域的创新思维，为解决未来无线频谱挑战和技术瓶颈提供思路。 《智能无线电与认知系统设计》旨在提供一个兼具理论深度和实践指导意义的全面指南，帮助读者驾驭复杂多变的无线世界，共同塑造更智能、更高效的未来通信图景。

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