隨著通信技術不斷發展,可用的頻譜資源越來越緊張。認知無線電的頻譜感知技術和頻譜資源共享策略可以大大提高頻譜使用效率。
《認知物聯網的頻譜感知及資源共享》將認知無線電技術引入物聯網中,研究物聯網如何通過認知無線電技術與現有用戶共享頻譜,研究復雜異構網絡中高效的頻譜感知算法以及頻譜分配算法,以解決物聯網頻譜需求無法滿足的瓶頸問題。
《認知物聯網的頻譜感知及資源共享》主要適用于高等院校通信類專業的研究生、教師,以及相關科研機構的研究人員。
隨著通信業務的不斷擴展,人們對無線通信的需求不斷增加。在當前固定的頻譜分配策略下,可用的頻譜資源越來越緊張,無線電頻譜資源作為一種稀缺資源,已經不能滿足人們對無線帶寬日益增長的需求。認知無線電摒棄以往固定的頻譜分配策略,使用動態的頻譜分配策略,使認知用戶可以在不影響主用戶通信的前提下,使用主用戶的頻段資源,從根本上解決了因頻譜分配制度不合理所導致的頻譜資源緊缺問題,是未來通信發展的必然趨勢。
本書將認知無線電技術引入物聯網中,構建基于認知無線電的物聯網架構,研究物聯網如何通過認知無線電技術與現有授權用戶和其他認知用戶共享頻譜,以解決物聯網頻譜需求無法滿足的瓶頸問題。根據物聯網由于多種業務及網絡類型導致的復雜異構網絡特性,研究復雜異構網絡中高效的頻譜感知算法,及時發現空閑的可用頻譜,并通過合理的頻譜分配算法,在保證用戶主用戶干擾概率、頻譜利用率等要求的前提下,避免同層和跨層間的同頻干擾,滿足用戶需求。針對物聯網中所需信道的特點,研究能夠有效、快速地對多個異構信道進行有效頻譜感知的方法。主要進行以下研究:提出有效吞吐量最大化的基于逐級滿足算法的物聯網異構多信道頻譜感知策略。提出了一種基于遺傳算法的跨層物聯網異構信道頻譜感知策略。針對異構物聯網的多信道頻譜感知問題,提出能效最大化的基于啟發式算法的頻譜感知方法。針對物聯網中對信道需求的特殊性,研究在物聯網復雜的異構網絡結構中如何有效地進行頻譜分配。結合頻譜感知的信息,研究頻譜感知和頻譜分配的聯合調度方法,提出一種認知物聯網中多用戶多信道頻譜感知和信道分配聯合優化算法。將射頻能量收集技術引入到基于認知無線電的物聯網中,提出一種基于遺傳算法的認知物聯網資源優化算法。研究了陰影衰落對能量檢測和匹配濾波器檢測的影響,得出檢測概率和虛警概率的公式。與能量檢測相比,匹配濾波檢測的檢測性能更容易受到陰影衰落的影響。針對無線環境中的惡意用戶攻擊,提出一種基于信任度抵御惡意用戶模擬攻擊的協作頻譜感知算法,與沒有基于信任度算法的傳統協作頻譜感知進行比對,有效抵御了惡意用戶的攻擊。為減輕認知網絡的開銷,提高感知性能,提出基于信噪比比較的協作頻譜感知算法,與傳統的協作式頻譜傳感相比,提出的協作頻譜感知算法的檢測概率更高。
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 總體目標
1.3 主要內容
第2章 基于認知無線電的物聯網頻譜共享方案
2.1 物聯網中的通信技術
2.2 物聯網的頻譜資源使用情況分析
2.3 基于認知無線電的物聯網的實施——以農業物聯網為例
2.3.1 實施方案一
2.3.2 實施方案二
第3章 基于認知無線電的物聯網頻譜感知策略
3.1 有效吞吐量最大化的基于逐級滿足算法的物聯網異構多信道頻譜感知策略
3.1.1 引言
3.1.2 系統模型
3.1.3 基于逐級滿足算法的物聯網頻譜感知策略
3.1.4 仿真結果與分析
3.2 能效最大化的基于遺傳算法的物聯網異構信道頻譜感知策略
3.2.1 引言
3.2.2 系統模型
3.2.3 基于遺傳算法的跨層異構多信道頻譜感知策略
3.2.4 仿真結果與分析
3.3 能效最大化的基于啟發式算法的跨層多信道物聯網頻譜感知策略
3.3.1 系統模型
3.3.2 算法描述
3.3.3 仿真結果與分析
第4章 基于認知無線電的物聯網頻譜分配算法
4.1 引言
4.2 系統模型
4.3 基于粒子群算法的物聯網頻譜分配算法
4.3.1.粒子編碼方案
4.3.2 粒子位置修正
4.3.3 粒子群算法原理
4.3.4 頻譜分配算法流程
4.4 基于遺傳算法的物聯網頻譜分配算法
4.4.1 編碼方案
4.4.2 個體修正
4.4.3 遺傳操作
4.5 仿真分析
第5章 基于射頻能量收集的認知物聯網資源優化算法
5.1 引言
5.2 系統模型
5.3 基于遺傳算法的認知物聯網資源優化算法
5.4 仿真結果與分析
5.4.1 不同方法下的系統能效比較
5.4.2 不同電路損耗下的系統能效比較
5.4.3 不同信道空閑概率下的系統能效比較
……
第6章 基于認知無線電的物聯網頻譜感知和頻譜分配聯合優化
第7章 認知無線電網絡的頻譜感知研究
第8章 認知車聯網的頻譜感知改進算法研究
第9章 基于SWIPT的認知物聯網中吞吐量最大化的多維資源分配算法研究
第10章 無線供電認知混合主-被動通信的吞吐量公平算法研究
第11章 結論
支撐項目
支撐論文
參考文獻