随着通信技术不断发展,可用的频谱资源越来越紧张。认知无线电的频谱感知技术和频谱资源共享策略可以大大提高频谱使用效率。
《认知物联网的频谱感知及资源共享》将认知无线电技术引入物联网中,研究物联网如何通过认知无线电技术与现有用户共享频谱,研究复杂异构网络中高效的频谱感知算法以及频谱分配算法,以解决物联网频谱需求无法满足的瓶颈问题。
《认知物联网的频谱感知及资源共享》主要适用于高等院校通信类专业的研究生、教师,以及相关科研机构的研究人员。
随着通信业务的不断扩展,人们对无线通信的需求不断增加。在当前固定的频谱分配策略下,可用的频谱资源越来越紧张,无线电频谱资源作为一种稀缺资源,已经不能满足人们对无线带宽日益增长的需求。认知无线电摒弃以往固定的频谱分配策略,使用动态的频谱分配策略,使认知用户可以在不影响主用户通信的前提下,使用主用户的频段资源,从根本上解决了因频谱分配制度不合理所导致的频谱资源紧缺问题,是未来通信发展的必然趋势。
本书将认知无线电技术引入物联网中,构建基于认知无线电的物联网架构,研究物联网如何通过认知无线电技术与现有授权用户和其他认知用户共享频谱,以解决物联网频谱需求无法满足的瓶颈问题。根据物联网由于多种业务及网络类型导致的复杂异构网络特性,研究复杂异构网络中高效的频谱感知算法,及时发现空闲的可用频谱,并通过合理的频谱分配算法,在保证用户主用户干扰概率、频谱利用率等要求的前提下,避免同层和跨层间的同频干扰,满足用户需求。针对物联网中所需信道的特点,研究能够有效、快速地对多个异构信道进行有效频谱感知的方法。主要进行以下研究:提出有效吞吐量最大化的基于逐级满足算法的物联网异构多信道频谱感知策略。提出了一种基于遗传算法的跨层物联网异构信道频谱感知策略。针对异构物联网的多信道频谱感知问题,提出能效最大化的基于启发式算法的频谱感知方法。针对物联网中对信道需求的特殊性,研究在物联网复杂的异构网络结构中如何有效地进行频谱分配。结合频谱感知的信息,研究频谱感知和频谱分配的联合调度方法,提出一种认知物联网中多用户多信道频谱感知和信道分配联合优化算法。将射频能量收集技术引入到基于认知无线电的物联网中,提出一种基于遗传算法的认知物联网资源优化算法。研究了阴影衰落对能量检测和匹配滤波器检测的影响,得出检测概率和虚警概率的公式。与能量检测相比,匹配滤波检测的检测性能更容易受到阴影衰落的影响。针对无线环境中的恶意用户攻击,提出一种基于信任度抵御恶意用户模拟攻击的协作频谱感知算法,与没有基于信任度算法的传统协作频谱感知进行比对,有效抵御了恶意用户的攻击。为减轻认知网络的开销,提高感知性能,提出基于信噪比比较的协作频谱感知算法,与传统的协作式频谱传感相比,提出的协作频谱感知算法的检测概率更高。
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 总体目标
1.3 主要内容
第2章 基于认知无线电的物联网频谱共享方案
2.1 物联网中的通信技术
2.2 物联网的频谱资源使用情况分析
2.3 基于认知无线电的物联网的实施——以农业物联网为例
2.3.1 实施方案一
2.3.2 实施方案二
第3章 基于认知无线电的物联网频谱感知策略
3.1 有效吞吐量最大化的基于逐级满足算法的物联网异构多信道频谱感知策略
3.1.1 引言
3.1.2 系统模型
3.1.3 基于逐级满足算法的物联网频谱感知策略
3.1.4 仿真结果与分析
3.2 能效最大化的基于遗传算法的物联网异构信道频谱感知策略
3.2.1 引言
3.2.2 系统模型
3.2.3 基于遗传算法的跨层异构多信道频谱感知策略
3.2.4 仿真结果与分析
3.3 能效最大化的基于启发式算法的跨层多信道物联网频谱感知策略
3.3.1 系统模型
3.3.2 算法描述
3.3.3 仿真结果与分析
第4章 基于认知无线电的物联网频谱分配算法
4.1 引言
4.2 系统模型
4.3 基于粒子群算法的物联网频谱分配算法
4.3.1.粒子编码方案
4.3.2 粒子位置修正
4.3.3 粒子群算法原理
4.3.4 频谱分配算法流程
4.4 基于遗传算法的物联网频谱分配算法
4.4.1 编码方案
4.4.2 个体修正
4.4.3 遗传操作
4.5 仿真分析
第5章 基于射频能量收集的认知物联网资源优化算法
5.1 引言
5.2 系统模型
5.3 基于遗传算法的认知物联网资源优化算法
5.4 仿真结果与分析
5.4.1 不同方法下的系统能效比较
5.4.2 不同电路损耗下的系统能效比较
5.4.3 不同信道空闲概率下的系统能效比较
……
第6章 基于认知无线电的物联网频谱感知和频谱分配联合优化
第7章 认知无线电网络的频谱感知研究
第8章 认知车联网的频谱感知改进算法研究
第9章 基于SWIPT的认知物联网中吞吐量最大化的多维资源分配算法研究
第10章 无线供电认知混合主-被动通信的吞吐量公平算法研究
第11章 结论
支撑项目
支撑论文
参考文献