认知无线电网络资源分配-博弈模型与性能分析 9787121212420 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐友云 等 著

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• 认知无线电
• 资源分配
• 博弈论
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• 博弈模型

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121212420

商品编码：29607917674

包装：精装

出版时间：2013-10-01

图书基本信息
图书名称	认知无线电网络资源分配-博弈模型与性能分析	作者	徐友云 等
定价	59.00元	出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121212420	出版日期	2013-10-01
字数		页码
版次	1	装帧	精装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

本书主要探讨如何利用博弈论方法解决认知无线电网络的资源分配问题，重点阐述三种典型认知无线电网络应用场景（即中心式、分布式和混合式）的资源分配博弈模型、均衡解及性能分析。章概述认知无线电网络资源分配问题的技术背景；第2章介绍博弈论基础；第3章针对中心式认知无线电网络，给出了认知MIMO博弈预编码、认知MIMO功率控制技术和基于拍卖和契约理论的频谱分配方法及合作频谱接入的问题；第4章针对分布式认知无线电网络，阐述多跳博弈动态频谱分配、多用户协同速率分配、分布式博弈MIMO预编码等；第5章针对混合式认知无线电网络，介绍异构协商式动态频谱接入、多卖家-多买家步进式频谱接入等资源分配方法。

作者简介

徐友云，解放军理工大学通院无线通信教研中心副主任，教授，博士生导师；上海交通大学教授,通信与信息系统专业博士生导师。从事无线移动通信及相关专业方向的专业基础课与专业课的教学工作，主讲的《数字移动通信》被评为获国家精品课程。无线网络多域认知理论体系研究，国家973计划子课题，主参。

目录

编辑推荐

文摘

序言

智能通信时代的无形之手：解析动态频谱共享的奥秘 在信息爆炸的今天，通信的需求呈现出前所未有的增长态势。传统的固定频谱分配模式已显捉襟见肘，无法有效满足日益增长的带宽需求。然而，与此同时，大量的频谱资源却在未被充分利用的时间或空间区域内闲置。如何打破这一资源利用的瓶颈，实现频谱资源的“按需分配”和“高效共享”，已成为通信领域面临的重大挑战。 正是在这样的背景下，认知无线电（Cognitive Radio, CR） 应运而生。它并非一种新的无线通信技术，而是一种更智能、更灵活的频谱利用理念与技术框架。认知无线电的核心在于赋予无线电设备“学习”、“感知”和“决策”的能力，使其能够主动地感知周围的电磁环境，了解频谱的使用情况，并根据实时动态，智能地调整自身的通信参数，从而在不干扰授权用户（Primary Users, PU）的前提下，有效地利用未被占用的频谱资源（Spectrum Holes）。这种“机会主义”的频谱接入方式，为解决频谱短缺问题提供了一条极具潜力的途径。 然而，认知无线电网络的有效运行并非易事。每个认知用户（Cognitive User, CU）都如同一个独立的“经济体”，拥有自身的通信需求和资源限制。它们需要相互协调，决定何时接入频谱、使用何种频率、以多大的功率通信，以及如何与授权用户共存。在这样一个多用户、动态变化的环境中，如何设计一种机制，使得各用户能够理性地、自主地进行资源分配决策，并最终达到整体系统性能的最优，成为了一个复杂的问题。 传统意义上的集中式资源分配方案，在认知无线电网络中往往难以实施。因为在分布式、动态的环境下，集中式控制器可能面临信息过载、通信延迟过大、以及缺乏对局部环境的深入了解等问题。这就迫切需要一种能够充分发挥个体用户自主性和竞争性，并引导其走向集体最优的分配机制。 博弈论（Game Theory），作为研究理性决策者之间互动行为的数学工具，为解决认知无线电网络资源分配的难题提供了强大的理论支撑。在认知无线电网络中，每个认知用户都可以被视为一个博弈参与者，它们的目标是通过最优的资源分配策略来最大化自身的通信效益（例如，吞吐量、频谱接入成功率、能源效率等）。然而，其他用户也会采取类似的策略，因此，一个用户的决策会影响到其他用户的收益。这种相互影响的关系，正是博弈论所关注的核心。 通过引入博弈论的模型，我们可以将复杂的资源分配问题转化为一个抽象的数学博弈。在这个博弈中，频谱资源（频率、时间、功率等）成为参与者争夺的“商品”。每个参与者根据自身对环境的感知和对其他参与者策略的预测，来选择最优的资源分配策略。例如，可以构建以下几种典型的博弈模型： 纳什均衡（Nash Equilibrium）：一种状态，在这种状态下，没有任何一个参与者能够通过单方面改变自己的策略而获得更好的收益。在认知无线电资源分配中，纳什均衡可以描述一种“稳定”的频谱接入和使用状态，虽然它不一定是整体最优的，但它反映了一种自主决策下可能达到的局部最优。 主导策略均衡（Dominant Strategy Equilibrium）：当一个参与者无论其他参与者的策略如何，都存在一个最优策略时，该策略称为主导策略。如果所有参与者都有主导策略，那么这些主导策略组成的策略组合即为主导策略均衡。 进化博弈（Evolutionary Game Theory）：这种模型关注策略的演化和适应性，通过模拟大量参与者在不同策略下的表现，来观察哪些策略能够长期存在并占据优势。在动态变化的认知无线电环境中，进化博弈模型能够更好地刻画用户策略的适应性。 在构建博弈模型时，我们需要仔细定义博弈的要素： 1. 参与者（Players）：即认知无线电网络中的各个认知用户。 2. 策略（Strategies）：每个参与者可以选择的资源分配方案，例如，选择接入某个频率信道、以某个功率级别进行通信、以及分配一定的传输时间等。 3. 收益函数（Payoff Functions）：衡量每个参与者在特定策略组合下所能获得的效益。收益函数的设计至关重要，它需要能够反映认知无线电网络的关键性能指标，如吞吐量、时延、能耗、以及对授权用户的干扰水平等。例如，一个认知用户接入某个信道的收益可能与其获得的带宽、传输速率有关，同时也需要考虑因占用该信道而产生的机会成本（即放弃了使用其他信道的可能性）以及对授权用户的潜在干扰。 通过对这些博弈模型进行分析，我们可以预测在不同场景下，认知无线电网络中资源分配的动态演化过程，以及最终可能达到的稳定状态。例如，我们可以分析： 频谱接入决策：认知用户如何决定何时接入一个频谱空洞，以及如何避免与授权用户发生碰撞。 信道选择：当存在多个频谱空洞时，认知用户如何选择最优的信道来最大化吞吐量或最小化干扰。 功率控制：认知用户如何在满足通信需求的同时，将发射功率控制在最小，以减少对其他用户的干扰。 用户协作：在某些情况下，认知用户之间也可以进行合作，以实现更优的资源分配，例如，通过信息共享来协调频谱接入。 除了博弈模型的设计，对这些模型的性能分析也是至关重要的。这包括： 收敛性分析：分析博弈过程是否能够收敛到纳什均衡或其他稳定状态。 均衡点计算：寻找博弈的纳什均衡点，并分析其性质。 公平性评估：评估不同参与者在博弈过程中获得的资源分配是否公平。 系统效率度量：分析通过博弈模型实现的资源分配策略，对整个认知无线电网络的全局性能（例如，总吞吐量、频谱利用率）带来的影响。 通过深入研究这些博弈模型和性能分析，我们可以为认知无线电网络的实际部署提供重要的理论指导。例如，我们可以设计出更加智能和有效的频谱接入算法，指导认知用户如何根据实际情况做出最优的资源分配决策，从而最大限度地提升频谱利用效率，实现更广泛、更可靠的无线通信服务。 总而言之，认知无线电网络资源分配是一个复杂而充满挑战的领域。博弈论作为一种强大的分析工具，为理解和解决这一问题提供了深刻的视角。通过构建和分析各种博弈模型，我们可以深入洞察用户之间的互动行为，预测资源分配的动态演化，并最终设计出更高效、更智能的频谱共享机制，为构建下一代智能通信网络奠定坚实的基础。这不仅是理论研究的课题，更是推动无线通信技术向前发展，满足人类日益增长的信息需求的必由之路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格相当专业，但又不失严谨。作为一名对网络通信技术充满好奇的学习者，我一直在探索如何更有效地利用有限的无线资源。认知无线电网络的出现，为解决频谱拥堵问题提供了新的思路。这本书深入探讨了认知无线电网络中的资源分配问题，并引入了博弈论这一强大的分析工具。我非常赞赏作者在书中对博弈模型的详细阐述，从基本的参与者、策略空间到支付函数，都进行了清晰的定义和讲解。这些基础概念是理解后续复杂模型的基石。我尤其关注的是如何利用博弈论来建模用户之间的竞争和合作关系，从而实现资源的公平有效分配。书中可能会涉及诸如Stackelberg博弈、主从博弈等更高级的模型，它们在描述不同用户角色和交互方式时具有独特的优势。同时，性能分析部分也让我充满期待。我想了解这些博弈模型在实际应用中能够带来怎样的性能提升，例如在提高数据传输速率、降低网络延迟、优化能源消耗等方面，是否能够取得显著的成效。我希望书中能够提供具体的仿真结果和理论证明，以量化这些博弈模型的优势，并为实际的网络部署提供有力的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，封面上“认知无线电网络资源分配”几个字赫然在目，配以抽象的图形，预示着其研究的深度和技术的复杂性。我之前对认知无线电有一些粗浅的了解，知道它在无线通信领域扮演着越来越重要的角色，尤其是在频谱利用效率方面。这本书的标题直接点明了其核心内容，让我对它充满了好奇。博弈模型和性能分析，这两个词语组合在一起，让我立刻联想到这是一个偏向于理论研究的著作，可能会涉及大量的数学推导和算法设计。我期待它能为我揭示认知无线电网络中资源分配的复杂性，以及如何通过博弈论的视角来优化这些分配策略。例如，在多用户、动态变化的无线环境中，用户之间为了争夺有限的频谱资源，必然会形成一种相互制约、相互影响的关系，而博弈论恰恰是分析这种互动行为的有力工具。我希望这本书能够深入浅出地讲解博弈论在认知无线电资源分配中的应用，从基本的博弈概念讲起，逐步过渡到更复杂的模型，并清晰地阐述这些模型如何指导实际的网络资源调度。同时，性能分析部分也是我非常看重的一点，它应该能够提供量化的指标来评估不同资源分配策略的优劣，例如吞吐量、时延、公平性等等。我希望书中能够提供一些具体的案例分析，展示这些理论在实际场景中的应用效果，这将极大地增强我阅读的价值感。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的理论深度相当可观。博弈论在现代通信领域中的应用日益广泛，而认知无线电网络因其高度的动态性和用户间的相互依赖性，更是博弈论的绝佳应用场景。我一直在寻找一本能够系统性地介绍如何运用博弈模型来解决认知无线电网络资源分配问题的书籍，而这本书似乎正是为此而生。从目录来看，它涵盖了从基础的静态博弈模型到复杂的动态博弈和学习博弈，这让我对作者的构思赞叹不已。我特别期待关于纳什均衡、帕累托最优等概念在资源分配中的具体应用。理解这些概念的内涵，并能将其转化为实际的资源调度算法，是衡量一个研究是否深入的关键。此外，性能分析部分也至关重要。仅仅建立模型是不够的，还需要通过仿真或者理论推导来验证模型的有效性和优越性。我希望书中能够提供详细的性能评估指标，例如用户满意度、网络效率、能源消耗等，并与传统资源分配方法进行对比分析，从而凸显博弈模型在提升网络性能方面的优势。这本书的出现，有望填补我在这一领域知识的空白，并为我提供解决实际问题的理论指导。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书，首先映入眼帘的是序言部分，作者谦虚地介绍了写作的初衷和本书的预期读者。尽管我不是专业的无线通信研究人员，但我对信息技术的热情促使我想要深入了解前沿领域。这本书给我的第一印象是其严谨的学术风格。开篇的引言部分详细阐述了认知无线电网络的发展背景、面临的挑战以及资源分配的重要性，让我对研究的宏观背景有了清晰的认识。接着，书中对相关的基础理论进行了梳理，虽然有些概念对我来说是全新的，但作者的讲解循序渐进，配合图示和定义，使得理解起来并非特别困难。我特别关注了关于频谱感知、频谱共享和频谱决策的部分，这些是认知无线电的核心机制。书中对这些机制的描述，让我对认知无线电如何“智能”地利用频谱有了更直观的理解。我期待后续章节能够进一步探讨，在这些机制的基础上，如何设计有效的资源分配策略，以应对动态变化的无线环境。我希望书中能够提供一些关于资源分配算法的详细介绍，并分析这些算法的复杂度和性能。这本书的出现，为我打开了一扇通往认知无线电资源分配研究领域的大门，我相信通过细致的阅读，我能够获得宝贵的知识和深刻的见解，为我未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从书的整体框架来看，这是一部非常扎实的学术专著。我对认知无线电的兴趣由来已久，尤其是在当下无线通信设备数量激增、频谱资源日益紧张的背景下，如何进行高效的资源分配显得尤为重要。本书以“博弈模型与性能分析”为切入点，预示着它将从理论和实践两个层面深入探讨这一议题。我期待书中能够详细介绍各种经典的博弈论模型，如非合作博弈、合作博弈，以及在认知无线电场景下如何对其进行实例化和应用。例如，如何构建合适的支付函数来反映不同用户的效用，如何求解纳什均衡或者科布-道格拉斯均衡以找到最优的资源分配策略。同时，性能分析部分是我关注的重点。我希望书中能够给出清晰的性能评估框架，并在此框架下对不同博弈模型所对应的资源分配方案进行量化比较。这可能涉及到对吞吐量、公平性、能耗、复杂度等多个维度的分析。我尤其看重书中是否能够提供一些创新性的博弈模型，或者将已有的博弈模型巧妙地应用于解决认知无线电资源分配中的实际难题，例如动态频谱接入、干扰协调、用户分组等。这本书的出版，无疑将为认知无线电领域的研究人员提供重要的理论指导和研究思路。