前 言

認知無線電（Cognitive Radio，CR），又被稱為感知無線電，能夠動態(tài)感知周圍無線環(huán)境中的頻譜使用情況，通過重組無線網絡系統(tǒng)框架，使未獲得無線頻譜管理組織授權的用戶具有智能化辨識及使用空閑授權頻譜的能力。因此，認知無線電技術能夠解決無線通信頻譜資源越來越緊缺，以及授權頻段的頻譜利用率較低的現(xiàn)狀。國內外已有的研究成果表明，認知無線電具備極高的頻譜使用效率，代表著未來發(fā)展的新方向，在國際上已經成為研究的熱點。

本書在山東省重點研發(fā)計劃（2017GGX10142）的支持下，針對認知無線網絡中的頻譜感知、動態(tài)頻譜接入及路由算法進行研究。第1章對認知無線網絡進行概述。第2章介紹了認知無線網絡的分布式頻譜感知算法，考慮到移動終端位置對感知結果的影響，設計了評價眾包感知任務效果的函數(shù)；為了完成眾包感知任務分配問題，提出了基于轉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獲取感知信道數(shù)目的頻譜接入算法，次要（非授權）用戶通過交互控制幀的方式競爭接入信道的機會，成功競爭到接入機會的每對次要用戶根據(jù)停止理論選擇最佳數(shù)量的授權信道來感知，此后利用其中的空閑信道通信；同時從理論上計算出次要用戶根據(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網絡的吞吐量。第4章介紹了利用最優(yōu)空閑信道通信并采用信道預留機制的頻譜接入算法，次要用戶根據(jù)授權信道被授權用戶（首要用戶）使用的利用率，選擇在不干擾授權用戶正常使用的情況下一次能傳輸最大業(yè)務量的空閑授權信道通信，同時進行信道預留；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)對多個授權信道的感知結果，選擇信道利用率最低的空閑授權信道組建頻譜樹。為降低單個根節(jié)點的負載，選擇多個能感知相同空閑信道數(shù)量的次要用戶作為根節(jié)點；在樹的形成過程中，由多個根節(jié)點同時發(fā)起形成頻譜樹，因此會形成多棵頻譜樹，實現(xiàn)了將用戶節(jié)點分布于多棵頻譜樹的目的，有效降低了每棵樹的根節(jié)點負載。根據(jù)頻譜樹及基于最小時延的路由度量標準，建立路由以完成次要用戶間的通信，同時提供了快速的路由恢復機制。

限于作者水平，書中難免存在錯誤和疏漏，懇請廣大讀者批評指正。