無線網(wǎng)絡中的合作原理與應用

前言

　　當今世界是和平發(fā)展與和諧共存的世界，每一事件的發(fā)生都是雙方或多方共同作用的結果，只要雙方或多方采取合作共處的意愿，結果將是雙贏的或者是共贏的。同樣道理，在無線與移動通信領域，合作將是新一代無線通信網(wǎng)絡的重要特征，不僅表現(xiàn)在通信技術層面，也表現(xiàn)在通信網(wǎng)絡中通信個體之間和不同通信群體之間，甚至不同網(wǎng)絡之間。只有這樣，有限的通信資源才能有序合理地被利用，才能最大程度地被共享，合作的雙方或多方才能共贏以獲得好處。　　近年來，合作通信技術以其能提高無線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量、服務質(zhì)量、覆蓋范圍、譜效率和功率效率等優(yōu)勢，使以移動蜂窩網(wǎng)為代表的廣域接入網(wǎng)絡和以Ad Hoc網(wǎng)絡為代表的局域接入網(wǎng)絡開始從共存競爭演變到共存合作的關系。該技術已經(jīng)成為當今通信界的研究熱點之一，相繼占據(jù)各大主流會議（如IEEEICC和Globecom等）和論壇（如wwRF等）的主題，并雨后春筍般地涌現(xiàn)了大量的優(yōu)秀文獻和研究團隊。本書的出版就是全球該領域先驅(qū)們通力合作的結晶，它是第一部詮釋合作通信技術的著作。本書共分兩個主題，第一個主題重點闡述了合作通信技術的基本原理，涵蓋了大量的基本理論觀點，如合作通信的分類（第1章）、合作通信在信息論方面的基本限（第2章）、合作與競爭及認知的關系（第3章）、跨層合作設計（第4章）、合作分集（第6章），以及多路由和多用戶分集（第8章）等，而第二個主題則分別從不同的角度重點描述了合作通信技術的廣泛應用，如編碼傳輸?shù)慕嵌龋ǖ?、16、17和19章）、空域天線的角度（第12、13和20章）、能量節(jié)約的角度（第11和18章）以及可靠與安全性的角度（第10章）。此外，本書還針對合作通信技術在Ad Hoc網(wǎng)（第7章）、認知無線電（第9章）、下一代通信系統(tǒng)4G（第14章）和IEEE 802標準（第15章）等領域的應用做了專題分析。

內(nèi)容概要

近年來，合作通信技術已經(jīng)成為當今通信界的研究熱點之一，而本書是第一部詮釋該技術的著作。本書共分兩個主題，第一個主題重點闡述了合作通信技術的基本原理，涵蓋了大量的基本理論觀點，如合作通信的分類、合作通信在信息論方面的基本限、合作與競爭及認知的關系、跨層合作設計、合作分集以及多路由和多用戶分集等；而第二個主題則分別從不同的角度重點描述了合作通信技術的廣泛應用，如編碼傳輸?shù)慕嵌?、空域天線的角度，能量節(jié)約的角度以及可靠與安全性的角度。此外，本書還針對合作通信技術在Ad Hoc網(wǎng)、下一代通信系統(tǒng)(4G)、IEEE 802標準和認知無線電等領域的應用做了專題分析?！　”緯且徊烤o跟通信技術前沿研究的專業(yè)性著作，主要適于無線通信領域的研究人員和工程技術人員閱讀，也可以作為通信工程及相關專業(yè)的高年級本科生、研究生和教師的專業(yè)性新技術參考書。

作者簡介

Frank H.P.Fitzek，丹麥奧爾堡大學（Aalborg University）的通信技術系副教授，領導未來視頻研究組，他1997年在德國亞?。ˋachen）Heinisch-Westfalische Technische Hochschule（RWTH）技術學院獲得電子工程師學位。因為他在無線CDMA網(wǎng)絡服務品質(zhì)支持方面的研究成果，2002年

書籍目錄

譯者序序一序二致謝前言第1章　自然界與無線通信中的合作　1.1　合作的基本思想　1.2　囚徒困境_　1.3　循環(huán)的囚徒困境　1.4　N個囚徒困境　1.5　合作行為的激勵　1.6　無線通信系統(tǒng)中的合作　1.7　未來無線通信的合作原則　1.8　結論　參考文獻第2章　合作通信　2.1　引言　2.2　中繼技術簡史　2.3　中繼技術的初步認識　2.4　中繼技術：基本限　2.5　基于信息中繼的實用方案　2.6　結論　參考文獻第3章　無線網(wǎng)絡中的合作、競爭與認知　3.1　引言　3.2　合作分集　3.3　合作波束形成　3.4　認知無線電　3.5　總結和評論　參考文獻第4章　跨層設計中的合作技術　4.1　引言　4.2　跨層設計　4.3　無線網(wǎng)絡中的節(jié)點合作　4.4　基于跨層設計的節(jié)點合作　4.5　設計實例　參考文獻第5章　無線網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼技術　5.1　引言　5.2　模型　5.3　分布式隨機網(wǎng)絡編碼　5.4　代價最小化　5.5　展望和結論　參考文獻第6章　合作分集　6.1　引言　6.2　合作分集基礎知識　6.3　當前網(wǎng)絡結構中的合作分集　6.4　討論和展望　參考文獻第7章　AdHoc網(wǎng)絡中的合作　7.1　引言　7.2　多跳的局限性　7.3　頻譜合作　7.4　拓撲感知的AdHoc網(wǎng)絡　7.5　混合網(wǎng)和4G　7.6　討論與總結　參考文獻第8章　多路由和多用戶分集　8.1　引言　8.2　多路由分集和多用戶分集　8.3　基于基礎設施的多跳網(wǎng)絡中支持移動中繼的合作感生多用戶分集路由　8.4　仿真結果　8.5　結論　參考文獻第9章　認知無線電的體系結構第10章　無線合作網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和安全性第11章　合作無線網(wǎng)絡的功率消耗和頻譜使用實例分析第12章　合作天線系統(tǒng)第13章　分布式天線：虛擬天線陣的概念-第14章　4G網(wǎng)絡中的合作第15章　IEEE802無線通信標準中的合作技術：機遇與挑戰(zhàn)第16章　采用多描述編碼的合作通信第17章　合作報頭壓縮第18章　合作無線網(wǎng)絡中的能量感知任務分配第19章　合作編碼及其在OFDM系統(tǒng)中的應用第20章　用于空間信道控制的合作方案詞匯表

章節(jié)摘錄

　　第1章　自然界與無線通信中的合作　　摘要：本章有兩重含義，一個是提供自然界中的合作實例，另一個就是利用這些實例來啟發(fā)無線通信系統(tǒng)中對合作的考慮。自然界已經(jīng)表現(xiàn)出合作物種在許多生態(tài)環(huán)境中的競爭中超過了自私物種。這里期望將合作的方法引入到無所不在的無線通信系統(tǒng)中，而這種系統(tǒng)迄今仍具有自我的特性（或者，至少為不可知的）。即使對于高度集中的系統(tǒng)，諸如蜂窩無線通信網(wǎng)絡，合作以利用低復雜度的終端提供了增長的服務質(zhì)量，充分體現(xiàn)了自身的實力。隨后的各章將針對合作在無線領域中的潛力給出更詳細的描述。而在這里愿意給出第一個原則性的內(nèi)容，以鼓勵這樣的交叉。　　關鍵詞：GSM，納什均衡，巴甫洛夫?qū)W說，囚徒的困境，UMTS，WLAN，吸血蝙蝠，顯式合作和隱式合作，循環(huán)的囚徒困境，多跳，節(jié)省功率，互惠，針鋒相對，無線通信．零博弈　　1.1　合作的基本思想　　本章的最終目的在于推動合作技術在無線通信中的應用。為此，這里將解釋用于討論“合作”的一些術語，并簡單地探討其他學科中的合作問題，當然這個主題在此前已得到了廣泛研究?！　⌒g語“合作”源自拉丁語“co-”和“operare（進行工作）”，因此，它表示“共同工作”的意思。合作是指一組實體共同工作、以實現(xiàn)共同或單個目標的策略。合作背后的主要思想是每個合作實體通過一致的行動都獲得收益。合作可以看做是通過給予、共享或允許做一些事情從而獲得一些好處的行為。人類和動物都廣泛地采用了合作，而這里將不同的合作策略映射到無線通信系統(tǒng)中。雖然術語“合作”能夠用于描述所有參與者所做貢獻的所有關系，而這里傾向于用它來描述所有參與者獲益的限制性問題。如果我們只在簡單共同工作的寬泛意義上來使用它，從文中或明確的陳述中就很明顯了。這種嚴格定義的合作與利他主義是相反的，而后者是指參與者中的一個成員不從互動中獲益以支持其他成員的行為。　　……

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