【文章內容簡介】 等方面均能滿足認知網絡要求的學習方法。（4）動態(tài)環(huán)境下的認知策略研究面向系統(tǒng)能力和需求，研究在簡單環(huán)境與復雜環(huán)境、即時響應環(huán)境與延時響應環(huán)境、動態(tài)確定響應環(huán)境與模糊響應環(huán)境、多目標多精度響應等不同環(huán)境下的策略準則和機制，以及不同策略準則下的決策手段。 智能的動態(tài)網絡資源管理模型與控制機制研究在感知、學習、推理等智能引擎的支撐下，通過對無線環(huán)境、網絡環(huán)境和用戶環(huán)境的認知，獲得可用的認知資源、頻譜資源限制、網系分布、地理條件等資源，在資源空間內形成矢量資源池。為了實現異構網絡中端到端效能的目標， 利用資源共享博弈等動態(tài)管理和優(yōu)化模型，通過網絡認知單元的信息交互和協調，形成優(yōu)化的資源分配方案和控制方法，實現認知網絡中資源的動態(tài)、智能管理與控制機制。智能的動態(tài)網絡資源管理與控制的研究方案： 1）動態(tài)矢量資源的基本理論和構建方法任何資源和資源需求都可以用廣義矢量資源空間網格中的一個矢量來表示。依據資源分布，建立資源使用約束條件，將資源矢量劃分為可用資源矢量、己用資源矢量和禁用資源矢量。資源使用的決策實際上就可轉化為可用資源矢量和資源需求矢量匹配的過程。 在這種思想的指導下，根據不完整、不一致和不確定的資源信息，利用廣義矢量資源空間網格，實現資源特征信息的識別、匯聚、組織、描述，建立認知無線網絡統(tǒng)一的資源特征描述和表達方法。2）認知無線網絡資源動態(tài)管控理論為了實現網絡資源的有序和優(yōu)化共用，面向異構無線網絡資源按需獲取的目標，建立動態(tài)無線資源智能管控的基本理論。利用認知無線網絡下資源博弈的特點，通過在純策略的模型中引入策略選擇的順序、外生事件概率等多種關鍵因素，擴展博弈理論，形成基于多用戶博弈的動態(tài)資源管理控制機制和方法。為了實現跨網系資源的聯合優(yōu)化共用，需要研究網間無線資源聯合管理的理論與方法。首先根據網間協調使用準則，建立聯合管理目標函數，然后利用動態(tài)門限檢測手段，分析網間資源聯合使用需求，確定聯合管理策略，實現對資源的協調和一體化優(yōu)化利用。將資源使用情況變化、資源的占用和釋放等動態(tài)行為，抽象為資源移動性特征，并對其進行統(tǒng)一的矢量建模，然后建立多個用戶之間“資源移動性”的關系并進行分析，研究“資源移動性”對資源管理的影響，建立多用戶資源管理控制機制和方法。3）認知無線網絡資源動態(tài)分配方法首先，在資源矢量空間，利用神經網絡、博弈論及拓撲演化等技術，對資源使用需求、資源調整需求等進行多粒度的矢量建模，通過可用資源矢量的相關分析，給出可分配資源的預案，進一步考慮端到端效能，通過多目標優(yōu)化，給出資源使用的優(yōu)化分配方法。 基于認知的無線網絡傳輸機制研究基于認知的無線傳輸機制的工作機理，分為自主控制與適變機制和認知傳輸體制兩部分。自主控制與適變機制根據對多域環(huán)境的認知，結合資源管理與配置信息，針對端到端的目標，通過學習和推理，得到匹配網絡模式的最佳傳輸模式，通過與無線傳輸處理進行交互，控制無線傳輸的模式和方法，以匹配網絡模式。認知傳輸體制部分則通過與控制和適變機制部分的交互，利用其獲知多域環(huán)境的認知信息、資源配置信息和端到端效能目標后，得到與認知無線網絡環(huán)境相匹配的最優(yōu)傳輸參數和信息處理模式?；谏鲜龉ぷ鳈C理，研究的方案：以滿足認知無線網絡端到端效能的無線傳輸機制為目標，以認知無線網絡端到端的無線傳輸容量分析和基于認知的無線傳輸的自學習、自推理與自適變機制研究為出發(fā)點，最終獲得逼近網絡傳輸容量的具有自主控制和適變能力的認知無線網絡傳輸機制。研究認知無線網絡的傳輸模型對于揭示其容量隨動態(tài)網絡環(huán)境的變化規(guī)律以及認知對容量的影響和作用都具有重要的意義。通過建立認知無線網絡的異構優(yōu)先級（主次）傳輸模型和對等共存?zhèn)鬏斈Ｐ?，利用網絡信息論中關于干擾信道理論、具有信道邊信息（side information）的信道容量理論以及現有無線網絡容量理論，在完全認知和不完全認知的條件下，得出認知無線網絡端到端傳輸的容量并獲得逼近該容量的傳輸體制設計準則?；趥鬏斎萘康难芯拷Y果和逼近容量的傳輸體制的設計原則，研究適合于認知無線網絡的新型傳輸方法，主要包括：1）支持空間頻譜共享的傳輸信號設計：由于認知無線傳輸鏈路在頻譜共享的條件下實際上可以等效為收發(fā)狀態(tài)不完全一致且譜受限的隨機波形信道，因此必須在譜受限和次優(yōu)先級限制條件下，最優(yōu)地設計能滿足網絡干擾約束、并支持認知無線網絡多用戶接入并易于自主接收和分離的認知傳輸信號，從而實現真正的共享傳輸；2）機會式干擾抵消（OIC）：為實現異構網絡之間的頻譜共享，認知無線網絡可以在無線環(huán)境感知和自主學習的基礎上根據主網絡信號的各種特征來自主地擇機抵消其干擾，從而實現自身的最佳傳輸。這是多用戶信息論中強干擾信道有關理論在認知無線環(huán)境中的絕妙運用。3）認知多天線與認知多波束成形（Cognitive Beamforming）：多天線作為寬帶無線通信系統(tǒng)中容量增強的主要手段，在認知的條件下卻受到極大的限制，即除發(fā)送功率約束之外，還受到由主網絡所決定的干擾功率約束，只有充分考慮上述兩種約束才可能最佳空時傳輸模式。作為利用多天線提高頻譜共享效率的新型手段，認知多波束成形在動態(tài)跟蹤主用戶的干擾特征的基礎上，機會式地采用正交或者空間譜受限的波束來進行傳輸，從而顯著增加空間頻譜共享的效率和自由度。 另一方面，基于認知的無線傳輸自主學習、自推理、自適變機制，研究無線傳輸與網絡模式匹配的自主適變機制和方法。從馬爾可夫決策過程和博弈論出發(fā)，完成局部區(qū)域的無線傳輸資源動態(tài)集構建，并在局部信息條件下，運用非完全信息的合作博弈方法完成網絡所需無線傳輸資源子集的動態(tài)選擇與組合，為網元間傳輸提供最優(yōu)化無線傳輸資源，解決無線傳輸資源的自主控制問題。在異構網絡融合的場景中，采用允許非互易協同（nonreciprocal cooperation），基于非合作博弈理論，研究并建立自主傳輸的效用函數模型，通過理性用戶的本地決策，決定參與傳輸的活動節(jié)點集合。在對認知無線環(huán)境、網絡環(huán)境和用戶環(huán)境的認知并智能決策后，需要利用重構機理，執(zhí)行接收到的策略信息并作用于環(huán)境。這一過程的實現是提升端到端效能的重要途徑。認知無線網絡中的端到端重構機理研究在多域認知的基礎上，以端到端效能為目標，形成優(yōu)化的重構方案，實現網絡高效自主適變。端到端重構通過異構無線通信系統(tǒng)中所有相關功能模塊和網元之間的配合與協同，構建重構管理框架，并根據框架中的相關功能模塊設計重構機制。1）構建端到端重構管理框架在認知無線網絡體系結構中建立相應的功能模塊進行重構管理實現端到端重構，其中包括重構策略、重構管理、重構軟件服務等不同的功能模塊。這些功能模塊負責不同網絡域的網元重構行為，通過規(guī)范化的信息交互、協調，并通過認知、學習等過程，形成最佳的重構策略。不同邏輯實體之間需要建立高效的網絡拓撲以及靈活的網絡部署和規(guī)劃，并設計標準化的接口、協議、流程，進而能夠實現整體網絡和終端的重構管理與控制。所有邏輯實體以及它們之間的相互對應關系、接口協議、信令流程等構成了端到端重構管理平臺。為了能夠實現自主端到端重構，各網絡協同工作，形成有機的整體。因此，本課題將自主控制引入到端到端重構管理平臺，使其具有開放、靈活的信息交互和共享機制，并具有自主學習和決策能力，進而形成自適應的重構策略，有效控制各網絡域中的重構過程。 2）端到端重構機制首先，利用網絡重構的細粒度構件化方法，分析重構的模式和參數等，并定義一系列通用的構件模塊，將重構對象及其重構行為，包括協議、軟件、模式等，進行模塊化分解。運用軟件系統(tǒng)工程設計思想進行構件功能及粒度的劃分，并使用圖論及方法對構件關系進行抽象和關聯，進而實現高效的重構。其次自主重構要求做到根據不同環(huán)境進行有效的重構，以端到端效能為目標，設計從高層到底層目標策略的智能目標轉化方法，并結合構件化分解方法，形成自主端到端重構功能。此外，需要研究構件模塊的描述方法和度量空間，具體化其構件對重構性能和服務的影響，構造構建模塊的度量矩陣和重構的度量方法。本課題將設計智能檢測和觸發(fā)方法，并基于目標策略的映射和構件模塊度量空間，進行構件模塊的最優(yōu)篩選，建立最優(yōu)的重構方法。提出基于組件的協議拓撲概念，設計具備可重構能力的協議棧，使得協議棧能夠依據業(yè)務環(huán)境和網絡環(huán)境進行自主調整，從而實現異構無線網絡的靈活、高效融合。最后，本課題將定義重構性能能的關鍵指標，如重構構件模塊數量、構件模塊的可重構性、構件模塊的實際匹配程度、重構運行的效果等，設計指標相應的度量空間，研究自主評估機理，進而提高自主重構中的自學習和自優(yōu)化能力。在適變的無線認知網絡總體設計思想下，根據無線認知網絡的基礎理論、無線認知網絡體系結構以及網絡自主傳輸、控制與優(yōu)化的原理和方法，建設認知無線網絡驗證演示平臺，驗證并評估相關理論與關鍵技術。演示平臺的設計以理論分析為依據，通過建模、仿真、分析，首先設計驗證平臺，再針對平臺得到的數據進行再分析和反饋，指導理論研究，重新修正建模與仿真方法，最終完善設計，從而達到有效評估本項目提出的理論、方法與關鍵技術的目標。驗證演示平臺從功能上由4部分組成，1）認知無線網絡體系結構的驗證與演示。實現認知無線網絡功能實體，認知平面、網絡業(yè)務平面和控制平面的接口，實現各平面協議及信息交互，達到認知與控制功能的分離，從原理上演示與驗證基于多平面的、滿足適變性的認知網絡運行方式；2）多域信息認知原理、機理和方法的驗證與演示。平臺實現從無線環(huán)境、網絡環(huán)境和用戶環(huán)境對認知信息的獲取、挖掘、組合、分析、推理，最終形成認知流，并對這一認知過程中的基礎理論和關鍵算法進行驗證； 3）認知無線網絡的關鍵技術和方法的驗證與演示。包括動態(tài)組網、拓撲構建、資源分配與管理算法、自主傳輸算法和端到端重構相關算法等，對異構網絡的自主和可重構功能進行驗證。4）平臺在綜合考慮無線環(huán)境、網絡環(huán)境和用戶環(huán)境因素的基礎上，驗證認知網絡評估理論與標準，對網絡性能等進行監(jiān)測與分析，評估網絡端到端效能。驗證演示平臺不僅將驗證演示新型認知網絡的功能，還將演示現有網絡與基于多平面的認知無線網絡的融合關系與及現有網絡向智能化網絡演進的方案，演示系統(tǒng)中網絡包括現有的蜂窩網絡（GSM/GPRS、cdma2000）、城域網絡（WiMax）、短距離無線網絡（）以及未來的具有認知功能的網絡等。終端包括現有的各種網絡制式的終端和基于軟件無線電和認知無線電的可重構終端?，F有網絡可作為虛擬認知網絡的接入部分，通過智能映射機制，分配統(tǒng)一的網絡標識，進行統(tǒng)一地管理與控制，就可以穿越該網絡訪問不同類型的其它網絡，具有較強的適變性，而且還利用對無線環(huán)境、網絡環(huán)境和用戶環(huán)境的認知結果，進一步提高網絡的性能，異構網之間不再是簡單的互聯互通，而是達到高層次、高效率的融合。（1）提出認知和控制信息分離的認知無線網絡結構模型本項目在國內外首次創(chuàng)建了認知平面、業(yè)務平面和控制平面的具有適變特性和端到端重構能力的認知無線網絡體系結構。創(chuàng)新地提出認知和控制分離的設計思想，引入新的認知平面，以及承載認知信息的認知流，建立靈活的邏輯統(tǒng)一網絡框架，增強無線網絡的認知、自主和端到端重構能力，達到有效解決異構網絡融合的目標。（2）提出具有預測推理能力的多域認知理論與方法本項目創(chuàng)新性地提出了具有預測推理能力的多域認知理論與方法。它超越了傳統(tǒng)認知無線電的范疇，提出了一個包括多域本地認知層、多域協同認知層和多域主動認知層的三層認知理論體系框架。有效解決了認知信息的海量攝入、傳遞融合和挖掘利用，實現了由單域認知到多域