【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 等方面均能滿足認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)要求的學(xué)習(xí)方法。（4）動(dòng)態(tài)環(huán)境下的認(rèn)知策略研究面向系統(tǒng)能力和需求，研究在簡(jiǎn)單環(huán)境與復(fù)雜環(huán)境、即時(shí)響應(yīng)環(huán)境與延時(shí)響應(yīng)環(huán)境、動(dòng)態(tài)確定響應(yīng)環(huán)境與模糊響應(yīng)環(huán)境、多目標(biāo)多精度響應(yīng)等不同環(huán)境下的策略準(zhǔn)則和機(jī)制，以及不同策略準(zhǔn)則下的決策手段。 智能的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)資源管理模型與控制機(jī)制研究在感知、學(xué)習(xí)、推理等智能引擎的支撐下，通過(guò)對(duì)無(wú)線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶環(huán)境的認(rèn)知，獲得可用的認(rèn)知資源、頻譜資源限制、網(wǎng)系分布、地理?xiàng)l件等資源，在資源空間內(nèi)形成矢量資源池。為了實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中端到端效能的目標(biāo)， 利用資源共享博弈等動(dòng)態(tài)管理和優(yōu)化模型，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知單元的信息交互和協(xié)調(diào)，形成優(yōu)化的資源分配方案和控制方法，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中資源的動(dòng)態(tài)、智能管理與控制機(jī)制。智能的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)資源管理與控制的研究方案： 1）動(dòng)態(tài)矢量資源的基本理論和構(gòu)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(wǎng)格中的一個(gè)矢量來(lái)表示。依據(jù)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(shí)際上就可轉(zhuǎn)化為可用資源矢量和資源需求矢量匹配的過(guò)程。 在這種思想的指導(dǎo)下，根據(jù)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(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)資源特征信息的識(shí)別、匯聚、組織、描述，建立認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一的資源特征描述和表達(dá)方法。2）認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)管控理論為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的有序和優(yōu)化共用，面向異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源按需獲取的目標(biāo)，建立動(dòng)態(tài)無(wú)線資源智能管控的基本理論。利用認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下資源博弈的特點(diǎn)，通過(guò)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(guān)鍵因素，擴(kuò)展博弈理論，形成基于多用戶博弈的動(dòng)態(tài)資源管理控制機(jī)制和方法。為了實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)系資源的聯(lián)合優(yōu)化共用，需要研究網(wǎng)間無(wú)線資源聯(lián)合管理的理論與方法。首先根據(jù)網(wǎng)間協(xié)調(diào)使用準(zhǔn)則，建立聯(lián)合管理目標(biāo)函數(shù)，然后利用動(dòng)態(tài)門(mén)限檢測(cè)手段，分析網(wǎng)間資源聯(lián)合使用需求，確定聯(lián)合管理策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的協(xié)調(diào)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(dòng)態(tài)行為，抽象為資源移動(dòng)性特征，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一的矢量建模，然后建立多個(gè)用戶之間“資源移動(dòng)性”的關(guān)系并進(jìn)行分析，研究“資源移動(dòng)性”對(duì)資源管理的影響，建立多用戶資源管理控制機(jī)制和方法。3）認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)分配方法首先，在資源矢量空間，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、博弈論及拓?fù)溲莼燃夹g(shù)，對(duì)資源使用需求、資源調(diào)整需求等進(jìn)行多粒度的矢量建模，通過(guò)可用資源矢量的相關(guān)分析，給出可分配資源的預(yù)案，進(jìn)一步考慮端到端效能，通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化，給出資源使用的優(yōu)化分配方法。 基于認(rèn)知的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制研究基于認(rèn)知的無(wú)線傳輸機(jī)制的工作機(jī)理，分為自主控制與適變機(jī)制和認(rèn)知傳輸體制兩部分。自主控制與適變機(jī)制根據(jù)對(duì)多域環(huán)境的認(rèn)知，結(jié)合資源管理與配置信息，針對(duì)端到端的目標(biāo)，通過(guò)學(xué)習(xí)和推理，得到匹配網(wǎng)絡(luò)模式的最佳傳輸模式，通過(guò)與無(wú)線傳輸處理進(jìn)行交互，控制無(wú)線傳輸?shù)哪Ｊ胶头椒?，以匹配網(wǎng)絡(luò)模式。認(rèn)知傳輸體制部分則通過(guò)與控制和適變機(jī)制部分的交互，利用其獲知多域環(huán)境的認(rèn)知信息、資源配置信息和端到端效能目標(biāo)后，得到與認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相匹配的最優(yōu)傳輸參數(shù)和信息處理模式?；谏鲜龉ぷ鳈C(jī)理，研究的方案：以滿足認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)端到端效能的無(wú)線傳輸機(jī)制為目標(biāo)，以認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)端到端的無(wú)線傳輸容量分析和基于認(rèn)知的無(wú)線傳輸?shù)淖詫W(xué)習(xí)、自推理與自適變機(jī)制研究為出發(fā)點(diǎn)，最終獲得逼近網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的具有自主控制和適變能力的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸機(jī)制。研究認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸模型對(duì)于揭示其容量隨動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化規(guī)律以及認(rèn)知對(duì)容量的影響和作用都具有重要的意義。通過(guò)建立認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)優(yōu)先級(jí)（主次）傳輸模型和對(duì)等共存?zhèn)鬏斈Ｐ?，利用網(wǎng)絡(luò)信息論中關(guān)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(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量理論，在完全認(rèn)知和不完全認(rèn)知的條件下，得出認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)端到端傳輸?shù)娜萘坎@得逼近該容量的傳輸體制設(shè)計(jì)準(zhǔn)則?；趥鬏斎萘康难芯拷Y(jié)果和逼近容量的傳輸體制的設(shè)計(jì)原則，研究適合于認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)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(hào)設(shè)計(jì)：由于認(rèn)知無(wú)線傳輸鏈路在頻譜共享的條件下實(shí)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(jī)波形信道，因此必須在譜受限和次優(yōu)先級(jí)限制條件下，最優(yōu)地設(shè)計(jì)能滿足網(wǎng)絡(luò)干擾約束、并支持認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多用戶接入并易于自主接收和分離的認(rèn)知傳輸信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)真正的共享傳輸；2）機(jī)會(huì)式干擾抵消（OIC）：為實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的頻譜共享，認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以在無(wú)線環(huán)境感知和自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上根據(jù)主網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的各種特征來(lái)自主地?fù)駲C(jī)抵消其干擾，從而實(shí)現(xiàn)自身的最佳傳輸。這是多用戶信息論中強(qiáng)干擾信道有關(guān)理論在認(rèn)知無(wú)線環(huán)境中的絕妙運(yùn)用。3）認(rèn)知多天線與認(rèn)知多波束成形（Cognitive Beamforming）：多天線作為寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中容量增強(qiáng)的主要手段，在認(rèn)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(wǎng)絡(luò)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(shí)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(rèn)知多波束成形在動(dòng)態(tài)跟蹤主用戶的干擾特征的基礎(chǔ)上，機(jī)會(huì)式地采用正交或者空間譜受限的波束來(lái)進(jìn)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(rèn)知的無(wú)線傳輸自主學(xué)習(xí)、自推理、自適變機(jī)制，研究無(wú)線傳輸與網(wǎng)絡(luò)模式匹配的自主適變機(jī)制和方法。從馬爾可夫決策過(guò)程和博弈論出發(fā)，完成局部區(qū)域的無(wú)線傳輸資源動(dòng)態(tài)集構(gòu)建，并在局部信息條件下，運(yùn)用非完全信息的合作博弈方法完成網(wǎng)絡(luò)所需無(wú)線傳輸資源子集的動(dòng)態(tài)選擇與組合，為網(wǎng)元間傳輸提供最優(yōu)化無(wú)線傳輸資源，解決無(wú)線傳輸資源的自主控制問(wèn)題。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的場(chǎng)景中，采用允許非互易協(xié)同（nonreciprocal cooperation），基于非合作博弈理論，研究并建立自主傳輸?shù)男в煤瘮?shù)模型，通過(guò)理性用戶的本地決策，決定參與傳輸?shù)幕顒?dòng)節(jié)點(diǎn)集合。在對(duì)認(rèn)知無(wú)線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶環(huán)境的認(rèn)知并智能決策后，需要利用重構(gòu)機(jī)理，執(zhí)行接收到的策略信息并作用于環(huán)境。這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)是提升端到端效能的重要途徑。認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的端到端重構(gòu)機(jī)理研究在多域認(rèn)知的基礎(chǔ)上，以端到端效能為目標(biāo)，形成優(yōu)化的重構(gòu)方案，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)高效自主適變。端到端重構(gòu)通過(guò)異構(gòu)無(wú)線通信系統(tǒng)中所有相關(guān)功能模塊和網(wǎng)元之間的配合與協(xié)同，構(gòu)建重構(gòu)管理框架，并根據(jù)框架中的相關(guān)功能模塊設(shè)計(jì)重構(gòu)機(jī)制。1）構(gòu)建端到端重構(gòu)管理框架在認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中建立相應(yīng)的功能模塊進(jìn)行重構(gòu)管理實(shí)現(xiàn)端到端重構(gòu)，其中包括重構(gòu)策略、重構(gòu)管理、重構(gòu)軟件服務(wù)等不同的功能模塊。這些功能模塊負(fù)責(zé)不同網(wǎng)絡(luò)域的網(wǎng)元重構(gòu)行為，通過(guò)規(guī)范化的信息交互、協(xié)調(diào)，并通過(guò)認(rèn)知、學(xué)習(xí)等過(guò)程，形成最佳的重構(gòu)策略。不同邏輯實(shí)體之間需要建立高效的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约办`活的網(wǎng)絡(luò)部署和規(guī)劃，并設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的接口、協(xié)議、流程，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)整體網(wǎng)絡(luò)和終端的重構(gòu)管理與控制。所有邏輯實(shí)體以及它們之間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系、接口協(xié)議、信令流程等構(gòu)成了端到端重構(gòu)管理平臺(tái)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)自主端到端重構(gòu)，各網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，形成有機(jī)的整體。因此，本課題將自主控制引入到端到端重構(gòu)管理平臺(tái)，使其具有開(kāi)放、靈活的信息交互和共享機(jī)制，并具有自主學(xué)習(xí)和決策能力，進(jìn)而形成自適應(yīng)的重構(gòu)策略，有效控制各網(wǎng)絡(luò)域中的重構(gòu)過(guò)程。 2）端到端重構(gòu)機(jī)制首先，利用網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的細(xì)粒度構(gòu)件化方法，分析重構(gòu)的模式和參數(shù)等，并定義一系列通用的構(gòu)件模塊，將重構(gòu)對(duì)象及其重構(gòu)行為，包括協(xié)議、軟件、模式等，進(jìn)行模塊化分解。運(yùn)用軟件系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)思想進(jìn)行構(gòu)件功能及粒度的劃分，并使用圖論及方法對(duì)構(gòu)件關(guān)系進(jìn)行抽象和關(guān)聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的重構(gòu)。其次自主重構(gòu)要求做到根據(jù)不同環(huán)境進(jìn)行有效的重構(gòu)，以端到端效能為目標(biāo)，設(shè)計(jì)從高層到底層目標(biāo)策略的智能目標(biāo)轉(zhuǎn)化方法，并結(jié)合構(gòu)件化分解方法，形成自主端到端重構(gòu)功能。此外，需要研究構(gòu)件模塊的描述方法和度量空間，具體化其構(gòu)件對(duì)重構(gòu)性能和服務(wù)的影響，構(gòu)造構(gòu)建模塊的度量矩陣和重構(gòu)的度量方法。本課題將設(shè)計(jì)智能檢測(cè)和觸發(fā)方法，并基于目標(biāo)策略的映射和構(gòu)件模塊度量空間，進(jìn)行構(gòu)件模塊的最優(yōu)篩選，建立最優(yōu)的重構(gòu)方法。提出基于組件的協(xié)議拓?fù)涓拍睿O(shè)計(jì)具備可重構(gòu)能力的協(xié)議棧，使得協(xié)議棧能夠依據(jù)業(yè)務(wù)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行自主調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的靈活、高效融合。最后，本課題將定義重構(gòu)性能能的關(guān)鍵指標(biāo)，如重構(gòu)構(gòu)件模塊數(shù)量、構(gòu)件模塊的可重構(gòu)性、構(gòu)件模塊的實(shí)際匹配程度、重構(gòu)運(yùn)行的效果等，設(shè)計(jì)指標(biāo)相應(yīng)的度量空間，研究自主評(píng)估機(jī)理，進(jìn)而提高自主重構(gòu)中的自學(xué)習(xí)和自優(yōu)化能力。在適變的無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)思想下，根據(jù)無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論、無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)自主傳輸、控制與優(yōu)化的原理和方法，建設(shè)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證演示平臺(tái)，驗(yàn)證并評(píng)估相關(guān)理論與關(guān)鍵技術(shù)。演示平臺(tái)的設(shè)計(jì)以理論分析為依據(jù)，通過(guò)建模、仿真、分析，首先設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺(tái)，再針對(duì)平臺(tái)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行再分析和反饋，指導(dǎo)理論研究，重新修正建模與仿真方法，最終完善設(shè)計(jì)，從而達(dá)到有效評(píng)估本項(xiàng)目提出的理論、方法與關(guān)鍵技術(shù)的目標(biāo)。驗(yàn)證演示平臺(tái)從功能上由4部分組成，1）認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證與演示。實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體，認(rèn)知平面、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平面和控制平面的接口，實(shí)現(xiàn)各平面協(xié)議及信息交互，達(dá)到認(rèn)知與控制功能的分離，從原理上演示與驗(yàn)證基于多平面的、滿足適變性的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式；2）多域信息認(rèn)知原理、機(jī)理和方法的驗(yàn)證與演示。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)從無(wú)線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶環(huán)境對(duì)認(rèn)知信息的獲取、挖掘、組合、分析、推理，最終形成認(rèn)知流，并對(duì)這一認(rèn)知過(guò)程中的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵算法進(jìn)行驗(yàn)證； 3）認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)和方法的驗(yàn)證與演示。包括動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、拓?fù)錁?gòu)建、資源分配與管理算法、自主傳輸算法和端到端重構(gòu)相關(guān)算法等，對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的自主和可重構(gòu)功能進(jìn)行驗(yàn)證。4）平臺(tái)在綜合考慮無(wú)線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶環(huán)境因素的基礎(chǔ)上，驗(yàn)證認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)評(píng)估理論與標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能等進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，評(píng)估網(wǎng)絡(luò)端到端效能。驗(yàn)證演示平臺(tái)不僅將驗(yàn)證演示新型認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的功能，還將演示現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)與基于多平面的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的融合關(guān)系與及現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向智能化網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方案，演示系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)包括現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)（GSM/GPRS、cdma2000）、城域網(wǎng)絡(luò)（WiMax）、短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（）以及未來(lái)的具有認(rèn)知功能的網(wǎng)絡(luò)等。終端包括現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)制式的終端和基于軟件無(wú)線電和認(rèn)知無(wú)線電的可重構(gòu)終端?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)可作為虛擬認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的接入部分，通過(guò)智能映射機(jī)制，分配統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，進(jìn)行統(tǒng)一地管理與控制，就可以穿越該網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)不同類(lèi)型的其它網(wǎng)絡(luò)，具有較強(qiáng)的適變性，而且還利用對(duì)無(wú)線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶環(huán)境的認(rèn)知結(jié)果，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的性能，異構(gòu)網(wǎng)之間不再是簡(jiǎn)單的互聯(lián)互通，而是達(dá)到高層次、高效率的融合。（1）提出認(rèn)知和控制信息分離的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型本項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)外首次創(chuàng)建了認(rèn)知平面、業(yè)務(wù)平面和控制平面的具有適變特性和端到端重構(gòu)能力的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。創(chuàng)新地提出認(rèn)知和控制分離的設(shè)計(jì)思想，引入新的認(rèn)知平面，以及承載認(rèn)知信息的認(rèn)知流，建立靈活的邏輯統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)框架，增強(qiáng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知、自主和端到端重構(gòu)能力，達(dá)到有效解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的目標(biāo)。（2）提出具有預(yù)測(cè)推理能力的多域認(rèn)知理論與方法本項(xiàng)目創(chuàng)新性地提出了具有預(yù)測(cè)推理能力的多域認(rèn)知理論與方法。它超越了傳統(tǒng)認(rèn)知無(wú)線電的范疇，提出了一個(gè)包括多域本地認(rèn)知層、多域協(xié)同認(rèn)知層和多域主動(dòng)認(rèn)知層的三層認(rèn)知理論體系框架。有效解決了認(rèn)知信息的海量攝入、傳遞融合和挖掘利用，實(shí)現(xiàn)了由單域認(rèn)知到多域