内容简介
本书围绕智能节点协作在无线通信物理层信号增强中的应用展开系统研究,旨在应对6G演进过程中高能效与高动态环境下的信号传输挑战。全书以从静态到动态、从单节点到多节点、从被动应对到主动协同为主线,构建了完整的技术体系。
在研究内容方面,著作涵盖了静态场景能效优化、动态环境感知与应对、硬件增强技术、低可探测通信机制及空中多智能体协同等核心方向。理论层面提出了数据保密能效模型、有意识监听模型、隐蔽式干扰增强框架与多智能体强化学习协同理论。技术层面发展了SCA-AO混合迭代算法、切换驱动策略、双RIS协同架构、GAN辅助传输方案及MAJDTP协同算法等创新解决方案。
应用验证表明,相关技术在无人机通信、物联网、认知无线电和空中协同等典型场景中表现出显著性能优势,有效提升了信号传输质量和系统鲁棒性。本书结构严谨,内容深入,兼具理论创新性和实践指导性,为通信与信息系统、信号处理等相关领域的研究人员、工程师和高年级学生提供了重要参考,对推动无线通信物理层技术的发展具有积极意义。
目录介绍
第1章概论1
1.1无线通信物理层信号增强技术概述1
1.2资源约束与动态环境下的多目标平衡挑战4
1.3从静态优化到智能协同的技术演进框架7
1.4本书的结构安排10
第2章静态场景的安全增强与能效优化基础13
2.1UAV-MEC系统的安全增强与能效矛盾分析13
2.2数据安全能效(DSEE)量化指标构建15
2.3DSEE最大化问题的分治优化策略20
2.4SCA-AO混合迭代算法的设计与实现23
2.5系统性能仿真验证26
2.6静态假设的局限性与动态需求分析34
本章小结35
第3章动态场景的威胁感知与智能节点切换应对机制36
3.1IoT网络移动窃听者威胁特征分析36
3.2有意识窃听模型(CEM)的构建与验证37
3.3切换驱动的智能节点选择策略设计40
3.4NSEE与HE的协同优化机制43
3.5动态场景性能评估47
3.6从动态抗干扰到隐蔽性需求的演进54
本章小结55
第4章面向双重衰落克服的RIS硬件增强技术57
4.1共生无线电系统的双重衰落效应分析57
4.2基于反射调控的RIS信号增强原理59
4.3双RIS智能协同架构设计61
4.4完美CSI场景下的SDR-MM联合信号优化算法66
4.5不完美CSI场景下的信号安全中断概率分析68
4.6硬件增强方案的性能优势验证70
4.7硬件增强的局限性与隐蔽通信新需求74
本章小结77
第5章对抗智能窃听的隐蔽式干扰增强机制79
5.1协作认知无线电网络中智能窃听者的威胁分析79
5.2隐蔽式干扰增强方案的理论基础与挑战82
5.3自适应干扰增强算法设计83
5.3.1窃听者行为预测模型84
5.3.2干扰增强强度的动态调整策略85
5.3.3算法收敛性分析85
5.4分布式智能节点协作干扰增强机制86
5.4.1多智能节点协作架构设计86
5.4.2干扰增强任务动态分配算法87
5.4.3协作效率优化机制88
5.5干扰增强信号随机化与检测规避策略89
5.5.1信号随机化技术实现89
5.5.2检测规避机制设计90
5.5.3信号增强性能评估方法91
5.6性能分析与仿真验证92
5.7干扰增强的局限性与协作行为隐蔽的深化方向96
本章小结98
第6章主用户通信的行为隐蔽与联合增强设计100
6.1CRN主用户信号传输隐蔽性与增强需求分析101
6.2协作干扰增强与次信号填充的双重信号优化机制102
6.3完美CSI场景下的SINR-DEP约束优化105
6.4不完美CSI场景下的ETT增强优化策略107
6.5隐蔽性与信号传输可靠性的平衡验证111
6.6次用户协作偏差行为的博弈风险分析113
6.7主用户行为隐蔽的实现到次用户自身隐蔽的新矛盾114
本章小结117
第7章次用户角色矛盾下的智能隐蔽传输博弈优化119
7.1CCRN智能节点角色矛盾特征分析119
7.2GAN辅助隐蔽式信号传输增强的理论基础121
7.3GAN-BD算法框架设计123
7.4生成器与判别器的协同训练机制125
7.5算法收敛性分析与性能对比127
7.6节点智能博弈的局限性与系统级多智能体协同展望132
本章小结133
第8章空中高动态场景的多智能体协同信号增强135
8.1UAV空中动态场景信号增强需求分析135
8.2中继-干扰双UAV智能协同信号增强架构设计136
8.3MADDPG算法的基础理论与MAJDTP协同算法的原理138
8.3.1多智能体强化学习基础138
8.3.2MADDPG算法框架解析139
8.3.3MAJDTP协同算法设计与实现140
8.3.4算法收敛性与稳定性分析142
8.4面向最差情况信号速率的奖励函数设计143
8.5UAV轨迹学习与资源协同调整的信号增强机制146
8.6动态场景性能提升验证148
8.6.1完美CSI场景下的性能分析149
8.6.2不完美CSI场景下的增强鲁棒性分析151
8.6.3与基准算法对比分析152
本章小结154
第9章总结与展望155
9.1总结155
9.2展望156
参考文献159