【摘要】本文分析了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)理論體系中的環(huán)境感知、數(shù)據(jù)挖掘、智能決策與網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)配置存在緊密的內(nèi)在邏輯性。提出了基于OSI的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)分層行為模型，在傳統(tǒng)分層網(wǎng)絡(luò)的每一層引入反饋環(huán)，使各層具有認(rèn)知功能。

【關(guān)鍵詞】認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)；行為模型；理論體系

1.基本概念

認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)能夠感知外部環(huán)境，通過對外部環(huán)境的理解與學(xué)習(xí)，實(shí)時(shí)調(diào)整通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部配置，智能地適應(yīng)外部環(huán)境的變化。專用認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)是指通信網(wǎng)絡(luò)能夠感知專用環(huán)境，通過對專用環(huán)境的理解與學(xué)習(xí)，實(shí)時(shí)調(diào)整通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部配置，智能地適應(yīng)專用環(huán)境的變化。

2.認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)理論體系

圖1給出了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的理論體系。該理論體系從人類的認(rèn)知特性出發(fā)，以系統(tǒng)工程方法論、信息處理與人工智能為基礎(chǔ)，圍繞認(rèn)知將環(huán)境感知、數(shù)據(jù)挖掘、智能決策與網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)配置緊密有機(jī)地結(jié)合在一起。

在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)理論體系中，環(huán)境感知、數(shù)據(jù)挖掘、智能決策與網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)配置存在緊密的內(nèi)在邏輯性，其關(guān)系如圖2所示。其中，環(huán)境感知包括對無線環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的感知。幾者間的關(guān)系可描述為：環(huán)境感知為數(shù)據(jù)挖掘提供基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)挖掘?yàn)橹悄軟Q策提供依據(jù)；智能決策確定了網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的具體目標(biāo)；網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的實(shí)施使得網(wǎng)絡(luò)能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)環(huán)境。

3.認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)行為模型

傳統(tǒng)的OSI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型是基于分層協(xié)議棧的思想設(shè)計(jì)的，這種分層模型只能通過接口協(xié)議在上下層之間進(jìn)行相互通信。這種單純的上下層交互模式已經(jīng)不能適應(yīng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)對環(huán)境快速感知、智能決策等要求。由于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知特性，需要在傳統(tǒng)分層網(wǎng)絡(luò)的每一層引入反饋環(huán)，使各層具有認(rèn)知功能，能夠從外界環(huán)境中獲得必要的信息，并且各層需要全向的信息傳遞，從而實(shí)現(xiàn)信息橫向、縱向的全交互。圖3以O(shè)SI網(wǎng)絡(luò)分層模型為例，將OODDA環(huán)引入模型的各層，并簡要分析它們在各層的作用和關(guān)鍵技術(shù)。

在物理層引入認(rèn)知過程的目的是對周圍的物理環(huán)境進(jìn)行感知。首先認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)需要對物理環(huán)境進(jìn)行觀察和分析，然后認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)通過對之前的物理環(huán)境信息的收集和整理進(jìn)行定向。在決策階段，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)需要對信道的進(jìn)行確認(rèn)，主要包括信道狀態(tài)估計(jì)和信道容量預(yù)測等。之后，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)根據(jù)之前的決策對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，選擇合適的調(diào)制方式。

數(shù)據(jù)鏈路層認(rèn)知過程的主要目的選擇合適的調(diào)度策略。首先認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)收集鏈路狀態(tài)的信息，進(jìn)而獲得的信息做出決策，確定感知時(shí)間和感知頻率，選擇合適的感知方式和介質(zhì)接入控制方式，決定競爭合作策略和調(diào)度機(jī)制策略等。

網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)知過程的主要目的是獲知周圍的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，選擇最佳的路由策略。首先在觀察過程中，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)需要完成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的收集和進(jìn)行鄰居發(fā)現(xiàn)的工作，從而獲得周圍網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞那闆r以便進(jìn)行定向。在決策階段，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)需要新路由的判據(jù)，確定路由策略及轉(zhuǎn)發(fā)參數(shù)。最后，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)需要更新的路由策略重新設(shè)置路由，并對有效的路由進(jìn)行再學(xué)習(xí)。

應(yīng)用層認(rèn)知過程的目的是更好了解用戶和業(yè)務(wù)的需求，從而更好地提供服務(wù)。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)需要對用戶和業(yè)務(wù)的需求進(jìn)行感知，進(jìn)而確定業(yè)務(wù)類型的歸屬，確定QoS等級(jí)，重新協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)的類型，為業(yè)務(wù)提供安全可靠的服務(wù)。

4.結(jié)論

傳統(tǒng)的分層協(xié)議棧無法靈活地適應(yīng)無線移動(dòng)環(huán)境的變化，信息逐層傳遞的交互模式在很多情況下也已經(jīng)無法滿足環(huán)境高度動(dòng)態(tài)變化的要求。因此為了保證認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的可靠連接和應(yīng)用的順利完成，保證各層之間快速的信息交互，保證認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)有效地進(jìn)行調(diào)整和重配置，在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中引入跨層機(jī)制是十分必要的。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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