随着以机器学习为代表的人工智能技术的普及，无线通信与人工智能的结合愈发紧密。智能通信系统将在6G网络中扮演至关重要的角色，为全覆盖、高速率、低延时的通信需求提供解决方案。《通信网络泛在智能设计》聚焦智能通信研究领域，对无线通信网络空口资源配置和信号处理的泛在智能设计技术进行介绍。《通信网络泛在智能设计》共7章，内容包括现代无线通信系统与人工智能方法介绍、未来无线网络资源的智能优化、多维无线信道的自信息表征与智能处理、MIMO收发机的智能学习、无线设备指纹的解耦表征学习与智能认证，以及无线边缘网络智能。第2～7章均包括了人工智能方法理论、智能化设计方法、算法流程、实例仿真分析以及核心代码(扫描二维码下载)展示说明五个方面的内容。

目录
“智能工程前沿丛书”序
前言
第1章 绪论 1
1.1 现代无线通信系统 1
1.1.1 通信的概念与发展 1
1.1.2 通信系统模型 1
1.2 移动通信技术的演进 2
1.3 移动通信信号处理技术的发展 3
1.4 智能通信技术 4
1.5 本书结构 5
1.6 本章小结 6
第2章 现代人工智能方法 7
2.1 机器学习 7
2.1.1 引言 7
2.1.2 学习范式 10
2.1.3 正则化 15
2.2 计算环境配置.16
2.2.1 MarvelToolbox 安装教程 16
2.2.2 MarvelToolbox 使用说明 17
2.3 深度学习 20
2.3.1 表征提取与学习 21
2.3.2 深度层级特征 24
2.3.3 代码范例 27
2.4 元学习 30
2.4.1 元学*** 30
2.4.2 元学习实现方法 31
2.5 变分自编码器 32
2.5.1 自编码器 32
2.5.2 变分自编码器的构成 33
2.5.3 推断模型与生成模型 34
2.5.4 再参数化 35
2.5.5 目标函数 35
2.5.6 训练过程 36
2.5.7 局限性 37
2.6 生成对抗网络 38
2.6.1 生成对抗网络的构成 38
2.6.2 优化目标 38
2.6.3 训练过程 39
2.6.4 训练稳定性问题与解决方案 40
2.7 本章小结 41
参考文献 41
第3章 未来无线网络资源的智能优化 44
3.1 引言 44
3.2 基于交叉熵学习的网络资源优化 46
3.2.1 交叉熵算法介绍 46
3.2.2 异构网络中的交叉熵算法 48
3.2.3 移动边缘计算网络中的自适应采样交叉熵算法 52
3.2.4 实验分析 59
3.2.5 代码分析 66
3.3 基于深度学习的网络资源优化 72
3.3.1 数据驱动的深度学习介绍 72
3.3.2 模型驱动的分支定界算法介绍 73
3.3.3 基于深度学习的智能分支定界方法 73
3.3.4 实验分析 78
3.3.5 代码分析 82
3.4 本章小结 90
参考文献 90
第4章 多维无线信道的自信息表征与智能处理 92
4.1 引言 92
4.2 无线信道的压缩反馈 93
4.2.1 基于码本的CSI反馈方法 93
4.2.2 基于人工智能的CSI反馈方法 96
4.2.3 基于网络结构改进的智能CSI反馈方法 97
4.2.4 基于轻量化改进的智能CSI反馈方法 99
4.3 无线信道的自信息表征 101
4.3.1 自信息计算 102
4.3.2 自信息删选算法 103
4.4 基于无线信道的自信息CSI压缩反馈 104
4.4.1 IdasNet网络设计 105
4.4.2 实验分析 110
4.4.3 代码分析 112
4.5 基于无线信道的自信息时序CSI压缩反馈 119
4.5.1 SD-CsiNet网络设计 119
4.5.2 实验分析 123
4.5.3 代码分析 125
4.6 本章小结 131
参考文献 132
第5章 MIMO收发机的智能学习 134
5.1 引言 134
5.2 基于模型参数化的智能 MIMO 检测设计 135
5.2.1 **检测算法 135
5.2.2 基于黑盒的深度学习检测 139
5.2.3 基于元学习的智能MIMO检测网络 140
5.2.4 实验分析 144
5.2.5 代码分析 146
5.3 基于模型参数化的智能MIMO预编码设计 149
5.3.1 **的预编码技术 150
5.3.2 基于黑盒神经网络的预编码设计 153
5.3.3 基于可解释神经网络的预编码设计 158
5.3.4 实验分析 161
5.3.5 代码分析 163
5.4 本章小结 167
参考文献 168
第6章 无线设备指纹的解耦表征学习与智能认证 170
6.1 引言.170
6.2 问题描述 172
6.2.1 射频指纹提取 172
6.2.2 开集识别问题 173
6.2.3 评价指标 173
6.3 基于数据与模型双驱动的开集射频指纹提取 174
6.3.1 基于数据与模型驱动的预处理模块设计 174
6.3.2 模型结构设计 176
6.3.3 目标函数与模型训练 178
6.3.4 实验分析 180
6.3.5 代码分析 184
6.4 基于解耦表征的信道鲁棒射频指纹提取 188
6.4.1 研究背景介绍 188
6.4.2 解耦表征学习模块设计 189
6.4.3 射频指纹提取器F(？)的目标函数设计 190
6.4.4 背景提取器 Q(？，n)的目标函数设计 192
6.4.5 信号生成器 G(？，？)的目标函数设计 194
6.4.6 学习算法设计 194
6.4.7 实验分析 196
6.4.8 代码分析 199
6.5 本章小结 206
参考文献 207
第7章 无线边缘网络智能 209
7.1 引言 209
7.2 联邦学习的性能指标和网络要求 211
7.2.1 性能指标 211
7.2.2 网络要求 212
7.3 无线联邦学习的资源优化 213
7.3.1 系统模型 213
7.3.2 优化问题与求解算法 217
7.3.3 实验分析 218
7.3.

**张绪论
　　信息是人类社会重要的生产力要素，它的保存与交换促进了人类社会的发展，延绵了人类文明。在现代社会，信息资源不断被开发和利用，信息技术革命的浪潮此起彼伏，信息技术辅助的应用布满社会的各个角落，因此现代社会也被称为信息社会。信息社会自然离不开信息的传递，而传递信息的方式随着社会生产力的提升和生产要素的丰富得以迅速发展。本章将重点介绍现代无线通信系统、移动通信技术的演进、移动通信信号处理技术的发展及智能通信技术四个方面的内容，以探讨现代信息处理技术。
　　1.1现代无线通信系统
　　1.1.1通信的概念与发展
　　通信是将信息在需求双方间完成传递的过程。通信技术的发展使信息能准确地在不同的时间和空间传递。古代原始的通信是通过视觉、声音和实物书信直接传递信息的，诸如烽火台、驿站、飞鸽传书。现代通信则利用现代科学技术手段，以无线电和光等为载体，缩短了信息传递的时间，拉近了可靠信息交换的距离，深刻地改变了人类社会的生产、生活方式。
　　现代通信技术的发展可以追溯到电通信阶段：1837年莫尔斯发明了电报机；1876年贝尔发明了有线电话机；1895年，马可尼发明了无线电报技术，标志着无线电通信发展阶段的到来。如今，通信系统和通信组网技术的不断发展使通信进入电子信息通信阶段。通信系统模拟化、数字化、智能化以及网络程控交换、接入网与接入技术等方面成为现代通信领域研究的重点，通信技术的蓬勃发展给人类经济和社会带来深刻的影响。
　　1.1.2通信系统模型
　　一个完整的通信系统通常由信源、信道和信宿三部分组成。信源负责将信息以文字、语音、图像或视频等形式转换为电信号，信宿则在接收端完成相反的操作，从电信号中恢复出原始信号。信号经过发送设备处理后送入信道，信道可以是有线电缆信道、光纤信道和无线电磁信道等传输媒介。在信道中传输时，发送信号会受到噪声和信号衰减失真等影响，因此接收设备的设计应尽可能消除信道给信号带来的干扰与失真。传输的信号通常被分为连续取值的模拟信号和离散取值的数字信号。相应地，通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。
　　模拟通信系统以模拟调制和解调来实现发送设备处和接收设备处的功能，其目的是在接收端无失真地恢复出传输的连续信号波形。而数字通信系统通常将传输信号以二进制数字形式表示，其目的是在接收端准确地恢复出传输的二进制数字流。数字通信系统的发送设备通常包含信源编码、信道编码和信号调制等模块。信源编码的功能是将原始模拟信号转化为数字信号，并以设定的转换精度实现数字化表示，减少信号中的冗余，降低码元速率，提高系统传输的有效性。信道编码在数字信号中引入一定冗余，以对抗信道中的干扰和失真等影响，提高系统传输的可靠性。信号调制的功能是将基带数字信号转换为适应于信道特性的频带信号，提髙信号在信道中的传输效率。接收设备依次完成解调、信道解码和信源解码等逆向操作，以恢复原始信号。随着计算机技术、集成电路技术及数字信号处理技术的飞速发展，数字通信已成为主流通信系统的实现方式，并将在全球数字化发展进程中大放异彩。
　　1.2移动通信技术的演进
　　移动通信是一种在移动体间进行的通信，其特点是信息传递时存在移动的参与方。作为现代通信中发展*快的通信方式，移动通信自20世纪80年代制定**代移动通信技术(1st generation of mobile communications technology，1G）以来，相继经过了2G、3G、4G、5G的发展，目前处于5G的部署应用阶段，6G的研究正如火如荼地展开。下面将简要介绍历代移动通信技术的传输媒介、资源维度、应用业务和网络覆盖四个方面。
　　1G选用800/900MHz频段附近的长波无线电作为传输媒介，采用模拟调制技术与频分复用技术，将模拟信号转换到载波电磁波上进行传输。其采用的模拟信号传输存在系统容量受限、信号易受干扰等问题，导致其网络覆盖范围受限，主要支持音频、电话等低速率语音业务。2G以数字传输技术为核心，采用1.85GHz频段周围的分米波无线电作为传输媒介，基于时分复用技术的全球移动通信系统（global system for mobile communications，GSM）成为当时风靡全球的移动通信制式。其与1G相比增加了数据传输的服务，业务扩展为语音和短信服务。自2G开始，通信系统的网络覆盖范围目标变成全球人口。3G主要选用3GHz以下频段的分米波无线电作为传输媒介，采用时频资源耦合的码分多址技术。它大幅地提高了数据传输速度，并结合了无线通信与互联网等多媒体通信，全面支持多样化的数据服务。4G转向3GHz频段以上的厘米波无线电，并采用正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）技术和
　　1.3移动通信信号处理技术的发展
　　多输人多输出（multiple-input multiple-output，MIMO）技术，这提高了频率维度的利用效率和系统容量。4G系统推出互联网协议(internet protocol