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A Novel Collaborative Cognitive Dynamic Network Architecture

机译：一种新颖的协同认知动态网络架构

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Increasing mobile data demands in current cellular networks and the proliferation of advanced handheld devices have given rise to a new generation of dynamic network architectures (DNAs). In a DNA, users share their connectivities and act as access points providing Internet connections for others without additional network infrastructure cost. A large number of users and their dynamic connections make DNAs highly adaptive to variations in the network and suitable for low-cost ubiquitous Internet connectivity. In this article, we propose a novel collaborative cognitive DNA (CDNA) that incorporates cognitive capabilities to exploit underutilized spectrum in a more flexible and intelligent way. The design principles of CDNA are perfectly aligned to the functionality requirements of future 5G wireless networks such as energy and spectrum efficiency, scalability, dynamic reconfigurability, support for multihop communications, infrastructure sharing, and multi-operator cooperation. A case study with a new resource allocation problem enabled by CDNA is conducted using matching theory with pricing to illustrate the potential benefits of CDNA for users and operators, tackle user associations for data and spectrum trading with low complexity, and enable self-organizing capabilities. Finally, possible challenges and future research directions are given.
机译：当前蜂窝网络中对移动数据的需求不断增长，以及高级手持设备的激增，催生了新一代的动态网络架构（DNA）。在DNA中，用户共享其连接性，并充当接入点，为其他人提供Internet连接，而无需额外的网络基础结构成本。大量的用户及其动态连接使DNA高度适应网络中的变化，并适合低成本的无处不在的Internet连接。在本文中，我们提出了一种新颖的协作式认知DNA（CDNA），该DNA结合了认知功能，以更灵活，更智能的方式利用未充分利用的频谱。 CDNA的设计原理与未来5G无线网络的功能要求完美契合，例如能量和频谱效率，可伸缩性，动态可重新配置性，对多跳通信的支持，基础架构共享以及多运营商合作。通过使用定价的匹配理论，对带有CDNA的新资源分配问题进行了案例研究，以说明CDNA对用户和运营商的潜在好处，以低复杂度解决用户关联的数据和频谱交易，并实现自组织功能。最后，给出了可能的挑战和未来的研究方向。

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