編輯推薦

　　本書介紹信息與通信技術行業能夠顯著減小能量消耗方麵的新方案，當然也包括電力等其他行業減小能量消耗的方案。本書還介紹瞭該領域專傢的貢獻，主要是麵嚮下一代有綫網絡、下一代無綫網絡和智能電網的綠色通信與網絡領域的當前研究進展。

　　本書還嚮讀者展示瞭通信網絡領域提高能量效率的前沿的算法、協議和網絡結構，闡述瞭綠色通信與網絡的建模、分析、設計、管理和開發，以及綠色通信與網絡算法、協議和體係結構方麵的優化。本書從能量有效的硬件平颱、物理層、組網和應用給齣瞭詳細的實例。書中每一章除瞭列齣瞭有用的參考文獻外，還包括如下內容：

　　提齣一種不降低服務質量的無綫網絡能量消耗小的機製；

　　綜述實用通信網絡的開發進展，包括基礎設施的測量和數據采集監控係統；

　　研究長距離無綫網狀網能量有效的速率適配問題；

　　考慮能量有效的有綫互聯網節點體係結構設計；

　　闡述在尖峰時間IP網絡中減小連接數量的圖論解決方案；

　　總結變長框架係統平均時間優的方法；

　　詳細闡述綠色通信中麵嚮需求的資源交易模型。

　　本書介紹瞭基於光縴連接的功率高效大容量分布式天綫無綫寬帶接入係統的新解決方案、變長框架係統平均時間優方法、智能電網中的需求響應方法、下一代無綫蜂窩網絡發展中的智能電網的動態。

內容簡介

　　本書分為綠色無綫通信與網絡、綠色有綫通信與網絡和智能電網通信與網絡三部分，每一部分又從通信與網絡的建模、分析、設計、管理、開發、算法優化、協議和結構來分析通信與網絡係統的能源效率、中繼技術和跨層設計與優化，進而提高節能技術、降低溫室氣體排放、提高電能效率。同時本書既介紹瞭綠色通信與網絡前沿理論研究進展，又介紹瞭一些實際應用案例。

　　本書既可以作為高等院校電氣工程、通信工程和計算機網絡工程相關專業高年級本科生和研究生的教材和參考書，也可以作為企事業單位從事電氣工程、通信工程、計算機網絡工程和智能電網相關工作的工程師的參考書，還可以作為能源研究者、政策製定者等從事綠色通信與網絡相關工作科技人員的輔導材料。

作者簡介

　　F.Richard Yu，是加拿大渥太華市卡爾頓大學信息技術學院係統和計算機工程係的一名副教授。2003年，他獲得加拿大不列顛哥倫比亞大學電氣工程博士學位。2002~2004年，他參與瞭瑞典隆德愛立信公司的第三代蜂窩網絡的研究和開發工作。2005~2006年，他曾在美國加利福尼亞州的一個創業公司研發無綫通信技術和該領域更為先進的技術。2007年，他加入瞭加拿大渥太華市卡爾頓大學信息技術學院係統和計算機工程係。他的研究方嚮包括跨層設計、安全性以及無綫網絡中服務質量的部署。

　　他分彆獲得瞭2012年的卡爾頓研究成就奬，2011年安大略省的早期研究者奬，2010年的IEEE/IFIP TrustCom貢獻奬，2009年的加拿大創新基金會頒發的領導機會基金奬，2009年IEEE/IFIP TrustCom以及2005年網絡研究國際大會的論文奬。

　　Yu博士是IEEE的高級成員，他同時擔任多個期刊的編委，包括IEEE車輛技術、IEEE通信調查和教程、ACM/Springer無綫網絡、EURASIP無綫通信網絡、點對點模式及傳感器無綫網絡、Wiley安全和通信網絡期刊，以及無綫通信和網絡國際期刊。他還擔任IEEE係統雜誌的智能電網通信係統研究方嚮特刊的客座編輯。他曾擔任眾多會議的技術方案委員會委員，如第13屆IEEE CCNC、2012年INFOCOM�睠CSES、2012年ICC�睪CN、2012年VTC、第11屆Globecom、2011年INFOCOM�睪CN、2010年INFOCOM�睠WCN、2009年IEEE IWCMC、2008年VTC和2007年WIN�睮TS等會議的技術方案委員會共同主席，以及2010年ICST Qshine的齣版主席和2009年ICUMT�睠WCN會議的聯閤主席。

　　Xi Zhang，本科和碩士畢業於中國西安的西安電子科技大學，在賓夕法尼亞州伯利恒利哈伊大學獲得電氣工程和計算機科學的碩士學位，並獲得安娜堡密歇根州立大學電氣工程和計算機科學（電氣工程係統）博士學位。

　　他目前是德剋薩斯農工大學電氣和計算機工程係網絡與信息係統實驗室的副教授和主任。1984~1989年，他任北京信息技術工程學院電氣工程與計算機科學係計算機係統工程部門助理教授和主任。通過中國教育委員會奬學金的資助，他分彆在澳大利亞悉尼科技大學的電氣工程學院和澳大利亞詹姆斯庫剋大學電氣和計算機工程係進行瞭深造。他參與瞭新澤西美利山AT&T;貝爾實驗室網絡和分布式係統研究部門和新澤西弗洛厄姆公園AT&T;實驗室的研究。他發錶瞭200多篇無綫網絡和通信係統、移動計算、網絡協議的設計和建模、統計通信、隨機信號處理、信息論、控製論和係統領域的論文。

　　Zhang博士主要研究移動無綫多播網絡和係統領域，曾獲得2004年美國國傢科學基金奬。他是IEEE通信協會特聘講師。他曾獲得2007年IEEE GLOBECOM、2009年IEEE GLOBECOM和2010年IEEE WCNC論文奬。他在2006年因其研究方麵的優異錶現從德剋薩斯農工大學的工程學院站獲得瞭TEES優 秀青年教師奬。他目前擔任或曾擔任IEEE通信的編輯、IEEE無綫通信的編輯、IEEE車輛技術的副主編、IEEE通信期刊特刊高速車輛的寬帶無綫通信的客座編輯、IEEE通信期刊特刊無綫視頻傳輸的客座編輯、IEEE通信的副主編、IEEE通信雜誌特刊閤作無綫網絡的發展客座編輯、IEEE通信雜誌特刊下一代CDMA與4G無綫應用的OFDMA的客座編輯、

目錄

譯者序
原書前言
關於作者
作者名單
第1部分綠色無綫通信與網絡
第1章應用光縴連接的大規模分布式天綫（BWA�睩MDA）係統的低功耗最後一英裏接入
1.1蜂窩網絡的發展及低功耗考量
1.1.1功耗
1.1.2流量密度
1.1.3設備成本
1.1.4本章的目的與結構
1.2BWA�睩MDA架構
1.2.1RoF解決方案的背景簡介
1.2.2AE
1.2.3光通信媒質
1.2.4中央處理實體
1.3功耗和仿真模型
1.3.1功耗模型
1.3.2信令開銷
1.3.3仿真模型
1.4數值結果
1.4.1頻譜效率［（bit/s）/Hz］
1.4.2能量效率（bit/J）
1.4.3能源效率和頻譜效率之間的權衡
1.5小結
緻謝
參考文獻
第2章具有QoS性能保證的綠色通信無綫網絡資源交易
2.1需求型通信模型
2.2無綫網絡的資源交易
2.2.1無綫資源交易
2.2.2能源與帶寬/延時之間的權衡
2.2.3能量和天綫數量的權衡
2.2.4能量和編碼方案之間的權衡
2.3在蜂窩網絡中使用資源交易的樣本案例研究
2.4在傢庭基站網絡中使用資源交易的樣本案例研究
2.4.1係統模型
2.4.2下行鏈路信道中的能耗模型
2.4.3綠色無綫電的頻譜配置
2.4.4仿真結果和性能分析
2.5小結
參考文獻
第3章蜂窩係統中的綠色中繼技術
3.1簡介
3.2中繼輔助係統的頻譜和能量效率分析
3.2.1係統模型
3.2.2頻譜效率分析
3.2.3能量效率分析
3.2.4觀點與討論
3.3H�睞RQ和H2�睞RQ的中繼
3.3.1H2�睞RQ的中繼策略
3.3.2性能分析
3.3.3觀點與討論
3.4蜂窩網絡中的節能中繼節點
3.4.1蜂窩係統與功耗模型
3.4.2中繼節點的配置優化
3.4.3室外到室內的中繼
3.5小結與展望
參考文獻
第4章綠色無綫通信與網絡的跨層設計和優化
4.1不同層的節能設計
4.1.1節能硬件平颱
4.1.2節能OS
4.1.3節能MAC
4.1.4節能網絡
4.1.5節能應用
4.2能量靜態網絡的跨層優化
4.2.1網絡模型
4.2.2網絡協議
4.3能量動態網絡的跨層設計
4.3.1硬件和通信
4.3.2傳感
參考文獻
第5章遠距離無綫網狀網絡的節能速率自適應
5.1簡介
5.2研究背景：遠距離無綫多跳網絡
5.2.1互連乾擾模型
5.2.22P MAC協議
5.3概述：無綫網絡的速率自適應
5.4ERAA：節能速率自適應算法
5.4.1網絡模型與操作
5.4.2設計概述
5.4.3探測階段
5.4.4自適應階段
5.4.5性能評價
5.5小結
緻謝
附錄
參考文獻
第2部分綠色有綫通信與網絡
第6章用於IP網絡節能的圖論算法
6.1應用於GES的圖論基礎
6.1.1最短路徑樹
6.1.2邊介數
6.1.3代數連接性
6.2ESACON算法
6.3ESTOP算法
6.4EAR算法
6.5GES應用實例
6.6GES算法的行為性能
6.6.1路徑長度增加
6.6.2鏈接切斷的百分率
6.6.3節能
6.6.4對通信量利用的影響
6.7GES算法的應用實踐
6.8小結
參考文獻
第7章高性能路由器體係結構設計
7.1機遇與挑戰
7.2體係結構
7.3綠色通信工程中的能量感知路由器
7.3.1一般問題的形成
7.3.2實際探索法
7.4路由器中的速率自適應處理
7.4.1動態電壓和頻率測量
7.4.2自適應鏈路速率接口
7.4.3多頻尺度原型
7.5路由器功能的高效體係結構
7.5.1路由查找
7.5.2包分類器
7.5.3數據包隊列
7.5.4流量管理器
7.6小結
參考文獻
第8章可再生能源在聚閤光縴網絡和雲端基礎設施的CO2排放的影響
8.1簡介
8.2物理基礎設施的能源消耗模型
8.2.1光網絡元素
8.2.2計算資源的能量消耗模型
8.3能量感知虛擬基礎設施計劃
8.3.1虛擬基礎設施問題的公式
8.4數值結果
8.5小結
緻謝
參考文獻
第9章計算係統的低功率動態調度
9.1帶有處理速度限製的任務調度
9.1.1節能感知處理的例子
9.1.2作為窗口平均比率的時間平均
9.1.3關於窗口平均期望
9.1.4一個任務類型的例子
9.1.5任務調度的綫性分式規劃
9.1.6虛擬隊列
9.1.7漂移加罰比率
9.1.8任務調度算法的性能
9.1.9仿真
9.2通用特徵的優化
9.2.1映射到任務調度的問題
9.2.2常用算法
9.2.3隨機的任務到達和流控製
9.2.4隨機任務調度的仿真與適應性
9.2.5任務調度：擴展與延伸閱讀
9.2.69.2節的練習
9.3對隨機觀察事件做齣反應
9.3.1無綫智能裝置的高效計算和傳輸
9.3.29.3節的練習
9.4小結
附錄有限時間收斂定理
參考文獻
第3部分智能電網通信與網絡
第10章智能電網通信網絡及其應用
10.1簡介
10.2AMI及其應用
10.2.1背景
10.2.2AMI基礎設施
10.2.3AMI基礎設施的標準化
10.2.4先進的DMS應用
10.3SCADA係統——電力公司監測和控製網絡及其應用
10.3.1背景
10.3.2SCADA係統組件
10.3.3SCADA係統中的通信協議
10.3.4配電自動化
10.4小結
參考文獻
第11章智能電網需求響應
11.1需求響應概述
11.1.1需求響應重要性
11.1.2傳統電網的需求響應
11.1.3智能電網新需求
11.2智能電網代錶性的需求響應算法
11.2.1分類
11.2.2用戶利潤優化算法
11.2.3降低電力公司運營成本
11.2.4社會福利最大化
11.3需求響應分析方法總結與未來趨勢
11.4小結
參考文獻
第12章智能電網環境中的綠色無綫蜂窩網絡
12.1簡介
12.2背景
12.2.1綠色無綫蜂窩網絡
12.2.2智能電網
12.3係統模型
12.3.1協同多點傳輸通信
12.3.2蜂窩網絡中的服務阻塞概率模型
12.3.3基站電力消耗模型
12.4問題描述
12.4.1蜂窩網絡水平對策
12.4.2智能電網水平對策
12.5對於提齣的二水平對策的分析
12.5.1蜂窩網絡水平對策的分析
12.5.2智能電網水平對策的分析
12.5.3二水平對策的斯坦科爾伯格均衡的存在性
12.5.4二水平對策的斯坦科爾伯格均衡的唯一性
12.6仿真結果和討論
12.7小結
參考文獻

前言/序言

　　譯者序

　　在能源危機日益嚴重和環境進一步惡化的情況下，各國一方麵越來越注重新能源的研究開發，另一方麵關注如何提高能源的利用效率和保護環境，節約能源、節約資源、保護環境是新一代通信與網絡的重要研究方嚮。從2008年開始綠色通信與網絡成為通信領域的研究熱點，學者和相關行業都在開展綠色通信與網絡的理論和應用研究。本書正好收錄瞭目前重要的研究成果。

　　在本書裏，所涉及領域中頂尖專傢發錶的文章涵蓋瞭不同領域綠色通信與網絡的建模、分析、設計、管理、部署、算法優化、協議和體係結構。尤其是這個主題包含瞭能源效率、資源管理、繼電器技術、跨層設計和優化、速率自適應、圖論方法、路由器體係結構、動態調度、智能電網通信、智能電網中的需求和響應以及在智能電網環境下的無綫網絡。

　　目前我國沒有係統介紹綠色通信與網絡的圖書，高校學生、工程和科研人員難以全麵掌握綠色通信的知識，難以在通信與網絡工程中製定和實施提高電能效率的方案，翻譯齣版本書可以滿足讀者對電能效率相關知識技術的需求。

　　本書第1~5章由閆磊、丁小康、王明枝負責翻譯，第6~12章由闞江明負責翻譯，劉念、詹任棟、鬍昕卉、郝文睿、龐帥、

　　王化、伍宏芳、魏濛濛、趙瑛琦、範磊、劉佳欣、王斕霏、崔鑫彤

　　也參與瞭本書部分內容的翻譯。由於譯者水平有限，錯誤之處在所難免，歡迎廣大同仁批評指正。

　　綠色通信與網絡

　　原 書 前 言

　　原 書 前 言

　　簡介

　　隨著人們對氣候變化、化石燃料價格上漲和能源安全問題擔憂的增加，全世界的企業和政府為開發綠色策略以解決全球氣候變化和降低溫室氣體（GHG）的發展投入瞭巨大的精力。最近，據說僅僅在信息和通信技術（ICT）産業的GHG排放已經等同於整個航空工業的GHG排放。據說一個小的計算機服務器産生的GHG等同於一個運動型多用途汽車（SUV）。再者來說，隨著人們對更高數據速率的追求，ICT産業的能量消耗每年增長瞭16%~20%,並且移動網絡運營商的能量消耗早已經高達年度運營預算的一半。ICT的任務不僅包括減少ICT産業和服務中的排放和節能，也包括降低電力智能電網等其他産業的碳排放。的確，網絡對電力智能電網來說是至關重要的技術，它從始至終的監測、保護、優化相互關聯的部件進行操作，通過雙嚮流動的電和信息來創造自動的、分散式的能量傳遞網絡。

　　在本書裏，所涉及領域中頂尖專傢發錶的文章涵蓋瞭不同領域綠色通信與網絡的建模、分析、設計、管理、部署、算法優化、協議和體係結構。尤其是這個主題包含瞭能源效率、資源管理、繼電器技術、跨層設計和優化、速率自適應、圖論方法、路由器體係結構、動態調度、智能電網通信、智能電網中的需求和響應以及在智能電網環境下的無綫網絡。接下來的內容將對所有的各章進行介紹。

　　第1部分綠色無綫通信與網絡

　　第1章作為本書的首章，由A.Attar, H.Li 和V.C.M.Leung所寫，介紹瞭一個新穎的解決辦法，叫做應用大規模光縴的連接分布式天綫（BWA�睩MDA）的無綫寬帶接入，用以實現最後一英裏的綠色傳輸。BWA�睩MDA體係的優點在於它調度的靈活性，可調控的覆蓋範圍可以從幾米的室內訪問，到若乾英尺的室外通信，還有吞吐量方麵的優越性能和能量效率。此章的重點是和最先進的最後一英裏的接入解決方法相比BWA�睩MDA的節能能力。他們特彆比較瞭幾個最後一英裏解決方案的功耗模型並論證瞭通過集成光導縴維和無綫接入更大功效的訪問解決方案是可以預想的，而這同時也提高瞭網絡的吞吐量。

　　第2章由X.Zhang和W.Cheng編寫，開發瞭一個依據需求的資源交易（DBRT）模型用以綠色通信。他們提齣一種機製：在不危害用戶服務質量（QoS）的情況下，最小化無綫網絡的能源消耗。應用DBRT機製，他們開發瞭一種新型的解決方案——無綫網絡資源貿易。它闡述瞭對於一個給定數量的QoS性能標準、不同無綫資源的貿易關係。根據無綫網絡資源的貿易關係，可能會消耗不同的網絡資源來滿足同一組QoS的性能標準。因此，為瞭在給定QoS中能夠使消耗的資源最小化，他們可能在滿足QoS性能標準的同時，交易其他種類的無綫網絡資源來獲取能量資源。根據已經發展的無綫網絡交易關係，這一章源於最理想的能量頻帶寬度、能量時間、能量空間和能量代碼無綫網絡資源交易關係。

　　兩個事例研究也顯示瞭如何在保證瞭無綫網絡中要求的QoS性能標準時，運用可利用的頻帶寬度或是可接受的延遲界去達到最小的能量消耗。

　　第3章由Y.Qi、F.Héliot、M.A.Imran 和R.Tafazolli編寫，在頻譜效率（SE）和能量效率（EE）方麵分析瞭繼電保護技術鏈接和係統水平。一個徹底詳盡的調查將提供各種各樣的方法在中繼節點（RN）轉發信息，其中包括放大轉發（AF）、譯碼轉發（DF）和壓縮轉發（CF）。其中介紹研究瞭傳統的繼電器保護方案以混閤的方式組閤形成先進的繼電器保護方案來適應不同的信道狀態。而且，繼電器技術與麵嚮數據包的通信傳輸協議和光譜研究相結閤，也提齣瞭能源效率的觀點。最後，此章也解決瞭在先進的無綫蜂窩網絡係統即LTE係統加上實際功耗模型中設計和定位無綫網絡子係統的挑戰。

　　第4章由T.Zhu、S.Xiao和C.Zhou編寫，介紹瞭①能量效率硬件平颱；②能量效率測量和控製；③能量效率網絡；④能量效率應用軟件。除此之外，齣於鏈路層設計的不足，作者介紹瞭在靜態能量低占空比內無綫網絡的跨層最優化。此章還研究瞭在能量動態低占空比無綫網絡的跨層設計。

　　第5章由Z.Zhao、Z.Dou和Y.Shu編寫，研究在長距離無綫網狀（LDmesh）網絡的能量效率速率適配。作者們提齣一種有效的探測算法來獲取幀延遲比（FDR）、接收信號強度指示值（RSSI），包括映射每個比特率。FDR�睷SSI是綫狀的，在一段時間內保持不變以使其用於促進速度選擇。更重要的是，其中基於利用信息路徑損耗信息互惠提齣瞭一個能量效率比率選擇方法。此外，本章提齣瞭一種技術來監測由WiFi外部乾擾引起的FDR�睷SSI失真。仿真結果顯示此次提齣的方案能夠在最小能量消耗下改善鏈接吞吐量效率。

　　第2部分綠色無綫通信與網絡

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　　第1部分和第2部分名稱相同，原書有誤，第2部分應為“綠色有綫通信與網絡”。——譯者注

　　第6章由F.Cuomo、A.Cianfrani和M.Polverini編寫，研究網絡的能源節約。作者提齣圖論的解決方法使IP網絡能源節約的目的被采納。這些意見的普遍觀點是減少環節的數量等，和在非峰值期間用於網絡工作的路由器綫卡。齣於這樣的目的，不同屬性的圖用於網絡模型。通過控製刪除代數連通度中的一些連接的影響，本章提齣的方案源於可關閉的連接列錶。它將代數連通度和邊介數組閤起來，最近的參數允許從僅有極少數路徑通過的網絡圖錶中切下。結果圖代數連 綠色通信與網絡 [Green Communications and Networking] 下載 mobi epub pdf txt 電子書