5G绿色移动通信网络 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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葛晓虎 著

图书标签:

• 5G
• 绿色通信
• 移动通信
• 无线通信
• 网络技术
• 节能减排
• 可持续发展
• 通信工程
• 信息技术
• 绿色能源

店铺： 电子工业出版社官方旗舰店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121299551

商品编码：29531875120

包装：平塑

开本：16

出版时间：2017-01-01

商品参数

读者对象：

    5G移动通信系统标准研发人员，移动通信科研工作者。

内容介绍

内容介绍：

     近年来，移动通信产业发展迅速，移动用户数量激增，移动网络设备大规模布设，随之而来的移动通信的能耗问题日益突出。同时，随着有限频谱资源的日益饱和，移动通信的频谱效率问题日益成为其发展瓶颈。怎样有效突破能效与频谱效率的枷锁，是未来5G移动通信网络发展的关键。本书将着重系统介绍面向5G移动通信网络的能量与频谱优化技术，结合国际学术界与工业界的最新研究成果，对提高网络及通信系统能效与频谱效率的优化技术进行最前沿的系统分析。内容主要包括绿色通信网络概念及应用需求、用户需求与资源管理、网络能效模型及评估、基于服务质量的5G通信系统能效优化、异构多网协同机制、基于用户体验质量和能效的5G通信系统应用等。

目录

目  录

 

第1章  Chapter 1

         5G绿色通信网络概念及应用需求    1

1.1  绪论    2

1.2  绿色通信在国内外的研究现状与趋势    5

1.2.1  基站节能措施    5

1.2.2  基站能耗模型    7

1.2.3  无线异构网络能效研究    9

1.3  蜂窝网物化能耗与整体能效评估    10

1.3.1  基站的能耗组成与评估    11

1.3.2  蜂窝网络整体能效建模及优化    17

1.3.3  蜂窝网物化能耗后续研究    20

1.4  5G绿色通信网络的挑战    21

1.4.1  5G回程网络    21

1.4.2  5G回程网络能效    21

1.5  本章小结    26

1.6  参考文献    27

基  础  篇

第2章  Chapter 2

         面向绿色通信的无线资源管理    33

2.1  绪论    34

2.2  用户业务流量模型    36

2.2.1  数据业务    36

2.2.2  语音业务    39

2.3  辐射能量与干扰模型    42

2.4  基于Bregman非精确过度间距的资源分配    45

2.4.1  问题描述    46

2.4.2  正则拉格朗日对偶方程和?-Excessive Gap光滑技术    47

2.4.3  具有Bregman投影的快速迭代算法    51

2.4.4  异构网络下多服务资源分配问题    57

2.5  本章小结    61

2.6  参考文献    62

第3章  Chapter 3

蜂窝网络能量效率    67

3.1  随机几何理论    68

3.1.1  引言    68

3.1.2  随机点过程    69

3.1.3  随机分割理论    71

3.2  PVT随机蜂窝网能效模型    72

3.2.1  系统模型    72

3.2.2  PVT蜂窝网流量模型与性能分析    74

3.2.3  PVT单天线蜂窝网络能效模型与性能分析    78

3.2.4  PVT多天线蜂窝网络运行功耗模型与性能分析    88

3.3  多天线随机蜂窝网功率优化    102

3.3.1  系统模型    102

3.3.2  多天线蜂窝网能效模型    102

3.4  HCPP随机蜂窝网能效模型    106

3.4.1  系统模型    107

3.4.2  基于HCPP的蜂窝网络干扰模型    108

3.4.3  基于HCPP的MIMO蜂窝网容量模型    112

3.4.4  HCPP蜂窝网络能效模型    116

3.4.5  性能仿真及讨论    116

3.5  本章小结    118

3.6  参考文献    119

第4章  Chapter 4

基于服务质量的移动通信系统能效优化    123

4.1  绪论    124

4.2  误比特率约束条件下的MIMO-OFDM通信系统能效优化    126

4.2.1  MIMO-OFDM通信系统能效模型    126

4.2.2  误比特率约束条件下的通信系统能效优化    128

4.2.3  仿真与性能分析    132

4.3  服务质量统计约束模型及通信系统有效容量    135

4.3.1  QoS统计约束模型    135

4.3.2  通信系统有效容量    136

4.3.3  有效容量性能仿真    137

4.4  基于服务质量的MIMO-OFDM通信系统能效优化    139

4.4.1  系统模型    139

4.4.2  基于有效容量的MIMO-OFDM系统能效模型    140

4.4.3  通信系统能效优化    142

4.4.4  算法设计    144

4.4.5  仿真结果及分析    145

4.5  本章小结    155

4.6  参考文献    156

第5章  Chapter 5

5G异构无线多网的能效协同优化    159

5.1  绪论    160

5.2  异构无线多网能效协同优化架构    161

5.3  异构多网网络与终端的联合能效优化    163

5.3.1  现有网络能效评估指标    163

5.3.2  网络与终端联合考虑的新能效评估指标    165

5.3.3  宏微小区共存场景下的网络能效分析    166

5.4  无线网络虚拟化与软件定义无线网络    174

5.4.1  无线网络虚拟化    175

5.4.2  软件定义无线网络    179

5.5  本章小结    186

5.6  参考文献    186

应  用  篇

第6章  Chapter 6

基于用户体验质量的客户端设计    191

6.1  绪论    192

6.2  相关标准与研究    192

6.2.1  渐进式超文本串流    192

6.2.2  自适应HTTP串流    193

6.2.3  MPEG-DASH    197

6.3  基于用户体验质量的动态自适应串流机制    198

6.3.1  缓冲预存模式    200

6.3.2  实时串流模式    203

6.3.3  动态自适应串流决策    204

6.4  系统设计与实现    204

6.4.1  软硬件平台介绍    204

6.4.2  系统架构与实现流程    222

6.4.3  开发环境    223

6.4.4  安卓应用程序开发环境    228

6.4.5  移植MPEG-DASH至安卓多媒体框架    228

6.5  系统结果分析    230

6.5.1  测试环境    230

6.5.2  串流设备决策机制分析    235

6.5.3  使用者观赏体验分析    239

6.6  结论与未来展望    242

6.7  参考文献    243

第7章  Chapter 7

基于能效增益的安卓平台设计    247

7.1  绪论    248

7.2  H.264视频编译码标准    249

7.2.1  H.264标准介绍    249

7.2.2  H.264双核心并行解码机制    250

7.3  安卓多媒体系统架构    253

7.4  能效增益与动态串流机制    254

7.4.1  影音同步机制设计    254

7.4.2  网络带宽分析    255

7.4.3  实时硬件运算能力分析    256

7.4.4  RTSP与HTTP网络串流    259

7.4.5  动态串流调整机制决策    261

7.5  系统架构与实现流程    265

7.5.1  编译环境    265

7.5.2  基于H.264并行解码的双核心安卓平台    269

7.5.3  安卓应用程序包设计    280

7.6  系统实现结果    284

7.6.1  测试环境与实现分析    284

7.6.2  能效增益分析    286

7.6.3  影音同步机制分析    286

7.6.4  动态串流调整机制分析    288

7.7  结论与未来展望    289

7.8  参考文献    290

5G绿色移动通信网络：构筑可持续发展的信息未来 引言 在信息时代飞速发展的浪潮中，移动通信技术以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。从高清视频的流畅播放，到物联网的广泛应用，再到自动驾驶的雏形显现，5G技术的革新性力量正在重塑我们的世界。然而，伴随着技术的飞跃，其对能源消耗和环境影响的担忧也日益凸显。如何在高效率、大带宽的5G网络建设与可持续发展之间取得平衡，已成为当前全球面临的重要课题。“5G绿色移动通信网络”一书，正是聚焦于这一核心挑战，深入探讨如何构建一个高效、低碳、可持续的5G通信未来。本书并非一本纯粹的技术手册，而是从宏观视角出发，融合了技术、政策、经济和社会多重维度，为理解和实践5G绿色发展提供了一套系统性的解决方案。 第一部分：5G技术革新与绿色挑战 本部分深入剖析了5G技术的核心特征及其带来的能源消耗挑战。 5G技术的核心特征与性能提升： 我们首先回顾了5G相较于前代通信技术的显著优势，包括极高的峰值速率（理论上可达10Gbps，远超4G）、极低的时延（毫秒级，为实时交互应用奠定基础）以及海量的连接数（每平方公里百万级连接，支撑万物互联）。这些特性是实现诸多新兴应用的关键，例如虚拟现实/增强现实（VR/AR）、工业自动化、智慧医疗、自动驾驶等。本书将详细阐述这些技术指标背后的原理，如毫米波（mmWave）的运用、大规模多输入多输出（Massive MIMO）技术、网络切片（Network Slicing）等，并分析这些技术在提升网络性能的同时，如何直接或间接地增加了能源的消耗。 5G网络能耗的“隐形”增长： 尽管5G带来了效率的提升，但其部署密度、更高的处理能力以及支持更多终端的需求，使得整体网络能耗呈现出“隐形”增长的趋势。本书将分解5G网络能耗的主要构成： 基站能耗： 5G基站数量庞大，且采用更多高频段和先进的天线技术，单位基站的功耗相较于4G有所增加。同时，为了保证信号覆盖，密集组网的要求也进一步推高了总体基站能耗。 传输网能耗： 5G带来的海量数据传输对核心网和传输网提出了更高的要求，数据中心的能耗、光纤通信的能源消耗等都会随之增加。 终端设备能耗： 支持5G的智能手机、物联网设备等，为了实现高速率、低时延的连接，其芯片处理能力和射频模块的功耗也相应提升。 数据中心能耗： 5G驱动的云服务、边缘计算等应用，将进一步增加对数据中心的需求，而数据中心是能源消耗的大户。 空调制冷能耗： 随着电子设备处理能力的提升和高密度部署，散热问题日益突出，用于基站和数据中心制冷的能耗也成为重要组成部分。 环境影响与可持续发展的紧迫性： 能源消耗的增加直接关联到碳排放，对全球应对气候变化的目标构成挑战。此外，电子废弃物的产生、稀有金属的开采等，也都是5G发展过程中不可忽视的环境议题。本书将引用最新的研究数据和案例，量化5G网络发展对环境的影响，并强调采取绿色发展策略的紧迫性和必要性。我们将论述，一旦忽视绿色理念，5G技术的高速发展可能成为可持续发展的阻碍，而非推动力。 第二部分：绿色5G的关键技术与策略 本部分是本书的核心内容，深入探讨实现绿色5G的技术路径和实践策略。 站点层面的节能技术： 智能功耗管理： 介绍先进的基站节能技术，如动态频率和带宽选择（DFD/DBW）、基站休眠模式（Sleep Mode）、按需激活（On-Demand Activation）等。这些技术能够根据实时流量需求，动态调整基站的工作状态，在非高峰时段自动进入低功耗模式，显著降低待机功耗。 高效硬件设计： 探讨采用更高能效比的射频前端（RF Front-end）、低功耗芯片组以及高效的电源管理单元（PMU）等。本书将分析不同材料和设计思路在降低功耗方面的优势，以及如何通过集成电路设计优化来减少能量损耗。 绿色天线技术： 介绍低功耗功放（PA）、小型化天线设计以及有源天线系统（AAS）的节能潜力。AAS技术可以通过波束赋形（Beamforming）将能量精准导向用户，减少不必要的能量辐射，从而提高能量效率。 集中化与虚拟化： 分析集中式无线接入网（C-RAN）和分布式单元（DU）/中央单元（CU）架构如何通过资源池化和集中化管理，提高资源利用率，减少重复建设和设备功耗。 网络层面的优化策略： 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）： 阐述SDN和NFV如何赋能网络的高度灵活性和智能化。通过NFV，可以将传统的硬件网络功能迁移到软件层面，运行在通用硬件上，实现资源的动态分配和高效利用，减少硬件冗余，降低能耗。SDN则提供了集中式的网络控制，可以对流量进行更精细的调度和管理，从而优化网络路径，减少不必要的传输和处理。 边缘计算（MEC）的绿色部署： 分析边缘计算如何通过将计算和存储能力部署在网络边缘，靠近用户和数据源，来减少数据中心的长距离传输和集中式处理需求，从而降低整体能耗。本书将探讨MEC在能源效率方面的优势，以及其与云协同的绿色应用场景。 智能路由与负载均衡： 介绍基于AI的智能路由算法，如何根据网络拥塞、能耗模型等因素，动态选择最优路径，避免低效节点，实现网络流量的均衡分布，从而降低整体能耗。 绿色网络切片管理： 探讨如何为不同的网络切片（如eMBB, uRLLC, mMTC）设计不同的能耗策略，实现资源的按需分配和最优能耗配置。 能源供给与回收： 可再生能源的应用： 深入研究如何将太阳能、风能等可再生能源集成到通信基站的供电系统中。本书将介绍光伏基站、风光互补基站的设计理念、技术挑战以及实际应用案例。 储能技术的整合： 讨论电池储能、超级电容器等技术在平滑可再生能源供电波动、提高能源利用率方面的作用。 能量回收与再利用： 探讨热能回收（如从服务器和设备中回收废热用于供暖或制冷）、能量收集（如从无线信号或振动中收集微弱能量）等前沿技术在降低整体能耗方面的潜力。 绿色设计与生命周期管理： 环境友好型设备设计： 关注可回收材料的使用、减少有毒有害物质的含量、模块化设计以方便维修和升级，以及长寿命设计等。 电子废弃物管理： 探讨设备回收、再利用和绿色处置的策略，以及如何构建循环经济模式。 绿色供应链管理： 分析如何从原材料采购、生产制造到运输分销，实现整个供应链的绿色化。 第三部分：绿色5G的政策、经济与社会协同 本部分将从更广阔的视野审视绿色5G的发展，强调跨领域的协同作用。 政策引导与标准制定： 政府的角色： 探讨政府在推动绿色5G发展中的重要作用，包括制定能源效率标准、提供税收优惠和补贴、鼓励绿色技术研发以及纳入碳排放交易体系等。 行业标准与认证： 分析国际和国内通信行业组织在制定绿色通信标准（如ITU-T L系列标准）方面的努力，以及绿色认证体系对引导企业行为的重要性。 频谱资源优化： 讨论如何通过更高效的频谱利用技术和动态频谱共享来降低能源消耗。 经济激励与商业模式创新： 绿色投资的回报： 分析绿色5G投资的经济可行性，包括长期运营成本的节约（电费）、品牌形象的提升以及符合ESG（环境、社会、公司治理）投资的要求。 新的商业模式： 探讨能源服务提供商（ESSP）、绿色托管服务等新型商业模式，如何为绿色5G的建设提供经济动力。 碳排放交易与市场化机制： 分析如何利用碳排放交易市场来激励企业减少碳排放。 社会责任与公众参与： 企业社会责任（CSR）： 强调运营商、设备制造商等企业在绿色5G建设中的社会责任，以及公开透明的能耗报告的重要性。 公众意识的提升： 探讨如何通过教育和宣传，提高公众对绿色5G重要性的认识，形成支持绿色通信发展的社会氛围。 跨界合作： 鼓励运营商、设备商、能源企业、研究机构、非政府组织等之间的合作，共同推动绿色5G技术和应用的创新。 结论 “5G绿色移动通信网络”一书，旨在勾勒出一幅清晰的绿色5G发展蓝图。它不仅揭示了5G技术发展所带来的能源挑战，更重要的是，它提供了一系列切实可行的技术、策略和框架，以期在追求技术进步的同时，最大限度地降低对环境的影响。本书强调，绿色5G不是一种可选项，而是面向未来的必然选择。只有将绿色理念贯穿于5G网络的规划、建设、运营和维护的全过程，我们才能真正实现信息技术的飞跃与地球的可持续发展和谐共存。本书期待能为行业决策者、技术研究人员、政策制定者以及所有关心信息技术未来发展的读者，提供有益的启示和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

从阅读的体验上来说，这本书的语言风格可谓是变化多端，时而严谨如学者，时而活泼如好友。在介绍一些基础概念时，作者的措辞非常规范，用词精准，仿佛一位循循善诱的老师，耐心讲解每一个细节。但当探讨到一些前沿话题或者进行观点碰撞时，作者的语言又变得富有激情，甚至带有一些个人的思考和判断，这让阅读过程充满了惊喜和思考。书中时不时出现的反问句和设问句，更是将我拉入了作者的思考之中，仿佛在进行一场深入的对话。而且，作者还很擅长利用一些生动形象的比喻，将枯燥的技术术语变得易于理解，读起来一点也不觉得乏味。这种语言上的张弛有度，使得不同层次的读者都能从中找到乐趣和收获。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在令人眼前一亮！封面采用了沉静而富有科技感的深绿色，搭配简约流畅的线条勾勒出信号塔的抽象图案，整体散发着一种专业又不失活力的气息。拿在手中，纸张的触感也非常舒适，有一定厚度，印刷清晰，文字排版疏朗有致，阅读起来不会感到疲惫。我尤其喜欢它在章节开头和结尾处的一些小插画，虽然简单，却能很好地引导读者进入相应的主题，或者对本章内容进行一个小小的总结。而且，本书的附录部分收录了一些非常实用的行业报告摘要和术语解释，这对于我这样一个非专业读者来说，极大地降低了理解门槛，让我在阅读过程中能够更轻松地跟上作者的思路。整体而言，从这本书的外观到内在的细节，都透露出一种用心打磨的匠心，让人在接触它的第一刻起就充满了期待，相信里面一定蕴含着丰富的知识和见解。

评分☆☆☆☆☆

这本书在梳理某个复杂技术领域时，展现了一种独特的叙事逻辑。它并没有一开始就抛出大量的专业术语，而是从一个宏观的视角切入，循序渐进地铺陈开来。作者善于运用类比和故事化的手法，将一些抽象的概念具象化，让我这个对该领域了解不深的人也能快速抓住核心要点。例如，在介绍某个关键原理时，书中穿插了一个生动的小案例，讲述了这项技术是如何解决现实世界中的一个具体痛点的，这个细节的处理非常巧妙，让冰冷的技术变得有温度，也让我对这项技术的重要性有了更直观的认识。此外，作者在讲解过程中，还会时不时地插入一些历史发展的脉络，让读者明白这项技术是如何一步步演进至今的，这种“前世今生”的讲述方式，让整个知识体系显得更加完整和有深度，也更能激发读者的求知欲。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容组织上，呈现出了一种非常有条理的结构。它围绕着一个核心主题，层层递进地展开讨论，每个部分之间的逻辑衔接都非常自然。作者在构建知识体系时，似乎深谙读者的认知规律，总是先提供背景信息，然后逐步深入到技术细节，最后再回归到实际应用和未来展望。我尤其欣赏书中在每一章节结尾处提出的“思考题”或“讨论点”，这些问题往往能够引导我回顾和消化本章内容，并且能够激发我对相关问题的进一步思考。而且，本书的附录部分也提供了大量的参考资料和拓展阅读清单，这对于希望深入了解某个子领域的研究者来说，无疑是一笔宝贵的财富。整体而言，这本书的结构安排非常合理，既有深度又不失广度，让我能够在一个清晰的框架下，系统地学习和掌握相关知识。

评分☆☆☆☆☆

我非常欣赏作者在阐述某个理论时的严谨态度。在探讨某个核心概念时，书中不仅给出了清晰的定义，还详细列举了不同的学术观点和研究方法，并对它们的优劣进行了客观的分析。这种多角度的审视，让读者能够更全面地理解该概念的复杂性，而不是仅仅接受单一的观点。我尤其喜欢书中在解释某些复杂模型时，所采用的流程图和示意图。这些图表绘制得非常精细，逻辑清晰，能够将抽象的算法和流程直观地展示出来，极大地帮助我理解了模型的工作机制。而且，作者在引用研究成果时，也注明了出处，这体现了严谨的学术规范，也方便了我想进一步查阅原始资料的读者。这种基于证据和逻辑的论述方式，让我对书中的内容深信不疑。