{RT}5G绿色移动通信网络-葛晓虎著 电子工业出版社 9787121299551 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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葛晓虎著 著

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店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121299551

商品编码：29754217076

包装：平装-胶订

出版时间：2017-01-01

图书基本信息
图书名称	5G绿色移动通信网络	作者	葛晓虎著
定价	69.00元	出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121299551	出版日期	2017-01-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装-胶订

内容简介

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*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*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。

作者简介

葛晓虎，华中科技大学电子信息与通信学院教授，博士生导师，华中学者特聘教授，湖北省国际科技合作基地——绿色宽带无线通信国际科技合作基地主任，华中科技大学——悉尼科技大学移动通信联合研究中心主任。2003年毕业于华中科技大学获通信与信息系统博士学位， 2004年担任韩国亚洲大学电子与计算机工程系研究员，2005年担任意大利都灵理工大学电子系博士后助理研究员。 2005年获意大利Galilei Grant，2009年获挪威奖学金资助短期访问挪威多所大学，2010年6-8月以visiting researcher身份访问英国Heriot-Watt University，2011年11月-2012年11月以Visiting Professor身份访问挪威University of Agder。近年来主持承担了10余项*科研课题和多项国际高水平科技合作项目。担任国家科技部和国家自然基金委项目评审专家，湖北省科技厅自然基金项目评审专家，IEEE高级会员（Senior Member），中国通信学会高级会员，中国电子学会高级会员。

目录

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文摘

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序言

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5G时代绿色通信网络：技术革新与可持续发展 随着第五代移动通信技术（5G）的飞速发展，全球通信产业正迈入一个全新的时代。5G以其超高速率、超低时延、海量连接的特性，为社会各行各业的数字化转型提供了强大的基础设施支撑。然而，伴随而来的网络规模扩张和能耗增加，也引发了人们对通信网络可持续发展的深切关注。正是在这样的背景下，我们探讨5G绿色通信网络，旨在深入剖析如何平衡技术进步与环境保护，实现通信产业的绿色、低碳、可持续发展。 一、 5G技术的核心特点及其对绿色通信的影响 5G并非仅仅是4G的简单升级，它在技术架构、频率使用、频谱效率以及终端设备等方面都带来了颠覆性的变革。这些变革在为用户带来极致体验的同时，也对能源消耗提出了新的挑战，但也蕴藏着实现绿色化的机遇。 超高速率与大规模天线（Massive MIMO）： 5G的核心技术之一Massive MIMO通过在基站端部署数量庞大的天线阵列，实现对信号的精准定向传输，大幅提升频谱利用效率和数据传输速率。从绿色通信的角度看，Massive MIMO的精准覆盖可以在一定程度上减少信号的浪费，降低相邻小区的干扰，从而提高整体的网络能效。然而，大规模天线阵列的功耗也相对较高，如何在效率提升与能耗增加之间找到平衡点，是绿色5G研究的关键。 网络切片（Network Slicing）： 5G引入了网络切片技术，允许在同一物理网络基础设施上为不同应用场景（如自动驾驶、工业物联网、增强现实等）划分出独立的、定制化的逻辑网络。这种灵活性使得网络资源可以更精细化地分配和管理，避免了为满足所有场景需求而过度部署和运行的情况。理论上，网络切片可以根据实际业务需求动态调整资源，关闭非活跃切片或降低其资源占用，从而实现能源的节约。 低功耗设计与低功耗终端： 5G标准本身也在努力优化功耗。例如，引入了更精细的设备休眠和唤醒机制，当终端不进行数据传输时，可以进入低功耗状态，显著减少待机功耗。同时，对于物联网设备等低功耗场景，5G也提供了低功耗广域网（LPWAN）解决方案，如NB-IoT和eMTC，它们在设计之初就充分考虑了能耗问题，能够支持设备长时间的电池续航。 新型频谱使用： 5G采用了更广泛的频谱，包括低频段、中频段和高频段（毫米波）。不同频段的传播特性和覆盖范围各异。毫米波虽然传输速率高，但覆盖范围窄，需要部署更密集的基站，这可能增加整体能耗。而低频段覆盖范围广，但带宽受限。如何有效地利用不同频段的优势，优化网络部署，减少不必要的能源消耗，是绿色5G建设中的重要课题。 二、 绿色通信面临的挑战与瓶颈 尽管5G技术本身包含了一些促进绿色化的设计理念，但在实际部署和应用过程中，绿色通信仍面临诸多挑战。 能耗增加的“黑洞”： 5G基站，尤其是采用Massive MIMO技术的小区，由于其复杂的信号处理和大量的射频器件，其单小区功耗远高于4G基站。随着5G网络的密集化部署，特别是在高频段场景下，基站数量的大幅增加，整体网络能耗的攀升是一个不容忽视的问题。数据中心作为通信网络的“大脑”，其运行也需要消耗大量能源，5G带来的海量数据处理需求将进一步加剧数据中心的能耗压力。 设备生命周期与电子废弃物： 通信设备的更新换代速度加快，尤其是在5G部署初期，大量4G设备可能面临淘汰。这些电子废弃物的处理对环境构成潜在威胁，需要建立健全的回收、再利用和无害化处理体系。 站址选择与环境影响： 5G基站的密集部署可能对城市景观、生态环境产生一定影响。例如，在高密度区域，需要更多的站点来保障信号覆盖，这可能涉及更多的选址、建设和能耗问题。 部署成本与绿色效益的权衡： 绿色通信技术的研发和应用往往需要更高的前期投入，例如采用更节能的设备、优化能源管理系统等。如何在追求绿色效益的同时，保证商业运营的可行性和投资回报，是运营商面临的现实挑战。 缺乏统一的绿色评估标准： 目前，对于5G绿色通信的评估，缺乏一套统一、权威的行业标准。这使得不同厂商、不同运营商在绿色性能方面的比较难以进行，也影响了绿色通信技术的推广和应用。 三、 构建5G绿色通信网络的策略与方向 为了应对上述挑战，实现5G通信网络的可持续发展，需要多方面的努力和策略。 1. 从技术层面优化能源效率： 智能节能技术： 研发和应用更先进的智能节能技术，例如基于AI的负载预测和动态功率调整。当网络流量较低时，自动关闭部分射频链路或基站模块，实现“按需供能”。 低功耗硬件设计： 鼓励芯片设计和设备制造商开发更低功耗的射频器件、功放和基带处理单元。通过材料创新和工艺改进，从源头降低硬件的能耗。 能效更高的基站架构： 探索分布式基站、微基站等更灵活的部署方式，优化天线设计，提高信号聚焦能力，减少能量浪费。 绿色数据中心： 推动数据中心的绿色化改造，包括采用高效制冷技术、优化服务器虚拟化、使用可再生能源供电等。 2. 从网络层面优化资源配置： 精细化网络切片管理： 充分发挥网络切片优势，实现网络资源的动态分配和按需加载。关闭或缩减非活跃切片和业务的资源占用，避免不必要的能源消耗。 智能负载均衡与流量调度： 利用大数据和AI技术，实现全局的流量感知和智能调度，将流量引导至能效更高的区域或设备，避免局部区域的能耗过载。 优化网络覆盖与部署： 采用先进的选址规划工具，合理评估不同区域的业务需求和覆盖要求，避免过度和重复的基站部署。在满足用户需求的前提下，尽量减少基站数量和建设规模。 3. 从运营层面推动绿色实践： 能源管理系统： 建立全面的能源管理系统，对网络各环节的能源消耗进行实时监测、分析和评估，找出节能潜力，制定优化方案。 可再生能源的应用： 积极探索利用太阳能、风能等可再生能源为基站和数据中心供电，降低对传统化石能源的依赖，减少碳排放。 设备回收与循环利用： 建立完善的通信设备回收、再制造和绿色处理体系，最大限度地减少电子废弃物对环境的影响。 绿色供应链管理： 推动供应链的绿色化，选择环保材料和节能生产工艺的供应商，共同构建绿色产业链。 4. 从标准与政策层面引导发展： 制定统一的绿色评估标准： 建立行业内普遍认可的5G绿色通信评估体系和认证标准，引导厂商和运营商朝着更绿色的方向发展。 出台绿色通信激励政策： 政府可以出台相关政策，例如税收优惠、补贴等，鼓励运营商和设备商在绿色技术研发和应用方面投入更多资源。 加强国际合作与交流： 借鉴国际先进经验，与全球合作伙伴共同推动绿色通信技术的研发与标准化进程。 四、 绿色通信的未来展望 5G绿色通信网络建设是一项长期而艰巨的任务，它不仅是技术问题，更是社会责任的体现。随着技术的不断成熟和理念的深入人心，我们有理由相信，未来的通信网络将更加绿色、智能和可持续。 “零碳”通信网络： 最终目标是实现通信网络的“零碳”排放，即完全依赖可再生能源供电，并在能源利用效率上达到极致。 “按需”网络： 通信网络将能够更智能地根据实时需求进行资源配置和动态调整，实现“按需生成、按需分配、按需消耗”的模式。 “万物互联，绿色先行”： 随着万物互联时代的到来，低功耗、高效率的绿色通信将成为支撑海量连接和智能化应用的关键。 社会与环境的和谐统一： 绿色通信的推进，将有助于实现科技进步与环境保护的和谐统一，为人类社会的可持续发展贡献力量。 总而言之，5G绿色通信网络建设是通信行业迈向可持续发展的重要里程碑。这需要技术创新、政策引导、产业协同和社会各界的共同努力。只有这样，我们才能在享受5G技术带来的便利和效率的同时，守护我们共同的地球家园，实现通信产业与生态环境的和谐共生。

评分☆☆☆☆☆

翻阅这本书的目录时，我注意到了作者对“能源效率”这个核心问题的深入剖析，这在我接触过的同类书籍中并不常见，很多书倾向于堆砌最新的标准和协议版本，而忽略了实际运营中的成本和环境效益。这本书的切入点非常独特，它不仅仅是罗列了各种绿色技术的名称，更重要的是阐述了背后的工程原理和优化思路。比如，书中对动态休眠模式和智能负载调度的描述，非常细致地展现了如何在保证服务质量（QoS）的前提下，最大限度地减少空闲时间的能耗。我试着去理解其中一个关于射频单元（RRU）功耗管理的章节，发现作者引用了一些实际案例数据来佐证其论点，这极大地增强了说服力，而不是空泛地喊口号。对我个人而言，这本书最大的价值在于提供了一种“多维视角”，它不只关注于提升速率和容量，更将可持续发展融入到网络设计的DNA中，这才是真正面向未来的思考。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书给我的感觉是“厚重而不失灵动”。它拥有深入研究的扎实底蕴，对未来技术走向的预判也相当敏锐，但文字表达上却处处体现着对读者的关怀。我对比了市面上几本同期的5G书籍，它们大多聚焦于协议栈的最新版本更新，而这本书却更偏向于解决“如何高效、可持续地运行这个网络”这个更根本的问题。尤其是在当前全球对碳中和目标日益重视的背景下，书中对于基站部署的选址优化、基于AI的能耗预测等章节，具有极强的现实指导意义。它不是一本读完就束之高阁的工具书，更像是一部可以伴随网络生命周期不断回味的参考手册，每一次重读，都能从中发掘出新的应用层次或更深一层的理解，这种长期价值是很多快餐式技术读物无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，我必须称赞一下作者对于复杂概念的“拆解”能力。例如，当他讲解到新的干扰抑制技术如何间接降低发射功率时，他会先用一个清晰的物理模型图示来展示能量的流向和损耗点，然后再逐步引入数学模型进行量化分析。这种由宏观到微观、由直观到精确的过渡，让我在面对那些涉及大量无线电波理论的章节时，感到前所未有的轻松。很多技术书籍往往在关键的过渡环节处理得不够好，导致读者在半路迷失方向，但这本书在这方面做得非常出色，它像一位经验丰富的导师，耐心地牵引着你走过每一个知识的难关。每次我感觉自己快要被一个技术点卡住时，翻过下一页，总能看到作者提供的另一种解释角度，非常贴心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格介于学术严谨与工程实用之间，把握得相当到位。它不像纯粹的教科书那样刻板，充满着大量晦涩难懂的数学公式，但它又比一般的科普读物要深入得多，确保了技术内容的准确性和深度。我特别喜欢作者在讨论“网络切片”与“能耗平衡”时所使用的叙事方式，他仿佛在引导读者进行一次思维实验：如果我们把一个高带宽、低延迟的应用和一个对能耗敏感的物联网应用放在同一个物理基础设施上，如何通过灵活的资源分配实现双赢？这种引导式的提问和解答，极大地激发了读者的主动学习欲望。我甚至觉得，这本书不仅适合通信专业的学生和工程师，对于负责制定企业IT战略或者投资决策的管理层来说，也能提供一个清晰的技术路线图，让他们理解绿色5G不仅仅是环保口号，更是未来核心竞争力的一部分。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我一种非常现代、充满活力的感觉，那种绿色调的运用确实很巧妙，让人联想到环保和可持续发展，这在通信领域是一个越来越重要的议题。我拿到书的时候，首先被它的排版吸引了，字体选择得很大方，章节之间的过渡很自然，阅读起来一点都不费劲，即使是像我这样需要经常查阅技术细节的人，也能很快找到所需的部分。我尤其欣赏作者在引入新技术概念时所采用的类比方式，初看5G可能觉得深奥难懂，但通过书中的描述，那些复杂的物理层、网络架构的概念，似乎一下子变得清晰明了，仿佛站在一个高处俯瞰整个网络的全貌。作者显然对行业趋势有着深刻的洞察力，他对绿色化、低功耗这些未来方向的探讨，不仅仅是停留在理论层面，还结合了实际部署中可能遇到的挑战和解决方案，这对于正在进行网络升级或优化的工程师来说，无疑是极具参考价值的实战指南。整本书的逻辑组织非常严谨，从基础理论到前沿应用，层层递进，确保读者能够构建起一个扎实而立体的知识体系。