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5G绿色移动通信网络
作者：葛晓虎，赖槿峰，张武雄 著
出版社：电子工业出版社
出版时间：2017-01-01
ISBN：9787121299551
定价：¥69.00
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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*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*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年获挪威政府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*家级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
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
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
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