5G网络规划设计与优化

　　本书的内容集中在5G网络设计和运营中的规划、设计和优化任务。这些任务可以表示为易于处理的优化问题，其中许多问题可能看起来非常复杂，但使用了适当的数学建模和新颖的优化方法后显示出令人惊叹的改善结果，并为5G网络规划和优化问题提供了新的解决方案。 本书总体重点是提高资源效率，无论主要目标是容量、覆盖范围、延迟还是能耗。可以看出，适当的规划和设计可以大大提高上述几个性能参数指标。与“传统”方法相比，通过适当的优化方法可以实现的改进通常是相当可观的，可能在上述几个方面达到10-30%的改善和提高。

　　克里斯托弗·拉尔森（Christofer Larsson）在网络设计流量工程、网络性能评估和优化方面担任独立研究员和顾问，他与爱立信公司有着超过10年的长期合作关系，积累了丰富的实战经验。

译者序
前言
第1章　5G的概念和架构 1
11　软件定义网络 1
111　集中式和分布式控制 2
112　网络功能虚拟化 2
113　OpenFlow 3
12　IT融合 3
121　大数据 3
122　边缘计算 3
123　安全性和完整性 4
124　能源效率 4
13　模块搭建 4
131　光纤 4
132　SD-WAN 4
133　开源软件 5
14　算法和复杂度类 5
141　优化问题 6
142　显示问题难度 7
143　求解难题的算法 9
第2章　网络建模与分析 12
21　基本属性 12
22　图形表示 13
23　连通性 14
231　深度优先搜索 14
232　广度优先搜索 15
24　最短路径 15
241　Dijkstra算法 16
242　Bellman-Ford 算法 18
25　最小生成树 19
251　图的稀疏性 19
252　拓扑示例 21
253　旅行商问题 22
254　最近邻算法 22
255　增量插入算法 23
256　k-最优方法 23
26　网络弹性 24
261　网络切割 24
262　删除–收缩原则 25
第3章　网络科学 27
31　小世界现象 27
32　Erd?s-Rényi模型 27
321　图的进化 28
322　度分布 29
323　聚类系数 30
33　无标度网络 31
34　进化网络 33
35　度相关性 38
351　邻居节点平均度 39
352　相关系数 39
353　结构截断 40
36　重要性 41
37　鲁棒性 42
38　攻击容忍度 45
39　故障传播 47
310　提高鲁棒性 48
第4章　自相似、分形和混沌 50
41　自相似性：原因和含义 50
411　平滑的流量 51
412　突发流量 53
413　长时相关性流量 54
42　随机过程 56
421　基本定义 56
422　自相似和长时相关性过程 58
43　检测和估计 61
431　泊松特性的检测 61
432　长时相关性和自相似性的检测和估计 61
44　小波分析 63
45　分形图 69
451　迭代函数系统 70
452　分形维数定义 74
453　控制界限 76
454　在线过程监控 76
第5章　优化技术 78
51　5G中的优化问题 78
52　混合整数规划 79
521　动态规划 79
522　分支定界法 81
53　凑整 81
54　模拟退火 84
55　遗传算法 84
551　二进制表示 86
552　适应度函数 86
553　复制 87
554　重组（交叉） 87
555　突变 87
56　群体算法 87
561　蚁群优化 87
562　粒子群优化 89
563　萤火虫算法 91
第6章　聚类 93
61　聚类的应用 95
62　复杂性 95
63　簇属性和质量度量 95
631　节点相似性 96
632　扩展 97
633　覆盖率 97
634　性能 98
635　电导 98
64　启发式聚类方法 100
641　k-最近邻 100
642　k-均值和k-中值 100
65　谱聚类 101
651　相似矩阵 102
652　拉普拉斯矩阵 102
653　特征向量 103
654　投影 104
66　迭代改进 105
第7章　贝叶斯分析 107
71　贝叶斯平均 107
72　吉布斯采样器 108
73　最大期望值算法 111
74　t-分布随机邻域嵌入算法 116
75　图像识别方法 118
第8章　数据中心和云 120
81　无容设施选址 120
811　分配 121
812　修剪 122
82　原始对偶算法 124
821　分配阶段 125
822　修剪阶段 125
823　冲突解决阶段 125
83　有容设施选址 127
84　弹性设施选址 131
85　一维装箱 134
86　多维资源分配 136
861　云资源和描述符 136
862　优化标准 137
863　资源优化算法 138
87　示例 140
88　最优作业调度 143
881　凑整 145
882　调度器 147
第9章　接入网 151
91　容限最小生成树 151
92　微波和光纤混合接入网 154
93　接入网弹性 155
94　集中式无线接入网 160
95　天线系统 162
951　辐射模型 162
952　大规模MIMO天线阵列 163
第10章　鲁棒的骨干网设计 166
101　网络弹性 166
102　连接和切割 168
103　生成树 170
1031　基尔霍夫矩阵树定理 171
1032　图形强度 172
1033　可靠性多项式 175
1034　界限 176
1035　随机算法 176
104　最小成本生存网络 177
1041　测试可行性 178
1042　生成初始解 179
1043　邻域搜索 179
1044　算法总结 180
105　原始对偶算法 183
第11章　流量工程 191
111　弹性路由 191
1111　K-最短路径 191
1112　静态和动态路由 192
112　MPLS 193
1121　路由分配和容量分配 195
1122　问题表述 195
1123　近似算法 196
113　波长分配 203
1131　图着色 204
1132　Douglas-Rachford算法 204
1133　Bron-Kerbosch算法 206
114　预先计划的循环保护 207
1141　寻找图中的循环 208
1142　p-循环设计 210
1143　跨接方法 212
1144　节点故障 212
第12章　大数据分析方法 213
121　离散化 213
122　数据草图 217
1221　数据流模型 217
1222　散列函数 218
1223　近似计数 219
1224　元素数量计数 221
1225　向量范数的估计 223
1226　AMS算法 224
1227　Johnson–Lindenstrauss算法 225
1228　中位数算法 226
1229　最小值计数草图 229
12210　中位数计数草图 230
12211　大流量对象 233
123　样本熵估计 235
124　流大小分布 237
1241　多分辨率估计 240
1242　位图算法 241
第13章　动态资源管理 244
131　网络业务流 245
1311　流量特征 245
1312　熵 246
132　流量聚合 247
133　拥塞控制 248
1331　通过流量聚合实现拥塞控制 249
1332　通过路由优化实现拥塞控制 250
1333　拥塞控制仿真 250
1334　网络拓扑 251
1335　节点能力 252
1336　流量分布 253
1337　流量仿真 253
1338　流量聚合 255
1339　路由策略 255
13310　QoS评估 256
134　流量聚合的效果 257
1341　节点级流量聚合 257
1342　基于业务类型的流量聚合 258
1343　动态流量聚合 259
135　路由优化的效果 260
1351　最小总时延路由下的流量聚合 261
1352　最短路径路由下的动态流量聚合 262
1353　最小的最长时延下的流量聚合 262
第14章　物联网 264
141　网络架构 265
1411　路由协议 265
1412　物联网路由协议 265
142　无线传感器网络 267
1421　能量模型 267
1422　仿真结果 268
143　移动性建模技术 273
1431　几何模型 273
1432　排队模型 275
1433　交通流理论 276
1434　其他模型种类 277
144　Gibbsian交互移动性模型 277
1441　相关性分析 278
1442　分布的拟合 281
1443　基本假设 281
1444　相关性结构 282
1445　流量源密度仿真 284
1446　Gibbs采样器实现 284
1447　仿真结果 285
1448　移动性模型的数学分析 289
1449　一维移动性模型的数值解分析 291
14410　随机场 292
14411　一维移动性模型的估计 293
14412　结束语 295
参考文献 296
术语表 302