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| 圖書名稱 | 綠色移動設備和網絡:能量優化和收集技術 | 作者 | [印度]瑞詩凱施·文卡塔拉曼 | 
| 定價 | 89.00元 | 齣版社 | 機械工業齣版社 | 
| ISBN | 9787111560630 | 齣版日期 | 2017-04-01 | 
| 字數 | 頁碼 | ||
| 版次 | 1 | 裝幀 | 平裝-膠訂 | 
| 開本 | 16開 | 商品重量 | 0.4Kg | 
| 內容簡介 | |
| 本書關注瞭移動設備和網絡的能量管理,詳細地介紹瞭從可替代的環境能源(包括太陽能、聲學、動力學、機械振動和電磁波)中收集能量並進行自動優化的各種技術背景、動機和原理,描述瞭動態實時場景中能量消耗的自動優化的技術挑戰,具體而又全麵地包含不同專傢提齣的能量優化和收集技術。為瞭在理論和實踐之間取得平衡,本書將不同的概念與相應方案的應用聯係起來,通過對電池壽命的持續監測以及不同功能的自動調整(包括數據接收、處理和顯示、軟件模塊的復雜性),將它們與不同的標準建立聯係,有助於讀者對移動設備能量收集和優化技術的清晰理解。 | 
| 作者簡介 | |
| Hrishikesh Venkataraman博士是愛爾蘭國傢研究中心性能工程實驗室—愛爾蘭都柏林城市大學(DCU)RINCE研究所的高級研究員和愛爾蘭企業署(EI)的首席研究員。於2007年在德國不來梅雅各布大學獲得博士學位,從事的研究是無綫蜂窩網絡。2004年獲得坎普爾印度理工學院(IIT)碩士學位,從擔任德纍斯頓工業大學的沃達豐移動通信部門主席期間開始他的碩士研究論文,並獲得2003~2004年度德意誌學術交流中心(DAAD)奬學金。他的主要研究方嚮包括移動多媒體,無綫通信和無綫能源。Venkataraman博士已經在期刊、國際會議以及書籍上發錶瞭30多篇論文,並且在2009年10月加利福尼亞伯剋利大學的國際會議上贏得佳論文奬。目前,Venkataraman博士是European Transactions on Telemunications(ETT)期刊的一名執行編輯以及電子工程學會(IEEE)車輛技術學會的UKRI(英國/愛爾蘭共和國)的創始成員。 Gabriel-Miro Muntean博士在異構無綫環境的麵嚮質量和性能感知自適應多媒體流以及數據通信領域取得瞭良好的業績。自2003年以來,Muntean博士一直擔任著由10個人組成的研究實驗室的主管,這個實驗室位於都柏林城市大學先進的工程大樓,並且其設施齊全,可用於多媒體交付研究。他已經成功地培養瞭三個博士生和三個碩士研究生,目前正在指導七個在讀碩士研究生和一個博士後研究員。Muntean博士已經爭取到100多萬歐元的資金,他曾經是兩個EI(愛爾蘭企業署)、一個SPI(愛爾蘭科學基金會)和五個IRCSET(愛爾蘭科學,工程和技術研究理事會)基金的主要研究員,以及其他兩個愛爾蘭基金的閤夥人。此外,他一直是三星和微軟提供贊助的研究項目的負責人。Muntean博士是一本書的作者和兩本書的閤著人,並且在雜誌上發錶瞭25篇文章以及60多篇會議論文。他的論文獲得過四個佳論文奬,而且他是IEEE Transactions on Broadcasting的副編輯。 | 
| 目錄 | |
| 譯者序 原書前言 關於作者 部分優化技術 章具有定位服務的移動設備能量管理3 1.1簡介3 1.2能耗和定位服務3 1.3移動設備的功率損耗分析和建模5 1.4設備模型6 1.4.1舉例:諾基亞N95手機建模8 1.5降低功率損耗的方法10 1.5.1傳感器管理策略11 1.5.2位置更新協議13 1.6舉例:EnTracked14 1.6.1係統描述15 1.6.2結果17 1.7小結19 緻謝20 參考文獻20 第2章移動設備的高效供電機製22 2.1簡介22 2.2相關工作22 2.3ESS的層模型24 2.3.1設備層25 2.3.2測量層25 2.3.3功率控製調節層26 2.3.4存儲訪問層26 2.3.5能量存儲層26 ⅩⅨ2.4移動設備能源的高效供應27 2.4.1電壓轉換技術27 目錄2.4.2多重電源電壓28 2.4.3感知組件型動態電壓調節28 2.5移動設備的軟件影響29 2.5.1層模型的影響29 2.5.2CADVS的影響30 2.6CADVS舉例31 2.6.1場景31 2.6.2測量裝置34 2.6.3測量結果35 2.7小結41 參考文獻41 第3章便攜式無綫設備上軟件應用的能耗44 3.1簡介44 3.2便攜式無綫設備44 3.3相關工作47 3.3.1智能電池檢測47 3.3.2能量管理的軟件策略48 3.3.3軟件應用的分析工具48 3.3.4係統級能量管理49 3.3.5綜閤性研究49 3.4能耗模型51 3.5模型參數的確定54 3.5.1狀態停留時間估計54 3.5.2能耗估計54 3.5.3處理和通信的能耗55 3.5.4其他方法57 3.6小結58 參考文獻58 第4章打破WiMAX係統的節能和QoS之間的平衡61 4.1簡介61 ⅩⅩ4.2WiMAX:對消費者而言低成本高帶寬61 4.3人類語音模型和混閤機製64 4.3.1場景1:單工語音通信64 4.3.2場景2:雙工語音通信64 4.3.3混閤機製65 4.4性能分析66 4.4.1場景1:單工通信67 4.4.2場景2:雙工通信70 4.5數值結果與性能分析75 4.5.1場景1:單工通信76 4.5.2場景2:雙工通信80 4.6小結89 緻謝89 參考文獻89 第5章WLAN中針對VoIP應用的基於QoE的節能91 5.1簡介91 5.2關於WLAN節能的背景和相關工作92 5.2.1背景92 5.2.2相關工作93 5.3QoE和PSQA95 5.4ECVA:針對VoIP應用的一種基於QoE的節能機製96 5.5性能評估97 5.6小結101 參考文獻101 第6章移動Ad Hoc網絡小能量多標準中繼選擇103 6.1簡介103 6.2背景105 6.2.1基於位置轉發105 6.2.2機會型轉發和分布式方案106 6.3單一標準接收端中繼選擇107 6.3.1分布式選擇過程107 6.3.2分析模型109 ⅩⅩⅠ6.3.3評估113 6.4多標準接收端中繼選擇116 6.4.1在多標準情況下優的概念116 6.4.2多標準映射函數117 6.4.3貪婪算法與鏈路質量之間的平衡119 6.5說明:小能量鏈路感知轉發方案120 6.5.1仿真模型120 6.5.2性能度量120 6.6小結123 參考文獻124 第7章WSN的能量優化技術126 7.1簡介126 7.2無綫傳感器節點和網絡127 7.3能量模型129 7.3.1無綫電能量模型129 7.3.2處理器能量估計131 7.4組件級能量優化技術133 7.5係統級能量優化技術134 7.5.1計算通信能量平衡134 7.5.2動態功率管理135 7.5.3動態電壓—頻率調節136 7.5.4網絡級能量優化137 7.6小結138 參考文獻138 第2部分收集技術 第8章EM能量收集係統的設計問題145 8.1能量收集:技術和應用145 8.2RF能量收集方法的設計問題146 8.2.1電壓倍增器147 8.2.2阻抗匹配148 8.2.3功率提升閾值150 ⅩⅩⅡ8.3天綫和匹配的注意事項152 8.3.1輻射和耦閤153 8.3.2功率傳輸153 8.3.3極化156 8.3.4性能評估156 8.3.5匹配160 8.4RF-DC整流器拓撲160 8.4.1電壓倍增器的工作和設計原理163 8.5穩壓器164 8.6反嚮散射調製方案167 8.6.1ASK調製167 8.6.2PSK調製168 8.6.3PSK與ASK比較168 8.7小結168 參考文獻169 第9章磁耦閤通信設備的能量收集172 9.1簡介172 9.2磁耦閤通信設備的能量收集173 9.2.1磁感應原理174 9.3使用磁感應方法將動能轉換為電能176 9.3.1磁發電機的基本原理177 9.3.2微型磁發電機的設計179 9.4太陽能收集183 9.5熱能收集186 9.5.1熱能收集係統187 9.5.2WSN的熱能收集器188 9.6DC-AC功率轉換191 9.7無綫功率傳輸係統將所收集的能量傳輸至目標係統194 9.7.1RFID功率傳輸係統194 9.7.2在醫療植入物中使用磁感應進行無綫功率傳輸197 9.7.3多電壓輸齣係統197 9.7.4使用螺鏇形綫圈為嵌入式醫療設備進行RF能量收集199 9.8小結202 參考文獻202 ⅩⅩⅢ0章能量收集係統的混閤信號低功耗技術205 10.1簡介205 10.2在能量收集係統中混閤信號環境206 10.2.1微傳感器無綫網絡206 10.2.2RFID207 10.3數字設計的低功率技術208 10.3.1降低數字電路的功率209 10.4在模擬設計中的低功率技術210 10.5模擬電路和數字電路的功耗比較211 10.6麵嚮低電壓混閤信號設計的技術組閤212 10.7模擬和數字低功耗技術的優化組閤213 10.7.1瞬時壓擴技術213 10.7.2亞閾值CMOS設計215 10.8麵嚮功率的EDA工具216 10.8.1晶體管級工具217 10.8.2門級或邏輯級工具218 10.8.3寄存器傳輸級工具219 10.8.4行為級功率和功率仿真219 10.9小結220 參考文獻220 1章麵嚮低功率的無綫傳感器能量收集的建模方法和用於智能化能量 感知中間件的現實仿真22411.1簡介224 11.2移動和無綫嵌入式係統的能量約束224 11.2.1本章結構225 11.3能量收集技術的工業工具鏈及相關工作226 11.3.1建模、仿真和實施的工業平颱226 11.3.2WSN的電池模型和應用227 11.4功率分析的精度和概念性考慮229 11.4.1WSN功率分析基於功率狀態模型的錶達229 11.4.2可變電池電壓的影響:從功率狀態模型到阻抗模型238 11.4.3電池建模概念238 11.4.4收集建模概念242 ⅩⅩⅣ11.5實現245 11.5.1模型方程的分析推導245 11.6電池感知仿真的應用到負載均衡247 11.6.1使用梯度下降調整電池模型247 11.6.2WSN項目的評估247 11.7小結和未來的工作250 參考文獻251 2章WSN的能量損耗255 12.1簡介255 12.2能量收集255 12.2.1能量收集的動機256 12.2.2能量收集:一種可行的解決方案257 12.3能量收集:除瞭太陽能收集器—它是一種可行的選擇嗎258 12.4存儲收集的能量260 12.4.1能量收集係統261 12.4.2實驗測量263 12.5能量預算:係統和網絡運營265 12.5.1能量收集應用:挑戰266 12.5.2存儲和係統狀態檢索269 12.5.3麵嚮分布式智能應用:挑戰270 12.6小結271 參考文獻272 3章WSN的RF能量收集和管理273 13.1簡介273 13.2RF能量收集273 13.3能量收集係統以及WSN功率損耗的迴顧274 13.3.1環境RF能源和可用功率276 13.4RF能量收集和Powercast收集器的使用276 13.4.1有意的能量收集277 13.4.2Powercast 公司的TX91501型Powercast發送器277 13.4.3Powercast功率收集接收器278 13.4.4接收的RF功率測量和增益278 13.4.5能量存儲280 13.5WSN的能量管理281 13.5.1算法操作284 13.6實驗和仿真結果286 ⅩⅩⅤ13.6.1實驗結果286 13.6.2仿真結果288 13.6.3RF Powercast 能量收集器的實時實現289 13.7小結和未來的工作291 參考文獻292 | 
| 編輯推薦 | |
| 雖然電池容量不能滿足新移動設備的功率需求,但為瞭無綫設備的功能性發展供電,需要對電池的壽命和再充電能力的概念進行一場革命。未來的手持設備和無綫網絡應能夠從環境中自動充電並對能量消耗進行優化。 本書描述瞭從可替代的環境能源中收集能量並進行自動優化這兩方麵背後的原理和技術挑戰,詳細地介紹瞭各種供電技術的基本背景、動機和原理,綜閤地涵蓋瞭不同的優化和能量收集技術。特彆是: ?檢查瞭動態實時場景中能量消耗的自動優化背後的技術挑戰; ?考慮瞭不同類型的能量收集技術; ?描述瞭通過不同能源,包括太陽能、聲學、動力學、機械振動和電磁波收集能量背後的各種技術。 為瞭在理論和實踐之間取得平衡,本書將不同的概念與相應方案的應用聯係起來,並將它們與不同的標準建立聯係。它討論瞭電池壽命的持續監測以及不同功能的自動調整,包括數據接收、處理和顯示、軟件模塊的復雜性和感知的視頻量,為讀者提供技術挑戰、能量增益測量、限製和未來機會方麵的清晰理解。 | 
| 文摘 | |
| 序言 | |
說實話,我這本書的閱讀體驗,更像是在翻閱一份詳盡的、但略顯枯燥的技術白皮書。作者的語言風格非常嚴謹,學術氣息濃厚,對於任何一個技術名詞的定義都力求精確無誤。這對於需要精確理解概念的讀者來說是優點,但對於希望從中獲得靈感或啓發的研究者來說,可能會覺得有些晦澀難懂。書中對各種能量優化算法的描述,例如基於馬爾可夫決策過程(MDP)的資源分配,其數學推導部分占據瞭相當大的比重。雖然我理解這些推導是支撐結論的基石,但如果沒有深厚的數學背景,光是跟上作者的思路就非常吃力,使得理解某些核心優化思想的直覺性下降。我真正希望看到的是,這些復雜的數學模型如何轉化為簡單、可部署的代碼邏輯。比如,在介紹“能量收集與存儲平衡”時,書中更多地關注瞭理論最優解的邊界條件,而不是如何處理實際係統中常見的傳感器噪聲、電池老化效應等“不完美”因素對這些最優解的實際影響。這本書更像是為博士生準備的參考資料,而非麵嚮廣泛應用工程師的實戰指南。
評分這本書的封麵設計非常簡潔,與內容給我的感受也頗為吻閤——樸實、專業,但缺乏一絲驚艷的創新火花。我購買它的初衷是希望能找到一些“顛覆性”的技術,能立刻應用到我正在進行的一個低功耗傳感器網絡項目中。在關於“自組織網絡(SON)”的節能章節中,我確實找到瞭一些啓發性的思路,比如基於負載預測的基站自動休眠/重啓機製,這為我的項目提供瞭新的優化維度。但讓我感到稍許失望的是,書中對“認知無綫電”與節能的結閤探討得不夠深入。認知無綫電本身就可以通過智能頻譜利用來減少不必要的發射功率,但書中隻是將此作為一個優化項列齣,並未深入挖掘其在能效最大化中的潛力。另外,這本書在處理不同能耗模型之間的轉換問題時,顯得有些割裂。例如,如何將一個基於功耗預算的優化模型(Power Budget Model)無縫集成到一個基於實時能量收集的模型中,這種跨模型、跨尺度的集成,是當前綠色移動領域的一大難題,但本書在提供集成框架方麵顯得有些力不從心,更像是一個個獨立知識點的集閤,而非一個真正打通的整體解決方案。
評分這本《綠色移動設備和網絡:能量優化和收集技術》的書籍,我最近纔讀完,坦白說,我對它抱有很高的期待,畢竟在當前這個萬物互聯、移動優先的時代,能源效率無疑是核心中的核心。然而,閱讀體驗就像一場過山車。首先,從宏觀視角來看,作者在構建理論框架方麵做得相當紮實,對於能耗的各個層級——從單個晶體管到整個無綫接入網絡——都有深入的剖析,這一點值得稱贊。書中對未來移動通信係統(比如5G乃至更前沿的6G願景)中“綠色”需求的論述,清晰地指齣瞭行業痛點。但是,在進入實操層麵時,我感覺深度有所不足。例如,在提到新興的能量收集技術時,雖然列舉瞭光伏、熱電、射頻(RF)收集等多種路徑,但對於如何將這些收集到的微弱能量有效地、實時地整閤到復雜的網絡調度算法中,缺乏足夠細緻的數學模型或具體的案例分析。我期待看到更多關於跨領域協同優化的深度探討,比如如何結閤AI驅動的預測模型來動態調整休眠策略,而不是停留在原理介紹的層麵。整體而言,它更像是一本優秀的綜述性教材,為初學者鋪設瞭基石,但對於資深工程師或研究人員而言,可能需要尋找更專業的、針對某一特定優化環節的深入文獻來補充。
評分這本書給我留下的最深刻印象,在於它對於“網絡”層麵,而非僅僅“設備”層麵的關注。許多關於移動能效的書籍往往聚焦於CPU、內存或屏幕,但《綠色移動設備和網絡》將視綫投嚮瞭更廣闊的基站、中繼器乃至整個無綫鏈路的優化。特彆是關於協作多點(CoMP)和異構網絡(HetNets)中的能效策略部分,它提齣瞭許多非常具有前瞻性的思路,比如如何通過智能地關閉部分扇區或調整發射功率來實現宏觀節能,同時又不顯著犧牲用戶體驗(QoS)。然而,我認為這本書在“收集”技術方麵的論述,與“優化”技術的論述,存在明顯的不平衡。關於能量收集的部分,雖然列舉瞭多種環境能量源,但對於如何在高動態、高乾擾的城市環境中,設計齣高效的能量收集和管理單元(Energy Harvester and Management Unit, EHMU)的工程細節著墨太少。如何設計齣低功耗的能量偵測電路、如何防止收集到的能量反嚮灌入主設備導緻功耗增加,這些實際的電路級挑戰,這本書似乎沒有深入涉及。它更側重於係統級調度,而犧牲瞭對底層硬件創新的關注。
評分我是在尋找關於下一代物聯網(IoT)設備電源管理解決方案時偶然發現這本書的。這本書的結構布局設計得非常巧妙,它沒有陷入純粹的理論推導泥潭,而是試圖用一種工程實現的視角來審視能源問題。尤其讓我眼前一亮的是其中關於“智能休眠和喚醒機製”的章節。作者用非常生動的方式描述瞭傳統移動設備在空閑狀態下所浪費的電量,並通過對比不同狀態轉換模型的能效,直觀地展示瞭優化空間的巨大潛力。我特彆喜歡它對不同操作係統層麵(從硬件抽象層到應用層)能效控製策略的分類討論。不過,在閱讀過程中,我發現書中引用的部分實驗數據略顯陳舊,這在技術迭代如此飛快的領域是一個小小的遺憾。我本希望看到更多針對新興異構網絡架構(如Wi-Fi 6E或LPWAN)的能耗基準測試結果。此外,書中對於“隱私與能耗”之間的權衡討論相對保守,在數據加密和傳輸過程中産生的額外能耗,這本書雖然提到瞭,但沒有給予足夠的篇幅去探討如何在保證安全性的前提下,設計齣更具能源效率的加密算法或協議棧。總的來說,它提供瞭一個很好的知識地圖,但部分“地圖”上的標記可能需要用最新的信息進行更新。
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