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

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葛晓虎著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121299551

商品编码：29721735527

包装：平装-胶订

出版时间：2017-01-01

基本信息

书名:5G绿色移动通信网络

定价：69.00元

售价：44.2元,便宜24.8元,折扣64

作者:葛晓虎著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2017-01-01

ISBN：9787121299551

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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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。

目录

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作者介绍

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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。

文摘

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序言

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《5G绿色移动通信网络》 葛晓虎 著 第一部分：技术背景与发展历程 1. 移动通信技术的演进之路 自20世纪70年代第一代模拟移动通信技术（1G）诞生以来，移动通信技术以前所未有的速度发展，深刻地改变着人类社会的生活方式和信息获取模式。每一代技术的更迭，都伴随着通信速率的飞跃、业务能力的拓展以及网络架构的革新。 1G时代：模拟语音通信的萌芽 1980年代，1G技术以模拟信号传输语音为主，速率较低，功能单一，网络容量有限。其主要特点是移动电话的出现，标志着人类进入无线通信的新纪元，尽管体积庞大、通话质量不稳定。 2G时代：数字浪潮与短信的普及 1990年代，2G技术引入数字信号，实现了语音的高质量传输，并催生了短信（SMS）和彩信（MMS）等数据业务。GSM、CDMA等标准成为主流，手机变得更加小巧便携，通信方式更加多样化，极大地扩展了移动通信的应用范围。 3G时代：移动互联网的曙光 2000年代初，3G技术大幅提升了数据传输速率，支持视频通话、移动浏览网页、下载应用程序等，开启了移动互联网时代。WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等标准共同推动了移动数据业务的爆炸式增长，智能手机逐渐兴起。 4G时代：全IP网络与高速移动体验 2010年代，4G技术（LTE）实现了全IP网络架构，将数据传输速率提升至前所未有的水平，满足了高清视频流、在线游戏、云服务等对带宽和时延要求更高的应用。4G网络的普及，真正让移动互联网的体验变得流畅、便捷，深刻影响了社交、娱乐、工作等各个领域。 2. 5G通信的孕育与愿景 进入21世纪第二个十年，随着大数据、人工智能、物联网等新兴技术的蓬勃发展，对移动通信网络提出了更高的要求。传统的4G网络在速率、时延、连接密度等方面已难以满足未来多样化、沉浸式、智能化应用的需求。在这样的背景下，第五代移动通信技术（5G）应运而生，并被寄予厚望，旨在构建一个万物互联、智能融合的全新通信时代。 5G的驱动力：需求升级与技术驱动 需求侧： 移动流量的指数级增长；新兴业务的涌现，如超高清视频、虚拟现实/增强现实（VR/AR）、车联网（V2X）、工业自动化、远程医疗等，这些业务对网络的容量、速率、时延和可靠性提出了极其苛刻的要求。 技术侧： 新一代通信技术的突破，包括大规模 MIMO（Massive MIMO）、毫米波（mmWave）通信、波束赋形（Beamforming）、网络切片（Network Slicing）、边缘计算（Edge Computing）等，为实现5G的性能指标提供了技术基础。 5G的核心技术指标与定位 增强移动宽带（eMBB）： 提供比4G高10-20倍的峰值速率，满足用户对高清视频、VR/AR等大带宽应用的需求。 海量机器类通信（mMTC）： 支持每平方公里百万级别的海量设备连接，为物联网的全面普及奠定基础，连接各种传感器、智能设备等。 超可靠低时延通信（uRLLC）： 提供毫秒级的端到端时延和接近100%的可靠性，是实现自动驾驶、工业控制、远程手术等关键应用的前提。 5G的战略定位： 5G不仅仅是通信技术的升级，更是数字经济发展的关键基础设施，是赋能千行百业、推动社会智能化转型的重要引擎。它将连接人与人、人与物、物与物，构建一个更加智能、高效、可持续的未来社会。 第二部分：5G网络架构与关键技术剖析 1. 5G网络架构的革新：服务化与云化 与前几代通信技术相比，5G在网络架构上进行了颠覆性的设计，更加强调服务的灵活性、部署的敏捷性以及资源的动态分配。 核心网（Core Network）的演进： 分组交换核心网（PS Core）向5G核心网（5GC）的转变： 5GC采用基于服务的架构（SBA），将网络功能分解为独立的微服务，并使用云原生技术进行部署。这使得网络功能更加模块化、灵活化，便于快速部署、升级和维护。 功能切片（Network Slicing）： 这是5G最核心的创新之一。网络切片允许运营商在同一物理基础设施上，为不同的业务场景（如eMBB, mMTC, uRLLC）创建独立的、端到端的逻辑网络。每个切片都可以根据特定业务的需求，在带宽、时延、可靠性、安全等方面进行定制化配置，实现“一张网络，多种服务”。 边缘计算（Edge Computing）的集成： 将计算和存储能力推向网络边缘，靠近用户和设备，从而降低时延，提升响应速度，减少骨干网的压力。这对于需要快速响应的应用（如自动驾驶、工业控制）至关重要。 接入网（Radio Access Network, RAN）的演进： 无线接口（Air Interface）的优化： 采用新的空口技术（如NR - New Radio），支持更宽的频谱范围（包括Sub-6GHz和毫米波），以及更灵活的帧结构和波形，以实现更高的速率和更低的功耗。 大规模 MIMO（Massive MIMO）： 在基站端部署数量庞大的天线阵列，通过波束赋形技术，精确地将信号定向发送给特定用户，显著提升频谱效率和网络容量，同时减少干扰。 协同多点传输（CoMP - Coordinated Multi-Point）： 多个基站协同工作，为用户提供服务，进一步提高用户体验和网络性能，尤其是在小区边缘。 虚拟化RAN（vRAN）和云化RAN（cRAN）： 将RAN的功能进行软件化和虚拟化，部署在云端或中心化的机房，实现资源的集中管理和高效利用，降低部署成本和维护复杂度。 2. 5G关键技术深度解析 新的空口技术（NR）： 灵活的帧结构： NR支持更灵活的帧结构，可以根据业务需求动态调整时隙的长度和配置，更好地平衡速率、时延和连接数。 多址技术（Multiple Access）： 在4G的OFDMA基础上，NR引入了新的多址方案，如CP-OFDM和DFT-s-OFDM，以支持更宽的频谱和不同的业务需求。 波束赋形（Beamforming）： 通过调整天线单元的相位和幅度，将无线信号集中传输到目标用户，提高信号强度和覆盖范围，减少干扰。 毫米波（mmWave）通信： 利用更高频率（如24GHz以上）的频谱，可以获得极大的带宽，从而实现超高的数据传输速率。但毫米波信号传播损耗大、穿透能力弱，需要结合波束赋形和密集部署来克服。 低频段（Sub-6GHz）应用： Sub-6GHz频段拥有更好的覆盖和穿透能力，是5G实现广域覆盖、mMTC和uRLLC场景的基础。 网络切片（Network Slicing）： 实现机制： 通过软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）技术，在逻辑上将物理网络划分为多个独立的、端到端的逻辑网络。 切片管理： 包含切片生命周期管理、资源分配、隔离和安全保障等功能。 应用场景： eMBB切片用于增强移动宽带；mMTC切片用于大规模物联网连接；uRLLC切片用于自动驾驶、工业控制等低时延高可靠场景。 边缘计算（Edge Computing）： 部署模式： 可以部署在基站侧（Mobile Edge Computing, MEC）、本地数据中心、甚至终端设备上。 关键优势： 降低端到端时延，减轻核心网负担，提升数据处理效率，增强数据隐私和安全性。 应用示例： 实时视频分析、AR/VR内容渲染、智能交通信号控制、工业故障预测等。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）： SDN： 将网络的控制平面与数据平面分离，实现对网络设备的集中控制和管理，提高网络的灵活性和可编程性。 NFV： 将传统的硬件网络设备功能（如防火墙、路由器）以软件的形式运行在通用服务器上，降低硬件成本，提高部署效率。 协同作用： SDN和NFV是实现5G网络架构演进（SBA、网络切片）的重要技术支撑。 第三部分：5G应用前景与生态系统构建 1. 赋能千行百业：5G的行业应用场景 5G强大的能力将渗透到国民经济的各个领域，催生出前所未有的新应用、新业态、新模式。 消费者领域： 超高清视频（4K/8K）： 提供无与伦比的视觉体验，直播、点播都将更加流畅高清。 沉浸式体验（VR/AR）： VR/AR游戏、虚拟社交、远程教育、虚拟旅游等将成为现实，模糊虚拟与现实的界限。 云游戏： 无需高端硬件，即可在任何设备上畅玩大型游戏，享受低延迟的游戏体验。 智慧家庭： 更智能的家居设备互联互通，提供更便捷、安全、舒适的生活环境。 垂直行业领域： 智能制造（工业4.0）： 工业自动化、机器人协作、柔性生产线、预测性维护等，实现生产效率的飞跃和质量的提升。5G的uRLLC能力对于精确控制和实时监控至关重要。 智慧交通（车联网V2X）： 车辆与车辆（V2V）、车辆与基础设施（V2I）、车辆与行人（V2P）的实时通信，为自动驾驶、交通安全、智能导航提供支撑。 智慧医疗： 远程手术、远程诊断、移动医疗监测、AI辅助诊断等，打破地域限制，提升医疗资源的可及性和效率。 智慧城市： 智能安防、环境监测、智能能源管理、智慧交通调度等，提升城市运行效率和居民生活品质。 智慧农业： 精准灌溉、病虫害监测、无人机植保、农产品溯源等，提高农业生产效率和可持续性。 2. 5G生态系统的构建与发展 5G的成功部署和应用推广，离不开一个健康、协同发展的生态系统。 运营商角色： 负责5G网络的建设、运营和维护，提供基础通信服务，并与各行业伙伴合作，共同开发行业应用。 设备制造商： 研发和生产5G基站、核心网设备、终端设备等关键硬件。 芯片供应商： 提供支持5G通信的芯片，是终端设备性能的关键。 终端设备厂商： 生产智能手机、物联网终端、VR/AR设备等各种5G终端。 应用开发者与内容提供商： 基于5G网络能力，开发创新的应用和服务。 行业解决方案提供商： 针对特定行业需求，提供集成的5G解决方案。 政府与监管机构： 制定政策、规划频谱、推动标准发展，营造良好的发展环境。 研究机构： 持续进行5G及未来通信技术的研发，推动技术创新。 3. 5G发展面临的挑战与机遇 挑战： 建设成本高： 5G网络需要更密集的基站部署，尤其是在毫米波频段，建设成本巨大。 频谱资源： 频谱资源的分配和利用效率是关键。 技术成熟度与标准化： 部分关键技术仍在发展中，标准仍在持续完善。 商业模式探索： 如何在垂直行业找到可持续的商业模式是运营商面临的挑战。 安全与隐私： 海量连接和数据流动带来的安全和隐私问题需要高度重视。 机遇： 万物互联的时代： 5G是实现真正万物互联的基石。 数字经济的引擎： 5G将推动人工智能、大数据、云计算等技术与实体经济深度融合。 催生新产业： 5G的应用将孕育出全新的产业和商业机会。 提升社会治理能力： 智慧城市、智能交通等将极大提升社会治理效率。 结论 《5G绿色移动通信网络》一书，深入剖析了5G技术从孕育到实现的各个环节，详细阐述了其演进历程、核心技术原理、网络架构设计以及广泛的应用前景。它不仅仅是一部技术手册，更是一份对未来通信时代的深度展望，旨在为读者揭示5G技术如何重塑我们的生活、工作和社会，以及如何构建一个更加智能、高效、可持续的连接未来。本书的研究成果，对于理解5G的价值、把握行业发展趋势、推动技术创新与产业应用具有重要的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我发现作者在对基础理论的梳理上简直做到了教科书般的严谨，但又巧妙地避开了传统学术著作那种令人昏昏欲睡的冗长。他似乎深谙现代读者对信息获取效率的要求，总能在最关键的节点提供最精准的解释。举个例子，在阐述某些复杂的频谱效率优化算法时，他没有直接堆砌大量的数学公式，而是先用一个非常贴近现实生活中的场景模型来构建直观理解，然后再循序渐进地引入必要的数学表达，这种“先建立直觉，再深化理解”的处理方式，极大地降低了理解的技术门槛。我特别欣赏他对历史脉络的梳理，他没有将这些新技术描述为凭空出现的奇迹，而是清晰地展示了它们是如何从前几代移动通信技术中汲取营养、克服瓶颈并最终演进的结果。这种历史的纵深感，让读者对当前的技术突破有了更清晰的认知，明白“没有过去就没有现在”的道理。这种写作风格非常流畅，读起来就像是与一位知识渊博、表达能力极强的前辈进行深入交流，而不是被动地接受灌输，让人在不知不觉中就吸收了大量的专业知识，收获颇丰。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的一点，是它在宏观战略层面的探讨深度，远远超出了我对一本技术专著的预期。它不仅仅停留在“是什么”和“怎么做”的层面，更是深入挖掘了技术变革对社会结构、经济模式乃至地缘政治可能带来的深远影响。比如，作者对“万物互联”背景下数据主权和隐私保护的平衡机制的分析，视角独特且充满批判性思辨。他没有给出简单的“非黑即白”的答案，而是呈现了多方利益主体之间的复杂博弈，这种成熟的、多维度的思考框架，对于任何一个身处变革时代中的决策者或研究者来说，都是极其宝贵的财富。我感觉作者像是站在一个高出地面很多层的观景台上俯瞰整个技术生态系统，他关注的焦点不是某一个孤立的技术指标，而是整个系统如何协同运作，如何影响人类社会的可持续发展。这种由点及面，再由面回归到个体影响的叙事结构，让这本书的价值链得到了极大的延伸，从一本纯粹的技术参考书，升华为一本具有前瞻指导意义的战略读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，一下子就抓住了我的眼球。我一直对科技前沿领域抱有浓厚的兴趣，尤其是涉及到我们日常生活方方面面的技术革新。拿到这本书的时候，我首先关注的是它的整体排版和装帧质量。翻开扉页，那种纸张特有的、带着微微油墨香的味道，让人立刻就能感受到出版方的用心。内页的印刷清晰度极高，图表的绘制也相当专业和精细，即便是初次接触复杂技术概念的读者，也能在视觉上得到一个很好的引导。作者在引言部分展现出的那种对行业未来趋势的敏锐洞察力，让我对后续内容的展开充满了期待。他似乎不仅仅是在陈述事实，更像是在描绘一幅未来通信世界的宏大蓝图，这种叙事的手法非常吸引人，成功地将原本可能枯燥的技术性描述，提升到了一个引人深思的哲学高度。整体来看，从物理形态到初步的阅读感受，这本书都传递出一种严谨、专业且充满前瞻性的学术气质，让人忍不住想立刻沉浸其中，去探索那些隐藏在技术背后的深层逻辑。我个人认为，对于任何想要建立起对新兴技术领域全面认知框架的读者来说，这种优质的物理呈现本身就是一种极好的敲门砖。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书在内容的广度和深度上都给我留下了极其深刻的印象，它成功地构建了一座连接理论前沿与实际应用的坚固桥梁。我特别欣赏作者在处理新兴技术带来的伦理和社会责任问题时所展现出的审慎态度。他没有盲目乐观地歌颂技术带来的便利，而是深入探讨了随之而来的潜在风险，并提出了建设性的应对思路。这种求真务实的科学精神，正是我们这个时代所需要的。对于那些期望全面掌握某一领域核心知识体系，并希望站在更高维度思考技术发展方向的读者来说，这本书绝对是一部值得反复研读的案头必备之作。它的价值不仅在于传授知识，更在于培养一种面向未来的、系统性的、批判性的思维模式。读完之后，我感觉自己的知识地图被彻底重绘了一遍，对于未来几年科技发展的脉络有了更加清晰和自信的把握，实在是一次非常有价值的阅读投资。

评分☆☆☆☆☆

语言风格上，这本书给我带来了一种耳目一新的阅读体验。它的文字精准犀利，没有一句多余的废话，但同时又保持着一种恰到好处的学术幽默感。在某些关键概念的定义处，作者会使用一些非常形象的比喻，这些比喻往往能瞬间点亮读者思维中原本模糊不清的部分。比如，他对“网络切片”功能进行的类比，生动到让我几乎能在脑海中“看见”不同应用场景如何被分配到专属的“虚拟管道”中。更难得的是，作者在保持高度专业性的同时，成功地保持了一种极强的可读性，这一点对于跨学科的读者尤其重要。我发现即便是涉及一些高阶的系统架构内容，作者也总能找到一个平衡点，让那些非本专业出身的读者也能跟上节奏，不至于产生强烈的挫败感。这种对读者体验的细致考量，体现在每一个段落、每一个小标题的选择上，体现了作者极高的文本驾驭能力和强烈的教育情怀。阅读的过程，更像是一场智力上的愉悦探险。