5G綠色移動通信網絡 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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葛曉虎，賴槿峰，張武雄 著

圖書標籤:

• 5G
• 綠色通信
• 移動通信
• 無綫通信
• 網絡技術
• 節能減排
• 可持續發展
• 通信工程
• 信息技術
• 綠色能源

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121299551

版次：1

商品編碼：12023475

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：302

字數：486400

正文語種：中文

內容簡介

近年來，移動通信産業發展迅速，移動用戶數量激增，移動網絡設備大規模布設，隨之而來的移動通信的能耗問題日益突齣。同時，隨著有限頻譜資源的日益飽和，移動通信的頻譜效率問題日益成為其發展瓶頸。怎樣有效突破能效與頻譜效率的枷鎖，是未來5G移動通信網絡發展的關鍵。本書將著重係統介紹麵嚮5G移動通信網絡的能量與頻譜優化技術，結閤國際學術界與工業界的*新研究成果，對提高網絡及通信係統能效與頻譜效率的優化技術進行*前沿的係統分析。內容主要包括綠色通信網絡概念及應用需求、用戶需求與資源管理、網絡能效模型及評估、基於服務質量的5G通信係統能效優化、異構多網協同機製、基於用戶體驗質量和能效的5G通信係統應用等。

作者簡介

　　　　葛曉虎，華中科技大學電子信息與通信學院教授，博士生導師，華中學者特聘教授，湖北省國際科技閤作基地——綠色寬帶無綫通信國際科技閤作基地主任，華中科技大學——悉尼科技大學移動通信聯閤研究中心主任。2003年畢業於華中科技大學獲通信與信息係統博士學位， 2004年擔任韓國亞洲大學電子與計算機工程係研究員，2005年擔任意大利都靈理工大學電子係博士後助理研究員。 2005年獲意大利Galilei Grant，2009年獲挪威政府奬學金資助短期訪問挪威多所大學，2010年6-8月以visiting researcher身份訪問英國Heriot-Watt University，2011年11月-2012年11月以Visiting Professor身份訪問挪威University of Agder。近年來主持承擔瞭10餘項*傢級科研課題和多項國際高水平科技閤作項目。擔任國傢科技部和國傢自然基金委項目評審專傢，湖北省科技廳自然基金項目評審專傢，IEEE高級會員（Senior Member），中國通信學會高級會員，中國電子學會高級會員。

目錄

目 錄

第1章 Chapter 1
5G綠色通信網絡概念及應用需求 1
1．1 緒論 2
1．2 綠色通信在國內外的研究現狀與趨勢 5
1．2．1 基站節能措施 5
1．2．2 基站能耗模型 7
1．2．3 無綫異構網絡能效研究 9
1．3 蜂窩網物化能耗與整體能效評估 10
1．3．1 基站的能耗組成與評估 11
1．3．2 蜂窩網絡整體能效建模及優化 17
1．3．3 蜂窩網物化能耗後續研究 20
1．4 5G綠色通信網絡的挑戰 21
1．4．1 5G迴程網絡 21
1．4．2 5G迴程網絡能效 21
1．5 本章小結 26
1．6 參考文獻 27
基 礎 篇
第2章 Chapter 2
麵嚮綠色通信的無綫資源管理 33
2．1 緒論 34
2．2 用戶業務流量模型 36
2．2．1 數據業務 36
2．2．2 語音業務 39
2．3 輻射能量與乾擾模型 42
2．4 基於Bregman非精確過度間距的資源分配 45
2．4．1 問題描述 46
2．4．2 正則拉格朗日對偶方程和?-Excessive Gap光滑技術 47
2．4．3 具有Bregman投影的快速迭代算法 51
2．4．4 異構網絡下多服務資源分配問題 57
2．5 本章小結 61
2．6 參考文獻 62
第3章 Chapter 3
蜂窩網絡能量效率 67
3．1 隨機幾何理論 68
3．1．1 引言 68
3．1．2 隨機點過程 69
3．1．3 隨機分割理論 71
3．2 PVT隨機蜂窩網能效模型 72
3．2．1 係統模型 72
3．2．2 PVT蜂窩網流量模型與性能分析 74
3．2．3 PVT單天綫蜂窩網絡能效模型與性能分析 78
3．2．4 PVT多天綫蜂窩網絡運行功耗模型與性能分析 88
3．3 多天綫隨機蜂窩網功率優化 102
3．3．1 係統模型 102
3．3．2 多天綫蜂窩網能效模型 102
3．4 HCPP隨機蜂窩網能效模型 106
3．4．1 係統模型 107
3．4．2 基於HCPP的蜂窩網絡乾擾模型 108
3．4．3 基於HCPP的MIMO蜂窩網容量模型 112
3．4．4 HCPP蜂窩網絡能效模型 116
3．4．5 性能仿真及討論 116
3．5 本章小結 118
3．6 參考文獻 119
第4章 Chapter 4
基於服務質量的移動通信係統能效優化 123
4．1 緒論 124
4．2 誤比特率約束條件下的MIMO-OFDM通信係統能效優化 126
4．2．1 MIMO-OFDM通信係統能效模型 126
4．2．2 誤比特率約束條件下的通信係統能效優化 128
4．2．3 仿真與性能分析 132
4．3 服務質量統計約束模型及通信係統有效容量 135
4．3．1 QoS統計約束模型 135
4．3．2 通信係統有效容量 136
4．3．3 有效容量性能仿真 137
4．4 基於服務質量的MIMO-OFDM通信係統能效優化 139
4．4．1 係統模型 139
4．4．2 基於有效容量的MIMO-OFDM係統能效模型 140
4．4．3 通信係統能效優化 142
4．4．4 算法設計 144
4．4．5 仿真結果及分析 145
4．5 本章小結 155
4．6 參考文獻 156
第5章 Chapter 5
5G異構無綫多網的能效協同優化 159
5．1 緒論 160
5．2 異構無綫多網能效協同優化架構 161
5．3 異構多網網絡與終端的聯閤能效優化 163
5．3．1 現有網絡能效評估指標 163
5．3．2 網絡與終端聯閤考慮的新能效評估指標 165
5．3．3 宏微小區共存場景下的網絡能效分析 166
5．4 無綫網絡虛擬化與軟件定義無綫網絡 174
5．4．1 無綫網絡虛擬化 175
5．4．2 軟件定義無綫網絡 179
5．5 本章小結 186
5．6 參考文獻 186
應 用 篇
第6章 Chapter 6
基於用戶體驗質量的客戶端設計 191
6．1 緒論 192
6．2 相關標準與研究 192
6．2．1 漸進式超文本串流 192
6．2．2 自適應HTTP串流 193
6．2．3 MPEG-DASH 197
6．3 基於用戶體驗質量的動態自適應串流機製 198
6．3．1 緩衝預存模式 200
6．3．2 實時串流模式 203
6．3．3 動態自適應串流決策 204
6．4 係統設計與實現 204
6．4．1 軟硬件平颱介紹 204
6．4．2 係統架構與實現流程 222
6．4．3 開發環境 223
6．4．4 安卓應用程序開發環境 228
6．4．5 移植MPEG-DASH至安卓多媒體框架 228
6．5 係統結果分析 230
6．5．1 測試環境 230
6．5．2 串流設備決策機製分析 235
6．5．3 使用者觀賞體驗分析 239
6．6 結論與未來展望 242
6．7 參考文獻 243
第7章 Chapter 7
基於能效增益的安卓平颱設計 247
7．1 緒論 248
7．2 H．264視頻編譯碼標準 249
7．2．1 H．264標準介紹 249
7．2．2 H．264雙核心並行解碼機製 250
7．3 安卓多媒體係統架構 253
7．4 能效增益與動態串流機製 254
7．4．1 影音同步機製設計 254
7．4．2 網絡帶寬分析 255
7．4．3 實時硬件運算能力分析 256
7．4．4 RTSP與HTTP網絡串流 259
7．4．5 動態串流調整機製決策 261
7．5 係統架構與實現流程 265
7．5．1 編譯環境 265
7．5．2 基於H．264並行解碼的雙核心安卓平颱 269
7．5．3 安卓應用程序包設計 280
7．6 係統實現結果 284
7．6．1 測試環境與實現分析 284
7．6．2 能效增益分析 286
7．6．3 影音同步機製分析 286
7．6．4 動態串流調整機製分析 288
7．7 結論與未來展望 289
7．8 參考文獻 290

前言/序言

5G技術叢書專傢委員會

專傢委員會主任

鄔賀銓：中國工程院院士，IMT-2020（5G）推進組顧問

專傢委員會副主任

劉韻潔：中國工程院院士，中國聯閤網絡通信集團有限公司

叢書特彆顧問

張乃通：中國工程院院士，哈爾濱工業大學

專傢委員會委員

曹淑敏：IMT-2020（5G）推進組組長，中國信息通信研究院原院長

張新生：中國通信學會副理事長，未來移動通信論壇常務副理事長

侯自強（中國科學院聲學研究所）

王曉雲（中國移動通信集團公司）

畢 奇（中國電信股份有限公司）

趙先明（中興通訊有限公司）

佟 文（華為技術有限公司）

陳山枝（大唐電信科技産業集團）

張 平（北京郵電大學）

尤肖虎（東南大學）

李少謙（電子科技大學）

王 京（清華大學）

李建東（西安電子科技大學）

5G技術叢書編審委員會

編審委員會主任

楊 暘（中國科學院上海微係統與信息技術研究所）

編審委員會委員

楊峰義（中國電信股份有限公司）

王映民（大唐電信科技産業集團）

陶小峰（北京郵電大學）

張欽宇（哈爾濱工業大學）

金 石（東南大學）

季新生（解放軍信息工程大學）

李雲洲（清華大學）

葛曉虎（華中科技大學）

武 剛（電子科技大學）

王海明（東南大學）

徐 景（上海無綫通信研究中心）

鄔賀銓院士之序

電子工業齣版社從我國大力推動第五代移動通信係統（IMT-2020，又稱5G）研究的背景齣發，通過充分調研和認真組織，策劃齣版“5G技術”叢書，以期及時總結、深入分析和充分反映我國在新的無綫通信國際標準製定過程中的最新進展。叢書將按照5G關鍵技術和5G係統設計與應用兩個層麵分成兩捲，“關鍵技術捲”各分冊主要從理論和技術層麵對5G關鍵候選技術進行具體詳實的分析和介紹，“係統設計與應用捲”各分冊主要從係統和應用層麵對5G總體架構以及關鍵方法的評估和應用進行深入分析和描述，各分冊的作者都是國內活躍在相關研究領域的優秀中青年科研工作者，具有較強的理論研究積纍和實踐經驗，目前又都承擔瞭與5G有關的國傢重大專項和“863計劃”等項目。很高興看到這批優秀的中青年科研工作者在參與科研工作的同時，積極參加編寫這套高新技術叢書。

從齣版社和著作者提供的樣書看齣，叢書以及每本書的結構都是經過仔細斟酌的，邏輯清晰、內容全麵、觀點鮮明、創新性強，內容充分反映瞭我國在新一代移動通信國際標準探索和技術開發中的最新成果，可供國內外的同行參考，將促進我國對國際5G標準製定的貢獻。相信本套叢書的齣版發行，將會推動我國移動通信技術的自主創新和産業發展。

鄔賀銓

2016年8月

劉韻潔院士之序

麵嚮2020年及未來，移動通信技術和産業將邁入第五代移動通信（5G）的發展階段。5G將滿足人們的超高業務吞吐量、超高連接數密度、超高移動速度和超可靠低時延的廣泛應用需求，大幅改善提升通信網絡頻譜效率、能量效率與成本效率，拓展移動通信産業的發展空間。更為重要的是，5G將滲透到物聯網和傳統産業領域，與工業設施、醫療儀器、交通工具等深度融閤，全麵實現“萬物互聯”，有效滿足工業、醫療、交通等垂直行業的信息化服務需要。

在2016年7月15日，美國政府宣布推齣4億美元的先進無綫研究計劃（Advanced Wireless Research Initiative），由美國國傢科學基金會牽頭實施，將部署四個城市規模的5G實驗測試平颱，推動麵嚮未來無綫通信的基礎理論和關鍵技術研究。我國工信部、發改委、科技部聯閤成立瞭“IMT-2020推進組”，匯聚産、學、研、用各方力量，引領規劃和重點推動5G關鍵技術研發，充分支持我國優勢電信企業和研究院所在新一代移動通信國際標準製定過程中掌控影響力和話語權。

隨著5G研發和標準化工作的快速深入展開，急需一套全麵論述5G基礎理論、關鍵技術和應用架構的係列書籍，電子工業齣版社提前預見這一技術發展趨勢和重要産業需求，有效組織國傢IMT-2020推進組、國傢03科技重大專項和國傢“863計劃”5G前期研發項目等的主要承擔單位和優秀科技工作者，成功策劃瞭這套5G技術叢書，及時總結和深入分析瞭最新5G技術的理論基礎、體係架構、係統設計、測試評估、應用實現等多個方麵的最新進展和研發挑戰，相信這套叢書的豐富理論成果和實踐經驗能夠幫助和培養新一代移動通信科技工作者，有效推進和鞏固我國在5G國際標準化進程中的領導地位。

劉韻潔

2016年9月

張乃通院士之序

移動通信的發展不僅深刻改變瞭人們的生活方式，且已成為推動國民經濟發展、提升社會信息化水平的重要引擎。移動互聯網關鍵技術和基礎設施的發展是“中國製造2025”、“互聯網+”戰略的基礎和保障。當前，麵嚮2020年及未來的第五代移動通信（5G）已成為全球研發熱點。為占領信息領域國際領先地位、掌握産業發展話語權，國傢工信部、發改委、科技部成立“IMT-2020推進組”，組織我國産、學、研、用各方力量，推動5G技術研究，以期在新的無綫通信國際標準製定中掌握話語權和主導權，推動技術創新發展戰略，為自主可控的信息網絡提供基礎設施保障。目前，我國的5G研發工作已走在國際前列。

電子工業齣版社以此為背景，提齣5G技術叢書的齣版計劃，組織國傢IMT-2020推進組的主要參與單位，承擔或參與國傢“863計劃”5G係統研究開發先期研究重大項目的單位，選擇在國傢重大科技專項中承擔5G相關項目研發工作的中青年科技工作者作為叢書編著團隊，編著這套叢書。叢書分為兩捲：

（1）“關鍵技術捲”，從理論和技術層麵對5G關鍵技術進行全麵深入的分析，係統總結近年來我國在麵嚮IMT-2020（5G）研發方麵所取得的進展。

（2）“係統設計與應用捲”，從係統應用層麵對5G總體架構、傳輸性能評估和應用等方麵進行闡述，具有係統創新特色和理論聯係實際的效果，符閤當前開展IMT-2020研究與工程的需求。

IMT-2020推進組當前為瞭更加廣泛與深入的開展研發工作，急需一套從理論技術到應用的叢書，相信本套叢書的豐富內容和先進成果能夠有效促進完成IMT-2020推進組的既定目標。

張乃通

2016年11月

尤肖虎教授之序

從2009年開始，全球掀起4G建設熱潮，截至2015年底，全球4G用戶數已達到10.5億，中國4G用戶數到達3.86億，4G在網用戶人均月度使用流量突破瞭200MB，運營商從原本以語音為主的運營，逐步轉嚮以數據為主的流量運營，同時極大地激活瞭移動互聯網。

2012年底，歐盟啓動瞭全球首個5G研究項目METIS。2013年，國際電聯正式啓動瞭5G標準研究工作，開展5G需求、頻譜及技術趨勢的研究工作，計劃2016年完成技術評估方法研究，2018年完成IMT-2020標準徵集，2020年最終確定5G標準。 3GPP作為國際移動通信的標準化組織，於2015年確定瞭5G研究計劃，2016～2017年完成5G技術方案研究階段，2018～2019年完成5G技術規範製定。我國“863計劃”於2014年啓動瞭5G技術研究項目，係統研究5G領域的關鍵技術，包括無綫網絡架構、大規模天綫、超密集無綫網絡、軟基站試驗平颱、無綫網絡虛擬化、毫米波室內無綫接入和評估與測試驗證。與“863計劃”5G相銜接，國傢科技重大專項5G相關研發課題的目標是麵嚮國際標準，鼓勵我國産學研聯閤開展研發，由企業推動創新成果納入IMT-2020國際標準中。進一步，我國已將“積極推進第五代移動通信（5G）和超寬帶關鍵技術研究，啓動5G商用”寫入 “十三五”規劃中。

5G的主要應用為移動寬帶、物聯網和工業互聯網，旨在成為未來社會的信息基礎設施。5G將引入新型傳輸技術提高頻譜利用率和支持高頻段使用；同時以網絡功能虛擬化（Network Function Virtualization，NFV）和軟件定義網絡（Software Defined Network，SDN）為主要手段，構建控製與轉發分離和控製集中的網絡架構，實現網絡資源的靈活編排和部署；通過新型波形、新多址和新幀結構等技術，從而為海量物聯網設備提供低功耗與深度覆蓋，為工業無綫通信等應用提供高可靠低時延的連接。

本套叢書內容涉及5G係統的最新理論研究成果和關鍵技術評估，具體包括5G網絡架構、無綫傳輸、超密集網絡、大規模多天綫、能效和頻譜優化、仿真與測試等多個方麵的研究成果和技術趨勢，作者來自於電信運營商、設備研製企業和科研院所，內容和視角全麵完整，注重理論分析與實際應用相結閤，具有很好的時效性和參考價值。本叢書適閤高等院校通信信息、電子工程及相關專業的高年級本科生和研究生，以及無綫通信領域的專業工程技術人員。

尤肖虎

2016年9月

前 言

移動通信網絡在過去幾十年中，取得瞭飛速的發展，從最初的模擬製式到數字製式，從2G GSM網絡到3G的WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，再到現在的4G LTE網絡，改變瞭人們的生活方式，並促進瞭社會進步。隨著應用需求的增加，人們對速率和通信方式的不斷追求，未來5G移動通信網絡技術將繼續改變並影響人們對信息的需求。

移動通信技術的發展在給人們帶來巨大便利和利益的同時，也使得整個信息通信技術産業的能耗以及運營成本急劇增加。為瞭提高信息通信技術産業的經濟效益，降低運營成本，順應全球綠色可持續發展的趨勢，綠色通信這個概念近年來得到瞭國內外産業界和學術界的廣泛認可，並成為5G移動通信技術發展的核心目標之一。在全球氣候變暖的情況下，各行各業應該開展節能減排工作，以保護並改善我們賴以生存的自然環境，信息通信産業也不例外。5G綠色移動通信網絡旨在滿足人們對日益增長的信息需求的同時，不斷提升通信網絡能量效率，減少通信産業的能耗，以降低信息通信産業總體碳排放量。

本書共分為7章，涵蓋綠色通信網絡的概念、基礎及應用。其中第1章為緒論篇，第2章至第5章為基礎篇，第6

《5G綠色移動通信網絡》 目錄 引言：綠色浪潮下的通信業轉型 1.1 移動通信網絡演進與能源挑戰 1.2 “綠色通信”的時代內涵與發展驅動 1.3 本書的研究視角與結構安排 第一章：5G網絡的核心技術及其能耗特性分析 2.1 5G關鍵技術概覽 2.1.1 極簡架構與網絡切片 2.1.2 海量連接與超高可靠低時延通信（URLLC） 2.1.3 毫米波與大規模MIMO（Massive MIMO） 2.1.4 新空口（NR）設計 2.2 5G網絡能耗的構成與影響因素 2.2.1 基站能耗分析（射頻、基帶、傳輸） 2.2.2 核心網能耗分析 2.2.3 終端能耗考量 2.2.4 數據流量增長與能耗的耦閤關係 2.3 5G引入的新能耗挑戰與潛在綠色機遇 2.3.1 部署密度增加帶來的整體能耗增長 2.3.2 新技術特性對能耗的影響（如毫米波的覆蓋問題） 2.3.3 智能化與軟件化對能耗優化的可能 2.3.4 網絡虛擬化與服務的靈活性 第二章：綠色5G網絡的設計原則與架構演進 3.1 綠色通信的設計理念：效率、效益、生態 3.1.1 能量效率（Energy Efficiency, EE）的度量與優化 3.1.2 成本效益與全生命周期綠色考量 3.1.3 環境影響的最小化與可持續性 3.2 綠色5G網絡架構的關鍵設計考量 3.2.1 模塊化與可插拔設計：降低升級與維護的能耗 3.2.2 資源池化與共享：提高設備利用率 3.2.3 開放化與接口標準化：促進生態協同 3.2.4 智能化管理與自動化運維：實現精細化能耗控製 3.3 5G綠色架構的演進趨勢 3.3.1 從“單點優化”到“全局協同” 3.3.2 從“固定部署”到“按需彈性” 3.3.3 從“硬件中心”到“軟件定義” 3.4 國際標準化組織在綠色通信方麵的推動 第三章：5G網絡關鍵節點的能耗優化策略 4.1 基站側的能耗節約技術 4.1.1 射頻功放的效率提升（如GaN器件應用） 4.1.2 基帶處理的低功耗設計與算法優化 4.1.3 智能休眠與動態載波聚閤（Dynamic Carrier Aggregation） 4.1.4 散熱係統與環境溫度管理 4.1.5 部署形態與天綫技術的綠色選擇 4.2 核心網的綠色化改造 4.2.1 網絡功能虛擬化（NFV）與軟件定義網絡（SDN）的節能潛力 4.2.2 微服務化架構下的資源調度與能耗控製 4.2.3 數據中心能耗的管理與優化（PUE等指標） 4.2.4 邊緣計算（MEC）的能耗與部署策略 4.3 傳輸網的綠色升級 4.3.1 光網絡技術的低功耗設計 4.3.2 傳輸路由的智能優化與負載均衡 4.3.3 傳輸設備功耗的精細化管理 4.4 終端設備的能耗考量與閤作 4.4.1 終端能耗建模與預測 4.4.2 網絡側與終端側的節能協同機製 第四章：麵嚮全生命周期的綠色5G網絡運維管理 5.1 綠色網絡規劃與選址 5.1.1 覆蓋與容量的平衡：避免過度建設 5.1.2 站點選址的能耗與環境影響評估 5.1.3 考慮能源供應的綠色化（如可再生能源接入） 5.2 綠色網絡建設與部署 5.2.1 綠色材料與可迴收設備的應用 5.2.2 施工過程的環保措施 5.2.3 模塊化部署與快速升級 5.3 綠色網絡運營與優化 5.3.1 智能休眠與動態資源調度在實際運行中的應用 5.3.2 基於AI/ML的能耗預測與優化 5.3.3 負載感知與按需服務 5.3.4 故障預測與預防性維護，減少非計劃停機能耗 5.4 綠色網絡退役與迴收 5.4.1 設備的可持續性設計 5.4.2 廢舊設備的處理與迴收利用 5.4.3 建立閉環的綠色供應鏈 第五章：綠色5G網絡賦能垂直行業與可持續發展 6.1 綠色5G在智能製造中的應用 6.1.1 提高生産效率，減少資源消耗 6.1.2 遠程監控與預測性維護，降低設備損耗 6.1.3 優化供應鏈，減少物流碳排放 6.2 綠色5G在智慧農業中的應用 6.2.1 精準灌溉與施肥，節約水資源和化肥 6.2.2 農作物生長環境監測，提高産量與品質 6.2.3 智慧物流，減少農産品損耗 6.3 綠色5G在智慧交通中的應用 6.3.1 優化交通流量，減少擁堵與燃油消耗 6.3.2 車輛通信（V2X），提升行車安全與效率 6.3.3 智慧停車，減少車輛無效行駛 6.4 綠色5G在智慧能源管理中的應用 6.4.1 智能電網監測與調度，提高能源利用效率 6.4.2 分布式能源（如太陽能、風能）的接入與管理 6.4.3 能源消耗數據的精細化采集與分析 6.5 綠色5G對信息通信技術（ICT）産業自身的可持續發展貢獻 6.5.1 推動綠色ICT設備與解決方案的發展 6.5.2 促進循環經濟在通信行業的實踐 第六章：綠色5G麵臨的挑戰與未來展望 7.1 綠色5G發展麵臨的技術挑戰 7.1.1 異構網絡融閤下的能耗協同 7.1.2 海量連接與低功耗終端的平衡 7.1.3 新材料、新器件的應用與成熟度 7.2 綠色5G發展麵臨的政策與經濟挑戰 7.2.1 綠色標準與認證體係的建立 7.2.2 投資迴報周期與綠色投資激勵 7.2.3 跨行業閤作與協同機製 7.3 綠色5G的未來發展趨勢 7.3.1 邁嚮6G的綠色化設計 7.3.2 AI原生與極緻能效 7.3.3 綠色通信與數字可持續發展的深度融閤 7.3.4 全球閤作共建可持續通信生態 結論：邁嚮綠色、智能、可持續的通信未來 8.1 總結本書研究的主要觀點 8.2 強調綠色5G的戰略意義與緊迫性 8.3 對未來研究的建議 --- 引言：綠色浪潮下的通信業轉型 我們正置身於一個前所未有的信息爆炸時代，每一次技術革新都以前所未有的速度和廣度改變著人類社會的麵貌。移動通信技術作為數字時代的核心基礎設施，其發展曆程即是一部不斷追求更高速度、更大容量、更低時延的演進史。從模擬通信到2G的數字時代，再到3G的移動寬帶，以及4G的LTE，每一次代際更迭都極大地拓展瞭我們的連接邊界。而如今，第五代移動通信技術（5G）的商用部署，更是將我們帶入瞭一個全新的智能互聯時代，它以其“高速率、大連接、低時延”的特性，為萬物互聯、人工智能、自動駕駛等前沿應用提供瞭堅實的基礎。 然而，伴隨移動通信網絡規模的不斷擴張和技術的飛速發展，其能源消耗問題也日益凸顯，成為瞭製約行業可持續發展的重要瓶頸。傳統的網絡建設和運營模式，往往將關注點集中在性能的提升上，而對能源效率的考量相對滯後。隨著全球對氣候變化和環境保護的關注度不斷提高，“綠色發展”已成為當今世界的主鏇律，也為信息通信行業帶來瞭深刻的轉型壓力與機遇。 “綠色通信”並非一個全新的概念，其核心在於在滿足通信業務需求的同時，最大限度地降低網絡在建設、運營、維護和退役等全生命周期中的能源消耗和環境影響。它追求的是一種可持續的、負責任的發展模式，強調技術的能效提升、資源的節約利用、以及對環境的友好。在5G時代，由於其部署密度更高、用戶終端數量劇增、新技術的引入，其潛在的能源消耗增量不容忽視。因此，如何讓5G網絡在提供強大連接能力的同時，實現“綠色”發展，成為擺在運營商、設備商、研究機構以及政策製定者麵前的重大課題。 本書正是基於這一背景，深入探討“5G綠色移動通信網絡”這一核心議題。我們並非簡單地羅列5G的技術特性，而是將目光聚焦於“綠色”這一關鍵維度，從技術、架構、管理、應用等多個層麵，係統性地分析5G網絡在能耗方麵所麵臨的挑戰，並提齣一係列切實可行的解決方案和發展策略。 本書的研究視角是多維度的，我們不僅關注5G網絡本身的技術實現，更著眼於其與垂直行業應用的深度融閤，以及對整個社會可持續發展所能産生的積極影響。我們希望通過對5G綠色移動通信網絡的全麵梳理和深入剖析，為讀者勾勒齣一幅5G技術如何服務於綠色經濟、如何促進能源節約、如何構建可持續通信生態的清晰圖景。 在結構安排上，本書首先將從宏觀層麵，闡述移動通信網絡演進與能源挑戰的關係，明確“綠色通信”的時代內涵及其發展驅動力，並介紹本書的整體研究思路。隨後，我們將深入剖析5G網絡的核心技術及其固有的能耗特性，識彆齣主要的能耗增長點和潛在的優化空間。緊接著，我們將探討構成綠色5G網絡的設計原則和架構演進方嚮，為構建低碳、高效的網絡奠定理論基礎。接著，本書將重點分析5G網絡各個關鍵節點——基站、核心網、傳輸網——的能耗優化策略，以及貫穿網絡生命周期的綠色運維管理方法。之後，我們將目光轉嚮5G綠色網絡賦能垂直行業，探討其在推動社會各領域實現綠色轉型中的關鍵作用。最後，本書將梳理綠色5G發展當前所麵臨的挑戰，並展望其未來的發展趨勢，以期為構建一個更加綠色、智能、可持續的通信未來提供啓示。 本書旨在為通信行業的從業者、技術研究人員、政策製定者以及對5G綠色發展感興趣的廣大讀者，提供一本有深度、有廣度、有見地的參考書籍。我們期望通過本書的閱讀，能夠激發更多關於“綠色通信”的思考與實踐，共同推動信息通信技術在可持續發展的道路上行穩緻遠。 第一章：5G網絡的核心技術及其能耗特性分析 進入5G時代，移動通信網絡的能力實現瞭質的飛躍，這得益於一係列顛覆性的核心技術。這些技術在為我們帶來前所未有的連接體驗的同時，也帶來瞭新的能耗考量。本章將對5G網絡的核心技術進行概述，並深入分析這些技術特性對網絡能耗的影響，為理解5G綠色化的挑戰與機遇奠定基礎。 2.1 5G關鍵技術概覽 5G網絡的設計並非簡單地對4G技術的迭代升級，而是基於全新的架構和一係列創新技術，以滿足未來多樣化的業務需求。 2.1.1 極簡架構與網絡切片 5G引入瞭更加靈活、開放和雲化的網絡架構。其核心網（5GC）采用瞭服務化架構（SBA），將網絡功能分解為一係列鬆耦閤的微服務，並通過API進行通信。這種架構使得網絡功能部署更加靈活，易於擴展和升級，並且能夠支持網絡切片（Network Slicing）這一關鍵特性。網絡切片允許運營商為不同的應用場景（如eMBB、mMTC、URLLC）創建邏輯上獨立的、定製化的虛擬網絡，每個切片可以擁有特定的性能參數、資源配置和安全策略。從能耗角度看，這種架構的彈性設計理論上能夠實現資源的按需分配，避免資源浪費，但其復雜性也可能帶來新的管理和調度挑戰。 2.1.2 海量連接與超高可靠低時延通信（URLLC） 5G支持每平方公裏百萬級的設備連接數（mMTC - massive Machine Type Communications），遠超4G。這為物聯網（IoT）的普及提供瞭基礎。同時，5G的URLLC特性能夠提供毫秒級的時延和高達99.999%的可靠性，適用於對實時性要求極高的應用，如工業自動化、自動駕駛、遠程醫療等。海量連接的激增意味著需要更多的終端設備接入網絡，這會增加網絡整體的資源消耗和信令負載。URLLC場景下，為瞭保證極低的調度延遲，網絡可能需要預留更多的資源，這在一定程度上也可能帶來能耗上的權衡。 2.1.3 毫米波與大規模MIMO（Massive MIMO） 為瞭實現超高的速率和更大的帶寬，5G引入瞭更高的頻段，特彆是毫米波（mmWave）頻段（24GHz以上）。毫米波具有帶寬大、傳輸速率高的優勢，但其傳播距離短、穿透能力弱，需要部署更高密度的基站。大規模MIMO（Massive MIMO）技術利用大量的天綫陣列（幾十到幾百個天綫），通過波束賦形（Beamforming）技術，能夠更精確地將信號導嚮用戶，提高頻譜利用效率和網絡容量，同時減少對周圍用戶的乾擾。然而，大規模MIMO的硬件成本和功耗相對較高，尤其是在功放和射頻前端。毫米波的高密度部署則直接增加瞭基站數量，從而可能推高整體能耗。 2.1.4 新空口（NR）設計 5G采用瞭全新的空口（New Radio, NR），其設計更加靈活和高效。NR支持多種幀結構和調度方式，能夠根據業務需求動態調整。例如，它支持更靈活的子載波間隔、更短的傳輸時隙，以滿足不同業務場景的需求。NR的設計目標之一就是提高頻譜效率，理論上單位比特的能耗可以降低。然而，NR的設計復雜性以及對新硬件的需求，也需要在實際部署中加以考量。 2.2 5G網絡能耗的構成與影響因素 理解5G網絡能耗的構成，是進行優化設計的前提。 2.2.1 基站能耗分析（射頻、基帶、傳輸） 基站是5G網絡中最主要的能耗單元。其能耗主要集中在三個部分： 射頻（RF）部分： 包括射頻鏈路的功放、濾波器、天綫單元等。功放的效率是影響射頻能耗的關鍵因素，尤其是在高頻段和大規模MIMO場景下，功放需要更大的功率輸齣。 基帶（Baseband）部分： 負責信號的調製解調、編碼解碼、信道估計等數字信號處理。隨著5G處理能力的提升和新算法的應用，基帶處理單元的功耗也在不斷增加。 傳輸（Transmission）部分： 包括基站內部的設備間通信、以及與核心網之間的傳輸連接，如光縴傳輸設備等。 2.2.2 核心網能耗分析 5G核心網（5GC）采用雲化、服務化架構，部署在數據中心。其能耗主要體現在： 計算和存儲資源： NFV/SDN帶來的虛擬化和軟件化部署，雖然提高瞭資源利用率，但仍需要大量的服務器、存儲設備以及相應的散熱係統，其能耗與數據中心的PUE（Power Usage Effectiveness）值密切相關。 網絡功能間的通信： 微服務架構下，大量的小消息傳遞可能增加網絡設備的通信開銷。 2.2.3 終端能耗考量 雖然本書主要關注網絡側的能耗，但終端設備的能耗也不容忽視。隨著5G終端功能的增強（如支持更多頻段、更高速率），其電池續航能力麵臨挑戰。網絡側的設計也需要考慮如何協同終端，降低其能耗，例如通過更智能的調度減少終端的空閑等待時間，或者優化其與基站的通信模式。 2.2.4 數據流量增長與能耗的耦閤關係 5G網絡的部署本身是為瞭支持更大的數據流量和更豐富的應用。但流量的增長並非綫性地導緻能耗的綫性增長，而是存在一個耦閤關係。高密度部署、更復雜的信號處理、以及新的業務模式（如視頻直播、AR/VR）都可能在流量增長的同時，進一步推高能耗。因此，實現“單位比特能耗”（Energy per Bit）的下降，是衡量5G綠色化水平的重要指標。 2.3 5G引入的新能耗挑戰與潛在綠色機遇 5G技術帶來瞭顯著的性能提升，同時也伴隨著新的能耗挑戰，但同時也孕育著巨大的綠色化機遇。 2.3.1 部署密度增加帶來的整體能耗增長 特彆是毫米波頻段的使用，需要基站部署密度遠高於4G。盡管單個基站的能耗可能通過技術創新得到優化，但基站總量的激增，導緻網絡整體的能源消耗可能齣現顯著增長。 2.3.2 新技術特性對能耗的影響（如毫米波的覆蓋問題） 毫米波信號的衰減特性，意味著在特定區域可能需要部署更多的小型基站或中繼設備，以保證覆蓋質量。這增加瞭部署的復雜性和整體的能源足跡。 2.3.3 智能化與軟件化對能耗優化的可能 5G網絡架構的智能化和軟件化是其核心優勢。利用AI/ML技術，網絡可以實現更加精細化的資源調度、負載均衡和智能休眠，從而在非高峰時段大幅降低基站和核心網的能耗。這為實現“按需服務”和“動態功耗管理”提供瞭技術基礎。 2.3.4 網絡虛擬化與服務的靈活性 NFV/SDN帶來的網絡功能虛擬化和軟件定義網絡，使得網絡資源可以被靈活地分配和重構。這意味著在不需要某些網絡功能時，可以動態地關閉或降低其資源占用，從而實現能耗的節約。這種靈活性是實現綠色5G的重要推手。 理解上述技術特性及其能耗影響，是製定有效的綠色5G策略的基礎。下一章將在此基礎上，探討綠色5G網絡的設計原則和架構演進的方嚮。 第二章：綠色5G網絡的設計原則與架構演進 將“綠色”理念融入5G網絡的血液，需要一套清晰的設計原則和與之匹配的架構演進。這不僅僅是技術層麵的優化，更是戰略層麵的考量，關乎通信行業的長遠發展和對社會可持續發展的貢獻。 3.1 綠色通信的設計理念：效率、效益、生態 綠色通信的設計，應當遵循以下核心理念： 3.1.1 能量效率（Energy Efficiency, EE）的度量與優化 能量效率是綠色通信的核心指標之一，它通常被定義為單位能量消耗所能提供的服務量，例如“比特/瓦特”（bits/Watt）或“用戶/瓦特”（users/Watt）。在5G網絡中，我們不僅關注單用戶的能量效率，更重要的是網絡整體的能量效率，即單位信息量傳輸所消耗的能量。優化能量效率需要從硬件設計、軟件算法到網絡拓撲的全麵改進。這包括提高射頻功放的效率、采用低功耗處理器、優化信道編碼和調度算法、以及實現智能的資源分配和休眠策略。 3.1.2 成本效益與全生命周期綠色考量 綠色通信的設計，必須與商業可行性相結閤。單純追求極緻的低能耗，如果導緻成本急劇上升，則難以獲得市場的接受。因此，綠色設計需要考慮整個設備和網絡的生命周期成本，包括初始投資、運營維護成本、以及最終的報廢處理成本。選擇更耐用、易於迴收的材料，采用模塊化設計方便升級和維護，都是實現成本效益與綠色考量的體現。長遠來看，降低能源消耗也直接意味著降低運營成本，具有顯著的經濟效益。 3.1.3 環境影響的最小化與可持續性 綠色通信的最終目標是減少對環境的負麵影響。這包括減少溫室氣體排放（降低碳足跡）、減少電子垃圾、降低對土地和資源的占用。例如，通過提高網絡密度來減少對電力的依賴，或者優化基站的散熱係統來降低對環境的二次影響。可持續性意味著網絡不僅要在當前滿足需求，還要為未來留有餘地，避免對後代造成負擔。 3.2 綠色5G網絡架構的關鍵設計考量 要實現上述設計理念，5G網絡架構本身需要做齣相應的調整和優化。 3.2.1 模塊化與可插拔設計：降低升級與維護的能耗 將網絡功能和硬件設計成獨立的、可替換的模塊，能夠顯著降低升級和維護的能耗。當某個模塊需要升級或更換時，無需對整個設備進行大規模改造，隻需更換相應的模塊即可。這不僅縮短瞭維護時間，減少瞭人力物力消耗，也便於采用更先進、更節能的硬件技術。例如，模塊化的基站單元（BBU、RRU）、可插拔的電源模塊等。 3.2.2 資源池化與共享：提高設備利用率 通過將計算、存儲、網絡資源進行池化，並以虛擬化的方式按需分配給不同的網絡功能或業務，可以大幅提高硬件資源的利用率。當某個網絡功能處於低負載狀態時，其占用的資源可以被釋放，並分配給其他高負載的網絡功能。這種集中化和虛擬化的管理方式，避免瞭資源孤島和設備閑置，從而減少瞭總體能源消耗。 3.2.3 開放化與接口標準化：促進生態協同 開放的網絡架構和標準化的接口，能夠吸引更多第三方開發者和設備商參與到綠色通信技術的創新和應用中。例如，開放的API接口允許運營商與能源供應商、數據中心運營商、以及垂直行業用戶進行更緊密的協同，共同優化能源使用。標準化也有助於降低不同廠商設備之間的互聯互通成本，並促進綠色技術的規模化應用。 3.2.4 智能化管理與自動化運維：實現精細化能耗控製 智能化是實現綠色5G的關鍵。通過引入人工智能（AI）和機器學習（ML）技術，網絡可以實現對用戶行為、業務流量、環境因素等進行實時感知和預測，並據此動態地調整網絡資源的分配、基站的工作模式（如智能休眠），甚至調度網絡拓撲。自動化運維則能夠減少人工乾預，提高管理效率，降低人為失誤帶來的能耗浪費。 3.3 5G綠色架構的演進趨勢 5G綠色架構的演進，呈現齣以下幾個主要趨勢： 3.3.1 從“單點優化”到“全局協同” 過去的通信網絡，通常側重於對單個設備的性能優化。而綠色5G架構則要求從整個網絡的角度進行優化，實現端到端的協同。這意味著需要考慮用戶終端、基站、核心網、傳輸網以及數據中心之間的整體能耗平衡，並建立有效的協同機製。 3.3.2 從“固定部署”到“按需彈性” 傳統的網絡部署模式往往是基於靜態的容量規劃，容易造成資源浪費。綠色5G架構則更傾嚮於“按需彈性”的部署模式。網絡資源可以根據實際的業務需求進行動態的擴展或收縮，甚至是在不同地理區域之間進行靈活的調度，從而最大化資源利用率，降低不必要的能耗。 3.3.3 從“硬件中心”到“軟件定義” 隨著網絡功能的虛擬化和軟件化，網絡的能力更多地體現在軟件的靈活性上。這種“軟件定義”的趨勢，使得網絡能夠更容易地實現動態配置、智能調度和精細化管理，為綠色節能提供瞭更強大的工具。軟件的迭代更新速度遠快於硬件，也意味著綠色節能的改進能夠更快地落地。 3.4 國際標準化組織在綠色通信方麵的推動 為瞭規範和促進綠色通信技術的發展，國際標準化組織（如ITU-T、3GPP、ETSI等）在綠色通信方麵做瞭大量工作。它們製定瞭能量效率的測量方法、能耗評估框架、以及綠色通信相關的標準規範。例如，ITU-T SG5（電信標準化谘詢委員會第5研究組）專門負責“電信網絡的電磁場、安全和環境”問題，並製定瞭大量關於綠色通信的建議書。3GPP則在R15、R16等版本中，引入瞭針對5G網絡能耗管理的特性，如智能休眠、動態載波聚閤等。這些標準化工作為全球運營商和設備商提供瞭共同遵循的技術指引，加速瞭綠色5G的部署。 通過確立清晰的設計原則和推動架構的演進，5G網絡纔能夠從根本上實現“綠色”的底色，為後續的能耗優化策略打下堅實的基礎。下一章將具體探討網絡各個關鍵節點的能耗優化技術。

評分☆☆☆☆☆

剛收到這本書，迫不及待地翻開，瞬間就被它營造的氛圍吸引瞭。故事的開頭就充滿瞭一種懷舊的鄉愁，仿佛帶著讀者穿越迴瞭那個淳樸而寜靜的年代。作者的筆觸細膩入微，寥寥幾筆便勾勒齣一個鮮活的人物形象，他的喜怒哀樂，他的內心掙紮，都仿佛發生在昨日。我尤其喜歡作者對環境的描寫，那些鄉間的田野，河邊的垂柳，以及古老的村莊，都栩栩如生，讓人身臨其境。這不僅僅是一本書，更是一場心靈的旅行，它讓我在喧囂的都市生活中找到瞭一片可以停靠的港灣。讀著讀著，我仿佛也成瞭故事中的一員，跟著主人公一起經曆著人生的起起伏伏，感受著生活的酸甜苦辣。書中的對話樸實卻富有哲理，每一次的交流都充滿瞭人情味，讓人不禁思考自己與傢人、朋友的關係。作者對細節的把握更是令人驚嘆，無論是人物的微錶情，還是場景的細微變化，都處理得恰到好處，使得整個故事更加飽滿和真實。這本書就像一杯陳年的老酒，越品越有味道，越讀越讓人沉醉。它觸動瞭我內心深處最柔軟的地方，讓我重新審視瞭生活中的許多美好，也讓我對未來充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這是一本充滿人文關懷的作品。作者以一種非常溫暖和感性的方式，講述瞭普通人生活中那些平凡卻又感人的故事。書中的每一個人物，無論身份地位如何，都展現齣瞭人性的光輝。我被他們之間的情感深深打動，那些互相扶持、彼此關愛的情節，讓我看到瞭人與人之間最真摯的情感連接。作者的筆觸飽含深情，但又不過分煽情，恰到好處地錶達瞭內心的情感，讓人在感動之餘，也能感受到一種平靜和力量。我從這些故事中看到瞭生活的韌性，看到瞭即使在睏境中，人們依然能夠堅持善良和希望。這本書讓我重新審視瞭“平凡”的意義，它告訴我，即使是最普通的生活，也蘊含著不平凡的價值。它讓我學會瞭更加珍視身邊的人，更加關注那些被忽略的群體。讀完這本書，我的內心感到非常充實和溫暖，仿佛被注入瞭一股強大的正能量。它不僅僅是一本書，更是一份心靈的慰藉，一份對人性的贊美。它讓我相信，在這個世界上，善良和愛永遠是存在的，並且會以各種美好的方式呈現。

評分☆☆☆☆☆

這本書所構建的世界觀讓我著迷。作者用他豐富的想象力，創造瞭一個充滿奇幻色彩的世界，但這個世界並非遙不可及，而是與我們的現實生活有著韆絲萬縷的聯係。故事的設定非常新穎，充滿瞭創意，每一個設定都經過瞭精心的構思，閤情閤理，讓人信服。我尤其喜歡書中對於魔法、科技或者某種特殊能力的描繪，這些元素並非流於錶麵，而是與人物的成長、命運緊密相連，構成瞭故事的核心驅動力。整個故事的節奏把握得非常好，既有緊張刺激的情節，也有溫情脈脈的時刻，張弛有度，引人入勝。我被深深地吸引著，完全沉浸在這個奇妙的世界中，與主人公一起經曆冒險，一同麵對挑戰。作者在塑造人物方麵也下瞭很大功夫，每一個角色都有自己的個性和魅力，他們的成長軌跡清晰可見，讓人感受到生命的活力和韌性。讀完這本書，我仿佛完成瞭一場身臨其境的冒險，雖然迴到瞭現實，但心中依然迴蕩著那個世界的餘韻。它給瞭我無限的遐想空間，也讓我對未知充滿瞭好奇和嚮往。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠引發深刻思考的書籍情有獨鍾，而這本書恰恰滿足瞭我的這一需求。它並沒有提供現成的答案，而是拋齣瞭許多值得探討的問題，引導讀者去獨立思考。書中對於社會現象的觀察角度非常犀利，許多觀點都讓我拍案叫絕。作者並沒有迴避那些敏感而尖銳的話題，而是直麵現實，用理性的筆觸去剖析問題的根源。我特彆欣賞作者的邏輯思維能力，每一個論點都有充分的論據支撐，環環相扣，嚴謹而富有說服力。讀這本書的過程，就像是在與一位睿智的長者進行對話，他用他豐富的閱曆和深刻的洞察力，為我打開瞭新的視野。我從中學習到瞭很多關於社會運作的規律，也對許多習以為常的現象有瞭全新的認識。更重要的是，這本書激發瞭我獨立思考的勇氣和能力。它讓我明白，不應該輕易接受彆人灌輸的觀念，而是要用自己的頭腦去分析、去判斷。這本書對我的人生觀和價值觀都産生瞭積極的影響，它讓我更加堅定地追求真理，也更加珍惜獨立思考的機會。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事方式極其獨特，讓我耳目一新。作者沒有采用傳統的綫性敘事，而是通過碎片化的記憶、閃迴的片段以及多綫索的交織，構建瞭一個錯綜復雜但又引人入勝的故事。起初，我有些跟不上節奏，但隨著閱讀的深入，我逐漸沉浸在這種非綫性的敘事魅力之中。每一個片段都像一顆顆散落的珍珠，需要讀者自己去串聯，去發現其中的聯係和隱藏的深意。這種閱讀體驗極具挑戰性，但也帶來瞭極大的滿足感。它迫使我主動思考，去猜測人物的動機，去推測事件的真相。這種互動式的閱讀過程，讓我感覺自己不再是被動接受信息，而是成為瞭故事的參與者和共同創造者。書中對人物心理的刻畫也十分深入，通過大量的內心獨白和細膩的心理描寫，展現瞭人物復雜而矛盾的情感世界。我能感受到他們的痛苦、他們的掙紮、他們的希望，仿佛他們就是我身邊真實存在的人。作者的文字功底可見一斑，雖然敘事方式復雜，但語言卻依然流暢、生動，充滿瞭畫麵感。這本書不僅僅是一個故事，更是一次對人性、對記憶、對時間本身的探索。它讓我學會瞭從不同的角度去看待問題，也讓我對事物的本質有瞭更深的理解。

評分☆☆☆☆☆

還行吧！比去超市買方便，就是比較貴，沒辦法！

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

挺好的，發貨也很快，好評哦

評分☆☆☆☆☆

書好，物流更是好，在京東買瞭很多書瞭，也比較新。

評分☆☆☆☆☆

京東發貨速度不錯，正品

評分☆☆☆☆☆

內容很新

評分☆☆☆☆☆

不錯，，，，，，，，，，

評分☆☆☆☆☆

好書

評分☆☆☆☆☆

質量好，價格實惠，送貨非常快