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[移动通信] 《绿色通信与网络》绿色通信极有价值参考书，与智能电网紧密结合 [复制链接]

dgdz2012

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发表于 2016-2-17 12:14:21 |只看该作者 |倒序浏览

本书介绍信息与通信技术行业能够显著减小能量消耗方面的新方案，当然也包括电力等其他行业减小能量消耗的方案。本书还介绍了该领域专家的贡献，主要是面向下一代有线网络、下一代无线网络和智能电网的绿色通信与网络领域的当前研究进展。
本书还向读者展示了通信网络领域提高能量效率的前沿的算法、协议和网络结构，阐述了绿色通信与网络的建模、分析、设计、管理和开发，以及绿色通信与网络算法、协议和体系结构方面的优化。本书从能量有效的硬件平台、物理层、组网和应用给出了详细的实例。书中每一章除了列出了有用的参考文献外，还包括如下内容：
 提出一种不降低服务质量的无线网络能量消耗小的机制；
 综述实用通信网络的开发进展，包括基础设施的测量和数据采集监控系统；
 研究长距离无线网状网能量有效的速率适配问题；
 考虑能量有效的有线互联网节点体系结构设计；
 阐述在尖峰时间IP网络中减小连接数量的图论解决方案；
 总结变长框架系统平均时间优的方法；
 详细阐述绿色通信中面向需求的资源交易模型。

本书介绍了基于光纤连接的功率高效大容量分布式天线无线宽带接入系统的新解决方案、变长框架系统平均时间优方法、智能电网中的需求响应方法、下一代无线蜂窝网络发展中的智能电网的动态。

第1部分绿色无线通信与网络
第1章作为本书的首章，由AAttar, HLi 和VCMLeung所写，介绍了一个新颖的解决办法，叫做应用大规模光纤的连接分布式天线（BWAFMDA）的无线宽带接入，用以实现最后一英里的绿色传输。BWAFMDA体系的优点在于它调度的灵活性，可调控的覆盖范围可以从几米的室内访问，到若干英尺的室外通信，还有吞吐量方面的优越性能和能量效率。此章的重点是和最先进的最后一英里的接入解决方法相比BWAFMDA的节能能力。他们特别比较了几个最后一英里解决方案的功耗模型并论证了通过集成光导纤维和无线接入更大功效的访问解决方案是可以预想的，而这同时也提高了网络的吞吐量。
第2章由XZhang和WCheng编写，开发了一个依据需求的资源交易（DBRT）模型用以绿色通信。他们提出一种机制：在不危害用户服务质量（QoS）的情况下，最小化无线网络的能源消耗。应用DBRT机制，他们开发了一种新型的解决方案——无线网络资源贸易。它阐述了对于一个给定数量的QoS性能标准、不同无线资源的贸易关系。根据无线网络资源的贸易关系，可能会消耗不同的网络资源来满足同一组QoS的性能标准。因此，为了在给定QoS中能够使消耗的资源最小化，他们可能在满足QoS性能标准的同时，交易其他种类的无线网络资源来获取能量资源。根据已经发展的无线网络交易关系，这一章源于最理想的能量频带宽度、能量时间、能量空间和能量代码无线网络资源交易关系。
两个事例研究也显示了如何在保证了无线网络中要求的QoS性能标准时，运用可利用的频带宽度或是可接受的延迟界去达到最小的能量消耗。
第3章由YQi、FHéliot、MAImran 和RTafazolli编写，在频谱效率（SE）和能量效率（EE）方面分析了继电保护技术链接和系统水平。一个彻底详尽的调查将提供各种各样的方法在中继节点（RN）转发信息，其中包括放大转发（AF）、译码转发（DF）和压缩转发（CF）。其中介绍研究了传统的继电器保护方案以混合的方式组合形成先进的继电器保护方案来适应不同的信道状态。而且，继电器技术与面向数据包的通信传输协议和光谱研究相结合，也提出了能源效率的观点。最后，此章也解决了在先进的无线蜂窝网络系统即LTE系统加上实际功耗模型中设计和定位无线网络子系统的挑战。
第4章由TZhu、SXiao和CZhou编写，介绍了①能量效率硬件平台；②能量效率测量和控制；③能量效率网络；④能量效率应用软件。除此之外，出于链路层设计的不足，作者介绍了在静态能量低占空比内无线网络的跨层最优化。此章还研究了在能量动态低占空比无线网络的跨层设计。
第5章由ZZhao、ZDou和YShu编写，研究在长距离无线网状（LDmesh）网络的能量效率速率适配。作者们提出一种有效的探测算法来获取帧延迟比（FDR）、接收信号强度指示值（RSSI），包括映射每个比特率。FDRRSSI是线状的，在一段时间内保持不变以使其用于促进速度选择。更重要的是，其中基于利用信息路径损耗信息互惠提出了一个能量效率比率选择方法。此外，本章提出了一种技术来监测由WiFi外部干扰引起的FDRRSSI失真。仿真结果显示此次提出的方案能够在最小能量消耗下改善链接吞吐量效率。
第2部分绿色有线通信与网络
第6章由FCuomo、ACianfrani和MPolverini编写，研究网络的能源节约。作者提出图论的解决方法使IP网络能源节约的目的被采纳。这些意见的普遍观点是减少环节的数量等，和在非峰值期间用于网络工作的路由器线卡。出于这样的目的，不同属性的图用于网络模型。通过控制删除代数连通度中的一些连接的影响，本章提出的方案源于可关闭的连接列表。它将代数连通度和边介数组合起来，最近的参数允许从仅有极少数路径通过的网络图表中切下。结果图代数连接度接着被用于控制网络持续连接，并且它的连接程度高于一个合适的阈值。
第7章由CHu、BLiu、MZhang、BZhang和WWang所写，研究能量有效有线网络节点的结构设计。作者将注意力集中在通过像路由器这样的网络变速器设备的设计来探索能量节约的原理。通过修正典型的网络行为和模块化的路由器典型结构，此章建议物联网工程节能的方法从三个不同的视角讨论应用的技术挑战。为应对该项挑战并抓住节约能源的机会，一个新的概念路由器模型/结构作为指南去设计并和网络一样继续实现能量效率路由器。
第8章由MPAnastasopoulos、ATzanakaki和DSimeonidou编写，研究聚合光网络和IT基础设施来适应云服务。更特别的是，虚拟架构（VI）的概念和超过一个或者更多的互连的物理架构（PI）被考虑，包括网络和IT资源。考虑到能耗水平和今天的ICT、网络膨胀相关联，节能基础设施对减少二氧化碳特别重要。为解决此事，高能耗IT资源的混合能源互补供电系统被采纳。在这个系统中，常规和可再生能量资源合作来为IT设备生产必要的能量来运行和支持需要的服务。通过申请应用能源意识规划的VI聚合PI，减少二氧化碳排放量会进一步增强。为量化该方法的优点，
提出和开发了一个规划虚拟基础设施的混合整数线性规划模型。这个模型考虑在一个集成的混合太阳动力和光学网络基础设施上的多周期和多业务问题，旨在减少规划虚拟基础设施的二氧化碳排放。建模结果显示在10%~50%不同程度需求请求时二氧化碳排放量显著减少。
第9章由MJNeely编写，提出不同长度帧的系统中优化平均时间的方法。应用包括在智能电话中能量和质量感知工作时序安排，在计算机服务器等方面中消耗有效的能量管理。作者认为在计算系统中能量感知控制包括两个方面：积极和空闲。在积极方面，控制者使用其中一个任务处理模式选择执行单一任务。接着控制者通过选择一个系统空闲的时间来节省能源。这些决定影响进程时间、能量消耗和能被用于其他感兴趣的标准模型（例如加工质量或扭曲）的抽象属性矢量。本章的解决方法是使用再生系统最优化的方法。
第3部分智能电网通信与网络
第10章由ZLi、DIshchenko、FYang和YYe编写，回顾最近实用网络通信的发展，包括高级计量体系（AMI）以及监控和数据采集（SCADA）。在AMI和SCADA系统中通信协议的标准化是此章的重点。除此之外，同样也讨论了实时通信机制使其有效的电网运营促进一些潜在的电网管理应用。
第11章由QDong、LYu和WSong编写，通过阐述一个代表性的智能电网的需求和响应方法来调查正在进行的研究和讨论未来的方向。DR是指动态需求管理电力需求响应机制供给条件和智能电网中最重要的功能之一。DR提供各种便利，包括减少最大需求量、参与者的经济效益、集成的可再生资源和提供辅助服务。此章集中于以优化目标为基准的分类，陈述大量有代表性的DR方法，它属于客户利润优化类别中电力成本减少类别和社会福利最大化的类别。
第12章由SBu、FRYu和PXLiu编写，不仅考虑节能通信还考虑在设计绿色无线蜂窝网络中智能电网的动态。特别是蜂窝基站的动态操作取决于交通、实时供电价格和与发电相关的污染物水平。多点协调（CoMP）被用于保证可接受的蜂窝的服务质量，而它的基站已被关闭。活跃的基站决定零售商采购发电和电力采购的多少。制定系统斯塔克博格博弈（Stackelberg game），它有两个层次：蜂窝网络水平和智能电网水平。仿真结果显示，智能电网在绿色无线蜂窝网络中有非常重要的影响，这里的方案在绿色无线蜂窝网络中可以显著降低运营支出和二氧化碳排放。

书名原文：Green Communications and Networking

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