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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Etoh, Minoru 编

出品人:

页数:404

译者:

出版时间:2005-6

价格:1734.80元

装帧:HRD

isbn号码:9780470091517

丛书系列:

图书标签:

• 移动通信
• 5G
• 6G
• 无线网络
• 通信系统
• 下一代网络
• 移动互联网
• 无线技术
• 网络架构
• 信息技术

移动计算的演进与未来：一本深入探索下一代系统的著作 本书深入剖析了当前移动计算领域的最新进展、核心挑战以及未来发展方向。它不仅仅是对现有技术的简单罗列，更是一部全面梳理从基础架构到尖端应用的深度指南，旨在为研究人员、工程师和行业决策者提供一个清晰的路线图。 第一部分：移动系统的基石与当前范式 本部分聚焦于支撑现代移动设备和服务的关键技术栈，并探讨了当前移动生态系统中存在的范式和瓶颈。 1. 异构计算平台的崛起与挑战 随着摩尔定律的放缓，移动设备越来越依赖于高度专业化的处理器，包括多核CPU、高性能GPU、专用NPU（神经网络处理单元）以及DSP（数字信号处理器）。 芯片级集成与架构协同： 深入分析ARMv9架构的最新特性，探讨大小核（Big.LITTLE或类似的异构调度策略）的优化算法，以及如何在操作系统层面实现对这些异构资源的无缝调度。本书详细阐述了如何利用硬件虚拟化技术，在确保安全隔离的同时，最大化不同类型处理单元的协同效率。 内存与存储的瓶颈： 考察LPDDR5X/6的内存带宽限制，以及统一内存架构（UMA）与非统一内存架构（NUMA）在移动场景下的适用性。重点讨论了下一代存储技术（如UFS 4.0及以上标准）的延迟优化，以及持久性内存（Persistent Memory）在移动设备上实现应用状态快速恢复的可能性。 2. 软件栈的演变与安全边界 移动操作系统（iOS/Android）的演进，以及由此带来的应用开发范式的变化，是本部分的核心内容。 操作系统内核的实时性与能效优化： 探讨Linux内核在移动设备上的定制化，特别是针对低延迟交互和电池寿命的特定补丁集。分析实时调度算法（如EAS - Earliest Deadline First Scheduler）在应对突发任务负载时的性能表现。 跨平台框架的深入分析： 对Flutter、React Native等主流跨平台框架的运行时机制进行细致解构，侧重于它们在图形渲染管线、原生API桥接以及最终性能表现上的权衡。书中对比了基于编译时AOT（Ahead-of-Time）和运行时JIT（Just-In-Time）策略对应用启动速度和内存占用的影响。 隐私与安全模型重构： 移动安全已不再仅仅是沙箱隔离。本书详细介绍了最新的硬件级安全特性，如可信执行环境（TEE）的实现细节，以及差分隐私（Differential Privacy）技术如何在设备端进行数据脱敏处理，确保数据分析的有效性与用户隐私的绝对保护。 第二部分：连接性与网络技术的深度融合 移动系统的性能高度依赖于其连接能力。本部分专注于无线通信技术的迭代，特别是5G的深入部署和6G的前瞻性研究。 3. 5G高级特性的全面实践 本书超越了5G的速率宣传，着重分析了如何利用其核心网络功能来实现更高阶的应用场景。 网络切片（Network Slicing）的部署与管理： 阐述了如何利用SDN（软件定义网络）和NFV（网络功能虚拟化）技术，在物理基础设施上创建多个逻辑隔离的网络实例，以服务于不同的SLA（服务等级协议）需求，例如低延迟的工业控制与高带宽的媒体流。 毫米波（mmWave）与大规模MIMO（Massive MIMO）的场景应用： 探讨了高频段通信的传播特性和穿透损耗挑战，并提出了基于波束赋形（Beamforming）和波束管理的高效算法，以确保在复杂城市环境中的连接稳定性。 边缘计算（MEC）的架构协同： 详细描述了如何将计算资源下沉至靠近用户的基站或接入点。重点分析了应用卸载（Application Offloading）的决策模型，包括何时将计算任务转移到边缘服务器，以及数据同步的冲突解决机制。 4. 迈向6G：前沿探索与技术储备 本书对移动通信的下一个十年进行了富有洞察力的预测。 太赫兹通信与智能超表面： 介绍了太赫兹（THz）频段（100GHz至10THz）作为6G潜在载波的潜力，以及为克服其路径损耗而设计的超材料技术，如智能反射面（RIS）。 感知-通信一体化（Integrated Sensing and Communication, ISAC）： 探讨了如何利用无线信号不仅进行数据传输，还能同时进行高精度的环境感知和定位，这是实现全息通信和数字孪生的关键一步。 空天地一体化网络： 分析了低轨卫星星座（如LEO SATCOM）如何与地面5G/6G网络融合，以实现全球无缝覆盖，并讨论了在移动终端上实现异构网络间自动切换的复杂协议栈设计。 第三部分：赋能新一代移动应用的计算范式 本部分聚焦于支撑沉浸式体验和高度自主系统所需的新型计算模型。 5. 移动人工智能与设备侧智能（On-Device AI） AI已成为移动体验的核心驱动力，本书深入探讨了模型优化、部署和推理的挑战。 模型轻量化与量化技术： 详细解析了模型剪枝（Pruning）、权重共享和低比特量化（如INT8、INT4）技术在保持模型精度的同时，如何将其部署到功耗和内存受限的移动NPU上。 联邦学习（Federated Learning）在移动端的实践： 阐述了联邦学习如何实现在不共享原始数据的情况下，协作训练全局模型。重点讨论了移动设备上行链路带宽受限、客户端异构性（Non-IID数据）以及安全聚合协议的优化策略。 实时感知与意图预测： 探讨如何利用多模态传感器数据（视觉、听觉、惯性测量）进行实时的环境理解和用户意图预测，为主动式人机交互打下基础。 6. 沉浸式体验与空间计算的底层支持 增强现实（AR）、虚拟现实（VR）以及元宇宙应用对移动系统的实时性提出了近乎苛刻的要求。 低延迟渲染管线与运动到光子的时间（Motion-to-Photon Latency）： 分析了如何优化移动GPU的渲染流水线，以将端到端延迟控制在10毫秒以下，这是避免用户眩晕的关键。讨论了预测性渲染和异步时间扭曲（ATW）技术的最新进展。 高精度空间定位与 SLAM/VIO： 深入剖析了同步定位与地图构建（SLAM）和视觉惯性里程计（VIO）算法在移动芯片上的高效实现，包括传感器融合、鲁棒性校准以及如何应对动态环境中的漂移问题。 触觉反馈与自然人机交互： 探讨了下一代线性谐振驱动器（LRA）和压电驱动器在提供高保真触觉反馈中的潜力，以及如何将物理世界的交互映射到数字体验中。 第四部分：系统可靠性、可持续性与未来挑战 本书的最后部分着眼于使移动系统更加健壮、可持续和面向未来。 7. 能源效率与热管理的前沿策略 移动设备的性能日益受到热量散发的限制。 动态热功耗预算（DTGP）： 介绍了一种基于强化学习的动态功耗分配模型，该模型可以实时预测芯片未来的热点，并提前调整CPU/GPU/NPU的频率和电压，从而在不触发热节流（Thermal Throttling）的前提下榨取最高性能。 电池健康与寿命的延长： 讨论了先进的电池管理系统（BMS）如何通过优化充电曲线、降低涓流充电时间，以及预测性地管理深度放电循环，来最大化锂离子电池的实际使用寿命。 8. 开放生态系统与标准化的未来 移动系统的发展不再是单一厂商的竞争，而是复杂生态系统的协同。 互操作性与跨设备连续性： 探讨了如何通过统一的通信协议（如Matter或新的低功耗蓝牙标准）来确保智能手机、可穿戴设备、汽车和智能家居设备之间的数据和任务无缝流转。 系统韧性（System Resilience）： 面对日益复杂的攻击面，本书强调了在设计之初就必须考虑的故障注入容错机制，以及如何在极端或受损状态下，保证核心通信和安全功能的最低限度运行。 本书结构严谨，理论与实践并重，是深入理解和推动下一代移动系统创新的必备参考资料。

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