Fundamentals of Resource Allocation in Wireless Networks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Slawomir Stanczak

出品人:

页数:456

译者:

出版时间:2009-07-08

价格:USD 129.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540793854

丛书系列:

图书标签:

• 无线网络
• 资源分配
• 优化
• 通信理论
• 无线通信
• 网络性能
• 博弈论
• 排队论
• 信道分配
• 干扰管理

《网络无线资源分配基础》 本书深入探讨了在日益复杂的无线通信环境中，如何高效、公平地分配有限的网络资源。随着移动通信技术的飞速发展，对带宽、频谱、能量和计算能力等资源的需求呈现爆炸式增长，如何优化这些资源的分配策略，以满足用户不断增长的服务质量（QoS）要求，成为无线网络设计和优化的核心挑战。 本书从理论基础出发，系统阐述了无线资源分配的关键概念、基本模型和核心算法。我们首先回顾了无线通信系统的基本原理，包括信号传播、多址技术（如TDMA, FDMA, CDMA, OFDMA）以及信道特性，这些构成了资源分配问题的底层技术支撑。在此基础上，本书聚焦于无线网络中各类资源的特性及其面临的分配难题。 频谱分配： 频谱是无线通信最宝贵的资源。本书详细介绍了静态频谱分配、动态频谱接入（DSA）以及认知无线电（CR）等前沿技术。我们将探讨频谱分配的各种优化目标，例如最大化系统吞吐量、提高频谱利用率、保证用户公平性以及满足特定的服务等级要求。读者将学习到各种频谱分配算法，包括基于博弈论的频谱共享模型、基于机器学习的频谱预测与接入决策，以及分布式频谱拍卖机制等。 功率控制： 传输功率直接影响用户的覆盖范围、干扰水平以及能量消耗。本书深入分析了功率控制在不同无线场景下的作用，包括单用户和多用户环境。我们将探讨功率控制的经典算法，如最小化总发射功率以满足用户信噪比（SNR）要求的算法，以及更先进的功率分配策略，以平衡吞吐量、能耗和干扰。此外，书中还会涉及分布式功率控制和基于优化理论的功率分配解决方案。 带宽分配： 带宽是传输数据量的直接体现。本书将系统介绍带宽分配在不同网络架构下的挑战，包括蜂窝网络、Wi-Fi网络以及未来的6G网络。我们将深入研究各种带宽分配算法，例如基于调度算法的资源块分配、基于服务质量（QoS）感知的带宽预留策略，以及如何处理用户移动性和信道衰落对带宽需求的影响。同时，也会讨论如何利用网络切片技术为不同应用提供定制化的带宽保证。 计算资源分配： 随着边缘计算和移动云计算的兴起，计算资源的分配在无线网络中变得越来越重要。本书将探讨如何将计算任务卸载到网络边缘的服务器，以及如何在该过程中分配计算能力。我们将分析边缘计算的架构、任务卸载的策略以及计算资源的调度算法。这部分内容将涵盖如何优化卸载决策，以最小化延迟、降低能耗并最大化计算效率。 能量管理： 对于电池供电设备而言，能量是至关重要的资源。本书将详细讨论无线网络的能量效率优化问题。我们将探索各种节能技术，包括休眠模式、自适应调制编码（AMC）以及能量收集技术。书中还会涉及能量分配策略，例如如何在满足通信需求的同时，最大化设备的续航能力，以及如何设计能量效率更高的通信协议。 优化理论与算法： 本书强调了优化理论在无线资源分配中的核心作用。我们将介绍常用的优化工具，如线性规划（LP）、二次规划（QP）、凸优化以及非凸优化技术。读者将学习如何将资源分配问题建模为优化问题，并利用相应的算法求解。此外，本书还会探讨分布式优化算法，以应对大规模无线网络的挑战。 博弈论在资源分配中的应用： 随着网络用户数量的增加和需求的差异化，用户之间的交互变得复杂。本书将深入探讨博弈论在资源分配中的应用，包括纳什均衡、子博弈完美纳什均衡等概念。我们将分析如何利用博弈论来设计激励兼容的资源分配机制，例如频谱拍卖、干扰协调以及用户自私行为下的资源共享。 机器学习与人工智能在资源分配中的角色： 近年来，机器学习和人工智能技术为无线资源分配带来了新的解决方案。本书将介绍如何利用监督学习、无监督学习和强化学习来解决资源分配中的预测、决策和控制问题。我们将探讨如何利用这些技术来适应动态变化的信道条件、用户需求和网络环境，实现更加智能和自适应的资源分配。 特定场景下的资源分配： 除了通用的资源分配模型，本书还将重点关注一些关键的应用场景。这包括： 5G/6G网络中的资源分配： 探讨超高密度、海量连接、低延迟和高可靠性等5G/6G特性对资源分配带来的新挑战与机遇，例如海量物联网（IoT）设备的接入、超可靠低延迟通信（URLLC）的服务保障、以及增强移动宽带（eMBB）的需求满足。 大规模MIMO（Massive MIMO）系统： 分析大规模MIMO中用户与天线之间的资源分配，如何利用大规模天线阵列来提升频谱效率和系统容量。 认知无线电（Cognitive Radio）网络： 探讨认知无线电用户如何在动态的频谱环境中进行感知、决策和接入，以实现频谱的有效利用。 物联网（IoT）与传感器网络： 针对物联网设备数量庞大、能量受限、数据量小的特点，设计高效的资源分配策略。 车联网（V2X）通信： 关注车联网中车辆间的通信和车辆与基础设施间的通信，如何分配频谱和计算资源以保证安全和实时性。 本书适合通信工程、计算机科学、电子工程以及相关领域的学生、研究人员和工程师阅读。通过学习本书，读者将能够深刻理解无线网络资源分配的复杂性，掌握解决这些问题的理论框架和实用算法，为设计和优化下一代无线通信系统奠定坚实的基础。

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