通信电源站原理及设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:侯振义

出品人:

页数:409

译者:

出版时间:2002-2

价格:45.0

装帧:平装

isbn号码:9787115097330

丛书系列:

图书标签:

• 通信电源
• 电源系统
• 电源设计
• 通信工程
• 电力电子
• 可靠性
• EMC
• 接地
• 防雷
• 维护

《现代通信基站功耗优化与管理》 本书深入探讨了现代通信基站，特别是5G及未来移动通信技术中，功耗优化与高效管理的策略、技术与实践。随着通信业务量的爆炸式增长，基站的能耗已成为制约其可持续发展和运营成本的关键因素。本书旨在为通信行业从业者、技术研发人员、高校师生提供一个全面、系统且实用的技术指南。 第一章：通信基站能耗概览与挑战 本章首先梳理了当前通信基站的典型结构，详细分析了其主要能耗构成，包括射频功放、基带处理单元、传输设备、空调散热系统等。深入剖析了在不同场景下（如高话务量、低话务量、睡眠模式）的功耗特性，并结合宏基站、微基站、室内基站等多种站型进行对比分析。接着，重点阐述了当前通信基站能耗管理面临的核心挑战，例如： 无线信号覆盖与数据传输效率的矛盾：高功率输出往往意味着更高的能耗，如何在保证服务质量的同时降低功耗是关键。 设备集成度提高带来的散热难题：随着设备小型化、集成化，散热需求更加迫切，而散热系统本身也是能耗大户。 多制式、多频段共存的复杂性：不同制式的通信协议和频段的能耗特性差异，增加了整体优化管理的难度。 网络虚拟化与软件定义网络（SDN）带来的新的能耗影响：在享受灵活性的同时，如何有效管理这些动态变化的网络资源的能耗。 环境因素（温度、湿度）对能耗的影响：如何通过智能化的温湿度控制来降低空调等散热设备的能耗。 第二章：关键子系统的功耗优化技术 本章将聚焦于通信基站的各个关键子系统，详细介绍其功耗优化的技术手段： 射频功放（PA）的节能技术：深入研究Doherty功放、Class-L/Class-E等高效率功放技术的原理与应用，以及数字预失真（DPD）在提升PA效率中的作用。探讨基于负载失配的降功率技术和动态功放调整策略。 基带处理单元（BBU）的能效提升：分析FPGA、ASIC、CPU等处理器的功耗特性，介绍低功耗设计方法，如动态电压频率调整（DVFS）、门控时钟、低功耗模式切换等。讨论基于软件优化的资源调度和负载均衡策略。 传输网络的节能设计：关注光传输、微波传输等环节的能耗。介绍低功耗光模块、节能以太网（EEE）、智能端口休眠等技术，以及如何通过流量工程和链路聚合来降低整体传输功耗。 散热系统的智能化与节能化：详细介绍自然冷却、风冷、液冷等不同散热方式的优缺点及能耗表现。重点讲解基于温度感应和预测的智能风扇调速、变频空调控制，以及热管理软件平台的作用。 电源管理单元（PMU）的效率提升：介绍高效率DC/DC变换器、AC/DC变换器的技术进展，以及如何通过精细化的电压和电流管理来减少转换损耗。 第三章：通信基站的智能功耗管理策略 本章将从系统整体层面，探讨通信基站的智能功耗管理策略： 基于业务感知与预测的动态节能：介绍如何通过用户行为分析、话务量预测算法，结合机器学习和人工智能技术，实现基站的智能化休眠、载波关闭、功率动态调整等。 负载均衡与资源协同：分析如何通过网络切片、负载共享、边缘计算等技术，实现多基站之间的资源协同和负载均衡，从而整体降低网络功耗。 异构网络下的能耗协同：在宏基站、微基站、皮基站等多层级、多制式的异构网络环境下，提出跨层、跨网元的能耗协同优化方案。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）在节能中的应用：探讨如何利用SDN控制器对网络流量进行全局优化，以及NFV如何实现资源的动态分配和关闭，从而降低能耗。 绿色通信标准的遵循与实践：介绍相关国际和国内的绿色通信标准，以及如何在基站设计和运营中落地这些标准。 第四章：通信基站的节能实践与案例分析 本章将结合实际应用，通过案例分析来展示功耗优化技术的有效性： 5G基站能耗分析与节能案例：选取典型的5G基站部署场景，分析其功耗特点，展示针对性的节能技术应用效果。 低话务时段的基站节能实践：介绍夜间、低峰期等时段的基站智能休眠、载波关闭策略，以及实际效果评估。 能源回收与利用技术：探讨太阳能、风能等可再生能源在基站供电中的应用，以及能量回收技术（如刹车能量回收）在功耗管理中的潜力。 远程监控与故障诊断：介绍如何通过智能化监控平台，实时掌握基站的能耗状态，及时发现和诊断功耗异常，并进行远程优化。 第五章：未来展望与发展趋势 本章将展望通信基站功耗优化的未来发展方向： AI驱动的自适应能耗管理：强调人工智能在更深层次的预测、决策和优化中的作用，实现基站的自主学习和进化式节能。 全连接网络（FMC）下的能耗挑战与机遇：分析未来万物互联时代，海量连接对通信基站能耗带来的巨大挑战，以及节能技术的创新方向。 软硬件协同的绿色基站架构：探讨未来基站设计如何从硬件架构到软件算法进行全方位协同优化，构建更绿色、更智能的通信基础设施。 边缘计算与分布式AI对能耗的影响：分析边缘计算节点和分布式AI部署对基站能耗带来的新影响，以及相应的优化策略。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，理论联系实际，旨在为读者提供一套全面、先进的通信基站功耗优化与管理解决方案，助力构建更绿色、更高效、更可持续的通信网络。

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这本书的内容深度和广度都令我惊叹，它为我系统地梳理了通信电源站的各个关键环节。书中关于通信电源站的备用电源配置，让我对其冗余备份策略有了更清晰的认识。它详细介绍了蓄电池组、柴油发电机组、UPS（不间断电源）等不同类型的备用电源，以及它们在容量选择、切换机制、维护保养等方面的考量。书中通过大量的实际案例，展示了如何根据通信站点的关键程度、负荷特性以及地理环境等因素，来设计最优化的备用电源方案。这对于保障通信网络的持续运行，抵御外部电网故障或突发事件，具有至关重要的作用。此外，书中还对通信电源站的集中监控和远程管理进行了深入的探讨。它详细介绍了如何构建一个集成的监控平台，实时采集电源系统的各项运行参数，并通过各种通信手段（如GPRS、光纤等）将数据上传到中心机房，实现对电源系统的远程集中监控、故障诊断和告警处理。这极大地提高了电源系统的运维效率，降低了人工成本。书中还对通信电源站的防雷接地设计进行了详细阐述，包括直击雷防护、感应雷防护以及设备内部的防雷措施，并提供了具体的工程设计指导和案例分析。

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这本书的出现，填补了我对通信电源站从设计到原理理解上的部分空白。书中关于通信电源站的功率质量控制，让我对其输出电压和电流的纯净度有了更深的认识。它详细阐述了谐波的产生原因、对通信设备的影响，以及如何通过滤波技术和调制策略来抑制谐波。书中介绍了无源滤波器、有源滤波器以及混合滤波器的设计原理和应用，并分析了它们在不同场景下的适用性。这对于确保通信设备的高效稳定运行至关重要。此外，书中还对通信电源站的电磁兼容性（EMC）设计进行了深入的探讨。它详细阐述了通信电源站的电磁辐射和抗扰度要求，以及如何通过屏蔽、滤波、接地等措施来满足EMC标准。书中提供了一些实际的EMC设计案例，以及如何进行EMC测试和整改。这对于保障通信系统的正常运行，避免电磁干扰，具有重要的指导意义。书中还对通信电源站的散热设计进行了细致的阐述，包括自然冷却、强制风冷、液冷等不同散热方式的原理和应用，以及如何根据设备功耗和环境温度，选择合适的散热方案。

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作为一名刚刚接触通信电源领域的工程师，我发现这本书就像一位经验丰富的导师，循序渐进地引导我掌握了这个复杂而关键的领域。书中对于通信电源站的能效管理部分，进行了非常细致的阐述。它不仅讲解了传统的能效指标，如功率因数、总谐波失真（THD）等，还探讨了如何通过智能化的电源管理系统，实现对电源设备运行状态的实时监测和优化，从而进一步提升整体能效。例如，书中介绍了一种基于负载预测和动态调度的电源管理策略，能够根据通信流量的变化，智能地调整电源模块的工作状态，避免在低负载时能量的浪费。对于分布式电源的接入和管理，书中也提供了丰富的案例和技术解决方案。随着通信网络的日益普及，通信电源站的部署也越来越分散，如何有效地管理这些分布式电源，并保证其整体的稳定性和可靠性，是当前面临的重要挑战。书中关于分布式电源的监控、告警和远程维护的讨论，为我们提供了有力的技术支撑。我尤其对书中关于蓄电池寿命预测和健康管理的部分印象深刻，通过对充放电数据、温度数据等进行分析，可以提前预警蓄电池的老化趋势，并采取相应的维护措施，从而延长蓄电池的使用寿命，降低更换成本。

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这本书无疑是一本内容翔实、体系完整的著作，它深入浅出地剖析了通信电源站的各个方面，为我们这些身处通信建设一线的技术人员提供了宝贵的理论指导和实践参考。在阅读过程中，我惊喜地发现作者不仅罗列了通信电源站的基本组成部分，例如整流模块、蓄电池组、监控单元等，更重要的是，他对这些模块的工作原理进行了详尽的阐述，并通过大量的实例和图表，将抽象的技术概念变得直观易懂。尤其令我印象深刻的是关于蓄电池组的管理和维护部分，书中详细介绍了不同类型蓄电池（如铅酸电池、锂电池）的特性、充放电管理策略、均充/浮充的原理以及过充、过放、温度失控等潜在风险的规避方法。这对于保证通信网络在极端环境下的稳定运行至关重要。此外，书中对通信电源站的监控和告警系统也有深入的探讨，包括遥测、遥信、遥控的实现方式，以及常见的故障诊断和排除流程。这些内容极大地提升了我对整个电源系统的认知深度，使我能够更自信地应对日常工作中遇到的各种挑战。从设计层面来看，书中对电源容量的估算、备用电源的配置、站址选择的考虑因素以及防雷接地等关键环节都有详细的介绍，为我们在实际工程设计中提供了清晰的思路和规范。总而言之，这是一本能够真正解决问题、提升技能的著作，无论是初学者还是资深工程师，都能从中受益匪浅。

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这本书的价值在于其全面性和前瞻性，它为我提供了对通信电源站未来发展趋势的洞察。书中关于通信电源站的智能化和网格化，让我看到了其未来的发展方向。它详细介绍了如何利用物联网（IoT）技术、大数据分析以及人工智能（AI）算法，来提升通信电源站的运行效率、可靠性和智能化水平。例如，通过对海量运行数据的分析，可以实现对电源设备的故障预测和早期预警，从而采取主动的维护措施，避免突发性故障。书中还探讨了如何将通信电源站与智能电网进行集成，实现能源的优化调度和协同管理，为构建绿色、高效的通信网络提供技术支撑。此外，书中对通信电源站的低碳化和绿色化发展也给予了足够的关注。它详细介绍了如何采用高效的电源转换技术、可再生能源（如太阳能、风能）与电源站的结合，以及如何降低电源系统的运行能耗和环境影响。这对于推动通信行业的可持续发展，具有重要的意义。书中还对通信电源站的标准化和模块化设计进行了阐述，强调了通过标准化和模块化，可以提高电源系统的灵活性、可扩展性和维护便利性。

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这本书为我提供了对通信电源站的全面而深入的理解，让我从一个“是什么”的层面，上升到了“为什么”和“怎么样”的层面。我对通信电源站的安全性设计有了更为深刻的认知。书中详细阐述了通信电源站的防雷接地设计，包括直击雷防护、感应雷防护以及电源设备自身的抗雷击能力。它不仅介绍了相关的国家标准和规范，还结合实际工程经验，给出了具体的接地网设计方法和测试手段。这对于保障通信设备在雷暴天气下的安全运行至关重要。此外，书中在防火设计方面也给予了足够的重视，详细介绍了通信电源站的消防等级要求、防火材料的选择、以及火灾探测和报警系统的配置。这些细节对于确保通信机房的安全运营具有不可替代的作用。书中还对电源系统中的绝缘设计进行了深入的分析，包括直流母线的绝缘要求、电缆的绝缘等级选择、以及如何进行绝缘监测和故障定位。这对于防止直流接地故障，保证通信系统的正常运行至关重要。我特别欣赏书中关于人员安全防护的章节，它强调了在进行电源设备的维护和操作时，必须严格遵守安全规程，包括高压作业的安全距离、绝缘工具的使用以及应急处理措施等。

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这本书的内容之丰富和专业程度之高，让我感到非常震撼。它不仅仅是一本技术手册，更是一本能够启发思考、解决实际问题的宝贵工具。书中对于通信电源站的可靠性设计进行了非常深入的探讨。它详细介绍了可靠性指标，如MTBF（平均无故障时间）、MTTR（平均修复时间）等，并分析了如何通过各种设计手段来提升电源系统的可靠性，包括采用冗余配置、关键部件的备份、以及故障诊断和预测性维护等。书中还提供了一些实际的案例，说明了如何通过对历史故障数据的分析，来识别系统的薄弱环节，并采取针对性的改进措施。对于提升通信网络的整体可用性，这是至关重要的。此外，书中对通信电源站的容量规划和配置进行了详尽的介绍。它不仅考虑了当前通信设备的用电需求，还预留了未来业务增长和技术升级的空间。书中提供了一些常用的容量估算公式和方法，以及如何根据不同的通信场景，选择合适的电源容量和配置方案。这对于避免“过大”或“不足”的电源配置，节约投资成本，提高资源利用率，具有重要的指导意义。我特别欣赏书中关于电源系统的可维护性设计，它强调了在设计阶段就应该考虑到日常的维护和检修便利性，例如合理的设备布局、便捷的检修通道、以及清晰的标识和操作说明。

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这本书在理论深度和实践指导性上达到了一个相当高的水准，阅读体验令人惊喜。作者在阐述通信电源站原理时，并没有停留在表面的功能介绍，而是追溯到了底层技术细节。例如，在讲解逆变器的工作原理时，不仅介绍了PWM（脉冲宽度调制）技术的基本概念，还深入分析了不同调制策略（如正弦波PWM、三角波PWM）在效率、谐波含量和动态响应方面的优劣，并结合实际电路设计，说明了如何通过优化控制算法来提升电源的性能。对于我们这些需要进行设备选型和系统优化的工程师来说，这种层面的分析尤为宝贵。书中关于电源效率优化的章节，详细探讨了降低损耗的各种途径，包括采用高频开关电源技术、优化电磁兼容设计、以及合理的散热管理等，这些都是影响通信电源站运行成本和可靠性的重要因素。此外，书中在系统集成方面也提供了非常详尽的指导。通信电源站并非孤立的设备，它需要与通信设备的直流供电系统、甚至整个通信机房的环境控制系统进行协同工作。书中对直流配电系统的设计，包括汇流箱、配电柜的选型、线缆的敷设和保护，以及过流保护和接地措施都进行了细致的阐述，这对于确保整个供电系统的安全性和可靠性至关重要。我特别欣赏书中关于站点的环境适应性设计，包括温度、湿度、海拔等因素对电源设备性能的影响，以及相应的防护措施。

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这本书的价值在于其高度的专业性和系统性，它为我打开了一个全新的视角来理解通信电源站。在学习过程中，我对通信电源站的冗余设计有了更深刻的认识。书中详细介绍了N+1、2N等不同级别的冗余配置方式，并分析了它们在成本、可靠性和维护便利性方面的权衡。特别是关于自动切换和故障隔离的机制，书中通过流程图和状态转移图，清晰地展示了当主电源单元发生故障时，如何实现无缝切换到备用电源，以及如何快速隔离故障单元，防止故障蔓延。这对于保障通信系统的连续性至关重要。此外，书中关于电源系统的功率因数优化和无功功率补偿也进行了深入的探讨。在高功率因数下工作，可以有效降低电网的损耗，提高电能利用率，这对大规模通信基站的运行成本具有显著影响。书中介绍了功率因数校正（PFC）技术，包括有源PFC和无源PFC的原理和实现方式，以及谐波抑制的必要性和方法。对于从事电源系统集成和优化的技术人员而言，这些内容提供了非常有价值的参考。书中还对通信电源站的电磁兼容性（EMC）设计给予了足够的重视，详细阐述了传导骚扰、辐射骚扰、抗扰度等方面的要求，以及相应的滤波器设计和屏蔽措施。

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这本书的出版，无疑为通信电源领域的研究和实践提供了坚实的理论基础和丰富的实践指导。书中对于通信电源站的动态性能分析，让我对其运行过程有了更为细致的了解。它详细阐述了电源系统在面对负载突变、输入电压波动等动态干扰时的响应特性，包括瞬态电压跌落、频率偏差等。书中通过对反馈控制系统的分析，解释了如何通过优化PID控制器参数，来提高电源系统的动态稳定性和快速响应能力。这对于保证通信设备在各种复杂工况下的稳定供电至关重要。此外，书中还对通信电源站的功率变换拓扑进行了详细的介绍，包括各种DC-DC变换器、DC-AC变换器（逆变器）的结构和工作原理。它分析了不同拓扑在效率、功率密度、电磁兼容性等方面的优劣，并结合实际应用场景，给出了相应的选型建议。这对于我们进行电源设备的选型和系统集成，提供了重要的参考依据。书中还对通信电源站的监控和管理系统进行了深入的探讨，包括各种通信协议（如SNMP、Modbus等）的应用，以及如何构建一个集中的、可视化的监控平台。这有助于我们实现对电源系统的远程集中管理和智能化运维。

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