5G移動通信面向全連接的世界(精裝版)（簡體書）

本書從5G需求與願景出發，深入揭示了5G產生的背景、頻率需求、候選頻率及其無線傳播特性，圍繞5G相關的主要標準化組織及其研究的最新進展對5G標準的未來進行了展望；圍繞5G的關鍵技術，分別從多天線的演進、非正交與多址、全雙工、編碼與鏈路自適應、網絡架構、用戶無感知的移動性管理、以用戶為中心的自治網絡、毫米波系統設計、超密集網絡及小區虛似化以及物聯網的優化等方面詳細介紹了5G的關鍵技術，最後對3.5 GHz 5G樣機的設計與外場試驗情況進行了介紹，並展望了5G應用與部署。
本書全方位地系統闡述5G的來龍去脈以及未來主要發展方向，是5G研發、無線通信技術教學以及工程實施人員有益的參考書。

1.本書集合業界領先通信企業在5G方面的*新研究成果，涵蓋內容豐富、全面。

2.本書作者全部來自國內外領先的5G研發機構，經歷了整個5G的研究、標準化的過程。

第 1章 5G需求與願景 001

1．1 5G總體願景 002

1．2 驅動力和市場趨勢 004

1．3 典型業務、場景與性能挑戰 005

1．4 可持續發展與效率需求 006

1．5 5G關鍵能力 007

1．6 小結 009

參考文獻 009



第 2章 候選頻率與傳播特徵 011

2．1 候選頻譜 012

2．1．1 需求 013

2．1．2 候選頻譜 014

2．1．3 國內5G頻率分配方案 023

2．2 傳播特性 024

2．2．1 對系統設計的影響 024

2．2．2 傳播特性分類 025

2．2．3 5G信道傳播特性研究思路 028

2．2．4 測量與建模結果 030

2．3 5G信道模型 034

2．3．1 主模塊 035

2．3．2 6 GHz以下頻段的擴展模塊 036

2．3．3 基於地圖的混合信道模塊 037

2．3．4 路徑損耗與陰影模型 037

2．3．5 穿透損耗 041

2．3．6 LOS 概率 042

2．3．7 快衰模型 043

2．4 小結 044

參考文獻 044



第3章 5G推進展望 047

3．1 5G重要組織概述 048

3．1．1 ITU 048

3．1．2 3GPP 050

3．1．3 NGMN 051

3．1．4 IMT-2020推進組 051

3．2 5G的推進進展 052

3．2．1 ITU的5G推進進展 053

3．2．2 NGMN的5G進展 057

3．2．3 中國IMT-2020推進組的5G進展 060

3．2．4 3GPP的5G進展 062

3．3 小結 063

參考文獻 064



第4章 多天線技術的演進：3D-MIMO 065

4．1 技術原理 066

4．2 典型應用場景 067

4．3 3D-MIMO中波束成形傳輸方案 068

4．3．1 單用戶波束成形傳輸方案 069

4．3．2 多用戶波束成形和聯合調度 070

4．4 3D-MIMO中的信道反饋方案 076

4．5 3D-MIMO性能評估 079

4．5．1 仿真假設 079

4．5．2 3D-MIMO與2D-MIMO的系統性能對比 082

4．5．3 不同配對用戶數對3D-MIMO的影響 083

4．5．4 不同天線形態的3D-MIMO性能對比 084

4．5．5 SRS誤差對3D-MIMO性能的影響 085

4．6 3D-MIMO樣機測試驗證 088

4．6．1 3D-MIMO硬件架構 088

4．6．2 3D-MIMO天線暗室測試 090

4．6．3 城區宏覆蓋場景下的外場測試 090

4．6．4 高覆蓋場景下的外場測試 094

參考文獻 098



第5章 非正交與多址 101

5．1 5G新型多址技術面臨的挑戰與設計框架 102

5．2 5G與非正交多址 105

5．2．1 正交多址與非正交多址 105

5．2．2 5G與非正交多址 106

5．3 非正交容量界分析 106

5．3．1 下行正交 非正交容量界分析 107

5．3．2 上行非正交容量界分析 109

5．3．3 非正交容量界給5G多址方案的啟示 111

5．4 MUSA 112

5．4．1 MUSA下行設計及和其他方案比較 112

5．4．2 MUSA上行設計及和其他方案比較 115

5．4．3 MUSA應用場景與性能優勢 118

5．5 SCMA 119

5．5．1 SCMA基本概念 119

5．5．2 SCMA碼本設計 121

5．5．3 SCMA低複雜度接收機設計 124

5．5．4 SCMA應用場景與性能優勢 124

5．5．5 SCMA未來研究方向 127

5．6 小結 127

參考文獻 128



第6章 全雙工 131

6．1 無線全雙工簡介 132

6．2 全雙工自幹擾抑制 133

6．2．1 全雙工自幹擾抑制原理 134

6．2．2 基於數字參考重建的自幹擾抵消 136

6．2．3 基於模擬參考重建的自幹擾抵消 137

6．2．4 天線域自幹擾抑制 138

6．2．5 全雙工自幹擾抵消的實測性能 140

6．3 全雙工在蜂窩系統中面臨的挑戰 142

6．4 小結 144

參考文獻 144



第7章 編碼與鏈路自適應 147

7．1 5G鏈路自適應的新需求和新趨勢 148

7．2 小數據分組編碼 150

7．2．1 低碼率的TBCC 150

7．2．2 結合碼空間檢測的差錯校驗方法 151

7．3 分組編碼技術 152

7．3．1 技術方案 153

7．3．2 複雜度分析 154

7．3．3 仿真分析 155

7．4 軟HARQ技術 156

7．4．1 軟HARQ方案 157

7．4．2 基於分組編碼的軟HARQ方案 161

7．5 小結 162

參考文獻 163



第8章 網絡架構 165

8．1 5G網絡架構需求 166

8．2 現有網絡存在的問題 167

8．2．1 網絡架構發展歷程與內在邏輯 167

8．2．2 現網架構導致的現實挑戰 168

8．3 5G網絡架構特徵 170

8．3．1 5G網絡架構設計原則 170

8．3．2 5G網絡架構設計目標 170

8．3．3 5G網絡架構設計 171

8．4 NFV與SDN 173

8．4．1 NFV技術介紹 173

8．4．2 SDN技術介紹 181

8．4．3 SDN在5G移動網絡中的作用 185

8．4．4 NFV和SDN的關係 190

8．4．5 基於NFV和SDN的5G網絡架構展望 190

8．5 小結 193



參考文獻 194

第9章 用戶無感知的移動性管理 195

9．1 5G移動性的特點和需求 196

9．2 5G網絡中移動性的場景分析 199

9．3 移動性解決方案 200

9．3．1 備選的移動性方案 201

9．3．2 移動性的關鍵指標 202

9．3．3 影響移動性的關鍵技術 203

9．3．4 觀察和分析 210

9．4 小結 210



第 10章 以用戶為中心的自治網絡 211

10．1 以用戶為中心的自治網絡需求 212

10．2 潛在技術方向 214

10．2．1 基於大數據的用戶行為感知與優化 214

10．2．2 多維度QCI設計 217

10．2．3 用戶和業務的智能感知與優化 219

10．2．4 特殊場景的性能保障與提升 220

10．3 小結 222



第 11章 毫米波系統的設計與驗證 223

11．1 毫米波信道傳播特性：理論和實際測量結果 224

11．2 波束成形算法 226

11．3 毫米波波束成形原型系統 228

11．4 原型系統的試驗結果 230

11．4．1 室外試驗 230

11．4．2 室外對室內的穿透 232

11．4．3 室外移動 232

11．4．4 室內多用戶 233

11．5 小結 233

參考文獻 234



第 12章 超密集網絡及小區虛擬化 235

12．1 超密集網絡概述 236

12．2 LTE系統的小區結構及分析 241

12．3 UDN虛擬化技術 245

12．3．1 虛擬化整體架構 247

12．3．2 小區虛擬化 248

12．3．3 終端虛擬化 255

12．4 5G小區虛擬化的關鍵支撐技術 256

12．4．1 數據同步 256

12．4．2 無線自回傳 257

12．5 小結 260

參考文獻 260



第 13章 海量機器型通信 263

13．1 機器型通信市場前景和現有技術 264

13．1．1 機器間通信產業與市場 264

13．1．2 現有M2M技術 266

13．2 海量機器型通信技術需求 267

13．2．1 機器型通信多元化應用 268

13．2．2 機器型通信終端數量 268

13．2．3 機器型通信終端成本 269

13．2．4 電池壽命 269

13．2．5 覆蓋範圍 270

13．3 海量機器型通信的網絡功能 270

13．3．1 終端的擁塞控制和過載控制 270

13．3．2 MTC終端觸發 270

13．3．3 MTC終端分組 271

13．3．4 MTC終端監控 271

13．3．5 其他方面的要求 271

13．4 海量機器型通信的無線技術 272

13．4．1 5G機器型通信的無線連接方式 272

13．4．2 MTC終端的接入和傳輸 273

13．4．3 MTC終端的成本優化 275

13．4．4 覆蓋增強 277

13．4．5 降低功耗 279

13．5 面向海量機器型通信的網絡架構演進 281

13．5．1 5G網絡架構挑戰 282

13．5．2 面向5G的MTC網絡架構 283

13．5．3 M2M網絡技術 284

13．5．4 M2M網絡關注的領域 286

13．6 小結 290

參考文獻 290



第 14章 5G標準概覽 293

14．1 5G R15概覽 294

14．1．1 5G部署方式 295

14．1．2 5G端到端網絡架構與協議 297

14．1．3 5G新空口的主要特徵 301

14．1．4 5G新核心網的主要特徵 307

14．2 5G R16標準概述 310

14．2．1 5G新空口R16的新功能 310

14．2．2 5G新核心網R16的新功能 332

14．3 小結 342

參考文獻 342



第 15章 3．5 GHz 5G樣機設計與外場試驗 345

15．1 5G產業推進規劃 346

15．2 5G基站的樣機規劃和技術要求 351

15．3 5G基站樣機開發 364

15．3．1 RF通道數的選擇 365

15．3．2 CPRI eCPRI的選擇 368

15．3．3 整機性能 370

15．4 5G樣機的外場試驗 374

15．5 小結 380

參考文獻 380



第 16章 5G應用與部署展望 381

16．1 全球運營商5G部署規劃 382

16．2 5G應用展望 387

16．2．1 5G的核心能力及其商業模式 388

16．2．2 5G典型應用 392

16．3 5G發展面臨的挑戰 394

16．4 小結 398

參考文獻 399

附錄一 Global Mobile Industry Ready to Start Full-Scale Development of 5G NR 401

附錄二 5G標準按時完成，產業攜手加速商用步伐 411