5G移動通信技術（簡體書）

本書共10章，系統介紹了5G的概念和5G網絡的理論、技術及應用。主要內容包括：5G演進、概念、三大應用場景和關鍵性能，5G無線空口技術、協議和無線接入網，5G核心網協議、架構，5G關鍵技術，5G承載技術，5G網絡部署、5G網絡優化和中興通訊的5G典型基站設備與設備開通等。
本書一方面著重介紹了5G獨有的新技術、新特性，另一方面著重介紹了一些在5G中得到融合發展並使5G更加強大和完善的信息技術，比如虛擬技術、移動邊緣計算技術、雲計算技術等。
本書內容全面，突出技術實踐，力爭好教好學；可以作為高等院校通信工程專業、電子信息工程專業及其相關專業的專業課教材，也可以作為5G從業者的學習參考書。

第1章 緒論 1
1.1 移動通信發展歷史 1
1.1.1 第一代移動通信技術 1
1.1.2 第二代移動通信技術 2
1.1.3 第三代移動通信技術 3
1.1.4 第四代移動通信技術 4
1.2 4G面臨的挑戰 4
1.3 5G的定義 6
1.4 5G演進和標準化 7
1.4.1 5G演進和各版本的功能 8
1.4.2 全球5G實力格局 10
本章小結 13
習題 14
第2章 5G應用場景和關鍵性能 15
2.1 5G願景與需求 15
2.1.1 5G願景 15
2.1.2 驅動力和市場需求 15
2.1.3 業務、場景和性能挑戰 18
2.1.4 可持續發展及效率需求 19
2.2 5G三大應用場景和關鍵性能 20
2.2.1 eMBB場景和關鍵性能 20
2.2.2 mMTC場景和關鍵性能 21
2.2.3 uRLLC場景和關鍵性能 22
2.3 5G典型應用 23
2.3.1 eMBB場景典型應用 23
2.3.2 mMTC場景典型應用 27
2.3.3 uRLLC場景典型應用 29
2.4 5G產業發展和市場規模 32
2.4.1 5G產業發展 32
2.4.2 5G市場規模 34
本章小結 35
習題 35

第3章 5G NR空中接口 36
3.1 NR無線幀結構 36
3.1.1 幀結構和Numerology的概念 36
3.1.2 各種子載波的幀結構劃分 39
3.1.3 物理資源 41
3.2 NR物理信道和信號 43
3.2.1 概述 43
3.2.2 物理信道和信號 44
3.2.3 調製方式 45
3.3 NR信道編碼 47
3.3.1 極化碼(Polar Code) 47
3.3.2 低密度奇偶校驗碼(LDPC Code) 48
本章小結 50
習題 50
第4章 5G無線接入網和接口協議 51
4.1 5G無線接入網整體架構和節點 51
4.1.1 基本架構和節點功能 51
4.1.2 CU和DU的分離架構 52
4.2 接口協議和功能 54
4.2.1 NG接口 54
4.2.2 Xn接口 56
4.2.3 F1接口 57
4.2.4 E1接口 58
4.3 無線協議架構 59
4.4 無線接入架構中的幾個典型流程 62
本章小結 67
習題 67
第5章 5G核心網和接口協議 68
5.1 5G核心網網絡功能和架構 68
5.1.1 5G核心網的原則 68
5.1.2 5G核心網架構解析 69
5.1.3 5G核心網的網絡功能 70
5.1.4 基於服務的接口和參考點 76
5.2 5G核心網用戶面和控制面協議棧 78
5.2.1 用戶平面協議棧 78
5.2.2 控制平面協議棧 79
5.3 5G其他功能架構 82
5.3.1 基於參考點的非漫遊網絡架構 82
5.3.2 數據存儲參考架構 83
5.3.3 與EPC互通非漫遊架構 84
5.4 SDN 85
5.4.1 SDN的定義 85
5.4.2 SDN的架構 85
5.4.3 SDN的核心概念 87
5.4.4 SDN的優缺點 88
5.4.5 OpenFlow 89
5.5 NFV 91
5.5.1 NFV的產生背景 91
5.5.2 NFV的典型架構 92
5.6 SDN/NFV和5G網絡 93
5.6.1 SDN與NFV的關係 93
5.6.2 基於SDN/NFV的5G網絡架構 94
本章小結 95
習題 95
第6章 5G關鍵技術 97
6.1 正交波形和多址技術 97
6.1.1 FBMC 98
6.1.2 UFMC 99
6.1.3 GFDM 100
6.1.4 F-OFDM 101
6.1.5 四種新波形技術特點的比較 102
6.2 非正交波形和多址技術 102
6.2.1 PD-NOMA 103
6.2.2 SCMA 104
6.2.3 MUSA 106
6.2.4 PDMA 107
6.2.5 四種新波形技術特點的比較 109
6.3 雙工技術 110
6.3.1 同時同頻全雙工 110
6.3.2 靈活全雙工 113
6.4 大規模MIMO 115
6.4.1 大規模MIMO概述 115
6.4.2 大規模MIMO系統模型 116
6.4.3 大規模MIMO的系統架構 117
6.4.4 信道預處理 117
6.4.5 大規模MIMO波束賦形 119
6.4.6 大規模MIMO天線分類及性能 123
6.5 毫米波通信 125
6.5.1 毫米波技術概述 125
6.5.2 毫米波的傳播特性 125
6.5.3 毫米波通信的優點 126
6.5.4 5G毫米波技術 127
6.5.5 毫米波基站應用場景 129
6.6 頻譜共享技術 130
6.6.1 頻譜共享的定義 130
6.6.2 動態頻譜共享實現技術 131
6.6.3 授權的頻譜共享分類和原理 134
6.6.4 5G頻譜共享部署 136
6.7 D2D通信技術 137
6.7.1 D2D通信概述 137
6.7.2 D2D通信原理 138
6.7.3 D2D通信場景 139
6.7.4 D2D通信關鍵技術 140
6.7.5 D2D應用 141
6.8 超密集組網技術 143
6.8.1 超密集組網定義 143
6.8.2 超密集組網規劃部署 144
6.8.3 超密集組網關鍵技術 144
6.9 網絡切片 148
6.9.1 網絡切片的概念 148
6.9.2 網絡切片架構 149
6.9.3 網絡切片創建流程 150
6.9.4 核心網子切片設計 151
6.9.5 無線網子切片設計 152
6.9.6 傳輸網子切片設計 154
6.10 5G QoS 155
6.10.1 LTE QoS 155
6.10.2 5G QoS參數 156
6.10.3 5G QoS工作原理 157
6.10.4 5G的QoS等級定義 159
6.10.5 LTE QoS和5G QoS的比較 160
6.11 5G邊緣計算技術 162
6.11.1 邊緣計算概述 162
6.11.2 MEC框架設計 163
6.11.3 計算量重分配和任務遷移 164
6.11.4 5G邊緣計算關鍵技術 166
6.11.5 5G邊緣計算的部署 166
6.12 SON技術 167
6.12.1 SON的主要功能 168
6.12.2 SON的架構 169
6.12.3 SON關鍵技術 171
本章小結 173
習題 174
第7章 5G承載技術 175
7.1 5G承載網絡需求 175
7.1.1 更大帶寬需求 175
7.1.2 超低時延需求 180
7.1.3 高精度時間同步 181
7.2 5G承載網架構 182
7.2.1 5G承載網總體架構 182
7.2.2 5G承載網轉發面架構 184
7.3 5G承載網技術方案 186
7.3.1 5G前傳技術方案 187
7.3.2 5G中回傳技術方案 189
7.4 5G承載關鍵技術 199
7.4.1 PAM4 200
7.4.2 FlexE 200
7.4.3 SR 202
本章小結 206
習題 206
第8章 5G網絡部署 207
8.1 5G NSA組網和SA組網 207
8.1.1 5G組網方式的演進 207
8.1.2 NSA和SA組網解析 207
8.1.3 雙連接技術 211
8.1.4 NSA和SA組網方式優劣分析 215
8.1.5 NSA組網方式對終端的挑戰 216
8.2 5G無線頻譜分配 216
8.2.1 FR1頻段 216
8.2.2 FR2頻段 218
8.3 5G無線雲化接入網C-RAN 219
8.3.1 C-RAN的概念 219
8.3.2 增強移動帶寬應用場景部署 220
8.3.3 機器通信應用場景部署 222
8.3.4 低時延高可靠應用場景部署 223
8.3.5 混合業務應用場景部署 223
8.3.6 超密集網絡覆蓋部署 224
8.3.7 高鐵覆蓋部署 225
8.3.8 異構和異頻覆蓋部署 229
8.4 5G核心網組網 231
8.4.1 5G核心網部署需求 231
8.4.2 5G核心網部署基本框架 232
8.4.3 5G核心網部署重點任務 233
8.4.4 4G/5G雲端共存與融合 234
8.4.5 5G核心網雲化部署關鍵技術 234
本章小結 238
習題 239
第9章 5G網絡優化 240
9.1 5G網絡優化常用方法 240
9.2 5G網絡優化階段 242
9.2.1 工程優化階段 242
9.2.2 日常運維優化階段 243
9.2.3 專項優化階段 244
9.3 5G網絡工程優化 245
9.4 5G單站驗證 248
9.4.1 單站驗證主要內容 248
9.4.2 NSA單站驗證 249
9.4.3 SA單站業務驗證 251
9.4.4 LMT軟件使用 251
9.4.5 CXT軟件使用 255
9.5 5G基站覆蓋優化 257
9.5.1 覆蓋問題的產生原因 257
9.5.2 覆蓋問題的解決方法 258
9.5.3 基站覆蓋優化的方法及流程 261
9.6 大數據在5G網絡優化中的應用 263
9.6.1 移動大數據的來源 263
9.6.2 無線大數據處理流程和
分析方法 263
9.6.3 大數據處理5G網絡優化問題 265
9.7 基於AI的5G網絡優化 269
9.7.1 人工智能在網絡運維優化中的
應用 270
9.7.2 人工智能在網絡運維優化中的
應用場景 271
9.7.3 人工智能在網絡運維優化應用中
面臨的挑戰 273
本章小結 273
習題 274
第10章 5G基站 275
10.1 5G基站的架構 275
10.1.1 5G基站邏輯架構 275
10.1.2 5G基站設備體系 276
10.2 中興BBU-AAU基站BBU單元 279
10.2.1 產品特性 279
10.2.2 產品功能 279
10.2.3 操作維護 280
10.2.4 組網模式 280
10.2.5 硬件結構 281
10.3 中興BBU-AAU基站AAU單元 284
10.3.1 產品特性 284
10.3.2 產品功能 285
10.3.3 操作維護 285
10.3.4 硬件結構 286
10.3.5 外部接口 286
10.4 基站開通 288
10.4.1 WebLMT基站開通流程 288
10.4.2 5G基站開通準備 288
10.4.3 UME端操作 289
10.4.4 基站端操作流程 293
本章小結 297
習題 297
附錄 中英文對照 298
參考文獻 298