深入浅出5G移动通信

本书由实战派通信网络工程师撰写，完美阐述5G移动通信网络的基本原理、网络架构、关键技术、网络部署策略、网络规划、三大典型应用场景与案例

 

本书结合当前国内外5G移动通信技术研究现状和发展趋势,从5G理论技术研究、5G网络部署规划及典型应用等方面系统性地介绍了5G的全貌。首先回顾历代移动通信系统的演进，指出了5G的发展路径与进程；然后阐述5G的基本原理、网络架构及关键技术，研究了5G网络的体系架构及核心功能；随后深入分析5G网络部署及规划，系统呈现了关于5G部署演进路线与网络规划的分析建议；*后详细介绍5G应用场景及典型用例，探讨了5G技术的应用对人们社会生活的影响。

刘毅，山东大学工商管理硕士，高级项目管理师，通信工程师，全国青年岗位能手，山东移动技术专家，长期从事移动通信网络优化工作。刘红梅，山东大学计算机应用硕士，高级工程师，享受国务院政府特殊津贴人才，长期从事移动通信网络运维管理相关工作。张阳，英国布鲁内尔大学工程博士，高级工程师，中国移动技术专家，长期从事移动通信网络运维优化工作。郭宝，中北大学工程硕士，高级工程师，全国劳动模范，享受国务院政府特殊津贴人才，山西省科技工作者，长期从事移动通信网络优化工作。

前言第1章5G网络发展概述/1.1移动通信网络发展概述/1.1.11G模拟时代/1.1.22G数字时代/1.1.33G数据时代/1.1.44G无线宽带时代/1.25G是什么/1.35G面临的挑战/1.3.1硬件设备器件的挑战/1.3.2多接入融合的挑战/1.3.3网络架构灵活性的挑战/1.3.4灵活高效承载技术的挑战/1.3.5终端技术的挑战/1.45G协议发展现状/1.4.1协议标准制定组织/1.4.2IMT-2020工作整体计划/1.4.3IMT-2020 5G协议框架/1.55G标准分裂的风险/1.6全球5G网络发展进程/1.6.1逐步落地的频谱规划/1.6.2首个5G NR标准冻结/1.6.35G系统架构和流程标准制定完成/1.6.4全球5G商用进展加快，技术方案已趋完备/1.7面向5G网络的运营商的创新和转型/1.7.1面向5G网络的运营商的创新思路/1.7.2面向5G网络的运营商转型思路/1.85G对经济发展的贡献及前景展望/第2章5G基本原理与网络架构/2.15G网络架构/2.1.15G整体网络架构/2.1.25G组网架构/2.25G基本原理/2.2.1调制方式/2.2.2全新波形/2.2.3灵活帧结构/2.2.4参考信号重设/2.2.5信道编码/2.35G基本业务流程/2.3.1新增RRC INACTIVE态/2.3.2开机入网流程/2.3.3PDU session建立/2.3.4UE发起的上行QoS Flow/2.3.5移动性管理/第3章5G关键技术/3.1全频谱/3.1.1全频谱接入/3.1.2上下行解耦/3.1.3灵活双工和全双工/3.2新空口/3.2.1F-OFDM基础波形/3.2.2新型多址方式/3.2.3新调制编码/3.3新架构/3.3.1超密组网/3.3.2C-RAN/3.3.3MEC/3.3.4D2D通信/3.4新特性/3.4.1Massive MIMO/3.4.2网络灵活切片/3.4.3控制面用户面解耦/第4章5G网络部署策略/4.14G网络5G化/4.1.14G网络5G化的目标/4.1.24G网络5G化可行性分析/4.1.34G网络5G化应用方案探索/4.24G和5G融合部署演进/4.2.13GPP定义多种4G和5G融合网络部署架构/4.2.2独立组网的4G和5G融合网络架构分析/4.2.3非独立组网的4G和5G融合网络架构分析/4.2.45G语音方案演进路线/4.2.55G室分系统部署与演进/4.2.65G承载网演进路线/4.3现网面向5G的储备与改造/4.3.1超密组网的储备能力/4.3.2天面的储备能力/4.3.3传输的储备能力/4.3.4MEC网络储备能力/第5章5G网络规划/5.15G网络规划需求与挑战/5.1.1新频谱对网络规划的挑战/5.1.2新空口对网络规划的挑战/5.1.3新架构对网络规划的挑战/5.1.4新业务对网络规划的挑战/5.1.5新场景对网络规划的挑战/5.25G频谱选择与规划/5.2.1频谱发展趋势/5.2.25G频谱规划原则/5.2.3全球频谱协同规划/5.2.4频谱规划时需要考虑不同频段的覆盖能力/5.35G传播模型分析/5.3.1UMa模型/5.3.2RMa模型/5.3.3UMi模型/5.3.4射线追踪模型/5.3.5O2I场景建模/5.4高频传播特性分析/5.4.1路径损耗/5.4.2穿透损耗/5.4.3植被损耗/5.4.4人体损耗/5.4.5雨衰损耗/5.4.6大气衰减/5.5链路预算/5.5.1链路预算流程/5.5.2干扰余量/5.5.3阴影衰弱余量/5.65G仿真规划/5.6.1网络仿真流程介绍/5.6.23D仿真介绍/5.7增强移动带宽场景5G规划组网建议/5.7.1C波段与毫米波性能对比/5.7.2C波段组网覆盖能力评估/5.7.35G高低频场景化组网建议/5.8总结/第6章5G三大应用场景与典型用例/6.1移动宽带/6.1.1高清视频/6.1.2VR/AR/6.2超可靠机器类通信/6.2.1移动医疗/6.2.2服务机器人/6.2.3V2X智能车联网/6.2.4智能制造/6.2.5智能电网/6.3大规模机器通信/6.3.1智慧城市/6.3.2无人机/结束语/附录/参考文献/

随着互联网和物联网的高速发展，高清视频、VR/AR、智能设备等新业务层出不穷，未来通信网络将实现更多更灵活、可靠、智能化的用户体验服务。为了适应新的更多样的业务需求，满足对于未来万物联网的构想，实现真正意义上的万物互通互联，未来移动通信网络不仅对网速提出了高要求，同时还对接入密度、网络延迟、网络可靠性等方面提出了更高的要求。比如，峰值速率要求10Gbit/s以上，连接密度要求百万级，时延要求ms级。现有通信网络已无法满足这种多样化的业务需求，第五代移动通信(5G)技术应运而生。5G是国际电信联盟（ITU）制定的第五代移动通信标准，它的正式名称是IMT-2020。如果说3G和4G使人与人相联，5G存在的真正意义在于：为万物互联打下基础。这种全新的网络接入方式将万事万物以最优的方式连接起来，这种统一的连接架构将会把移动技术的优势扩展到全新行业，并创造全新的商业模式。目前，5G的研究处于关键发展阶段，各种关键技术研究进展迅速，全球主要国家和地区纷纷提出5G试验计划和商用时间表，力争引领全球5G标准与产业发展。随着我国经济的不断发展，人们的消费意识也在发生着翻天覆地的变化，用户对网络性能的要求已经越来越高，同时，大数据、无人驾驶和物联网等新产业的兴起，让人们对5G的期待达到了前所未有的高度。目前市场上关于介绍5G移动通信技术的书籍还比较少，远不能满足广大通信从业者和爱好者的需求。针对于此，笔者根据自己多年从事移动通信工作的实践经验及理论研究，编写了本书，在全球5G时代即将来临的时机，希望能够给通信行业的从业者和爱好者日后的工作和生活提供参考。本书系统全面地介绍了5G移动通信技术的基本原理、关键技术、网络部署规划以及典型应用等方面的内容。本书采取理论性与应用性相结合的方式，通过对移动通信网络发展历程的详细介绍、基本理论的深入分析及典型应用的重点阐述，帮助读者对整个5G移动通信技术有全面性的认识。全书主要分为6章。第1章5G网络发展概述，主要介绍了历代移动通信系统的演进路线以及5G技术发展现状。第2章5G基本原理与网络架构，主要介绍了5G全新网络架构、5G基本原理和5G基本业务信令流程。第3章5G关键技术，主要从全频谱、新空口、新架构和新特性4个方面介绍了上下行解耦、新型多址方式、MEC和Massive MIMO等10多项关键技术。第4章5G网络部署策略，主要分析了4G与5G融合部署演进以及在现有网络基础上面向5G网络的储备与改造。第5章5G网络规划，主要介绍了5G的频谱特性和传播模型、5G网络规划仿真以及5G组网建议。第6章5G三大应用场景与典型用例，主要介绍了5G在移动宽带MBB、超可靠机器类通信以及大规模机器通信三方面的应用，并阐述了5G对人们社会生产、工作和生活中的影响。此外，结束语总结了全书主要内容，并对5G技术的未来应用进行展望。附录列出了5G常见缩写的含义以及简要介绍。笔者在编著本书过程中，借鉴了大量国内外关于5G的行业标准、技术文件及资料，并结合了笔者在从事移动通信工作的理论研究和实践中所总结出的经验。由于笔者水平有限而且时间仓促，书中错误和疏漏之处在所难免，希望广大读者予以批评指正。