大话5G 走进万物互联新时代

通过本书，你可以了解：
5G是什么？
5G要如何了解？
5G什么时候到来？
5G将如何影响人们的生活？
5G将如何影响全球的产业？
5G对世界格局有什么改变？
我们应该如何面对5G？

当前正处于5G技术研发的关键阶段。未来5G的应用，不仅会使人们的工作和生活发生巨大改变，还将对整个工业产生巨大影响，因此无论是普罗大众，还是工业巨头，都对5G保持极高的关注度。国内外通信企业为了抢夺话语权，都在紧锣密鼓地进行5G研发、布局。在5G席卷全球的大背景下，本书对5G的相关知识进行通俗解读，以满足大众对5G的求知欲。

“S^2微沙龙”是一个微信公众号，该公众号的团队由一群热爱通信事业的小伙伴共同组建，立足于通信技术，特别关注前沿通信技术的发展。“S^2微沙龙”产出的文章尽量用诙谐的互联网语言来解读5G的技术发展脉络及对5G演进的思考，对于5G的文章经常获得热烈的反响，这不仅超乎作者的意料，也使得大家有了成书的想法。
S^2微沙龙的成员长期从事无线通信标准化研究，成员曾就职于多家国内外知名通信设备制造商和运营商，对无线通信技术，特别是标注化的演进工作有深入的理解。
团队在3GPP主导多个标准立项，撰写4G/5G标准提案数百篇，发表论文数十篇。

目录
前言
章 演进中的移动通信 / 02
一、移动通信的前世今生 / 03
1．1G到4G发展脉络 / 03
2．3GPP组织架构与4G技术特性 / 07
3．VoLTE：基于IP的4G新语音业务 / 12
二、通信大事记—移动通信发展的历程 / 14
1．1998年，硕果累累的通信圈 / 15
2．2016年，盘点通信圈的业绩单—5G全面启航 / 23
3．近十年MWC的移动终端 / 29
4．移动终端的那点事儿 / 36
第二章 5G愿景—梦想带动现实 / 40
一、无线网络：浸入数据之海 / 41
1．沉浸在网络中生活 / 41
2．三种典型网络需求 / 43
二、万物互联：IoT打造未来新世界 / 47
1．你知道什么是物联网吗？ / 49
2．物联网是如何感知世界的？ / 49
3．未来物联网—遍及世界每个角落 / 55
4．物联网与人工智能的深度思考 / 64
5．5G中的物联网需求 / 67
第三章 5G都有啥—网络篇 / 71
一、网络形态：服务无所不能，服务无所不在 / 72
1．网络切片—服务无所不能 / 72
2．Mesh漫话—服务无所不在 / 75
二、多网络融合：好朋友要在一起 / 79
1．LTE和WiFi—亦敌亦友 / 79
2．802.11ax—谁说WLAN没有5G？！ / 87
3. 运营商运营WLAN网络的新方法—LWA / 95
三、全球物联网盛宴，内容超乎想象 / 98
1．5G低功耗广域物联网时代真的要来了？ / 99
2．5G与工业互联网—好的关系，是互相成就 / 102
3．自动驾驶距离我们有多远？ / 103
4．Halow—WiFi的物联网技术来了 / 106
四、“重”网络与5G“轻形态” / 109
1．只在此山中，云深不知处—网络越来越重 / 109
2．半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊—5G网络的未来 / 110
3．对症下药，面向未来，我们需要5G轻形态 / 112
五、当我们说到5G网络安全，我们在讨论什么？ / 113
1．4G LTE网络已经够安全了吗？ / 114
2．5G网络安全怎么做？ / 120
3．迈入未知森林前的准备 / 124
第四章 5G都有啥—技术篇 / 127
一、毛细血管网络—超密集组网 / 128
1．超密集组网的概念与挑战 / 128
2．超密集组网干扰管理 / 129
3．超密集组网移动性管理 / 132
4．超密集组网之软扇区技术 / 137
二、移动通信的触手—多天线 / 139
1．天线阵列—天线的3D时代 / 139
2．FDD大规模天线—从理论走进现实 / 143
3．模块化天线化解部署难题—分布式大规模天线 / 147
三、双工技术 / 150
1．灵活频带技术—潮汐车道 / 151
2．全双工—神奇的碰撞分离 / 154
四、多址技术 / 157
1．什么是多址 / 157
2．上行多接入信道 / 160
3．下行广播信道 / 161
4．5G新多址 / 163
五、多样的频谱利用—频谱扩展 / 165
1．聊聊频谱的那些事儿 / 165
2．原来频谱还可以这么用 / 167
六、5G的回传要给力 / 170
1．什么是回传？ / 170
2．5G的回传需求 / 173
第五章 硬的目标与软的实现—从理论到实践 / 178
一、动手玩—OSX下配置基于RTL的SDR / 179
1．开场白 / 179
2．硬件配置 / 182
3．GSM广播信号抓取和处理 / 183
4．软件安装 / 184
5．开始实验 / 189
二、动手玩—基于RTL-SDR 实现FM 收音机 / 193
1．开场白 / 193
2．准备工作 / 193
3．模块及参数配置 / 195
4．实现效果 / 202
三、动手玩—这些无线信号你见过多少？ / 204
1．开场白 / 204
2．那些美丽的信号 / 204
3．其他有趣的SDR项目 / 215
第六章 5G真的来了 / 217
一、研究与标准进展：蓄势待发 / 218
1．2015年5G成绩单 / 218
2．3GPP RAN的5G标准化工作 / 222
二、全球预商用计划：群雄逐鹿 / 223
1．早什么时候能预商用？ / 224
2．究竟什么技术会预商用？ / 226
三、已席卷产业界的5G旋风 / 227
1．VR体验大热刺激5G技术革新 / 228
2．运营商需求明晰 / 229
3．设备商5G展示 / 229
第七章 很有格调地再扯点啥 / 236
一、“囚徒困境”与通信江湖 / 237
二、那些创立通信理论的大师们 / 241
三、电信之后 / 245
参考文献 / 249

伴随着社会的飞速发展，近几十年来，无线通信系统的演进始终行进在快车道上。以LTE/LTE-A为代表的第四代移动通信系统（4G）的热潮方兴未艾，关于第五代移动通信系统（5G）的研究与标准化工作又已如火如荼地开展着。
5G到底是什么？除了如同4G及之前无线系统设计所追求的速率更高的目标外，5G还将关注大规模机器物联网通信（mMTC）和低时延、高可靠物联网通信（uRLLC）这两个物联网场景。5G时代来临，人与人的通信正在向人与物/物与物的通信扩展，万物互联时代正在到来。作为未来信息基础设施，5G应成为端到端的网络平台，可以支持移动连接、无处不在的覆盖、一致的用户体验、垂直行业及新的业务模型。其中，垂直行业的应用是5G发展的重要方向和驱动力，5G将不再只是一个单纯的通信系统，而是以用户为中心，全新、开放的融合体系。
5G要如何去了解？依旧是“技术原理→系统架构→性能评价”这样的老一套么？看着案头摆放的几尺高的通信专业书籍，我们不禁有些疑惑，或许对广大读者、尤其是对5G感兴趣的广大通信用户，需要的是一本通俗易懂的、贴近生活的参考资料，这也是我们编写本书的初衷。
本书的作者是一群热爱通信事业的小伙伴，在互联网上以“S^2微沙龙”为名建立了微信公众号，“S^2微沙龙”的每期文章均立足于通信技术或通信前沿事件的报道，目前活跃粉丝数已近万。“S^2微沙龙”产出的文章尽量用诙谐的语言来解读5G的技术发展脉络及对5G演进的思考，而这些关于5G的文章经常获得热烈的反响，这不仅超乎我们的意料，也使得大家有了成书的想法。
本书共分为七章。
章介绍了演进中的移动通信，为读者提供了一个快速了解无线通信系统发展的切入点，从1G到4G，回顾历次无线通信系统的演进，目标不同，系统架构与关键技术也均存在差异，然而其研究过程却是有规律可循的。同时，3GPP对于4G系统的标准制定至关重要，也请在书中找到其中奥秘。
第二章的目的是向广大读者展示5G愿景，如前所述，5G系统与之前无线通信系统的不同就在于应用场景从人与人的通信扩大到人与物/物与物，不仅可以进一步提升无线网络的数据传输速率，也将以万物互联为目标打造未来通信新世界。大家可以借此展望，物联网将如何改变人类生活。
第三章和第四章分别从网络架构和接入技术两方面通俗地讲解5G系统的关键技术。在网络架构方面，网络切片和多网络融合等网络革新将带给大家全新的认识；在接入技术方面，5G仍然将提升系统频谱效率以及对频谱的有效利用作为关键的网络性能指标，而大规模天线、超密集组网、灵活的双工和多址技术以及频谱扩展等都是解决5G问题的潜在技术手段，读者可以从书中找到其技术原理及场景应用。
第五章为爱好动手的读者们带来福音，这一章是动手玩系列，通过软件无线电的方式为读者提供了几个信号传输的基本示例，为大家展示了硬的目标与软的实现之间有这样一个有趣的桥梁。
第六章分别从研究与标准进展、全球预商用计划以及产业界的5G旋风三个方面给广大读者呈现了5G的进展。5G将改变人类生活的方方面面，而5G的时间表是怎样，大家可以深入关注。
后，作为对通信极具热情的通信人士，我们意犹未尽地想再扯点啥，如果您意犹未尽，请关注我们的微信公众号。
参加本书编写的S^2微沙龙小伙伴包括：韩斌、王达、刘洋、陈鹏、蒋峥、佘小明、杨姗、朱剑驰、梁林、杨蓓、赵嵩、杨星、洪伟、李欣。
由于我们的知识视野有一定的局限性，书中如有不准确、不完善之处，请广大读者与同行专家批评指正。
编 者