正版新书]国之重器出版工程5G移动通信面向全连接的世界刘光毅,

第　1章 5G需求与愿景　001

1.1　5G总体愿景　002

1.2　驱动力和市场趋势　004

1.3　典型业务、场景与性能挑战　005

1.4　可持续发展与效率需求　006

1.5　5G关键能力　007

1.6　小结　009

参考文献　009

第　2章 候选频率与传播特征　011

2.1　候选频谱　012

2.1.1　需求　013

2.1.2　候选频谱　014

2.1.3　国内5G频率分配方案　023

2.2　传播特性　024

2.2.1　对系统设计的影响　024

2.2.2　传播特性分类　025

2.2.3　5G信道传播特性研究思路　028

2.2.4　测量与建模结果　030

2.3　5G信道模型　034

2.3.1　主模块　035

2.3.2　6 GHz以下频段的扩展模块　036

2.3.3　基于地图的混合信道模块　037

2.3.4　路径损耗与阴影模型　037

2.3.5　穿透损耗　041

2.3.6　LOS 概率　042

2.3.7　快衰模型　043

2.4　小结　044

参考文献　044

第3章　5G推进展望　047

3.1　5G重要组织概述　048

3.1.1　ITU　048

3.1.2　3GPP　050

3.1.3　NGMN　051

3.1.4　IMT-2020推进组　051

3.2　5G的推进进展　052

3.2.1　ITU的5G推进进展　053

3.2.2　NGMN的5G进展　057

3.2.3　中国IMT-2020推进组的5G进展　060

3.2.4　3GPP的5G进展　062

3.3　小结　063

参考文献　064

第4章　多天线技术的演进：3D-MIMO　065

4.1　技术原理　066

4.2　典型应用场景　067

4.3　3D-MIMO中波束成形传输方案　068

4.3.1　单用户波束成形传输方案　069

4.3.2　多用户波束成形和联合调度　070

4.4　3D-MIMO中的信道反馈方案　076

4.5　3D-MIMO性能评估　079

4.5.1　仿真假设　079

4.5.2　3D-MIMO与2D-MIMO的系统性能对比　082

4.5.3　不同配对用户数对3D-MIMO的影响　083

4.5.4　不同天线形态的3D-MIMO性能对比　084

4.5.5　SRS误差对3D-MIMO性能的影响　085

4.6　3D-MIMO样机测试验证　088

4.6.1　3D-MIMO硬件架构　088

4.6.2　3D-MIMO天线暗室测试　090

4.6.3　城区宏覆盖场景下的外场测试　090

4.6.4　高覆盖场景下的外场测试　094

参考文献　098

第5章　非正交与多址　101

5.1　5G新型多址技术面临的挑战与设计框架　102

5.2　5G与非正交多址　105

5.2.1　正交多址与非正交多址　105

5.2.2　5G与非正交多址　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　非正交容量界给5G多址方案的启示　111

5.4　MUSA　112

5.4.1　MUSA下行设计及和其他方案比较　112

5.4.2　MUSA上行设计及和其他方案比较　115

5.4.3　MUSA应用场景与性能优势　118

5.5　SCMA　119

5.5.1　SCMA基本概念　119

5.5.2　SCMA码本设计　121

5.5.3　SCMA低复杂度接收机设计　124

5.5.4　SCMA应用场景与性能优势　124

5.5.5　SCMA未来研究方向　127

5.6　小结　127

参考文献　128

第6章　全双工　131

6.1　无线全双工简介　132

6.2　全双工自干扰抑制　133

6.2.1　全双工自干扰抑制原理　134

6.2.2　基于数字参考重建的自干扰抵消　136

6.2.3　基于模拟参考重建的自干扰抵消　137

6.2.4　天线域自干扰抑制　138

6.2.5　全双工自干扰抵消的实测性能　140

6.3　全双工在蜂窝系统中面临的挑战　142

6.4　小结　144

参考文献　144

第7章　编码与链路自适应　147

7.1　5G链路自适应的新需求和新趋势　148

7.2　小数据分组编码　150

7.2.1　低码率的TBCC　150

7.2.2　结合码空间检测的差错校验方法　151

7.3　分组编码技术　152

7.3.1　技术方案　153

7.3.2　复杂度分析　154

7.3.3　仿真分析　155

7.4　软HARQ技术　156

7.4.1　软HARQ方案　157

7.4.2　基于分组编码的软HARQ方案　161

7.5　小结　162

参考文献　163

第8章　网络架构　165

8.1　5G网络架构需求　166

8.2　现有网络存在的问题　167

8.2.1　网络架构发展历程与内在逻辑　167

8.2.2　现网架构导致的现实挑战　168

8.3　5G网络架构特征　170

8.3.1　5G网络架构设计原则　170

8.3.2　5G网络架构设计目标　170

8.3.3　5G网络架构设计　171

8.4　NFV与SDN　173

8.4.1　NFV技术介绍　173

8.4.2　SDN技术介绍　181

8.4.3　SDN在5G移动网络中的作用　185

8.4.4　NFV和SDN的关系　190

8.4.5　基于NFV和SDN的5G网络架构展望　190

8.5　小结　193

参考文献　194

第9章　用户无感知的移动性管理　195

9.1　5G移动性的特点和需求　196

9.2　5G网络中移动性的场景分析　199

9.3　移动性解决方案　200

9.3.1　备选的移动性方案　201

9.3.2　移动性的关键指标　202

9.3.3　影响移动性的关键技术　203

9.3.4　观察和分析　210

9.4　小结　210

第　10章 以用户为中心的自治网络　211

10.1　以用户为中心的自治网络需求　212

10.2　潜在技术方向　214

10.2.1　基于大数据的用户行为感知与优化　214

10.2.2　多维度QCI设计　217

10.2.3　用户和业务的智能感知与优化　219

10.2.4　特殊场景的性能保障与提升　220

10.3　小结　222

第　11章 毫米波系统的设计与验证　223

11.1　毫米波信道传播特性：理论和实际测量结果　224

11.2　波束成形算法　226

11.3　毫米波波束成形原型系统　228

11.4　原型系统的试验结果　230

11.4.1　室外试验　230

11.4.2　室外对室内的穿透　232

11.4.3　室外移动　232

11.4.4　室内多用户　233

11.5　小结　233

参考文献　234

第　12章 超密集网络及小区虚拟化　235

12.1　超密集网络概述　236

12.2　LTE系统的小区结构及分析　241

12.3　UDN虚拟化技术　245

12.3.1　虚拟化整体架构　247

12.3.2　小区虚拟化　248

12.3.3　终端虚拟化　255

12.4　5G小区虚拟化的关键支撑技术　256

12.4.1　数据同步　256

12.4.2　无线自回传　257

12.5　小结　260

参考文献　260

第　13章 海量机器型通信　263

13.1　机器型通信市场前景和现有技术　264

13.1.1　机器间通信产业与市场　264

13.1.2　现有M2M技术　266

13.2　海量机器型通信技术需求　267

13.2.1　机器型通信多元化应用　268

13.2.2　机器型通信终端数量　268

13.2.3　机器型通信终端成本　269

13.2.4　电池寿命　269

13.2.5　覆盖范围　270

13.3　海量机器型通信的网络功能　270

13.3.1　终端的拥塞控制和过载控制　270

13.3.2　MTC终端触发　270

13.3.3　MTC终端分组　271

13.3.4　MTC终端监控　271

13.3.5　其他方面的要求　271

13.4　海量机器型通信的无线技术　272

13.4.1　5G机器型通信的无线连接方式　272

13.4.2　MTC终端的接入和传输　273

13.4.3　MTC终端的成本优化　275

13.4.4　覆盖增强　277

13.4.5　降低功耗　279

13.5　面向海量机器型通信的网络架构演进　281

13.5.1　5G网络架构挑战　282

13.5.2　面向5G的MTC网络架构　283

13.5.3　M2M网络技术　284

13.5.4　M2M网络关注的领域　286

13.6　小结　290

参考文献　290

第　14章 5G标准概览　293

14.1　5G R15概览　294

14.1.1　5G部署方式　295

14.1.2　5G端到端网络架构与协议　297

14.1.3　5G新空口的主要特征　301

14.1.4　5G新核心网的主要特征　307

14.2　5G R16标准概述　310

14.2.1　5G新空口R16的新功能　310

14.2.2　5G新核心网R16的新功能　332

14.3　小结　342

参考文献　342

第　15章 3.5 GHz 5G样机设计与外场试验　345

15.1　5G产业推进规划　346

15.2　5G基站的样机规划和技术要求　351

15.3　5G基站样机开发　364

15.3.1　RF通道数的选择　365

15.3.2　CPRI/eCPRI的选择　368

15.3.3　整机性能　370

15.4　5G样机的外场试验　374

15.5　小结　380

参考文献　380

第　16章 5G应用与部署展望　381

16.1　全球运营商5G部署规划　382

16.2　5G应用展望　387

16.2.1　5G的核心能力及其商业模式　388

16.2.2　5G典型应用　392

16.3　5G发展面临的挑战　394

16.4　小结　398

参考文献　399

附录一　Global Mobile Industry Ready to Start Full-Scale Development of 5G NR　401

附录二　5G标准按时完成，产业携手加速商用步伐　411

刘光毅 博士，教授级工程师，2018年入选科学技术部中青年科技人才，中国移动研究院专家、5G项目总监，中国移动集团公司技术咨询委员会无线专家组副组长、GTI（Global TD-LTE Initiative）全球产业联盟频率工作组主席和5G eMBB Program协调人，北京通信学会理事，中国通信学会测试仪器仪表专业委员会专家。长期从事移动通信技术的研究、标准化和产业化工作，带领团队全程参与TD-LTE及其后续演进的标准化工作，全程参与5G的技术研究、标准化和产业化推进工作，2016年荣获国家科学技术进步奖特等奖和中国通信学会科学技术进步奖特等奖，多次荣获CCSA科学技术进步奖一等奖和二等奖，所在团队入选2017年“央企楷模”。

方敏
博士，中兴通讯股份有限公司无线规划部系统架构工程师。长期从事下一代无线通信系统架构与关键技术及其标准化研究工作，代表中兴通讯股份有限公司直接参与了全球3G与4G标准技术规范的起草工作及5G产品研发工作，具备丰富的标准基本专利工作经验。目前主要研究方向为6G需求、架构与使能技术。

关皓
博士，诺基亚公司5G产品系统架构和标准研究经理，目前主要负责5G无线产品的性能、系统架构的研究和相关产品的标准化工作。之前负责诺基亚研究中心在中国的无线实验室，曾在3G、4G和5G 领域发表多篇论文，拥有数项专利，参与制定公司的无线技术战略方案。同时负责诺基亚公司在亚洲的大学合作捐赠工作。

李云岗
华为技术有限公司无线技术实验室副主任、高级技术专家，“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项总体专家组成员。长期从事无线移动通信关键技术研究和系统设计工作，先后参与和承担多项3G/4G/5G核心技术的研发工作，取得重要突破，申请多项发明专利。

孙程君
博士，三星电子中国研究院先行标准和研究部部长、高级总监，目前负责三星电子大中华区的移动通信技术研究以及标准化工作，包括5G和B5G通信技术研究、3GPP国际标准化以及中国标准化工作。先后参与多项国家科技重大专项和国家“863”计划项目，发表SCI、EI等论文十余篇，申请发明专利数十篇，并在中国、美国、欧洲、日本等国家和地区获得发明专利授权。

1.本书集合业界领 先通信企业在5G方面的新研究成果，涵盖内容丰富、全面。 2.本书作者全部来自国内外领 先的5G研发机构，经历了整个5G的研究、标准化的过程。

【内容简介】

本书从5G需求与愿景出发，深入揭示了5G产生的背景、频率需求、候选频率及其无线传播特性，围绕5G相关的主要标准化组织及其研究的*进展对5G标准的未来进行了展望；围绕5G的关键技术，分别从多天线的演进、非正交与多址、全双工、编码与链路自适应、网络架构、用户无感知的移动性管理、以用户为中心的自治网络、毫米波系统设计、超密集网络及小区虚似化以及物联网的优化等方面详细介绍了5G的关键技术，*后对3.5 GHz 5G样机的设计与外场试验情况进行了介绍，并展望了5G应用与部署。 本书全方位地系统阐述5G的来龙去脉以及未来主要发展方向，是5G研发、无线通信技术教学以及工程实施人员有益的参考书。