5G移动通信:面向全连接的世界/国之重器出版工程

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