5G移动通信技术

第1章 绪论 1 1.1 移动通信发展历史 1 1.1.1 **代移动通信技术 1 1.1.2 第二代移动通信技术 2 1.1.3 第三代移动通信技术 3 1.1.4 第四代移动通信技术 4 1.2 4G面临的挑战 4 1.3 5G的定义 6 1.4 5G演进和标准化 7 1.4.1 5G演进和各版本的功能 8 1.4.2 全球5G实力格局 10 本章小结 13 习题 14 第2章 5G应用场景和关键性能 15 2.1 5G愿景与需求 15 2.1.1 5G愿景 15 2.1.2 驱动力和市场需求 15 2.1.3 业务、场景和性能挑战 18 2.1.4 可持续发展及效率需求 19 2.2 5G三大应用场景和关键性能 20 2.2.1 eMBB场景和关键性能 20 2.2.2 mMTC场景和关键性能 21 2.2.3 uRLLC场景和关键性能 22 2.3 5G典型应用 23 2.3.1 eMBB场景典型应用 23 2.3.2 mMTC场景典型应用 27 2.3.3 uRLLC场景典型应用 29 2.4 5G产业发展和市场规模 32 2.4.1 5G产业发展 32 2.4.2 5G市场规模 34 本章小结 35 习题 35 第3章 5G NR空中接口 36 3.1 NR无线帧结构 36 3.1.1 帧结构和Numerology的概念 36 3.1.2 各种子载波的帧结构划分 39 3.1.3 物理资源 41 3.2 NR物理信道和信号 43 3.2.1 概述 43 3.2.2 物理信道和信号 44 3.2.3 调制方式 45 3.3 NR信道编码 47 3.3.1 极化码(Polar Code) 47 3.3.2 低密度奇偶校验码(LDPC Code) 48 本章小结 50 习题 50 第4章 5G无线接入网和接口协议 51 4.1 5G无线接入网整体架构和节点 51 4.1.1 基本架构和节点功能 51 4.1.2 CU和DU的分离架构 52 4.2 接口协议和功能 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 无线协议架构 59 4.4 无线接入架构中的几个典型流程 62 本章小结 67 习题 67 第5章 5G核心网和接口协议 68 5.1 5G核心网网络功能和架构 68 5.1.1 5G核心网的原则 68 5.1.2 5G核心网架构解析 69 5.1.3 5G核心网的网络功能 70 5.1.4 基于服务的接口和参考点 76 5.2 5G核心网用户面和控制面协议栈 78 5.2.1 用户平面协议栈 78 5.2.2 控制平面协议栈 79 5.3 5G其他功能架构 82 5.3.1 基于参考点的非漫游网络架构 82 5.3.2 数据存储参考架构 83 5.3.3 与EPC互通非漫游架构 84 5.4 SDN 85 5.4.1 SDN的定义 85 5.4.2 SDN的架构 85 5.4.3 SDN的核心概念 87 5.4.4 SDN的优缺点 88 5.4.5 OpenFlow 89 5.5 NFV 91 5.5.1 NFV的产生背景 91 5.5.2 NFV的典型架构 92 5.6 SDN/NFV和5G网络 93 5.6.1 SDN与NFV的关系 93 5.6.2 基于SDN/NFV的5G网络架构 94 本章小结 95 习题 95 第6章 5G关键技术 97 6.1 正交波形和多址技术 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 四种新波形技术特点的比较 102 6.2 非正交波形和多址技术 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 四种新波形技术特点的比较 109 6.3 双工技术 110 6.3.1 同时同频全双工 110 6.3.2 灵活全双工 113 6.4 大规模MIMO 115 6.4.1 大规模MIMO概述 115 6.4.2 大规模MIMO系统模型 116 6.4.3 大规模MIMO的系统架构 117 6.4.4 信道预处理 117 6.4.5 大规模MIMO波束赋形 119 6.4.6 大规模MIMO天线分类及性能 123 6.5 毫米波通信 125 6.5.1 毫米波技术概述 125 6.5.2 毫米波的传播特性 125 6.5.3 毫米波通信的优点 126 6.5.4 5G毫米波技术 127 6.5.5 毫米波基站应用场景 129 6.6 频谱共享技术 130 6.6.1 频谱共享的定义 130 6.6.2 动态频谱共享实现技术 131 6.6.3 授权的频谱共享分类和原理 134 6.6.4 5G频谱共享部署 136 6.7 D2D通信技术 137 6.7.1 D2D通信概述 137 6.7.2 D2D通信原理 138 6.7.3 D2D通信场景 139 6.7.4 D2D通信关键技术 140 6.7.5 D2D应用 141 6.8 超密集组网技术 143 6.8.1 超密集组网定义 143 6.8.2 超密集组网规划部署 144 6.8.3 超密集组网关键技术 144 6.9 网络切片 148 6.9.1 网络切片的概念 148 6.9.2 网络切片架构 149 6.9.3 网络切片创建流程 150 6.9.4 核心网子切片设计 151 6.9.5 无线网子切片设计 152 6.9.6 传输网子切片设计 154 6.10 5G QoS 155 6.10.1 LTE QoS 155 6.10.2 5G QoS参数 156 6.10.3 5G QoS工作原理 157 6.10.4 5G的QoS等级定义 159 6.10.5 LTE QoS和5G QoS的比较 160 6.11 5G边缘计算技术 162 6.11.1 边缘计算概述 162 6.11.2 MEC框架设计 163 6.11.3 计算量重分配和任务迁移 164 6.11.4 5G边缘计算关键技术 166 6.11.5 5G边缘计算的部署 166 6.12 SON技术 167 6.12.1 SON的主要功能 168 6.12.2 SON的架构 169 6.12.3 SON关键技术 171 本章小结 173 习题 174 第7章 5G承载技术 175 7.1 5G承载网络需求 175 7.1.1 更大带宽需求 175 7.1.2 超低时延需求 180 7.1.3 高精度时间同步 181 7.2 5G承载网架构 182 7.2.1 5G承载网总体架构 182 7.2.2 5G承载网转发面架构 184 7.3 5G承载网技术方案 186 7.3.1 5G前传技术方案 187 7.3.2 5G中回传技术方案 189 7.4 5G承载关键技术 199 7.4.1 PAM4 200 7.4.2 FlexE 200 7.4.3 SR 202 本章小结 206 习题 206 第8章 5G网络部署 207 8.1 5G NSA组网和SA组网 207 8.1.1 5G组网方式的演进 207 8.1.2 NSA和SA组网解析 207 8.1.3 双连接技术 211 8.1.4 NSA和SA组网方式优劣分析 215 8.1.5 NSA组网方式对终端的挑战 216 8.2 5G无线频谱分配 216 8.2.1 FR1频段 216 8.2.2 FR2频段 218 8.3 5G无线云化接入网C-RAN 219 8.3.1 C-RAN的概念 219 8.3.2 增强移动带宽应用场景部署 220 8.3.3 机器通信应用场景部署 222 8.3.4 低时延高可靠应用场景部署 223 8.3.5 混合业务应用场景部署 223 8.3.6 超密集网络覆盖部署 224 8.3.7 高铁覆盖部署 225 8.3.8 异构和异频覆盖部署 229 8.4 5G核心网组网 231 8.4.1 5G核心网部署需求 231 8.4.2 5G核心网部署基本框架 232 8.4.3 5G核心网部署重点任务 233 8.4.4 4G/5G云端共存与融合 234 8.4.5 5G核心网云化部署关键技术 234 本章小结 238 习题 239 第9章 5G网络优化 240 9.1 5G网络优化常用方法 240 9.2 5G网络优化阶段 242 9.2.1 工程优化阶段 242 9.2.2 日常运维优化阶段 243 9.2.3 专项优化阶段 244 9.3 5G网络工程优化 245 9.4 5G单站验证 248 9.4.1 单站验证主要内容 248 9.4.2 NSA单站验证 249 9.4.3 SA单站业务验证 251 9.4.4 LMT软件使用 251 9.4.5 CXT软件使用 255 9.5 5G基站覆盖优化 257 9.5.1 覆盖问题的产生原因 257 9.5.2 覆盖问题的解决方法 258 9.5.3 基站覆盖优化的方法及流程 261 9.6 大数据在5G网络优化中的应用 263 9.6.1 移动大数据的来源 263 9.6.2 无线大数据处理流程和 分析方法 263 9.6.3 大数据处理5G网络优化问题 265 9.7 基于AI的5G网络优化 269 9.7.1 人工智能在网络运维优化中的 应用 270 9.7.2 人工智能在网络运维优化中的 应用场景 271 9.7.3 人工智能在网络运维优化应用中 面临的挑战 273 本章小结 273 习题 274 第10章 5G基站 275 10.1 5G基站的架构 275 10.1.1 5G基站逻辑架构 275 10.1.2 5G基站设备体系 276 10.2 中兴BBU-AAU基站BBU单元 279 10.2.1 产品特性 279 10.2.2 产品功能 279 10.2.3 操作维护 280 10.2.4 组网模式 280 10.2.5 硬件结构 281 10.3 中兴BBU-AAU基站AAU单元 284 10.3.1 产品特性 284 10.3.2 产品功能 285 10.3.3 操作维护 285 10.3.4 硬件结构 286 10.3.5 外部接口 286 10.4 基站开通 288 10.4.1 WebLMT基站开通流程 288 10.4.2 5G基站开通准备 288 10.4.3 UME端操作 289 10.4.4 基站端操作流程 293 本章小结 297 习题 297 附录 中英文对照 298 参考文献 298