國之重器出版工程 5G移動通信面向全連線的世界

《國之重器出版工程 5G移動通信面向全連線的世界》是2019年3月1日人民郵電出版社出版的圖書，作者是劉光毅、方敏、關皓、李雲崗、孫程君。

基本介紹

• 書名：國之重器出版工程 5G移動通信面向全連線的世界
• 作者：劉光毅、方敏、關皓、李雲崗、孫程君
• 出版社：人民郵電出版社
• ISBN：9787115507921

內容簡介

本書從5G需求與願景出發，深入揭示了5G產生的背景、頻率需求、候選頻率及其無線傳播特性，圍繞5G相關的主要標準化組織及其研究的*新進展對5G標準的未來進行了展望；圍繞5G的關鍵技術，分別從多天線的演進、非正交與多址、全雙工、編碼與鏈路自適應、網路架構、用戶無感知的移動性管理、以用戶為中心的自治網路、毫米波系統設計、超密集網路及小區虛似化以及物聯網的最佳化等方面詳細介紹了5G的關鍵技術，*後對3.5 GHz 5G樣機的設計與外場試驗情況進行了介紹，並展望了5G套用與部署。

本書全方位地系統闡述5G的來龍去脈以及未來主要發展方向，是5G研發、無線通信技術教學以及工程實施人員有益的參考書。

圖書目錄

目 錄

第　1章 5G需求與願景　001

1．1　5G總體願景　002

1．2　驅動力和市場趨勢　004

1．3　典型業務、場景與性能挑戰　005

1．4　可持續發展與效率需求　006

1．5　5G關鍵能力　007

1．6　小結　009

參考文獻　009

第　2章 候選頻率與傳播特徵　011

2．1　候選頻譜　012

2．1．1　需求　013

2．1．2　候選頻譜　014

2．1．3　國內5G頻率分配方案　023

2．2　傳播特性　024

2．2．1　對系統設計的影響　024

2．2．2　傳播特性分類　025

2．2．3　5G信道傳播特性研究思路　028

2．2．4　測量與建模結果　030

2．3　5G信道模型　034

2．3．1　主模組　035

2．3．2　6 GHz以下頻段的擴展模組　036

2．3．3　基於地圖的混合信道模組　037

2．3．4　路徑損耗與陰影模型　037

2．3．5　穿透損耗　041

2．3．6　LOS 機率　042

2．3．7　快衰模型　043

2．4　小結　044

參考文獻　044

第3章　5G推進展望　047

3．1　5G重要組織概述　048

3．1．1　ITU　048

3．1．2　3GPP　050

3．1．3　NGMN　051

3．1．4　IMT-2020推進組　051

3．2　5G的推進進展　052

3．2．1　ITU的5G推進進展　053

3．2．2　NGMN的5G進展　057

3．2．3　中國IMT-2020推進組的5G進展　060

3．2．4　3GPP的5G進展　062

3．3　小結　063

參考文獻　064

第4章　多天線技術的演進：3D-MIMO　065

4．1　技術原理　066

4．2　典型套用場景　067

4．3　3D-MIMO中波束成形傳輸方案　068

4．3．1　單用戶波束成形傳輸方案　069

4．3．2　多用戶波束成形和聯合調度　070

4．4　3D-MIMO中的信道反饋方案　076

4．5　3D-MIMO性能評估　079

4．5．1　仿真假設　079

4．5．2　3D-MIMO與2D-MIMO的系統性能對比　082

4．5．3　不同配對用戶數對3D-MIMO的影響　083

4．5．4　不同天線形態的3D-MIMO性能對比　084

4．5．5　SRS誤差對3D-MIMO性能的影響　085

4．6　3D-MIMO樣機測試驗證　088

4．6．1　3D-MIMO硬體架構　088

4．6．2　3D-MIMO天線暗室測試　090

4．6．3　城區宏覆蓋場景下的外場測試　090

4．6．4　高覆蓋場景下的外場測試　094

參考文獻　098

第5章　非正交與多址　101

5．1　5G新型多址技術面臨的挑戰與設計框架　102

5．2　5G與非正交多址　105

5．2．1　正交多址與非正交多址　105

5．2．2　5G與非正交多址　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　非正交容量界給5G多址方案的啟示　111

5．4　MUSA　112

5．4．1　MUSA下行設計及和其他方案比較　112

5．4．2　MUSA上行設計及和其他方案比較　115

5．4．3　MUSA套用場景與性能優勢　118

5．5　SCMA　119

5．5．1　SCMA基本概念　119

5．5．2　SCMA碼本設計　121

5．5．3　SCMA低複雜度接收機設計　124

5．5．4　SCMA套用場景與性能優勢　124

5．5．5　SCMA未來研究方向　127

5．6　小結　127

參考文獻　128

第6章　全雙工　131

6．1　無線全雙工簡介　132

6．2　全雙工自干擾抑制　133

6．2．1　全雙工自干擾抑制原理　134

6．2．2　基於數字參考重建的自干擾抵消　136

6．2．3　基於模擬參考重建的自干擾抵消　137

6．2．4　天線域自干擾抑制　138

6．2．5　全雙工自干擾抵消的實測性能　140

6．3　全雙工在蜂窩系統中面臨的挑戰　142

6．4　小結　144

參考文獻　144

第7章　編碼與鏈路自適應　147

7．1　5G鏈路自適應的新需求和新趨勢　148

7．2　小數據分組編碼　150

7．2．1　低碼率的TBCC　150

7．2．2　結合碼空間檢測的差錯校驗方法　151

7．3　分組編碼技術　152

7．3．1　技術方案　153

7．3．2　複雜度分析　154

7．3．3　仿真分析　155

7．4　軟HARQ技術　156

7．4．1　軟HARQ方案　157

7．4．2　基於分組編碼的軟HARQ方案　161

7．5　小結　162

參考文獻　163

第8章　網路架構　165

8．1　5G網路架構需求　166

8．2　現有網路存在的問題　167

8．2．1　網路架構發展歷程與內在邏輯　167

8．2．2　現網架構導致的現實挑戰　168

8．3　5G網路架構特徵　170

8．3．1　5G網路架構設計原則　170

8．3．2　5G網路架構設計目標　170

8．3．3　5G網路架構設計　171

8．4　NFV與SDN　173

8．4．1　NFV技術介紹　173

8．4．2　SDN技術介紹　181

8．4．3　SDN在5G行動網路中的作用　185

8．4．4　NFV和SDN的關係　190

8．4．5　基於NFV和SDN的5G網路架構展望　190

8．5　小結　193

參考文獻　194

第9章　用戶無感知的移動性管理　195

9．1　5G移動性的特點和需求　196

9．2　5G網路中移動性的場景分析　199

9．3　移動性解決方案　200

9．3．1　備選的移動性方案　201

9．3．2　移動性的關鍵指標　202

9．3．3　影響移動性的關鍵技術　203

9．3．4　觀察和分析　210

9．4　小結　210

第　10章 以用戶為中心的自治網路　211

10．1　以用戶為中心的自治網路需求　212

10．2　潛在技術方向　214

10．2．1　基於大數據的用戶行為感知與最佳化　214

10．2．2　多維度QCI設計　217

10．2．3　用戶和業務的智慧型感知與最佳化　219

10．2．4　特殊場景的性能保障與提升　220

10．3　小結　222

第　11章 毫米波系統的設計與驗證　223

11．1　毫米波信道傳播特性：理論和實際測量結果　224

11．2　波束成形算法　226

11．3　毫米波波束成形原型系統　228

11．4　原型系統的試驗結果　230

11．4．1　室外試驗　230

11．4．2　室外對室內的穿透　232

11．4．3　室外移動　232

11．4．4　室內多用戶　233

11．5　小結　233

參考文獻　234

第　12章 超密集網路及小區虛擬化　235

12．1　超密集網路概述　236

12．2　LTE系統的小區結構及分析　241

12．3　UDN虛擬化技術　245

12．3．1　虛擬化整體架構　247

12．3．2　小區虛擬化　248

12．3．3　終端虛擬化　255

12．4　5G小區虛擬化的關鍵支撐技術　256

12．4．1　數據同步　256

12．4．2　無線自回傳　257

12．5　小結　260

參考文獻　260

第　13章 海量機器型通信　263

13．1　機器型通信市場前景和現有技術　264

13．1．1　機器間通信產業與市場　264

13．1．2　現有M2M技術　266

13．2　海量機器型通信技術需求　267

13．2．1　機器型通信多元化套用　268

13．2．2　機器型通信終端數量　268

13．2．3　機器型通信終端成本　269

13．2．4　電池壽命　269

13．2．5　覆蓋範圍　270

13．3　海量機器型通信的網路功能　270

13．3．1　終端的擁塞控制和過載控制　270

13．3．2　MTC終端觸發　270

13．3．3　MTC終端分組　271

13．3．4　MTC終端監控　271

13．3．5　其他方面的要求　271

13．4　海量機器型通信的無線技術　272

13．4．1　5G機器型通信的無線連線方式　272

13．4．2　MTC終端的接入和傳輸　273

13．4．3　MTC終端的成本最佳化　275

13．4．4　覆蓋增強　277

13．4．5　降低功耗　279

13．5　面向海量機器型通信的網路架構演進　281

13．5．1　5G網路架構挑戰　282

13．5．2　面向5G的MTC網路架構　283

13．5．3　M2M網路技術　284

13．5．4　M2M網路關注的領域　286

13．6　小結　290

參考文獻　290

第　14章 5G標準概覽　293

14．1　5G R15概覽　294

14．1．1　5G部署方式　295

14．1．2　5G端到端網路架構與協定　297

14．1．3　5G新空口的主要特徵　301

14．1．4　5G新核心網的主要特徵　307

14．2　5G R16標準概述　310

14．2．1　5G新空口R16的新功能　310

14．2．2　5G新核心網R16的新功能　332

14．3　小結　342

參考文獻　342

第　15章 3．5 GHz 5G樣機設計與外場試驗　345

15．1　5G產業推進規劃　346

15．2　5G基站的樣機規劃和技術要求　351

15．3　5G基站樣機開發　364

15．3．1　RF通道數的選擇　365

15．3．2　CPRI/eCPRI的選擇　368

15．3．3　整機性能　370

15．4　5G樣機的外場試驗　374

15．5　小結　380

參考文獻　380

第　16章 5G套用與部署展望　381

16．1　全球運營商5G部署規劃　382

16．2　5G套用展望　387

16．2．1　5G的核心能力及其商業模式　388

16．2．2　5G典型套用　392

16．3　5G發展面臨的挑戰　394

16．4　小結　398

參考文獻　399

附錄一　Global Mobile Industry Ready to Start Full-Scale Development of 5G NR　401

附錄二　5G標準按時完成，產業攜手加速商用步伐　411