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本書從5G需求與愿景出發(fā)，深入揭示了5G產(chǎn)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(guān)的主要標準化組織及其研究的最新進展對5G標準的未來進行了展望；圍繞5G的關(guān)鍵技術(shù)，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(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、用戶無感知的移動性管理、以用戶為中心的自治網(wǎng)絡(luò)、毫米波系統(tǒng)設(shè)計、超密集網(wǎng)絡(luò)及小區(qū)虛似化以及物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化等方面詳細介紹了5G的關(guān)鍵技術(shù)，最后對3.5 GHz 5G樣機的設(shè)計與外場試驗情況進行了介紹，并展望了5G應用與部署。
　本書全方位地系統(tǒng)闡述5G的來龍去脈以及未來主要發(fā)展方向，是5G研發(fā)、無線通信技術(shù)教學以及工程實施人員有益的參考書。

劉光毅博士，教授級高級工程師，2018年入選科學技術(shù)部中青年科技領(lǐng)軍人才，中國移動研究院首席專家、5G項目總監(jiān)，中國移動集團公司技術(shù)咨詢委員會無線專家組副組長、GTI（Global TD-LTE Initiative）全球產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟頻率工作組主席和5G eMBB Program協(xié)調(diào)人，北京通信學會理事，中國通信學會測試儀器儀表專業(yè)委員會專家。長期從事移動通信技術(shù)的研究、標準化和產(chǎn)業(yè)化工作，帶領(lǐng)團隊全程參與TD-LTE及其后續(xù)演進的標準化工作，全程參與5G的技術(shù)研究、標準化和產(chǎn)業(yè)化推進工作，2016年榮獲國家科學技術(shù)進步獎特等獎和中國通信學會科學技術(shù)進步獎特等獎，多次榮獲CCSA科學技術(shù)進步獎一等獎和二等獎，所在團隊入選2017年“央企楷模”。方敏博士，中興通訊股份有限公司無線規(guī)劃部系統(tǒng)架構(gòu)工程師。長期從事下一代無線通信系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)及其標準化研究工作，代表中興通訊股份有限公司直接參與了全球3G與4G標準技術(shù)規(guī)范的起草工作及5G產(chǎn)品研發(fā)工作，具備豐富的標準基本專利工作經(jīng)驗。目前主要研究方向為6G需求、架構(gòu)與使能技術(shù)。關(guān)皓博士，諾基亞公司5G產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)和標準研究經(jīng)理，目前主要負責5G無線產(chǎn)品的性能、系統(tǒng)架構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品的標準化工作。之前負責諾基亞研究中心在中國的無線實驗室，曾在3G、4G和5G 領(lǐng)域發(fā)表多篇論文，擁有數(shù)項專利，參與制定公司的無線技術(shù)戰(zhàn)略方案。同時負責諾基亞公司在亞洲的大學合作捐贈工作。李云崗華為技術(shù)有限公司無線技術(shù)實驗室副主任、高級技術(shù)專家，“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”國家科技重大專項總體專家組成員。長期從事無線移動通信關(guān)鍵技術(shù)研究和系統(tǒng)設(shè)計工作，先后參與和承擔多項3G/4G/5G核心技術(shù)的研發(fā)工作，取得重要突破，申請多項發(fā)明專利。孫程君博士，三星電子中國研究院先行標準和研究部部長、高級總監(jiān)，目前負責三星電子大中華區(qū)的移動通信技術(shù)研究以及標準化工作，包括5G和B5G通信技術(shù)研究、3GPP國際標準化以及中國標準化工作。先后參與多項國家科技重大專項和國家“863”計劃項目，發(fā)表SCI、EI等論文十余篇，申請發(fā)明專利數(shù)十篇，并在中國、美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)獲得發(fā)明專利授權(quán)。

第 1章 5G需求與愿景 001 1.1 5G總體愿景 002 1.2 驅(qū)動力和市場趨勢 004 1.3 典型業(yè)務、場景與性能挑戰(zhàn) 005 1.4 可持續(xù)發(fā)展與效率需求 006 1.5 5G關(guān)鍵能力 007 1.6 小結(jié) 009 參考文獻 009 第 2章候選頻率與傳播特征 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(nèi)5G頻率分配方案 023 2.2 傳播特性 024 2.2.1 對系統(tǒng)設(shè)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(jié)果 030 2.3 5G信道模型 034 2.3.1 主模塊 035 2.3.2 6 GHz以下頻段的擴展模塊 036 2.3.3 基于地圖的混合信道模塊 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 概率 042 2.3.7 快衰模型 043 2.4 小結(jié) 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(jié) 063 參考文獻 064 第4章多天線技術(shù)的演進：3D-MIMO 065 4.1 技術(shù)原理 066 4.2 典型應用場景 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(lián)合調(diào)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(shè) 079 4.5.2 3D-MIMO與2D-MIMO的系統(tǒng)性能對比 082 4.5.3 不同配對用戶數(shù)對3D-MIMO的影響 083 4.5.4 不同天線形態(tài)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硬件架構(gòu) 088 4.6.2 3D-MIMO天線暗室測試 090 4.6.3 城區(qū)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(shù)面臨的挑戰(zhàn)與設(shè)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(shè)計及和其他方案比較 112 5.4.2 MUSA上行設(shè)計及和其他方案比較 115 5.4.3 MUSA應用場景與性能優(yōu)勢 118 5.5 SCMA 119 5.5.1 SCMA基本概念 119 5.5.2 SCMA碼本設(shè)計 121 5.5.3 SCMA低復雜度接收機設(shè)計 124 5.5.4 SCMA應用場景與性能優(yōu)勢 124 5.5.5 SCMA未來研究方向 127 5.6 小結(jié) 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 基于數(shù)字參考重建的自干擾抵消 136 6.2.3 基于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(tǒng)中面臨的挑戰(zhàn) 142 6.4 小結(jié) 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(shù)據(jù)分組編碼 150 7.2.1 低碼率的TBCC 150 7.2.2 結(jié)合碼空間檢測的差錯校驗方法 151 7.3 分組編碼技術(shù) 152 7.3.1 技術(shù)方案 153 7.3.2 復雜度分析 154 7.3.3 仿真分析 155 7.4 軟HARQ技術(shù) 156 7.4.1 軟HARQ方案 157 7.4.2 基于分組編碼的軟HARQ方案 161 7.5 小結(jié) 162 參考文獻 163 第8章網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 165 8.1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需求 166 8.2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在的問題 167 8.2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)展歷程與內(nèi)在邏輯 167 8.2.2 現(xiàn)網(wǎng)架構(gòu)導致的現(xiàn)實挑戰(zhàn) 168 8.3 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征 170 8.3.1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計原則 170 8.3.2 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計目標 170 8.3.3 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計 171 8.4 NFV與SDN 173 8.4.1 NFV技術(shù)介紹 173 8.4.2 SDN技術(shù)介紹 181 8.4.3 SDN在5G移動網(wǎng)絡(luò)中的作用 185 8.4.4 NFV和SDN的關(guān)系 190 8.4.5 基于NFV和SDN的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)展望 190 8.5 小結(jié) 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(wǎng)絡(luò)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(guān)鍵指標 202 9.3.3 影響移動性的關(guān)鍵技術(shù) 203 9.3.4 觀察和分析 210 9.4 小結(jié) 210 第 10章以用戶為中心的自治網(wǎng)絡(luò) 211 10.1 以用戶為中心的自治網(wǎng)絡(luò)需求 212 10.2 潛在技術(shù)方向 214 10.2.1 基于大數(shù)據(jù)的用戶行為感知與優(yōu)化 214 10.2.2 多維度QCI設(shè)計 217 10.2.3 用戶和業(yè)務的智能感知與優(yōu)化 219 10.2.4 特殊場景的性能保障與提升 220 10.3 小結(jié) 222 第 11章毫米波系統(tǒng)的設(shè)計與驗證 223 11.1 毫米波信道傳播特性：理論和實際測量結(jié)果 224 11.2 波束成形算法 226 11.3 毫米波波束成形原型系統(tǒng) 228 11.4 原型系統(tǒng)的試驗結(jié)果 230 11.4.1 室外試驗 230 11.4.2 室外對室內(nèi)的穿透 232 11.4.3 室外移動 232 11.4.4 室內(nèi)多用戶 233 11.5 小結(jié) 233 參考文獻 234 第 12章超密集網(wǎng)絡(luò)及小區(qū)虛擬化 235 12.1 超密集網(wǎng)絡(luò)概述 236 12.2 LTE系統(tǒng)的小區(qū)結(jié)構(gòu)及分析 241 12.3 UDN虛擬化技術(shù) 245 12.3.1 虛擬化整體架構(gòu) 247 12.3.2 小區(qū)虛擬化 248 12.3.3 終端虛擬化 255 12.4 5G小區(qū)虛擬化的關(guān)鍵支撐技術(shù) 256 12.4.1 數(shù)據(jù)同步 256 12.4.2 無線自回傳 257 12.5 小結(jié) 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(xiàn)有技術(shù) 264 13.1.1 機器間通信產(chǎn)業(yè)與市場 264 13.1.2 現(xiàn)有M2M技術(shù) 266 13.2 海量機器型通信技術(shù)需求 267 13.2.1 機器型通信多元化應用 268 13.2.2 機器型通信終端數(shù)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 覆蓋范圍 270 13.3 海量機器型通信的網(wǎng)絡(luò)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(fā) 270 13.3.3 MTC終端分組 271 13.3.4 MTC終端監(jiān)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(shù) 272 13.4.1 5G機器型通信的無線連接方式 272 13.4.2 MTC終端的接入和傳輸 273 13.4.3 MTC終端的成本優(yōu)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(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進 281 13.5.1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)挑戰(zhàn) 282 13.5.2 面向5G的MTC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 283 13.5.3 M2M網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 284 13.5.4 M2M網(wǎng)絡(luò)關(guān)注的領(lǐng)域 286 13.6 小結(jié) 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(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與協(xié)議 297 14.1.3 5G新空口的主要特征 301 14.1.4 5G新核心網(wǎng)的主要特征 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(wǎng)R16的新功能 332 14.3 小結(jié) 342 參考文獻 342 第 15章 3.5 GHz 5G樣機設(shè)計與外場試驗 345 15.1 5G產(chǎn)業(yè)推進規(guī)劃 346 15.2 5G基站的樣機規(guī)劃和技術(shù)要求 351 15.3 5G基站樣機開發(fā) 364 15.3.1 RF通道數(shù)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(jié) 380 參考文獻 380 第 16章 5G應用與部署展望 381 16.1 全球運營商5G部署規(guī)劃 382 16.2 5G應用展望 387 16.2.1 5G的核心能力及其商業(yè)模式 388 16.2.2 5G典型應用 392 16.3 5G發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 394 16.4 小結(jié) 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(chǎn)業(yè)攜手加速商用步伐 411

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