国之重器出版工程 5G丛书 5G移动通信 面向全连接的世界
作者：刘光毅，方敏，关皓，李云岗，孙程君 编著
出版时间：2019年版
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*新进展对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。
目录
目 录
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
