本書主要關注5G關鍵技術及實際部署相關方面的內容。首先介紹5G驅動力以及5G應用場景和關鍵指標,并通過回顧歷代移動通信系統(tǒng)的演進,指出5G的發(fā)展路徑。闡述如何從無到有設計5G空口,并著重介紹5G關鍵技術,引入網絡切片、移動邊緣計算等網絡技術的解讀。最后提出了在當前階段,“5G技術4G用”理念的重要意義,并逐一探討5G網絡引入對架構組網、資源配置、工程建設策略等方面的影響。
1.涵蓋5G愿景和驅動力、空口技術、網絡架構等全方位的技術內容,便于讀者借此初窺5G門徑;
2.除對5G技術的開放式探討,還側重對5G網絡部署的實踐討論,與現(xiàn)階段無線網絡工程建設結合度較高;
3.語言風格通俗易懂,多借助形象的比喻來解釋技術概念,便于新手快速理解,可作為自學教材。
黃勁安,長期從事無線網絡規(guī)劃咨詢、工程設計等工作。曾哲君,主要研究方向為無線網絡規(guī)劃咨詢及無人機通信行業(yè)應用。蔡子華,主要從事無線網絡工程設計工作。梁廣智,主要研究方向為無線網絡規(guī)劃咨詢、物聯(lián)網應用研發(fā)等工作。四位作者均任職于中睿通信規(guī)劃設計有限公司無線網絡設計院。
目 錄
5G 初探篇
第 1章 邁向5G之路 3
1.1 十年的契約——探索5G起點 3
1.2 站在風口上——5G原生動力 4
1.2.1 需求決定供給—5G業(yè)務融合 5
1.2.2 開創(chuàng)“新經濟”—5G數(shù)字紅利 6
1.2.3 第 一生產力—5G技術創(chuàng)新 10
1.2.4 “中國流”布局—5G國家戰(zhàn)略 11
1.3 5G初印象——如何定義5G 12
1.3.1 揭開神秘面紗—三大典型場景 13
1.3.2 審美的標準—八大關鍵指標 17
1.4 路還有多遠——5G商用預判 21
1.5 小結 23
參考文獻 24
第 2章 香農路徑再思考 25
2.1 5G探索方向——敢問路在何方 25
2.1.1 1G到4G的先導—回顧歷代系統(tǒng)發(fā)展歷史 26
2.1.2 香農路徑—總結通信技術發(fā)展規(guī)律 33
2.1.3 5G的演進方向—站在香農路徑的盡頭 37
2.2 5G主要挑戰(zhàn)——發(fā)散的演進道路 39
2.2.1 性能挑戰(zhàn)—全方位、大幅度提升需求 40
2.2.2 技術挑戰(zhàn)—多種技術組合與統(tǒng)一 41
2.2.3 頻譜資源—演進路徑上的最大難題 41
2.2.4 產業(yè)聯(lián)動—網絡升級的核心動力 42
2.3 5G大門的打開方式——革命還是演進 43
2.3.1 新空口革命方式—一步到位的解決方案 44
2.3.2 漸進式演進方式—兼顧技術先進性與經濟效益 44
2.4 小結 49
參考文獻 49
5G 空中接口篇
第3章 從無到有設計5G新空口 53
3.1 需求分析——5G場景技術需求 53
3.2 發(fā)散思維——5G技術路線 54
3.3 技術遴選——5G無線使能技術 55
3.3.1 提升空間復用度 55
3.3.2 提高頻譜效率 56
3.3.3 增加系統(tǒng)帶寬 58
3.4 實施方案——5G空口設計 59
3.4.1 空口設計理念 59
3.4.2 5G低頻新空口 60
3.4.3 5G高頻新空口 61
3.5 小結 62
參考文獻 62
第4章 5G無線使能技術 65
4.1 大規(guī)模 MIMO—多并行信道傳輸 65
4.1.1 MIMO系統(tǒng)模型 67
4.1.2 信道預處理 72
4.1.3 自適應波束賦形 76
4.1.4 導頻污染 80
4.1.5 三維信道建模 81
4.1.6 大規(guī)模MIMO天線 83
4.2 超密集組網——以空間換性能 85
4.2.1 小小區(qū) 85
4.2.2 干擾消除/協(xié)調技術 87
4.3 新型多載波——濾波器組技術的賦能 91
4.3.1 FBMC 94
4.3.2 UFMC 99
4.3.3 GFDM 101
4.3.4 F-OFDM 103
4.4 新型多址——非正交帶來的增益 104
4.4.1 PD-NOMA 106
4.4.2 SCMA 108
4.4.3 MUSA 111
4.4.4 PDMA 112
4.4.5 NOMA技術的性能比較 115
4.5 先進調制編碼——無線信道安全衛(wèi)士 117
4.5.1 Turbo碼 118
4.5.2 LDPC碼 121
4.5.3 Polar碼 123
4.6 全雙工通信——同時同頻復用 127
4.6.1 自干擾消除技術 129
4.6.2 全雙工組網技術 136
4.7 靈活雙工通信——時頻資源靈活復用 138
4.8 全頻譜接入——多頻段混合組網 140
4.8.1 認知無線電 141
4.8.2 毫米波通信 145
4.8.3 可見光通信 150
4.9 頻譜共享——有限資源的局部共用 153
4.9.1 授權頻譜共享 153
4.9.2 非授權頻譜共享 154
4.10 小結 157
參考文獻 157
5G 網絡架構篇
第5章 5G網絡架構變形記 163
5.1 移動通信網絡演進趨勢 163
5.1.1 代際更迭啟示 164
5.1.2 5G架構設計挑戰(zhàn) 165
5.1.3 5G架構設計思路 168
5.2 5G架構設計技術基礎——網絡重構的先決條件 168
5.2.1 SDN—控制與轉發(fā)分離 169
5.2.2 NFV—軟件與硬件解耦 180
5.2.3 SDN與NFV的關系 189
5.3 5G網絡架構解析——5G的內核 192
5.3.1 5G邏輯網絡架構—網絡重構五步走 193
5.3.2 5G架構關鍵特征—還5G本來面目 199
5.4 小結 203
參考文獻 203
第6章 5G網絡關鍵技術 205
6.1 網絡切片——靈活自適應的網絡形態(tài) 205
6.1.1 網絡切片系統(tǒng)架構 206
6.1.2 網絡切片主要優(yōu)點 209
6.1.3 接入網切片設計 209
6.1.4 網絡切片實現(xiàn)方案 211
6.1.5 網絡切片創(chuàng)建流程 213
6.2 移動邊緣計算——業(yè)務本地化的利器 214
6.2.1 MEC平臺架構 215
6.2.2 MEC關鍵技術 216
6.2.3 MEC與網絡切片異同 217
6.2.4 MEC應用場景 218
6.3 無線Mesh網絡——新型寬帶多跳無線網絡 221
6.3.1 Mesh網絡架構 222
6.3.2 Mesh網絡的特點及優(yōu)勢 224
6.3.3 Mesh應用方向 226
6.4 動態(tài)自組織網絡——智能組網 226
6.4.1 控制面設計 227
6.4.2 用戶面設計 229
6.5 D2D通信——實現(xiàn)海量機器類通信的秘訣 230
6.5.1 D2D關鍵技術 231
6.5.2 D2D主要優(yōu)勢 234
6.5.3 D2D應用場景 235
6.6 C-RAN——無線接入網架構優(yōu)化 236
6.6.1 C-RAN架構演進 237
6.6.2 CU-DU切分方案 238
6.6.3 CU-DU靈活部署 241
6.6.4 C-RAN架構優(yōu)勢 242
6.7 小結 243
參考文獻 243
5G 實踐部署篇
第7章 5G技術4G化 247
7.1 5G標準化時間表 248
7.2 4G發(fā)展現(xiàn)狀 249
7.3 5G演進影響 250
7.4 架構組網探討 252
7.4.1 組網演進策略 252
7.4.2 C-RAN池化部署 257
7.4.3 微小站部署 260
7.5 資源配置探討 264
7.5.1 MEC部署 265
7.5.2 微小站開關 267
7.6 承載網絡探討 268
7.6.1 5G承載網絡的需求 269
7.6.2 C-RAN承載方案 272
7.6.3 中傳/回傳承載方案 276
7.6.4 5G承載候選技術 278
7.6.5 承載網發(fā)展建議 281
7.7 小結 281
參考文獻 282
第8章 5G網絡部署初探 285
8.1 5G設計要點 285
8.1.1 毫米波信道建模 286
8.1.2 云化多維評估 297
8.1.3 無人機輔助設計 300
8.2 5G站址規(guī)劃 302
8.2.1 頻率使用 303
8.2.2 容量需求 304
8.2.3 環(huán)境因素 305
8.2.4 規(guī)劃小結 306
8.3 5G工建要點 307
8.3.1 5G站址儲備 307
8.3.2 供電方式革新 310
8.3.3 工參遠程獲取 311
8.4 5G建設模式 314
8.4.1 鐵塔共享模式 314
8.4.2 基站共享模式 320
8.4.3 小站眾包模式 324
8.5 小結 324
參考文獻 325
第9章 網絡融合與安全挑戰(zhàn) 327
9.1 廣播—寬帶融合趨勢 327
9.2 5G網絡安全挑戰(zhàn) 329
9.2.1 移動通信安全的發(fā)展 330
9.2.2 5G網絡安全需求 332
9.2.3 5G網絡安全架構 333
9.3 小結 335
參考文獻 335
縮略語 337