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　　《5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)——端到端標(biāo)準(zhǔn)詳解》由全球知名通信專家、華為院士萬蕾博士領(lǐng)銜撰寫，中國工程院院士鄔賀銓作序推薦，詳細(xì)介紹了5G新空口（5G NR）和5G核心網(wǎng)（5GC）的設(shè)計(jì)，全面介紹了5G端到端系統(tǒng)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵功能。

　　《5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)——端到端標(biāo)準(zhǔn)詳解》適合電子通信領(lǐng)域相關(guān)人士閱讀，不僅可以作為5G研發(fā)和工程人員的研究資料，還可作為電子通信相關(guān)專業(yè)的高校老師、學(xué)生和研究人員的參考書。

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　《5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)――端到端標(biāo)準(zhǔn)詳解》詳細(xì)介紹了5G新空口（5G NR）和5G核心網(wǎng)（5GC）的設(shè)計(jì)，同時(shí)全面介紹了5G端到端系統(tǒng)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵功能。本書首先討論5G的應(yīng)用場(chǎng)景、需求，以及主要的標(biāo)準(zhǔn)化組織和相關(guān)活動(dòng)；然后詳細(xì)介紹了NR和LTE的空口設(shè)計(jì)、NR流程（IAM／波束管理／功率控制／HARQ）、協(xié)議棧（CP/UP／移動(dòng)性）、RAN架構(gòu)、端到端系統(tǒng)架構(gòu)、5GC、網(wǎng)絡(luò)切片、服務(wù)連續(xù)性、5GC與EPC的對(duì)接、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、邊緣計(jì)算；接著詳細(xì)介紹了ITU-R提交的5G能力評(píng)估報(bào)告，以及NR如何滿足5G要求和外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果；最后對(duì)5G市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了展望。

　　《5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)――端到端標(biāo)準(zhǔn)詳解》適合通信領(lǐng)域相關(guān)人士閱讀，不僅可以作為5G研發(fā)和工程人員的研究資料，還可作為通信相關(guān)專業(yè)的高校老師、學(xué)生和研究人員的參考書。

作者簡(jiǎn)介

　　萬蕾（Wan Lei），華為Fellow，畢業(yè)于北京理工大學(xué)，獲通信與電子系統(tǒng)專業(yè)博士學(xué)位，現(xiàn)任華為智能汽車解決方案BU政策與標(biāo)準(zhǔn)專利部部長，曾任華為無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)專利部部長、華為無線標(biāo)準(zhǔn)首席。

　　萬蕾博士從事移動(dòng)通信國際標(biāo)準(zhǔn)化工作二十余年，全程參與了4G和5G移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，是ITU?4G評(píng)估和5G評(píng)估的主要貢獻(xiàn)者，也是3GPP?5G首版標(biāo)準(zhǔn)的主要推動(dòng)者，長期致力于推動(dòng)全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和一致頻譜分配，2019年榮獲3GPP?終身成就獎(jiǎng)。她是當(dāng)代通信系統(tǒng)評(píng)估建模的奠基者，提出的MI-模型被3GPP/IEEE/3GPP2廣為采納。她致力于推動(dòng)FDD、TDD融合，提出并推動(dòng)LTE/NR頻譜共存的標(biāo)準(zhǔn)化。

　　萬蕾博士還曾擔(dān)任CCSA?TC5?副主席、Future?Forum?副理事長、中國IMT-2020推進(jìn)組專家組成員、國家科技重大專項(xiàng)03專項(xiàng)總體組專家、中國無線電頻率規(guī)劃專家咨詢組委員、中國通信學(xué)會(huì)無線及移動(dòng)信息專委會(huì)委員等職務(wù)。

　　劉江華（Lin Jianghua），畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，獲通信與信息系統(tǒng)碩士學(xué)位，現(xiàn)為海思Balong標(biāo)準(zhǔn)專利部部長，無線研究與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)專家，負(fù)責(zé)Balong Modem領(lǐng)域的研究與標(biāo)準(zhǔn)化工作。自2005年加入華為，一直在從事4G/4.5G/5G的研究與標(biāo)準(zhǔn)化工作，并于2014—2019年先后擔(dān)任華為的4.5G標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目及RAN研究的負(fù)責(zé)人。主要的研究方向包括多天線、信道建模、MUST和IoT等，已有多項(xiàng)個(gè)人貢獻(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)被標(biāo)準(zhǔn)采納。

目錄

目 錄

第1章 從4G到5G的應(yīng)用場(chǎng)景與需求 / 1
1．1 引言 / 1
1．2 全球5G發(fā)展 / 3
1．2．1 IMT-2020（5G）研究工作在ITU-R的開展過程 / 4
1．2．2 5G在區(qū)域中的發(fā)展與推進(jìn)過程 / 6
1．2．3 標(biāo)準(zhǔn)制定過程 / 9
1．3 應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)展和需求 / 10
1．3．1 5G應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)需求 / 11
1．3．2 5G關(guān)鍵能力及技術(shù)性能需求 / 21
1．3．3 5G需求總結(jié) / 27
1．4 標(biāo)準(zhǔn)組織和5G活動(dòng) / 28
1．4．1 ITU-R評(píng)估流程／IMT-2020候選技術(shù)方案提交流程 / 28
1．4．2 3GPP向ITU-R提交5G候選技術(shù)提案 / 31
1．4．3 獨(dú)立評(píng)估組協(xié)助ITU-R批準(zhǔn)IMT-2020規(guī)范 / 33
1．5 本章小結(jié) / 34
參考文獻(xiàn) / 35
第2章 5G空口基本設(shè)計(jì) / 37
2．1 LTE空口概述 / 37
2．1．1 LTE幀結(jié)構(gòu) / 38
2．1．2 物理層信道 / 40
2．1．3 參考信號(hào) / 46
2．1．4 下行傳輸 / 68
2．1．5 上行傳輸 / 80
2．1．6 HARQ定時(shí) / 88
2．1．7 載波聚合（CA）和頻段組合 / 91
2．1．8 初始接入和移動(dòng)性流程 / 91
2．2 5G NR載波和信道設(shè)計(jì) / 95
2．2．1 載波的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì) / 95
2．2．2 幀結(jié)構(gòu) / 98
2．2．3 物理信道 / 103
2．2．4 物理層參考信號(hào) / 114
2．3 5G NR頻譜和頻段定義 / 136
2．3．1 5G頻譜和復(fù)用 / 136
2．3．2 3GPP 5G NR頻段定義 / 154
2．4 4G/5G頻譜共享（即LTE/NR共存） / 164
2．4．1 動(dòng)機(jī)和有益效果 / 165
2．4．2 LTE/NR頻譜共享：網(wǎng)絡(luò)部署場(chǎng)景 / 175
2．4．3 LTE/NR頻譜共享：更高頻譜共享效率的需求 / 181
2．4．4 NR SUL頻段組合：上行鏈路載波選擇和切換 / 193
2．4．5 4G/5G下行頻譜共享 / 202
2．5 5G NR物理層新技術(shù) / 206
2．5．1 波形和多址 / 206
2．5．2 信道編碼 / 210
2．5．3 MIMO設(shè)計(jì) / 216
2．5．4 5G NR針對(duì)eMBB和URLLC的統(tǒng)一空口設(shè)計(jì) / 230
2．5．5 mMTC / 232
2．6 本章小結(jié) / 238
參考文獻(xiàn) / 240
第3章 5G NR的新流程、RAN架構(gòu)和協(xié)議棧 / 248
3．1 5G NR新流程 / 248
3．1．1 初始接入和移動(dòng)性（IAM） / 248
3．1．2 波束管理 / 251
3．1．3 功率控制 / 254
3．1．4 HARQ / 256
3．2 RAN架構(gòu)演進(jìn)和協(xié)議 / 258
3．2．1 整體架構(gòu) / 258
3．2．2 NR系統(tǒng)的基本流程 / 276
3．2．3 移動(dòng)性控制 / 284
3．2．4 垂直行業(yè)支持 / 288
3．3 本章小結(jié) / 291
參考文獻(xiàn) / 292
第4章 5G系統(tǒng)架構(gòu) / 294
4．1 5G端到端架構(gòu)概述 / 294
4．2 5G核心網(wǎng)服務(wù)化架構(gòu) / 297
4．2．1 NF服務(wù)注冊(cè)示例 / 298
4．2．2 NF服務(wù)發(fā)現(xiàn)示例 / 299
4．3 網(wǎng)絡(luò)切片 / 299
4．4 注冊(cè)、連接和會(huì)話管理 / 302
4．4．1 注冊(cè)管理 / 302
4．4．2 連接管理 / 302
4．4．3 注冊(cè)管理流程 / 303
4．4．4 PDU會(huì)話建立流程 / 305
4．4．5 服務(wù)請(qǐng)求流程 / 307
4．4．6 其他流程 / 308
4．5 5GC下的會(huì)話和業(yè)務(wù)連續(xù)性 / 308
4．6 與EPC對(duì)接 / 311
4．7 5G核心網(wǎng)中的控制面和用戶面協(xié)議 / 313
4．7．1 控制面協(xié)議棧 / 313
4．7．2 用戶面協(xié)議棧 / 314
4．8 支持虛擬化部署 / 315
4．9 支持邊緣計(jì)算 / 316
4．10 5G系統(tǒng)的策略與計(jì)費(fèi)控制 / 317
4．11 本章小結(jié) / 320
參考文獻(xiàn) / 321
第5章 5G能力展望：ITU-R提交＆性能評(píng)估 / 323
5．1 5G需求概述 / 323
5．2 評(píng)估方法概述 / 324
5．2．1 eMBB技術(shù)性能需求的系統(tǒng)級(jí)仿真 / 324
5．2．2 連接密度評(píng)估 / 326
5．2．3 可靠性和移動(dòng)性評(píng)估 / 328
5．2．4 分析方法 / 328
5．2．5 檢查方法 / 328
5．3 評(píng)估指標(biāo)定義及評(píng)估方法 / 328
5．3．1 eMBB的評(píng)估指標(biāo) / 329
5．3．2 mMTC的評(píng)估指標(biāo)――連接密度 / 342
5．3．3 URLLC的評(píng)估指標(biāo) / 344
5．4 5G性能評(píng)估 / 345
5．4．1 5G寬帶幀結(jié)構(gòu)和物理信道結(jié)構(gòu) / 345
5．4．2 NR MIMO、多址和波形 / 365
5．4．3 LTE/NR共存（上下行解耦） / 372
5．4．4 NB-IoT / 383
5．4．5 LTE/NR頻譜共享外場(chǎng)測(cè)試 / 384
5．5 本章小結(jié) / 391
參考文獻(xiàn) / 392
第6章 5G市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè) / 393
6．1 5G 市場(chǎng) / 393
6．1．1 5G的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù) / 394
6．1．2 5G在垂直行業(yè)的應(yīng)用 / 394
6．2 全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)系統(tǒng) / 397
6．2．1 3GPP / 397
6．2．2 其他組織 / 402
6．3 早期部署 / 407
6．3．1 IMT-2020（5G）推進(jìn)組的5G試驗(yàn) / 408
6．3．2 5G部署計(jì)劃 / 409
6．4 展望 / 413
參考文獻(xiàn) / 414
縮略語 / 417

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前言/序言

序

移動(dòng)通信的發(fā)展和普及對(duì)人類社會(huì)帶來了巨大的影響，徹底改變了人們的生產(chǎn)生活方式以及全球商業(yè)模式。今天，移動(dòng)通信用戶已達(dá)數(shù)十億。經(jīng)過十年一代的發(fā)展，移動(dòng)通信峰值速率實(shí)現(xiàn)了近千倍的增長，現(xiàn)在5G技術(shù)已經(jīng)步入了歷史的舞臺(tái)。

2019年，中國與發(fā)達(dá)國家同步商用5G。2020年疫情期間，廣大民眾對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求急劇增長，進(jìn)一步加速了5G建設(shè)的進(jìn)程。我國原定計(jì)劃在2020年年底建設(shè)60萬個(gè)5G基站，實(shí)際上有希望完成70萬個(gè)，在地級(jí)及以上城市實(shí)現(xiàn)主城區(qū)的5G覆蓋。截至2020年10月底，我國5G用戶已超過1.5億，約占全世界5G用戶數(shù)量的70%。到2035年，5G將為全球經(jīng)濟(jì)平均產(chǎn)出增加4.6%，對(duì)應(yīng)于中國GDP增長接近一萬億美元，為中國凈增加就業(yè)崗位950萬個(gè)。