邁向 5G — 從關鍵技術到網絡部署

黃勁安

長期從事無線網絡規劃諮詢、工程設計等工作。

曾哲君

主要研究方向為無線網絡規劃諮詢及無人機通信行業應用。

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劃諮詢、物聯網應用研發等工作。

四位作者均任職於中睿通信規劃設計有限公司無線網絡設計院。

目錄
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業務融合5 
1.2.2開創“新經濟”—5G數字紅利6 
1.2.3第一生產力—5G技術創新10 
1.2.4 “中國流”佈局—5G國家戰略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—回顧歷代系統發展歷史26 
2.1.2香農路徑—總結通信技術發展規律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——發散的演進道路39 
2.2.1性能挑戰—全方位、大幅度提升需求40 
2.2.2技術挑戰—多種技術組合與統一41 
2.2.3頻譜資源—演進路徑上的最大難題41 
2.2 .4產業聯動—網絡升級的核 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提升空間复用度55 
3.3.2提高頻譜效率56 
3.3.3增加系統帶寬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大規模MIMO—多並行信道傳輸65 
4.1.1 MIMO系統模型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85
4.2.2干擾消除/協調技術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先進調製編碼——無線信道安全衛士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自乾擾消除技術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—控制與轉發分離169 
5.2.2 NFV—軟件與硬件解耦180 
5.2.3 SDN與NFV的關係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架構關鍵特徵—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205 
6.1.1網絡切片系統架構206 
6.1.2網絡切片主要優點209 
6.1.3接入網切片設計209 
6.1.4網絡切片實現方案211 
6.1.5網絡切片創建流程213 
6.2移動邊緣計算——業務本地化的利器214 
6.2.1 MEC平台架構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網絡的特點及優勢224 
6.3.3 Mesh應用方向226 
6.4動態自組織網絡— —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主要優勢234 
6.5.3 D2D應用場景235 
6.6 C-RAN——無線接入網架構優化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發展現狀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雲化多維評估297 
8.1.3無人機輔助設計300 
8.2 5G站址規劃302 
8.2.1頻率使用303 
8.2.2容量需求304 
8.2.3環境因素305 
8.2.4規劃小結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327 
9.1廣播—寬帶融合趨勢327 
9.2 5G網絡安全挑戰329 
9.2.1移動通信安全的發展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