5G无线接入网架构及关键技术

  

本书全面讨论了5G移动通信无线接入网络架构和相关关键技术，内容涵盖5G网络需求与架构特征、5G网络总体架构、5G无线接入网络架构、5G无线接入网络控制承载分离技术、5G无线接入网络多网协同与融合技术、5G无线接入网网络资源管理、5G无线接入网网络资源管理、5G无线接入网络虚拟化、5G频谱共享技术等不同层面。
本书可供具有一定移动通信技术基础的专业技术人员或管理人员阅读，也可作为通信院校相关专业师生的参考读物。

  

章 5G网络需求与架构特征 001
1.1 5G全球研究进展 002
1.1.1 移动通信发展情况 002
1.1.2 5G全球研究进展 004
1.2 5G应用场景与性能指标 006
1.2.1 5G网络愿景 006
1.2.2 5G应用场景与性能目标 008
1.3 5G网络建设部署及运营维护需求 012
1.3.1 5G网络建设部署需求 012
1.3.2 5G网络运营维护需求 012
1.4 ITU定义的5G 013
1.5 3GPP定义的5G 015
1.6 5G网络架构特征 016
1.6.1 更高数据流量和用户体验 016
1.6.2 更低时延 021
1.6.3 海量终端连接 023
1.6.4 更低成本 024
1.6.5 更高能效 025
1.6.6 5G网络架构特征总结 026
参考文献 027
第2章 5G网络总体架构 031
2.1 4G网络总体架构 032
2.2 欧洲METIS 5G架构 034
2.2.1 网络功能架构 036
2.2.2 拓扑和功能部署架构 041
2.2.3 4G和5G架构比较 046
2.3 日本5G架构 047
2.4 韩国5G架构 049
2.4.1 架构综述 051
2.4.2 数据面 051
2.4.3 控制面 051
2.5 北美5G生态系统架构 052
2.6 NGMN 5G架构 054
2.6.1 5G设计原则 054
2.6.2 5G架构 057
2.6.3 网络切片 059
2.6.4 5G系统组件 061
2.7 中国IMT-2020 5G网络架构 062
2.7.1 “三朵云”概念架构 062
2.7.2 系统参考架构 070
2.7.3 部署架构示例 072
参考文献 083
第3章 5G无线接入网络架构 085
3.1 典型应用场景 086
3.1.1 室内热点场景 087
3.1.2 密集城区场景 088
3.1.3 城区宏覆盖场景 089
3.1.4 郊区场景 090
3.1.5 荒野场景（广覆盖和最小服务） 090
3.1.6 荒野场景（超广覆盖） 090
3.1.7 大规模连接城区覆盖场景 091
3.1.8 高速路场景 092
3.1.9 车联网场景 092
3.2 5G无线接入网需求分析 093
3.2.1 性能要求 093
3.2.2 功能需求 096
3.3 5G无线网络关键技术 101
3.3.1 无线控制承载分离 102
3.3.2 无线网络虚拟化 103
3.3.3 增强C-RAN 109
3.3.4 移动边缘计算 112
3.3.5 多制式协作与融合 112
3.3.6 融合资源协同管理 116
3.3.7 灵活移动性 118
3.3.8 网络频谱共享 120
3.3.9 邻近服务 121
3.3.10 无线mesh 121
3.4 5G无线接入网设计原则与网络架构 124
3.4.1 5G无线网络设计原则 124
3.4.2 5G无线网络逻辑架构 125
3.4.3 5G无线网络部署架构 130
3.5 典型场景下5G无线接入网部署策略 133
3.5.1 热点高容量场景下5G智能无线网络 133
3.5.2 低时延高可靠场景下5G智能无线网络 139
3.5.3 网络部署设计 145
参考文献 146
第4章 5G无线接入网控制承载分离技术 147
4.1 背景介绍 148
4.2 控制承载分离技术 150
4.3 宏微异构组网场景 158
4.3.1 多连接技术 160
4.3.2 移动性管理 166
4.3.3 连接增强技术 174
4.4 微—微组网场景 180
4.4.1 虚拟分层技术 180
4.4.2 虚拟层覆盖扩展技术 184
4.4.3 多系统组网下控制与承载分离 187
参考文献 188
第5章 5G无线接入网多网协同与融合技术 191
5.1 技术背景 192
5.2 移动网络与WLAN核心网侧互操作 195
5.2.1 技术方案 195
5.2.2 相关研究 201
5.3 移动网络与WLAN无线网侧互操作 202
5.3.1 网络场景 202
5.3.2 技术方案 203
5.3.3 相关研究 207
5.4 移动网络与WLAN无线网侧PDCP层融合 209
5.4.1 网络场景 209
5.4.2 共站部署技术方案 210
5.4.3 不共站部署技术方案 211
5.4.4 相关研究 219
5.5 基于IPSec隧道的LTE/WLAN无线集成 219
5.5.1 网络场景 219
5.5.2 技术方案 220
5.5.3 相关研究 223
5.6 基于MP-TCP的多连接技术 224
5.6.1 网络场景 224
5.6.2 技术方案 225
参考文献 228
第6章 5G无线接入网网络资源管理 231
6.1 5G无线接入网总体资源管理 232
6.1.1 资源管理与垂直功能 235
6.1.2 资源管理与水平概念 240
6.1.3 小结 244
6.2 UDN资源管理 245
6.2.1 UDN概述 245
6.2.2 干扰识别 246
6.2.3 干扰管理 247
6.2.4 回传资源管理 254
6.2.5 能耗管理 257
6.3 D2D无线资源管理 261
6.3.1 D2D技术概述 261
6.3.2 分簇化集中控制的5G网络D2D通信 263
6.3.3 集中控制的5G网络D2D通信无线资源管理研究 265
6.4 MMC无线资源管理 272
6.4.1 降低碰撞风险的MMC高效接入方式 273
6.4.2 MMC类型的D2D连接 275
6.4.3 降低信令负荷的MMC接入方式 275
6.5 MN无线资源管理 276
6.5.1 基于D2D方式V2V通信中的资源分配和功率控制 279
6.5.2 基于网络辅助资源分配方式的直接V2V通信 279
6.6 Ad Hoc网络 281
参考文献 282
第7章 5G移动边缘计算技术 289
7.1 MEC应用场景与标准进展 290
7.1.1 MEC技术应用场景 292
7.1.2 MEC技术标准研究进展 296
7.2 MEC部署策略与系统架构 296
7.2.1 MEC平台部署策略 296
7.2.2 MEC平台架构 298
7.3 MEC技术基础与挑战 299
7.3.1 MEC技术基础 299
7.3.2 MEC技术挑战 300
7.4 MEC在5G网络中的应用 303
7.4.1 增强无线宽带场景 303
7.4.2 低时延高可靠场景 305
7.4.3 大规模MTC终端连接场景 305
7.4.4 MEC技术在5G网络中的其他应用 306
7.5 基于MEC技术的本地分流 306
7.5.1 基于MEC技术的本地分流方案 306
7.5.2 LIPA/SIPTO本地分流方案 309
7.5.3 本地分流方案对比 311
7.5.4 基于MEC技术本地分流方案的挑战 311
参考文献 312
第8章 5G无线接入网虚拟化 315
8.1 网络虚拟化 316
8.1.1 网络虚拟化概念 316
8.1.2 NFV 317
8.2 无线接入网虚拟化 321
8.2.1 动机与触发点 322
8.2.2 虚拟化的维度与分类 324
8.2.3 无线网络虚拟化的若干层面 328
8.3 无线接入网平台虚拟化 331
8.3.1 x86虚拟化技术 331
8.3.2 基于通用处理器平台的虚拟化基站架构 333
8.3.3 BBU功能划分与硬件加速方案 334
8.4 无线接入网网络资源虚拟化 334
8.4.1 5G网络切片 335
8.4.2 基站资源切片 336
8.4.3 无线资源切片 337
8.5 面临的挑战 345
8.5.1 挑战一：资源隔离 345
8.5.2 挑战二：控制信令与接口的标准化 345
8.5.3 挑战三：物理和虚拟资源的分配 346
8.5.4 挑战四：移动性管理 347
8.5.5 挑战五：网络管理 347
8.5.6 挑战六：安全性 348
参考文献 348
第9章 5G频谱共享技术 351
9.1 独占授权式频谱分配 352
9.2 动态式频谱分配 353
9.2.1 相邻动态频谱分配 353
9.2.2 分片动态频谱分配 354
9.3 频谱共享 354
9.3.1 共存式频谱共享 354
9.3.2 覆盖式频谱共享 355
9.4 认知无线电系统 356
9.4.1 频谱检测 356
9.4.2 频谱共享池 358
9.4.3 功率控制 360
9.5 授权的频谱共享 361
9.5.1 LSA 361
9.5.2 LSA技术实现方式 364
9.6 LTE-U/LAA 366
9.6.1 LTE-U 366
9.6.2 LAA 369
9.6.3 LTE-U/LAA关键技术 370
9.6.4 LTE-U/LAA部署场景 378
参考文献 380
名词索引 383