5G移动通信系统

本书以5G移动通信系统为讲述对象，从通信技术的发展史入手，对5G移动通信系统中的频谱、架构及多项关键技术进行了详尽的阐述。本书的主要内容包括：概述、5G频谱与标准化组织、5G系统网络架构、5G网络关键技术、物理层技术、5G无线技术等，同时结合实际工程经验介绍了5G组网、Cloud-RAN解决方案、4G/5G融合组网、5G语音解决方案、5G物联网应用、5G车联网应用等。本书提供配套的电子课件PPT、教学大纲。
本书的参考学时为32学时，可以作为高等学校通信工程、电子工程和其他电子信息类相关专业的教学用书和参考书，也可供相关工程技术人员参考。

"2019年，中华人民共和国工业和信息化部（以下简称工信部）向中国移动、中国联通、中国电信及中国广电发放了5G商用牌照，这标志着我国正式进入5G商用的元年。伴随着近年来对5G网络的大规模部署，中国的5G产业发展正在如火如荼地展开。作为新一代的通信技术，5G网络是一个多业务、多技术的融合式网络，其与先前的1G～4G网络相比有着明显的不同。5G网络具有高速率、低时延、高可靠的特点，是新一代信息技术的发展方向和数字经济的重要基础，与5G相关的技术研究与应用已成为我国乃至全世界的热门研究内容之一。 对于我国来说，5G的发展与部署对现有通信领域专业技术人才的技能素养提出了更高的要求。对于信息与通信相关专业的学生来说，走出校门时，5G技术应是他们必须了解的知识之一。因此，为了完善5G人才培养体系、满足国家人才培养需要，编者在参考了国内外专著和文献资料后编写了本书，希望能为5G技术的初学者提供帮助。 本书以5G移动通信系统为讲述对象，从通信技术的发展史入手，对5G移动通信系统中的频谱、架构及多项关键技术进行了详尽的阐述。除此之外，本书对在实际工程中进行5G网络部署时的一些解决方案和注意事项进行了介绍。本书既有对5G系统及相关技术的原理性介绍，又不乏生动的使用案例。本书内容力求反映前沿性和时代性，具有一定的通识性，努力将知识、能力、素质有机结合，让读者在了解5G技术的基础上具备一定的综合能力。 本书共12章，包括概述、5G频谱与标准化组织、5G系统网络架构、5G网络关键技术、物理层技术、5G无线技术、5G组网、Cloud-RAN解决方案、4G/5G融合组网、5G语音解决方案、5G物联网应用、5G车联网应用，参考学时为32学时。编者尽力使每章内容的重点突出，重应用、轻理论，通俗易懂，方便学生自学。本书可以作为高等学校通信工程、电子工程和其他电子信息类相关专业的教学用书和参考书，也可供相关工程技术人员参考。 全书由张月霞策划并统稿。具体编写分工如下：第1章、第7章由张月霞编写，第2章、第3章、第4章、第5章由张月霞、杨小龙编写，第6章由巩译编写，第8章和第10章由张思宇编写，第9章和第12章由郑慧编写，第11章由张月霞编写。在本书的编写过程中，秦军、王鑫老师，以及研究生周映、邹列、贾鹏飞、潘达为、杨郁浓、洪钖、李俊杰等对全书的具体内容提出了许多宝贵的意见和建议，在此谨向他们表示衷心的感谢。 在编写本书的过程中，编者参阅了大量资料，在此向这些文献的著作者表示诚挚的感谢。同时感谢电子工业出版社对本书给予的支持和帮助。 本书提供配套的电子课件PPT、教学大纲，请登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）后免费下载，或联系本书编辑（010-88254113，wangxq@phei.com.cn）索取。与本书配套的线上课程已在学银在线平台上线，供读者参考。 编者在5G通信技术领域的学习和研究尚浅，水平和能力有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正。 编者 2023年1月"

第1章概述1
1.1移动通信的发展历史1
1.1.11G：人类进入移动通信时代1
1.1.22G：数字时代到来2
1.1.33G：数据时代到来2
1.1.44G：数据全面爆发3
1.1.55G：人类将迎来智能互联网5
1.25G总体愿景6
1.35G的特点6
1.45G的关键性能指标与核心技术8
1.4.15G的关键性能指标8
1.4.25G的核心技术9
1.55G的产业格局11
1.6小结12
第2章5G频谱与标准化组织14
2.1无线频谱现状14
2.2候选频谱16
2.2.1中低频频谱17
2.2.2高频频谱17
2.2.3白频谱18
2.3频谱共享19
2.3.1频谱共享的概念19
2.3.2国际标准化组织研究进展20
2.45G标准化组织20
2.4.1ITU20
2.4.23GPP21
2.4.3NGMN22
2.4.4中国的5G推荐组22
2.5标准体系架构23
2.5.1控制云27
2.5.2接入云27
2.5.3转发云28
2.5.4网络功能虚拟化28
2.6小结28
第3章5G系统网络架构30
3.15G接入网网络架构30
3.1.15G无线网络架构设计挑战30
3.1.25G无线网络架构32
3.1.3基于NFV的5G无线网络架构36
3.1.4基于SDN的5G无线网络架构39
3.1.5基于SDN、NFV和云计算的5G无线网络架构42
3.1.6基于软件定义的以用户为中心的5G无线网络架构45
3.1.7基于C-RAN的5G无线网络架构47
3.1.8基于H-CRAN的5G无线网络架构51
3.1.95G无线接入网组网方案53
3.25G核心网网络架构56
3.2.15G核心网的标准化57
3.2.25G核心网的关键技术57
3.3小结60
第4章5G网络关键技术62
4.1超密集网络62
4.1.1UDN的概念62
4.1.2UDN应用场景63
4.1.3面临的挑战及解决方案64
4.1.4面向未来UDN的网络架构演进66
4.2无线网络虚拟化67
4.2.1软件定义网络68
4.2.2网络功能虚拟化69
4.3内容分发网络69
4.3.1CDN的网络架构69
4.3.2CDN的关键技术71
4.3.3CDN在5G中的应用72
4.45G网络切片74
4.4.15G网络切片的概念74
4.4.25G网络切片的架构74
4.4.35G网络切片的应用场景75
4.5绿色通信76
4.5.1绿色通信的必要性76
4.5.25G绿色通信关键技术76
4.5.3可见光绿色通信技术77
4.6移动边缘计算77
4.6.1MEC概述77
4.6.2MEC参考体系结构78
4.6.3MEC典型应用场景79
4.6.4ZTEMEC的解决方案80
4.7小结81
第5章物理层技术82
5.1物理层帧结构82
5.2物理信道84
5.3物理层过程85
5.4大规模MIMO89
5.5非正交多址91
5.6全双工93
5.7信道编码95
5.8链路自适应97
5.9毫米波通信99
5.10小结101
第6章5G无线技术102
6.1全双工技术102
6.1.1全双工的基本原理103
6.1.2全双工与半双工模式的性能对比104
6.1.3全双工自干扰消除技术105
6.1.4全双工的中继编码及转发112
6.1.5全双工的动态资源分配112
6.2NOMA技术114
6.2.1什么是NOMA技术115
6.2.2NOMA的应用场景分析116
6.2.3NOMA的关键技术116
6.2.4MUSA技术的解决方案121
6.3MassiveMIMO124
6.3.1什么是MassiveMIMO124
6.3.2应用场景125
6.3.3组网方案126
6.3.4MIMO产品介绍126
6.4调制编码技术127
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