5G空口特性与关键技术

　　本书介绍第五代移动通信系统（5G）波形、多址、编码和帧结构等技术，并主要基于3GPP R15版本，详细描述5G接入、功控、调度和链路自适应、大规模天线mMIMO、NSA架构及主要信令过程、射频的相关特性等方面的内容。

　　郭铭 IEEE高级会员，在移动通信领域具有丰富的经验。本科毕业于浙江大学，硕士和博士分别就读于北京邮电大学和纽约石溪大学。曾任职于美国加州的高通、休斯等公司，从事无线通信系统及芯片的研究设计工作。2010—2017年就职于诺基亚，从事LTE和5G的研发和产品管理工作，并担任5G产品中国区业务发展总监。文志成高级工程师，现任上海诺基亚贝尔有限公司5G产品经理。曾在西门子合资公司从事市话交换机的开通和培训工作，并在摩托罗拉以及诺基亚从事2G、2.5G、3G、4G和5G移动系统的网络设计、网络规划和优化、算法测试和产品管理等工作。出版2本GPRS图书，及4本WCDMA/LTE原理和信令图书，并参与《射频和无线技术》一书的翻译工作。 刘向东北京邮电大学硕士毕业。现任爱立信中国研发部高级工程师。曾在摩托罗拉，诺基亚西门子及华为等多个通信设备公司任职，从事2G、3G、4G、5G移动通信无线接入网与核心网的端到端系统研发、测试与技术支持工作。早期曾参与中国教育科研网CERNET及163网等IP骨干网建设，并拥有CCIE认证证书#13321。

第　1章 移动通信及5G标准化进程概述　001
1．1　从1G到5G——移动通信系统演进　002
1．1．1　1G（1979—）　004
1．1．2　2G（1991—）　004
1．1．3　3G（1999—）　006
1．1．4　4G（2009—）　007
1．1．5　5G（2019—）　008
1．2　5G标准化进程　011
1．3　5G频谱分配　012
1．3．1　5G不同业务的频谱需求　012
1．3．2　频谱分配现状　013
第　2章 5G新空口关键技术　015
2．1　5G波形设计　016
2．1．1　5G主要候选波形　018
2．1．2　波形实现方式总结　025
2．1．3　波形的几项主要指标对比　026
2．1．4　主要波形提案综合比较总结　028
2．1．5　3GPP对波形规范的讨论过程　030
2．1．6　R15中的5G波形规范　031
2．2　5G多址接入　032
2．2．1　主要正交多扯接入方式回顾　032
2．2．2　主要非正交多址接入方案选项　034
2．2．3　3GPP对多址接入规范的讨论过程　045
2．2．4　R15中的多址接入规范　047
2．3　5G信道编码　048
2．3．1　信道编码概述　048
2．3．2　Turbo、LDPC和Polar码的综合分析对比　050
2．3．3　5G NR编码方案选项的综合比较　055
2．3．4　3GPP对信道编解码方案的讨论过程　056
2．3．5　R15中的信道编码　058
2．4　5G帧结构　061
2．4．1　5G参数集（Numerology）　061
2．4．2　5G子载波间隔讨论背景　062
2．4．3　R15中5G帧结构的分析和说明　065
2．4．4　时隙配置及调度　070
2．4．5　帧结构实际配置举例　071
第3章　5G物理资源　075
3．1　频段及带宽特性　076
3．1．1　5G频段定义　076
3．1．2　基站信道带宽　076
3．1．3　传输带宽配置　077
3．1．4　绝对频点和信道栅格　079
3．1．5　信道栅格到资源粒子的映射　083
3．2　资源块　084
3．3　RB栅格的公共参考点　085
3．4　资源栅格　087
3．5　资源粒子　088
3．6　带宽部分（BWP）　089
3．6．1　BWP的定义　089
3．6．2　BWP的位置　090
3．6．3　BWP自适应　091
3．6．4　BWP的配置参数　092
3．6．5　BWP的种类　092
3．6．6　BWP工作过程　093
3．6．7　BWP激活和转换　094
3．7　物理资源块　095
3．8　天线端口　095
第4章　信道与信号的设计与处理　097
4．1　5G信道与信号概述　098
4．2　基础序列　102
4．2．1　伪随机序列　102
4．2．2　低峰均比序列　103
4．3　上行信道　104
4．3．1　PRACH设计与处理　104
4．3．2　PUCCH设计与处理　121
4．3．3　PUSCH设计与处理　138
4．4　下行信道　149
4．4．1　PDCCH信道设计与处理　149
4．4．2　PDSCH信道设计与处理　168
4．4．3　PBCH设计处理　178
4．5　参考信号　181
4．5．1　DMRS详解　181
4．5．2　PTRS详解　195
4．5．3　SRS设计与处理　205
4．5．4　SSB设计与处理　215
4．5．5　CSI-RS设计与处理　224
第5章　5G新空口关键过程　239
5．1　小区搜索　240
5．1．1　小区搜索概述　241
5．1．2　同步信号的构成和搜索过程　241
5．1．3　后续处理　244
5．2　随机接入　245
5．2．1　随机接入过程概述　245
5．2．2　基于竞争的随机接入过程　246
5．2．3　基于非竞争的随机接入过程　253
5．3　上行功率控制　253
5．3．1　上行功率控制概述　253
5．3．2　PUSCH功率控制　254
5．3．3　PUCCH功率控制　258
5．3．4　SRS功率控制　261
5．3．5　PRACH功率控制相关过程　262
5．3．6　功率余量　263
5．3．7　功率降低优先级　266
5．3．8　双连接EN-DC模式下的功率控制　266
5．4　上下行调度与资源分配　267
5．4．1　调度特性　267
5．4．2　时域资源分配　273
5．4．3　频域资源分配　284
5．5　链路自适应　292
5．5．1　链路自适应工作过程　292
5．5．2　CQI测量和上报　293
5．5．3　MCS作用过程　297
5．5．4　下行TBS选择　302
5．5．5　上行MCS及TBS选择　308
5．6　大规模天线及波束赋形　308
5．6．1　多天线技术及其分类　308
5．6．2　MIMO分类　311
5．6．3　MIMO的演进　314
5．6．4　5G NR中的mMIMO技术概述　322
5．6．5　下行准同站和传输配置指示　334
5．6．6　波束管理　340
5．6．7　下行传输模式　365
5．6．8　上行传输模式　369
第6章　5G部署方案及相关架构和流程　371
6．1　NSA/SA方案及架构选择概述　372
6．1．1　非独立组网（NSA）和独立组网（SA）　372
6．1．2　SA/NSA系统架构选项　374
6．1．3　SA和NSA特性对比　377
6．2　5G部署选项介绍　378
6．2．1　5G非独立组网下的架构选择　378
6．2．2　5G独立组网下的架构选择　381
6．2．3　5G网络部署演进方案举例　382
6．3　双连接方案及协议　385
6．3．1　双连接基本概念　385
6．3．2　多系统双连接　387
6．3．3　空中接口控制面处理　388
6．3．4　空中接口用户面的处理　389
6．4　NSA主要流程　391
6．4．1　EN-DC网络结构和协议　392
6．4．2　EN-DC主要流程　395
6．4．3　EN-DC几个主要处理流程分析（当前主要是3X场景）　416
第7章　5G频谱和射频特性　423
7．1　5G频谱和射频概述　424
7．2　频谱分配和带宽配置　425
7．3　频率点和信道栅格　427
7．4　射频规范概述　428
7．4．1　发射机特性　428
7．4．2　接收机特性　429
7．4．3　基站传导要求和OTA参考点　429
7．4．4　基站类型　431
7．5　发射功率要求　431
7．5．1　基站发射功率　431
7．5．2　基站发射功率动态范围　431
7．5．3　终端发射功率　432
7．5．4　终端发射功率动态范围　432
7．6　发射信号质量　433
7．6．1　频率误差　433
7．6．2　误差矢量幅度（EVM）　433
7．6．3　终端带内辐射和载波泄漏　434
7．6．4　基站端口时间对齐误差　434
7．7　非期望辐射　435
7．7．1　占用带宽　435
7．7．2　邻信道泄漏比　435
7．7．3　频谱发射模板　436
7．7．4　发射机杂散辐射　437
7．8　发射机互调　437
7．9　接收机参考灵敏度　438
7．10　接收机动态范围　438
7．11　接收机抗干扰性　438
7．11．1　信道内选择性　439
7．11．2　邻信道选择性　439
7．11．3　阻塞　439
7．11．4　接收机互调响应抑制　439
7．12　接收机杂散辐射　439
参考文献　441
缩略语　447