第1章 5G發(fā)展概述 001 1.1　移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)展　001 1.1.1　移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展回顧　001 1.1.2　5G發(fā)展趨勢(shì)和驅(qū)動(dòng)力　006 1.1.3　5G愿景　007 1.2　5G系統(tǒng)需求與性能指標(biāo)　009 1.2.1　5G面臨的需求和挑戰(zhàn)　009 1.2.2　5G系統(tǒng)的性能指標(biāo)　010 1.3　5G系統(tǒng)無線傳輸技術(shù)　012 1.4　小結(jié)　014 參考文獻(xiàn)　014 第2章　系統(tǒng)架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)體系　016 2.1　5G標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展歷程　016 2.1.1　ITU的5G標(biāo)準(zhǔn)化情況　016 2.1.2　3GPP的5G標(biāo)準(zhǔn)化情況　018 2.2　5G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與功能劃分　020 2.2.1　5G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　020 2.2.2　5G網(wǎng)絡(luò)功能劃分　023 2.3　無線接口協(xié)議�！�025 2.3.1　物理層協(xié)議功能　026 2.3.2　數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議功能　027 2.3.3　RRC層協(xié)議功能　032 2.4　NR協(xié)議規(guī)范　032 2.5　小結(jié)　038 參考文獻(xiàn)　038 第3章　5G接入網(wǎng)架構(gòu)和接口　040 3.1　概述　040 3.2　5G接入網(wǎng)架構(gòu)　041 3.2.1　NG-RAN架構(gòu)　041 3.2.2　5G網(wǎng)絡(luò)部署　044 3.3　NG-RAN接口模型　045 3.4　小結(jié)　047 參考文獻(xiàn)　047 第4章　幀結(jié)構(gòu)與物理信道　049 4.1　概述　049 4.2　波形和參數(shù)集設(shè)計(jì)　051 4.3　時(shí)頻資源　054 4.3.1　時(shí)域資源的定義　054 4.3.2　頻域資源的定義　056 4.4　物理信道和信號(hào)　058 4.4.1　物理信號(hào)　058 4.4.2　物理信道　063 4.5　小結(jié)　070 參考文獻(xiàn)　070 第5章　系統(tǒng)初始接入與移動(dòng)性管理設(shè)計(jì)　072 5.1　概述　072 5.2　NR同步塊　074 5.2.1　SSB突發(fā)集　074 5.2.2　SSB突發(fā)集及SSB的結(jié)構(gòu)　075 5.2.3　時(shí)間同步　076 5.2.4　SSB在半無線幀中的位置　076 5.2.5　SSB傳輸配置　078 5.2.6　實(shí)際傳輸SSB的指示　079 5.2.7　同步信號(hào)設(shè)計(jì)　080 5.3　PBCH傳輸　081 5.3.1　PBCH內(nèi)容　082 5.3.2　PBCH傳輸過程　083 5.3.3　PBCH有效載荷　083 5.3.4　第一次加擾　083 5.3.5　PBCH傳輸塊的信道編碼和速率匹配　084 5.3.6　第二次加擾和調(diào)制　084 5.3.7　PBCH專用參考信號(hào)　085 5.4　廣播信號(hào)傳輸　085 5.4.1　小區(qū)定義SSB和非小區(qū)定義SSB　086 5.4.2　SSB和CORESET#0的復(fù)用模式　087 5.4.3　CORESET#0配置的設(shè)計(jì)方法　089 5.4.4　NR所支持的CORESET#0配置　090 5.4.5　復(fù)用模式1的Type0-PDCCH公共搜索空間　093 5.4.6　復(fù)用模式2和模式3的Type0-PDCCH公共搜索空間　094 5.4.7　廣播系統(tǒng)信息與SSB的QCL關(guān)系　095 5.4.8　NCD-SSB所攜帶的搜索CD-SSB信息　096 5.4.9　其他系統(tǒng)信息傳遞　096 5.5　隨機(jī)接入設(shè)計(jì)　096 5.5.1　隨機(jī)接入過程　097 5.5.2　隨機(jī)接入Preamble格式　099 5.5.3　PRACH時(shí)頻資源配置　104 5.5.4　多波束接入過程設(shè)計(jì)　106 5.6　尋呼信道設(shè)計(jì)　111 5.6.1　尋呼方法　112 5.6.2　尋呼控制資源集和尋呼監(jiān)聽時(shí)機(jī)　112 5.6.3　尋呼消息的傳輸　112 5.6.4　尋呼PDCCH/PDSCH的接收假設(shè)　113 5.7　移動(dòng)性管理　113 5.7.1　移動(dòng)性管理參考信號(hào)　113 5.7.2　基于SSB的RRM測(cè)量參數(shù)　114 5.7.3　基于CSI-RS的RRM測(cè)量參數(shù)　116 5.7.4　鄰小區(qū)CSI-RS測(cè)量方法　116 5.7.5　無線鏈路監(jiān)測(cè)　117 5.8　小結(jié)　119 參考文獻(xiàn)　121 第6章　控制信道設(shè)計(jì)與資源調(diào)度　123 6.1　概述　123 6.2　下行控制信道　124 6.2.1　信道結(jié)構(gòu)　124 6.2.2　傳輸方案　128 6.2.3　搜索空間設(shè)計(jì)　130 6.2.4　控制信息內(nèi)容與格式　133 6.2.5　組公共控制信道設(shè)計(jì)　134 6.3　上行控制信道　139 6.3.1　PUCCH傳輸方案　139 6.3.2　PUCCH格式　140 6.3.3　PUCCH資源分配　147 6.3.4　上行控制信息傳輸　150 6.4　資源分配和調(diào)度　167 6.4.1　傳輸塊大小設(shè)計(jì)　167 6.4.2　資源分配　169 6.4.3　調(diào)度設(shè)計(jì)　173 6.4.4　免調(diào)度傳輸　175 6.4.5　CQI和MCS　177 6.4.6　CBG傳輸　177 6.4.7　HARQ和Buffer管理　179 6.5　速率匹配　179 6.5.1　RB-符號(hào)級(jí)速率匹配　180 6.5.2　對(duì)LTE CRS的速率匹配　182 6.5.3　零功率CSI-RS（ZP CSI-RS）　183 6.6　小結(jié)　183 參考文獻(xiàn)　183 第7章　大規(guī)模多天線傳輸　185 7.1　概述　185 7.2　多天線傳輸方案　188 7.2.1　下行傳輸方案　188 7.2.2　上行傳輸方案　193 7.3　參考信號(hào)　193 7.3.1　解調(diào)參考信號(hào)（DM-RS）　194 7.3.2　信道狀態(tài)信息參考信號(hào)（CSI-RS）　198 7.3.3　相位跟蹤參考信號(hào)（PT-RS）　208 7.3.4　上行探測(cè)參考信號(hào)（SRS）　214 7.4　信道狀態(tài)信息反饋　219 7.4.1　框架設(shè)計(jì)　219 7.4.2　碼本設(shè)計(jì)　223 7.4.3　測(cè)量機(jī)制　239 7.4.4　反饋機(jī)制　241 7.4.5　信道互易性　246 7.5　模擬波束管理　247 7.5.1　波束管理過程　248 7.5.2　波束測(cè)量和波束上報(bào)　249 7.5.3　波束指示　253 7.5.4　波束失效恢復(fù)過程　255 7.6　上行多天線技術(shù)　259 7.6.1　基于碼本的傳輸方案　259 7.6.2　非碼本傳輸方案　265 7.7　準(zhǔn)共站址（QCL）　268 7.7.1　QCL的定義　268 7.7.2　QCL關(guān)系配置　270 7.7.3　參考信號(hào)間的QCL關(guān)系　272 7.8　小結(jié)　274 參考文獻(xiàn)　274 第8章　信道編碼設(shè)計(jì)　276 8.1　概述　276 8.2　LDPC編碼方案　277 8.2.1　LDPC碼的基本原理　277 8.2.2　NR LDPC碼的設(shè)計(jì)　279 8.2.3　循環(huán)冗余校驗(yàn)比特添加　292 8.2.4　碼塊分段　293 8.2.5　速率匹配　295 8.2.6　交織器　296 8.3　Polar碼的編碼方案　298 8.3.1　Polar碼的基本原理　298 8.3.2　NR Polar碼的設(shè)計(jì)　299 8.3.3　速率匹配　307 8.3.4　交織器　308 8.3.5　UCI分段方案　308 8.4　其他編碼技術(shù)　309 8.4.1　CRC碼　309 8.4.2　RM碼　310 8.5　小結(jié)　312 參考文獻(xiàn)　313 第9章　NR與LTE共存　316 9.1　概述　316 9.2　鄰頻共存　317 9.3　同頻共存　317 9.4　補(bǔ)充上行載波　319 9.5　上行單發(fā)傳輸　320 9.6　功率共享　323 9.7　終端自干擾消除　324 9.8　小結(jié)　325 參考文獻(xiàn)　325 第10章　功率控制　326 10.1　概述　326 10.2　上行功率控制　327 10.2.1　上行功率控制技術(shù)的原理　327 10.2.2　上行信道功率控制方案　329 10.3　下行功率分配　334 10.4　小結(jié)　334 參考文獻(xiàn)　335 第11章　大規(guī)模天線無線信道建�！�336 11.1　概述　336 11.2　部署場(chǎng)景　337 11.3　場(chǎng)景建模　339 11.3.1　3D信道場(chǎng)景　339 11.3.2　UMa場(chǎng)景和UMi場(chǎng)景　340 11.3.3　InH場(chǎng)景　341 11.4　坐標(biāo)系模型　341 11.4.1　坐標(biāo)系的定義　341 11.4.2　坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換　342 11.4.3　簡(jiǎn)化坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換　345 11.5　天線模型　346 11.5.1　雙極化天線模型　347 11.5.2　UE方向及天線模型　348 11.6　大尺度信道建�！�349 11.6.1　3D距離的定義　349 11.6.2　LOS概率的定義　350 11.6.3　路徑損耗計(jì)算模型　353 11.6.4　穿透損耗計(jì)算模型　356 11.7　小尺度信道建�！�357 11.7.1　垂直角度參數(shù)模型　357 11.7.2　多徑分量統(tǒng)計(jì)互相關(guān)矩陣的定義　359 11.7.3　ZSD/ZSA隨機(jī)分布參數(shù)的定義　360 11.7.4　ZOD/ZOA的生成方法　361 11.8　信道建模流程　363 11.9　小結(jié)　370 參考文獻(xiàn)　370 第12章　高層協(xié)議基本過程　378 12.1　隨機(jī)接入　378 12.1.1　概述　378 12.1.2　各場(chǎng)景下的隨機(jī)接入基本過程　379 12.2　系統(tǒng)廣播　385 12.2.1　概述　385 12.2.2　系統(tǒng)信息內(nèi)容分類　385 12.2.3　系統(tǒng)信息傳輸機(jī)制　388 12.2.4　系統(tǒng)信息更新機(jī)制　393 12.2.5　核心系統(tǒng)信息缺失處理　394 12.3　尋呼　394 12.3.1　概述　394 12.3.2　尋呼傳輸過程　395 12.3.3　尋呼接收過程　396 12.4　非激活態(tài)　398 12.4.1　概述　398 12.4.2　狀態(tài)轉(zhuǎn)移　399 12.4.3　RNA更新　402 12.4.4　非激活態(tài)安全　403 12.5　重復(fù)傳輸　404 12.5.1　概述　404 12.5.2　重復(fù)傳輸系統(tǒng)架構(gòu)　405 12.5.3　重復(fù)傳輸對(duì)協(xié)議的影響　406 12.6　波束失敗恢復(fù)　408 12.6.1　概述　408 12.6.2　波束失敗檢測(cè)　408 12.6.3　波束失敗恢復(fù)　410 12.7　部分帶寬傳輸　411 12.7.1　概述　411 12.7.2　控制平面影響　412 12.7.3　用戶平面影響　414 12.8　移動(dòng)性管理　417 12.8.1　概述　417 12.8.2　小區(qū)選擇/重選　417 12.8.3　切換　422 12.9　測(cè)量　427 12.9.1　概述　427 12.9.2　測(cè)量配置　427 12.9.3　測(cè)量執(zhí)行　429 12.9.4　測(cè)量上報(bào)　431 12.10　接入控制　433 12.10.1　概述　433 12.10.2　接入控制模型　434 12.11　接入網(wǎng)安全機(jī)制　435 12.11.1　概述　435 12.11.2　安全性激活流程　436 12.11.3　5G安全機(jī)制　438 12.11.4　狀態(tài)轉(zhuǎn)換與移動(dòng)性過程的密鑰及安全算法生成　442 12.12　小結(jié)　445 參考文獻(xiàn)　445 第13章　空中接口高層協(xié)議　448 13.1　用戶平面協(xié)議　448 13.1.1　媒體接入控制層　448 13.1.2　無線鏈路控制層　464 13.1.3　分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議層　474 13.1.4　業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)適配層　481 13.2　控制平面協(xié)議　484 13.2.1　連接管理　485 13.2.2　異系統(tǒng)移動(dòng)性控制　491 13.3　小結(jié)　497 參考文獻(xiàn)　498 第14章　NG協(xié)議接口　500 14.1　概述　500 14.2　NG接口協(xié)議棧　500 14.2.1　NG接口控制平面　500 14.2.2　NG接口用戶平面　502 14.3　NG接口主要功能　502 14.3.1　PDU會(huì)話資源管理　505 14.3.2　UE上下文管理　508 14.3.3　移動(dòng)性管理　511 14.3.4　尋呼　517 14.3.5　NAS傳輸　517 14.3.6　接口管理　519 14.3.7　告警信息傳輸　524 14.3.8　定位NRPPa傳輸過程　526 14.3.9　跟蹤過程　527 14.3.10　UE位置報(bào)告　529 14.3.11　RAN配置傳輸　530 14.3.12　UE能力管理　531 14.4　小結(jié)　532 參考文獻(xiàn)　532 第15章　Xn協(xié)議接口　534 15.1　概述　534 15.2　Xn接口協(xié)議�！�534 15.2.1　Xn接口控制平面　535 15.2.2　Xn接口用戶平面　535 15.3　Xn接口主要功能　536 15.3.1　移動(dòng)性管理　537 15.3.2　雙連接管理　541 15.3.3　接口管理　546 15.3.4　節(jié)能管理　548 15.3.5　流量控制管理　549 15.4　小結(jié)　550 參考文獻(xiàn)　550 第16章　F1協(xié)議接口　552 16.1　概述　552 16.2　F1接口協(xié)議�！�552 16.2.1　F1接口控制平面　553 16.2.2　F1接口用戶平面　553 16.3　F1接口主要功能　553 16.3.1　接口管理　555 16.3.2　UE上下文管理　557 16.3.3　RRC消息傳遞　560 16.3.4　告警信息傳遞　561 16.3.5　系統(tǒng)信息　562 16.3.6　尋呼　563 16.4　小結(jié)　563 參考文獻(xiàn)　563 第17章　E1協(xié)議接口　564 17.1　概述　564 17.2　E1接口協(xié)議�！�564 17.3　E1接口主要功能　565 17.3.1　E1接口管理　566 17.3.2　承載上下文管理　570 17.3.3　用戶平面狀態(tài)信息管理　576 17.4　小結(jié)　578 參考文獻(xiàn)　579 第18章　5G工作頻段與信道安排　580 18.1　工作頻段概述　580 18.2　信道帶寬　581 18.3　信道安排　582 18.3.1　信道柵格　582 18.3.2　同步柵格　583 18.3.3　信道間距　585 18.4　小結(jié)　585 參考文獻(xiàn)　585 第19章　基站射頻指標(biāo)　587 19.1　概述　587 19.2　輸出功率　588 19.3　輸出功率動(dòng)態(tài)　589 19.4　發(fā)射機(jī)開關(guān)時(shí)間模板　590 19.5　發(fā)射信號(hào)質(zhì)量　591 19.6　發(fā)射機(jī)無用輻射　592 19.7　發(fā)射互調(diào)　595 19.8　接收機(jī)靈敏度　596 19.9　接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍　599 19.10　接收機(jī)選擇性　601 19.11　接收機(jī)阻塞特性　602 19.11.1　帶內(nèi)阻塞　602 19.11.2　帶外阻塞　604 19.12　接收機(jī)雜散　605 19.13　接收機(jī)互調(diào)　606 19.14　帶內(nèi)選擇性　609 19.15　小結(jié)　610 參考文獻(xiàn)　610 第20章　終端射頻指標(biāo)　611 20.1　概述　611 20.2　終端（UE）功率等級(jí)　611 20.2.1　最大輸出功率　611 20.2.2　最大功率回退　613 20.2.3　配置最大發(fā)射功率　614 20.3　輸出功率動(dòng)態(tài)　614 20.3.1　最小輸出功率　614 20.3.2　發(fā)射關(guān)功率　615 20.3.3　發(fā)射開/關(guān)時(shí)間模板　615 20.3.4　功率控制　616 20.4　發(fā)射信號(hào)質(zhì)量　617 20.4.1　頻率誤差　617 20.4.2　發(fā)射調(diào)制質(zhì)量　617 20.5　射頻輸出頻譜發(fā)射　619 20.6　接收機(jī)靈敏度　621 20.7　最大輸入電平　623 20.8　鄰信道選擇性　624 20.9　接收機(jī)阻塞特性　625 20.10　接收機(jī)雜散響應(yīng)　626 20.11　接收機(jī)互調(diào)　627 20.12　接收機(jī)雜散輻射　628 20.13　小結(jié)　628 參考文獻(xiàn)　629 第21章　無線資源管理指標(biāo)　630 21.1　概述　630 21.2　小區(qū)搜索性能要求　631 21.2.1　同頻小區(qū)搜索　631 21.2.2　異頻小區(qū)搜索　632 21.2.3　跨接入技術(shù)間的小區(qū)搜索　633 21.3　移動(dòng)性測(cè)量性能要求　633 21.3.1　SS-RSRP測(cè)量　634 21.3.2　SS-RSRQ測(cè)量　634 21.3.3　SS-SINR測(cè)量　635 21.4　移動(dòng)性過程性能要求　635 21.4.1　空閑態(tài)移動(dòng)性要求　635 21.4.2　連接狀態(tài)移動(dòng)性要求　637 21.5　無線鏈路監(jiān)測(cè)性能要求　639 21.5.1　in-sync和out-of-sync閾值　640 21.5.2　in-sync和out-of-sync評(píng)估要求　640 21.5.3　DRX轉(zhuǎn)換間的評(píng)估要求　640 21.6　小結(jié)　640 參考文獻(xiàn)　641 縮略語　642