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国之重器出版工程 从局部到整体:5G系统观
来源:本溪市宝都传媒有限责任公司
日期:2020/4/30
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作者:张晨璐 vivo通信研究院

ISBN:978-7-115-52356-3

定价:199.00元

作者简介

张晨璐

维沃(vivo)移动通信有限公司通信研究院(深圳)总监、团队负责人,重庆邮电大学硕士研究生导师。广东省科技厅、深圳市科技创新委员会、深圳市人力资源与保障局技术专家,美国培训认证协会(AACTP)认证培训师。毕业于俄罗斯圣彼得堡国立技术大学,从事3GPP 4G、5G移动通信标准化工作11年,对物理层技术、L2和核心网技术有较深入的理解。曾牵头或参与“IMT-Advanced中继技术研究”“5G产品研发规模试验”等10余个国家、省市级的科技专项;牵头国家IMT-2020(5G)推进组终端直通技术(TDCT)“业务连续性子课题”研究并负责国家5G技术报告相关章节的撰写工作。申请4G、5G技术发明专利100余项,曾获“中国专利奖”。

内容简介

本书主要介绍3GPP R15 5G系统设计中涉及的关键技术和对应的国际技术标准,主要内容涉及物理层、接入网高层(MAC层、RLC层、PDCP层、SDAP层和RRC层)、接口(Xn、N2等)和核心网技术。为了降低5G学习门槛,本书引入大量技术间、系统间和协议层间的整理和分析,给读者一个端到端、全程、全网的系统视野。本书每部分的论述既自成体系又前后呼应,而对于技术本身的描述也不单单阐述技术“是什么”,还思考了“为什么”;同时还将单点技术放在系统中进行端到端的打通,使读者可以全方位地理解和系统性地思考,建立系统观概念。

目录

第1章 通信的演进与驱动力 001

1.1 通信的前世今生 002

1.1.1 古代通信:一切靠“吼”的时代 003

1.1.2 近代通信:给通信插上“电”的翅膀 005

1.1.3 “移动”给通信带来新生 008

1.2 通信“进化论” 011

1.2.1 通信技术“进化”的材料:基础科学的进步 012

1.2.2 通信技术“进化”的温床:研究和标准化组织 014

1.2.3 通信技术“进化”的方向和动力:不断涌现的用户需求 016

1.3 新场景、新思维:5G新愿景 017

1.3.1 5G三大典型应用场景 019

1.3.2 5G关键性能指标 022

1.3.3 5G标准化进程 024

【系统观1】通信系统功能分解 025

第2章 从LTE中领悟到的演进需求 037

2.1 LTE系统标准化历史 039

2.2 LTE网络架构 040

2.2.1 LTE接入网、核心网网络架构与演进需求 040

2.2.2 LTE协议栈架构 045

2.3 LTE关键技术简述与演进需求 047

2.3.1 LTE多址技术与演进需求 048

2.3.2 LTE物理帧结构与演进需求 049

2.3.3 LTE物理资源与演进需求 054

2.3.4 LTE HARQ技术与演进需求 056

2.4 LTE与5G NR的功能比较 058

第3章 5G系统架构与特征 063

3.1 宏观角度:5G核心网架构 064

3.1.1 5G核心网概述 064

3.1.2 5G核心网架构的“核心亮点”:基于服务的网络架构 068

3.2 宏观角度:5G接入网架构 073

3.2.1 5G接入网概述 073

3.2.2 5G接入网架构的“核心亮点”:多连接 075

3.3 微观角度:5G协议栈结构 079

【系统观2】LTE协议栈与OSI七层、TCP/IP四层模型 081

第4章 系统灵魂:RAN1物理层规范 087

4.1 物理层标准进展与规范架构 088

4.2 5G NR物理层传输资源结构 089

4.2.1 时域资源:帧、时隙和OFDM符号 089

【系统观3】Mini-Slot与自包含子帧 094

4.2.2 频域资源:NR资源网格 096

4.2.3 上下行资源配置 100

4.2.4 BWP 105

4.2.5 补充上行 108

【系统观4】从宏观到微观:时频资源 110

4.3 从开机到初始接入 111

4.3.1 “小白”的行为:同步和系统信息块(SSB)接收 112

4.3.2 额外信息接收 121

【系统观5】同步、系统信息接收整体流程 130

4.3.3 连通控制面的“桥梁”:随机接入 131

【系统观6】随机接入过程系统理解 139

【系统观7】初始接入过程系统理解 145

4.4 从业务触发到数据传输 148

4.4.1 你在哪里:寻呼 148

【系统观8】寻呼高层信令与流程 155

4.4.2 物理层下行控制信道(PDCCH) 156

4.4.3 行动有章法:共享信道(PDSCH/PUSCH) 175

4.4.4 上行控制信道(PUCCH) 194

4.5 传输和移动性的保障:5G参考信号 199

4.5.1 信道状态信息参考信号(CSI-RS) 202

【系统观9】CSI-RS的RRC参数配置 214

【系统观10】RRM测量与高层配置 215

4.5.2 解调参考信号(DMRS) 218

【系统观11】PDSCH资源分配与DMRS映射 224

4.5.3 相位跟踪参考信号(PTRS) 230

4.5.4 上行探测参考信号(SRS) 232

【系统观12】LTE与NR参考信号和同步信号功能的比较 234

4.6 应对高频之变:波束管理 236

4.6.1 初始接入过程中的波束扫描和配对 237

4.6.2 波束调整 240

4.6.3 波束指示和TCI 242

4.6.4 波束恢复 243

第5章 系统大脑:RAN2接入网高层规范 247

5.1 接入网高层标准进展与规范结构 248

5.2 为空口“定制”的L2:MAC、RLC、 PDCP和SDAP子层 250

5.2.1 系统的“调度师”:MAC子层 250

【系统观13】逻辑信道、传输信道和物理信道 258

【系统观14】5G信令体系(UE相关) 273

5.2.2 系统的“快递打包员”:RLC子层 275

5.2.3 系统的“防火墙”:PDCP子层 294

5.2.4 系统的“需求对接员”:SDAP子层 307

【系统观15】无线承载:SRB和DRB 311

5.3 系统的“大脑”:RRC层 315

5.3.1 RRC概述 315

5.3.2 小区特定(Cell-Specific)的初始配置:系统信息 318

5.3.3 直接控制与性能优化:RRC流程与消息 323

【系统观16】RRC建立、重建与恢复流程的差异和联系 329

【系统观17】与RRC重配关联的其他动作 332

5.3.4 RRC非激活态 334

【系统观18】RNA、RA、TA与RAN寻呼、CN寻呼 340

5.3.5 移动性和连接管理的“起点”:测量管理 343

5.3.6 无线链路监控(RLM)和无线链路失败(RLF) 350

5.3.7 移动性管理:小区选择与重选 353

5.3.8 移动性管理:切换 363

5.3.9 UE能力信息 371

【系统观19】用户行为背后的协议动作 373

第6章 从用户走向网络:RAN3 NG-RAN接口规范 377

6.1 接入网与核心网的桥梁:NG接口 379

6.1.1 NG接口概述 379

6.1.2 重要的N2消息举例 384

6.2 接入网内线:Xn接口 387

6.2.1 Xn接口概述 387

6.2.2 重要Xn消息举例 390

6.3 5G新增接口:F1接口 391

【系统观20】F1信令与RRC、N2串联 395

6.4 5G新增接口:E1接口 397

【系统观21】E1信令与RRC、N2、F1信令串联 399

第7章 业务创新“孵化器”:5G核心网规范 401

7.1 核心网标准进展与规范结构 403

7.2 系统的“多面手”:服务质量体系 405

7.2.1 QoS在移动通信系统中的演变 405

7.2.2 5GC QoS体系 407

【系统观22】接入网QoS框架 419

【系统观23】QoS模型在底层的实现 422

7.3 从“物理网络”到“逻辑网络”:网络切片【多样性】 424

7.3.1 为何“切” 424

7.3.2 如何“切” 426

【系统观24】网络切片与QoS框架比较 434

7.4 核心网的第一个动作:注册管理 436

7.4.1 注册管理概况 436

7.4.2 5GC注册流程 439

【系统观25】LTE附着和5GC注册的区别 447

【系统观26】不同注册场景分析 448

7.5 5GC连接管理与接入控制 450

7.5.1 连接管理 450

7.5.2 网络接入控制 453

7.6 按需定制:移动性管理功能 460

7.6.1 定制所需:移动性限制【多样性】 461

7.6.2 为大数据而生:移动图案(Mobility Pattern) 464

7.6.3 为物联网而生:MICO模式【节能】【多样性】 464

7.6.4 可达性管理 466

【系统观27】5G移动性“按需定制能力”系统理解 468

7.7 会话管理功能 470

【系统观28】5GC与EPC功能比较 471

7.7.1 会话管理概述 473

7.7.2 5GC的会话管理关键特征 475

7.7.3 5G会话管理过程 485

7.8 5G和其他系统的互操作 488

7.8.1 3GPP和非3GPP接入网支持【高密度】 488

7.8.2 5G和LTE互操作 490

【系统观29】新能力孵化的新服务 495

附录 【系统观】全局整理 499

附录A 5G“超能力”是如何炼成的:5G新功能与能力总结 499

附录B 5G各类标识符 512

附录C 5G重要概念整理 539

参考文献 545

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