書名: 5G無線網(wǎng)絡技術與規(guī)劃設計
定價:168.00元
內容簡介:
本書從 5G 無線網(wǎng)絡的關鍵技術和系統(tǒng)協(xié)議入手,結合網(wǎng)絡規(guī)劃分析經(jīng)驗、5G 試驗網(wǎng)數(shù)據(jù)和5G 典型業(yè)務需求,著重闡述了 5G 基站基本能力、網(wǎng)絡規(guī)劃設計方法、設備演進、工藝要求,并提出了室內覆蓋場景的綜合解決方案。
本書內容豐富,資料翔實,邏輯嚴謹、論述深入淺出,特別提煉了 8 章內容概要一覽彩圖,適合從事 5G 無線網(wǎng)絡工程的相關人員參考學習,也可供大專院校通信專業(yè)的師生閱讀使用。
前言:
自我國開展3G 商用,啟動移動互聯(lián)網(wǎng)時代以來,移動通信進入了快速發(fā)展的階段,特別是經(jīng)歷了4G 大發(fā)展時代,用戶使用移動互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為一種習慣和剛性需求。移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的結合,給未來信息化發(fā)展提供了非常廣闊的空間。
據(jù)估計,未來5 年,移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務量每年復合增長率將達到80% 以上。未來10年,移動互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量將增長500 倍以上,4G 技術難以滿足未來更高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務和低時延、高可靠性業(yè)務的需求。為此,5G 技術應運而生,發(fā)展5G 成為我國當前信息化發(fā)展的重要任務。
2017 年10 月,國務院出臺了《關于進一步擴大和升級信息消費持續(xù)釋放內需潛力的指導意見》(以下簡稱《意見》),部署進一步擴大和升級信息消費,充分釋放內需潛力,壯大經(jīng)濟發(fā)展內生動力;指出要加快第五代移動通信(5G)標準研究、技術試驗和產(chǎn)業(yè)推進,力爭2020 年啟動商用。2018 年10 月,國務院印發(fā)《完善促進消費體制機制實施方案(2018—2020 年)》,要求加快推進第五代移動通信(5G)技術商用。兩個文件對信息通信行業(yè)產(chǎn)生了深遠影響,把握全球移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展機遇,促進5G 產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展成為國家戰(zhàn)略。由此,各地5G 試驗網(wǎng)的建設和測試如火如荼,呈現(xiàn)多地開花的態(tài)勢。2019 年6 月6 日,工信部正式發(fā)放5G 商用牌照,標志著中國正式進入5G 時代,同時也吹響了5G 大規(guī)模建設的號角。
在此背景下,在工程技術應用領域,需要加強針對5G 網(wǎng)絡技術、網(wǎng)絡規(guī)劃和設計
等方面的研究,為5G 大規(guī)模建設做好技術指引和參考。
本書作者均是華信咨詢設計研究院從事移動通信的專業(yè)技術人員,長期跟蹤研究5G 通信系統(tǒng)標準、規(guī)范與組網(wǎng)技術,參與國內5G 試驗網(wǎng)規(guī)劃、設計和測試,對5G 無線網(wǎng)絡技術有較深刻的理解。本書在編寫過程中融入了作者在長期從事移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃設計和優(yōu)化工作中積累的經(jīng)驗和心得,可以使讀者較為全面地理解5G 系統(tǒng)技術和網(wǎng)絡規(guī)劃、設計等內容。
本書第一章5G 無線技術與系統(tǒng)概要介紹了5G 系統(tǒng)的發(fā)展、系統(tǒng)架構、物理層協(xié)議和5G 無線網(wǎng)關鍵技術。第二章5G 業(yè)務與場景介紹了各類5G 典型業(yè)務模型,以及不同場景下的業(yè)務模型的分析方法。第三章基站覆蓋能力分析介紹了5G 網(wǎng)絡覆蓋影響因素、鏈路預算、5G 頻段傳播模型及覆蓋的平衡和優(yōu)化等內容。第四章基站容量能力分析介紹了5G 網(wǎng)絡容量影響因素、基站容量分析、容量優(yōu)化等內容。第五章5G 無線網(wǎng)絡規(guī)劃介紹了無線網(wǎng)絡規(guī)劃的內容和方法,包括覆蓋、容量、參數(shù)規(guī)劃、組網(wǎng)技術以及5G 與其他系統(tǒng)的干擾協(xié)調和規(guī)劃仿真。第六章5G 無線網(wǎng)絡設備介紹了5G 對設備系統(tǒng)的新需求,從網(wǎng)絡架構演進和網(wǎng)絡性能兩個方面介紹了5G 無線網(wǎng)絡設備的變化。第七章5G 無線網(wǎng)絡設計介紹了5G 無線網(wǎng)設計的內容和要求,包括基站的選址、勘察、主設備及配套設計等內容,對基礎設施共建共享提出了建議。第八章5G 室內覆蓋系統(tǒng)設計從信號模型、系統(tǒng)分類、設計流程、典型解決方案等方面介紹了5G 室內覆蓋場景的設計方法和方案。
全書由華信咨詢設計研究院有限公司總工程師朱東照統(tǒng)稿,許光斌編寫了第一章,徐輝編寫了第二章,汪丁鼎編寫了第三、四、五章,丁巍編寫了第六、八章,汪偉編寫了第七章。華信設計院是國內最早從事移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃、設計與優(yōu)化的設計院之一,在5G 網(wǎng)絡規(guī)劃、設計和優(yōu)化方面具備雄厚的技術實力和豐富的實踐經(jīng)驗。在本書的編寫過程中,得到了華信多位領導和同事的大力支持,特別是公司余征然總經(jīng)理的大力支持,在此表示衷心感謝!同時,在這里也向肖清華、黃小光、李虓江等同仁表示感謝!在本書的編寫過程中,還得到了中國電信北京研究院、華為等公司的支持和幫助,參考了許多學者的專著和研究論文,在此一并致謝!
本書適用于從事5G 移動通信系統(tǒng)規(guī)劃、設計、網(wǎng)絡優(yōu)化和維護的工程技術人員與管理人員參考使用,也可作為高等院校移動通信相關專業(yè)師生的參考書。
由于時間倉促,編者水平有限,書中難免有疏漏與不妥之處,懇請讀者批評指正。
編 者
2019 年6 月于杭州
序:
當前,第五代移動通信(5G)技術已日臻成熟,國內外各大主流運營商均在
積極準備5G 網(wǎng)絡的演進升級。促進5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略,我國政府連續(xù)出臺相關文件,加快推進5G 技術商用,加速5G 網(wǎng)絡發(fā)展建設進程。本月初,工信部發(fā)放5G 商用牌照,標志著中國正式進入5G 時代。4G 改變生活,5G 改變社會。新的網(wǎng)絡技術帶動了多場景服務的優(yōu)化,也帶動了互聯(lián)網(wǎng)技術的演進,也將引發(fā)網(wǎng)絡技術的大變革。5G 不僅僅是移動通信技術的升級換代,更是未來數(shù)字世界的驅動平臺和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎設施,將對國民經(jīng)濟方方面面帶來廣泛而深遠的影響。5G 和人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及云計算等的協(xié)同融合點燃了信息化新時代的引擎,為消費互聯(lián)網(wǎng)向縱深發(fā)展注入后勁,為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的興起提供新動能。
作為信息社會通用基礎設施,當前國內5G 產(chǎn)業(yè)建設以及發(fā)展如火如荼。在5G 產(chǎn)業(yè)上雖然中國有些企業(yè)已經(jīng)走到了世界的前面,但并不意味著在所有方面都處于領先地位,還應該加強自主創(chuàng)新能力。我國5G 牌照雖已發(fā)放,但是5G 技術仍在不斷的發(fā)展中。在網(wǎng)絡建設方面,5G 帶來的新變化、新問題也需要不斷的探索和實踐,盡快找出分析解決辦法。在此背景下,在工程技術應用領域,亟需加強針對5G 網(wǎng)絡技術、網(wǎng)絡規(guī)劃和設計等方面的研究,為已經(jīng)來臨的5G 大規(guī)模建設做好技術支持。“九層之臺,起于累土”,規(guī)劃建設是網(wǎng)絡發(fā)展之本,為抓住機遇,迎接挑戰(zhàn),做好5G 建設準備工作,作者編寫了系列叢書,為5G 網(wǎng)絡規(guī)劃建設提供參考和借鑒。
本書作者工作于華信咨詢設計研究院有限公司,長期跟蹤移動通信技術的發(fā)展和演進,一直從事移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃設計工作。作者已經(jīng)出版過有關3G、4G 網(wǎng)絡規(guī)劃、設計和優(yōu)化的書籍,也見證了5G 移動通信標準誕生、萌芽、發(fā)展的歷程,參與了5G 試驗網(wǎng)的規(guī)劃設計,積累了5G 技術和工程建設方面的豐富經(jīng)驗。
在這一系列著作中,作者依托其在網(wǎng)絡規(guī)劃和工程設計方面的深厚技術背景,系統(tǒng)地介紹了5G 無線網(wǎng)絡技術、蜂窩網(wǎng)絡技術、5G 核心網(wǎng)技術以及網(wǎng)絡規(guī)劃設計的內容和方法,系統(tǒng)全面地提供了從5G 理論技術到建設實踐的方法和經(jīng)驗。本系列書籍將有助于工程設計人員更深入地了解5G 網(wǎng)絡,更好地進行5G 網(wǎng)絡規(guī)劃和工程建設。本系列書籍的出版適逢5G 牌照發(fā)放,對將要進行的5G 規(guī);逃镁W(wǎng)絡部署將會有重要的參考價值和指導意義。
版權:
內容提要
本書從5G無線網(wǎng)絡的關鍵技術和系統(tǒng)協(xié)議入手,結合網(wǎng)絡規(guī)劃分析經(jīng)驗、5G試驗網(wǎng)數(shù)據(jù)和5G典型業(yè)務需求,著重闡述了5G基站基本能力、網(wǎng)絡規(guī)劃設計方法、設備演進、工藝要求,并提出了室內覆蓋場景的綜合解決方案。
本書內容豐富,資料翔實,邏輯嚴謹、論述深入淺出,特別提煉了8章內容概要一覽彩圖,適合從事5G無線網(wǎng)絡工程的相關人員參考學習,也可供大專院校通信專業(yè)的師生閱讀使用。
目錄:
第一章 5G無線技術與系統(tǒng)
1.1 5G系統(tǒng)概述 / 1
1.2 5G幀結構和物理資源 / 2
1.2.1 幀結構 / 2
1.2.2 資源單元及資源塊 / 4
1.3 上行物理信道及信號 / 5
1.3.1 PUCCH信道 / 6
1.3.2 PUSCH信道 / 7
1.3.3 PRACH信道 / 8
1.3.4 上行SRS信號 / 9
1.3.5 上行DMRS信號 / 10
1.3.6 上行PTRS信號 / 11
1.4 下行物理信道及信號 / 12
1.4.1 PDCCH信道 / 14
1.4.2 PDSCH信道 / 15
1.4.3 PBCH信道 / 17
1.4.4 下行DMRS信號 / 19
1.4.5 下行PTRS信號 / 21
1.4.6 下行CSI-RS信號 / 22
1.5 5G系統(tǒng)主要協(xié)議 / 24
1.5.1 MAC協(xié)議 / 24
1.5.2 RLC協(xié)議 / 26
1.5.3 PDCP協(xié)議 / 28
1.5.4 RRC協(xié)議 / 29
1.6 Massive MIMO天線技術 / 31
1.6.1 Massive MIMO特性 / 31
1.6.2 Massive MIMO的優(yōu)勢和挑戰(zhàn) / 33
1.7 NOMA技術 / 37
1.7.1 概述 / 37
1.7.2 NOMA原理 / 38
1.8 高頻通信毫米波技術 / 40
1.8.1 毫米波通信優(yōu)劣 / 40
1.8.2 毫米波大氣損耗衰減率 / 41
1.9 超密集組網(wǎng)技術 / 46
1.10 網(wǎng)絡切片技術 / 50
1.10.1 網(wǎng)絡切片概述 / 50
1.10.2 網(wǎng)絡切片按需定制的實現(xiàn) / 53
1.11 同時同頻全雙工技術 / 54
1.11.1 概述 / 54
1.11.2 同時同頻全雙工技術優(yōu)劣 / 55
1.12 MEC技術 / 56
1.12.1 特征 / 56
1.12.2 資源的聯(lián)合管理 / 64
參考文獻 / 65
第二章 5G業(yè)務與場景
2.1 移動通信業(yè)務發(fā)展歷程 / 67
2.2 5G業(yè)務解析 / 69
2.2.1 5G業(yè)務分類 / 70
2.2.2 5G典型業(yè)務解析 / 73
2.3 5G場景解析 / 76
2.3.1 3GPP場景劃分 / 76
2.3.2 中國IMT-2020(5G)推進組場景劃分 / 80
2.3.3 5G場景劃分對比分析 / 83
2.4 5G場景業(yè)務模型 / 85
2.4.1 業(yè)務模型關鍵指標 / 85
2.4.2 場景業(yè)務模型建模 / 86
參考文獻 / 94
第三章 基站覆蓋能力分析
3.1 概述 / 97
3.2 5G頻率 / 97
3.2.1 ITU和國內移動通信頻率資源劃分 / 97
3.2.2 5G頻率資源及分配 / 100
3.3 5G網(wǎng)絡覆蓋影響因素 / 103
3.3.1 覆蓋影響因素 / 103
3.3.2 鏈路預算參數(shù) / 105
3.4 5G鏈路預算 / 120
3.4.1 鏈路預算 / 120
3.4.2 鏈路預算分析 / 122
3.5 5G頻段電波傳播模型 / 126
3.5.1 常用傳播模型 / 126
3.5.2 校正后的傳播模型 / 129
3.6 5G基站覆蓋能力 / 131
3.7 5G覆蓋的上下行平衡和優(yōu)化 / 132
3.7.1 上下行鏈路平衡 / 132
3.7.2 覆蓋和容量的相互影響和制約 / 133
3.7.3 鏈路預算的平衡與優(yōu)化 / 134
參考文獻 / 135
第四章 基站容量能力分析
4.1 概述 / 137
4.2 5G基站容量影響因素 / 138
4.2.1 載頻帶寬 / 138
4.2.2 業(yè)務類型和質量要求 / 138
4.2.3 網(wǎng)絡覆蓋質量 / 139
4.3 從資源到容量 / 140
4.3.1 資源 / 140
4.3.2 CQI / 143
4.3.3 MCS映射 / 145
4.3.4 瀑布曲線 / 148
4.3.5 鏈路開銷 / 149
4.3.6 傳輸塊的大小 / 155
4.3.7 容量計算舉例 / 158
4.4 基站容量能力分析 / 158
4.4.1 單小區(qū)理論峰值容量 / 159
4.4.2 單小區(qū)平均吞吐量 / 160
4.5 場景容量能力分析 / 162
4.5.1 eMBB / 162
4.5.2 mMTC / 163
4.5.3 uRLLC / 163
4.5.4 網(wǎng)絡切片容量 / 164
4.6 小區(qū)容量的優(yōu)化 / 164
參考文獻 / 167
第五章 5G無線網(wǎng)絡規(guī)劃
5.1 概述 / 169
5.1.1 規(guī)劃原則 / 169
5.1.2 無線網(wǎng)絡規(guī)劃內容 / 171
5.1.3 無線網(wǎng)絡規(guī)劃流程 / 172
5.1.4 5G無線網(wǎng)絡規(guī)劃新特性 / 174
5.2 5G網(wǎng)絡規(guī)劃方法 / 175
5.2.1 網(wǎng)絡定位和建設策略 / 175
5.2.2 業(yè)務需求和網(wǎng)絡規(guī)劃目標的銜接 / 175
5.2.3 網(wǎng)絡規(guī)劃目標 / 176
5.2.4 規(guī)劃目標的實施 / 179
5.3 5G覆蓋規(guī)劃 / 180
5.3.1 頻率規(guī)劃 / 180
5.3.2 覆蓋區(qū)域劃分 / 181
5.3.3 面、線、點覆蓋規(guī)劃 / 183
5.3.4 基于大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡覆蓋規(guī)劃 / 185
5.4 5G容量規(guī)劃 / 188
5.4.1 容量規(guī)劃概述 / 188
5.4.2 容量評估和資源利用率評價 / 190
5.4.3 容量規(guī)劃擴容 / 192
5.4.4 基于感知的網(wǎng)絡容量規(guī)劃 / 193
5.5 5G組網(wǎng)技術 / 199
5.5.1 組網(wǎng)技術 / 199
5.5.2 CU+DU+AAU組網(wǎng) / 200
5.5.3 宏微結合超密集組網(wǎng) / 202
5.6 5G基站參數(shù)規(guī)劃 / 203
5.6.1 PCI規(guī)劃 / 203
5.6.2 TA規(guī)劃 / 205
5.6.3 鄰區(qū)規(guī)劃 / 206
5.6.4 傳輸帶寬需求測算 / 207
5.7 5G基站與其他系統(tǒng)的干擾協(xié)調 / 211
5.7.1 通信系統(tǒng)間的干擾 / 211
5.7.2 干擾分析 / 212
5.7.3 5G系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的隔離距離 / 216
5.7.4 系統(tǒng)間的干擾抑制 / 219
5.8 無線網(wǎng)絡規(guī)劃仿真 / 220
5.8.1 5G關鍵技術對仿真的影響 / 220
5.8.2 SS-RSRP覆蓋預測的仿真配置 / 221
5.8.3 SS-RSRP覆蓋仿真準確性驗證
案例 / 223
5.8.4 仿真規(guī)劃案例 / 225
參考文獻 / 229
第六章 5G無線網(wǎng)絡設備
6.1 5G移動通信系統(tǒng)的需求 / 231
6.1.1 5G的業(yè)務需求 / 231
6.1.2 5G的運營需求 / 232
6.1.3 5G的指標需求 / 233
6.2 網(wǎng)絡架構演進對設備影響 / 234
6.2.1 5G網(wǎng)絡架構 / 234
6.2.2 5G無線網(wǎng)設備演進方向 / 250
6.3 性能指標要求對設備的影響 / 267
6.3.1 高頻通信設備 / 267
6.3.2 大規(guī)模天線 / 275
6.4 目前5G無線網(wǎng)絡設備典型產(chǎn)品 / 285
參考文獻 / 286
第七章 5G無線網(wǎng)絡設計
7.1 總體要求 / 289
7.1.1 總體原則 / 289
7.1.2 設計內容 / 290
7.2 基站選址與勘察 / 291
7.2.1 選址總體原則 / 291
7.2.2 SSUP選址辦法 / 293
7.2.3 基站勘察 / 296
7.2.4 基站選址 / 301
7.3 基站系統(tǒng)設計 / 302
7.3.1 基站主設備及機房設計 / 302
7.3.2 基站配套改造設計 / 306
7.4 C-RAN組網(wǎng)接入?yún)R聚機房和前傳
承載網(wǎng)設計 / 311
7.4.1 C-RAN組網(wǎng)設計 / 311
7.4.2 接入?yún)R聚機房 / 312
7.4.3 前傳承載網(wǎng) / 314
7.5 共建共享 / 315
7.5.1 共建共享原則 / 315
7.5.2 通信基礎資源共建共享 / 316
7.5.3 社會資源共建共享 / 319
參考文獻 / 323
第八章 5G室內覆蓋系統(tǒng)設計
8.1 室內覆蓋系統(tǒng)概述 / 325
8.1.1 室內覆蓋系統(tǒng)概念 / 325
8.1.2 分布系統(tǒng)的分類 / 326
8.1.3 分布系統(tǒng)的結構 / 328
8.2 5G室內覆蓋系統(tǒng)解決方案 / 335
8.2.1 室內信號傳播模型 / 335
8.2.2 室內傳播模型的校正 / 341
8.2.3 5G室內覆蓋系統(tǒng)使用的
頻率 / 344
8.2.4 5G室內覆蓋系統(tǒng)方案選擇原則 / 344
8.2.5 5G室內覆蓋系統(tǒng)解決方案分析 / 345
8.3 室內覆蓋系統(tǒng)設計流程 / 351
8.3.1 總體流程 / 351
8.3.2 設計準備工作 / 352
8.3.3 設計工作 / 358
8.3.4 單站設計流程 / 364
8.3.5 站點現(xiàn)場勘察 / 366
8.3.6 室內模擬測試 / 367
參考文獻 /371
縮略語 / 372
附 錄
附錄(一):5G系統(tǒng)架構 / 376
附錄(二):5種5G幀結構 / 383
附錄(三):時隙格式 / 384
附錄(四):前導格式 / 386
附錄(五):PDSCH 的MCS 索引 / 389
附錄(六):空間復用碼字映射 / 392
附錄(七):物理過程 / 394
附錄(八):Massive MIMO天線陣列及部署 / 402
附錄(九):NOMA應用場景 / 403
附錄(十):無線電波衰減率 / 404
附錄(十一):超密集網(wǎng)絡的干擾控制 / 407
附錄(十二):網(wǎng)絡切片實現(xiàn)問題和挑戰(zhàn) / 408
附錄(十三):同時同頻全雙工技術自干擾抑制抵消 / 410
附錄(十四):MEC技術面臨的問題和應用 / 412