5G系統(tǒng)觀：從R15到R18的演進(jìn)之路

預(yù)備篇：“舊”時(shí)代—從歷史到現(xiàn)在

第 1章　歷史的滾滾車輪—移動(dòng)通信演進(jìn)史 002
1.1　從0到1的蛻變—電話的發(fā)明 002
1.2　“自由”是人類始終的追求—從有線到無線 004
1.3　無線電觸發(fā)的百花齊放—從廣播到對(duì)講機(jī) 004
1.4　一個(gè)劃時(shí)代的開始—從0G到1G 006
1.5　一次技術(shù)的革命—從1G到2G 009
1.5.1　從模擬通信到數(shù)字通信 012
1.5.2　GSM的橫空出世 014
1.5.3　CDMA的由來 015
1.6　一次“需求”引發(fā)的變革—從2G到3G 018
1.6.1　2G的演進(jìn)和互聯(lián)網(wǎng)的興起 018
1.6.2　兩個(gè)重要事件 020
1.6.3　3G標(biāo)準(zhǔn)—為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)而生 021
1.7　一次“速度”引發(fā)的變革—從3G到4G 024
1.7.1　3G主要技術(shù)特征 024
1.7.2　“姐妹”間的戰(zhàn)爭(zhēng)—3GPP和3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)博弈 028
1.7.3　吹響4G的號(hào)角 029
1.7.4　4G的底層創(chuàng)新 031

第 2章　歷史車輪留下的印記—移動(dòng)通信的推動(dòng)力 037
系統(tǒng)觀 1　移動(dòng)通信編年演進(jìn)史 037
系統(tǒng)觀 2　“舊動(dòng)力”和約束力 039
A. 技術(shù)“發(fā)動(dòng)機(jī)”—理論的推動(dòng)力和實(shí)現(xiàn)的約束力 039
B. “生理”需求—對(duì)容量和覆蓋的追求 041
C. 從“高層次”需求回落到“生理”需求—速度 043
D. 商業(yè)“指揮棒”—上層應(yīng)用的推動(dòng)和約束 044
E. 思想統(tǒng)一和利益平衡—標(biāo)準(zhǔn)組織的價(jià)值 045
F. “青春永駐”的秘密—競(jìng)爭(zhēng)與創(chuàng)新融合 046

啟航篇：“新”開始—5G R15
第3章　“優(yōu)雅”的R15 050
3.1　從需求到技術(shù)—5G時(shí)代的到來 050
3.2　“沒有創(chuàng)新”的R15？ 053
3.2.1　“一力降十會(huì)”—NR的速度指標(biāo) 053
3.2.2　“時(shí)間就是金錢”—NR的時(shí)延指標(biāo) 060
3.2.3　“老樹新花”—連接密度和流量密度 075
3.2.4　綠色通信—能源效率 078
3.2.5　“多面手”—業(yè)務(wù)多樣性 082
系統(tǒng)觀 3　5G在“缺乏創(chuàng)新”條件下的歷史使命 086

第4章　R15“未完成的任務(wù)” 088
4.1　5G產(chǎn)業(yè)的“陣痛期” 088
4.2　R15“未完成的任務(wù)” 090
系統(tǒng)觀 4　5G涌現(xiàn)的“新”趨勢(shì) 092
A. 新趨勢(shì)之“物的連接” 094
B. 新趨勢(shì)之“業(yè)務(wù)的定制化、彈性和智能化” 095
C. 新趨勢(shì)之“低能耗和節(jié)能” 096
D. 新趨勢(shì)之“技術(shù)與市場(chǎng)的滲透和融合” 097
E. 新趨勢(shì)之“網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洚悩?gòu)和接入方式的多樣性” 098

演進(jìn)篇：“再”出發(fā)—從“打補(bǔ)丁”到“筑基礎(chǔ)”
第5章　“打補(bǔ)丁”—增強(qiáng)型技術(shù)（R16） 102
5.1　隨機(jī)接入技術(shù)增強(qiáng) 103
5.1.1　2-Step RACH項(xiàng)目背景 103
5.1.2　從“四小步”到“兩大步” 103
5.1.3　隨機(jī)接入模式選擇和整體流程 105
5.1.4　2-Step RACH的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 107
5.2　移動(dòng)性增強(qiáng) 111
5.2.1　移動(dòng)性增強(qiáng)項(xiàng)目背景 111
5.2.2　雙激活協(xié)議棧切換技術(shù) 112
5.2.3　基于T312計(jì)時(shí)器的快速切換失敗恢復(fù)技術(shù) 112
5.2.4　CHO技術(shù)和CPC技術(shù) 113
5.3　UE節(jié)能 117
5.3.1　UE節(jié)能項(xiàng)目背景 117
5.3.2　用一切可用的手段 118
5.3.3　“該休息就休息”—DRX自適應(yīng)、輔小區(qū)休眠技術(shù)和快速脫離CONNECTED態(tài)技術(shù) 119
5.3.4　“降低調(diào)度的確定性”—跨時(shí)隙調(diào)度技術(shù) 123
5.3.5　“BWP的深度利用”—最大MIMO層自適應(yīng)技術(shù) 125
5.3.6　“讓睡眠更安穩(wěn)”—RRM測(cè)量放松技術(shù) 126
5.3.7　“信令支撐”—UE輔助信息上報(bào) 129
5.4　交叉鏈路干擾和遠(yuǎn)距離干擾管理 133
5.4.1　交叉鏈路干擾和遠(yuǎn)距離干擾管理項(xiàng)目背景 133
5.4.2　“老問題”—交叉鏈路干擾協(xié)調(diào)技術(shù) 134
5.4.3　“新問題”—遠(yuǎn)距離干擾管理技術(shù) 138
系統(tǒng)觀 5　接入網(wǎng)系統(tǒng)的演變 140
A. 分布式部署和CU/DU分離 140
B. 核心網(wǎng)和接入網(wǎng)解耦 143
5.5　集成接入和回傳技術(shù) 145
5.5.1　集成接入和回傳項(xiàng)目背景 145
5.5.2　IAB技術(shù)的“前輩”—LTE R10中繼技術(shù) 146
5.5.3　R16 IAB技術(shù)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議架構(gòu) 147
5.5.4　“大手筆”—新增的BAP子層結(jié)構(gòu)與功能 150
5.5.5　IAB-node“集成”流程 152
5.5.6　數(shù)據(jù)流回傳過程介紹 157
系統(tǒng)觀 6　IAB數(shù)據(jù)回傳過程串講 163
5.5.7　IAB拓?fù)涞撵`活性和魯棒性 165
5.6　多天線技術(shù)增強(qiáng) 170
系統(tǒng)觀 7　核心網(wǎng)系統(tǒng)的演變 171
A. 核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的角色定位 171
B. 核心網(wǎng)系統(tǒng)從0到1的過程 172
C. 核心網(wǎng)系統(tǒng)從2G到5G的演變 173
5.7　5G網(wǎng)絡(luò)SMF和UPF拓?fù)湓鰪?qiáng)技術(shù) 177
5.7.1　5G網(wǎng)絡(luò)SMF和UPF拓?fù)湓鰪?qiáng)技術(shù)背景 177
5.7.2　歸屬地路由和跨區(qū)域業(yè)務(wù)連續(xù)性 178
5.8　服務(wù)化架構(gòu)增強(qiáng) 181
5.8.1　服務(wù)化架構(gòu)增強(qiáng)項(xiàng)目背景 181
5.8.2　服務(wù)通信代理 182
5.8.3　NF集和NF服務(wù)集機(jī)制 184

第6章　“筑基礎(chǔ)”—賦能型技術(shù)（R16） 186
6.1　超可靠低時(shí)延（URLLC） 186
6.1.1　URLLC項(xiàng)目背景 186
6.1.2　物理下行鏈路控制信道（PDCCH）增強(qiáng) 188
系統(tǒng)觀 8　CORESET和Search Space Set 190
6.1.3　PUSCH重復(fù)傳輸 196
6.1.4　反饋增強(qiáng)和UE內(nèi)優(yōu)先級(jí)處理 199
6.1.5　“為URLLC讓路”—UE間傳輸沖突處理 203
6.1.6　“用資源換時(shí)間”—增強(qiáng)可配置調(diào)度和SPS 207
6.2　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT） 209
6.2.1　項(xiàng)目信息總覽 209
系統(tǒng)觀 9　R16核心網(wǎng)側(cè)的URLLC能力增強(qiáng) 210
A. 5G與TSN系統(tǒng)的集成 210
B. 5G核心網(wǎng)對(duì)URLLC的增強(qiáng)支持 214
6.2.2　NR_IIoT中TSN相關(guān)增強(qiáng) 216
6.2.3　“用效率換可靠性”—PDCP復(fù)制增強(qiáng) 222
6.2.4　UE內(nèi)優(yōu)先級(jí)和傳輸沖突機(jī)制 224
系統(tǒng)觀 10　車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景與LTE C-V2X 226
A. 聊聊自動(dòng)駕駛那些事兒 226
B. 3GPP的競(jìng)爭(zhēng)者—IEEE 802.11p 229
C. DSRC的強(qiáng)勁對(duì)手C-V2X 230
D. LTE階段的C-V2X 232
6.3　5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)—上層需求和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn) 237
6.3.1　V2X上層需求的演進(jìn) 238
6.3.2　V2X網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn) 242
6.4　5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)—接入網(wǎng)設(shè)計(jì) 248
6.4.1　5G V2X物理層結(jié)構(gòu) 249
6.4.2　5G V2X物理層信道 256
6.4.3　5G V2X同步過程 263
6.4.4　5G V2X資源分配 266
6.4.5　Sidelink HARQ重傳 275
6.4.6　5G V2X高層協(xié)議和流程 279
系統(tǒng)觀 11　Sidelink V2X通信跨層串講 291
A. V2X應(yīng)用服務(wù)器與V2X應(yīng)用 293
B. 參考點(diǎn)PC5 294
C. V2X通信流程串聯(lián) 295

第7章　“收官之作”—5G第 一階段（R17） 299
7.1　動(dòng)態(tài)頻譜共享 300
7.1.1　LTE和NR共存的尷尬 300
7.1.2　動(dòng)態(tài)頻譜共享實(shí)現(xiàn) 301
7.2　多卡設(shè)備 303
7.2.1　雙卡UE的尷尬 303
7.2.2　R17多卡項(xiàng)目介紹 304
7.3　終端節(jié)能增強(qiáng) 305
7.4　覆蓋增強(qiáng)項(xiàng)目 307
7.4.1　覆蓋需求的變遷和發(fā)展 307
7.4.2　解決方案和基本原理 308
7.5　5G多播廣播 310
7.5.1　從無線到有線，再?gòu)挠芯€到無線 310
7.5.2　5G多播廣播業(yè)務(wù) 311
7.6　衛(wèi)星/非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）通信 313
7.6.1　衛(wèi)星/非地面通信場(chǎng)景與需求 313
7.6.2　R17 NTN相關(guān)項(xiàng)目 314
7.7　5G定位增強(qiáng) 317
7.7.1　LTE和R15、R16定位技術(shù)發(fā)展 317
7.7.2　R17定位增強(qiáng) 319
7.8　5G輕量級(jí)（NR RedCap）UE 320
7.8.1　為什么有了NB-IoT和eMTC還需要5G RedCap 320
7.8.2　R17 RedCap UE項(xiàng)目增強(qiáng) 321
7.9　Sidelink中繼 323
7.9.1　Sidelink中繼技術(shù)背景 323
7.9.2　Sidelink Relay網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與協(xié)議結(jié)構(gòu) 325
7.9.3　Sidelink Relay發(fā)現(xiàn)過程 326
7.10　非激活態(tài)小數(shù)據(jù)發(fā)送 328
7.10.1　物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的探索 328
7.10.2　LTE和5G小數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)演進(jìn) 329
7.11　Sidelink增強(qiáng) 331
7.12　網(wǎng)絡(luò)切片增強(qiáng) 333
7.12.1　R16的網(wǎng)絡(luò)切片增強(qiáng) 333
7.12.2　R17的網(wǎng)絡(luò)切片增強(qiáng) 335

探索篇：“探”未來—從“探索”到“暢想”
第8章　第二階段的“探索”：5G Advanced（R18） 338
8.1　R18整體情況介紹 338
8.2　R18重點(diǎn)技術(shù)概況 339
8.2.1　“衛(wèi)星和非地面網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)族 339
8.2.2　“測(cè)距、定位服務(wù)”技術(shù)族 342
8.2.3　“Sidelink和近場(chǎng)通信”技術(shù)族 344
8.2.4　“人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)”技術(shù)族 346
8.2.5　“網(wǎng)絡(luò)切片”技術(shù)族 349
8.2.6　“節(jié)能和降低復(fù)雜度”技術(shù)族 351
8.2.7　其他技術(shù)增強(qiáng) 353
系統(tǒng)觀 12　數(shù)據(jù)中隱含的“變化” 354
A. 中國(guó)企業(yè)走上3GPP舞臺(tái) 354
B. “勤奮的”3GPP 355
C. 新場(chǎng)景和新需求 356

第9章　對(duì)“未來”的暢想—6G 357
9.1　6G研究不是只有“研究” 357
9.2　誰才應(yīng)該是提需求的人？ 358
9.3　“需要的”的技術(shù)即合適的技術(shù) 362
系統(tǒng)觀 13　新、舊動(dòng)力和約束力影響下的移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn) 364
A. 在動(dòng)力和約束力的推動(dòng)下的技術(shù)演進(jìn) 364
B. 推動(dòng)力和約束力的演變 366
C. 是趨勢(shì)，更是挑戰(zhàn)—Flexibility 369
后記 375
參考文獻(xiàn) 376