中国工程院院士，北京邮电大学教授 张平西安电子科技大学通信工程学院前院长，教授 沈八中东南大学副校长，教授 金石中国移动集团首席专家，3GPP RAN1工作组副主席 徐晓东联袂推荐

本书是OPPO研究院的5G技术专家和国际标准化代表共同编著的一本5G技术的书籍。本书不仅介绍了5G NR标准的基础版本R15，也介绍了包含URLLC、非授权频谱通信、非地面网络、定位技术、广播多播等5G增强技术标准版本R16和R17。本书的特色是深入地介绍了从无到有、由粗到细的5G技术方案遴选和标准形成的过程，不仅可以作为从事5G研发人员的工具书，也可以作为高校、企业中要投身5G_Advanced及6G研究的学生和研究人员的参考书。

OPPO研究院成立于2018年3月，是引领前沿技术研究，代表OPPO公司在学术、标准和应用研究方面最高水平的组织。OPPO研究院总部位于中国深圳，包括分设于中国、美国、日本、以色列的六大研究所。在语音语义、计算机视觉、数据智能、情境智能、材料科学、电源科技、标准协议、软件架构、硬件架构九大技术领域开展前端研究。其使命是洞察用户未来生活方式，构建OPPO公司的核心技术能力，成就怦然心动的产品与服务体验。OPPO研究院标准研究部成立于2015年，负责标准协议研究，研究方向涉及5G/5G_Advanced/6G、短距离技术、物联网平台技术、视频编解码等多个关键领域。累计向3GPP提交标准文稿超过9000篇，对5G国际标准制定做出了贡献。在全球四十多个国家和地区申请了超过5700族5G发明专利，在ETSI已声明了超过2900族5G标准专利。

沈嘉：OPPO研究院标准研究部蜂窝技术专家。自2005年开始参与4G、5G国际标准化工作，获2016年度国家科技进步奖特等奖，出版有《3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计》一书。杜忠达：OPPO研究院标准研究部蜂窝标准专家，高级工程师。自2005年开始参与4G、5G国际标准化工作。和他人合著的《5G无线系统设计与国际标准》一书获得中国工信出版传媒集团2020年优秀出版物专业类一等奖。张治：OPPO研究院标准研究部中微子实验室主管。香港大学博士，有超过10年的3GPP 标准化和研究工作经验，作为OPPO公司的主要代表全程参与了5G NR RAN1、RAN4标准化过程。石聪：OPPO研究院标准研究部以太实验室主管。北京邮电大学博士，有超过10年的3GPP 标准化和研究经验，作为OPPO的主要代表全程参与了5G NR 高层协议标准化过程。杨宁：OPPO研究院标准研究部部长。北京邮电大学博士，高级工程师，从事5G核心标准以及相应增强技术的研究工作，输出数百项专利及标准化提案。唐海：OPPO研究院通信标准总监。曾就职于大型运营商和通信网络设备商，自2005年开始参加4G、5G国际标准化工作，曾任3GPP RAN全会副主席。

第１章 概述沈嘉 杜忠达 刘文东1.1 NR相比LTE的增强演进 21.2 NR对新技术的取舍 91.2.1 NR对新参数集的选择 91.2.2 NR对新波形技术的选择 101.2.3 NR对新编码方案的选择 111.2.4 NR对新多址技术的选择 121.3 5G技术、器件和设备成熟度 131.4 R16增强技术 151.4.1 MIMO增强 151.4.2 URLLC增强物理层 161.4.3 URLLC增强高层 171.4.4 UE节能增强 171.4.5 两步RACH接入 171.4.6 上行频段切换发送 181.4.7 移动性增强 181.4.8 MR_DC增强 181.4.9 NR_V2X 191.4.10 NR非授权频谱接入 191.5 R17增强技术 201.6 小结 25参考文献 25第2章 5G系统的业务需求与应用场景田文强2.1 业务需求与驱动力 272.1.1 永恒不变的高速率需求 272.1.2 垂直行业带来的新变化 282.2 5G系统的应用场景 292.2.1 增强型移动宽带通信 302.2.2 超高可靠低时延通信 302.2.3 大规模机器类通信 312.3 5G系统的性能指标 312.4 小结 34参考文献 34第3章 5G系统架构杨宁 甘露 熊丽辉3.1 5G系统侧网络架构 353.1.1 5G网络架构演进 353.1.2 5G网络架构和功能实体 363.1.3 5G端到端协议栈 383.1.4 支持非3GPP接入5G 393.1.5 5G和4G网络互操作 403.2 无线侧网络架构 413.3 5G安全架构 483.4 小结 51参考文献 52第4章 带宽分段（BWP）沈嘉 赵楠德4.1 BWP（带宽分段）的基本概念 534.1.1 从多子载波间隔资源分配角度引入 BWP概念的想法 544.1.2 从终端能力和省电的角度引入BWP 概念的想法 554.1.3 BWP基本概念的形成 574.1.4 BWP的应用范围 584.1.5 BWP是否包含SS/PBCH Block？ 594.1.6 同时激活的BWP数量 604.1.7 BWP与载波聚合的关系 614.2 BWP的配置方法 634.2.1 Common RB的引入 634.2.2 Common RB的颗粒度 644.2.3 参考点Point A 654.2.4 Common RB的起点RB 0 694.2.5 载波起点的指示方法 704.2.6 BWP指示方法 704.2.7 BWP的基本配置方法小结 714.2.8 BWP配置的数量 724.2.9 TDD系统的BWP配置 734.3 BWP切换 754.3.1 动态切换 vs 半静态切换 754.3.2 基于DCI的BWP激活方式的引入 754.3.3 触发BWP Switching的DCI 设计DCI格式 76

4.3.4 触发BWP Switching的DCI 设计显性触发和隐性触发 784.3.5 触发BWP Switching的DCI 设计BWP指示符 804.3.6 基于Timer的BWP回落的引入 824.3.7 是否重用DRX Timer实现BWP 回落？ 854.3.8 BWP Inactivity Timer的设计 874.3.9 Timer_based上行BWP切换 904.3.10 基于Time Pattern的BWP 切换的取舍 914.3.11 BWP的自动切换 934.3.12 BWP切换时延 954.4 初始接入过程中的BWP 974.4.1 下行初始BWP的引入 974.4.2 上行初始BWP的引入 1004.4.3 下行初始BWP的配置 1024.4.4 下行初始BWP与下行缺省 BWP的关系 1054.4.5 载波聚合中的初始BWP 1064.5 BWP对其他物理层设计的影响 1074.5.1 BWP切换时延的影响 1074.5.2 BWP_dedicated与BWP_common 参数配置 1084.6 小结 109参考文献 109第5章 5G灵活调度设计林亚男 沈嘉 赵振山 梁彬5.1 灵活调度的基本思想 1125.1.1 LTE系统调度设计的限制 1125.1.2 引入频域灵活调度的考虑 1135.1.3 引入时域灵活调度的考虑 1155.2 5G NR的资源分配设计 1185.2.1 频域资源分配类型的优化 1185.2.2 频域资源分配颗粒度 1215.2.3 BWP切换过程中的频域资源 指示问题 1235.2.4 BWP内的跳频资源确定问题 1265.2.5 信道;起点 长度调度方法的 提出 1305.2.6 起始符号指示参考点的确定 1315.2.7 指示K0与K2的参考子载波 间隔问题 1335.2.8 Type A与Type B映射类型 1345.2.9 时域资源分配信令设计 1365.2.10 多时隙符号级调度 1405.3 码块组（CBG）传输 1435.3.1 CBG传输方式的引入 1435.3.2 CBG的划分 1445.3.3 重传CBG确定方法 1455.3.4 DCI中CBG相关信息域 1465.3.5 基于CBG的反馈设计 1465.4 NR下行控制信道（PDCCH）设计 1485.4.1 NR PDCCH的设计考虑 1485.4.2 控制资源集（CORESET） 1515.4.3 搜索空间集（Search Space Set） 1575.4.4 下行控制信息（DCI）设计的改进 1605.5 上行控制信道（PUCCH）设计 1655.5.1 长、短PUCCH格式的引入 1655.5.2 短PUCCH结构设计 1665.5.3 长PUCCH结构设计 1685.5.4 PUCCH资源分配 1705.5.5 PUCCH与其他上行信道冲突解决 1725.6 灵活TDD 1745.6.1 灵活时隙概念 1745.6.2 半静态上下行配置 1765.6.3 动态上下行指示（SFI） 1785.7 PDSCH速率匹配（Rate Matching） 1795.7.1 引入速率匹配的考虑 1795.7.2 速率匹配设计 1815.8 灵活跨载波调度 1845.8.1 灵活跨载波调度关系 1855.8.2 灵活跨载波调度的PDCCH 配置与检测 1855.9 小结 188参考文献 188第6章 NR初始接入徐伟杰 贺传峰 田文强 胡荣贻6.1 小区搜索 1916.1.1 同步栅格与信道栅格 1926.1.2 SSB的设计 1966.1.3 SSB的传输特征 1996.1.4 SSB的实际传输位置及其指示 2026.1.5 小区搜索过程 2046.2 初始接入相关的公共控制信道 2076.2.1 SSB与CORESET井0的复用图样 2086.2.2 CORESET井0介绍 2096.2.3 Type0_PDCCH Search space 2126.3 NR随机接入 2146.3.1 NR PRACH信道的设计 2146.3.2 NR PRACH资源的配置 2186.3.3 SSB与PRACH Occasion的映射 2206.3.4 RACH过程的功率控制 2216.4 RRM测量 2236.4.1 RRM测量参考信号 2236.4.2 NR测量间隔 2256.4.3 NR的同频测量与异频测量 2306.4.4 RRM测量带来的调度限制 2356.5 RLM测量 2366.5.1 RLM参考信号 2366.5.2 RLM过程 2376.6 小结 237参考文献 237第7章 信道编码陈文洪 黄莹沛 崔胜江7.1 NR信道编码方案概述 2397.1.1 信道编码方案介绍 2397.1.2 数据信道的信道编码方案 2417.1.3 控制信道的信道编码方案 2437.1.4 其他信息的信道编码方案 2447.2 Polar码 2457.2.1 Polar码的基本原理 2457.2.2 序列设计 2477.2.3 级联码 2487.2.4 码长和码率 2487.2.5 速率匹配与交织 2497.3 LDPC码 2507.3.1 LDPC码的基本原理 2507.3.2 奇偶校验矩阵设计 2527.3.3 置换矩阵设计 2547.3.4 基础图设计 2547.3.5 提升值设计 2577.3.6 分割与CRC校验 2587.3.7 速率匹配与HARQ 2617.4 小结 266参考文献 266第8章 多天线增强和波束管理史志华 陈文洪 黄莹沛 方昀 尤心 曹建飞 郭力8.1 NR MIMO反馈增强 2728.1.1 NR的CSI反馈增强 2738.1.2 R15 Type I码本 2768.1.3 R15 Type II码本 2778.2 eType II码本增强 2828.2.1 eType II码本概述 2838.2.2 频域矩阵设计 2848.2.3 系数矩阵设计 2868.2.4 Rank=2码本设计 2888.2.5 高Rank码本设计 2898.2.6 eType II码本表达式 2908.2.7 eType II端口选择码本 2918.3 波束管理 2928.3.1 模拟波束赋形概述 2938.3.2 下行波束管理基本流程 2948.3.3 下行波束测量与上报 2968.3.4 下行波束指示 3018.3.5 上行波束管理基本流程 3038.3.6 上行波束测量 3048.3.7 上行波束指示 3058.3.8 统一TCI 框架 3068.4 主小区波束失败恢复 3098.4.1 基本流程 3108.4.2 波束失败检测 3108.4.3 新波束选择 3128.4.4 波束失败恢复请求 3138.4.5 网络侧响应 3148.5 辅小区波束失败恢复 3148.5.1 波束失败检测 3158.5.2 新波束选择 3168.5.3 波束恢复请求 3168.5.4 网络侧响应 3188.6 多TRP协作传输 3198.6.1 基本原理 3198.6.2 基于单DCI的PDSCH NC_JT传输 3208.6.3 基于多DCI的多TRP PDSCH传输 3228.6.4 基于多TRP的PDSCH重复传输 3278.6.5 基于多TRP的PDCCH重复传输 3308.6.6 基于多TRP的PUCCH重复传输 3388.6.7 基于多TRP的PUSCH重复传输 3408.6.8 基于多TRP的SFN传输 3458.6.9 基于多TRP的BFR过程 3488.7 小结 350参考文献 350第9章 5G射频设计邢金强 张治 刘启飞 郭志瑜 童鑫9.1 新频谱及新频段 3569.1.1 ITU与频谱研究 3569.1.2 频谱划分 3619.1.3 频段组合 3629.2 FR1射频技术 3659.2.1 高功率终端 3659.2.2 接收机灵敏度 3699.2.3 互干扰 3709.2.4 R16/R17 CA增强 3719.2.5 R16/R17上行切换发射 3759.2.6 R16 MIMO增强 3769.3 FR2射频及天线技术 3779.3.1 射频天线架构 3779.3.2 功率等级 3779.3.3 接收机灵敏度 3829.3.4 波束对应性 3849.3.5 MPE 3859.3.6 R16/R17 CA增强 3879.3.7 R17人体检测窗口 3889.4 NR测试技术 3899.4.1 SA FR1射频测试 3909.4.2 SA FR2射频测试 3919.4.3 EN_DC射频测试 3959.4.4 FR1 SISO OTA测试 3969.4.5 MIMO OTA测试 3969.5 NR射频实现与挑战 4009.5.1 NR射频前端 4009.5.2 干扰与共存 4029.5.3 SRS 射频前端设计 4039.5.4 其他NR挑战 4049.6 小结 405参考文献 405第10章 用户面协议设计 石聪 尤心 林雪10.1 用户面协议概述 40710.2 SDAP层 40910.3 PDCP层 41010.4 RLC层 41310.5 MAC层 41410.6 小结 420参考文献 420第11章 控制面协议设计 杜忠达 王淑坤 李海涛 尤心 时咏晟11.1 系统消息广播 42111.1.1 系统消息内容 42111.1.2 系统消息的广播和更新 42311.1.3 系统消息的获取和有效性 42411.2 寻呼 42611.3 RRC连接控制 42911.3.1 接入控制 42911.3.2 RRC连接控制 43011.4 RRM测量和移动性管理 43611.4.1 RRM测量 43611.4.2 移动性管理 43911.5 小结 446参考文献 446第12章 网络切片 杨皓睿 许阳 付喆12.1 网络切片的基本概念 44712.1.1 引入网络切片的背景 44712.1.2 如何标识网络切片 44812.2 网络切片的业务支持 44912.2.1 网络切片的注册 44912.2.2 网络切片的业务通路 45112.3 网络切片拥塞控制 45412.4 漫游场景下的切片使用 45512.5 网络切片的准入控制 45512.5.1 最大UE数量控制 45512.5.2 最大会话数量控制 45512.5.3 与EPS的互操作 45612.6 网络切片的同时注册限制 45612.7 RAN侧网络切片增强 45612.7.1 基于切片的小区重选 45712.7.2 基于切片的随机接入 45812.8 小结 458参考文献 458第13章 QoS控制 郭雅莉 郭伯仁13.1 5G QoS模型的确定 46013.2 端到端的QoS控制 46213.2.1 端到端的QoS控制思路介绍 46213.2.2 PCC规则的确定 46413.2.3 QoS流的产生和配置 46513.2.4 UE侧使用的QoS规则 46613.3 QoS参数 46613.3.1 5QI及对应的QoS特征 46613.3.2 ARP 46913.3.3 码率控制参数 46913.4 反向映射QoS 47013.4.1 为什么引入反向映射QoS 47013.4.2 反向映射QoS的控制机制 47113.5 QoS通知控制 47213.5.1 QoS通知控制介绍 47213.5.2 候选QoS配置的引入 47313.6 QoS监控 47313.6.1 QoS监控介绍 47313.6.2 每个UE的每个QoS流级别的 　 QoS监控 47413.6.3 GTP_U路径级别的QoS监控 47513.7 QoS统计与预测 47613.7.1 QoS 统计与预测介绍 47613.7.2 QoS 持续性分析 47613.8 小结 477参考文献 477第14章 5G语音 许阳 陈景然14.1 IMS介绍 47914.1.1 IMS注册 47914.1.2 IMS呼叫建立 48114.1.3 异常场景处理 48214.2 5G语音方案及使用场景 48314.2.1 VoNR 48414.2.2 EPS Fallback/RAT Fallback 48614.2.3 Fast Return（快速返回） 48814.2.4 语音业务连续性 48814.3 紧急呼叫 48914.3.1 紧急呼叫和普通呼叫的区别 48914.3.2 卫星场景下对紧急呼叫的支持 48914.4 小结 490参考文献 490第15章 超高可靠低时延通信（URLLC）徐婧 林亚男 梁彬 张文峰 张轶 沈嘉15.1 下行控制信道增强 49115.1.1 压缩的控制信道格式引入背景 49115.1.2 压缩的控制信道格式方案 49215.1.3 基于监测范围的PDCCH监测 　 能力定义 49415.1.4 多种PDCCH监测能力共存 49515.1.5 PDCCH丢弃规则增强 49615.1.6 多载波下PDCCH监测能力 49715.2 上行控制信息增强 49815.2.1 多次HARQ_ACK反馈 　 与子时隙（sub_slot）PUCCH 49815.2.2 多HARQ_ACK码本 50415.2.3 优先级指示 50515.2.4 用户内上行多信道冲突 50615.3 终端处理能力 50815.3.1 处理时间引入背景与定义 50815.3.2 处理时间的确定 50815.3.3 处理时间约束 51015.3.4 处理乱序 51115.4 数据传输技术 51315.4.1 CQI和MCS 51315.4.2 上行传输增强 51415.4.3 上行传输增强的时域资源确定 　 方式 51615.4.4 上行传输增强的频域资源确定 　 方式 51815.4.5 上行传输增强的控制信息复用 　 机制 51815.5 免调度传输技术 52015.5.1 灵活传输起点 52015.5.2 资源配置机制 52215.5.3 多套免调度传输 52415.5.4 容量提升技术 52515.6 半持续传输技术 52815.6.1 半持续传输增强 52815.6.2 HARQ_ACK反馈增强 52815.7 用户间传输冲突 53015.7.1 冲突解决方案 53015.7.2 抢占信令设计 53215.7.3 抢占资源指示 53315.7.4 上行功率控制 53515.8 R17增强技术 53615.8.1 SPS ACK/NACK增强 53615.8.2 ACK/NACK重传 53715.8.3 PUCCH小区切换 54215.8.4 不同优先级上行信道冲突解决 　 机制 54515.8.5 不同优先级UCI复用传输 54815.8.6 用于时钟同步的传播时延补偿 55015.9 小结 553参考文献 554第16章 超高可靠低时延通信（URLLC）高层协议付喆 刘洋 卢前溪16.1 工业以太网时间同步 55616.2 用户内上行资源优先级处理 55816.2.1 数据和数据之间的冲突 55816.2.2 数据和调度请求之间的冲突 56116.3 周期性数据包相关的调度增强 56116.3.1 支持更短的半静态调度周期 56216.3.2 配置多组激活的半静态调度资源 56316.3.3 半静态调度资源时域位置计算 　 公式增强 56416.3.4 重新定义混合自动重传请求 ID 56516.4 PDCP数据包复制传输增强 56516.4.1 R15 NR 数据包复制传输 56516.4.2 基于网络设备指令的复制 　 传输增强 56716.4.3 基于终端自主的复制传输 　 增强构想 56916.5 以太网包头压缩 56916.6 R17增强技术 57116.6.1 时间同步机制增强 57116.6.2 URLLC在非授权频谱的增强 57316.6.3 R17存活时间支持机制 57316.7 小结 574参考文献 574第17章 非地面网络（NTN）通信李海涛 林浩 胡奕 赵楠德 吴作敏 于新磊17.1 概述 57517.2 上行同步增强 57617.2.1 RACH设计 57717.2.2 连接态上行同步维护 58217.3 时序关系增强 58317.3.1 调度时序增强 58317.3.2 MAC CE激活时间 59017.3.3 Koffset调整/更新 59117.3.4 TA上报 59417.4 HARQ与传输性能增强 59617.4.1 HARQ进程数量增加 59817.4.2 下行HARQ进程去使能 60017.4.3 传输性能增强 60717.5 用户面增强 60817.5.1 MAC增强 60817.5.2 RLC PDCP增强 61517.6 控制面增强 61517.6.1 空闲态/非激活态增强 61617.6.2 连接态移动性 61917.7 小结 621参考文献 621第18章 5G非授权频谱通信 林浩 吴作敏 贺传峰 石聪18.1 概述 62218.2 信道监听 62218.2.1 信道监听概述 62318.2.2 动态信道监听 62618.2.3 半静态信道监听 63118.2.4 持续上行LBT检测及恢复机制 63318.3 初始接入 63518.3.1 SS/PBCH Block （同步信号广播 　 信道块）传输 63518.3.2 主信息块（MIB） 63918.3.3 RMSI监听 64118.3.4 随机接入 64418.4 资源块集合概念和控制信道 64518.4.1 NR_U系统中宽带传输增强 64618.4.2 下行控制信道和侦测增强 64918.4.3 上行控制信道增强 65618.5 HARQ与调度 66118.5.1 HARQ机制 66118.5.2 HARQ_ACK码本 66518.5.3 连续PUSCH调度 67318.6 NR_U系统中免调度授权上行 67318.6.1 免调度授权传输资源配置 67418.6.2 CG_UCI和CG连续重复传输 67618.6.3 下行反馈信道CG_DFI设计 67818.6.4 CG重传计时器 67918.7 小结 680参考文献 680第19章 NR定位技术 史志华 郭力 尤心 刘洋 张晋瑜 刘哲19.1 概述 68319.1.1 3G/4G定位技术 68319.1.2 NR定位需求和技术 68419.2 NR定位架构和流程 68519.2.1 5G定位网络架构 68519.2.2 信令协议和流程 68619.3 NR定位方法 68819.3.1 E_CID定位方法 68919.3.2 DL_TDOA定位方法 69219.3.3 UL_TDOA定位方法 69919.3.4 Multi_RTT定位方法 70319.3.5 DL_AoD定位方法 70719.3.6 UL_AoA定位方法 70919.4 NR下行定位参考信号 （DL Positioning RS， DL PRS） 71019.4.1 NR下行定位参考信号的设计考虑 71019.4.2 DL PRS信号序列 71119.4.3 DL PRS资源映射 71119.4.4 DL PRS配置与传输 71419.4.5 R17 DL PRS传输与测量的增强 72019.4.6 On_demand PRS 72019.5 NR定位SRS信号 （SRS for Positioning） 72119.5.1 上行定位参考信号的设计考虑 72119.5.2 定位SRS信号序列和资源映射 72219.5.3 定位SRS信号的配置与传输 72419.6 Positoning in RRC_INACTIVE 72619.7 UE测量与UE能力 72719.7.1 UE侧的定位测量 72719.7.2 定位测量相关的能力 72819.8 定位时延（Latency）缩短 73019.8.1 终端定位能力存储 73119.8.2 为终端预配置的定位辅助信息 　 持续有效 73119.8.3 加快LPP ProvideLocationInformation的 　 反馈 73219.8.4 预定时间的定位测量和上报 73219.9 定位完好性（Integrity） 73219.9.1 定位完好性的概念 73219.9.2 完好性操作原则 73519.9.3 定位完好性在5G RAT_independent 　 定位中的应用 73619.9.4 5G用于支持定位完好性的 　 信令和流程 73819.10 小结 740参考文献 740第20章 5G多播广播业务 马腾 王淑坤 卢飞20.1 MBS网络架构 74120.2 MBS session管理 74320.2.1 MBS会话标识 74320.2.2 多播或者广播会话用户面管理 74420.2.3 加入或者退出多播MBS会话 74520.2.4 多播MBS会话的激活和去激活 　 管理 74620.3 MBS多播业务接收 74620.3.1 多播配置 74620.3.2 多播业务的非连续接收 74820.3.3 多播移动性和业务连续性 74820.4 MBS广播业务接收 74920.4.1 广播业务配置和更新 74920.4.2 广播业务调度和接收 75120.4.3 多播业务连续性 75120.5 MBS连接态UE的组调度 75220.5.1 概述 75220.5.2 MBS组调度发送模式 75220.5.3 公共MBS频率资源的设计 75420.5.4 组公共下行控制信道 75920.5.5 基于HARQ_ACK的重传机制 76220.5.6 半持续调度PDSCH 76220.5.7 MBS和单播业务同时接收 76420.6 MBS连接态UE的可靠性增强 76520.6.1 HARQ_ACK反馈 76520.6.2 上行反馈码本设计 76720.6.3 其他可靠性增强方案 76820.7 非连接态UE的基本功能 76920.7.1 公共MBS频率资源的设计 76920.7.2 下行控制信道 77120.7.3 多小区接收MBS 77220.8 小结 772参考文献 772第21章 5G多卡通信 范江胜 许阳 杨皓睿21.1 概述 77421.2 寻呼冲突解决 77421.3 接入层多卡网络转换 77621.4 寻呼原因值 78121.5 非接入层功能 78221.6 小结 784参考文献 784第22章 5G小数据传输 林雪 尤心22.1 概述 78522.2 小数据传输流程 78522.3 RA_SDT 78622.4 CG_SDT 78722.5 小结 788参考文献 788第23章 R17与B5G/6G展望 杜忠达 沈嘉 肖寒23.1 R18简介 78923.2 B5G/6G展望 79223.3 小结 804参考文献 804缩略语 806

移动通信系统10年一代，从1G到4G，历经了;模拟、数字、数据、宽带4次技术变革，为全世界的亿万用户带来了;前所未有的崭新感受。尤其是4G技术开启了移动互联网时代，深刻地改变了人们的生活方式。正当大家满足于微博、微信、视频、点餐、购物、移动支付、手机游戏等4G带来的丰富的移动互联网应用和便利生活时，移动通信产业已经将目标从;2C（面向用户）转向;2B（面向企业），试图用5G NR（新空中接口）技术推动千行百业向;数字化、移动化、自动化发展。因此，相较4G;吃喝玩乐神器的定位，5G技术由于着重增加了对;移动物联网的支持，在更大广度和更多维度上获得了更广泛的关注，其意义甚至上升到了国家间高科技竞争主要制高点的高度，一定程度上也超出了5G技术研发者们的预料。5G技术的核心是什么？5G引入了哪些创新？和4G技术上有什么区别？5G能达到什么样的技术能力？相信这些问题是广大读者都很关心的。在笔者看来，5G并不是什么神奇的、无所不能的技术，它很大程度上继承了3G、4G的系统设计理念，引入了一系列必要的创新技术，面向各种垂直应用进行了一系列专门的优化。这些创新和优化绝大多数并不是几个词、几句话就能说明白的;大概念，而是由很多细致、精巧的工程改进构成的。本书的目的就是对这些5G的创新点和优化点进行剖析。某些;唯技术论的观点可能认为5G照搬了4G的核心技术，不过是;宽带版4G。诚然，从理论基础上讲，5G沿用了4G LTE的OFDMA（正交频分多址） MIMO（多输入多输出）的核心技术架构。但相比LTE的;简化版OFDMA，5G系统设计在时域和频域上都实现了更大的灵活性，能够充分发挥OFDMA系统的技术潜力，有效支持eMBB（增强移动宽带）、URLLC（高可靠低时延通信）、mMTC（大规模物联网）等丰富的5G应用场景。同时，5G系统设计也远比4G要精细、复杂，在LTE设计的基础上做了很多修改、增强和扩展。所以，本书是以LTE标准为基础，假设读者已经了解了LTE的基础知识，着重介绍在5G NR中采用的全新和增强的系统设计，解读5G NR相对4G LTE的;增量。本书采用了;剖析5G标准化过程的写法。本书的核心作者在2008年曾撰写了《3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计》一书。该书的特色是不仅介绍了LTE标准，而且介绍了;从无到有、从粗到细的4G系统设计和标准起草过程，出版后受到广大读者的欢迎，被称为;4G红宝书。这说明广大读者对这种写法的认可。时隔12年，本书再次采用了这种写法。本书的四十几位作者都是OPPO公司的3GPP标准代表，在第一线深入参与、推动了绝大部分5G技术设计的形成，他们提出的很多技术方案也被接受，成为5G标准的一部分。由他们讲述各个方向的技术遴选、特性取舍、系统设计的全过程，对读者来说是最好的选择。5G作为一个复杂的系统，每个环节上的技术方案选择都不是孤立的，单点技术上的最优方案不一定是对整体系统性能贡献最大的方案，系统设计的目标是选择互相适配、整体最优的均衡的技术组合。本书在大部分章节中回顾了5G标准化中出现的多种技术选项，介绍各种选项的优缺点，尽力解读3GPP从中筛选出最终方案的原因和考虑。这不仅包括性能因素，也包括设备实现的复杂度、信令设计的简洁性、对现有标准的影响程度等。如果只是;照本宣科地对英文技术规范的最终版本进行翻译和解读，其实是大可不必如此大费周折的。但笔者希望通过讲述这些推理、选择的过程，帮助读者;既知其然，也知其所以然，一窥无线通信系统设计的原则、方法和手段。从另一个角度说，今天我们为5G选择的这些技术选项，只是在特定的时间、针对特定的业务需求、考虑近期的产品研发能力而做出的选择。未来业务需求变了，设备能力更强了，今天被淘汰的;次优选项就有可能变成;最优，重新回到我们的视野，成为我们新的选择。3GPP标准只是指导产品研发的;工具性文件，并不具备解读技术原理和设计思想的功能。如果只把标准化的最终结果展示给读者，让读者误以为这些设计都是;天经地义的唯一选择，仿佛过程中的;优劣对比，纠结取舍都不曾发生过，呈现给读者的就只能是一个;片面的5G。读者在很多境况下也会感到费解为什么偏偏设计成这样？难道没有别的选择吗？这么设计有什么好处呢？如果是这样，作为经过了这一过程的标准化亲历者，笔者也觉得是一个很大的遗憾。相反，如果今天的年轻读者能够通过这些技术选择过程批判地、客观地看待5G标准，在他们设计下一代系统（如6G）的时候，充分汲取5G标准化中的经验教训，有机会构思出更好的设计，笔者在本书中的这些回顾、分析和总结工作就很有意义了。由于具备这个特色，相信本书不仅可以作为5G研发人员在工作中查阅的一本工具书，也可以成为广大通信专业的高校老师、学生学习5G的较好的参考书。本书的前身《5G技术核心与增强：从R15到R16》共包含20章。在其基础上撰写本书时，我们将两部分内容划分出去，单列两册，与本书形成丛书关系。其中一本为《5G车联网（V2X）与终端直通》，是在《5G技术核心与增强：从R15到R16》第17章的基础上，大量增补R17增强技术内容撰写而成的。另一本为《5G终端技术演进与增强》，是在《5G技术核心与增强：从R15到R16》第19章的基础上，增补了R17增强技术内容（包括终端节能技术和终端覆盖增强技术）撰写而成的，另外增加了零功耗终端技术这一潜在的重要5G终端增强技术。而本书在剥离了V2X和终端节能两章后，又增补了5章，介绍R17出现的5G增强新方向。因此本书共分为23章，除第1章概述之外，第2~14章可以看作对5G标准的基础、核心部分的介绍，这些内容主要是在3GPP R15版本中定义的，其核心还是针对eMBB应用场景，并为物联网业务提供了可扩展的技术基础。第15~22章介绍了在R16和R17版本中定义的;5G增强技术特性，包括URLLC、非地面网络、非授权频谱通信、定位技术、多播广播技术、多卡通信、小数据传输等。正如前面提到的，5G相对4G等以前的移动通信系统的最大不同，是增加了对各种物联网和垂直行业应用的支持。如果只介绍支持eMBB的R15，缺失了R16和R17中的URLLC、V2X、非授权频段通信、定位技术、多播广播等重要的支持垂直应用的技术，无疑是无法体现5G技术全貌的。在最后的第23章中，还简单介绍了R18版本中5G将要进一步增强的方向，以及我们对B5G和6G发展趋势的粗浅看法。本书的作者都是笔者在OPPO标准研究部的同事，他们都是各个技术领域的5G标准专家，其中很多也都曾参加了4G LTE的标准化工作。在这里感谢他们为5G国际标准化做出的贡献。当读者们使用5G手机的时候，其中有一部分硬件或软件设计（虽然可能只是很小一部分）也是基于他们的创新和付出。同时也感谢OPPO产学研事务部的秦征、陈华芳为本书的出版做出的贡献。最后，还要感谢清华大学出版社的大力支持和高效的工作，以使本书能尽早与读者见面。本书是基于作者的主观视角和有限学识对标准化讨论过程和结果的理解，观点难免有欠周全之处，敬请读者谅解，并提出宝贵意见。

作 者2023年6月