5G系統(tǒng)觀：從R15到R18的演進之路

預備篇：“舊”時代—從歷史到現(xiàn)在

第 1章　歷史的滾滾車輪—移動通信演進史 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—從廣播到對講機 004
1.4　一個劃時代的開始—從0G到1G 006
1.5　一次技術的革命—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的演進和互聯(lián)網(wǎng)的興起 018
1.6.2　兩個重要事件 020
1.6.3　3G標準—為移動互聯(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主要技術特征 024
1.7.2　“姐妹”間的戰(zhàn)爭—3GPP和3GPP2的標準博弈 028
1.7.3　吹響4G的號角 029
1.7.4　4G的底層創(chuàng)新 031

第 2章　歷史車輪留下的印記—移動通信的推動力 037
系統(tǒng)觀 1　移動通信編年演進史 037
系統(tǒng)觀 2　“舊動力”和約束力 039
A. 技術“發(fā)動機”—理論的推動力和實現(xiàn)的約束力 039
B. “生理”需求—對容量和覆蓋的追求 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”—上層應用的推動和約束 044
E. 思想統(tǒng)一和利益平衡—標準組織的價值 045
F. “青春永駐”的秘密—競爭與創(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—5G時代的到來 050
3.2　“沒有創(chuàng)新”的R15？ 053
3.2.1　“一力降十會”—NR的速度指標 053
3.2.2　“時間就是金錢”—NR的時延指標 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” 088
4.1　5G產業(yè)的“陣痛期” 088
4.2　R15“未完成的任務” 090
系統(tǒng)觀 4　5G涌現(xiàn)的“新”趨勢 092
A. 新趨勢之“物的連接” 094
B. 新趨勢之“業(yè)務的定制化、彈性和智能化” 095
C. 新趨勢之“低能耗和節(jié)能” 096
D. 新趨勢之“技術與市場的滲透和融合” 097
E. 新趨勢之“網(wǎng)絡拓撲異構和接入方式的多樣性” 098

演進篇：“再”出發(fā)—從“打補丁”到“筑基礎”
第5章　“打補丁”—增強型技術（R16） 102
5.1　隨機接入技術增強 103
5.1.1　2-Step RACH項目背景 103
5.1.2　從“四小步”到“兩大步” 103
5.1.3　隨機接入模式選擇和整體流程 105
5.1.4　2-Step RACH的實現(xiàn)細節(jié) 107
5.2　移動性增強 111
5.2.1　移動性增強項目背景 111
5.2.2　雙激活協(xié)議棧切換技術 112
5.2.3　基于T312計時器的快速切換失敗恢復技術 112
5.2.4　CHO技術和CPC技術 113
5.3　UE節(jié)能 117
5.3.1　UE節(jié)能項目背景 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、輔小區(qū)休眠技術和快速脫離CONNECTED態(tài)技術 119
5.3.4　“降低調度的確定性”—跨時隙調度技術 123
5.3.5　“BWP的深度利用”—最大MIMO層自適應技術 125
5.3.6　“讓睡眠更安穩(wěn)”—RRM測量放松技術 126
5.3.7　“信令支撐”—UE輔助信息上報 129
5.4　交叉鏈路干擾和遠距離干擾管理 133
5.4.1　交叉鏈路干擾和遠距離干擾管理項目背景 133
5.4.2　“老問題”—交叉鏈路干擾協(xié)調技術 134
5.4.3　“新問題”—遠距離干擾管理技術 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 145
5.5.1　集成接入和回傳項目背景 145
5.5.2　IAB技術的“前輩”—LTE R10中繼技術 146
5.5.3　R16 IAB技術網(wǎng)絡和協(xié)議架構 147
5.5.4　“大手筆”—新增的BAP子層結構與功能 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拓撲的靈活性和魯棒性 165
5.6　多天線技術增強 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SMF和UPF拓撲增強技術 177
5.7.1　5G網(wǎng)絡SMF和UPF拓撲增強技術背景 177
5.7.2　歸屬地路由和跨區(qū)域業(yè)務連續(xù)性 178
5.8　服務化架構增強 181
5.8.1　服務化架構增強項目背景 181
5.8.2　服務通信代理 182
5.8.3　NF集和NF服務集機制 184

第6章　“筑基礎”—賦能型技術（R16） 186
6.1　超可靠低時延（URLLC） 186
6.1.1　URLLC項目背景 186
6.1.2　物理下行鏈路控制信道（PDCCH）增強 188
系統(tǒng)觀 8　CORESET和Search Space Set 190
6.1.3　PUSCH重復傳輸 196
6.1.4　反饋增強和UE內優(yōu)先級處理 199
6.1.5　“為URLLC讓路”—UE間傳輸沖突處理 203
6.1.6　“用資源換時間”—增強可配置調度和SPS 207
6.2　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT） 209
6.2.1　項目信息總覽 209
系統(tǒng)觀 9　R16核心網(wǎng)側的URLLC能力增強 210
A. 5G與TSN系統(tǒng)的集成 210
B. 5G核心網(wǎng)對URLLC的增強支持 214
6.2.2　NR_IIoT中TSN相關增強 216
6.2.3　“用效率換可靠性”—PDCP復制增強 222
6.2.4　UE內優(yōu)先級和傳輸沖突機制 224
系統(tǒng)觀 10　車聯(lián)網(wǎng)技術背景與LTE C-V2X 226
A. 聊聊自動駕駛那些事兒 226
B. 3GPP的競爭者—IEEE 802.11p 229
C. DSRC的強勁對手C-V2X 230
D. LTE階段的C-V2X 232
6.3　5G車聯(lián)網(wǎng)技術—上層需求和網(wǎng)絡架構的演進 237
6.3.1　V2X上層需求的演進 238
6.3.2　V2X網(wǎng)絡架構的演進 242
6.4　5G車聯(lián)網(wǎng)技術—接入網(wǎng)設計 248
6.4.1　5G V2X物理層結構 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應用服務器與V2X應用 293
B. 參考點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　動態(tài)頻譜共享 300
7.1.1　LTE和NR共存的尷尬 300
7.1.2　動態(tài)頻譜共享實現(xiàn) 301
7.2　多卡設備 303
7.2.1　雙卡UE的尷尬 303
7.2.2　R17多卡項目介紹 304
7.3　終端節(jié)能增強 305
7.4　覆蓋增強項目 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，再從有線到無線 310
7.5.2　5G多播廣播業(yè)務 311
7.6　衛(wèi)星/非地面網(wǎng)絡（NTN）通信 313
7.6.1　衛(wèi)星/非地面通信場景與需求 313
7.6.2　R17 NTN相關項目 314
7.7　5G定位增強 317
7.7.1　LTE和R15、R16定位技術發(fā)展 317
7.7.2　R17定位增強 319
7.8　5G輕量級（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項目增強 321
7.9　Sidelink中繼 323
7.9.1　Sidelink中繼技術背景 323
7.9.2　Sidelink Relay網(wǎng)絡架構與協(xié)議結構 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)場景下數(shù)據(jù)傳輸技術的探索 328
7.10.2　LTE和5G小數(shù)據(jù)傳輸技術演進 329
7.11　Sidelink增強 331
7.12　網(wǎng)絡切片增強 333
7.12.1　R16的網(wǎng)絡切片增強 333
7.12.2　R17的網(wǎng)絡切片增強 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重點技術概況 339
8.2.1　“衛(wèi)星和非地面網(wǎng)絡”技術族 339
8.2.2　“測距、定位服務”技術族 342
8.2.3　“Sidelink和近場通信”技術族 344
8.2.4　“人工智能和機器學習”技術族 346
8.2.5　“網(wǎng)絡切片”技術族 349
8.2.6　“節(jié)能和降低復雜度”技術族 351
8.2.7　其他技術增強 353
系統(tǒng)觀 12　數(shù)據(jù)中隱含的“變化” 354
A. 中國企業(yè)走上3GPP舞臺 354
B. “勤奮的”3GPP 355
C. 新場景和新需求 356

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