5G无线网络及关键技术(5G丛书)电子书

内容提要

前言

第1章 5G网络发展与业务需求

1.1 移动通信发展近况和5G国际研究情况

1.1.1 移动通信发展近况

1.1.2 5G研究情况

1.2 5G业务需求、应用场景与性能指标

1.2.1 5G业务需求

1.2.2 5G应用场景与性能目标

1.3 5G网络建设部署及运营维护需求

1.3.1 5G网络建设部署需求

1.3.2 5G网络运营维护需求

1.4 ITU定义的5G

1.5 3GPP定义的5G

1.6 5G网络架构特征分析

1.6.1 更高数据流量和用户体验

1.6.2 更低时延

1.6.3 海量终端连接

1.6.4 更低成本

1.6.5 更高能效

1.6.6 5G网络架构特征总结

第2章 5G网络架构

2.1 4G网络架构局限性

2.2 欧洲METIS 5G架构

2.2.1 网络功能架构

2.2.2 拓扑和功能部署架构

2.2.3 4G和5G架构比较

2.3 日本5G架构

2.4 韩国5G架构

2.4.1 架构综述

2.4.2 数据面

2.4.3 控制面

2.5 北美5G生态系统架构

2.6 NGMN 5G架构

2.6.1 5G设计原则

2.6.1.1 无线设计原则

2.6.1.2 核心网设计原则

2.6.1.3 端到端设计原则

2.6.1.4 运维和管理设计原则

2.6.2 5G架构

2.6.3 网络切片

2.6.4 5G系统组件

2.7 中国IMT-2020 5G网络架构

2.7.1 “三朵云”概念架构

2.7.1.1 控制云

2.7.1.2 接入云（smart RAN）

2.7.1.3 转发云

2.7.1.4 网络功能虚拟化

2.7.2 系统参考架构

2.7.3 部署架构示例

2.7.3.1 整体部署架构

2.7.3.2 移动广覆盖场景部署示意

2.7.3.3 热点高容量场景部署示意

2.7.3.4 低时延高可靠场景部署示意

2.7.3.5 大规模低功耗终端场景部署示意

2.7.3.6 即时热点场景部署示意

2.7.3.7 业务分级部署示意

2.8 总结及展望

第3章 5G智能无线网络架构

3.1 典型部署场景

3.1.1 室内热点场景[2-5]

3.1.2 密集城区场景

3.1.3 城区宏覆盖场景

3.1.4 郊区场景

3.1.5 荒野场景（广覆盖和最小服务）

3.1.6 荒野场景（超广覆盖）

3.1.7 大规模连接城区覆盖场景

3.1.8 高速路场景

3.1.9 车联网场景

3.2 功能与性能要求

3.2.1 性能要求

3.2.2 功能需求

3.2.2.1 灵活扩展与定制

3.2.2.2 控制与承载分离

3.2.2.3 融合资源协同管理

3.2.2.4 跨制式系统深度融合

3.2.2.5 边缘计算与无线能力开放

3.2.2.6 灵活本地数据路由

3.2.2.7 新型无线接入技术

3.3 无线网络关键技术

3.3.1 无线控制承载分离

3.3.2 无线网络虚拟化

3.3.2.1 基站功能虚拟化

3.3.2.2 软件定义RAN拓扑和协议栈

3.3.2.3 动态组织RAN架构

3.3.2.4 无线网络资源虚拟化

3.3.3 增强C-RAN

3.3.4 移动边缘计算

3.3.5 多制式协作与融合

3.3.6 融合资源协同管理

3.3.7 灵活移动性

3.3.8 网络频谱共享

3.3.9 邻近服务

3.3.10 无线mesh

3.4 5G智能无线网络

3.4.1 5G无线网络设计原则

3.4.2 5G无线网络逻辑架构

3.4.2.1 5G无线网络功能选择

3.4.2.2 5G无线网络逻辑架构

3.4.3 5G无线网络部署架构

3.4.3.1 5G无线网络物理架构

3.4.3.2 5G无线网络部署设计

3.5 典型场景下5G智能无线网络

3.5.1 热点高容量场景下5G智能无线网络

3.5.1.1 关键网络需求

3.5.1.2 网络功能选择

3.5.1.3 网络部署设计

3.5.2 低时延高可靠场景下5G智能无线网络

3.5.2.1 关键网络需求

3.5.2.2 网络功能设计

3.5.3 网络部署设计

第4章 无线网控制承载分离技术

4.1 引言

4.2 技术概念

4.3 宏微异构组网场景

4.3.1 多连接技术

4.3.2 移动性管理

4.3.3 连接增强技术

4.4 微微组网场景

4.4.1 虚拟分层技术

4.4.2 虚拟层覆盖扩展技术

4.4.3 多系统组网下控制与承载分离

第5章 多制式协作与融合技术

5.1 概述

5.2 移动网络与WLAN核心网侧互操作

5.2.1 技术方案

5.2.1.1 网络架构

5.2.1.2 系统间切换

5.2.2 相关研究

5.3 移动网络与WLAN无线网侧互操作

5.3.1 网络场景

5.3.2 技术方案

5.3.3 相关研究

5.3.3.1 WLAN/3GPP无线侧互操作

5.3.3.2 接入网控制的LTE/WLAN互操作增强

5.4 移动网络与WLAN无线网侧PDCP层融合

5.4.1 网络场景

5.4.2 共站部署技术方案

5.4.3 不共站部署技术方案

5.4.3.1 协议架构

5.4.3.2 网络接口

5.4.3.3 移动性

5.4.3.4 操作流程

5.4.4 相关研究

5.5 基于IPSec隧道的LTE/WLAN 无线集成

5.5.1 网络场景

5.5.2 技术方案

5.5.2.1 协议架构

5.5.2.2 操作流程

5.5.3 相关研究

5.6 基于MP-TCP的多连接技术

5.6.1 网络场景

5.6.2 技术方案

5.6.2.1 协议架构

5.6.2.2 技术特性

5.7 以UE为锚点的多制式协作技术

5.8 基于情景感知的多制式选择技术

第6章 5G网络资源管理

6.1 资源管理研究范畴

6.1.1 资源管理与垂直功能

6.1.1.1 切片资源管理

6.1.1.2 网络集中管理功能

6.1.1.3 无线节点管理功能

6.1.2 资源管理与水平概念

6.1.2.1 UDN

6.1.2.2 D2D

6.1.2.3 MMC

6.1.2.4 MN

6.1.2.5 URC

6.1.3 小结

6.2 UDN资源管理

6.2.1 UDN概述

6.2.2 干扰识别

6.2.3 干扰管理

6.2.3.1 UDN动态TDD的干扰管理

6.2.3.2 UDN基于控制与承载分离框架的无线资源管理

6.2.3.3 基于虚拟小区（virtual cell）的资源协调

6.2.3.4 毫微微组网下基于X2接口的分布式干扰管理

6.2.3.5 UDN场景中移动网络的干扰管理

6.2.3.6 小结

6.2.4 回传资源管理

6.2.4.1 自回传技术

6.2.4.2 混合分层回传

6.2.5 能耗管理

6.2.5.1 UDN中小小区激活与去激活

6.2.5.2 虚拟小区的节能机制

6.2.5.3 游牧小区的激活和去激活

6.2.5.4 小结

6.3 D2D无线资源管理

6.3.1 D2D技术概述

6.3.2 分簇化集中控制的5G网络D2D通信

6.3.3 集中控制的5G网络D2D通信无线资源管理研究

6.3.3.1 D2D设备发现

6.3.3.2 模式选择

6.3.3.3 功率控制

6.3.3.4 信道分配

6.4 MMC无线资源管理

6.4.1 降低碰撞风险的MMC高效接入方式

6.4.2 MMC类型的D2D连接

6.4.3 降低信令负荷的MMC接入方式

6.5 MN无线资源管理

6.5.1 基于D2D方式V2V通信中的资源分配和功率控制

6.5.2 基于网络辅助资源分配方式的直接V2V通信

6.6 Ad Hoc网络

第7章 移动边缘计算

7.1 MEC技术概述

7.1.1 MEC技术应用场景

7.1.2 MEC技术标准研究进展

7.2 MEC服务器平台

7.2.1 MEC平台部署策略

7.2.2 MEC平台框架

7.3 MEC技术基础与挑战

7.3.1 MEC技术基础

7.3.2 MEC技术挑战

7.4 MEC在5G网络中的应用

7.4.1 增强无线宽带场景

7.4.2 低时延高可靠场景

7.4.3 大规模MTC终端连接场景

7.4.4 MEC技术在5G网络中的其他应用

7.5 基于MEC技术的本地分流方案介绍

7.5.1 基于MEC技术的本地分流方案

7.5.2 LIPA/SIPTO本地分流方案

7.5.3 本地分流方案对比

7.5.4 基于MEC技术本地分流方案的挑战

7.6 MEC技术概念验证

7.6.1 概念验证环境

7.6.2 评估验证步骤及结果分析

7.7 小结

第8章 无线网络虚拟化技术

8.1 网络虚拟化概述

8.1.1 网络虚拟化概念

8.1.2 NFV

8.1.2.1 NFV技术概述

8.1.2.2 网络功能虚拟化用例

8.1.2.3 NFV框架

8.2 无线网络虚拟化概述

8.2.1 动机与触发点

8.2.2 虚拟化的维度与分类

8.2.2.1 平台虚拟化

8.2.2.2 资源虚拟化

8.2.3 无线网络虚拟化的若干层面

8.3 无线网络平台虚拟化

8.3.1 x86虚拟化技术

8.3.1.1 虚拟机模式[4]

8.3.1.2 CPU虚拟化[5]

8.3.1.3 内存虚拟化[5]

8.3.1.4 外设虚拟化[5]

8.3.2 基于通用处理器平台的虚拟化基站架构

8.3.3 BBU功能划分与硬件加速方案[7]

8.4 无线网络资源虚拟化

8.4.1 5G网络切片

8.4.2 基站资源切片

8.4.3 无线资源切片

8.5 技术挑战

8.5.1 挑战一：资源隔离

8.5.2 挑战二：控制信令与接口的标准化

8.5.3 挑战三：物理和虚拟资源的分配

8.5.4 挑战四：移动性管理

8.5.5 挑战五：网络管理

8.5.6 挑战六：安全性

第9章 频谱共享技术

9.1 独占授权式频谱分配

9.2 动态式频谱分配

9.2.1 相邻动态频谱分配

9.2.2 分片动态频谱分配

9.3 频谱共享

9.3.1 共存式频谱共享

9.3.2 覆盖式频谱共享

9.4 认知无线电系统

9.4.1 频谱检测

9.4.1.1 匹配滤波法

9.4.1.2 能量检测

9.4.1.3 循环平稳特性检测

9.4.2 频谱共享池

9.4.3 功率控制

9.5 授权的频谱共享（LSA）

9.5.1 LSA

9.5.2 LSA技术实现方式

9.6 LTE-U/LAA

9.6.1 LTE-U

9.6.2 LAA

9.6.3 LTE-U/LAA关键技术

9.6.3.1 集中调度技术

9.6.3.2 双连接技术

9.6.3.3 ICIC（干扰协调）技术

9.6.3.4 自适应重传请求技术

9.6.3.5 CA技术

9.6.3.6 信道共享技术

9.6.4 LTE-U/LAA部署场景