前言
全球5G商用网络正在加速推进,整个产业链也在逐步走向成熟。2020年3月4日,中共中央政治局常务委员会召开会议,强调“要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”,5G做为新基建已提升到国家发展战略的地位。移动通信系统从第一代到第五代,经历了迅猛的发展,现实网络逐步形成了包含2G/3G/4G网络以及WLAN在内多种无线制式的复杂现状,5G网络要如何与现有网络和业务更好地融合?5G网络全面虚拟化(云化),在带来功能灵活性的同时,也带来很多技术和工程难题。5G高频网络较小的覆盖范围对站址和工参规划的精度提出了更高的要求。这些是5G网络建设者必须认真思考和探索的问题。
作为能够同时满足多种类、多层次需求的网络,5G网络整体是什么样的?具体来说,5G网络的各个子系统、子网络是怎样运作的?这些子系统、子网络的组成和结构如何?是什么样的技术和机制为5G的各种功能和特性赋能并提供保证?这些技术、机制、功能、特性又以什么样的形态呈现在5G网络上?如何将这些形态落实到现实世界中提供给用户使用?5G技术又该被怎样运用才能发挥其预期作用?这些就是本书希望介绍给读者的内容。
本书作者均来自通信网络咨询、规划与设计一线,长期跟踪移动通信技术和网络的发展和演进。自2013年中国IMT-2020(5G)推进组成立,广东省电信规划设计院有限公司的技术团队就同步开启了对5G技术的跟踪和研究、对5G网络的思考和预研;2017年年底以来,技术团队参与了国家发展和改革委员会推动的新一代信息基础设施建设工程5G规模组网试点项目的通信运营商落地实施、深圳市为建设中国特色社会主义先行示范区而部署的5G行业应用试验网的规划设计、通信运营商5G商用网络的前期准备和规划设计、部分行业用户5G应用试点示范项目的咨询和设计等一系列有意义的工作,积累了不少成果和经验,这些也是本书希望分享给读者的内容。
本书介绍了5G的发展历程、愿景、网络关键性能指标、标准等基础性内容和5G频谱这个重要的限制性资源的发展状况,描述了5G网络架构重构的思路和技术,以及在此思路的指导下重新构建出的网络服务化架构及主要功能实体,还介绍了5G网络的部署和演进部分内容。书中涉及了5G核心网的内容,在技术层面主要介绍了网络切片和多接入边缘计算这两个5G主要特征,在网络建设层面分享了独立组网(Standalone,SA)核心网建设要点、规划设计流程和算法以及非独立组网(Non-Standalone,NSA)过渡方案等经验和成果。以5G无线网功能需求为起点逐一介绍了超密集组网、无线网控制与承载分离、小区虚拟化、无线网络资源管理、终端直连、网络频谱共享等关键技术,还介绍了5G空口中接口技术的协议栈、关键技术和空口信道等主要内容,详细介绍了大规模天线技术的发展和理论基础、大规模多进多出(Massive Multiple-Input Multiple-Output,Massive MIMO)技术的理论、传输方案和应用场景;在网络建设层面主要分享了5G无线网规划设计的经验和成果,包括规划的流程和方法、仿真的关键流程和参数、网络部署方式、当前典型的基站设备类型、基站设计、设计文件及概预算编制、5G室内分布系统设计、5G网络对承载网的需求等实用性内容。同时梳理了近年来我国多地政府为推动5G快速发展所发布的引领性规划、行动方案、特色应用示范和保障措施,介绍了5G技术与物联网、大数据、云边协同、人工智能、增强现实/虚拟现实(Augmented Reality/Virtual Reality,AR/VR)等新技术的融合应用,以及赋能多种新应用的可能性、远景和当前的尝试等内容。
全书由广东省电信规划设计院有限公司的技术团队通力合作完成。整体框架由涂进、蓝俊锋、张宇、牛冲丽策划。第1、4、5章由蓝俊锋、牛冲丽、李可才编写;第2、3、7章由余永聪、彭健编写;第6章由吴龙照、苏艳涛编写;第8章由罗宏、麦磊鑫、吴伟辉、李希哲编写;第9章由殷涛编写。全书由牛冲丽统稿,由蓝俊锋、涂进审核。同时,感谢黄伟如、郑建飞、陈运动等领导的支持,感谢曾沂粲、陶志强等专家对本书的指导。
通信技术发展一日千里,通信网络千变万化,5G应用日新月异,作者从咨询规划这一隅尝试着对其做的管窥之举难免有所疏漏和不足,敬请读者不吝赐教、批评指正。
广东省电信规划设计院有限公司
2021年5月