5G無線網絡技術與規劃設計

華信諮詢設計研究院有限公司是全國郵電系統首批6家甲級單位之一，持有國家建設部頒發的甲級通信、建築規劃、工程設計、技術諮詢證書和甲級工程總承包資質證書，同時持有國外承包工程經營許可證書，是中國通信標準研究組成員單位。獲獎項目1、國家優秀設計獎2、中國電信CN2網絡工程金獎3、中國電信CN2網絡工程可行性研究報告一等獎4、廣東移動TD-SCDMA無線網絡集成管理與資源分析一等獎5、中國電信北方十省市干線傳輸網高速北環網工程一等獎

汪丁鼎
碩士畢業於北京郵電大學，就職於華信諮詢設計研究院有限公司，任網絡規劃研究院副院長，教授級高級工程師，杭州市高新區2012-2013年度青年科技獎獲得者，擁有近20年的移動通信網絡規劃設計和諮詢工作經驗，編寫著作4本，主編參編國標2項、行標多項。

許光斌
碩士畢業於重慶郵電大學，就職於華信諮詢設計研究院有限公司，高級工程師兼副教授，杭州市131中青年人才，從事移動通信規劃設計、優化和管理等相關工作十餘年，編審國標、行標5項，申請發明專利5項，編寫著作2本，發表論文數十篇。

丁巍
畢業於浙江大學，現就職於華信諮詢設計研究院有限公司，高級工程師，MBA，中國電信集團青年崗位能手，擁有近12年移動通信網絡規劃設計和項目管理工作經驗，主編參編國標2項，編審國標、行標2項。另合著有《TD-LTE網絡規劃設計與優化》。

汪偉
碩士畢業於浙江大學，就職於華信諮詢設計研究院有限公司，任綜合院副總工程師，高級工程師，杭州市131中青年人才，中國通服物聯網產品及專業人才，從事移動通信規劃設計和工程項目管理等相關工作18年，參編國標1項，專著2本，發表論文十幾篇。

徐輝
1999年畢業於南京郵電學院，浙江大學工程碩士，擁有20年移動通信領域專業技術經驗。

第一章5G無線技術與系統

1.1 5G系統概述/ 1 

1.2 5G幀結構和物理資源/ 2 

1.2.1幀結構/ 2 

1.2.2資源單元及資源塊/ 4 

1.3上行物理信道及信號/ 5 

1.3. 1 PUCCH信道/ 6

1.3.2 PUSCH信道/ 7 

1.3.3 PRACH信道/ 8 

1.3.4上行SRS信號/ 9 

1.3.5上行DMRS信號/ 10 

1.3.6上行PTRS信號/ 11 

1.4下行物理信道及信號/ 12 

1.4.1 PDCCH信道/ 14 

1.4.2 PDSCH信道/ 15 

1.4.3 PBCH信道/ 17 

1.4.4下行DMRS信號/ 19 

1.4.5下行PTRS信號/ 21 

1.4.6下行CSI-RS信號/ 22 

1.5 5G系統主要協議/ 24 

1.5.1 MAC協議/ 24 

1.5.2 RLC協議/ 26 

1.5.3 PDCP協議/ 28 

1.5.4 RRC協議/ 29 

1.6 Massive MIMO天線技術/ 31 

1.6.1 Massive MIMO特性/ 31 

1.6.2 Massive MIMO的優勢和挑戰/ 33 

1.7 NOMA技術/ 37 

1.7.1概述/ 37 

1.7.2 NOMA原理/ 38 

1.8高頻通信毫米波技術/ 40 

1.8.1毫米波通信優劣/ 40

1.8.2毫米波大氣損耗衰減率/ 41 

1.9超密集組網技術/ 46 

1.10網絡切片技術/ 50 

1.10.1網絡切片概述/ 50 

1.10.2網絡切片按需定制的實現/ 53 

1.11同時同頻全雙工技術/ 54 

1.11.1概述/ 54 

1.11.2同時同頻全雙工技術優劣/ 55 

1.12 MEC技術/ 56 

1.12.1特徵/ 56 

1.12.2資源的聯合管理/ 64 

參考文獻/ 65 

第二章5G業務與場景

2.1移動通信業務發展歷程/ 67 

2.2 5G業務解析/ 69 

2.2.1 5G業務分類/ 70 

2.2.2 5G典型業務解析/ 73 

2.3 5G場景解析/ 76 

2.3.1 3GPP場景劃分/ 76 

2.3.2中國IMT-2020（5G）推進組場景劃分/ 80 

2.3.3 5G場景劃分對比分析/ 83 

2.4 5G場景業務模型/ 85 

2.4.1業務模型關鍵指標/ 85 

2.4.2場景業務模型建模/ 86 

參考文獻/ 94 

第三章基站覆蓋能力分析

3.1概述/ 97 

3.2 5G頻率/ 97 

3.2.1 ITU和國內移動通信頻率資源劃分/ 97 

3.2.2 5G頻率資源及分配/ 100 

3.3 5G網絡覆蓋影響因素/ 103 

3.3.1覆蓋影響因素/ 103 

3.3. 2鏈路預算參數/ 105 

3.4 5G鏈路預算/ 120 

3.4.1鏈路預算/ 120 

3.4.2鏈路預算分析/ 122 

3.5 5G頻段電波傳播模型/ 126 

3.5.1常用傳播模型/ 126 

3.5.2校正後的傳播模型/ 129 

3.6 5G基站覆蓋能力/ 131 

3.7 5G覆蓋的上下行平衡和優化/ 132 

3.7.1上下行鏈路平衡/ 132 

3.7.2覆蓋和容量的相互影響和製約/ 133 

3.7. 3鏈路預算的平衡與優化/ 134 

參考文獻/ 135 

第四章基站容量能力分析

4.1概述/ 137 

4.2 5G基站容量影響因素/ 138 

4.2.1載頻帶寬/ 138 

4.2.2業務類型和質量要求/ 138 

4.2.3網絡覆蓋質量/ 139 

4.3從資源到容量/ 140

4.3.1資源/ 140 

4.3.2 CQI / 143 

4.3.3 MCS映射/ 145 

4.3.4瀑布曲線/ 148 

4.3.5鏈路開銷/ 149 

4.3.6傳輸塊的大小/ 155 

4.3.7容量計算舉例/ 158 

4.4基站容量能力分析/ 158 

4.4.1單小區理論峰值容量/ 159 

4.4.2單小區平均吞吐量/ 160 

4.5場景容量能力分析/ 162 

4.5.1 eMBB / 162 

4.5.2 mMTC / 163 

4.5.3 uRLLC / 163 

4.5.4網絡切片容量/ 164 

4.6小區容量的優化/ 164 

參考文獻/ 167 

第五章5G無線網絡規劃

5.1概述/ 169 

5.1.1規劃原則/ 169 

5.1.2無線網絡規劃內容/ 171 

5.1 .3無線網絡規劃流程/ 172 

5.1.4 5G無線網絡規劃新特性/ 174 

5.2 5G網絡規劃方法/ 175 

5.2.1網絡定位和建設策略/ 175 

5.2.2業務需求和網絡規劃目標的銜接/ 175

5.2.3網絡規劃目標/ 176 

5.2.4規劃目標的實施/ 179 

5.3 5G覆蓋規劃/ 180 

5.3.1頻率規劃/ 180 

5.3.2覆蓋區域劃分/ 181 

5.3.3面、線、點覆蓋規劃/ 183 

5.3.4基於大數據的網絡覆蓋規劃/ 185 

5.4 5G容量規劃/ 188 

5.4.1容量規劃概述/ 188 

5.4.2容量評估和資源利用率評價/ 190 

5.4.3容量規劃擴容/ 192 

5.4.4基於感知的網絡容量規劃/ 193 

5.5 5G組網技術/ 199 

5.5.1組網技術/ 199 

5.5.2 CU+DU+AAU組網/ 200 

5.5.3宏微結合超密集組網/ 202 

5.6 5G基站參數規劃/ 203 

5.6.1 PCI規劃/ 203 

5.6.2 TA規劃/ 205 

5.6.3鄰區規劃/ 206 

5.6.4傳輸帶寬需求測算/ 207 

5.7 5G基站與其他系統的干擾協調/ 211 

5.7.1通信系統間的干擾/ 211 

5.7.2干擾分析/ 212 

5.7.3 5G系統與其他系統的隔離距離/ 216

5.7.4系統間的干擾抑制/ 219 

5.8無線網絡規劃仿真/ 220 

5.8.1 5G關鍵技術對仿真的影響/ 220 

5.8.2 SS-RSRP覆蓋預測的仿真配置/ 221 

5.8.3 SS-RSRP覆蓋仿真準確性驗證

案例/ 223 

5.8.4仿真規劃案例/ 225 

參考文獻/ 229 

第六章5G無線網絡設備

6.1 5G移動通信系統的需求/ 231 

6.1.1 5G的業務需求/ 231 

6.1.2 5G的運營需求/ 232 

6.1.3 5G的指標需求/ 233 

6.2網絡架構演進對設備影響/ 234 

6.2.1 5G網絡架構/ 234 

6.2.2 5G無線網設備演進方向/ 250 

6.3性能指標要求對設備的影響/ 267 

6.3 .1高頻通信設備/ 267 

6.3.2大規模天線/ 275 

6.4目前5G無線網絡設備典型產品/ 285 

參考文獻/ 286 

第七章5G無線網絡設計

7.1總體要求/ 289 

7.1.1總體原則/ 289 

7.1 .2設計內容/ 290 

7.2基站選址與勘察/ 291

7.2.1選址總體原則/ 291 

7.2.2 SSUP選址辦法/ 293 

7.2.3基站勘察/ 296 

7.2.4基站選址/ 301 

7.3基站系統設計/ 302 

7.3.1基站主設備及機房設計/ 302 

7.3.2基站配套改造設計/ 306 

7.4 C-RAN組網接入匯聚機房和前傳

承載網設計/ 311 

7.4.1 C-RAN組網設計/ 311 

7.4.2接入匯聚機房/ 312 

7.4.3前傳承載網/ 314 

7.5共建共享/ 315 

7.5.1共建共享原則/ 315 

7.5.2通信基礎資源共建共享/ 316 

7.5.3社會資源共建共享/ 319 

參考文獻/ 323 

第八章5G室內覆蓋系統設計

8.1室內覆蓋系統概述/ 325 

8.1.1室內覆蓋系統概念/ 325 

8.1.2分佈系統的分類/ 326 

8.1.3分佈系統的結構/ 328 

8.2 5G室內覆蓋系統解決方案/ 335 

8.2.1室內信號傳播模型/ 335 

8.2.2室內傳播模型的校正/ 341 

8.2.3 5G室內覆蓋系統使用的

頻率/ 344 

8.2.4 5G室內覆蓋系統方案選擇原則/ 344 

8.2.5 5G室內覆蓋系統解決方案分析/ 345 

8.3室內覆蓋系統設計流程/ 351 

8.3.1總體流程/ 351 

8.3.2設計準備工作/ 352 

8.3.3設計工作/ 358 

8.3.4單站設計流程/ 364 

8.3.5站點現場勘察/ 366 

8.3.6室內模擬測試/ 367 

參考文獻/371 

縮略語/ 372 

附錄

附錄（一）：5G系統架構/ 376 

附錄（二）：5種5G幀結構/ 383 

附錄（三）：時隙格式/ 384 

附錄（四）：前導格式/ 386 

附錄（五）：PDSCH的MCS索引/ 389 

附錄（六）：空間复用碼字映射/ 392 

附錄（七）：物理過程/ 394 

附錄（八）：Massive MIMO天線陣列及部署/ 402 

附錄（九）：NOMA應用場景/ 403 

附錄（十）：無線電波衰減率/ 404 

附錄（十一）：超密集網絡的干擾控制/ 407 

附錄（十二）：網絡切片實現問題和挑戰/ 408

附錄（十三）：同時同頻全雙工技術自乾擾抑制抵消/ 410 

附錄（十四）：MEC技術面臨的問題和應用/ 412