5G NR 物理層規劃與設計

張建國

高級工程師，杭州市高級人才，碩士畢業於南京郵電大學，
現任職於華信諮詢設計研究院有限公司，從事移動通信規劃設計、
優化等相關工作，熟悉2G、3G、4G、物聯網、車聯網、
5G的基本原理以及應用，開展過多次技術培訓工作。
編寫行業標準1項，編寫著作3部，公開發表論文20篇以上。

楊東來

工程師，本科畢業於北京郵電大學通信工程專業，
浙江工業大學工程碩士學位。
現任職於華信諮詢設計研究院有限公司，
長期從事無線網絡規劃與設計、技術研究和項目管理工作，
在移動通信領域4G網絡工程設計和概預算等方面有豐富的經驗。

徐恩

高級工程師，PMP，中國人民大學MBA碩士學位，
2013年度獲評全國優秀通信設計工作者。
現任職於華信諮詢設計研究院有限公司，任無線設計研究院副院長，
從事移動通信規劃諮詢、工程設計的項目管理工作，
相關項目十次獲得工信部、中國工程諮詢協會、
中國通信企業協會的獎項，公開發布專業論文7篇。

嚴國軍

通信高級工程師，畢業於廈門大學計算機科學系，
本科學歷，現任職於華信諮詢設計研究院有限公司，
長期從事移動通信規劃設計和網絡優化工作，
先後負責過2G、3G、4G無線網設計大型項目。
熟悉無線參數優化、地理信息系統二次開發。

目錄  
第一章移動通信發展歷程  
1.1移動通信系統/ 1  
1.1.1 2G的發展歷程/ 1  
1.1.2 3G的發展歷程/ 4  
1.1.3 4G的發展歷程/ 9  
1.1.4 5G的發展歷程/ 12  
1.2通信標準的編制過程/ 12  
1.3 5G NR標準體系架構綜述/ 15  

*二章5G系統概述  
2.1 5G的需求/ 21  
2.2 5G NR物理層架構設計/ 24  
2.3 NG-RAN的架構/ 31  
2.3.1整體架構/ 31  
2.3.2網元功能/ 31  
2.3.3網絡接口/ 34  
2.3.4無線協議架構/ 35  
2.3.5邏輯信道、傳輸信道和物理信道/ 39  
2.4 5G網絡部署模式/ 42  
2.4.1 SA架構/ 42  
2.4.2 NSA架構/ 44  
2.4.3 SA架構和NSA架構的綜合比較/ 48  
2.4.4演進路線/ 50  
2.5 CU和DU的切分/ 53  
2.5.1 CU-DU架構標準/ 53  
2.5.2 CU-DU切分選項/ 56  
2.5.3 CU-DU切分對前向回傳的影響/ 63  

第三章5G頻譜和信道安排  
3.1工作頻段/ 71  
3.2信道帶寬/ 76  
3.3信道安排/ 83  
3.3.1信道間距/ 83  
3.3.2信道柵格/ 83  
3.3.3同步柵格/ 89  

第四章幀結構、物理資源和序列產生  
4.1參數集（numerology） / 97  
4.2幀結構/ 102  
4.2.1幀和子幀/ 102  
4.2.2時隙和OFDM符號/ 102  
4.2.3時隙配置/ 105  
4.2.4幀結構的選擇/ 114  
4.3物理資源/ 119  
4.3.1天線端口/ 119  
4.3.2資源網格和資源單元/ 120  
4.3.3資源塊/ 122  
4.3.4 BWP / 126  
4.4序列產生/ 132  
4.4.1偽隨機序列的產生/ 133  
4.4.2低峰均比序列的產生/ 133  

第五章下行物理信道和信號  
5.1 SS/PBCH塊/ 138  
5.1.1 SS/PBCH塊/ 139  
5.1.2 PSS和SSS / 147  
5.1.3 PBCH和PBCH的DM-RS / 149  
5.2 PDCCH / 152  
5.2.1 CORESET / 153  
5.2.2搜索空間/ 159  
5.2.3 DCI / 166  
5.2.4 RNTI / 175  
5.2.5 UE監聽Type0-PDCCH公共搜索空間的過程/ 176  
5.2.6 PDCCH容量能力分析/ 184  
5.3 PDSCH / 188  
5.3.1 PDSCH的物理層處理過程/ 188  
5.3.2 PDSCH時域資源分配/ 192  
5.3.3 PDSCH頻域資源分配/ 200  
5.3.4 PDSCH的DM-RS / 207  
5.3.5 PDSCH的PT-RS / 221  
5.3.6確定調製階數、目標編碼速率、RV和TBS / 224  
5.3.7基於CBG的PDSCH傳輸/ 232  
5.3.8 PDSCH資源映射/ 234  
5.3.9 PDSCH的峰值速率分析/ 237  
5.4 CSI-RS / 239  
5.4.1 CSI-RS的結構/ 240  
5.4.2 CSI-RS時頻域資源/ 248  

第六章上行物理信道和信號  
6.1 PRACH / 252  
6.1.1隨機接入序列的產生/ 252  
6.1.2 PRACH格式/ 258  
6.1.3 PRACH時頻域資源/ 262  
6.2 PUCCH / 268  
6.2.1序列和循環移位的跳頻/ 269  
6.2.2 PUCCH格式0 / 271  
6.2.3 PUCCH格式1 / 274  
6.2.4 PUCCH格式2 / 278  
6.2.5 PUCCH格式3和4 / 280  
6.2.6 PUCCH資源集/ 286  
6.2.7 UE在PUCCH上報告UCI的過程/ 293  
6.3 PUSCH / 297  
6.3.1 PUSCH的物理層處理  
過程/ 298  
6.3.2 PUSCH時域資源分配/ 300  
6.3.3 PUSCH頻域資源分配/ 302  
6.3.4 PUSCH的頻率跳頻/ 303  
6.3.5 PUSCH的DM-RS / 305  
6.3.6 PUSCH的PT-RS / 309  
6.3.7確定調製階數、目標編碼速率、RV和TBS / 311  
6.3.8 PUSCH的資源映射/ 315  
6.3.9 PUSCH的峰值速率分析/ 315  
6.4 SRS / 316  
6.4.1 SRS的結構/ 317  
6.4.2 SRS配置/ 325  
6.4.3 SRS的觸發過程/ 327  
6.4.4通過SRS獲得DL CSI / 329  

第七章物理層過程  
7.1初始小區搜索過程/ 333  
7.2隨機接入過程/ 335  
7.2.1隨機接入前導（Msg1） / 338  
7.2.2隨機接入響應（Msg2） / 343  
7.2.3 RAR UL授權調度PUSCH  
（Msg3） / 345  
7.2.4攜帶UE競爭地址的PDSCH  
（Msg4） / 345  
7.2.5隨機接入過程小結/ 346  
7.3波束管理過程/ 347  
7.3.1下行波束指示過程/ 348  
7.3.2上行波束指示過程/ 351  
7.3.3波束失敗恢復/ 352  
7.3.4準共址關係/ 353  
7.4 UE上報CSI的過程/ 355  
7.4.1 CSI的資源設置/ 357  
7.4.2 CSI的報告設置/ 366  
7.4.3 CSI報告的內容/ 375  
7.4.4基於PUSCH的CSI上報/ 381  
7.4.5基於PUCCH的CSI上報/ 383  

縮略語/ 384  
參考文獻/ 393