5G 隨機接入增強技術
田力 袁弋非 張峻峰 丘徵虹
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商品描述
本書針對5G主要應用場景和性能指標，詳細描述了5G系統的初始接入和隨機接入過程。作為3GPP Rel-15的四步隨機接入的增強，對3GPP Rel-16兩步隨機接入的標準化方案做了較為系統的論述，包含物理層和高層的設計，並且涉及非授 權頻譜NR-U中的隨機接入增強，以及 3GPP Rel-17的非連接態的小數據分組傳輸增強技術的一些設計考慮和模擬評估。
本書適合從事無線通信的科技和工程人員、工科大學師生閱讀，也可以作為工程技術及科研教學的參考書。
作者簡介
田力
同濟大學本碩博畢業，意大利博洛尼亞大學聯合培養博士。
2015年至今在中興通訊擔任無線標準技術總監，移動網絡和移動多媒體技術國家重點實驗室成員，負責5G物理層關鍵技術的研究和標準推進。
興趣方向包括：信道建模、非正交多址、隨機接入、非授權頻譜等。
擔任3GPP Rel-16 NR 2-Step RACH立項報告人。
發表學術論文40餘篇，申請百餘項發明專利，並多次擔任各類學術會議主題演講嘉賓。
袁弋非
國家特聘專家。
清華大學本科和碩士畢業，美國卡內基-梅隆大學博士畢業，2000-2008年在朗訊（後合併為阿爾卡特-朗訊）從事3G和4G關鍵技術研究。
2008年-2020年在中興通訊擔任無線標準技術總監，負責4G和5G的關鍵技術研究和標準推進。
2020年中國移動擔任首席專家，負責5G和6G前沿技術研究及標準化，已出版4G和5G的專著7部。
IEEE資深會員，擔任漢斯《無線通信》期刊主編，China Communications和Communications Letters編委。
張峻峰
天津大學碩士畢業，1999年至今在中興通訊從事無線算法和標準化工作，先後負責UMTS、LTE、5G NR等標準協議中多個技術方向的研究和標準推進工作。
興趣方向包括：隨機接入、同步信號、參考信號、跳頻、CoMP、URLLC等。
申請了多項專利，並有兩件專利榮獲國家發明專利金獎。
邱徵虹
同濟大學本科和碩士畢業，西班牙馬德里理工大學聯合培養碩士。
2018年至今在中興通訊從事無線標準技術預研工作，負責5G關鍵技術的研究和標準推進，申請專利十餘項。
興趣方向包括：隨機接入、衛星通訊、2小化路測和網優等。
目錄大綱
第1章5G概述1
1．1蜂窩通信系統的演進2
1．2第五代蜂窩通信4
1．2．1典型場景和設計指標5
1．2．2 5G NR標準化演進7
1．3信道接入機制8
1．3．1基於調度的信道接入機制9
1．3．2基於競爭的信道接入機制10
1．4小結11
第2章NR初始接入設計13
2．1概述14
2． 2小區搜索過程14
2．3下行同步信道及信號16
2．3．1同步廣播塊集合16
2．3．2同步廣播塊21
2．3．3主同步信號22
2．3．4輔同步信號23
2．3．5物理廣播信道24
2．3．6其他系統消息25
第3章隨機接入信道37
3．1 ZC序列及其檢測性能38
3．2前導序列設計39
3．3 PRACH資源分配47
3．4 RACH OFDM符號生成51
第4章Rel-15隨機接入過程53
4．1基本過程概述54
4．2物理層過程57
4．2．1 Msg1隨機接入前導57
4．2．2 Msg2隨機接入反饋59
4．2．3 Msg3 PUSCH數據60
4．2．4 Msg4競爭解決63
4．3重傳及功率控制63
4．3．1 PRACH功率控制64
4．3．2 Msg3 PUSCH功率控制65
4．4高層過程67
4．4．1隨機接入初始化67
4． 4．2 Msg1資源選擇69
4．4．3 Msg2接收71
4．4．4 Msg2內容與格式73
4．4．5競爭解決76
第5章Rel-16兩步隨機接入增強79
5．1基本原理80
5．2整體流程81
5．3信道結構83
5．3．1 MsgA信道結構83
5．3．2 MsgA資源選擇92
5．3．3 MsgB反饋與接收96
5．3．4競爭解決102
5．4功率控制103
5．4．1 MsgA PRACH功率控制103
5．4．2 MsgA PUSCH功率控制104
5．4．3回退情況下的功率控制105
5．5接收機設計107
5．5．1前導檢測107
5． 5．2數據譯碼107
5．6仿真評估109
5．6．1評估指標和仿真假設109
5．6．2 MsgA數據承載評估112
5．6．3信令開銷評估118
5．6．4功耗評估119
5．6．5時延評估120
5．6．6可靠性評估122
5．7基於人工智能的RACH增強展望125
第6章非RRC連接態的小數據分組傳輸127
6．1 RRC非激活狀態介紹128
6．1．1 RNA更新129
6．1．2 RRC狀態切換132
6．2基於兩步RACH的小數據分組傳輸135
6．2．1涉及控制面的數據傳輸135
6．2． 2不涉及控制面的數據傳輸137
6．3非正交多址接入增強138
6．3．1非正交多址基本原理138
6．3．2非正交多址發射端設計方案141
6．3．3非正交多址接收機設計148
6．4仿真評估150
6．4．1評估方案150
6．4．2仿真假設153
6．4．3評估結果154
第7章非授權頻譜中的信道接入157
7．1非授權頻譜接入的演進158
7．2 LAA/NR-U部署場景159
7．2．1 LAA部署場景159
7．2．2 NR-U部署場景160
7．3 LBT接入方式160
7．3．1信道接入過程160
7．3．2信道/信號的LBT機制164
7．3．3 COT共享165
7．3．4連續傳輸166
7．3．5循環前綴擴展167
7．3．6 LBT類型指示167
7．3．7競爭窗調整170
7．3．8能量檢測門限170
7．3．9 FBE模式下的信道接入172
7．4前導序列的設計173
7．4．1設計目標及候選方案173
7．4．2評估指標176
7．4．3各候選方案性能評估178
7．4．4標準化進展194
7．5 NR-U與Wi-Fi共存評估202
7．5．1評估方法和目的202
7．5．2評估場景和參數203
7．5．3性能評估指標207
7．5．4評估結果207
縮略語213
參考文獻217
