5G無線網絡優化技術原理與工程實踐

孙中亮

中信科移动通信技术股份有限公司教育业务总监、高 级工程师。全 国工业和信息化职业教育教学指导委员会通信职业教育教学指导分委员会专业建设专门工作委员会委员。一直致力于通信技术研究、移动通信产品开发测试及通信网络运维工作，具有通信工程项目全交付周期管理经验。完成教育 部协同育人项目申报立项100余项，主持完成3G/4G/5G移动通信工程关键技术验证项目11项。申请发明专利26篇。开发教材4部。

王俊

工学博士、教授，国家一 流课程负责人，空天电子信息国家 级实验教学示范中心（北京航空航天大学）主任、空天电子信息国家 级虚拟仿真实验教学中心主任、华北地区电工电子实验教学中心联席会主任。主要从事软件无线电、智能感知、信号处理等方面的研究工作。先后主持国家自然科学基金、“973”项目、“863”项目、重点实验室基金、院所项目等70余项，发表论文120篇（SCI收录30篇），获批发明专利31项。

闫光辉

现任中信科移动培训中心高 级讲师、培训教学主管，先后从事3G、4G和5G相关的工作，对移动通信行业有深入的研究，曾多次参与并主导5G网络规划及优化项目，对5G网络规划及优化有深入的了解，近几年主要从事5G技术培训及校企融合相关工作、对5G标准及演进、5G技术原理及5G+垂直行业应用等有深入的研究。

段景山

电子科技大学信息与通信工程学院教授级高 级实验师，通信与信息系统国家 级实验教学示范中心实验教学教授，主要研究方向聚焦于无线自组网技术、工业互联网络安全技术等。作为主研人员主持或参与国家、省级科技重大专项课题十余项。长期工作在本科教学一线，先后承担10余门课程教学工作。

许宏敏

中信科移动规划优化高 级工程师，毕业于重庆邮电大学。主持并撰写《TD-SCDMA无线网络优化原理及方法》。二十多年从事移动通信研发、测试、培训等工作，历经3G/4G/5G移动通信系统发展，对移动通信系统有深刻理解。

李雪

教授，现任武汉职业技术学院电子信息工程学院副院长，现代通信技术专业带头人，国家通信技术专业教学标准和实训教学标准制定专 家，国家课程思政示范课负责人，国家 级课程思政教学名师和团队负责人，职业教育国家在线精品课程负责人，中兴认证讲师（移动通信技术方向），教育 部高等职业教育创新发展行动计划认定的骨干专业带头人。

第 1章　5G無線網絡優化概述 001

1.1　無線網絡優化的概念　002

1.1.1　無線網絡優化的定義及必要性　002

1.1.2　無線網絡優化的目標　002

1.1.3　無線網絡優化分類　004

1.2　無線網絡優化工程師崗位及項目管理　005

1.2.1　工程師崗位及職責　005

1.2.2　無線網絡優化工程師技能要求　006

1.2.3　無線網絡優化項目管理　008

1.3　無線網絡優化工具　013

1.3.1　無線網絡優化工具軟件概述　013

1.3.2　測試工具及軟件　014

1.3.3　輔助優化工具　016

1.3.4　地圖信息系統工具　018

1.3.5　基站側信令採集及分析工具　019

1.3.6　Wireshark　022

1.3.7　操作維護中心（OMC）　024

思考與練習　030

工程實踐及實驗　030

第　2章 5G無線網絡優化理論基礎　031

2.1　5G網絡架構及組網方案　032

2.1.1　5G網絡架構及接口　032

2.1.2　5G三大應用場景　037

2.1.3　5G應用場景組網解決方案　038

2.2　5G 空口技術　041

2.2.1　5G頻域資源　041

2.2.2　5G時域資源　047

2.2.3　5G下行物理通道與信號　049

2.2.4　5G上行物理通道與信號　056

2.3　5G物理層過程　060

2.3.1　物理層過程概述　060

2.3.2　小區搜索　061

2.3.3　小區選擇和重選　064

2.3.4　隨機接入　069

2.3.5　功率控制　072

2.3.6　波束管理　077

2.4　5G信令流程　080

2.4.1　5G信令基礎　080

2.4.2　5G系統消息讀取　082

2.4.3　5G尋呼過程　084

2.4.4　RRC建立過程　086

2.4.5　上下文建立過程　087

2.4.6　PDU會話建立過程　088

2.4.7　測量與移動性管理過程　089

2.5　5G無線網絡KPI　093

2.5.1　KPI概念　093

2.5.2　KPI定義　094

2.5.3　KPI獲取　099

2.5.4　KPI優化分析流程　101

思考與練習　102

工程實踐及實驗　102

第3章　5G無線網絡工程優化　105

3.1　概述　106

3.2　無線網絡測試　106

3.2.1　無線網絡測試的概念　106

3.2.2　無線網絡測試流程　107

3.2.3　無線網絡測試關鍵參數　115

3.3　單站驗證　120

3.3.1　單站驗證的概念　120

3.3.2　單站驗證準備　120

3.3.3　單站驗證步驟　121

3.3.4　單站驗證報告輸出　125

3.4　簇優化　126

3.4.1　簇優化工作流程　126

3.4.2　簇優化準備　126

3.4.3　簇優化內容和步驟　128

3.4.4　簇優化驗證標準及輸出結果　130

思考與練習　132

工程實踐及實驗　132

第4章　5G無線網絡專題優化　133

4.1　覆蓋優化　134

4.1.1　覆蓋基礎理論　134

4.1.2　影響覆蓋的主要因素　135

4.1.3　覆蓋問題分析思路　137

4.1.4　覆蓋問題案例　144

4.2　乾擾優化　148

4.2.1　乾擾基礎理論　148

4.2.2　乾擾來源分析　150

4.2.3　乾擾問題分析　157

4.2.4　乾擾問題案例　159

4.3　接入優化　163

4.3.1　接入基礎理論　163

4.3.2　接入失敗原因分析　174

4.3.3　接入問題分析思路　176

4.3.4　接入問題案例　179

4.4　切換優化　181

4.4.1　切換基礎理論　181

4.4.2　切換問題分類　185

4.4.3　切換問題分析思路　187

4.4.4　切換問題案例　189

4.5　速率優化　193

4.5.1　速率基礎理論　193

4.5.2　影響速率的主要因素　201

4.5.3　速率問題分析思路　207

4.5.4　速率異常問題案例分析　210

思考與練習　214

工程實踐及實驗　214

第5章　5G無線網絡語音優化　215

5.1　5G 語音業務解決方案　216

5.2　5G VoNR業務流程　219

5.2.1　VoNR協議棧介紹　219

5.2.2　VoNR數據承載　221

5.2.3　VoNR語音流程　222

5.3　5G EPS Fallback業務流程　226

5.3.1　EPS Fallback過程機制　226

5.3.2　EPS Fallback 4種方式比較　227

5.3.3　EPS Fallback 快速返回機制　228

5.4　5G 語音業務優化思路　230

5.4.1　VoNR接通優化　230

5.4.2　VoNR掉話優化　232

5.4.3　VoNR 切換優化　233

5.4.4　VoNR時延優化　234

5.4.5　VoNR MOS優化　235

5.5　5G 語音業務案例　238

思考與練習　240

工程實踐及實驗　241

第6章　5G無線網絡智能優化　243

6.1　5G網絡智能運維優化需求　244

6.1.1　5G網絡運維優化的特點　244

6.1.2　5G網絡運維優化面臨的挑戰　245

6.1.3　5G網絡智能運維優化策略　247

6.2　人工智能賦能5G網絡運維優化　248

6.2.1　人工智能概述　248

6.2.2　人工智能在5G網絡運維優化中的作用　249

6.2.3　人工智能在5G網絡運維優化中的應用場景　251

6.2.4　人工智能在5G網絡運維優化中面臨的挑戰　254

6.3　5G網絡智能運維優化平臺　254

6.3.1　5G網絡智能運維優化平臺建設需求　254

6.3.2　5G網絡智能運維優化平臺架構　255

6.3.3　5G網絡智能運維優化平臺功能　256

6.3.4　5G網絡智能運維優化平臺應用案例　257

6.4　5G無線網絡智能運維優化實踐案例　257

6.4.1　大規模天線波束智能尋優實踐　257

6.4.2　5G網絡智能節能實踐　262

思考與練習　266

工程實踐及實驗　266

縮略語　267

參考文獻　275