前  言

移动通信和互联网这两个发展最快、创新最活跃领域的融合产生了巨大的发展空间,创新的业务模式、商业模式层出不穷,甚至在不断改变整个信息产业的发展模式。

移动互联网是移动网络与互联网融合的产物,随着两者融合的扩大和深入,逐渐成为更具移动特性的、能够深入到人们生产生活的网络与服务体系。移动互联网以手机、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、专用移动互联网终端等作为终端,以移动通信网络(包括2G、3G、4G等)或无线局域网(WiFi)、无线城域网(WiMAX)作为接入手段,直接或通过无线应用协议(WAP)访问互联网并使用互联网业务。

摩根斯坦利认为,移动互联网是继大型机、小型机、个人电脑、桌面互联网之后第五个信息产业的发展周期,是当今信息产业竞争最为激烈、发展最为迅速的领域。移动互联网带来的跨界融合甚至改变了信息通信产业的发展模式——移动互联网已经完全改变了移动智能终端制造领域,又在深刻改变着电信业的游戏规则。

2005年,在信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟发布了《ITU互联网报告2005:物联网》。报告指出,无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体,从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别(RFID)技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。

移动终端向智能化、多媒体化发展。移动终端所支持的业务功能更加丰富。移动智能终端已经成为全球最大消费电子产品分支,深刻改变着全球终端产业布局。其快速放量引领了全球消费电子产品的发展。

在生活中,无论在汽车上、地铁上、十字路口、休闲场所,低头族的出现已成为一种普遍现象。人们从移动互联网中便捷地获取丰富的资讯,并进行各种娱乐活动。

面对移动互联网和物联网等新型业务发展需求,未来的5G系统需要满足各种业务类型和应用场景。一方面,随着智能终端的迅速普及,移动互联网在过去的几年中在世界范围内发展迅猛,面向2020年及未来,将进一步改变人类社会信息的交互方式,为用户提供增强现实、虚拟现实等更加身临其境的新型业务体验,从而带来未来移动数据流量的飞速增长;另一方面,物联网的发展将传统人与人通信扩大到人与物、物与物的广泛互联,届时,智能家居、车联网、移动医疗、工业控制等应用的爆炸式增长,将带来海量的设备连接,最终实现“信息随心至,万物触手及”的5G总体愿景。

当前,5G已成为全球业界研发的焦点。世界上主要的标准化组织有ITU-R、3GPP、NGMN等。中国、欧盟、日本、韩国、美国等国家和地区纷纷成立相关组织,凝聚各方力量,积极开展5G的研究和标准化工作。

5G移动通信系统不是简单的以某个单一技术或某些业务能力来定义的。5G将是一系列无线技术的深度融合。它不但关注更高速率、更大带宽、更强能力的无线空口技术,而且更关注新的无线网络架构。5G将是融合多业务、多技术,聚焦于业务应用和用户体验的新一代移动通信网络。

本书是介绍第五代移动通信技术(5G)的书籍。全书共分8章。第1章概述移动通信的发展历史、4G(LTE)面临的挑战及5G技术的研究与标准化。第2章介绍5G愿景与需求,包括5G的需求、5G的愿景、5G网络的性能及5G的应用。第3章阐述5G的无线技术,包括多址技术、双工技术、多载波技术、多天线技术、调制编码技术、毫米波通信技术。第4章分析5G的网络技术,包括5G网络结构需求、5G网络架构设计总体要求、5G网络架构的关键技术、5G接入网网络架构、5G核心网网络架构、超密集组网。第5章介绍5G的频谱需求,包括无线频谱分配现状、5G的频谱需求、中低频频谱的利用、频谱共享技术、高频频谱的利用、白频谱的利用、全频谱接入及认知无线电技术。第6章阐述5G支撑技术,包括移动云技术、双连接技术、SON技术、M2M技术、D2D技术、网络切片技术、边缘计算技术及CDN技术。第7章分析5G网络的安全。第8章探讨5G网络的规划、部署,包括5G网络规划面临的挑战、5G网络规划设计的考虑、小基站设备的应用、5G绿色网络的实现、5G室内覆盖及5G传输网络。

笔者是北京中网华通设计咨询有限公司的专业技术人员,长期从事移动通信网络技术的研究、追踪,长期从事移动通信网络的规划与设计,拥有深厚的理论知识与丰富的实际工作经验。

由于笔者的知识视野有一定的局限性,书中不准确、不完善之处在所难免,敬请同行专家和广大读者批评指正。

作者

2018年8月于北京