本书是一本专门介绍5G系统设计与标准的图书，书中内容涵盖了5G系统从标准体系到接口、从物理层到高层、从基带到射频的各个方面，对需求、技术及标准分别进行了详细介绍。

5G移动通信系统设计与标准详解 基于3GPP R15 NR 2018年9月版本，是对5G技术、标准及系统的全面介绍。内容涵盖5G系统从标准体系到接口、从物理层到高层、从基带到射频的方方面面，对需求、技术及标准分别进行了全面的分析和详细的描述。 大唐电信科技产业集团是移动通信TD-SCDMA国际标准的提出者和TD-LTE国际标准的重要贡献者，在5G的技术研究和标准化推进中做了大量实质性工作和创造性贡献。本书 的作者是大唐移动通信设备有限公司（原大唐无线移动创新中心）从事LTE和5G技术研究和标准化工作的工程师团队，他们亲身参与了LTE和5G国际标准化的过程，对技术和标准化有着自己独到而深入的认识和理解。本书内容涵盖了5G系统从标准体系到接口、从物理层到高层、从基带到射频的方方面面，对需求、技术及标准都进行了详细介绍。本书对 5G 技术和系统的介绍总体概念突出，创新思路明确，内容条理清晰，论述深浅得当，兼有新颖性、专业性、实用性和可读性。

王映民 博士，教授级高工，博士生导师，毕业于西安电子科技大学。现任中国信科集团副总工程师、首 席科学家，大唐移动通信设备有限公司副总经理兼总工程师。主要研究方向为移动通信系统、通信信号处理和车联网等，担任IMT-2020（5G）推进组专家，科技部“863”计划5G重大项目总体组专家。曾获国家科技进步特等奖、中国专利金奖等多项奖励。 孙韶辉 西安电子科技大学博士，教授级高工，博士生导师。现任中国信科集团首 席专家，大唐移动通信设备有限公司副总经理。长期从事无线移动通信新技术研究与标准化工作，担任IMT-2020（5G）推进组3GPP标准工作组组长。曾获国家科技进步特等奖等多项奖励。

第1章 5G发展概述 001 1.1　移动通信系统进展　001 1.1.1　移动通信技术发展回顾　001 1.1.2　5G发展趋势和驱动力　006 1.1.3　5G愿景　007 1.2　5G系统需求与性能指标　009 1.2.1　5G面临的需求和挑战　009 1.2.2　5G系统的性能指标　010 1.3　5G系统无线传输技术　012 1.4　小结　014 参考文献　014 第2章　系统架构与标准体系　016 2.1　5G标准化发展历程　016 2.1.1　ITU的5G标准化情况　016 2.1.2　3GPP的5G标准化情况　018 2.2　5G系统网络架构与功能划分　020 2.2.1　5G系统网络架构　020 2.2.2　5G网络功能划分　023 2.3　无线接口协议栈　025 2.3.1　物理层协议功能　026 2.3.2　数据链路层协议功能　027 2.3.3　RRC层协议功能　032 2.4　NR协议规范　032 2.5　小结　038 参考文献　038 第3章　5G接入网架构和接口　040 3.1　概述　040 3.2　5G接入网架构　041 3.2.1　NG-RAN架构　041 3.2.2　5G网络部署　044 3.3　NG-RAN接口模型　045 3.4　小结　047 参考文献　047 第4章　帧结构与物理信道　049 4.1　概述　049 4.2　波形和参数集设计　051 4.3　时频资源　054 4.3.1　时域资源的定义　054 4.3.2　频域资源的定义　056 4.4　物理信道和信号　058 4.4.1　物理信号　058 4.4.2　物理信道　063 4.5　小结　070 参考文献　070 第5章　系统初始接入与移动性管理设计　072 5.1　概述　072 5.2　NR同步块　074 5.2.1　SSB突发集　074 5.2.2　SSB突发集及SSB的结构　075 5.2.3　时间同步　076 5.2.4　SSB在半无线帧中的位置　076 5.2.5　SSB传输配置　078 5.2.6　实际传输SSB的指示　079 5.2.7　同步信号设计　080 5.3　PBCH传输　081 5.3.1　PBCH内容　082 5.3.2　PBCH传输过程　083 5.3.3　PBCH有效载荷　083 5.3.4　第一次加扰　083 5.3.5　PBCH传输块的信道编码和速率匹配　084 5.3.6　第二次加扰和调制　084 5.3.7　PBCH专用参考信号　085 5.4　广播信号传输　085 5.4.1　小区定义SSB和非小区定义SSB　086 5.4.2　SSB和CORESET#0的复用模式　087 5.4.3　CORESET#0配置的设计方法　089 5.4.4　NR所支持的CORESET#0配置　090 5.4.5　复用模式1的Type0-PDCCH公共搜索空间　093 5.4.6　复用模式2和模式3的Type0-PDCCH公共搜索空间　094 5.4.7　广播系统信息与SSB的QCL关系　095 5.4.8　NCD-SSB所携带的搜索CD-SSB信息　096 5.4.9　其他系统信息传递　096 5.5　随机接入设计　096 5.5.1　随机接入过程　097 5.5.2　随机接入Preamble格式　099 5.5.3　PRACH时频资源配置　104 5.5.4　多波束接入过程设计　106 5.6　寻呼信道设计　111 5.6.1　寻呼方法　112 5.6.2　寻呼控制资源集和寻呼监听时机　112 5.6.3　寻呼消息的传输　112 5.6.4　寻呼PDCCH/PDSCH的接收假设　113 5.7　移动性管理　113 5.7.1　移动性管理参考信号　113 5.7.2　基于SSB的RRM测量参数　114 5.7.3　基于CSI-RS的RRM测量参数　116 5.7.4　邻小区CSI-RS测量方法　116 5.7.5　无线链路监测　117 5.8　小结　119 参考文献　121 第6章　控制信道设计与资源调度　123 6.1　概述　123 6.2　下行控制信道　124 6.2.1　信道结构　124 6.2.2　传输方案　128 6.2.3　搜索空间设计　130 6.2.4　控制信息内容与格式　133 6.2.5　组公共控制信道设计　134 6.3　上行控制信道　139 6.3.1　PUCCH传输方案　139 6.3.2　PUCCH格式　140 6.3.3　PUCCH资源分配　147 6.3.4　上行控制信息传输　150 6.4　资源分配和调度　167 6.4.1　传输块大小设计　167 6.4.2　资源分配　169 6.4.3　调度设计　173 6.4.4　免调度传输　175 6.4.5　CQI和MCS　177 6.4.6　CBG传输　177 6.4.7　HARQ和Buffer管理　179 6.5　速率匹配　179 6.5.1　RB-符号级速率匹配　180 6.5.2　对LTE CRS的速率匹配　182 6.5.3　零功率CSI-RS（ZP CSI-RS）　183 6.6　小结　183 参考文献　183 第7章　大规模多天线传输　185 7.1　概述　185 7.2　多天线传输方案　188 7.2.1　下行传输方案　188 7.2.2　上行传输方案　193 7.3　参考信号　193 7.3.1　解调参考信号（DM-RS）　194 7.3.2　信道状态信息参考信号（CSI-RS）　198 7.3.3　相位跟踪参考信号（PT-RS）　208 7.3.4　上行探测参考信号（SRS）　214 7.4　信道状态信息反馈　219 7.4.1　框架设计　219 7.4.2　码本设计　223 7.4.3　测量机制　239 7.4.4　反馈机制　241 7.4.5　信道互易性　246 7.5　模拟波束管理　247 7.5.1　波束管理过程　248 7.5.2　波束测量和波束上报　249 7.5.3　波束指示　253 7.5.4　波束失效恢复过程　255 7.6　上行多天线技术　259 7.6.1　基于码本的传输方案　259 7.6.2　非码本传输方案　265 7.7　准共站址（QCL）　268 7.7.1　QCL的定义　268 7.7.2　QCL关系配置　270 7.7.3　参考信号间的QCL关系　272 7.8　小结　274 参考文献　274 第8章　信道编码设计　276 8.1　概述　276 8.2　LDPC编码方案　277 8.2.1　LDPC码的基本原理　277 8.2.2　NR LDPC码的设计　279 8.2.3　循环冗余校验比特添加　292 8.2.4　码块分段　293 8.2.5　速率匹配　295 8.2.6　交织器　296 8.3　Polar码的编码方案　298 8.3.1　Polar码的基本原理　298 8.3.2　NR Polar码的设计　299 8.3.3　速率匹配　307 8.3.4　交织器　308 8.3.5　UCI分段方案　308 8.4　其他编码技术　309 8.4.1　CRC码　309 8.4.2　RM码　310 8.5　小结　312 参考文献　313 第9章　NR与LTE共存　316 9.1　概述　316 9.2　邻频共存　317 9.3　同频共存　317 9.4　补充上行载波　319 9.5　上行单发传输　320 9.6　功率共享　323 9.7　终端自干扰消除　324 9.8　小结　325 参考文献　325 第10章　功率控制　326 10.1　概述　326 10.2　上行功率控制　327 10.2.1　上行功率控制技术的原理　327 10.2.2　上行信道功率控制方案　329 10.3　下行功率分配　334 10.4　小结　334 参考文献　335 第11章　大规模天线无线信道建模　336 11.1　概述　336 11.2　部署场景　337 11.3　场景建模　339 11.3.1　3D信道场景　339 11.3.2　UMa场景和UMi场景　340 11.3.3　InH场景　341 11.4　坐标系模型　341 11.4.1　坐标系的定义　341 11.4.2　坐标系间的转换　342 11.4.3　简化坐标系转换　345 11.5　天线模型　346 11.5.1　双极化天线模型　347 11.5.2　UE方向及天线模型　348 11.6　大尺度信道建模　349 11.6.1　3D距离的定义　349 11.6.2　LOS概率的定义　350 11.6.3　路径损耗计算模型　353 11.6.4　穿透损耗计算模型　356 11.7　小尺度信道建模　357 11.7.1　垂直角度参数模型　357 11.7.2　多径分量统计互相关矩阵的定义　359 11.7.3　ZSD/ZSA随机分布参数的定义　360 11.7.4　ZOD/ZOA的生成方法　361 11.8　信道建模流程　363 11.9　小结　370 参考文献　370 第12章　高层协议基本过程　378 12.1　随机接入　378 12.1.1　概述　378 12.1.2　各场景下的随机接入基本过程　379 12.2　系统广播　385 12.2.1　概述　385 12.2.2　系统信息内容分类　385 12.2.3　系统信息传输机制　388 12.2.4　系统信息更新机制　393 12.2.5　核心系统信息缺失处理　394 12.3　寻呼　394 12.3.1　概述　394 12.3.2　寻呼传输过程　395 12.3.3　寻呼接收过程　396 12.4　非激活态　398 12.4.1　概述　398 12.4.2　状态转移　399 12.4.3　RNA更新　402 12.4.4　非激活态安全　403 12.5　重复传输　404 12.5.1　概述　404 12.5.2　重复传输系统架构　405 12.5.3　重复传输对协议的影响　406 12.6　波束失败恢复　408 12.6.1　概述　408 12.6.2　波束失败检测　408 12.6.3　波束失败恢复　410 12.7　部分带宽传输　411 12.7.1　概述　411 12.7.2　控制平面影响　412 12.7.3　用户平面影响　414 12.8　移动性管理　417 12.8.1　概述　417 12.8.2　小区选择/重选　417 12.8.3　切换　422 12.9　测量　427 12.9.1　概述　427 12.9.2　测量配置　427 12.9.3　测量执行　429 12.9.4　测量上报　431 12.10　接入控制　433 12.10.1　概述　433 12.10.2　接入控制模型　434 12.11　接入网安全机制　435 12.11.1　概述　435 12.11.2　安全性激活流程　436 12.11.3　5G安全机制　438 12.11.4　状态转换与移动性过程的密钥及安全算法生成　442 12.12　小结　445 参考文献　445 第13章　空中接口高层协议　448 13.1　用户平面协议　448 13.1.1　媒体接入控制层　448 13.1.2　无线链路控制层　464 13.1.3　分组数据汇聚协议层　474 13.1.4　业务数据适配层　481 13.2　控制平面协议　484 13.2.1　连接管理　485 13.2.2　异系统移动性控制　491 13.3　小结　497 参考文献　498 第14章　NG协议接口　500 14.1　概述　500 14.2　NG接口协议栈　500 14.2.1　NG接口控制平面　500 14.2.2　NG接口用户平面　502 14.3　NG接口主要功能　502 14.3.1　PDU会话资源管理　505 14.3.2　UE上下文管理　508 14.3.3　移动性管理　511 14.3.4　寻呼　517 14.3.5　NAS传输　517 14.3.6　接口管理　519 14.3.7　告警信息传输　524 14.3.8　定位NRPPa传输过程　526 14.3.9　跟踪过程　527 14.3.10　UE位置报告　529 14.3.11　RAN配置传输　530 14.3.12　UE能力管理　531 14.4　小结　532 参考文献　532 第15章　Xn协议接口　534 15.1　概述　534 15.2　Xn接口协议栈　534 15.2.1　Xn接口控制平面　535 15.2.2　Xn接口用户平面　535 15.3　Xn接口主要功能　536 15.3.1　移动性管理　537 15.3.2　双连接管理　541 15.3.3　接口管理　546 15.3.4　节能管理　548 15.3.5　流量控制管理　549 15.4　小结　550 参考文献　550 第16章　F1协议接口　552 16.1　概述　552 16.2　F1接口协议栈　552 16.2.1　F1接口控制平面　553 16.2.2　F1接口用户平面　553 16.3　F1接口主要功能　553 16.3.1　接口管理　555 16.3.2　UE上下文管理　557 16.3.3　RRC消息传递　560 16.3.4　告警信息传递　561 16.3.5　系统信息　562 16.3.6　寻呼　563 16.4　小结　563 参考文献　563 第17章　E1协议接口　564 17.1　概述　564 17.2　E1接口协议栈　564 17.3　E1接口主要功能　565 17.3.1　E1接口管理　566 17.3.2　承载上下文管理　570 17.3.3　用户平面状态信息管理　576 17.4　小结　578 参考文献　579 第18章　5G工作频段与信道安排　580 18.1　工作频段概述　580 18.2　信道带宽　581 18.3　信道安排　582 18.3.1　信道栅格　582 18.3.2　同步栅格　583 18.3.3　信道间距　585 18.4　小结　585 参考文献　585 第19章　基站射频指标　587 19.1　概述　587 19.2　输出功率　588 19.3　输出功率动态　589 19.4　发射机开关时间模板　590 19.5　发射信号质量　591 19.6　发射机无用辐射　592 19.7　发射互调　595 19.8　接收机灵敏度　596 19.9　接收机动态范围　599 19.10　接收机选择性　601 19.11　接收机阻塞特性　602 19.11.1　带内阻塞　602 19.11.2　带外阻塞　604 19.12　接收机杂散　605 19.13　接收机互调　606 19.14　带内选择性　609 19.15　小结　610 参考文献　610 第20章　终端射频指标　611 20.1　概述　611 20.2　终端（UE）功率等级　611 20.2.1　最大输出功率　611 20.2.2　最大功率回退　613 20.2.3　配置最大发射功率　614 20.3　输出功率动态　614 20.3.1　最小输出功率　614 20.3.2　发射关功率　615 20.3.3　发射开/关时间模板　615 20.3.4　功率控制　616 20.4　发射信号质量　617 20.4.1　频率误差　617 20.4.2　发射调制质量　617 20.5　射频输出频谱发射　619 20.6　接收机灵敏度　621 20.7　最大输入电平　623 20.8　邻信道选择性　624 20.9　接收机阻塞特性　625 20.10　接收机杂散响应　626 20.11　接收机互调　627 20.12　接收机杂散辐射　628 20.13　小结　628 参考文献　629 第21章　无线资源管理指标　630 21.1　概述　630 21.2　小区搜索性能要求　631 21.2.1　同频小区搜索　631 21.2.2　异频小区搜索　632 21.2.3　跨接入技术间的小区搜索　633 21.3　移动性测量性能要求　633 21.3.1　SS-RSRP测量　634 21.3.2　SS-RSRQ测量　634 21.3.3　SS-SINR测量　635 21.4　移动性过程性能要求　635 21.4.1　空闲态移动性要求　635 21.4.2　连接状态移动性要求　637 21.5　无线链路监测性能要求　639 21.5.1　in-sync和out-of-sync阈值　640 21.5.2　in-sync和out-of-sync评估要求　640 21.5.3　DRX转换间的评估要求　640 21.6　小结　640 参考文献　641 缩略语　642