5G技術核心與增強：從R15到R17(全2冊)（簡體書）

本書是OPPO研究院的5G技術專家和國際標準化代表共同編著的一本5G技術的書籍。本書不僅介紹了5G NR標準的基礎版本—R15，也介紹了包含URLLC、非授權頻譜通信、非地面網絡、定位技術、廣播多播等5G增強技術標準版本—R16和R17。本書的特色是深入地介紹了從無到有、由粗到細的5G技術方案遴選和標準形成的過程，不僅可以作為從事5G研發人員的工具書，也可以作為高校、企業中要投身5G-Advanced及6G研究的學生和研究人員的參考書。

OPPO研究院成立於2018年3月，是引領前沿技術研究，代表OPPO公司在學術、標準和應用研究方面最高水平的組織。OPPO研究院總部位於中國深圳，包括分設於中國、美國、日本、以色列的六大研究所。在語音語義、計算機視覺、數據智能、情境智能、材料科學、電源科技、標準協議、軟件架構、硬件架構九大技術領域開展前端研究。其使命是洞察用戶未來生活方式，構建OPPO公司的核心技術能力，成就怦然心動的產品與服務體驗。
OPPO研究院標準研究部成立於2015年，負責標準協議研究，研究方向涉及5G/5G-Advanced/6G、短距離技術、物聯網平臺技術、視頻編解碼等多個關鍵領域。累計向3GPP提交標準文稿超過9000篇，對5G國際標準制定做出了貢獻。在全球四十多個國家和地區申請了超過5700族5G發明專利，在ETSI已聲明了超過2900族5G標準專利。

沈嘉：OPPO研究院標準研究部蜂窩技術專家。自2005年開始參與4G、5G國際標準化工作，獲2016年度國家科技進步獎特等獎，出版有《3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統設計》一書。
杜忠達：OPPO研究院標準研究部蜂窩標準專家，高級工程師。自2005年開始參與4G、5G國際標準化工作。和他人合著的《5G無線系統設計與國際標準》一書獲得中國工信出版傳媒集團2020年優秀出版物專業類一等獎。
張治：OPPO研究院標準研究部中微子實驗室主管。香港大學博士，有超過10年的3GPP 標準化和研究工作經驗，作為OPPO公司的主要代表全程參與了5G NR RAN1、RAN4標準化過程。
石聰：OPPO研究院標準研究部以太實驗室主管。北京郵電大學博士，有超過10年的3GPP 標準化和研究經驗，作為OPPO的主要代表全程參與了5G NR 高層協議標準化過程。
楊寧：OPPO研究院標準研究部部長。北京郵電大學博士，高級工程師，從事5G核心標準以及相應增強技術的研究工作，輸出數百項專利及標準化提案。
唐海：OPPO研究院通信標準總監。曾就職於大型運營商和通信網絡設備商，自2005年開始參加4G、5G國際標準化工作，曾任3GPP RAN全會副主席。

中國工程院院士，北京郵電大學教授 張平
西安電子科技大學通信工程學院前院長，教授 沈八中
東南大學副校長，教授 金石
中國移動集團首席專家，3GPP RAN1工作組副主席 徐曉東
聯袂推薦

移動通信系統10年一代，從1G到4G，歷經了“模擬、數字、數據、寬帶”4次技術變革，為全世界的億萬用戶帶來了“前所未有”的嶄新感受。尤其是4G技術開啟了移動互聯網時代，深刻地改變了人們的生活方式。正當大家滿足於微博、微信、視頻、點餐、購物、移動支付、手機遊戲等4G帶來的豐富的移動互聯網應用和便利生活時，移動通信產業已經將目標從“2C”（面向用戶）轉向“2B”（面向企業），試圖用5G NR（新空中接口）技術推動千行百業向“數字化、移動化、自動化”發展。因此，相較4G“吃喝玩樂神器”的定位，5G技術由於著重增加了對“移動物聯網”的支持，在更大廣度和更多維度上獲得了更廣泛的關注，其意義甚至上升到了國家間高科技競爭主要制高點的高度，一定程度上也超出了5G技術研發者們的預料。5G技術的核心是什麼？5G引入了哪些創新？和4G技術上有什麼區別？5G能達到什麼樣的技術能力？相信這些問題是廣大讀者都很關心的。在筆者看來，5G並不是什麼神奇的、無所不能的技術，它很大程度上繼承了3G、4G的系統設計理念，引入了一系列必要的創新技術，面向各種垂直應用進行了一系列專門的優化。這些創新和優化絕大多數並不是幾個詞、幾句話就能說明白的“大概念”，而是由很多細致、精巧的工程改進構成的。本書的目的就是對這些5G的創新點和優化點進行剖析。
某些“唯技術論”的觀點可能認為5G照搬了4G的核心技術，不過是“寬帶版4G”。誠然，從理論基礎上講，5G沿用了4G LTE的OFDMA（正交頻分多址） MIMO（多輸入多輸出）的核心技術架構。但相比LTE的“簡化版”OFDMA，5G系統設計在時域和頻域上都實現了更大的靈活性，能夠充分發揮OFDMA系統的技術潛力，有效支持eMBB（增強移動寬帶）、URLLC（高可靠低時延通信）、mMTC（大規模物聯網）等豐富的5G應用場景。同時，5G系統設計也遠比4G要精細、複雜，在LTE設計的基礎上做了很多修改、增強和擴展。所以，本書是以LTE標準為基礎，假設讀者已經了解了LTE的基礎知識，著重介紹在5G NR中採用的全新和增強的系統設計，解讀5G NR相對4G LTE的“增量”。
本書採用了“剖析5G標準化過程”的寫法。本書的核心作者在2008年曾撰寫了《3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統設計》一書。該書的特色是不僅介紹了LTE標準，而且介紹了“從無到有、從粗到細”的4G系統設計和標準起草過程，出版後受到廣大讀者的歡迎，被稱為“4G紅寶書”。這說明廣大讀者對這種寫法的認可。時隔12年，本書再次採用了這種寫法。本書的四十幾位作者都是OPPO公司的3GPP標準代表，在第一線深入參與、推動了絕大部分5G技術設計的形成，他們提出的很多技術方案也被接受，成為5G標準的一部分。由他們講述各個方向的技術遴選、特性取舍、系統設計的全過程，對讀者來說是最好的選擇。5G作為一個複雜的系統，每個環節上的技術方案選擇都不是孤立的，單點技術上的最優方案不一定是對整體系統性能貢獻最大的方案，系統設計的目標是選擇互相適配、整體最優的均衡的技術組合。本書在大部分章節中回顧了5G標準化中出現的多種技術選項，介紹各種選項的優缺點，盡力解讀3GPP從中篩選出最終方案的原因和考慮。這不僅包括性能因素，也包括設備實現的複雜度、信令設計的簡潔性、對現有標準的影響程度等。如果只是“照本宣科”地對英文技術規範的最終版本進行翻譯和解讀，其實是大可不必如此大費周折的。但筆者希望通過講述這些推理、選擇的過程，幫助讀者“既知其然，也知其所以然”，一窺無線通信系統設計的原則、方法和手段。
從另一個角度說，今天我們為5G選擇的這些技術選項，只是在特定的時間、針對特定的業務需求、考慮近期的產品研發能力而做出的選擇。未來業務需求變了，設備能力更強了，今天被淘汰的“次優”選項就有可能變成“最優”，重新回到我們的視野，成為我們新的選擇。3GPP標準只是指導產品研發的“工具性文件”，並不具備解讀技術原理和設計思想的功能。如果只把標準化的最終結果展示給讀者，讓讀者誤以為這些設計都是“天經地義的唯一選擇”，仿佛過程中的“優劣對比，糾結取舍”都不曾發生過，呈現給讀者的就只能是一個“片面的5G”。讀者在很多境況下也會感到費解—為什麼偏偏設計成這樣？難道沒有別的選擇嗎？這麼設計有什麼好處呢？如果是這樣，作為經過了這一過程的標準化親歷者，筆者也覺得是一個很大的遺憾。相反，如果今天的年輕讀者能夠通過這些技術選擇過程批判地、客觀地看待5G標準，在他們設計下一代系統（如6G）的時候，充分汲取5G標準化中的經驗教訓，有機會構思出更好的設計，筆者在本書中的這些回顧、分析和總結工作就很有意義了。由於具備這個特色，相信本書不僅可以作為5G研發人員在工作中查閱的一本工具書，也可以成為廣大通信專業的高校老師、學生學習5G的較好的參考書。
本書的前身—《5G技術核心與增強：從R15到R16》共包含20章。在其基礎上撰寫本書時，我們將兩部分內容劃分出去，單列兩冊，與本書形成叢書關係。其中一本為《5G車聯網（V2X）與終端直通》，是在《5G技術核心與增強：從R15到R16》第17章的基礎上，大量增補R17增強技術內容撰寫而成的。另一本為《5G終端技術演進與增強》，是在《5G技術核心與增強：從R15到R16》第19章的基礎上，增補了R17增強技術內容（包括終端節能技術和終端覆蓋增強技術）撰寫而成的，另外增加了零功耗終端技術這一潛在的重要5G終端增強技術。
而本書在剝離了V2X和終端節能兩章後，又增補了5章，介紹R17出現的5G增強新方向。因此本書共分為23章，除第1章概述之外，第2~14章可以看作對5G標準的基礎、核心部分的介紹，這些內容主要是在3GPP R15版本中定義的，其核心還是針對eMBB應用場景，並為物聯網業務提供了可擴展的技術基礎。第15~22章介紹了在R16和R17版本中定義的“5G增強”技術特性，包括URLLC、非地面網絡、非授權頻譜通信、定位技術、多播廣播技術、多卡通信、小數據傳輸等。正如前面提到的，5G相對4G等以前的移動通信系統的最大不同，是增加了對各種物聯網和垂直行業應用的支持。如果只介紹支持eMBB的R15，缺失了R16和R17中的URLLC、V2X、非授權頻段通信、定位技術、多播廣播等重要的支持垂直應用的技術，無疑是無法體現5G技術全貌的。在最後的第23章中，還簡單介紹了R18版本中5G將要進一步增強的方向，以及我們對B5G和6G發展趨勢的粗淺看法。
本書的作者都是筆者在OPPO標準研究部的同事，他們都是各個技術領域的5G標準專家，其中很多也都曾參加了4G LTE的標準化工作。在這裡感謝他們為5G國際標準化做出的貢獻。當讀者們使用5G手機的時候，其中有一部分硬件或軟件設計（雖然可能只是很小一部分）也是基於他們的創新和付出。同時也感謝OPPO產學研事務部的秦征、陳華芳為本書的出版做出的貢獻。最後，還要感謝清華大學出版社的大力支持和高效的工作，以使本書能盡早與讀者見面。
本書是基於作者的主觀視角和有限學識對標準化討論過程和結果的理解，觀點難免有欠周全之處，敬請讀者諒解，並提出寶貴意見。

作 者
2023年6月

第１章 概述沈嘉 杜忠達 劉文東
1.1 NR相比LTE的增強演進 2
1.2 NR對新技術的取舍 9
1.2.1 NR對新參數集的選擇 9
1.2.2 NR對新波形技術的選擇 10
1.2.3 NR對新編碼方案的選擇 11
1.2.4 NR對新多址技術的選擇 12
1.3 5G技術、器件和設備成熟度 13
1.4 R16增強技術 15
1.4.1 MIMO增強 15
1.4.2 URLLC增強——物理層 16
1.4.3 URLLC增強——高層 17
1.4.4 UE節能增強 17
1.4.5 兩步RACH接入 17
1.4.6 上行頻段切換發送 18
1.4.7 移動性增強 18
1.4.8 MR-DC增強 18
1.4.9 NR-V2X 19
1.4.10 NR非授權頻譜接入 19
1.5 R17增強技術 20
1.6 小結 25
參考文獻 25
第2章 5G系統的業務需求與應用場景田文強
2.1 業務需求與驅動力 27
2.1.1 永恒不變的高速率需求 27
2.1.2 垂直行業帶來的新變化 28
2.2 5G系統的應用場景 29
2.2.1 增強型移動寬帶通信 30
2.2.2 超高可靠低時延通信 30
2.2.3 大規模機器類通信 31
2.3 5G系統的性能指標 31
2.4 小結 34
參考文獻 34
第3章 5G系統架構楊寧 甘露 熊麗輝
3.1 5G系統側網絡架構 35
3.1.1 5G網絡架構演進 35
3.1.2 5G網絡架構和功能實體 36
3.1.3 5G端到端協議棧 38
3.1.4 支持非3GPP接入5G 39
3.1.5 5G和4G網絡互操作 40
3.2 無線側網絡架構 41
3.3 5G安全架構 48
3.4 小結 51
參考文獻 52
第4章 帶寬分段（BWP）沈嘉 趙楠德
4.1 BWP（帶寬分段）的基本概念 53
4.1.1 從多子載波間隔資源分配角度引入
BWP概念的想法 54
4.1.2 從終端能力和省電的角度引入BWP
概念的想法 55
4.1.3 BWP基本概念的形成 57
4.1.4 BWP的應用範圍 58
4.1.5 BWP是否包含SS/PBCH Block？ 59
4.1.6 同時激活的BWP數量 60
4.1.7 BWP與載波聚合的關係 61
4.2 BWP的配置方法 63
4.2.1 Common RB的引入 63
4.2.2 Common RB的顆粒度 64
4.2.3 參考點Point A 65
4.2.4 Common RB的起點RB 0 69
4.2.5 載波起點的指示方法 70
4.2.6 BWP指示方法 70
4.2.7 BWP的基本配置方法小結 71
4.2.8 BWP配置的數量 72
4.2.9 TDD系統的BWP配置 73
4.3 BWP切換 75
4.3.1 動態切換 vs 半靜態切換 75
4.3.2 基於DCI的BWP激活方式的引入 75
4.3.3 觸發BWP Switching的DCI
設計—DCI格式 76

4.3.4 觸發BWP Switching的DCI
設計—顯性觸發和隱性觸發 78
4.3.5 觸發BWP Switching的DCI
設計—BWP指示符 80
4.3.6 基於Timer的BWP回落的引入 82
4.3.7 是否重用DRX Timer實現BWP
回落？ 85
4.3.8 BWP Inactivity Timer的設計 87
4.3.9 Timer-based上行BWP切換 90
4.3.10 基於Time Pattern的BWP
切換的取舍 91
4.3.11 BWP的自動切換 93
4.3.12 BWP切換時延 95
4.4 初始接入過程中的BWP 97
4.4.1 下行初始BWP的引入 97
4.4.2 上行初始BWP的引入 100
4.4.3 下行初始BWP的配置 102
4.4.4 下行初始BWP與下行缺省
BWP的關係 105
4.4.5 載波聚合中的初始BWP 106
4.5 BWP對其他物理層設計的影響 107
4.5.1 BWP切換時延的影響 107
4.5.2 BWP-dedicated與BWP-common
參數配置 108
4.6 小結 109
參考文獻 109
第5章 5G靈活調度設計林亞男 沈嘉 趙振山 梁彬
5.1 靈活調度的基本思想 112
5.1.1 LTE系統調度設計的限制 112
5.1.2 引入頻域靈活調度的考慮 113
5.1.3 引入時域靈活調度的考慮 115
5.2 5G NR的資源分配設計 118
5.2.1 頻域資源分配類型的優化 118
5.2.2 頻域資源分配顆粒度 121
5.2.3 BWP切換過程中的頻域資源
指示問題 123
5.2.4 BWP內的跳頻資源確定問題 126
5.2.5 信道“起點 長度”調度方法的
提出 130
5.2.6 起始符號指示參考點的確定 131
5.2.7 指示K0與K2的參考子載波
間隔問題 133
5.2.8 Type A與Type B映射類型 134
5.2.9 時域資源分配信令設計 136
5.2.10 多時隙符號級調度 140
5.3 碼塊組（CBG）傳輸 143
5.3.1 CBG傳輸方式的引入 143
5.3.2 CBG的劃分 144
5.3.3 重傳CBG確定方法 145
5.3.4 DCI中CBG相關信息域 146
5.3.5 基於CBG的反饋設計 146
5.4 NR下行控制信道（PDCCH）設計 148
5.4.1 NR PDCCH的設計考慮 148
5.4.2 控制資源集（CORESET） 151
5.4.3 搜索空間集（Search Space Set） 157
5.4.4 下行控制信息（DCI）設計的改進 160
5.5 上行控制信道（PUCCH）設計 165
5.5.1 長、短PUCCH格式的引入 165
5.5.2 短PUCCH結構設計 166
5.5.3 長PUCCH結構設計 168
5.5.4 PUCCH資源分配 170
5.5.5 PUCCH與其他上行信道衝突解決 172
5.6 靈活TDD 174
5.6.1 靈活時隙概念 174
5.6.2 半靜態上下行配置 176
5.6.3 動態上下行指示（SFI） 178
5.7 PDSCH速率匹配（Rate Matching） 179
5.7.1 引入速率匹配的考慮 179
5.7.2 速率匹配設計 181
5.8 靈活跨載波調度 184
5.8.1 靈活跨載波調度關係 185
5.8.2 靈活跨載波調度的PDCCH
配置與檢測 185
5.9 小結 188
參考文獻 188
第6章 NR初始接入徐偉杰 賀傳峰 田文強 胡榮貽
6.1 小區搜索 191
6.1.1 同步柵格與信道柵格 192
6.1.2 SSB的設計 196
6.1.3 SSB的傳輸特徵 199
6.1.4 SSB的實際傳輸位置及其指示 202
6.1.5 小區搜索過程 204
6.2 初始接入相關的公共控制信道 207
6.2.1 SSB與CORESET#0的復用圖樣 208
6.2.2 CORESET#0介紹 209
6.2.3 Type0-PDCCH Search space 212
6.3 NR隨機接入 214
6.3.1 NR PRACH信道的設計 214
6.3.2 NR PRACH資源的配置 218
6.3.3 SSB與PRACH Occasion的映射 220
6.3.4 RACH過程的功率控制 221
6.4 RRM測量 223
6.4.1 RRM測量參考信號 223
6.4.2 NR測量間隔 225
6.4.3 NR的同頻測量與異頻測量 230
6.4.4 RRM測量帶來的調度限制 235
6.5 RLM測量 236
6.5.1 RLM參考信號 236
6.5.2 RLM過程 237
6.6 小結 237
參考文獻 237
第7章 信道編碼陳文洪 黃瑩沛 崔勝江
7.1 NR信道編碼方案概述 239
7.1.1 信道編碼方案介紹 239
7.1.2 數據信道的信道編碼方案 241
7.1.3 控制信道的信道編碼方案 243
7.1.4 其他信息的信道編碼方案 244
7.2 Polar碼 245
7.2.1 Polar碼的基本原理 245
7.2.2 序列設計 247
7.2.3 級聯碼 248
7.2.4 碼長和碼率 248
7.2.5 速率匹配與交織 249
7.3 LDPC碼 250
7.3.1 LDPC碼的基本原理 250
7.3.2 奇偶校驗矩陣設計 252
7.3.3 置換矩陣設計 254
7.3.4 基礎圖設計 254
7.3.5 提升值設計 257
7.3.6 分割與CRC校驗 258
7.3.7 速率匹配與HARQ 261
7.4 小結 266
參考文獻 266
第8章 多天線增強和波束管理史志華 陳文洪 黃瑩沛 方昀 尤心 曹建飛 郭力
8.1 NR MIMO反饋增強 272
8.1.1 NR的CSI反饋增強 273
8.1.2 R15 Type I碼本 276
8.1.3 R15 Type II碼本 277
8.2 eType II碼本增強 282
8.2.1 eType II碼本概述 283
8.2.2 頻域矩陣設計 284
8.2.3 系數矩陣設計 286
8.2.4 Rank=2碼本設計 288
8.2.5 高Rank碼本設計 289
8.2.6 eType II碼本表達式 290
8.2.7 eType II端口選擇碼本 291
8.3 波束管理 292
8.3.1 模擬波束賦形概述 293
8.3.2 下行波束管理基本流程 294
8.3.3 下行波束測量與上報 296
8.3.4 下行波束指示 301
8.3.5 上行波束管理基本流程 303
8.3.6 上行波束測量 304
8.3.7 上行波束指示 305
8.3.8 統一TCI 框架 306
8.4 主小區波束失敗恢復 309
8.4.1 基本流程 310
8.4.2 波束失敗檢測 310
8.4.3 新波束選擇 312
8.4.4 波束失敗恢復請求 313
8.4.5 網絡側響應 314
8.5 輔小區波束失敗恢復 314
8.5.1 波束失敗檢測 315
8.5.2 新波束選擇 316
8.5.3 波束恢復請求 316
8.5.4 網絡側響應 318
8.6 多TRP協作傳輸 319
8.6.1 基本原理 319
8.6.2 基於單DCI的PDSCH NC-JT傳輸 320
8.6.3 基於多DCI的多TRP PDSCH傳輸 322
8.6.4 基於多TRP的PDSCH重復傳輸 327
8.6.5 基於多TRP的PDCCH重復傳輸 330
8.6.6 基於多TRP的PUCCH重復傳輸 338
8.6.7 基於多TRP的PUSCH重復傳輸 340
8.6.8 基於多TRP的SFN傳輸 345
8.6.9 基於多TRP的BFR過程 348
8.7 小結 350
參考文獻 350
第9章 5G射頻設計邢金強 張治 劉啟飛 郭志瑜 童鑫
9.1 新頻譜及新頻段 356
9.1.1 ITU與頻譜研究 356
9.1.2 頻譜劃分 361
9.1.3 頻段組合 362
9.2 FR1射頻技術 365
9.2.1 高功率終端 365
9.2.2 接收機靈敏度 369
9.2.3 互干擾 370
9.2.4 R16/R17 CA增強 371
9.2.5 R16/R17上行切換發射 375
9.2.6 R16 MIMO增強 376
9.3 FR2射頻及天線技術 377
9.3.1 射頻天線架構 377
9.3.2 功率等級 377
9.3.3 接收機靈敏度 382
9.3.4 波束對應性 384
9.3.5 MPE 385
9.3.6 R16/R17 CA增強 387
9.3.7 R17人體檢測窗口 388
9.4 NR測試技術 389
9.4.1 SA FR1射頻測試 390
9.4.2 SA FR2射頻測試 391
9.4.3 EN-DC射頻測試 395
9.4.4 FR1 SISO OTA測試 396
9.4.5 MIMO OTA測試 396
9.5 NR射頻實現與挑戰 400
9.5.1 NR射頻前端 400
9.5.2 干擾與共存 402
9.5.3 SRS 射頻前端設計 403
9.5.4 其他NR挑戰 404
9.6 小結 405
參考文獻 405
第10章 用戶面協議設計 石聰 尤心 林雪
10.1 用戶面協議概述 407
10.2 SDAP層 409
10.3 PDCP層 410
10.4 RLC層 413
10.5 MAC層 414
10.6 小結 420
參考文獻 420
第11章 控制面協議設計 杜忠達 王淑坤 李海濤 尤心 時詠晟
11.1 系統消息廣播 421
11.1.1 系統消息內容 421
11.1.2 系統消息的廣播和更新 423
11.1.3 系統消息的獲取和有效性 424
11.2 尋呼 426
11.3 RRC連接控制 429
11.3.1 接入控制 429
11.3.2 RRC連接控制 430
11.4 RRM測量和移動性管理 436
11.4.1 RRM測量 436
11.4.2 移動性管理 439
11.5 小結 446
參考文獻 446
第12章 網絡切片 楊皓睿 許陽 付喆
12.1 網絡切片的基本概念 447
12.1.1 引入網絡切片的背景 447
12.1.2 如何標識網絡切片 448
12.2 網絡切片的業務支持 449
12.2.1 網絡切片的注冊 449
12.2.2 網絡切片的業務通路 451
12.3 網絡切片擁塞控制 454
12.4 漫遊場景下的切片使用 455
12.5 網絡切片的準入控制 455
12.5.1 最大UE數量控制 455
12.5.2 最大會話數量控制 455
12.5.3 與EPS的互操作 456
12.6 網絡切片的同時注冊限制 456
12.7 RAN側網絡切片增強 456
12.7.1 基於切片的小區重選 457
12.7.2 基於切片的隨機接入 458
12.8 小結 458
參考文獻 458
第13章 QoS控制 郭雅莉 郭伯仁
13.1 5G QoS模型的確定 460
13.2 端到端的QoS控制 462
13.2.1 端到端的QoS控制思路介紹 462
13.2.2 PCC規則的確定 464
13.2.3 QoS流的產生和配置 465
13.2.4 UE側使用的QoS規則 466
13.3 QoS參數 466
13.3.1 5QI及對應的QoS特徵 466
13.3.2 ARP 469
13.3.3 碼率控制參數 469
13.4 反向映射QoS 470
13.4.1 為什麼引入反向映射QoS 470
13.4.2 反向映射QoS的控制機制 471
13.5 QoS通知控制 472
13.5.1 QoS通知控制介紹 472
13.5.2 候選QoS配置的引入 473
13.6 QoS監控 473
13.6.1 QoS監控介紹 473
13.6.2 每個UE的每個QoS流級別的
QoS監控 474
13.6.3 GTP-U路徑級別的QoS監控 475
13.7 QoS統計與預測 476
13.7.1 QoS 統計與預測介紹 476
13.7.2 QoS 持續性分析 476
13.8 小結 477
參考文獻 477
第14章 5G語音 許陽 陳景然
14.1 IMS介紹 479
14.1.1 IMS注冊 479
14.1.2 IMS呼叫建立 481
14.1.3 異常場景處理 482
14.2 5G語音方案及使用場景 483
14.2.1 VoNR 484
14.2.2 EPS Fallback/RAT Fallback 486
14.2.3 Fast Return（快速返回） 488
14.2.4 語音業務連續性 488
14.3 緊急呼叫 489
14.3.1 緊急呼叫和普通呼叫的區別 489
14.3.2 衛星場景下對緊急呼叫的支持 489
14.4 小結 490
參考文獻 490
第15章 超高可靠低時延通信（URLLC）徐婧 林亞男 梁彬 張文峰 張軼 沈嘉
15.1 下行控制信道增強 491
15.1.1 壓縮的控制信道格式引入背景 491
15.1.2 壓縮的控制信道格式方案 492
15.1.3 基於監測範圍的PDCCH監測
能力定義 494
15.1.4 多種PDCCH監測能力共存 495
15.1.5 PDCCH丟棄規則增強 496
15.1.6 多載波下PDCCH監測能力 497
15.2 上行控制信息增強 498
15.2.1 多次HARQ-ACK反饋
與子時隙（sub-slot）PUCCH 498
15.2.2 多HARQ-ACK碼本 504
15.2.3 優先級指示 505
15.2.4 用戶內上行多信道衝突 506
15.3 終端處理能力 508
15.3.1 處理時間引入背景與定義 508
15.3.2 處理時間的確定 508
15.3.3 處理時間約束 510
15.3.4 處理亂序 511
15.4 數據傳輸技術 513
15.4.1 CQI和MCS 513
15.4.2 上行傳輸增強 514
15.4.3 上行傳輸增強的時域資源確定
方式 516
15.4.4 上行傳輸增強的頻域資源確定
方式 518
15.4.5 上行傳輸增強的控制信息復用
機制 518
15.5 免調度傳輸技術 520
15.5.1 靈活傳輸起點 520
15.5.2 資源配置機制 522
15.5.3 多套免調度傳輸 524
15.5.4 容量提升技術 525
15.6 半持續傳輸技術 528
15.6.1 半持續傳輸增強 528
15.6.2 HARQ-ACK反饋增強 528
15.7 用戶間傳輸衝突 530
15.7.1 衝突解決方案 530
15.7.2 搶占信令設計 532
15.7.3 搶占資源指示 533
15.7.4 上行功率控制 535
15.8 R17增強技術 536
15.8.1 SPS ACK/NACK增強 536
15.8.2 ACK/NACK重傳 537
15.8.3 PUCCH小區切換 542
15.8.4 不同優先級上行信道衝突解決
機制 545
15.8.5 不同優先級UCI復用傳輸 548
15.8.6 用於時鐘同步的傳播時延補償 550
15.9 小結 553
參考文獻 554
第16章 超高可靠低時延通信（URLLC）—高層協議付喆 劉洋 盧前溪
16.1 工業以太網時間同步 556
16.2 用戶內上行資源優先級處理 558
16.2.1 數據和數據之間的衝突 558
16.2.2 數據和調度請求之間的衝突 561
16.3 周期性數據包相關的調度增強 561
16.3.1 支持更短的半靜態調度周期 562
16.3.2 配置多組激活的半靜態調度資源 563
16.3.3 半靜態調度資源時域位置計算
公式增強 564
16.3.4 重新定義混合自動重傳請求 ID 565
16.4 PDCP數據包復制傳輸增強 565
16.4.1 R15 NR 數據包復制傳輸 565
16.4.2 基於網絡設備指令的復制
傳輸增強 567
16.4.3 基於終端自主的復制傳輸
增強構想 569
16.5 以太網包頭壓縮 569
16.6 R17增強技術 571
16.6.1 時間同步機制增強 571
16.6.2 URLLC在非授權頻譜的增強 573
16.6.3 R17存活時間支持機制 573
16.7 小結 574
參考文獻 574
第17章 非地面網絡（NTN）通信李海濤 林浩 胡奕 趙楠德 吳作敏 於新磊
17.1 概述 575
17.2 上行同步增強 576
17.2.1 RACH設計 577
17.2.2 連接態上行同步維護 582
17.3 時序關係增強 583
17.3.1 調度時序增強 583
17.3.2 MAC CE激活時間 590
17.3.3 Koffset調整/更新 591
17.3.4 TA上報 594
17.4 HARQ與傳輸性能增強 596
17.4.1 HARQ進程數量增加 598
17.4.2 下行HARQ進程去使能 600
17.4.3 傳輸性能增強 607
17.5 用戶面增強 608
17.5.1 MAC增強 608
17.5.2 RLC PDCP增強 615
17.6 控制面增強 615
17.6.1 空閑態/非激活態增強 616
17.6.2 連接態移動性 619
17.7 小結 621
參考文獻 621
第18章 5G非授權頻譜通信 林浩 吳作敏 賀傳峰 石聰
18.1 概述 622
18.2 信道監聽 622
18.2.1 信道監聽概述 623
18.2.2 動態信道監聽 626
18.2.3 半靜態信道監聽 631
18.2.4 持續上行LBT檢測及恢復機制 633
18.3 初始接入 635
18.3.1 SS/PBCH Block （同步信號廣播
信道塊）傳輸 635
18.3.2 主信息塊（MIB） 639
18.3.3 RMSI監聽 641
18.3.4 隨機接入 644
18.4 資源塊集合概念和控制信道 645
18.4.1 NR-U系統中寬帶傳輸增強 646
18.4.2 下行控制信道和偵測增強 649
18.4.3 上行控制信道增強 656
18.5 HARQ與調度 661
18.5.1 HARQ機制 661
18.5.2 HARQ-ACK碼本 665
18.5.3 連續PUSCH調度 673
18.6 NR-U系統中免調度授權上行 673
18.6.1 免調度授權傳輸資源配置 674
18.6.2 CG-UCI和CG連續重復傳輸 676
18.6.3 下行反饋信道CG-DFI設計 678
18.6.4 CG重傳計時器 679
18.7 小結 680
參考文獻 680
第19章 NR定位技術 史志華 郭力 尤心 劉洋 張晉瑜 劉哲
19.1 概述 683
19.1.1 3G/4G定位技術 683
19.1.2 NR定位需求和技術 684
19.2 NR定位架構和流程 685
19.2.1 5G定位網絡架構 685
19.2.2 信令協議和流程 686
19.3 NR定位方法 688
19.3.1 E-CID定位方法 689
19.3.2 DL-TDOA定位方法 692
19.3.3 UL-TDOA定位方法 699
19.3.4 Multi-RTT定位方法 703
19.3.5 DL-AoD定位方法 707
19.3.6 UL-AoA定位方法 709
19.4 NR下行定位參考信號
（DL Positioning RS， DL PRS） 710
19.4.1 NR下行定位參考信號的設計考慮 710
19.4.2 DL PRS信號序列 711
19.4.3 DL PRS資源映射 711
19.4.4 DL PRS配置與傳輸 714
19.4.5 R17 DL PRS傳輸與測量的增強 720
19.4.6 On-demand PRS 720
19.5 NR定位SRS信號
（SRS for Positioning） 721
19.5.1 上行定位參考信號的設計考慮 721
19.5.2 定位SRS信號序列和資源映射 722
19.5.3 定位SRS信號的配置與傳輸 724
19.6 Positoning in RRC_INACTIVE 726
19.7 UE測量與UE能力 727
19.7.1 UE側的定位測量 727
19.7.2 定位測量相關的能力 728
19.8 定位時延（Latency）縮短 730
19.8.1 終端定位能力存儲 731
19.8.2 為終端預配置的定位輔助信息
持續有效 731
19.8.3 加快LPP ProvideLocationInformation的
反饋 732
19.8.4 預定時間的定位測量和上報 732
19.9 定位完好性（Integrity） 732
19.9.1 定位完好性的概念 732
19.9.2 完好性操作原則 735
19.9.3 定位完好性在5G RAT-independent
定位中的應用 736
19.9.4 5G用於支持定位完好性的
信令和流程 738
19.10 小結 740
參考文獻 740
第20章 5G多播廣播業務 馬騰 王淑坤 盧飛
20.1 MBS網絡架構 741
20.2 MBS session管理 743
20.2.1 MBS會話標識 743
20.2.2 多播或者廣播會話用戶面管理 744
20.2.3 加入或者退出多播MBS會話 745
20.2.4 多播MBS會話的激活和去激活
管理 746
20.3 MBS多播業務接收 746
20.3.1 多播配置 746
20.3.2 多播業務的非連續接收 748
20.3.3 多播移動性和業務連續性 748
20.4 MBS廣播業務接收 749
20.4.1 廣播業務配置和更新 749
20.4.2 廣播業務調度和接收 751
20.4.3 多播業務連續性 751
20.5 MBS連接態UE的組調度 752
20.5.1 概述 752
20.5.2 MBS組調度發送模式 752
20.5.3 公共MBS頻率資源的設計 754
20.5.4 組公共下行控制信道 759
20.5.5 基於HARQ-ACK的重傳機制 762
20.5.6 半持續調度PDSCH 762
20.5.7 MBS和單播業務同時接收 764
20.6 MBS連接態UE的可靠性增強 765
20.6.1 HARQ-ACK反饋 765
20.6.2 上行反饋碼本設計 767
20.6.3 其他可靠性增強方案 768
20.7 非連接態UE的基本功能 769
20.7.1 公共MBS頻率資源的設計 769
20.7.2 下行控制信道 771
20.7.3 多小區接收MBS 772
20.8 小結 772
參考文獻 772
第21章 5G多卡通信 範江勝 許陽 楊皓睿
21.1 概述 774
21.2 尋呼衝突解決 774
21.3 接入層多卡網絡轉換 776
21.4 尋呼原因值 781
21.5 非接入層功能 782
21.6 小結 784
參考文獻 784
第22章 5G小數據傳輸 林雪 尤心
22.1 概述 785
22.2 小數據傳輸流程 785
22.3 RA-SDT 786
22.4 CG-SDT 787
22.5 小結 788
參考文獻 788
第23章 R17與B5G/6G展望 杜忠達 沈嘉 肖寒
23.1 R18簡介 789
23.2 B5G/6G展望 792
23.3 小結 804
參考文獻 804
縮略語 806