本书全面介绍各类通信系统的技术特点、基本原理及主要应用。全书共分为3篇，13章，理论篇共4章，主要介绍5G移动通信技术理论，主要内容包括移动通信概述、5G网络结构、无线和馈线基础知识、5G关键技术。规划篇共三章，主要介绍5G网络的覆盖、容量和规划设计的方法，包括5G覆盖规划、5G容量规划、 5G网络规划设计。优化篇主要介绍5G网络的优化过程和优化方法，总计6章，主要内容包括5G移动性管理、5G信令流程、5G单站验证、5G射频优化、覆盖问题优化、无线优化常用的指标。

      5G 移动通信是当今信息社会的重要基础设施,它不仅为人们提供了高速、低时延、高可靠的无线连接,还为各行各业的数字化转型和创新应用提供了强大的支撑。5G 移动通信的规划与优化是保证5G 网络性能和服务质量的关键环节,它涉及5G 网络的拓扑结构、资源分配、覆盖范围、干扰管理、能耗控制等多个方面,需要综合考虑技术、经济、社会等多种因素,具有很高的复杂性和挑战性。

      相比于4G,5G 具有全方位的能力提升。在数据传输速率方面,5G 的用户体验速率是4G 的10 倍,峰值速率是4G 的20 倍;在设备接入能力方面,5G 的连接数可达100 万个/ km2,比4G 高出10 倍以上;在延迟方面,5G 端到端延迟可达毫秒级,能够完美地支持远程工业控制等应用。除此之外,5G 采用了基于网络功能虚拟化和软件定义网络技术的服务化网络架构,并引入了网络切片、MEC 等先进技术,使网络更具灵活性和高效性,更有利于未来多样的、智能化的、定制化的应用需求。

      当前,5G 网络正处于大规模建设阶段,移动通信运营商目前需要大量的5G 网络建设和维护人员,因此本书以理论知识与实际应用相结合的方式进行编写,其目的就是为了培养能够适应5G 技术发展的专业人才。
      本书为昆明冶金高等专科学校和北京华晟经世信息技术有限公司“校企双元”合作开发教材,注重理论性与实用性的有机结合。企业专家负责各章的方案设计、教学情境开发和企业案例提供,学校教师负责内容文本的汇总、编写与开发。为了让学生能够快速且有效地掌握核心知识和技能,方便教师在夯实传统教法的基础上,引入翻转课堂等教学模式,本书采用“纸质教材+ 数字课程”的形式,配有专业教学资源库,包括PPT 教学课件、微课、动画、授课计划、电子教案、习题库等。本书内容贴近于实际工作需要,由大批具有数年工作经验的工程师与教学一线教师编写而成,知识精练、案例翔实,避免了过多不必要的数学理论分析,而尽量用文字、图表和案例论述。
       本书具有以下特点:
      (1)通过系统地介绍5G 移动通信网络规划与优化的基本原理、关键技术和实践方法,可使读者掌握5G 网络规划与优化的基本概念、理论知识和技能,能够分析和解决实际工程中遇到的问题,跟踪和掌握5G 网络规划与优化领域的最新动态和发展趋势。
     (2)本书在编写过程中,注重理论与实践相结合,注重基础与前沿相结合,注重知识与技能相结合,注重概念与方法相结合,注重原理与案例相结合。
     (3)本书所介绍的5G 移动通信技术,内容比较专业,对于初学者可能较抽象、难理解,所以对各种概念、原理尽量用贴近生活、贴近实际的实例进行讲解,以求达到最理想的教学效果。
      本书配备英文讲义,可作为相关专业国际留学生的教学用书,如果需要( 包括教学资源),可向作者索取,E-mail:870216607@ qq. com。
     本书由昆明冶金高等专科学校容会、陈云川和昆明理工大学张晶任主编,昆明冶金高等专科学校宋浩、潘宏斌、杨旭、傅正强、林雨、訾永所、孙土土、欧阳志平,北京华晟经世信息技术有限公司昆明冶金项目部的卢晶晶、陈鸿联、姚远、孟显富,云南工程职业学院戚文浩任副主编。容会负责全书的统稿工作。
      由于时间仓促,编者水平有限,书中难免存在疏漏和不足之处,恳请广大读者批评指正。

理论篇
第1 章 移动通信概述 2
 1. 1 移动通信技术演进 2
  1. 1. 1 1G  3
  1. 1. 2 2G  4
  1. 1. 3 3G  4
  1. 1. 4 4G  6
 1. 2 5G 移动通信的发展  7
  1. 2. 1 5G 发展背景  8
  1. 2. 2 5G 系统的性能指标  11
  1. 2. 3 5G 无线接入关键技术  12
  1. 2. 4 5G 网络关键技术  16
 1. 3 5G 网络规划与优化的必要性  19
  1. 3. 1 业务类型趋于多样化  19
  1. 3. 2 频谱复杂性  19
  1. 3. 3 空中接口差异性  20
  1. 3. 4 5G 超密集组网  20
 1. 4 5G 网络规划与优化特点  21
  1. 4. 1 5G 网络规划  21
  1. 4. 2 5G 网络优化  21
第2 章 5G 网络结构 23
 2. 1 5G 网络组网部署模式  23
  2. 1. 1 SA 组网和 NSA 组网  24
  2. 1. 2 MR-DC 技术  28
 2. 2 5G 系统架构  30
  2. 2. 1 5G 系统架构中的组件  30
  2. 2. 2 服务化架构  33
  2. 2. 3 参考点架构  34
 2. 3 5G 接入网架构  37
  2. 3. 1 NG-RAN 架构  37
  2. 3. 2 CU/ DU 组网部署  40
 2. 4 5G 承载技术  43
  2. 4. 1 5G 承载需求  43
  2. 4. 2 5G 前传技术  47
  2. 4. 3 5G 中回传技术  48
第3 章 天线技术  50
 3. 1 天线基础  50
  3. 1. 1 天线的辐射特性  50
  3. 1. 2 天线的基本特性  52
  3. 1. 3 基站天线的应用  56
  3. 1. 4 天线下倾技术  59
 3. 2 天馈线安装与测量  62
  3. 2. 1 天馈系统的基本概念  62
  3. 2. 2 天馈系统的维护  66
 3. 3 Massive MIMO 原理与应用  69
  3. 3. 1 MIMO 系统技术原理  69
3. 3. 2大规模MIMO 天线架构
分析  70
  3. 3. 3 Massive MIMO 应用场景  73

第4 章 5G 关键技术 78
 4. 1 5G 频率  78
  4. 1. 1 5 GHz 频率范围  80
  4. 1. 2 5G 频谱分配  81
  4. 1. 3 5G 频谱特许  84
 4. 2 5G 物理层  89
  4. 2. 1 5G NR 时频结构  91
  4. 2. 2 帧结构  93
 4. 3 LTE-NR 双连接  108
  4. 3. 1 LTE 双连接技术  108
  4. 3. 2 LTE-NR 双连接技术  109
 4. 4 载波聚合 112
  4. 4. 1 LTE 载波聚合  112
  4. 4. 2 5G NR 载波聚合 113
 4. 5 5G 物理信道和信号  116
  4. 5. 1 物理下行  116
  4. 5. 2 物理上行  122
  4. 5. 3 物理信号  130
规划篇
第5 章 5G 覆盖规划  136
 5. 1 5G 覆盖场景分类  136
 5. 2 5G 覆盖规划流程  138
 5. 3 链路预算分析 138
  5. 3. 1 下行链路预算  139
  5. 3. 2 上行链路预算  143
  5. 3. 3 上下行覆盖性能对比  145
 5. 4 传播模型 145
  5. 4. 1 自由空间传播  146
  5. 4. 2 5G 常用的传播模型  146
5. 5覆盖半径计算及基站数量
计算  147
  5. 5. 1 覆盖半径计算  147
  5. 5. 2 基站数量计算  148
 5. 6 室内覆盖规划  149
  5. 6. 1 室内业务需求  149
  5. 6. 2 数字化室分组网  150
  5. 6. 3 无源室分组网  152
第6 章 5G 容量规划  163
 6. 1 容量规划流程  163
 6. 2 业务模型  164
 6. 3 影响5G 单站容量的因素  166
  6. 3. 1 系统带宽  166
  6. 3. 2 调制方式  166
  6. 3. 3 Massive MIMO  167
 6. 4 单站容量承载能力核算  167
6. 5上下行小区半径及站点规模
计算  168
 6. 6 站址规划  169
第7 章 5G 网络站点设计  174
 7. 1 5G 设备介绍  174
  7. 1. 1 华为 gNB 基站介绍 174
7. 1. 2中兴5G 700 MHz 主设备
介绍  179
  7. 1. 3 诺基亚5G 主设备介绍  180
 7. 2 5G 基站站址选择  185
  7. 2. 1 选址基本原则  185
  7. 2. 2 铁塔规划选址原则  186
  7. 2. 3 塔桅选用原则  187
 7. 3 参数规划  189
7. 3. 1 主要公共参数规划要点  189
  7. 3. 2 频率、频段(带)规划要点  190
7. 3. 3PCI、TA、PRACH 及NR 邻区
规划要点  191
优化篇
第8 章 5G 信令流程解  196
 8. 1 5G 信令基础概述  196
  8. 1. 1 5G NR 系统消息 197
  8. 1. 2 5G 的承载及分类  200
  8. 1. 3 5G NR 用户标识 203
 8. 2 UE 开机入网流程  204
  8. 2. 1 小区搜索与选择  204
  8. 2. 2 系统消息广播  204
  8. 2. 3 随机接入  207
  8. 2. 4 RRC 建立过程 210
 8. 3 上下文管理 212
 8. 4 会话管理 215
  8. 4. 1 5G QoS Architecture介绍  215
  8. 4. 2 PDU 会话建立过程 215
  8. 4. 3 PDU 会话修改过程 216
  8. 4. 4 PDU 会话释放过程 217
 8. 5 寻呼信令流程 217
  8. 5. 1 5GC 寻呼 218
  8. 5. 2 RAN 寻呼 219
 8. 6 切换流程 220
  8. 6. 1 站内切换  220
  8. 6. 2 Xn 切换  221
  8. 6. 3 N2 切换  223
  8. 6. 4 LNR 切换 224
第9 章 5G 移动性管理  227
 9. 1 5G 移动性管理架构  228
 9. 2 NSA组网场景下移动性管理  229
9. 3SA 组网场景下连接态移动性
管理  231
  9. 3. 1 移动性基础流程  232
  9. 3. 2 切换功能启动判决  232
  9. 3. 3 处理模式选择  232
  9. 3. 4 测量控制下发  233
  9. 3. 5 测量报告上报  234
  9. 3. 6 目标小区判决  235
  9. 3. 7 切换执行  235
9. 4SA 组网场景下空闲态移动性
管理  235
  9. 4. 1 小区搜索和PLMN选择  236
  9. 4. 2 小区选择  237
  9. 4. 3 小区重选  237
 9. 5 5G 与 LTE 异系统互操作  238
  9. 5. 1 空闲态移动性管理  238
  9. 5. 2 数据业务移动性管理  240
 9. 6 5G 移动性优化案例分析  240
  9. 6. 1 4G/5G 邻区漏配 241
  9. 6. 2 乒乓切换优化  244
第10 章 5G 单站验证 247
 10. 1 5G 单站验证概述  247
 10. 2 5G 单站验证案例解析  251
  10. 2. 1 案例背景  251
  10. 2. 2 700 MHz 5G 天线介绍  252
  10. 2. 3 700 MHz 复勘流程  255
  10. 2. 4 700 MHz 单验流程  256
10. 2. 5 700 MHz单站验证报告  257
第11 章 5G 射频优化 264
 11. 1 RF 优化概述  264
  11. 1. 1 5G 空中接口常见问题  265
  11. 1. 2 RF 优化生命周期  266
 11. 2 RF 优化原理  266
  11. 2. 1 5G 网络优化目标  266
11. 2. 25G 不同组网架构下的RF
优化差异  268
  11. 2. 3 数据分析与优化  268
 11. 3 RF 优化流程  273
  11. 3. 1 优化目标确定  274
  11. 3. 2 cluster 内容及目标  275
  11. 3. 3 簇优化的内容和目标  276
  11. 3. 4 簇优化的准备  278
  11. 3. 5 确定测试路线  278
  11. 3. 6 测试方法和测试准备  279
  11. 3. 7 数据采集  284
  11. 3. 8 簇优化后的数据分析  285
  11. 3. 9 RF 优化整体原则  285
11. 3. 10基于Massive MIMO 的
场景化波束优化  285
11. 3. 11基于Massive MIMO 的
下倾角调整  287
第12 章 5G 无线网络常用 KPI  288
 12. 1 KPI 架构  288
 12. 2 5G KPI 参数  290
 12. 3 KPI 优化方法  296
参考文献  298

      容会，教授，云南大学软件专业硕士研究生毕业，现任昆明冶金高等专科学校计算机信息学院党总支书记、云南省国家项目评审专家库专家、昆明市科技项目评审专家库专家和纪检监察员、云南省综合评标专家库专家、云南省政府采购平台专家、云南省艺术科研专家库专家、云南省彩云招标平台专家库专家、中国机械设备工程股份有限公司专家库专家、云南省中等职业教师资格证面试考官、云南省技能大赛评委、团省委评审专家、云南省国家职业技能鉴定高级考评员、计算机网络管理技师（二级）和高级技师（一级）、高级考评员和程序员等。

      宋浩，讲师，研究生学历，现任昆明冶金高等专科学校通信技术教研室主任。从事教学工作以来，兢兢业业，一丝不苟，受到了广大师生好评；积极参与教科研，主持和参与的项目6项，公开发表学术论文7篇，主持和参与教学资源库建设2门；指导学生参加各类技能大赛屡获佳绩，参加教师教学大赛多次获

本书适合作为高等职业院校现代通信技术、计算机网络、物联网应用技术、电子信息类等专业的教材,也可作为通信系统、网络工程相关工程技术人员或从业人员的参考资料。