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5G入门指南.pdf

发布时间：2022-06-17 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.59M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    【前言】 5G 入门指南由 LTE 学习大使孙宇彤编写以及发布。 作者允许在注明来源后转载全文，作者保留对本文的修订权限，转载时内容不得删减。 本文同步发表在：http://www.readhere.cn/html/2018/5G.htm 【谁需要阅读 5G 入门指南？】 随着 5G 技术在移动通信中渐露锋芒，很多人开始关注 5G 技术，迫切想要了解 5G 技术。 于是大家成为了 5G 技术的初学者，需要 5G 入门。 《5G 入门指南》可以帮助 5G 的初学者解答学习 5G 的疑惑，顺利开启 5G 学习之旅，减 少学习过程中的弯路与歧途，尽快达成学习的目标。 【LTE 学习大使是谁？】 先来认识一下《5G 入门指南》的作者：LTE 学习大使孙宇彤老师，他是国内罕有的 “三 双”级移动通信技术讲师。
    5G 入门指南  孙老师拥有通信行业近 20 年的工作经历；  从事技术培训工作 10 余年；  出版了十多部有关移动通信技术的专著。 近年来，作为在线培训的先行者，LTE 学习大使孙老师在 51CTO 学院和网易云课堂上讲 授了 LTE、NB-IoT、5G 技术以及实用 IT 技能等在线培训课程，学员遍及大江南北。 根据 5G 技术的发展以及教学经验，从 2018 年起，孙老师每年都会更新和发布《5G 入门 指南》，帮助大家更好地学习 5G 技术。 《5G 入门指南》的内容分为 5G 面面观以及 5G 自学指南两个部分。 5G 初学者还可加入 QQ 群：“学好 5G”：794358956，与孙老师在线交流 5G 学习中遇 到的问题，分享 5G 学习的心得。 一、5G 面面观 【什么是 5G？5G 与 LTE 有什么关系？】 5G 是第 5 代移动通信技术的缩写，是 LTE 技术的下一代技术。 5G 网络的性能从三个方面较 LTE 网络有了大幅提升：  峰值速率可达 10Gbps  海量用户可达百万连接/平方公里  往返延时可低于 1ms 2017 年底 5G 技术规范已经制定并发布，从 2018 年开始，5G 技术在中国进入试商用阶段， 正式商用预计在 2020 年。 【5G 与 R15 有什么关系？】 谈到 5G 技术，免不了要谈到 R15。 R15 是由 3GPP 组织发布的技术规范的版本编号，R15 版本的技术规范于 2017 年 12 月正 式发布。 LTE 学习大使发布@【读懂通信】以及【空中接口学园】 ii
    5G 入门指南 3GPP 发布的 R15 版本技术规范由一系列的技术规范组成，涉及三大技术体系，一个是 WCDMA，一个是 LTE，另外一个是 5G。 R15 对 5G 技术而言，有特别的意义，这是因为 R15 是 3GPP 5G 相关技术规范的第一个 版本，相当于 LTE 技术的第一个版本 R8，因此是一大里程碑。 与 R8 版本的 LTE 技术规范一次性发布不同，R15 版本的 5G 技术规范为了抢时间，在 2017 年 12 月发布的只是其中一部分的技术规范，专门用于 NSA（Non StandAlone，非独立） 部署场景，用于 SA（StandAlone，独立）部署场景的技术规范推迟到 2018 年 6 月发布。 【NSA 和 SA 部署场景的 5G 技术规范有何差别？】 前面说了 5G 的 R15 规范分为 NSA 和 SA 两种部署场景，这两种部署场景的主要差别是： NSA 部署场景的核心网还是采用 EPC，也就是借用 LTE 核心网，只有无线网络采用了 5G 的无线网络。 而 SA 部署场景的核心网采用 5GC，也就是 5G 的核心网，从核心网到无线网是全套的、 完整独立的 5G 网络。 因此，NSA 部署场景适合做 5G 的试验网络，而 SA 部署场景比较适合 5G 的正式商用。 【规范冻结是什么含义？】 规范冻结是我们最近常听到的、关于 R15 技术规范的说法，这个说法有什么含义呢？ 其实，技术规范的冻结与技术开发中的需求冻结是类似的，意味着这个版本的技术规范不 再增加新的特性，只会进行 bug 的修正。新的特性需要在下一个版本中实现，如此而已。 因此，技术规范的冻结并不意味着制定技术规范任务的终止，只是代表确定了一个具体版 本。冻结技术规范的目的就是为了能输出这个版本的技术规范，比如及时输出 R15 版本的 5G 技术规范，并没有什么重大的技术意义。 【 NR 是什么含义？】 NR 是另外一个与 R15 版本技术规范相关的术语。NR 是 New Radio 的缩写，有些参考资 料把其翻译为新空口，代表 5G 采用了与 LTE 技术不同的空中接口技术。 不过，考虑到 5G 引入了基站的拆分，对基站而言，有些协议的处理实体并不涉及空中接 口；另外在 R15 规范中，NR 与 E-UTRA 相对应，并不是与 Uu 相对应。 因此，我觉得将 NR 翻译为新无线技术，应该会更准确一些。 【5G 技术相对 LTE 技术有多大的改变？】 这是初学者非常关注的问题，也是影响 5G 学习的重要问题。 前面讲过 5G 技术是 LTE 技术的下一代技术，并且 5G 网络的性能较 LTE 网络有了大幅提 升，但是，从无线技术发展的角度看，从 GSM 到 WCDMA（2G-3G）配得上 Huge step，从 WCDMA 到 LTE（3G-4G）配得上 Big step，但是从 LTE 到 5G（4G-5G），孙老师觉得只能算 a step 比较合适。 为什么这样说呢？ 首先看 GSM 到 WCDMA，3GPP 从 TDMA/FDMA 的世界一脚踏入了 CDMA 的世界。从 2G 功率正交的 TDMA/FDMA，转入了 3G 能量正交的 CDMA，如果用改天换地来形容，一点 也不过分。所以孙老师说这是个 Huge Step。当然，除了 CDMA 外，3GPP 还给 WCDMA 增加 了很多内容，比如通过信道复用，实现并发的话音与数据业务。 LTE 学习大使发布@【读懂通信】以及【空中接口学园】 iii
    5G 入门指南 由于 CDMA 和信道复用的技术跨度实在太大，因此 WCDMA 技术经过了 6 年时间才成熟。 从技术成熟的过程看，2G-3G 还真是步子太大了。 接下来看 WCDMA 到 LTE，3GPP 引入了 OFDM 以及多天线技术。当然，3GPP 这会比较 聪明了，多天线技术已经提前在 WCDMA 中开始预热，这次的技术跨越就非常可控了。举个 最明显的例子，LTE 终端的成熟期不到 3 年，这当然是业界的共同努力，但是也从一个侧面反 映了技术的跨度。 当然，LTE 与 WCDMA 的差异还比较大，学起来需要花更多的功夫，更别说 LTE 还涵盖 了 TDD 的部分，所以孙老师认为从 WCDMA 到 LTE 还算得上是个 Big step。 最后讲讲 LTE 到 5G。大家应该听说过 pre 5G 这个说法，这说明 5G 当中的很多技术，并 不是 5G 专用的。 5G 可以看成 4.5G 技术的自然延伸，比如 mMTC 与 NB-IoT 和 eMTC，eMBB 与 LTE-A pro，就是带宽、频段、天线数量的自然延伸，a step 而已，看不出什么技术上的重大变革。 特别是 R15 版本的 5G 技术规范，里面的关键技术以及主要结构，还是沿用了 LTE 技术的 那一套。 如果津津乐道 Polar 编码等，把这些当作 5G 的主要技术亮点的话，这样的 5G 格局还是 太小了。 当然，如果 3GPP 能搞定 URLLC，这的确可以看成一个重大突破，但是成了吗？ 总之，从无线侧上说，5G 技术只是 LTE 技术的持续发展，谈不上重大变革。从 R15 的规 范看，5G 有改变，但相对 LTE 改变也许不超过 25%。从这个意义上，把 5G 理解为 LTE++， 或者 LTE#，也挺合适的。 正因为这个原因，孙老师作为 LTE 学习大使，依然能够在 5G 的学习过程中发挥重要作用。 二、5G 自学篇 【为什么要学 5G？】 这个问题仁者见仁、智者见智。 如果你求知欲很强，又是从事通信技术相关的工作。在 5G 技术规范已经发布，技术特性 已经清晰明了的时候，没有理由不学习下一代的移动通信技术。 特别是前段时间 5G 编码投票的事情，让 5G 成为社会关注的热点，这时候，身为一名技 术人，正本清源，学习和了解 5G 技术，更是责无旁贷。 【无线人要学习 5G 哪些内容？】 作为一名无线人，如果想全面了解 5G 技术，需要根据 R15 的技术规范，学习下面这些内 容： A. 空中接口的关键技术，内容包括：OFDM 和多天线 B. 空中接口的物理层结构，内容包括：时频结构、参考信号、同步信号、 PBCH、 PDCCH、PUCCH、PDSCH、PUSCH C. 空中接口的链路层以及网络层，内容包括：RRC、SDAP、PDCP、RLC、MAC D. N2 以及 N3 接口，内容包括：N2、N3、GTP、SCTP E. 5GC，内容包括：5GC 功能模块 AMF、SMF 和 UPF 以及 QoS LTE 学习大使发布@【读懂通信】以及【空中接口学园】 iv
    5G 入门指南 对从事无线工作的 5G 初学者而言，A 和 B 是学习的难点，A、B 和 C 是学习的重点。其 中，搞终端的学 A+B+C 就可以了，搞基站的需要学 A+B+C+D，E 部分供学有余力的人扩展 思路。 【如何才能学好 5G？】 熟悉 LTE 技术的 5G 初学者会发现，5G 技术的学习内容中有大量的内容与 LTE 技术相 通，比如空中接口的关键技术：OFDM 和多天线；空中接口的链路层以及网络层：RRC、 PDCP、RLC、MAC 等等。 前面也讲过，从无线技术的角度看，相较 LTE 技术，5G 技术的改变也许不超过 25%。 显然，不学好 LTE 技术，不打好 LTE 技术的基础，LTE-A、NB-IoT、5G 这些后续的技 术就是空中楼阁，完全没有办法落地，怎么有可能学好呢？就好像一个人没有学会平面几何， 却说自己精通立体几何，你会相信吗？ 因此，这个问题的答案不言而喻：学好 5G 的前提就是先学好 LTE，LTE 不入门，5G 也 不能入门。LTE 入门后，再来学习 5G 才会事半功倍。 至于 LTE 入门方法，请初学者阅读 LTE 学习大使孙宇彤老师编写的《LTE 入门指南》。 【学 5G 要看哪本书？】 学习离不开参考书，市面上已经出版了大量的 5G 参考书，初学 5G 应该从哪本书开始看 起呢？ 根据孙老师的阅读体验，市面上的 5G 参考书基本上都在 R15 技术规范正式发布前出版，并不是以 R15 技术规范为基 础来展开内容的，里面有大量的内容与 R15 技术规范无关， 与实际 5G 系统明显脱节。 因此，我建议 5G 初学者没有必要使用这些参考书作为 教材，免得事倍功半。 对 5G 初学者而言，由于关键技术相通，反而是《LTE 教程：原理与实现（第 2 版）》更适合用于 5G 的入门学习。 《LTE 教程：原理与实现（第 2 版）》语言流畅、重点 突出，初学者从中掌握 5G 关键技术的相关内容（A 部分）后， 再应用到 5G 的学习中，将会大大提升 5G 的学习效率。 当然，未来在《5G 教程：原理与结构》出版后，由于以 R15 技术规范为基础来展开内容，相信这本书将是更适合初学 者的 5G 学习教材。 【学 5G 要重点看哪些规范？】 阅读了《LTE 教程：原理与实现（第 2 版）》后，初学者可以通过阅读 R15 的技术规范， 来把握 5G 所特有的技术。 R15 的技术规范都可以在 3GPP 网站下载，其中 5G 的主要技术规范为 TS38 系列： 下载的网址 在 TS38 系列的技术规范中，推荐大家重点阅读以下规范： TS23.501：系统总体介绍 TS38.300：无线侧总体介绍 LTE 学习大使发布@【读懂通信】以及【空中接口学园】 v
    5G 入门指南 TS38.401：无线侧架构 TS38.211：物理信道结构 TS38.104：基站射频要求 这样，就包含了前面说的 B、C、D、E 等部分的 5G 学习内容。 【如何高效 5G 入门？】 由于 TS38 系列技术规范都是英文版，为了方便大家学习，LTE 学习大使孙宇彤老师制作 和主讲了 5G 入门系列课程，系列课程基于 R15 技术规范，帮助大家掌握 5G 技术，系列课程 包括：  5G 概述  R15 的网络与业务  R15 的无线网络  R15 的物理层  R15 的信号与信道 5G 入门系列课程发布在网易云课堂上。5G 初学者通过学习在线课程，更容易理解和掌握 R15 的技术精髓，实现 5G 技术的入门。 LTE 学习大使发布@【读懂通信】以及【空中接口学园】 vi
    5G 入门指南 最后，预祝各位初学者， 顺利入门 5G！ LTE 学习大使发布@【读懂通信】以及【空中接口学园】 vii
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