前言

近年来，移动数据的需求成爆炸式增长，现有移动通信系统难以满足未来需求，急需研发新一代5G系统，5G已经成为通信业和学术界探讨的热点。

虽然5G正在逐步商用，但随着通信业务的不断增长，系统对5G的性能指标提出了极高的要求，给5G的部署和大量铺设带来了严峻的挑战。首先，如果按照当前移动通信网络的发展速度，其容量难以支持千倍流量的增长，网络能耗和比特成本难以承受；其次，流量增长必然带来对频谱的进一步需求，而移动通信频谱稀缺，可用频谱呈现大跨度、碎片化分布，难以实现频谱的高效使用；此外，要提升网络容量，必须智能高效利用网络资源，如针对业务和用户的个性进行智能优化，但这方面的能力不足；最后，未来网络必然是一个多网并存的异构移动网络，要提升网络容量，必须解决高效管理各网络、简化互操作、增强用户体验的问题。为了解决上述挑战，满足日益增长的移动流量需求，急需发展新一代5G移动通信网络。

针对上述5G发展面临的难点，本书详细分析了5G的部分关键技术，结合作者团队多年来对5G的研究，提出了一些新的方法和技术，来解决这些问题。但是5G技术难点还有很多没有很好地解决，如毫米波衰减过快过大、系统能耗过大等问题。希望本书能够抛砖引玉，使读者从中得到一些启发和思维创新，提出一些新的解决方法，加快我国5G商用的进程。

目前，市场上关于5G的图书主要分为两大类：一是简单的科普性图书，缺乏理论深度；二是专注5G通信某种技术的图书，如详细描述和分析大规模天线工作原理的图书，但这类图书对初学者不是很友好，且缺乏对5G通信系统的全面介绍和分析。在本书的编写过程中，作者由浅入深，逐步介绍5G的相关技术，兼顾初学者及从事5G工作的科研人员和工程师，扩大了本书的使用范围。与此同时，力求做到内容的科学性、系统性和先进性，并注重突出实用性。

本书第1章、第4章和第5章由长沙师范学院刘刚撰写，第2章、第3章和第6章由中南大学邓宏贵撰写，其余部分由巴黎萨克雷大学钱学文撰写；全书由邓宏贵统稿。

本书在撰写过程中，得到了中南大学物理与电子学院的大力支持，在此表示衷心感谢。5G前沿技术涉及面广，加之作者水平有限，书中的疏漏及不妥之处在所难免，恳请同行专家和广大读者批评指正。

邓宏贵
2020年11月