前言

写作背景

4G改变生活，5G改变社会。全球的5G部署正在如火如荼地进行。华为、爱立信、诺基亚、中兴在全球5G市场上角逐，最终为满足和促进人们生活及各行各业的通信需求奠定了基础。到2030年，移动数据流量比2020年增长将超过万倍，各行各业终端的规模也将发展到千亿级别。

那么，5G是什么？有人说，5G就是高带宽、大连接、低时延；也有人说，5G是人工智能（AI）、大数据（Big Data）、云计算（Cloud Computing）；还有的人说，5G是NFV、SDN、边缘计算；当然，还有的人说，5G就是高清或超高清视频、自动驾驶、VR和AR、远程医疗、工业物联网等。

5G的概念已经遍及大江南北，每个人都从自己的角度感知着5G。“天地与我并生，而万物与我为一。”庄子描绘了一个超越了事物时空界限的万物一统的世界。5G最终将一统互联网、移动网和物联网，为用户提供光纤般的接入速率，“零”时延的操作感知，千亿设备的连接能力，将拉近万物的距离，为用户带来身临其境的信息盛宴。“人工智能+大数据+云计算”助力用户突破海量数据的时空限制，为用户提供多场景、多应用而且智能、智慧的交互体验；NFV、SDN、边缘计算等技术将促进5G网络架构发生根本性的变革，大规模天线、密集组网、毫米波等无线侧技术将极大地解放空口能力，最终满足人们提出的5G指标，实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景。

移动通信的永恒追求是高速、可靠、便捷。1G完成了从无线通信到移动通信的转变；2G完成了从模拟通信到数字通信的转变；3G推进了数字通信的宽带化进程；4G实现了网络全分组化，取消了电路域；5G实现将走得更远，基于服务化的架构是承接移动网、增强互联网、使能物联网融合架构的基础。

随着5G部署的脚步声越来越多、越来越急促，5G系统化的知识，你储备好了吗？面对5G时代广阔的职场空间、无限的商机，5G的技术架构，你掌握好了吗？

写作特点

有志于了解和掌握5G技术的人，可能是对过去的移动技术有一定了解的人，但已有的移动通信知识可以是你进一步掌握5G技术的垫脚石，也可以是理解5G技术的障碍。为此，本书在写作过程中，对不同制式的技术进行大量对比。介绍5G知识点，同时要回答和其他无线制式相比，尤其是和LTE相比到底有哪些不同。从5G和LTE的对比中，能够梳理出技术发展的脉络，帮助读者了解技术继承点在哪里，技术突破点在哪里。有一定移动知识的读者在比较中学习，使已有的无线知识成为掌握5G技术的桥梁，而不是理解5G的鸿沟。

本书对5G技术的阐述遵循一个原则：文不如表、表不如图。尽量以图表的方式来阐述技术，保证观点清晰、信息密度高。用工程师的话说，满满的全是技术干货。即使如此，由于5G的技术庞杂，限于篇幅，本书没有穷尽5G的所有技术，而只是介绍了5G总体概述、网络架构和无线关键技术，这些都是进一步学习5G技术的基础。

生活中的故事和技术原理在哲理层面上是相通的，只不过技术原理披上了数学公式和物理定律的外衣，使得它神秘莫测、难以接近。本书在阐述5G的技术原理和技术特点的时候，尽量使用通俗化的语言，总结了很多5G方面的打油诗、行业俗语，使读者阅读起来轻松愉悦。在不知不觉中，你已掌握了5G的精髓。

本书介绍的5G知识点是多数5G工作岗位上必须了解的5G基础知识。如果读者需要了解5G的空口协议栈、信令流程、组网规划、优化维护、智能运维等更高阶的知识，还需要在此基础上进一步深化学习。初学5G的人，最忌讳的就是一开始碰到大量的专业术语、复杂的数学公式，就好比一进门，被抡了一闷棍，顿时丧失了走进去的信心。本书就是解决让读者轻松入门5G的问题。

本书采用从总体到细节的顺序提纲挈领地介绍了5G工程师需要掌握的基本概念和关键技术。本书如同一本纵贯全国的交通地理手册，靠着这个手册，能够方便地找到某个乡镇，但这个乡镇里的小路就得自己熟悉了。本书是从大多数5G从业者学习需求的角度来讲的，是给初学开车（5G这辆时代列车）的人使用的，而不是给设计车的人使用的。

本书结构

本书分为三篇进行介绍。

第1篇是5G的总体概述（包括1～4章），是所有有志于从事5G相关岗位的人都应该了解的内容。第1章站在一定的高度俯瞰了从1G到5G的技术发展脉络，梳理了从初始的3GPP协议的R99版本到5G的R15、R16、R17版本中的关键技术，并且展望了6G、7G的技术愿景。第2章介绍了移动通信技术共有的基础概念，包括每一个移动通信制式都要考虑的资源分配类问题、网络架构类问题、信息交互类问题，实际上属于5G技术的根本问题。第3章介绍了5G的需求和愿景，第4章介绍了5G的应用和商业模式，这两章从需求场景、关键能力指标及各行各业应用的角度介绍了什么是5G。

第2篇介绍了5G的网络架构（包括5～8章）。第5章介绍了5G的“两侧三云”架构特征，以及架构变革的关键技术：NFV、SDN和云。第6章介绍了无线网架构，第7章介绍了核心网架构，第8章介绍了承载网架构。5G网络架构是5G技术的基础知识，是从事5G技术岗位的人应该了解的内容。

第3篇介绍了5G的空口技术（包括9～11章）。第9章介绍了5G无线侧的7个关键技术，这不是5G无线侧全部的关键技术，而是目前可能落地的5G关键技术；第10章介绍了5G空口的时频资源和空间资源；第11章介绍了5G空口的3个下行物理信道、3个下行物理信号、2个同步信号、3个上行物理信道、3个上行物理信号等内容。这些内容是从事5G无线产品和无线网络规划优化工程师必须掌握的内容。

适合读者

本书是5G技术的科普读物，适合具有一定无线基础知识的5G入门者使用，如5G项目管理者、营销人员、售前支持人员、工程服务人员、管理人员。如果是5G的某一方面的研发人员或网络优化运维人员，本书只适合他了解5G的基础技术，具体的实现细节还需参考协议类、流程类、优化运维类书籍。本书也可以作为各类院校通信工程、网络工程、物联网工程和计算机等专业的5G技术教材（建议在80学时以上）或参考读物。

致谢

本书的写作前后持续一年半的时间。我在这个漫长的写作过程中，得到很多亲人和朋友的关心和帮助。

首先，感谢我的母校天津大学，母校实事求是的校训和恩师们严谨治学的作风使我受益终生。其次，感谢父亲和母亲，是他们的持续鼓励和默默支撑，使我能够长时间专注于移动通信的培训和著书。再次，要感谢我的妻子和孩子，温暖的家庭生活是我持续奋斗的原动力。接着，要感谢本书编辑追求卓越的工作精神，感谢她充分为读者考虑的持续付出。最后，感谢所有的读者朋友，你们的持续关注是我最大的欣慰。

由于作者水平有限，书中难免疏漏和错误之处。欢迎各位读者对本书提出改进意见。在阅读本书过程中发现的任何问题可以反馈给作者。

作者联系方式：cougarwang@qq.com。

王振世

2020年8月