王喜瑜
中興通訊股份有限公司執行副總裁、首席技術官、首席信息官，於1998年加入中興通訊股份有限公司，歷任中興通訊CDMA事業部副總經理、無線研究院院長、技術規劃部部長，中興通訊副CTO兼總裁助理等職務。擁有多年電信行業從業及管理經驗，曾獲國家科學技術進步二等獎、廣東省科學技術進步一等獎、中國通信協會科技進步一等獎等多項榮譽。

劉鈺
2005年加入中興通訊股份有限公司，技術預研無線資深專家和基帶軟件開發資深專家。先後從事WCDMA/WiMAX/LTE/5G開發、繫統設計和標準預研等工作，有豐富的產品開發和標準預研經驗，尤其熟知5G無線空口標準。

劉利平
中興通訊股份有限公司無線研究院副院長。負責4G/5G無線基帶繫統方案和設計開發工作，擁有20年無線通信技術研究和產品研發經驗，擁有多項無線通信授權專利。

序
前言
第1章5G繫統架構  1
1.1延續傳統，築基未來  1
1.25G標準介紹  2
1.35G網絡架構  3
1.3.1接入網架構  4
1.3.2繫統架構  5
1.4協議棧  7
1.4.1控制面協議棧  7
1.4.2用戶面協議棧  8
1.5參考協議  9
第2章基礎知識  10
2.15G頻譜  10
2.1.1頻率範圍  10
2.1.2頻帶  10
2.1.3信道帶寬  12
2.1.4信道柵格  14
2.1.5同步柵格  16
2.2幀結構  18
2.2.1參數集  18
2.2.2幀和子幀  18
2.2.3時隙和符號  18
2.3物理資源  19
2.3.1天線端口  19
2.3.2素  19
2.3.3資源塊  19
2.4小區搜索  20
2.4.1PSS搜索  21
2.4.2檢測SSS  21
2.4.3檢測PBCH  22
2.5SSB的時頻位置說明  23
2.5.1SSB內容  23
2.5.2頻域位置  24
2.5.3時域位置  26
2.6繫統信息  28
2.6.1參數介紹  29
2.6.2SIB有效性和SI變化指示  32
2.6.3如何獲取繫統信息  34
2.6.4SIB1接收過程  35
2.7部分帶寬  40
2.7.1參數介紹  41
2.7.2BWP配置選擇  50
2.7.3默認BWP  51
2.7.4BWP切換  52
2.7.5BWP激活和去激活的動作  57
2.8各種頻域位置關繫圖  58
2.9參考協議  59
第3章隨機接入過程  60
3.1RA的分類  60
3.2RA preamble的產生  62
3.3RA參數說明  63
3.3.1參數解釋  63
3.3.2preamble  72
3.3.3RACH occasion  73
3.3.4PRACH occasion關聯周期  79
3.3.5RA參數總結  81
3.4Msg0～Msg4說明  81
3.5UE發起的RA  86
3.5.1UE RRC層發起的競爭RA  86
3.5.2UE MAC層發起的競爭RA  90
3.6gNB發起的RA  90
3.6.1gNB發起的競爭RA  91
3.6.2gNB發起的非競爭RA  91
3.7reconfigurationWithSync的RA  91
3.7.1競爭RA  92
3.7.2非競爭RA  92
3.8OSI請求  93
3.8.1基於Msg1獲取OSI  93
3.8.2基於RRC信令獲取OSI  95
3.9波束失敗恢復  96
3.9.1發起過程  96
3.9.2CB-BFR（競爭RA）  96
3.9.3CF-BFR（非競爭RA）  96
3.10RA過程中的時間要求  97
3.11RA過程中的QCL要求  99
3.12參考協議  99
第4章RRC連接過程  100
4.1UE狀態  100
4.2尋呼  102
4.2.1尋呼時機  102
4.2.2參數說明  104
4.2.3P-RNTI加擾的DCI1_0  107
4.2.4尋呼接收  108
4.3RRC連接建立  109
4.4RRC連接重配  109
4.4.1RRC重配發送方式  110
4.4.2RRC重配失敗處理  115
4.5RRC連接重建立  115
4.6RRC連接釋放  117
4.7RRC連接恢復  118
4.8SCG失敗過程  120
4.9失敗通知過程  120
4.10無線鏈路失敗  121
4.11參考協議  121
第5章UE移動性  122
5.1RRC_IDLE狀態下的移動性  122
5.2RRC_INACTIVE狀態下的移動性  124
5.3RRC_CONNECTED狀態下的移動性  126
5.4總結  126
5.5參考協議  128
第6章控制信道處理過程  129
6.1PDCCH  129
6.1.1基本概念  129
6.1.2參數介紹  130
6.1.3物理層過程  136
6.1.4下行控制信道檢測  139
6.1.5DCI格式  148
6.2UCI  154
6.2.1概述  154
6.2.2參數介紹  160
6.2.3通過PUCCH上報UCI的物理層處理過程  168
6.2.4通過PUSCH上報UCI的物理層處理過程  198
6.2.5HARQ-ACK碼本確定  206
6.2.6通過PUCCH上報UCI  219
6.2.7通過PUSCH上報UCI  238
6.3UE上報CSI的過程  241
6.3.1概述  241
6.3.2參數介紹  242
6.3.3CSI框架設計  255
6.3.4?CSI-RS發送  265
6.3.5CSI計算  268
6.3.6CSI上報  281
6.3.7通過PUCCH上報CSI  286
6.3.8通過PUSCH上報CSI  286
6.3.9總結  288
6.4參考協議  291
第7章參考信號處理過程  292
7.1下行參考信號  292
7.1.1PBCH DMRS  292
7.1.2PDCCH DMRS  293
7.1.3PDSCH DMRS  296
7.1.4 CSI-RS  309
7.2上行參考信號  316
7.2.1PUCCH DMRS  316
7.2.2PUSCH DMRS  316
7.2.3SRS  329
7.3參考協議  343
第8章數據信道處理過程  344
8.1PDSCH  344
8.1.1概述  344
8.1.2參數介紹  346
8.1.3物理層過程  350
8.1.4傳輸方案  355
8.1.5資源分配  356
8.1.6調制階數、目標碼率和TBS確定  362
8.1.7PDSCH資源映射  368
8.1.8基於CBG的PDSCH傳輸  375
8.1.9UE PDSCH處理時間  377
8.2PUSCH  378
8.2.1概述  378
8.2.2參數介紹  379
8.2.3物理層過程  383
8.2.4傳輸方案  389
8.2.5資源分配  397
8.2.6DFT預編碼  403
8.2.7調制階數、目標碼率和TBS確定  403
8.2.8基於CBG的PUSCH傳輸  407
8.2.9PUSCH跳頻  408
8.2.10UE PUSCH準備時間  409
8.3參考協議  410
第9章MAC層處理過程  411
9.1TA維護  411
9.1.1TA用途  411
9.1.2參數  412
9.1.3上行TA維護過程  413
9.2下行數據傳輸  414
9.2.1下行授權接收  414
9.2.2下行HARQ  415
9.3上行數據傳輸  416
9.3.1上行授權接收  416
9.3.2上行HARQ  417
9.3.3邏輯信道優先級處理  418
9.3.4緩存狀態上報  419
9.3.5調度請求  424
9.4非連續接收  426
9.4.1參數  426
9.4.2處理過程  429
9.5非動態調度的發送和接收  430
9.5.1下行  430
9.5.2上行  432
9.5.3PDCCH validation  436
9.6MAC PDU  437
9.6.1DLSCH和ULSCH（除了透傳MAC PDU和RAR）  437
9.6.2透傳MAC PDU  438
9.6.3MAC subheader  439
9.7參考協議  440
第10章注冊和會話管理流程  441
10.1注冊  441
10.2PDU會話建立  446
10.3總結  449
10.4參考協議  449
第11章5G關鍵技術  452
11.1部分帶寬  452
11.2準共站址  453
11.2.1參數介紹  454
11.2.2相關MAC CE  456
11.2.3QCL說明  457
11.3雙連接  461
11.3.1控制面協議棧  461
11.3.2用戶面協議棧  462
11.3.3SN增加  
11.3.4SN刪除  465
11.3.5SN修改  467
11.3.6切換  469
11.4網絡切片  473
11.4.1概述  473
11.4.2注冊網絡切片  476
11.4.3PDU會話中的網絡切片  477
11.5服務質量  479
11.5.1概述  479
11.5.2QoS流  480
11.5.3PDU會話中的QoS  483
11.5.4QoS參數  485
11.6參考協議  488
第12章SIB1和配置參數設計  489
12.1SIB1參數說明  489
12.2UE配置參數說明  490
12.2.1RRCReconfiguration  490
12.2.2CellGroupConfig  491
12.2.3SpCellConfig  492
12.2.4SCellConfig  493
12.2.5ServingCellConfig-Common  494
12.2.6ServingCellConfig  495

Preface  序
黨的十八大以來，黨中央高度重視發展數字經濟。2021年，中共中央政治局就推動我國數字經濟健康發展進行第三十四次集體學習。中共中央總書記習近平在主持學習時強調，數字經濟事關國家發展大局，要做好我國數字經濟發展頂層設計和體制機制建設。
工業和信息化部發布的《“十四五”信息通信行業發展規劃》對建設新型數字基礎設施提出了新的更高要求，做出了具體的戰略部署。
推動數字經濟發展，加快數字產業化發展，就需要加快進行包括5G在內的新一代信息通信技術的集成融合、繫統創新，推動信息通信產業升級提速，降低全社會使用信息通信技術的門檻。推進產業數字化升級，就需要推動新一代信息通信技術深度融入生產運營各領域、各環節，助力實體經濟突破全要素生產率的增長瓶頸，實現高質量發展。
“十三五”期間我國已經建成全球規模的光纖和移動寬帶網絡，實現了5G 網絡的規模化商用。“十四五”期間，我國5G覆蓋面會更廣，5G應用會更深，對5G專業技術人纔的需求數量會更多、能力要求會更高。5G技術的發展及行業應用的深入，需要上下遊產業鏈的企業、科研院所、CCSA等行業組織共同協作。包括中興通訊在內的國內企業有著領先的5G技術，並積極參與5G標準的制定。很開心看到中興通訊將自己在5G無線技術領域的深厚積累分享出來，彙集成這本書，讓更多的專業人員得以深入學習5G無線技術，了解5G標準。本書有助於5G人員能力的提升和行業的共同發展。
百尺竿頭，更進一步。希望中興通訊不斷沉澱和萃取自己的實踐，未來出版更多、更好的科技著作！也希望產、學、研、政各界攜手，充分利用5G技術賦能千行百業，抓住新一代信息通信技術和數字經濟發展的歷史機遇，更好地賦能實體，服務社會，造福人民！

聞庫
中國通信標準化協會副理事長兼秘書長 
2022年1月17日

前言  Preface
2019年，工業和信息化部向各運營商頒發了5G牌照，這標志著我國正式進入5G商用時代。經過兩年多的發展，我國5G基站數量占全球70%以上，穩居全球；5G終端用戶數量超過4.9億，占全球80%以上。至此，我國已建成全球規模、技術、行業應用豐富的5G網絡。很榮幸，中興通訊作為無線通信產業的參與者，在過去的三十年，見證了我國通信產業從2G時代的跟隨、3G時代的突破、4G時代的同步，發展到5G時代的引領的整個過程。
國家“十四五”規劃明確提出“加快數字化發展，建設數字中國”的戰略目標，構建基於5G的應用場景和產業生態，在智能交通、智慧物流、智慧能源、智慧醫療等領域開展試點示範。可以預見，5G將在垂直應用領域發揮巨大作用。
中興通訊作為全球領先的綜合通信信息解決方案提供商，在國家數字化發展浪潮中，甘當數字經濟的“築路者”，與行業伙伴探索5G應用，共同推動行業數字化轉型。“一枝獨秀不是春，百花齊放春滿園”，中興通訊將持續賦能各行各業，實現與客戶、合作伙伴的共同發展，致力於打造“讓溝通與信任無處不在”的美好未來！
從5G標準制定到5G全繫列產品研發，再到5G行業應用，中興通訊在全球5G發展過程中一直扮演著重要角色。在5G產業蓬勃發展之際，更多的人員投身5G行業，大家迫切需要掌握5G相關技術。中興通訊適時傾情推出本書，以期為5G技術的普及和行業的發展貢獻自己的力量。
本書以3GPP NR R15版本為基礎，主要對5G無線繫統相關技術進行詳細、深入的闡述，內容覆蓋5G繫統架構、隨機接入過程、RRC連接過程、上下行各物理信道和信號處理過程以及5G關鍵技術等。為了便於讀者理解，書中還列舉了大量實例。本書結構清晰、內容翔實、案例豐富、通俗易懂，適合作為對5G無線繫統感興趣的讀者自學的教程，也適合作為大專院校相關專業的教學參考書。
在本書的創作過程中，我們得到了中興通訊趙志勇、王欣暉、闫林等專家的大力支持和幫助，以及機械工業出版社楊福川、陳潔編輯的專業周到的服務，在此深表感謝！
本書創作時間有限，疏漏難免，敬請廣大讀者批評、指正！

王喜瑜
2022年1月21日

人類的發展經歷了遊牧時代、農耕時代、工業時代，現在正處於信息時代。信息時代的標志就是信息化、數字化，要實現人與人、人與物、物與物的信息自由流動。5G技術博大精深，其中5G無線技術是重中之重。本書的推出對於廣大讀者和專業技術人員深入學習和理解5G無線技術，利用5G技術賦能數字經濟建設大有幫助！

——謝大雄 中興通訊股份有限公司監事長/移動網絡和移動多媒體技術國家 主任

隨著5G技術走向商業化應用，5G技術的神秘面紗被逐步揭開，越來越多的專業人員在工作中需要掌握5G關鍵技術。本書結合創作者豐富的實踐經驗，用通俗易懂的語言闡明復雜的技術問題，對5G架構、NAS/RRC/MAC/PHY等關鍵技術進行了繫統的介紹，是一本非常適合從事5G技術研發及應用的專業人員及通信專業學生閱讀的書籍！

——尤肖虎 東南大學移動通信國家    主任兼教授

數字化時代，5G鋪就了信息高速公路，無線空口技術是5G的關鍵技術之一。本書以3GPP R15協議版本為基礎，用嚴謹的態度、深入淺出的語言，幫助讀者深刻準確地理解5G空口協議的技術特點、協議棧、解讀上下行各物理信道/信號處理原理與過程。書中既有扎實的基礎知識講解，又有豐富的實例，幫助您掌握5G空口技術。值得推薦！

——馬紅兵 聯通科創部總經理

隨著5G技術向商用化邁進，越來越多的工程技術人員開始關注5G相關技術。本書對5G空口協議進行了詳細、深入的解讀，全面地介紹了5G無線繫統，對於廣大讀者和專業技術人員深入學習和理解有很大的幫助，是一本在無線通信領域不可多得的科技圖書。

——張欽宇 哈爾濱工業大學教授