5G原理及其网络优化

前 言
我国移动通信系统自20世纪90年代以来，经历了模拟、数字、数据和宽带的多次技术变革，为亿万人民生活带来福祉，持续推动了数字经济发展，深刻改变了社会发展的格局。

随着5G技术的广泛应用，广大通信行业从业者越来越希望能够有一本深入浅出、上手即可使用的指导书，能够快速掌握基本原理、了解优化方法、解决实际问题，因此本书应运而生。本书打破了5G高不可攀的理论门槛，通过与以往几代通信系统的设计理念对比，以点带面地阐述了5G的来龙去脉，如在哪些方面引入了必要的技术创新、面向生产工作落地如何细致地剖析攻关、垂直行业应用如何做好个性需求的优化等，本书就是将其娓娓道来，一一解析后分享给读者。

本书共分为7章，除第1章概述外，第2章针对5G网络优化涉及的无线网、核心网知识进行了介绍，主要解读3GPP R15版本中定义的基础内容，核心仍是面向eMBB应用场景。第3章针对5G网络的规划建设进行详尽的归纳阐述，总结了设备选型、验收等基本思路。第4章详细地阐述了5G网络关键信令，以及由信令可以挖掘发现的网络问题，并提出了相应的高效优化解决方案。第5章总结了日常无线网络优化工作过程中常见的关键问题，并层层深入地提出了相关的解决方案。第6章面向垂直行业的实际应用列举了较为成功的案例，并总结了无线侧支撑垂直行业的关键节点。第7章初步探讨了R16和R17版本的部分前瞻相关探究，介绍了未来通信技术的发展方向和趋势。

与市面现有5G书籍偏重原理介绍不同，本书采用了“基础理论 实操问题 解决案例”的写作手法，面向运营商当前的效益、感知等问题及解决方案，重点对现网实际优化工作的落地开展了详尽阐述，以便读者在实际生产工作中进行参考。本书作者曾撰写了《GSM原理及其网络优化》《GPRS原理及其网络优化》等畅销书，被业界称为“优化绿宝书”，得到了行业从业者的广泛认可。

本书作者长期在线进行4G、5G网络规划、维护、优化的工作，积累了大量的实操经验，本书无论对高校在校生、无线优化初学者还是网络优化专家均能起到实践指导、辅助提升、借鉴总结的作用。本书基于作者的有限学识和主观角度对协议及5G网络轻载阶段工作进行讨论，难免存在疏漏不足之处，未来随着5G用户发展、网络负荷提升，相应优化经验有待进一步提炼总结，敬请读者谅解并提出宝贵建议！

5G赋能千行百业，随着5G网络大规模建设，ToC用户渗透率不断提高，同时5G与工业制造、交通运输、电力能源、医疗、教育和内容等诸多垂直行业深度融合，网络优化将起到关键作用，并对一线无线优化人员提出了更高要求。而《5G原理及其网络优化》恰逢其时，解行业之所需，帮助读者快速上手、边学边练，提升优化效果，必将成为一线工作者的得力助手，5G优化的行业宝典。
本书主要介绍5G NR组网架构、空中接口（简称空口）协议栈各层的作用、物理层关键技术等，并结合当前5G网络部署情况提出规划、优化方面的策略与思考，如设备选型、5G分流、分场景波束调优，同时对5G网络优化流程进行分析，探讨5G覆盖优化、效益提升、端到端分析等方面的关键点。
本书既可作为一线工作的指导手册，也可作为高等院校的教材。

关于作者
韩斌杰
权WEI网络优化畅销书《GSM原理及其网络优化》作者，移动通信网络优化权WEI专家，中央企业劳动模范，所著的《GSM原理及其网络优化》深受广大通信行业从业者认可，被誉为网络优化红宝书、书。

王锐
正高级工程师，移动通信高级专家，从事2G/3G/4G/5G网络一线优化18年，曾获全国电信和互联网行业职业技能竞赛一等奖，发表多篇论文，拥有多项专利及科技创新成果。

赵晓晖
移动通信专家，长期从事无线网络优化维护工作，熟悉2G/4G/5G网络部署优化及相关IT能力建设，曾获全国电信和互联网行业职业技能竞赛三等奖。

目录
前言
第1章 5G系统概述 
第2章 5G关键技术 
2.1 5G演进介绍 
2.2 5G无线网基础 
2.2.1 频谱介绍
2.2.2 物理层概述：时频资源及信道与信号 
2.2.3 数据链路层概述：MAC、RLC、PDCP、SDAP 
2.2.4 5G波束 
2.3 5G核心网基础 
2.3.1 5G核心网架构及网元功能 
2.3.2 切片介绍 
2.3.3 N1/N2、SBI等接口信令介绍与问题处理 
2.3.4 5G核心网信令流程 
第3章 5G网络规划建设 
3.1 无线网规划目标 
3.2 无线网规划流程
3.2.1 网络规模估算 
3.2.2 覆盖仿真与站址选取 
3.2.3 无线参数规划 
3.3 天线结构介绍 
3.4 5G设备选型对比 
3.4.1 设备类型介绍 
3.4.2 覆盖选型 
3.4.3 室内覆盖分场景解决方案 
3.5 运营商站点验收常见要求 
第4章 5G信令详解以及异常事件分析 
4.1 NR接口协议 
4.1.1 5G 网络总体拓扑 
4.1.2 5G NR接口介绍 
4.2 信令基础知识 
4.3 5G接入流程 
4.3.1 5G SA接入流程 
4.3.2 问题排查思路和案例分析 
4.4 5G移动性信令流程 
4.4.1 5G移动性管理类型 
4.4.2 问题排查思路和案例分析 
4.5 RRC关键信元解析 
4.5.1 RRC建立 
4.5.2 RRC重建立 
4.5.3 RRC连接恢复 
4.5.4 AS安全的激活 
4.6 5G寻呼信令解析 
4.6.1 5GC寻呼 
4.6.2 RAN寻呼 
4.6.3 寻呼消息发送 
4.7 SIP信令介绍 
第5章 5G专项优化 
5.1 5G无线上网感知质量提升 
5.1.1 上网感知质量提升的意义 
5.1.2 5G上网感知质量评估指标及影响因素 
5.1.3 网络结构整治提升用户上网感知 
5.1.4 干扰优化排查提升用户上网感知 
5.1.5 负荷扩容提升用户上网感知 
5.1.6 多网协同优化提升用户上网感知 
5.1.7 重点场景保障提升用户上网感知 
5.2 5G语音业务质量优化提升 
5.2.1 5G语音业务质量提升的意义 
5.2.2 5G语音业务解决方案 
5.2.3 5G语音业务评估指标及影响因素 
5.2.4 EPS FB语音质量提升 
5.2.5 VoNR（ViNR）语音质量提升
5.2.6 语音数据业务差异化保障
5.3 5G分流优化
5.3.1 5G分流的意义
5.3.2 5G分流能力的评估指标及影响因素
5.3.3 基于终端业务提升分流
5.3.4 通过网络精准规划提升分流
5.3.5 通过参数设置提升分流
5.3.6 通过天馈工参调整提升分流
5.3.7 重点场景提升方案
5.3.8 分流提升案例
5.4 5G端到端感知优化
5.4.1 5G端到端感知分析的意义
5.4.2 5G端到端感知分析与问题处理思路
5.4.3 无线网对感知的影响
5.4.4 核心网对感知的影响
5.4.5 传输对感知的影响
5.4.6 终端APP及SP内容服务对感知的影响237
5.4.7 端到端问题处理案例
第6章 ToB行业应用实例
6.1 ToB常见组网类型及业务应用介绍
6.1.1 ToC与ToB组网规划差异
6.1.2 ToC与ToB频率使用差异
6.1.3 ToB大上行需求
6.1.4 ToB低时延需求
6.1.5 ToB无线侧资源预留
6.2 智慧钢铁组网场景挑战及部署方案
6.3 智慧港口组网场景挑战及部署方案
6.4 应用实例及成果经验
第7章 网络后续演进前瞻
7.1 超可靠低时延通信（URLLC）
7.1.1 URLLC的演进
7.1.2 降低空口传输时延方案
7.1.3 可靠性增强方案研究
7.2 5G V2X
7.2.1 5G V2X概述
7.2.2 5G V2X标准
7.2.3 V2X R16版本演进
7.3 5 G物联网演进
7.4 R17版本冻结
7.4.1 频谱范围扩到71GHz
7.4.2 轻量版NR（NR-Lite）
7.4.3 定位精度提升到厘米级
7.4.4 XR评估
7.4.5 INACTIVE态下小数据包传输
7.4.6 NR sidelink增强
7.4.7 IAB增强
附录
A.1 协议内容
A.2 5G名词解释

5G赋能千行百业，随着5G网络大规模建设，ToC用户渗透率不断提高，同时5G与工业制造、交通运输、电力能源、医疗、教育和内容等诸多垂直行业深度融合，网络优化将起到关键作用，并对一线无线优化人员提出了更高要求。而《5G原理及其网络优化》恰逢其时，解行业之所需，帮助读者快速上手、边学边练，提升优化效果，必将成为一线工作者的得力助手，5G优化的行业宝典。
本书主要介绍5G NR组网架构、空中接口（简称空口）协议栈各层的作用、物理层关键技术等，并结合当前5G网络部署情况提出规划、优化方面的策略与思考，如设备选型、5G分流、分场景波束调优，同时对5G网络优化流程进行分析，探讨5G覆盖优化、效益提升、端到端分析等方面的关键点。
本书既可作为一线工作的指导手册，也可作为高等院校的教材。

关于作者
韩斌杰
权WEI网络优化畅销书《GSM原理及其网络优化》作者，移动通信网络优化权WEI专家，中央企业劳动模范，所著的《GSM原理及其网络优化》深受广大通信行业从业者认可，被誉为网络优化红宝书、书。

王锐
正高级工程师，移动通信高级专家，从事2G/3G/4G/5G网络一线优化18年，曾获全国电信和互联网行业职业技能竞赛一等奖，发表多篇论文，拥有多项专利及科技创新成果。

赵晓晖
移动通信专家，长期从事无线网络优化维护工作，熟悉2G/4G/5G网络部署优化及相关IT能力建设，曾获全国电信和互联网行业职业技能竞赛三等奖。