鲜枣课堂：5G通识讲义 在线下载 pdf mobi 2025 epub 电子版

本书用图文搭配的方式搭建了关于5G的知识框架，提供了有趣、实用、丰富、浅显易懂的内容。本书共11章，从5G的演进背景开始，介绍什么是5G，为什么要有5G，接着阐释5G有什么特点，5G的核心技术和研发进展如何，5G有哪些应用方向，5G的网络架构是怎样的，然后呈现5G的产业链，并进一步分析5G在发展过程中可能面临的瓶颈问题，以及未来的前景。

本书适合通信行业的专业技术人员、高等院校通信或电子信息专业的学生，以及想了解5G知识的初学者阅读。

第 1章 移动通信时代的崛起 1

5G究竟是什么？ 2

电报电话：近现代通信的萌芽 3

从步话机到手机，漫长的蓄力 5

从1G到4G，波澜壮阔的移动通信大跨越 7

第 2章 5G登场，开启万物智能时代 17

5G究竟应该做成什么样？ 18

5G开启万物智联的时代 22

5G标准制定的进展 25

第3章 5G的关键技术 29

5G空口关键技术 30

5G网络架构的革新 43

第4章 5G的意义：引领智能革命 53

第5章 5G的行业应用 65

5G+XR，沉浸式体验震撼来袭 66

5G+IoV，发轫之始 71

5G+无人机，凌空展翼 76

5G+工业互联网，让制造“智能”起来 83

第6章 5G接入网 89

5G接入网整体介绍 90

O-RAN和基站白盒化 96

第7章 5G承载网 105

5G承载网要满足哪些要求？ 106

5G承载网包括哪些部分？ 108

承载网的关键技术 119

第8章 5G核心网 133

什么是核心网 134

什么是云计算、虚拟化和容器 144

第9章 5G手机和芯片 155

5G手机和4G手机的区别 156

5G芯片之争 165

5G CPE 178

第 10章 5G的产业链 185

第 11章 5G的未来 197

5G的未来走向 198

5G面临的主要困难 200

6G离我们还遥远吗？ 203

附 录 5G大事记 210

缩略语 211

后 记 218

周圣君

通信行业专家，曾为中兴通讯核心网产品线培训总监、中兴通讯学院二级讲师、中兴通讯校园招聘面试官、中兴通讯高级主任工程师。具有16年通信行业工作经验，长期从事移动通信领域的技术研究和人才培养工作。

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书籍介绍

本书用图文搭配的方式搭建了关于5G的知识框架，提供了有趣、实用、丰富、浅显易懂的内容。本书共11章，从5G的演进背景开始，介绍什么是5G，为什么要有5G，接着阐释5G有什么特点，5G的核心技术和研发进展如何，5G有哪些应用方向，5G的网络架构是怎样的，然后呈现5G的产业链，并进一步分析5G在发展过程中可能面临的瓶颈问题，以及未来的前景。

本书适合通信行业的专业技术人员、高等院校通信或电子信息专业的学生，以及想了解5G知识的初学者阅读。

• 作者：随机漫步的猪猪 发布时间：2022-11-18 11:49:37

  通俗易懂，文风也比较轻松。对于一个外专业的科普读物来说，够用了。

• 作者：其乐榕榕 发布时间：2022-01-04 17:30:46

  浅显易懂！！

• 作者：kayoko 发布时间：2022-05-26 20:50:01

  挺好的

• 作者：疯王 发布时间：2022-01-02 09:11:45

  对于文科狗来说，相当不错了！

• 作者：圮月 发布时间：2019-11-24 19:06:41

  看了一半。诗歌从此走向对美追求的反面，随之而来的是现代人对恶和一切恶心的事物的阐释和理解。敢于正视那些不美好往往是最美的行动

• 作者：DD 发布时间：2022-11-23 14:14:10

  理工科有意思的地方在于，有理可循，用一个基本原理公式，比如香农的电磁波理论，推导出一堆因素，然后一个因素一个因素的改进，一代一代提升，从2G到5G。我终于明白通信和IT不是一个行业了，也知道了乔布斯为什么被封神，以及庞大的产业链是怎么回事。写得挺好，门外汉如我，也读懂了。

• 5G的幻灭期

  作者：lassort 发布时间：2023-03-09 23:02:56

  按照新技术的发展阶段，一般按照萌芽期、期望膨胀期、幻灭期、复苏期、成熟期五个阶段来说的话，现在应该就处于幻灭期了，期待的5G应用一直都没有落地。

  书中举例的几个可能的商用方向，XR被元宇宙玩崩了，车联网L4级别自动驾驶遥遥无期。生活在5G时代与4G时代似乎并没有什么区别。

  所以，6G找点来吧，社会上呼吁6G的人也越来越多了。

  如果连中国这种基建狂魔都无法承担大规模5G基建的话，那确实就很难了吧

• 摘抄及补充

  作者：darklight 发布时间：2022-09-26 11:00:12

  一、5G的指标与三大应用场景

  

  1）eMBB（Enhanced Mobile Broadband，增强型移动宽带）网速快，峰值速率可达10-20GB/S，用户体验速率达100-1000M/S主要服务于消费互联网。2）URLLC（Ultra-reliable and Low Latency Communications，高可靠和低延迟通信）空中接口延迟可低至1ms。主要服务于物联网场景，例如自动驾驶、无人机、工业自动化等。3）mMTC（Massive Machine Type Communication，大规模机器类型通信）每平方千米可链接100万台终端设备。也被称为大规模物联网，用于智能井盖、智能路灯、智能水表、智能电表等设备的连接。

  二、5G的关键技术

  

  

  1.

  5G无线空口方面的关键技术空口，就是空中接口。具体来说，是手机终端和基站之间的无线传输部分。在5G中，这个部分被称为5G NR（New Radio，新空中接口）1）毫米波和微基站光速=波长×频率电磁波频率越高，波长越短。同等条件下，电磁波频率越高，传输速度越大，装载的信息量越大。但相应波长就越短，其绕行能力就越差，传播过程中衰减越快。因此5G技术使用毫米波的同时大量构建微基站，保证信号的整体覆盖范围。微基站就是小基站，主要用于室内。宏基站就是大基站，在室外很常见。2）天线阵列技术天线长度应与传输的电磁波波长成正比，为波长的1/10～1/4。5G的频率相比4G高，因此天线长度很短。5G技术使用—Massive MIMO（大规模天线阵列）。MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）就是多根天线发送，多根天线接收。采用天线阵列技术除了增加速率、带宽之外，还可以有效提升无线信号的覆盖效果。

  3）波束赋形传统信号呈线性向四周发散，造成了信号资源的极大浪费。基站上布设天线阵列，通过对射频信号相位的控制，使得相互作用后的电磁波波瓣变得非常狭窄，并指向它所提供服务的手机，而且能根据手机的移动而转变方向。波束赋形，这种空间复用技术使全向的信号覆盖变成了精准地指向。4）D2D5G时代，同一基站覆盖范围内的两个终端，如果在相互之间距离满足条件的情况下进行通信，它们的数据将不再通过基站转发，而是直接从终端到终端。5）上/下行解耦下行使用高频电磁波信号，既可以保证传输距离，又可以提升网络带宽（毕竟我们下载数据会更多一些，例如看手机视频），而上行使用中低频电磁波信号，损失一点网络带宽能力，但是可以增加信号的传输距离，从而扩大基站的覆盖范围。

  三、5G行业应用

  

  1.VR 虚拟现实技术2.物联网①智慧交通 :车联网就是由汽车及汽车交通运输系统相关元素组成的通信网络。通过运用物联网、云计算等技术可提高城市交通系统的运行效率和管理水平，还可为出行者提供更加准确的信息和个性化服务。

  ②无人机:5G的超高传输带宽完全可以满足4K甚至8K的超高清视频图传。相比于地面传统摄像头静态、小视角的效果，无人机搭配5G，将实现动态、超高清广角的俯视效果。凭借5G海量连接的特性，5G网络可以接入的无人机数量几乎是无限的。这对高密度飞行和机群协同来说也是不可或缺的能力。③工业互联网:作为通信技术的最新升级，5G是ICT革命的重要组成部分。它和工业互联网之间的关系主要集中在接入层。高连接速率、超低网络时延、海量终端接入、高可靠都是5G所具备的优点。这些优点将非常有利于5G替代现有的厂区物联网通信技术，尤其是Wi-Fi、蓝牙等短距离通信技术，甚至可以替换像PON（Passive Optical Network，无源光网络）这样的固网有线宽带接入技术。一些以往受限于网络接入而不能实现的应用，如高精度机械臂加工，在5G网络环境下将变得可行。如果采用5G对机械臂进行远程控制，时延将缩短到毫秒级，可以很好地满足加工精度的要求。此外，5G的超高带宽在传输工业厂区的4K/8K设备的监控影像时，也将发挥重要作用。工业互联网的架构除了接入层之外，5G的网络切片、移动边缘计算都可以在工业互联网领域找到不错的落地场景，满足用户的多样化需求。

  四、5G网络与芯片

  1.接入网

  3G时代，出现了基带单元和射频单元分离的基站，这种基站也被称为分布式基站，负责信号调制的部分变成了BBU（Baseband Unit，基带处理单元）；负责射频处理的部分变成了RRU（Remote Radio Unit，射频拉远单元）。于是，基站逐渐演变为以下4个部分：BBU（主要负责信号调制）；RRU（主要负责射频处理）；馈线（连接RRU和天线）；天线（主要负责线缆上的导行波和空气中的空间波之间的转换）。

  到了5G时代，接入网又发生了很大的变化。在5G网络中，接入网不再由BBU、RRU、天线等组成，、5G基站包括有集中单元

  CU

  （Centralized unit）、分布单元

  DU

  （Distribute Unit）和有源天线单元

  AAU

  （Active Antenna Unit）这3个功能实体。◎CU（Centralized Unit，集中单元）：原BBU的非实时部分被分割出来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务。◎ DU（Distributed Unit，分布单元）：BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。◎ AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）：BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。它的体积更大，面积更大，重量更重，耗电也会更大。5G之所以出现了AAU，其实是因为5G引入了Massive MIMO这个技术。Massive MIMO 是多入多出技术， 支持大规模的多入多出。可以比拟成公路，如果让公路上跑更多的车，就需要更多的车道。

  从整体上来看，除了前传，承载网主要由城域网和骨干网组成。而城域网又分为接入层、汇聚层和核心层。接入网传过来的所有数据，最终通过逐层汇聚，到达顶层骨干网。2.承载网在当今这个时代，光纤毫无疑问是有线网络传输数据的最佳选择。光通信产品一般包括光纤光缆、光模块和光通信主设备。

  3.核心网

  根据3GPP标准组织的定义，5G分为非独立组网（Non-Standalone，NSA）和独立组网（Standalone，SA）两种模式。NSA，是指无线侧4G基站和5G基站并存，核心网采用4G核心网或5G核心网的组网架构。而SA，是指无线侧采用5G基站，核心网采用5G核心网的组网架构。NSA和SA最大的区别，就在于核心网是不是5G核心网。那么，5G核心网到底有什么特别之处呢？简而言之，5G核心网就是进行了模块化、软件化。5G核心网之所以要模块化，还有一个主要原因是为了进行“切片”。简单概括，就是拆分、拆分、再拆分，软件、软件、更软件（化）。将来，核心网的硬件和IT行业的硬件会变得一样。而核心网的软件就会变得和手机里的App一样。硬件平台上，5G核心网采用了NFV虚拟化技术，使用x86通用硬件平台替换了以往的设备商自研专用平台，实现了云化。硬件资金投入更低，网络运维更加简单高效。

  软件架构上，5G核心网引入了SBA微服务架构，将业务进一步细化，部署起来更加灵活、敏捷。这些变化，使得5G核心网可以更高效地创建“网络切片”。网络切片通过灵活的网络资源组合，为不同行业的5G用例保障不同的QoS（服务质量），满足不同用户场景的需求。

  在MEC的协助下，内容和服务将从互联网走进移动内网，更接近用户侧，从而减少网络传输时延，并减轻核心网和骨干传输网络负担，可实现工业自动控制、远程控制、AR/VR等低时延、大带宽5G应用。

  

  MEC与5G核心网1）放在云端的计算机资源实际上分为好几个层次，介绍如下。◎ 第一个层次的资源是最底层的硬件资源，主要包括CPU（计算资源）、硬盘（存储资源）和网卡（网络资源）等。◎ 第二个层次的资源要高级一些，例如用户不打算直接使用CPU、硬盘、网卡，而是希望资源提供者能把操作系统（例如Windows、Linux）装好，把数据库软件装好，再让用户使用。◎ 第三个层次的资源更高级一些，资源提供者不但要装好基本的操作系统，还要把具体的应用软件装好，例如FTP服务端软件、在线视频服务端软件等，这样用户就可以直接使用服务了。这3个层次的资源就是大家常听说的IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）、PaaS （Platform as a Service，平台即服务）、SaaS（Software as a Service，软件即服务）。

  2）容器也是一种虚拟化方式，但是属于“轻量级”的虚拟化。它的目的和虚拟机一样，都是创造“隔离环境”。但是，它和虚拟机又有很大的不同——虚拟机是操作系统级别的资源隔离，而容器本质上是进程级别的资源隔离。

  4、5G芯片与cpe1）5G手机和4G手机最大的区别，在于是否支持5G网络，这主要由手机的基带芯片决定。有了5G基带芯片，手机才能够接入5G网络。集成基带芯片与外挂基带芯片相比，当然是前者更好。集成基带芯片在功耗控制和信号稳定性上明显要优于外挂基带芯片。可是没办法，在技术不成熟时只能选择外挂基带芯片。2）CPE它的全称叫作Customer Premises Equipment（用户驻地设备），业内习惯称之为“客户终端设备”。“premises”一般是场所的意思，CPE即放在客户场所的设备，与之相对的是放在服务提供商机房里的设备。CPE的主要作用是接收运营商基站发出的5G信号，然后转换成Wi-Fi信号或有线信号（局域网），让更多本地设备（手机、平板电脑、台式计算机等）上网。5G CPE的功能和我们家里连接光纤宽带的“光猫”非常类似。但它的优势是移动性和灵活性。不同于常规“光猫”只能固定在一处使用，5G CPE可以“移动”。凡是有5G信号的地方，都可以使用5G CPE。

  五、5G产业链与未来

  

  1.5G产业链并不会像4G那样进行全国范围内的无缝覆盖。它将主要针对人口密集地区的热点区域进行覆盖。此外，针对智慧农业、智慧城市、工业互联网、车联网等需求场景，实施按需覆盖。简而言之，5G的建网策略是：哪里有需要，就覆盖哪里。

  2. 5G面临的主要困难第一，是覆盖效果。从覆盖场所来看，5G下一步的重点目标将从室外走向室内。目前，大中型城市里绝大部分的室外宏基站，只要条件允许，都已挂载了5G AAU天线。接下来，运营商将会在写字楼、商场、政府机构等人员密集区域加强5G室内分布系统的建设以及信号质量优化，做到深度覆盖。这是一项难度很高的工作，建设周期会比较长，成本也会很高。5G在B端（政企用户）市场的拓展也是如此。它是否能够满足行业应用场景的需求，在关键场景下能不能提供此前所承诺的关键指标（带宽、时延、可靠性等），目前还有待进一步观察。第二，是设备能耗。

  第三，是2G/3G的退网重耕和清频。退网并不是一件容易的事情。目前我们国家还有数以亿计的2G/3G存量用户，包括物联网卡用户，退网势必影响这些用户对网络的使用，有可能导致用户不满甚至用户流失。第四，是运维压力。5G是一张超复杂的网络，在目前还没有完成2G/3G退网的情况下，旧技术叠加新技术，加深了整体网络架构的复杂程度。近年来，设备商一直在努力简化产品的运维操作，运营商也在积极探索智能运维，但由于种种原因，运维工作的模式转变和运维人员的思路转变比想象中更慢。转变越慢，时间窗口就越短。如果运营商不加速推动运维变革，很可能会影响到自身的转型。3.未来趋势根据3GPP的最新消息，R17版本讨论区收集到以下潜在方向的议题。◎ NR Light：针对中档NR设备（例如MTC、可穿戴等）的运行进行优化设计。◎ 小数据传输优化：小数据包/非活动数据传输优化。◎ Sidelink增强：Sidelink是D2D直联通信采用的技术，R17版本会进一步探索其在V2X、商用终端、紧急通信领域的应用，确定这几个应用以及在FR2频段（>6GHz）应用的最大共性。◎ 52.6 GHz以上频率：R15版本中定义的FR2频段上限为52.6 GHz，R17版本将对52.6 GHz以上频段的波形进行研究。◎ 多SIM卡操作：研究采用多SIM卡操作时对RAN的影响及对规范的影响。◎ NR多播/广播：驱动来自V2X和公共安全的应用。◎ 覆盖增强：明确所有相关场景的要求，重点是极端覆盖，包括室内与更宽广的区域。◎ 非陆地网络NR：NR支持卫星通信的相关标准化工作。◎ 定位增强：工厂/校园定位、IoT/V2X定位、3D定位，实现厘米级精度，包括时延及可靠性提升。◎ RAN数据收集增强：包括SON（Self-Organizing Network，自组织网络）和MDT（Minimization of Drive Test，最小化路测）增强，采集数据以实现AI。◎ NB-IoT和eMTC增强。◎ IIoT和uRLLC增强。◎ MIMO增强。◎ 综合接入与回传增强。◎ 非授权频谱NR增强。◎ 节能增强。