《5G NR物理层技术详解：原理、模型和组件 》 —1.4　本书预览

1.4　本书预览

本书是针对有兴趣了解5G NR物理层原理、模型和技术组件的移动无线通信领域的研究人员以及系统设计人员编写的。尽管重点是5G NR，本书介绍的很多概念也是通信的基础理论且同样适用于5G之外的内容。我们假定读者已经基本了解了数字无线通信和信号处理的基础理论，但不必熟悉蜂窝技术（比如4G LTE标准）。我们还将介绍与标准相关的概念以及术语。

本书的预览如图1-13所示，突出了各章涵盖的关键内容。本书包括9章，涵盖了5G NR的各个方面—发展的全景视图，基于3GPP的第一个5G NR版本的物理层概述、无线电波传播和硬件损伤所造成的物理限制、关键的物理层技术和开源的链路级仿真器。接下来我们将简要概述每章的内容。

第1章介绍5G NR并且讨论全球在发展5G NR方面的努力及其未来对工业和社会的影响。我们提供了一个有关5G的整体视图：用例及其要求、频谱分配、标准化、外场试验和未来的商用部署。

第2章概述基于第一个3GPP NR版本的5G NR物理层。我们将看到NR的物理层组件是灵活的、极简的和向前兼容的。此外，我们还提供对无线电波传播和硬件损伤相关挑战的概述，这将促进高性能NR的采用。

图1-13　本书预览

第3章介绍有关无线电波传播的最新见解以及无线电波的基本概念和传播特性。我们专注于频率相关的信道特性，涵盖5G NR所设想的全频带，并提供试验案例。我们还会讨论5G NR的信道建模，并且指出由3GPP和ITU-R定义的当前5G信道模型中经过验证的和未经验证（或不足）的方面。

第4章介绍功率放大器、本机振荡器和数据转换器的一些传统的行为模型。这些模型可以准确地预测模拟和混合信号组件之间的输入-输出关系。此外，还提出一种新颖的建模方法，提供非理想器件造成错误的二阶统计。这个随机建模框架为链路级评估提供了强大的手段，并有助于在无线性能与能效的折中选择中做出合理选择。

第5章介绍最先进的多载波波形。根据NR的设计要求，该章提供整体波形对比，使得5G NR选择CP-OFDM。多载波波形的对比涉及一系列关键性能指标：相位噪声的鲁棒性、基带复杂度、频率局部化、时间局部化，对功率放大器非线性、信道时间选择性以及信道频率选择性的鲁棒性。

第6章介绍一种适用于5G NR的灵活OFDM。讨论基于OFDM的NR调制解调器实现过程中涉及的各种因素，例如，服务质量要求、部署类型、载波频率、用户移动性、硬件损伤和实现方面。该章特别关注较高载波频率（例如，毫米波频段），其中对硬件损伤（相位噪声、同步误差）的鲁棒性和波形的功率效率至关重要。

第7章讨论多天线技术在5G NR中的作用以及NR规范的第一个版本中所包含的功能。为了让大家更好地理解和推动NR所采用的各个功能，还将介绍这些功能背后的基本原理。为论证多天线技术的可行性，本书会提供多个试验案例。

第8章介绍5G NR的不同信道编码机制。针对不同码块长度评估编码机制的性能。我们将回顾最新开发的信息论工具来衡量这些编码机制的性能。超前于当前的NR标准化工作，我们考虑在多天线衰落信道进行的传输，并强调在需要高可靠性的应用中通过使用空频编码来利用频率和空间分集的重要性。

第9章介绍一个开源仿真器，其中包括硬件损伤模型（功率放大器、振荡器相位噪声）、基于地理几何的随机信道模型和最先进的波形调制/解调模块。该章针对受不同类型损伤影响的各种波形提供了仿真练习。