20200413《大话5G》

缘起

• 20200410全书读完，用时7个番茄钟，计划9个番茄钟。
• 看的是电子版，S^2微沙龙编著，机械工业出版社，副标题是走进万物互联新时代，2017年5月第1版，第1次印刷。

内容

前言 E（5/260）

• 5G将关注大规模机器物联网通信（mMTC）和低时延、高可靠物联网通信（uRLLC）。
• 是将 S^2微沙龙 公众号上的文章编辑成的书。

目录 i（8/260）

chap1、演进中的移动通信 2（14/260）

1.1、移动通信的前世今生

• 1G到4G的发展脉络
  • 20世纪80年代是1G，采用FDMA（Frequency Division Multiple Access）频分多址技术，模拟调制语音信号。
  • 2G，采用TDMA（Time Division Multiple Access）时分多址技术，以传输语音和低速数据业务，主要是GSM
  • 1996年出现2.5G，GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术），还是以传输语音和低速数据业务
  • 3G最早由ITU于1985年提出，分为3个版本
    • 欧洲，日本的WCDMA（Wideband Code Division Multiple Acess）宽带码分多址
    • 美国的CDMA2000
    • 中国的TD-SCDMA
  • 3GPP组织分始了LTE（Long Term Evaluation）标准制订
  • LTE-Advanced是4G？
• 2、3GPP组织架构与4G技术特性
  • （1）3GPP RAN有5个工作组
• 3、VoLTE：基于IP的4G新语音业务
  • VoLTE：Voice over LTE，4G不仅提供了数据业务，还提供了高质量的音视频通话。
  • 中国国内大概是在2015年启动，2017年到达与3G差不多用户规模。

1.2、通信大事记—移动通信发展的历程 14（26/260）

• 1、1998年，硕果累累的通信圈
  • 邮电部变身信息产业部
  • 国家邮政局正式挂牌（邮电分营）
  • 乔布斯推出iMac
  • Win98发布
  • 中国的门户网站
  • CDMA-133网，第2年，中国电信重组，移动业务剥离，组建中国移动通信集团公司。
• 2、2016年，盘点通信圈的业绩单--5G全面启航
  • 5G新空口NR有两种组网选项：独立组网（Standalone，SA）和非独立组网（Non-Standalone，NSA）
  • 低功耗大连接标准--NB-IoT&eMTC&EC-GSM-IoT
  • 车联网标准--V2X
  • LWA与LWIP的区别--这个没太懂
• 3、近十年MWC的最佳移动终端
  • MWC（Mobile World Congress 世界移动通信大会）
  • 2006年
    • 最佳GSM手机（Nokia 8800），最佳3G手机（moto RAZR V3x）
  • 2007年
    • 最佳GSM手机（SamSung SGH-D900），最佳3G手机（索爱K800）
  • 2008年
    • 最佳移动终端（索爱W910）
  • 2009年
    • 最佳移动终端（INQ1）和记黄埔旗下的，由夏新制造
  • 2010年
    • 最佳移动终端（HTC Hero）
  • 2011年
    • 最佳移动终端（iPhone 4）
  • 2012年
    • 最佳智能手机（SamSung Galaxy S2）
  • 2013年
    • 最佳智能手机（SamSung Galaxy S3）
  • 2014年
    • 最佳智能手机（HTC One）
  • 2015年
    • 最佳智能手机（iPhone6 和 LG G3）
• 4、移动终端的那点事儿

chap2、 5G愿景—梦想带动现实 40（52/260）

2.1、无线网络：浸入数据之海 41（53/260）

• 1、沉浸在网络中生活
  • VR要实现完美的虚拟现实体验，每秒要处理高达5.2Gbit的数据量，时延要低于20ms。
• 2、三种典型网络需求
  • 连续广域覆盖场景（5G采用<6GHz的频段）
  • 热点高容量场景
  • 高速移动场景

2.2、万物互联：IoT打造未来新世界 47（59/260）

• 0、
  • 世界因为人才分为自然、社会和思维三大领域。
• 1、你知道什么是物联网吗？
  • Internet of Things
• 2、物联网是如何感知世界的？
  • 感知层（最底层）：信息采集
  • 网络层
  • 应用层
• 3、未来物联网--遍及世界每个角落
  • 各种智慧XX（城市，医疗）
  • 工业4.0
    • 工厂内时延敏感类通信成为机械生产及控制的关系
    • 工厂内非时延敏感类通信
    • 远程控制系统
    • 厂间通信系统
    • 后期产品连接系统
• 4、物联网与人工智能的深度思考
• 5、5G中的物联网需求
  • 广域大连接场景（Massive machine type communications）
  • 低时延高可靠场景（Ultra-reliable and low latency communications）

chap3、5G都有啥—网络篇 71（83/260）

3.1、网络形态：服务无所不能，服务无所不在 72（84/260）

• 1、网络切片--服务无所不能
  • 将网络资源进行切片，单一物理网络可以划分成多个逻辑虚拟网络，为典型的业务场景分配独立的网络切片
  • 网络切片-分三步具体实现，但作者书上没提哪3步。
• 2、Mesh漫话--服务无所不在
  • Mesh网络，则在网络的“动态、灵活”和“静态、稳定”之间找到一种平衡。

3.2、多网络融合：好朋友要在一起 79（91/260）

• 1、LTE和Wifi--亦敌亦友
  • LTE+Wifi：LTE-WLAN无线侧互操作
  • LTE+Wifi：LTE-WLAN聚合（LWA）
  • LTE vs Wifi：LAA
  • 太专业了，看不太懂
• 2、802.11ax--谁说WLAN没有5G？
• 3、运营商运营WLAN网络的新方法--LWA

3.3、全球物联网盛宴，内容超乎想象 98（110/260）

• 1、5G低功耗广域物联网时代真的要来了？
  • 低功耗广域网络LPWA（Low Power Wide Area）
• 2、5G与工业互联网--最好的关系，是互相成就
• 3、自动驾驶距离我们有多远？
• 4、Halow--WiFi的物联网技术来了

3.4、“重”网络与5G“轻形态” 109（121/260）

• 1、只在此山中，云深不知处--网络越来越重
• 2、半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊--5G网络的未来
• 3、对症下药，面向未来，我们需要5G轻形态

3.5、当我们说到5G网络安全，我们在讨论什么？113（125/260）

• 1、4G LTE网络已经够安全了吗？
• 2、5G网络安全怎么做？
• 3、迈向未知森林前的准备

chap4、5G都有啥—技术篇 127（139/260）

4.1、毛细血管网络—超密集组网 128（140/260）

• 1、超密集组网的概念与挑战
• 2、超密集组网干扰管理
  • 小区间的干扰协调技术可通过时域、频域或空域实现。
• 3、超密集组网移动性管理
  • （1）双连接
  • （2）虚拟层
  • （3）虚拟小区
• 4、超密集组网之软扇区技术

4.2、移动通信的触手—多天线 139（151/260）

• 1、天线阵列--天线的3D时代
  • （1）天线振子
  • （2）无线发射单元
  • （3）天线端口
• 2、FDD大规模天线--从理论走进现实
  • （1）虚拟扇区化方案
  • （2）采用虚拟扇区方案
  • （3）结束语
• 3、模块化天线化解部署难题---分布式大规模天线
  • （1）模块化分布式大规模天线
  • （2）分布式大规模天线部署场景
  • （3）结束语

4.3、双工技术 150（162/260）

• 0、
  • FDD（频分双工）不同频带
  • TDD（时分双工）同一频带的不同时间
• 1、灵活频带技术--潮汐车道
• 2、全双工--神奇的碰撞分离
  • 同时同频全双工技术（Co-time Co-frequency Full Duplex，CCFD）

4.4、多址技术 157（169/260）

• 1、什么是多址
• 2、上行多接入信道
• 3、下行广播信道
• 4、5G新多址

4.5、多样的频谱利用—频谱扩展 165（177/260）

• 1、聊聊频谱的那些事儿
  • 频谱是移动通信中不可再生的宝贵资源。
• 2、原来频谱还可以这么用
  • 2/3/4G移动通信系统普遍采用6GHz以下中低频段。
  • （1）感知频谱策略
  • （2）一致帧结构

4.6、5G的回传要给力 170（182/260）

• 1、什么是回传？
• 2、5G的回传需求

chap5、硬的目标与软的实现—从理论到实践 178（190/282）

• 0
  • 软件无线电（Softwear Defined Radio，SDR）

5.1、动手玩—OSX下配置基于RTL的SDR 179（191/260）

• 1、开场白
  • （1）RTL是什么？
    • RTL-SDR设备只包含接收机，不能发射信号。
  • （2）关于OSX
  • （3）实验项目的选择
• 2、硬件配置
• 3、GSM广播信号抓取和处理
  • Kalibrate：用来寻找GSM基站并校准
  • Gqrx：手工调整、确定RTL的工作频点的GUI工具
  • Gr-gsm：GSM信号基带数据解析
  • Wireshark：数据包成形和分析
• 4、软件安装
• 5、开始实验

5.2、动手玩—基于RTL-SDR 实现FM 收音机 193（205/260）

• 1、开场白
• 2、准备工作
• 3、模块及参数配置
  • （1）GNU Radio Companion基本操作
  • （2）RTL-SDR Source模块
  • （3）LPF低通滤波器
  • （4）WBFM模块
  • （5）Rational Resampler
  • （6）Audio Sink
• 4、实现效果

5.3、动手玩—这些无线信号你见过多少？ 204（216/260）

• 1、开场白
• 2、那些美丽的信号
  • （1）（模拟）救生/定位信标
  • （2）OFDM信号
  • （3）GSM信号
  • （4）LTE信号
  • （5）MFSK调制信号
  • （6）DECT（家用无绳电话）信号
  • （7）PAL制式模拟电视广播信号
  • （8）UTC授时信号
  • （9）VOR信号
  • （10）无处不在的无线信号
• 3、其他有趣的SDR项目

chap6、5G真的来了 217（229/260）

6.1、研究与标准进展：蓄势待发 218（230/260）

• 1、2015年的5G成绩单
  • （1）ITU
  • （2）3GPP
  • （3）IMT-2020（5G）推进组
  • （4）METIS
  • （5）5GPPP
• 2、3GPP RAN的5G标准化工作

6.2、全球预商用计划：群雄逐鹿 223（235/260）

• 1、最早什么时候能预商用？
• 2、究竟什么技术会预商用？
  • （1）大带宽
  • （2）物联网
  • （3）SDN/NFV

6.3、已席卷产业界的5G旋风 227（239/260）

• 1、VR体验大热刺激5G技术革新
• 2、运营商需求明晰
• 3、设备商5G展示

chap7、很有格调地再扯点啥 236（248/260）

7.1、“囚徒困境”与通信江湖 237（249/260）

7.2、那些创立通信理论的大师们 241（253/260）

• James Clerk Maxwell（1831-1879） 死后才被认可
• Guglielmo Marchese Marconi（1874-1937）无线电之父
  • 优秀工作应具备：强大的学习能力，足够的好奇心和动手能力，以及理论成熟下的时代机遇。
• Nikola Tesla（1856-1943）
• Claude Elwood Shannon（1916-2001）

7.3、电信之后 245（257/260）

• 《The AI Revolution：The Road to Super intelligence》
• 引力波通信
• 中微子（neutrino）通信
• 量子通信

收获

• 其实不太有，太专业的没大懂，通俗的部分吧跟5G关系又不那么大，倒是介绍了一些通信相关的历史类的有点get感。