前言

从1G到4G，移动通信已经深刻地改变了人们的生活，但人们对美好生活的追求从未停止，因此，需要更高性能的移动通信。为了满足未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景，第五代移动通信（5G）应运而生。

依托移动通信、大数据、云计算和人工智能等技术的发展，人类社会正从信息时代跨入智能时代，开始了第四次工业革命，这一切将驱动人类社会迈向发展的新纪元。5G已经成为全球移动通信新一轮信息技术变革的重点，不同于以往的移动通信系统，5G将超越移动通信的传统范畴，将渗透到未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统；5G将使信息突破时空限制，提供极佳的交互体验，为用户带来身临其境的信息盛宴；5G将拉近万物的距离，通过无缝融合的方式，便捷地实现人与万物的智能互联；5G将为用户提供光纤般的接入速率、“零”时延的使用体验、千亿设备的连接能力、超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，实现业务及用户感知的智能优化，同时为网络带来超百倍的能效提升和比特成本降低，最终实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景。

5G网络将会满足高速移动和全面连接的要求，随之带来的连接对象和设备总量的激增，将会为各种新型服务和相关业务模式铺平道路，从而在能源、移动医疗、智慧城市、车联网、智能家居、工业制造等行业中实现自动化和智能化。除了更普遍的以人为中心的应用（如虚拟现实和增强现实、4K视频流等），5G网络还将满足机器对机器（M2M）和机器对人类（M2H）应用的通信要求，将会为人类生活带来更多的安全和便利。与人与人之间的通信相比，自动通信的设备之间创建的移动数据必将具有明显不同的特征。以人类为中心的应用和机器类型的应用的共存要求5G网络必须具有非常多样化的功能，并满足多维度的关键性能指标（KPI）。为满足上述需求，需要5G网络整体架构具有极高的灵活性。

5G通信技术为应对三大通信场景（eMBB、mMTC、uRLLC）提出了切实有效的实现方案，距离实现通信终极愿景[任何人（Whoever）在任何时间（Whenever）、任何地点（Wherever）与任何人（Whomever）进行任何类型（Whatever）的信息交换]又近了一步。

为满足5G多场景和多样化的业务需求，5G无线网络在MIMO-OFDM的架构上进行了全新的设计，具备新架构、新设计、新频段、新天线四大关键技术特征。

新架构——由于5G时代提出了新的组网需求，包括多基站协同、网络能力开放以及超低时延传输等，5G引入了CU-DU网络架构。

新设计——5G无线网引入灵活的帧结构，使用统一的空中接口设计满足了不同频段（中低频和毫米波）、不同场景（eMBB和uRLLC）以及不同双工方式（TDD和FDD）的需求，即相比于4G的固定帧结构，5G帧结构可以采用多种参数（如上下行配比、子载波带宽、系统带宽等），灵活适配不同的需求。

新频段——主要包含3个方面：高、中、低频段联合组网；5G与4G频段之间的交互，即独立与非独立的组网方式；使用多频段联合传输，确保上行覆盖。

新天线——大规模天线是5G系统的一个重要特征。相比于4G系统2～8通道的设计，5G系统的16～64通道的设计在中频段成为主流。

5G的这些新特征使5G网络的规划与设计更复杂、更具有挑战性。

2019年是5G起航年，未来几年将会是5G建设的高峰期。一个完整的通信网络的建设过程是规划、设计、施工、优化，体现了由大到小、由粗到精、由概括到具体的调整过程，是一个设计、调整、再设计、再调整的循环过程。

通信网络规划与设计的目标就是在满足业务需求的前提下，平衡网络覆盖、质量和成本之间的关系。通信网络规划与设计包括无线网络、传输网络、核心网络以及电源配套的规划与设计，是通信工程建设和运行的重要环节。

本书共分为8章。第1章概述移动通信系统的发展、5G标准化现状以及5G商用面临的挑战。第2章介绍5G的网络结构及关键技术，包括5G网络的整体结构、5G网络的协议架构、5G核心网架构以及5G物理层技术、多天线技术、双连接技术、网络切片技术、MEC技术。第3章阐述5G无线网络的规划与设计，包括网络规划流程、传播模型、链路预算、覆盖规划与设计、容量规划与设计、5G网络组网与部署策略、5G网络语音解决方案。第4章介绍5G超密集组网，包括5G超密集组网概述、关键技术、策略、干扰的管理和抑制。第5章介绍5G毫米波网络的规划与设计，包括毫米波概述、毫米波通信的关键技术、毫米波传播特性分析、5G毫米波网络的部署。第6章介绍5G室内分布系统的规划与设计，包括5G室内分布系统的概述、关键技术、规划与设计、应用及演进、数字化室内分布实例。第7章介绍5G核心网的规划与设计，包括5G核心网的网络架构、关键技术、部署、演进。第8章介绍5G传送网的规划与设计，包括5G技术需求及传送网面临的挑战、5G传送网架构及关键技术、组网方案、部署策略。

本书的作者张传福、赵燕、于新雁、林善亮、孙辉是北京中网华通设计咨询有限公司的专业技术人员，他们长期从事移动通信网络技术的研究、追踪以及移动通信网络的规划与设计工作，拥有深厚的理论知识与丰富的实际工作经验。其他参与编写本书的作者还有刘太蔚、张建侠、赵立英、郭祥明、杨书、夏巍、蒋明。本书的编写还得到了中国联通、中国铁塔等公司的大力支持，特此表示感谢。

由于作者的知识和视野有一定的局限性，书中难免存在不准确、不完善之处，敬请同行专家和广大读者批评指正。