图书前言

前言

移动通信系统的演进到了5G,代表通信技术上的变革。在第一代移动通信技术中,网络采用了模拟信号技术支持语音业务。第二代移动通信技术的主要特征是数字信号,但仍然用于语音业务。从第三代移动通信技术开始在数字信号技术的基础上支撑IP数据业务并不断扩大能力维度。

移动通信的终端在这个技术变革进程中也发生了巨大的改变。第一代和第二代的移动通信终端主要支持“打电话”的业务,所发生的改进也主要体现在尺寸和质量上。第三代的移动通信终端开始能够提供宽带视频通话、彩信,继而支持一定能力的IP数据通信。这时,移动通信终端已经有一定的智能化形态。智能手机形态的终端在4G时代得到很大发展,终端的人机交互方式革新,丰富的移动互联网智能应用推动智能手机的普及,也充分发挥了4G更强的数据业务的能力。智能手机如今渗透到人们日常的衣食住行中去,这与4G通信技术和智能应用之间的相互促进密不可分。5G技术则从更多的能力维度出发,扩大对各种垂直行业和相关应用场景的支持,以激励着终端的发展。5G的终端的用途已经开始从人与人之间的通信,到人与物和物与物的通信中来。除此之外,5G技术更新作为科技进步的一个重要标志,还获得了各大洲地缘政治层面的关注,可以看出5G技术进步更深层次的影响和意义。作为一本标准的技术性书籍,本书只讨论技术层面的问题。

回到5G的技术内涵,我们还是聚焦5G技术对移动通信终端的核心影响,5G技术又对终端引入了哪些创新和增强,5G终端将来的发展又如何等问题。本书的着力点还是在这些技术性的话题之上。

本书的大部分篇幅用在介绍5G基础版本之后的终端增强部分。5G终端的增强或者说改进,很大程度上源于新的需求不断驱动,也包括5G终端部署初期所反馈的需求的驱动。5G第一个标准版本的制定,是基于早期的研究报告的场景需求。但不可避免地,人为构想的应用场景的定义并不能面面俱到,也需要通过实践不断地检验。5G终端的增强,就是在这个过程中持续不断地弥补终端的短板。一些增强已经标准化到5G的R16和R17版本中。R18的研究也刚刚在3GPP启动。

本书讲解的技术基于3GPP NR(New Radio)标准,但这只是补充。3GPP标准有一系列的标准文档,主要的作用是定义产品规范。本书除了总结这些终端相关的规范之外,还会介绍规范背后技术方案的选择和考虑。通过一定的讨论和分析,让读者了解到5G终端增强技术的全貌。移动通信的标准往往侧重于必要的接口定义,比较抽象甚至是枯燥的。本书通过一定的讲解,可以帮助读者对此有更深层次的理解。总之,本书撰写的特色就是有结果,也有分析。由于具备这个特色,本书可以给5G产品研发人员、研究人员及通信专业的高校师生作为参考。

本书共5章,第1~4章分别对应5G标准上终端增强的4个项目,包括5G R16终端节能技术、5G R17 终端节能技术、紧凑型5G终端演进技术和5G终端覆盖增强。这些技术已经标准化,不久将在新一代5G终端产品中让用户体验到。第5章讲述了零功耗的终端技术演进,探讨未来终端。

关于5G标准的基础、核心部分的介绍,相关的3GPP标准是NR R15版本中定义的。这些背景技术的细节,可以在丛书的第一本《5G技术核心与增强:从R15到R16》的第2~14章中找到。

本书的作者是移动通信技术领域的标准专家,他们为5G、4G甚至3G的国际标准化做出过贡献。当大家在使用5G终端、体验5G网络服务的时候,其中有一部分标准规范和接口是来自于他们的设计。也许这才是标准和技术研究工作者能从中体会到的最大的满足和回馈吧。

本书的出版还要特别感谢邵帅这位同在OPPO标准研究部的同事。他是OPPO 资深标准工程师,曾获得美国俄亥俄州立大学电子工程学博士学位和中国香港城市大学电子工程学学士学位。他拥有15年无线通信及消费电子研究工作经验。

本书第2章及之后描述的技术的研究和标准化的过程正处在世界新冠病毒肆虐时期。所有的相关国际标准化讨论都是在网上以电话会议和邮件的形式完成的。能够顺利结项并即将产品化,实属不易。标准技术还能够在第一时间成书,也非常难得。在疫情期间,还要感谢清华大学出版社持续的大力支持和高效工作,使本书能尽早与读者见面。

本书是基于作者的主观视角和有限学识对标准化讨论过程和结果的理解,观点难免有欠周全之处,敬请读者谅解,并提出宝贵意见。

作 者