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【前言】
5G入门指南由LTE学习大使孙宇彤制作以及发布。

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【谁需要阅读5G入门指南?】
   随着5G技术在移动通信中渐露锋芒,很多人开始关注5G技术,迫切想要了解5G技术。于是大家成为了5G技术的初学者,需要5G入门。
  《5G入门指南》可以帮助5G的初学者解答学习5G的疑惑,顺利开启5G学习之旅,减少学习过程中的弯路与歧途,尽快达成学习的目标。

【LTE学习大使是谁?】
  先来认识一下5G入门指南的作者——LTE学习大使孙宇彤老师,国内罕有的 “三双”级移动通信技术讲师:

  • 孙老师拥有通信行业20年的工作经历;
  • 出版了十多部有关移动通信技术的专著;
  • 从事技术培训工作10余年
  近年来,作为在线培训的先行者,LTE学习大使孙老师在51CTO学院和网易云课堂上讲授了LTE、NB-IoT、5G技术以及实用IT技能等在线培训课程,学员遍及大江南北。
  根据5G技术的发展以及教学经验,从2018年起,孙老师每年都会更新和发布《5G入门指南》,帮助大家更好地学习5G技术。
  《5G入门指南》的内容分为5G面面观以及5G自学指南两个部分。
   5G初学者还可加入QQ群:“学好5G”:794358956,与孙老师在线交流5G学习中遇到的问题,分享5G学习的心得。

一、5G面面观



【什么是5G?5G与LTE有什么关系?】
   5G是第5代移动通信技术的缩写,是LTE技术的下一代技术。
   5G网络的性能从三个方面较LTE网络有了大幅提升:
  • 峰值速率可达10Gbps ?
  • 海量用户可达百万连接/平方公里 ?
  • 往返延时可低于1ms
   2017年底5G技术规范已经制定并发布,从2018年开始,5G技术在中国进入试商用阶段,正式商用预计在2020年。

【5G与R15有什么关系?】
   谈到5G技术,免不了要谈到R15。
   R15是由3GPP组织发布的技术规范的版本编号,R15版本的技术规范于2017年12月正式发布。
   3GPP发布的R15版本技术规范由一系列的技术规范组成,涉及三大技术体系,一个是WCDMA,一个是LTE,另外一个是5G。
   R15对5G技术而言,有特别的意义,这是因为R15是3GPP 5G相关技术规范的第一个版本,相当于LTE技术的第一个版本R8,因此是一大里程碑。
   与R8版本的LTE技术规范一次性发布不同,R15版本的5G技术规范为了抢时间,在2017年12月发布的只是其中一部分的技术规范,专门用于NSA(Non StandAlone,非独立)部署场景,用于SA(StandAlone,独立)部署场景的技术规范推迟到2018年6月发布。

【NSA和SA部署场景的5G技术规范有何差别?】
   前面说了5G的R15规范分为NSA和SA两种部署场景,这两种部署场景的主要差别是:
   NSA部署场景的核心网还是采用EPC,也就是借用LTE核心网,只有无线网络采用了5G的无线网络。
   而SA部署场景的核心网采用5GC,也就是5G的核心网,从核心网到无线网是全套的、完整独立的5G网络。
   因此,NSA部署场景适合做5G的试验网络,而SA部署场景比较适合5G的正式商用。

【规范冻结是什么含义?】
   规范冻结是我们最近常听到的、关于R15技术规范的说法,这个说法有什么含义呢?
   其实,技术规范的冻结与技术开发中的需求冻结是类似的,意味着这个版本的技术规范不再增加新的特性,只会进行bug的修正。新的特性需要在下一个版本中实现,如此而已。
   因此,技术规范的冻结并不意味着制定技术规范任务的终止,只是代表确定了一个具体版本。冻结技术规范的目的就是为了能输出这个版本的技术规范,比如及时输出R15版本的5G技术规范,并没有什么重大的技术意义。

【5G技术相对LTE技术有多大的改变?】
   这是初学者非常关注的问题,也是影响5G学习的重要问题。
   前面讲过5G技术是LTE技术的下一代技术,并且5G网络的性能较LTE网络有了大幅提升,但是,从无线技术发展的角度看,从GSM到WCDMA(2G-3G)配得上Huge step,从WCDMA到LTE(3G-4G)配得上Big step,但是从LTE到5G(4G-5G),孙老师觉得只能算a step比较合适。
   为什么这样说呢?
   首先看GSM到WCDMA,3GPP从TDMA/FDMA的世界一脚踏入了CDMA的世界。从2G功率正交的TDMA/FDMA,转入了3G能量正交的CDMA,如果用改天换地来形容,一点也不过分。所以孙老师说这是个Huge Step。当然,除了CDMA外,3GPP还给WCDMA增加了很多内容,比如通过信道复用,实现并发的话音与数据业务。
   由于CDMA和信道复用的技术跨度实在太大,因此WCDMA技术经过了6年时间才成熟。从技术成熟的过程看,2G-3G还真是步子太大了。
   接下来看WCDMA到LTE,3GPP引入了OFDM以及多天线技术。当然,3GPP这会比较聪明了,多天线技术已经提前在WCDMA中开始预热,这次的技术跨越就非常可控了。举个最明显的例子,LTE终端的成熟期不到3年,这当然是业界的共同努力,但是也从一个侧面反映了技术的跨度。
   当然,LTE与WCDMA的差异还比较大,学起来需要花更多的功夫,更别说LTE还涵盖了TDD的部分,所以孙老师认为从WCDMA到LTE还算得上是个Big step。
   最后讲讲LTE到5G。大家应该听说过pre 5G这个说法,这说明5G当中的很多技术,并不是5G专用的。
   5G可以看成4.5G技术的自然延伸,比如mMTC与NB-IoT和eMTC,eMBB与LTE-A pro,就是带宽、频段、天线数量的自然延伸,a step而已,看不出什么技术上的重大变革。
   特别是R15版本的5G技术规范,里面的关键技术以及主要结构,还是沿用了LTE技术的那一套。
   如果津津乐道Polar编码等,把这些当作5G的主要技术亮点的话,这样的5G格局还是太小了。
   当然,如果3GPP能搞定URLLC,这的确可以看成一个重大突破,但是成了吗?
   总之,从无线侧上说,5G技术只是LTE技术的持续发展,谈不上重大变革。从R15的规范看,5G有改变,但相对LTE改变也许不超过25%。从这个意义上,把5G理解为LTE++,或者LTE#,也挺合适的。
   正因为这个原因,孙老师作为LTE学习大使,依然能够在5G的学习过程中发挥重要作用。

二、5G自学篇



【为什么要学5G?】
   这个问题仁者见仁、智者见智。
   如果你求知欲很强,又是从事通信技术相关的工作。在5G技术规范已经发布,技术特性已经清晰明了的时候,没有理由不学习下一代的移动通信技术。
   特别是前段时间5G编码投票的事情,让5G成为社会关注的热点,这时候,身为一名技术人,正本清源,学习和了解5G技术,更是责无旁贷。

【无线人要学习5G哪些内容?】
   作为一名无线人,如果想全面了解5G技术,需要根据R15的技术规范,学习下面这些内容:
   A. 空中接口的关键技术,内容包括:OFDM和多天线
   B. 空中接口的物理层结构,内容包括:时频结构、参考信号、同步信号、PBCH、PDCCH、PUCCH、PDSCH、PUSCH
   C. 空中接口的链路层以及网络层,内容包括:RRC、SDAP、PDCP、RLC、MAC
   D. N2以及N3接口,内容包括:N2、N3、GTP、SCTP
   E. 5GC,内容包括:5GC功能模块AMF、SMF和UPF以及QoS
   对从事无线工作的5G初学者而言,A和B是学习的难点,A、B和C是学习的重点。其中,搞终端的学A+B+C就可以了,搞基站的需要学A+B+C+D,E部分供学有余力的人扩展思路。

【如何才能学好5G?】
   熟悉LTE技术的5G初学者会发现,5G技术的学习内容中有大量的内容与LTE技术相通,比如空中接口的关键技术:OFDM和多天线;空中接口的链路层以及网络层:RRC、PDCP、RLC、MAC等等。
   前面也讲过,从无线技术的角度看,相较LTE技术,5G技术的改变也许不超过25%。
   显然,不学好LTE技术,不打好LTE技术的基础,LTE-A、NB-IoT、5G这些后续的技术就是空中楼阁,完全没有办法落地,怎么有可能学好呢?就好像一个人没有学会平面几何,却说自己精通立体几何,你会相信吗?
   因此,这个问题的答案不言而喻:学好5G的前提就是先学好LTE,LTE不入门,5G也不能入门。LTE入门后,再来学习5G才会事半功倍。
   至于LTE入门方法,请初学者阅读LTE学习大使孙宇彤老师编写的《LTE入门指南》。

【学5G要看哪本书?】
   学习离不开参考书,市面上已经出版了大量的5G参考书,初学5G应该从哪本书开始看起呢?
   根据孙老师的阅读体验,市面上的5G参考书基本上都在R15技术规范正式发布前出版,并不是以R15技术规范为基础来展开内容的,里面有大量的内容与R15技术规范无关,与实际5G系统明显脱节。
   因此,我建议5G初学者没有必要使用这些参考书作为教材,免得事倍功半。
   对5G初学者而言,由于关键技术相通,反而是《LTE教程:原理与实现(第2版)》更适合用于5G的入门学习。
   《LTE教程:原理与实现(第2版)》语言流畅、重点突出,初学者从中掌握5G关键技术的相关内容(A部分)后,再应用到5G的学习中,将会大大提升5G的学习效率。
   当然,未来在《5G教程:原理与结构》出版后,由于以R15技术规范为基础来展开内容,相信这本书将是更适合初学者的5G学习教材。

【学5G要重点看哪些规范?】
  阅读了《LTE教程:原理与实现(第2版)》后,初学者可以通过阅读R15的技术规范,来把握5G所特有的技术。
  R15的技术规范都可以在3GPP网站下载,其中5G的主要技术规范为TS38系列,-->下载的网址
  在TS38系列的技术规范中,推荐大家重点阅读以下规范:   TS23.501:系统总体介绍
  TS38.300:无线侧总体介绍
  TS38.401:无线侧架构
  TS38.211:物理信道结构
  TS38.104:基站射频要求
  这样,就包含了前面说的B、C、D、E等部分的5G学习内容。

【如何高效5G入门?】
  由于TS38系列技术规范都是英文版,为了方便大家学习,LTE学习大使孙宇彤老师制作和主讲了5G入门系列课程,帮助大家掌握5G技术,系列课程包括:

  • 5G概述
  • R15网络与业务
  • R15无线网络
  • R15物理层

5G入门系列课程发布在网易云课堂51CTO学院上。5G初学者通过学习在线课程,更容易理解和掌握R15的技术精髓,实现5G技术的入门。

最后,也预祝大家:从此,学好5G。