前言

近年來，移動數據的需求成爆炸式增長，現有移動通信系統難以滿足未來需求，急需研發新一代5G系統，5G已經成為通信業和學術界探討的熱點。

雖然5G正在逐步商用，但隨著通信業務的不斷增長，系統對5G的性能指標提出了極高的要求，給5G的部署和大量鋪設帶來了嚴峻的挑戰。首先，如果按照當前移動通信網絡的發展速度，其容量難以支持千倍流量的增長，網絡能耗和比特成本難以承受；其次，流量增長必然帶來對頻譜的進一步需求，而移動通信頻譜稀缺，可用頻譜呈現大跨度、碎片化分布，難以實現頻譜的高效使用；此外，要提升網絡容量，必須智能高效利用網絡資源，如針對業務和用戶的個性進行智能優化，但這方面的能力不足；最后，未來網絡必然是一個多網并存的異構移動網絡，要提升網絡容量，必須解決高效管理各網絡、簡化互操作、增強用戶體驗的問題。為了解決上述挑戰，滿足日益增長的移動流量需求，急需發展新一代5G移動通信網絡。

針對上述5G發展面臨的難點，本書詳細分析了5G的部分關鍵技術，結合作者團隊多年來對5G的研究，提出了一些新的方法和技術，來解決這些問題。但是5G技術難點還有很多沒有很好地解決，如毫米波衰減過快過大、系統能耗過大等問題。希望本書能夠拋磚引玉，使讀者從中得到一些啟發和思維創新，提出一些新的解決方法，加快我國5G商用的進程。

目前，市場上關于5G的圖書主要分為兩大類：一是簡單的科普性圖書，缺乏理論深度；二是專注5G通信某種技術的圖書，如詳細描述和分析大規模天線工作原理的圖書，但這類圖書對初學者不是很友好，且缺乏對5G通信系統的全面介紹和分析。在本書的編寫過程中，作者由淺入深，逐步介紹5G的相關技術，兼顧初學者及從事5G工作的科研人員和工程師，擴大了本書的使用范圍。與此同時，力求做到內容的科學性、系統性和先進性，并注重突出實用性。

本書第1章、第4章和第5章由長沙師范學院劉剛撰寫，第2章、第3章和第6章由中南大學鄧宏貴撰寫，其余部分由巴黎薩克雷大學錢學文撰寫；全書由鄧宏貴統稿。

本書在撰寫過程中，得到了中南大學物理與電子學院的大力支持，在此表示衷心感謝。5G前沿技術涉及面廣，加之作者水平有限，書中的疏漏及不妥之處在所難免，懇請同行專家和廣大讀者批評指正。

鄧宏貴
2020年11月