前言

現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)歷經(jīng)了5代的發(fā)展，目前正處于蓬勃發(fā)展的第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）時(shí)代。授權(quán)頻譜一直是蜂窩移動(dòng)通信的主流，可以滿(mǎn)足廣域覆蓋、高頻譜效率和提供高可靠性的服務(wù)要求，可以說(shuō)，授權(quán)頻譜是無(wú)線移動(dòng)服務(wù)的基石。然而，授權(quán)頻譜不僅使用費(fèi)用高昂，而且頻譜資源日益緊缺，尤其低頻段幾乎被劃分殆盡。要想實(shí)現(xiàn)5G乃至未來(lái)6G智聯(lián)萬(wàn)物的通信需求，僅靠單一、稀缺且昂貴的授權(quán)頻譜難度越來(lái)越大。因此，將蜂窩網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和服務(wù)從授權(quán)頻譜延伸到非授權(quán)頻譜成為必然的選擇。

5G 在研究伊始就提出了需要設(shè)計(jì)授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜統(tǒng)一架構(gòu)的研究目標(biāo)。5G第二版國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（Rel-16）為5G NR首次引入了非授權(quán)頻譜（NR-U）接入特性。Rel-16 NR-U 工作在5GHz 和6GHz 非授權(quán)頻段，除在非授權(quán)頻譜信道接入方面有獨(dú)特設(shè)計(jì)之外，在初始接入、上下行信道與信號(hào)、HARQ（混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求）與調(diào)度、配置授權(quán)和寬帶操作等方面，與 Rel-15 NR 相比均得到了較大程度的增強(qiáng)。5G 第三版國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（Rel-17）將非授權(quán)頻譜接入特性進(jìn)一步拓展到 FR2-2（52.6～71GHz）中的非授權(quán)頻段，并在Rel-17 lloT/URLLC等課題中同步開(kāi)展對(duì)非授權(quán)頻譜技術(shù)的研究。此外，在2022年上半年啟動(dòng)研究的5G 第四版國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（Rel-18）中，直連鏈路通信、定位、無(wú)人機(jī)（UAV）等課題立項(xiàng)內(nèi)容中均包括研究非授權(quán)頻譜下的增強(qiáng)。綜上，非授權(quán)頻譜接入技術(shù)由起初的一個(gè)獨(dú)立課題，已經(jīng)逐步延伸到眾多相關(guān)的垂直行業(yè)課題中。這也說(shuō)明了3GPP （第三代合作伙伴計(jì)劃）越來(lái)越重視非授權(quán)頻譜接入技術(shù)的研究和標(biāo)準(zhǔn)化。

基于5G NR 的非授權(quán)頻譜接入技術(shù)不僅有助于實(shí)現(xiàn)5G 萬(wàn)物互聯(lián)的愿景、拓展5G的使用場(chǎng)景和潛在用例，而且能夠促進(jìn)5G進(jìn)一步的發(fā)展。另外，與最新的5G技術(shù)相結(jié)合，也使得非授權(quán)頻譜接入技術(shù)得到了質(zhì)的提升，能夠更好地滿(mǎn)足增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）、低時(shí)延高可靠通信（URLLC）、大連接物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）等不同場(chǎng)景的應(yīng)用需求。5G NR-U為運(yùn)營(yíng)商使用非授權(quán)頻譜開(kāi)展業(yè)務(wù)提供了新的可能，并將在未來(lái)繼續(xù)完善和增強(qiáng)，支持更高的非授權(quán)頻段，以及應(yīng)用于更多場(chǎng)景和垂直行業(yè)，潛力巨大。

鑒于眾多無(wú)線通信從業(yè)者和研究人員研究蜂窩網(wǎng)絡(luò)非授權(quán)頻譜接入技術(shù)的迫切需求，本書(shū)對(duì)5G非授權(quán)頻譜接入技術(shù)進(jìn)行了全面的介紹。從最基本的非授權(quán)頻譜接入技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，本書(shū)深入淺出地介紹了蜂窩網(wǎng)絡(luò)與非蜂窩網(wǎng)絡(luò)中非授權(quán)頻譜接入技術(shù)的演進(jìn)、5G NR-U信道化及各個(gè)工作頻段的使用規(guī)范、典型部署場(chǎng)景、波形增強(qiáng)、基礎(chǔ)參數(shù)與幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。在此基礎(chǔ)上，本書(shū)對(duì)工作在5GHz 和6GHz 非授權(quán)頻段的 Rel-16 NR-U 關(guān)鍵技術(shù)、工作在60GHz 非授權(quán)頻段的 Rel-17 NR-U 關(guān)鍵技術(shù)，以及 Rel-17 URLLC-U關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)而充分的闡述。本書(shū)首先由基礎(chǔ)的技術(shù)原理出發(fā)，分析非授權(quán)頻譜接入技術(shù)各個(gè)階段存在的問(wèn)題，然后詳細(xì)闡述其解決思路、候選方案及工程實(shí)現(xiàn)考慮，最后落實(shí)到最終的3GPP 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議上，以期為讀者提供全面且完整的研究參考。

中興通訊的徐漢青和中國(guó)移動(dòng)的袁弋非負(fù)責(zé)全書(shū)組織架構(gòu)的構(gòu)建和統(tǒng)稿，本書(shū)具體章節(jié)撰寫(xiě)分工如下。第1、2章由徐漢青撰寫(xiě)，第3章由林偉、徐漢青撰寫(xiě)，第4章由徐漢青（4.1節(jié)～4.7節(jié)、4.9節(jié)）、張麗（4.8節(jié)）撰寫(xiě)，第5章由徐漢青（5.1.1節(jié)～5.1.3節(jié)、5.2.1節(jié)～5.2.3節(jié)、5.3.1節(jié)、5.4節(jié)～5.8節(jié)）、林偉（5.1.4節(jié)、5.3.2節(jié)）、李夢(mèng)真（5.2.4節(jié)）撰寫(xiě)，第6章由林偉（6.1節(jié)～6.3節(jié)）和徐漢青（6.4節(jié)、6.5節(jié)）撰寫(xiě)，第7章由張麗撰寫(xiě)。袁弋非還參與了部分章節(jié)的修訂工作。

在撰寫(xiě)本書(shū)期間，田力、趙亞軍、楊玲、栗子陽(yáng)、劉娟、謝賽錦、李新彩、宗迪等技術(shù)專(zhuān)家為本書(shū)的撰寫(xiě)提供了很多寶貴意見(jiàn)，在此表示感謝。此外，還要感謝胡留軍、王欣暉、李儒岳、張楠、徐俊、薛飛、劉睿祺、牛麗、高媛、Eswar Kalyan Vutukuri、蔣創(chuàng)新、田開(kāi)波、Sergio Parolari、高音、韓祥輝、任敏、張晨晨、周雯、張園園、曹偉、鄭爽、王寶春等同事的支持。本書(shū)的撰寫(xiě)占用了作者大量的業(yè)余時(shí)間，在此特別感謝家人的理解與支持。最后衷心感謝人民郵電出版社的鼎力支持和編輯們的高效工作，使本書(shū)能夠盡早與讀者見(jiàn)面。

希望本書(shū)能夠成為研究非授權(quán)頻譜接入技術(shù)或5G-Advanced/6G 技術(shù)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員、科研院所研究人員和高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生的參考書(shū)。截至本書(shū)成書(shū)之時(shí)，5G NR-U 的一些技術(shù)方案仍在不斷討論和完善的過(guò)程中。由于作者水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，本書(shū)觀點(diǎn)及行文難免有不妥和疏漏之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正！

作者