本书聚焦于第五代移动通信的核心网和接入网的网络架构,以及第五代移动通信中的十项关键技术和两个应用场景,包括:SDN和NFV、网络切片、移动边缘计算、大规模天线、NOMA、新波形、Polar码、LDPC码、超密集组网技术、毫米波、V2X、mMTC。书中对上述每项关键技术和应用场景的技术原理、关键技术点、技术发展等进行了综述,对其在3GPP标准中的相关定义和规定进行了整合,并利用专利分析法对这些技术的专利数据进行了分析,以期从技术、标准和专利的视角帮助读者更系统和全面地了解第五代移动通信关键技术。
从2015年第五代移动通信技术(5th generation mobile networks,以下简称5G)法定名称“IMT-2020”的确定,到2020年全球多国提供5G商用服务,短短五年时间,业界走过了关键技术选定、标准推进、网络建设、产品发布的产业化历程。作为智力密集型产业,在5G发展的背后已形成技术专利化、专利标准化、标准产业化这样一条技术创新成果转换成经济效益的成熟路径,并且目前中国创新主体在5G标准必要专利中所占的比例已超过1/3,位列世界首位。如此看来,选择5G产业来研究科技创新,展示技术、标准、专利的紧密融合,将具有一定的引领作用和极大的实践意义。
本书以5G专利技术的发展为切入点,通过对5G相关专利及标准的分析为读者介绍5G技术当前的发展状况。具体是从技术综述、标准定义和专利分析三个角度展开的:技术综述部分是针对技术原理、关键技术点、发展沿革等进行系统的介绍;标准定义部分主要是整合3GPP标准中关于该项技术的相关定义及内容;而专利分析部分则是通过对专利数据进行解读使读者了解到该项技术的专利布局、发展趋势、重要创新主体、技术发展趋势等,并针对标准必要专利进行重点分析。
本书选择5G中的十大关键技术和两个应用场景,共分六章。其中,第1章、第2章、第3章第3.1节、第5章第5.2节由姚雅倩编写;第3章第3.2节,第4章第4.3节、第4.5节由孙丽丽编写;第3章第3.3节,第4章第4.2节、第4.4节和第4.7节由王欣编写;第4章第4.1节和第6章由王刚编写;第4章第4.6节和第5章第5.1节由李韧编写。
在未来加快第五代移动通信建设的过程中,会有更多的人需要了解5G关键技术,需要了解这些关键技术背后的标准制定和专利布局。本书所面向的读者既可以是想要了解5G技术的通信技术爱好者,也可以是通信领域相关的市场、法务等从业人员,抑或是想了解技术、标准与专利有机结合、产业布局的人士。期望本书对5G产业的分析可以对不同需求的读者有所帮助。
由于时间仓促,作者水平有限,本书难免存在不足之处,欢迎批评指正!
本书编委会
郭雯,系国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心党委书记、中心主任,长期从事审查协作的工作。
第1章 5G概述
第2章 5G网络架构
2.1 网络逻辑架构
2.2 5G核心网架构
2.2.1 AMF
2.2.2 SMF
2.2.3 UPF
2.2.4 PCF
2.2.5 NEF
2.2.6 NRF
2.2.7 UDM
2.2.8 AUSF
2.2.9 NSSF
2.2.10 SCP
2.3 5G无线接入网架构
2.3.1 整体架构
2.3.2 5G接入网接口
2.3.3 组网形式
023第3章 5G核心网关键技术
3.1 SDN和NFV
3.1.1 SDN基本原理
3.1.2 NFV基本原理
3.1.3 SDN和NFV技术专利分析
3.2 网络切片
3.2.1 网络切片概述
3.2.2 核心网网络切片
3.2.3 无线接入网
3.2.4 网络切片技术专利分析
3.3 移动边缘计算
3.3.1 移动边缘计算基本原理
3.3.2 移动边缘计算关键技术
3.3.3 专利分析
第4章 5G无线接入网关键技术 139
4.1 大规模天线技术
4.1.1 基本原理
4.1.2 关键技术
4.1.3 相关专利分析
4.2 非正交多址技术
4.2.1 基本原理
4.2.2 NOMA发送端关键技术
4.2.3 NOMA接收端关键技术
4.2.4 相关专利分析
4.3 5G新波形
4.3.1 5G候选波形
4.3.2 5G波形标准制订过程
4.3.3 R15中的OFDM
4.3.4 OFDM专利分析
4.4 Polar码
4.4.1 Polar码基本原理
4.4.2 关键技术
4.4.3 Polar码专利分析
4.5 低密度奇偶校验码LDPC
4.5.1 LDPC码概述
4.5.3 5G标准中的LDPC码
4.5.4 LDPC专利分析
4.6 超密集组网技术
4.6.1 概述
4.6.2 UDN关键技术
4.6.3 UDN技术专利分析
4.7 毫米波
4.7.1 基本原理
4.7.2 毫米波的增强技术
4.7.3 毫米波的关键技术
4.7.4 毫米波专利分析
第5章 5G典型应用场景
5.1 V2X
5.1.1 概述
5.1.2 V2X关键技术
5.1.3 V2X专利分析
5.2 mMTC
5.2.1 mMTC发展背景
5.2.2 mMTC面临的关键问题
5.2.3 mMTC应用场景示例
5.2.4 mMTC技术专利分析
第6章 5G中的标准必要专利 378
6.1 3GPP标准介绍
6.1.1 3GPP标准协议规范
6.1.2 3GPP标准协议检索
6.2 5G标准推进
6.2.1 5G标准组织
6.2.2 5G标准进展
6.2.3 5G标准中的中国贡献
6.2.4 5G标准的产业推进
6.3 5G标准必要专利(SEP)
6.3.1 SEP概念
6.3.2 SEP的认定
6.3.3 5G
SEP分析