前言
俗话说“万事开头难”,对读者来说,看一本书如此,对笔者而言,写一本书更是如此。首先感谢广大读者在笔者出版的姐姐篇《从局部到整体:5G系统观》中给予的大力支持,正是因为有这些支持和鼓励,笔者再次出发,开启了撰写第二本书的新历程。
为什么要写本书?原因主要有以下3个方面。
第一,自从3GPP在2018年发布了第一个完整的5G技术规范后(2017年12月发布了5G的NSA版本,2018年发布了包含NSA和SA的完整版本R15),3GPP便“马不停蹄”地开启了5G演进版本R16、R17的标准化工作。截至本书初稿完成时(2022年8月),R16已经完成了标准化工作(2020年Q3冻结),并行开展的R17因为疫情原因延迟,于2022年Q3冻结(目前已完成物理层部分定义)。随后,人们寄予厚望的R18“5G-Advanced”技术已完成立项工作,其应用场景、技术增强方向已逐渐清晰,此外,6G的前期研究也在学术界如火如荼地开展。因此,在这个比较重要的时间节点,我们再次回顾和审视R15到R18的演进之路,将为我们真正深入理解移动通信技术现在正在发生和未来可能发生的“故事”奠定一个良好的基础。
第二,随着5G大规模商用,人们对5G的理解不断深入,但从普通消费者的角度来看,5G带来的变化并不如当年的3G到4G的变化让人觉得那么明显和深刻。从技术角度看,其中一个很重要的原因是第一个技术版本R15主要聚焦在eMBB应用场景,对5G承诺的URLLC应用场景和mMTC应用场景,只进行了基本设计而并未进行专项优化。因此,R15的商用网络无法为用户提供相关特征的业务。正因为此,有必要为读者介绍5G R15后续版本的技术演进,帮助读者认识真正的5G。
第三,姐姐篇《从局部到整体:5G系统观》获得了很多在校师生的认可,姐姐篇流畅的整体逻辑,“以图代文”“基于用户角度”“化繁为简”的描述方式和“系统观”的概念得到了读者认可,笔者也从这些鼓励中吸取并积累了力量和勇气。所以希望“将写作继续到底”,继续用文字的力量影响和帮助更多人。因此,也就有了这次的“再出发”!
作为一本介绍5G演进技术的“新书”,笔者从萌发想法到落笔花费了很长一段时间进行思考——什么样的文字和内容才是读者所需要的?通过思考和调研,我得出结论:需要“继承”姐姐篇《从局部到整体:5G系统观》的优点,具体如下。
• 系统观:需“继承”姐姐篇中从局部到整体的“系统观”描述形式,让读者对通信技术有更加系统的理解。
• 以图代文,通俗描述:需要秉持将技术原理简单化的思路,尽可能站在读者的角度来描述技术。
• 对协议的解读:需要“继承”从原理到实现的协议解读思路,不仅要告诉读者协议是什么,还需要告诉读者为什么这样设计协议,背后的逻辑是什么。
• 通过横向比较突出技术变化:需要通过“比较”来加深理解,通过对标准的演进版本与R15基础版本的比较,呈现出演进版本的技术优越性。
除了需要“继承”的优点,根据部分读者的建议和新书的规划,本书还会有如下变化。
• 技术脉络和趋势。在姐姐篇《从局部到整体:5G系统观》中,“系统观”主要指技术层面横向、纵向拉伸。但考虑到R16及演进版本与R15比较,明显差异是R15是协议从0到1的初创过程,协议的方方面面均会涉及;而R16及演进版本是对基础协议的功能改进和性能提升,所以本书除了要“继承”姐姐篇中技术角度的“系统观”外,更加重要的是清晰地呈现出技术演进的背景、需求,以及隐藏在背后的规律和趋势。因此,在本书中,笔者将从“预备篇”开始梳理移动通信技术发展背后的动力,并将之作为贯穿全书的逻辑主线,此外,还将讨论推动移动通信技术发展的驱动力本身的变化及这些变化在当下(R17/R18时期)及后续的6G技术演进过程中扮演的角色,并加以论证。
• 技术原理和应用场景。R16及演进版本和R15的主要区别是,R16及演进版本并不会像R15一样都被广泛商用,它是多个独立演进的局部技术的改进集合。因此,对于演进版本,不同地区或不同运营商会根据各自的需求特征来选择性商用。因此,对于一个演进技术,除了要呈现其协议细节外,更重要的是充分展现它对应的应用场景、技术原理、可实现的技术效果、相对R15进行的改动等,这样才更有利于读者充分理解版本差异,推动新技术商用。
• 端到端视野和实现的角度。在笔者进行的新书的问卷调查中,有几位读者提到了“端到端视野”和“基于实现角度”的建议。笔者理解这部分读者希望通过本书了解这些5G引入的新技术为非电信领域的上层业务带来的新变化,并希望从这些新变化中找到新的机会。但坦率地说,作为标准研究人员,笔者并不参与产品实现和创新,因此对产品实现、落地的理解并不深刻,但笔者将尽可能地站在技术和协议层面在本书中呈现出这方面的思考和探索。
最后,再次感谢一直默默支持和鼓励我的广大读者,也欢迎广大读者联系笔者进行交流和指导。此外,本书提供的教学PPT和“延展阅读”资料等,读者可通过联系笔者(微信号:ddd88lulu)免费获取。
闲言少叙,开卷有益!
张晨璐