5G網絡系統將在網絡容量、用戶連接數上實現大幅提升，并基于網絡可維護性、能效和用戶體驗等多個方面提出全新的網絡愿景和設計原則。在無線通信領域中，測試評估技術對于整個行業的作用舉足輕重。在5G關鍵理論和技術研究過程中，同步開展面向5G新技術的多層次評估，將為5G關鍵技術篩選和未來標準化提供重要性能參考。本書將著重介紹面向5G通信系統的軟硬件仿真和室內外聯合測試評估方法，結合國際學術界和工業界的研究成果，對網絡層和物理層各項關鍵技術的測試評估方法進行詳細的分析和描述。內容主要包括：5G候選技術分析及測試挑戰、測試技術的演進過程、以鏈路級和系統級為主的軟件仿真方法、硬件在環測試、遠程測試、信道測量與建模、外場測試和其他各類新型測試評估方法等。
上海科技大學信息科學與技術學院教授、博士生導師，上海無線通信研究中心主任。國家科技重大專項"新一代寬帶無線移動通信網”總體組專家。近年來主持和參加了包括國家自然科學基金委、科技部、國家重大專項、中科院以及上海市的科研項目20余項，先后入選中國科學院百人計劃、上海市浦江人才，上海市領軍人才、上海市千人計劃和上海市學術帶頭人。已申請國家技術發明專利22 項和國際PCT 專利5 項。在IEEE JSAC、IEEE Transactions 等國內外學術期刊和學術會議上100多篇，其中SCI/EI 索引論文56 篇，編著了學術專著一部(《異構無線網絡》，劍橋大學出版社，2013年)。截至2015 年2 月底，論文總共被他引1707 次(Google Scholar)，近5 年SCI 他引362 次(Web of Science)，其中有2 篇文章被基本科學指標數據庫(ESI，Essential Science Indicators)索引，為全球高引用論文(引用量在同主題下位居世界前0.1%)。
目 錄 Contents
第1章 Chapter 1
5G候選技術及其評估挑戰 1
1.1 5G的需求分析 2
1.1.1 5G的應用類型 3
1.1.2 5G典型應用場景和需求指標 3
1.2 5G研發進程 4
1.3 5G候選技術 5
1.3.1 超密集無線網絡 5
1.3.2 大規模天線 6
1.3.3 毫米波通信 7
1.3.4 頻譜靈活使用 8
1.3.5 波形及多址 9
1.3.6 終端直通 10
1.4 5G測試驗證的挑戰 10
1.4.1 新技術對測試驗證的挑戰 10
1.4.2 測試評估需求四要素 11
1.5 本章小結 13
1.6 參考文獻 14
第2章 Chapter 2
測試技術演進 17
2.1 測試技術重要性 18
2.2 測試技術演進 19
2.2.1 測試儀器發展歷史 19
2.2.2 測試技術發展趨勢 25
2.3 測試技術挑戰 29
2.3.1 多功能和高性能的挑戰 29
2.3.2 多通道挑戰 30
2.3.3 高吞吐率挑戰 31
2.4 本章小結 32
2.5 參考文獻 32
第3章 Chapter 3
信道測量與建模 35
3.1 5G無線信道模型需求 36
3.2 信道建模方法 39
3.2.1 路損與陰影衰落模型 40
3.2.2 基于測量的GSCM 40
3.2.3 基于規則形狀的GSCM 43
3.2.4 相關信道模型CSCM 44
3.2.5 擴展的SV模型 44
3.2.6 射線追蹤信道模型 46
3.2.7 建模方法比較 47
3.3 信道測量 48
3.3.1 信道測量方法 48
3.3.2 信道測量活動 54
3.4 信道數據處理 66
3.4.1 信道參數提取 66
3.4.2 信道參數分析 75
3.5 現有的信道模型 82
3.5.1 3GPP SCM/3D/D2D/HF 82
3.5.2 WINNER I/II/ 84
3.5.3 COST 259/273/2100/IC1004 85
3.5.4 ITU IMT-Advanced，IMT-2020 86
3.5.5 IEEE 802.11 TGn/TGac 86
3.5.6 QuaDRiGa、mmMAGIC 87
3.5.7 IEEE 802.15.3c/ IEEE 802.11ad/aj/ay 88
3.5.8 MiWEBA 88
3.5.9 METIS 89
3.5.10 5GCM 89
3.5.11 現有信道模型比較 90
3.6 隨機信道生成 92
3.6.1 仿真場景定義 92
3.6.2 大尺度參數生成 94
3.6.3 小尺度參數生成 99
3.6.4 信道系數生成 104
3.6.5 仿真信道生成實例 105
3.7 本章小結 109
3.8 參考文獻 109
第4章 Chapter 4
軟件仿真測試 121
4.1 軟件仿真概述 122
4.2 5G軟件仿真需求 124
4.2.1 仿真需求分析 124
4.2.2 技術影響分析 127
4.3 5G軟件鏈路級仿真 128
4.3.1 鏈路技術概述 128
4.3.2 鏈路仿真實現 129
4.3.3 仿真案例介紹 133
4.4 5G軟件系統級仿真 145
4.4.1 測試評估方法 145
4.4.2 關鍵仿真技術 147
4.4.3 仿真案例介紹 156
4.5 5G網絡仿真的軟件可視化 173
4.5.1 架構簡介 173
4.5.2 界面演示 175
4.6 參考文獻 177
第5章 Chapter 5
軟硬件聯合仿真評估測試 181
5.1 軟硬件聯合仿真評估測試概述 182
5.1.1 5G軟硬件仿真評估測試的需求 182
5.1.2 軟硬件聯合仿真測試評估的形式與應用 183
5.2 軟硬件聯合鏈路級仿真評估測試 185
5.2.1 基于硬件在環的鏈路仿真組成 185
5.2.2 鏈路仿真測試評估實現 187
5.2.3 軟硬件仿真評估測試案例 191
5.3 軟硬件聯合系統級仿真評估測試 213
5.3.1 軟硬件系統仿真組成 213
5.3.2 軟硬件聯合系統仿真關鍵技術 214
5.3.3 仿真案例介紹 219
5.4 本章小結 230
5.5 參考文獻 230
第6章 Chapter 6
5G硬件測試評估平臺 233
6.1 用于5G評估的典型硬件平臺概述 234
6.2 MIMO并行信道測試平臺 235
6.2.1 5G信道測試需求 235
6.2.2 現狀和不足 236
6.2.3 關鍵技術難點和挑戰 237
6.2.4 MIMO并行信道測試儀架構 238
6.2.5 測試結果 245
6.2.6 信道測量與試驗 248
6.3 OTA測試平臺 249
6.3.1 5G對OTA的測試需求 249
6.3.2 OTA測試方案現狀和不足 250
6.3.3 關鍵技術難點和挑戰 255
6.3.4 OTA平臺實例 257
6.4 5G開源社區 258
6.4.1 需求介紹 258
6.4.2 基于通用處理器的通信平臺發展現狀 260
6.4.3 Open 5G通用平臺 261
6.4.4 基于通用處理器的通信平臺的關鍵技術 264
6.5 本章小結 274
6.6 參考文獻 274
第7章 Chapter 7
外場試驗網 277
7.1 需求與技術挑戰 278
7.1.1 豐富的應用場景 278
7.1.2 外場試驗的技術挑戰 279
7.1.3 國外5G測試床發展現狀 280
7.1.4 異構網絡融合的發展與演進 281
7.2 5G試驗外場設計 283
7.2.1 異構融合的網絡架構 283
7.2.2 豐富的5G典型場景 283
7.2.3 3GPP無線網絡設計 285
7.2.4 WLAN無線網絡設計 295
7.2.5 大規模試驗用戶應用場景 309
7.3 外場試驗典型案例分析 309
7.3.1 案例一：無線蜂窩網絡不規則特性研究 310
7.3.2 案例二：多頻段間無線電波傳播特性分析 310
7.3.3 案例三：分層多點協作傳輸(CoMP)關鍵技術試驗 312
7.3.4 案例四：有源天線(AAS)關鍵技術試驗 314
7.3.5 案例五：小區干擾抑制(ICIC)關鍵技術試驗 315
7.3.6 案例六：公眾WLAN網絡覆蓋性能測試 318
7.4 無線網絡數據智能分析 320
7.4.1 背景和必要性 320
7.4.2 現狀 323
7.4.3 應用場景 325
7.5 本章小結 330
7.6 參考文獻 330
縮略語 332
