田力
同济大学本硕博毕业，意大利博洛尼亚大学联合培养博士。2015年至今在中兴通讯担任无线标准技术总监，移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室成员，负责5G物理层关键技术的研究和标准推进。兴趣方向包括：信道建模、非正交多址、随机接入、非授 权频谱等。担任3GPP Rel-16 NR 2-Step RACH立项报告人。发表学术论文40余篇，申请百余项发明专利，并多次担任各类学术会议主题演讲嘉宾。

袁弋非
国家特聘专家。清华大学本科和硕士毕业，美国卡内基-梅隆大学博士毕业，2000-2008年在朗讯（后合并为阿尔卡特-朗讯）从事3G和4G关键技术研究。2008年-2020年在中兴通讯担任无线标准技术总监，负责4G和5G的关键技术研究和标准推进。2020年中国移动担任首 席专家，负责5G和6G前沿技术研究及标准化，已出版4G和5G的专著7部。IEEE资 深会员，担任汉斯《无线通信》期刊主编，China Communications 和Communications Letters编委。

张峻峰
天津大学硕士毕业，1999年至今在中兴通讯从事无线算法和标准化工作，先后负责UMTS、LTE、5G NR等标准协议中多个技术方向的研究和标准推进工作。兴趣方向包括：随机接入、同步信号、参考信号、跳频、CoMP、URLLC等。申请了多项专利，并有两件专利荣获国家发明专利金奖。

邱徵虹
同济大学本科和硕士毕业，西班牙马德里理工大学联合培养硕士。2018年至今在中兴通讯从事无线标准技术预研工作，负责5G关键技术的研究和标准推进，申请专利十余项。兴趣方向包括：随机接入、卫星通讯、最小化路测和网优等。

本书针对5G主要应用场景和性能指标，详细描述了5G系统的初始接入和随机接入过程。作为3GPP Rel-15的四步随机接入的增强，对3GPP Rel-16两步随机接入的标准化方案做了较为系统的论述，包含物理层和高层的设计，并且涉及非授 权频谱NR-U中的随机接入增强，以及 3GPP Rel-17的非连接态的小数据分组传输增强技术的一些设计考虑和仿真评估。
本书适合从事无线通信的科技和工程人员、工科大学师生阅读，也可以作为工程技术及科研教学的参考书。

第 1章 5G概述 1
1．1　蜂窝通信系统的演进　2
1．2　第五代蜂窝通信　4
1．2．1　典型场景和设计指标　5
1．2．2　5G NR标准化演进　7
1．3　信道接入机制　8
1．3．1　基于调度的信道接入机制　9
1．3．2　基于竞争的信道接入机制　10
1．4　小结　11
第　2章 NR初始接入设计　13
2．1　概述　14
2．2　小区搜索过程　14
2．3　下行同步信道及信号　16
2．3．1　同步广播块集合　16
2．3．2　同步广播块　21
2．3．3　主同步信号　22
2．3．4　辅同步信号　23
2．3．5　物理广播信道　24
2．3．6　其他系统消息　25
第3章　随机接入信道　37
3．1　ZC序列及其检测性能　38
3．2　前导序列设计　39
3．3　PRACH资源分配　47
3．4　RACH OFDM符号生成　51
第4章　Rel-15随机接入过程　53
4．1　基本过程概述　54
4．2　物理层过程　57
4．2．1　Msg1随机接入前导　57
4．2．2　Msg2随机接入反馈　59
4．2．3　Msg3 PUSCH数据　60
4．2．4　Msg4竞争解决　63
4．3　重传及功率控制　63
4．3．1　PRACH功率控制　64
4．3．2　Msg3 PUSCH功率控制　65
4．4　高层过程　67
4．4．1　随机接入初始化　67
4．4．2　Msg1资源选择　69
4．4．3　Msg2接收　71
4．4．4　Msg2内容与格式　73
4．4．5　竞争解决　76
第5章　Rel-16两步随机接入增强　79
5．1　基本原理　80
5．2　整体流程　81
5．3　信道结构　83
5．3．1　MsgA 信道结构　83
5．3．2　MsgA 资源选择　92
5．3．3　MsgB 反馈与接收　96
5．3．4　竞争解决　102
5．4　功率控制　103
5．4．1　MsgA PRACH功率控制　103
5．4．2　MsgA PUSCH功率控制　104
5．4．3　回退情况下的功率控制　105
5．5　接收机设计　107
5．5．1　前导检测　107
5．5．2　数据译码　107
5．6　仿真评估　109
5．6．1　评估指标和仿真假设　109
5．6．2　MsgA 数据承载评估　112
5．6．3　信令开销评估　118
5．6．4　功耗评估　119
5．6．5　时延评估　120
5．6．6　可靠性评估　122
5．7　基于人工智能的RACH增强展望　125
第6章　非RRC连接态的小数据分组传输　127
6．1　RRC非激活状态介绍　128
6．1．1　RNA更新　129
6．1．2　RRC状态切换　132
6．2　基于两步RACH的小数据分组传输　135
6．2．1　涉及控制面的数据传输　135
6．2．2　不涉及控制面的数据传输　137
6．3　非正交多址接入增强　138
6．3．1　非正交多址基本原理　138
6．3．2　非正交多址发射端设计方案　141
6．3．3　非正交多址接收机设计　148
6．4　仿真评估　150
6．4．1　评估方案　150
6．4．2　仿真假设　153
6．4．3　评估结果　154
第7章　非授权频谱中的信道接入　157
7．1　非授权频谱接入的演进　158
7．2　LAA/NR-U部署场景　159
7．2．1　LAA部署场景　159
7．2．2　NR-U部署场景　160
7．3　LBT接入方式　160
7．3．1　信道接入过程　160
7．3．2　信道/信号的LBT机制　164
7．3．3　COT共享　165
7．3．4　连续传输　166
7．3．5　循环前缀扩展　167
7．3．6　LBT类型指示　167
7．3．7　竞争窗调整　170
7．3．8　能量检测门限　170
7．3．9　FBE模式下的信道接入　172
7．4　前导序列的设计　173
7．4．1　设计目标及候选方案　173
7．4．2　评估指标　176
7．4．3　各候选方案性能评估　178
7．4．4　标准化进展　194
7．5　NR-U与Wi-Fi共存评估　202
7．5．1　评估方法和目的　202
7．5．2　评估场景和参数　203
7．5．3　性能评估指标　207
7．5．4　评估结果　207
缩略语　213
参考文献　217