《 空中接口学园 》
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>>>>  《LTE教程:原理与实现》一书问题汇集贴

--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 18:33:06
《原理与实现》这本书,总共有六个章节内容。
第一、二章都是概念性知识点,学习起来基本上没有问题。
第三、四章是讲解LTE系统中核心技术之一OFDM技术,这部分学习者反映问题很多。
第五、六章是讲解LTE系统中核心技术之一MIMO技术,这部分学习者反映问题也较多。
所以下面按照章节顺序,把这三个部分中学习者遇到的问题汇集起来,以供学习。
如有错误,欢迎指正。
--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 19:32:18
第一章没有收集到问题,第二章收集到以下问题:
问题:《原理与实现》第71页那图2.20是怎么得出来的。还有,要想采用64QAM,所需的信噪比S/N至少需要18dB,这个是怎么计算出来的,计算公式?


答:若采用64QAM,信道利用率K=6,代入K=lb(1+S/N)公式,解出S/N=63,然后化成对数单位为18dB。图2,20就是依据K=lb(1+S/N)公式画出来的,至于使用哪种调制方式,需要信噪比最少而不产生误码,使用上面方法计算即可。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 19:49:56
第三章和第四章和为一个部分,关于OFDM技术,这部分收集到以下问题:(问题均来自学习者原述)
问题1:咨询关于频率的正交性问题
“不同频率之间本事就是正交的,正交是频率之间的属性,当然前提是至少满足15K的频率间隔”。请问这话的说法对吗?


答:当然不是这么简单的事情,涉及到频点的带宽。像GSM,不允许邻频,因此小区各个频点之间是正交的,但是频谱利用率低。而LTE的子载波是允许邻频的,这样频谱利用率就很高。但是子载波正交是有条件的,必须是频率为整数倍。另外,LTE之所以允许邻频,那是由于邻频也是正交。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 19:51:57
问题2:关于LTE的IFFT的问题
对于20m,ifft的输入是1200个点,输出是2048个点,中间会插入848个0,请问一下,为什么这1200个点放到2048个点的两边,即前边600个,后边600个,而848个0放到中间呢?另外直流分量在哪里呢?


答:我看到的书说使用中间的1200个,不是两边各600个。下行DC对应的f不用。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:01:52
问题3:LTE中的cp的问题
在lte中需要在每个symbol信号前加入cp,cp的作用是消除符号间干扰还是载波间干扰呢?
我的理解是从时域的角度来看,需要加入保护间隔,就是消除符号间干扰,从频域的角度来看,就是在保护间隔的时间内传输cp信号,为了消除载波间干扰。

这个理解对么?其实加入保护间隔可以消除符号干扰好理解,为何加入cp可以消除载波干扰不太明白。


答:CP当然是为了对抗符号间干扰,至于解决载波间干扰,这是靠子载波间整倍数关系实现的,与CP无关。LTE为解决多径效应带来的码间干扰,如果只加保护间隔,虽然可以消去码间干扰,但是加上保护间隔后会引起子载波间不正交,所以加入cp既达到加保护间隔带来的好处,而且还不会引起加上保护间隔后引起子载波间不正交问题。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:05:03
问题4:关于循环前缀
时域上的每一个符号(如常规前缀时,每个slot里面有7个符号,每个符号对应了一个CP,CP的长度第一个符号与后面6个不相等).
这里提到了与符号对应的循环前缀了.
但在看资料时,很多资料在OFDMA发射结构图示上,都在并串转换之后D/A之前的一步,写有加循环前缀,不知道应该如何理解.


答:在【读懂通信】上有介绍。其实,如果看本质,就是把波形看成一个复数的数组,而CP就是把数组后面的一些单元复制到最前面。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:08:08
问题5:OFDM中串并转换的理解和疑问
看了帖子“如何理解LTE中OFDMA的处理过程”,加上自己以往的学习,说一下自己对OFDM中串并转换的理解。
首先IFFT之前需要串并转换,将高速的码流转换为并行的码流,分别搬移到各个子载波上面,其实就相当于每路数据都相当于对应子载波的加权系数,然后各路子载波叠加在一起,体现出来就是子载波并行传输。

IFFT输出的数据已经是时域的数据,一组输入对应产生一组时域的OFDM符号,这一组时域信号相当于用模拟方法(多个本振)产生的一个时域连续OFDM符号的采样,时间信号传输的时候要按先后顺序,所以需要做并串转换。

不过还有个疑问就是,在IFFT的处理过程中,哪一点使得OFDM信号可以抗多径?OFDM信号抗多径是因为码的码长变长了,这一步体现在哪里呢?


答:我一直觉得很迷惑,难道信号可以只有时域的表示方式,没有频域的表示方式吗?因此,所谓时域的数据是个伪命题。
  另外,OFDM的理论解释与系统实现是两回事,搞在一起是没有必要的。OFDM的对抗多径是引入了CP。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:17:05
问题6:关于OFDM过程中的并串转换是形成波形的疑问
TOM老师,对于该过程个人异议,波形是一个模拟信号,如果并串处理就能将得到的正交采样点变为波形,个人并不认同,我觉得应该后面的D/A才形成了波动。个人愚见请指正


答:d/a是根本,串并转换并不是必须的。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:20:47
问题7:LTE CP处理问题
Hi,最近没怎么发帖子,因为比较忙而且也在思考一些问题。
下面发个最近在想的问题给大家讨论讨论,或许,对于我来说是问题,对你们来说其实很简单。。。
好啦,言归正传,大家都知道CP在LTE里面是很重要的,但是不知道大家留意到没,每个时隙的第一个OFDM符号的CP是要较其他的CP长的(包括扩展CP)。问题是:
1. 为什么第一个CP要比其他CP长?
2. 为什么要把这个较长的CP放到第一个OFDM符号?放到其他OFDM符号行不行?
3. 由于第一个OFDM符号的CP和其他OFDM符号的CP长度不同,那么在生成CP已经后面去除CP的时候,是不是要使用两种不同产生/去除CP的方法?
下面说说我的看法:
1. 以普通CP为例,以采样周期Ts为单位来描述, BTW, Ts=1/(15000*2048) s
一个时隙的总长度为30720Ts/2=15360Ts,因为有7个OFDM符号,么个OFDM符号的有用数据长度为2048Ts,所以7个OFDM符号内有用数据长度为2048*7=14336Ts,剩下的15360-14336=1024Ts就留给CP,1024/7得到的不是整数,所以不可能各个CP完全相等,而普通CP  160+144*6=1024Ts,至于为什么取160+144*6而不取154+145*6,或者其他的组合,这个组合有什么特殊么?这个我就想不出为什么了。

2. 由上面对1的分析,并且以160+144*6为结论,得到一个160Ts的长CP,我觉得放到哪个OFDM符号,其实都是可以,但是由于是前缀,所以放到第一个OFDM符号比其他OFDM符号又稍微好点,因为这样既可以看起来简洁,又可以方便判断,只要判断到了新的时隙,那么第一个OFDM符号就先处理较长的CP,这里就隐藏了我对第三个问题的看法,嘿嘿,这只是我个人看法。

3. 在回答第二个问题的时候,已经涉及到我对这个问题的看法,应该是要有两种不同的处理方法的。

最后,以上的问题,或许只存在一个答案:规范就是这样规定的。


答:应该是吧,我们也没有参与规范的制定,只能猜了。 其实关键不是CP怎么放,而是CP与OFDM符号的比例。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:23:28
问题8:关于LTE的采样问题
求教一下tom关于LTE的采样频率问题
LTE的采样频率: 
20MHz带宽:采样频率是30.72MHz; 
10MHz带宽:采样频率是15.36MHz。 
根据采样定理,采样频率应该是带宽的两倍才行,这里为什么不到两倍?


答:采样是信号接收时做的,OFDM是信号发生时做的,两者怎么可以混为一谈呢?信号发生为什么要满足采样定理呢?采样定理由前端负责采样的部分做,与FFT的部分没有关系。
   说白了,就是IFFT在固定时间内产生N个点,送给FFT。你采样快也好,慢也好,反正要这N个点。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:26:45
问题9:循环前缀变后缀?
在LTE原理与实现的118页思考题中,我觉得如果 循环前缀变后缀 ,那么在图3.22中提前发送的部分就不是前一个周期的尾部,而是前一个周期的首部。
我的答案是 循环前缀变后缀可行。
请tom老师指正,谢谢!


答:其实出这个问题的最大目的是让大家思考,重点是过程,而不是答案本身。
  认真思考过,即使答案不正确,也是有收获的;从别人那里抄来答案,即使答案正确,也是无意义的。

  说了这么多,我当然知道大家想知道正确答案的心情,考虑到还要给其他的读者带来思考的乐趣,所以我不方便就此公布我的想法。我会在适当的时机,用适当的方式,把我的思考结果告诉给大家。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:29:02
问题10:有关FDM与OFDM的传输效率的认识
在《LTE教程:原理与实现》中104页到106页,我觉得书中的意思是不是这样:FDM应该也有很多的子载波(因为复用的关系),但是在相同的 时间 内,FDM是依次传递4个符号;而OFDM则是同时传递4个符号,所以FDM和OFDM的传输效率相同。
不知道我的想法是否正确,请TOM老师指点!  谢谢

答:这样肯定会带来一个问题,那就是OFDM的传输效率不是明显高于FDM吗?矛盾在哪里呢?
  其实我又仔细看了一下,原来是我写错了,这里不是OFDM与FDM在比,而是OFDM与单载波在比。

  所以谢谢你,发现了一个错误。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-14 20:31:39
问题11:保护频带与频率的利用率
《LTE教程原理与实现》110页 GSM,WCDMA以及LTE系统的保护带宽度是如何得出的?频率的利用率又是如何得出?


答:保护带宽度根据频点之间的最小间隔得到。利用率根据频点的实际带宽以及频点之间的最小间隔计算出来的。


--  作者:JackLin
--  发布时间:2016-04-14 21:06:33
以下是引用study在2016-4-14 20:23:28的发言:
问题8:关于LTE的采样问题
 求教一下tom关于LTE的采样频率问题
 LTE的采样频率: 
 20MHz带宽:采样频率是30.72MHz; 
 10MHz带宽:采样频率是15.36MHz。 
 根据采样定理,采样频率应该是带宽的两倍才行,这里为什么不到两倍?

 

 
 答:采样是信号接收时做的,OFDM是信号发生时做的,两者怎么可以混为一谈呢?信号发生为什么要满足采样定理呢?采样定理由前端负责采样的部分做,与FFT的部分没有关系。
    说白了,就是IFFT在固定时间内产生N个点,送给FFT。你采样快也好,慢也好,反正要这N个点。



首先很高兴看到这个问题汇总帖子,几乎赞同所有回答。

其次,这个问题,应该是我问的,但是对于这个答案我并不满意。
其实我问这个采样频率就是在于信号接收端的,在接收端如何用30.72MHz的采样频率去解调20MHz带宽的信号呢?
后来我觉得自己想明白了,说觉得,是因为不能肯定是否正确,貌似我也在论坛上说过自己的看法。

最后,很久没发言了,因为在转行中,可能以后和移动通信越来越少打交道了,唉,舍不得,网优售后不想做,设备商越来越少,研究院、运营商又进不去。。。不过还是会继续关注通信行业的发展,你们加油!


--  作者:tom
--  发布时间:2016-04-14 22:40:12
谢谢study的整理,建议在第1楼中写一个目录,列出所有的问题。另外没有回答的问题有吗?

  @Jack:
   很高兴看到你的身影,其实严格意义上我也不在通信这一行了,但是身不在,心还在就行了。


--  作者:study
--  发布时间:2016-04-15 15:23:58
这些问题只是其中一部分,后面还有好多没有发上。等到我把所有的问题整理清楚了,我再加目录。由于最近比较忙,没有解决的问题,我后续会整理出来的。
--  作者:study
--  发布时间:2016-05-12 19:51:13

[此贴子已经被作者于2016-5-12 19:58:37编辑过]

--  作者:study
--  发布时间:2016-05-12 20:36:29
问题12:关于反向离散哈特里变换
书中说“如果把待传序列作为反向离散哈特里变换算法的输入,则反向离散哈特利变换算法输出序列与OFDM信号的序列表达式只差一个阶数N,再乘以N就可以得到序列表达式了。”请教下,这个N是指的什么?在书中所列的公式中是否有体现?体现在哪个参数?感谢!


答:这个阶数N是否就是指的等分量(采样点数量)。在离散余弦变换中,是直接将各次谐波与待传信号逐一相乘再将结果相加构成OFDM(s),再将各时刻形成的OFDM(s)按顺序组合成OFDM信号。而在反向离散哈特里变换中说到需要乘阶数N,是指在将各次谐波与待传信号逐一相乘再将结果相加后的值再乘以N才能得到OFDM(s)。


--  作者:study
--  发布时间:2016-05-12 20:42:17
问题13:同一OFDM符号的多径延迟符号为啥和直达符号是正交的?
教程中P113:解决本符号多径延迟信号带来的干扰,是创造条件使多径信号与直达信号正交,
假设直达信号为cosft,多径延迟信号为cosf(t-τ)=cos(ft+θ)
 积分区间为0~Ts时∫cosft·cos(ft+θ) dt 显然不等于0啊(这相当于同频不同相的两个信号),为啥多径延迟信号和直达信号是正交的,CP应该只是用来抑制ISI(不同符号) & ICI(不同载波)吧,不能抑制同一载波上的同一信号吧


答:这是学习中的一个误区。即使是同一个OFDM符号,那也是1200个不同频率三角函数的组合,所以同一个OFDM符号里面的不同频率的子载波之间是正交的,因此在一个周期内积分是为0的。加入cp的理由已经在前面的问题解释清楚的,可以翻看一下,这里就不多做解释。


--  作者:study
--  发布时间:2016-05-12 20:46:58
问题14:关于LTE终端最大发射功率的问题
在使用EP680测试终端时发现,该终端的UE TxPower_pusch最大发射功率达到了25dBm,
学习过tom老师的课程都知道LTE中规定终端的最大发射功率为23dBm,
带着疑问查找TS36.101的Table 6.2.2-1: UE Power Class协议,发现Tolerance(dB)有±2偏差,
这样一来终端最大发射功率达到25dBm也算是符合规范的。
但是一般终端的功率会偏低,而不是偏高。有偏差说明终端厂家的质量控制不够严格。

答:EP680测试终端是都偏高还是个别偏高?个别偏高是质量控制不严,都偏高可能是有意为之。


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