【前言】
本指南由LTE学习大使孙宇彤老师发布。
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作者允许在注明来源后转载全文,作者保留对本文的修订权限,转载内容不得删减。
【为什么要学习LTE?】
LTE是未来5年通信技术的主流,在全球范围看,是继GSM、WCDMA后的又一统治性的移动通信技术。
目前国内 TD-LTE 的牌照已经颁发,TD-LTE 网络部署已经全面展开;FDD LTE 试商用也已经获准,FDD LTE网络的部署也已经展开。
由于国内三大移动运营商普遍采用了 LTE 技术,因此,学好 LTE,对现在以及未来的通信行业的技术人来说,具有很强的现实意义。
【为什么要自学LTE?】
既然LTE技术是未来移动通信技术的主流,从现在起,学习LTE就是必然的了。很多人已经意识到了这一点,学习LTE成为大热。
学习LTE有很多方式,参加培训、与同事交流以及自学。很显然,LTE目前还是比较新的技术,大家周围能找到的专家比较少,
与同事交流的机会并不多,而参加培训的可能性也不大,在这种情况下,自学LTE就成为一个比较可行的学习方式。
【如何高效地自学LTE?】
如果没有合适学习方法,自学LTE其实是一个很艰难的过程。LTE的技术机制与很多人熟悉的GSM大相径庭,如果贸然转向LTE,
收获的未必是成果。
因此,高效地自学LTE第一步,就是认真地阅读本自学指南,然后按照自学指南介绍的学习路径和学习方法,逐步深入地学习。
【自学LTE有哪些途径?】
第一个自学途径,就是看书。因此本自学指南首先就为大家推荐了一套入门教材,此外还介绍了5本参考书,供大家深入学习。
第二个自学途径,就是在线培训,本自学指南为大家推荐了LTE的在线学习资源,方便大家循序渐进地学习。
通过以上两个途径,大家一定能取得LTE学习的良好效果。
【学LTE还是学LTE-A?】
这是LTE自学遇到的第一个问题:该学LTE还是学LTE-A呢?
大家知道LTE的技术一直在发展,从R8、R9的LTE一直发展到R10、R11、R12的LTE-A,而且还在发展。
如果作为实施人员,我的建议是学习LTE就足够了,LTE-A都是些锦上添花的东西,都是建立在LTE基础上的,目前商用的可能
性不大,没有必要花时间琢磨LTE-A。
作为实现人员,开发产品的功能会涉及到LTE-A。我的看法是LTE是LTE-A的技术基础,不了解和掌握LTE,很难做好LTE-A,因
此LTE是必备的。而LTE-A涉及的方向很多,届时可能只需要关注其中的一个方向,比如CA、Relay或者CoMP。
【LTE的学习内容】
LTE的学习内容包含哪些方面呢?
LTE的学习应该以eNB为中心,分为4大部分:
A.空中接口的物理层,内容包括:OFDM、SC-FDMA、MIMO、时频结构、参考信号、PDCCH、PUCCH、HARQ、调度。
B.空中接口的链路层以及网络层,内容包括:RRC、PDCP、RLC、MAC。
C.S1以及X2接口,内容包括:S1、X2、SCTP。
D.SAE,内容包括:GTP、QoS。
相对而言,A是学习的难点,A和B是学习的重点。其中,搞终端的学A+B就可以了,搞网络的需要A+B+C。D部分供有余力的人扩展思路。
【学习LTE应该具备哪些数学知识?】
数学是理解和掌握LTE技术的工具。学习LTE技术至少应该对以下数学知识比较了解:
1. 三角函数
这主要是正弦和余弦函数的积化和差以及和差化积、倍角公式
2. 积分
这主要是正弦和余弦函数的积分
3. 复数乘法
知道两个复数乘积的表达式
4. 矩阵
知道什么是矩阵,知道矩阵可以分解,知道矩阵的秩
【LTE有哪些参考书?】
LTE的学习离不开参考书,前面说的4大部分内容都有相关的参考书,比如:
A部分的参考书可以说是百花齐放,种类很多,例如《LTE-UMTS长期演进理论与实践》、《3G演进》、《LTE权威指南》、《LTE技术原理与系统设计》、
《TD-LTE技术原理与系统设计》。
B和C部分的主要参考书有《LTE-UMTS长期演进理论与实践》和《UMTS中的LTE》。
D部分的主要参考书有《LTE-UMTS长期演进理论与实践》和《3GPP系统架构演进(SAE)原理与设计》。
【学LTE该从什么书看起?】
对于初学者来说,一本好的教材胜过很多本参考书,这里向大家郑重推荐特别适合LTE初学者的“学好LTE丛书”。
“学好LTE丛书”第一本是《LTE教程:原理与实现》。
这本书是专为LTE学习而打造的,内容脱胎于作者深受好评的LTE公开课程,并加以完善和增补,循序渐进,娓娓道来,非常适合初学者学习。
这本书浓墨重彩地介绍了LTE的两大关键技术:OFDM以及多天线,在OFDM原理部分揭开了OFDM技术不为人知的许多内情,作者提出的能量正交概念也会让读者耳目一新。在OFDM实现部分,还会有很多颠覆性的内容,比如IFFT算法不是生成OFDM的唯一算法,让初学者为之一振。在多天线部分,作者分门别类,介绍了三大多天线的形态,定量分析了各种TM发射模式的差异,并指出MIMO其实只是DEMO,强调了可用度非常重要的观点。
总之,这本书会帮助读者深刻理解OFDM和多天线技术,即使已经学习过LTE技术的人,推荐也应该读一遍。
“学好LTE丛书”第二本是《LTE教程:结构与实施》。
这本书继承了前作的特点,依然专为 LTE 学习而打造的,内容同样脱胎于作者深受好评的LTE公开课程,并加以完善和增补,非常适合初学者学习。
这本书透彻地讲述了LTE的物理层结构,并且详细介绍了LTE无线网络的规划设计方法。
在LTE物理层结构部分梳理了物理层的时间结构、频率结构、参考信号、控制信道和业务信道,分门别类,学习起来有章可循。结构部分还剖析了关键
的处理流程与机制,使得读者不但知其然,还能知其所以然。
在无线网络的实施部分,不但详细介绍了链路预算的方法,还详细分析了LTE的峰值速率、边界速率、FDD与TDD的差异、VoLTE对无线网络的影响,最后还介绍了LTE无线网络的部署方案,配套的图表非常丰富,实战效果更好。
总之,这本书会帮助读者清晰掌握LTE物理层的结构,即使已经学习过LTE技术的人,推荐也应该读一遍。
【学LTE该看什么书?】
目前LTE的参考书越来越多,但是并不是所有的参考书都适合初学者的,对于初学者来说,精选一些参考书对提高学习效率非常
重要,这里推荐重点看5本书。
第一本: 《LTE-UMTS长期演进理论与实践》,这一本书需要精读,也就是要读懂。这本书的优点就不赘述了,其中最好的部分是
第3章和第4章,可能需要多读几遍。
第二本: 《3G演进:HSPA与LTE》,这一本书也需要精读,但是建议在看完第一本书后精读。这本书最好的部分是第2部分,可能
需要多读几遍。
第三本:《LTE权威指南》,这本书与《3G演进:HSPA与LTE》的架构有些类似。
第四本:《TD-LTE技术原理与系统设计》,这本书专讲中国目前最热门的TD-LTE。
当然,在学习LTE前,把WCDMA搞清楚是非常必要的,这时可以精读一下《WCDMA空中接口技术》。
【学LTE该买什么版本的书?】
这个问题主要来源于早前推荐的参考书,不少都出了第二版,于是就产生了这样的问题,该买什么版本的书呢?这个问题要逐个看。
第一本:《LTE-UMTS长期演进理论与实践》,这一本的第二版增加了LTE-A的内容,简化了第一版中LTE-A的内容。我的建议是,没
有买第一版的,买第二版;买过第一版的,找个第二版的英文版做补充。
第二本:《3G演进:HSPA与LTE》,如果做联通的,不建议买新版;如果做移动和电信,买新版更有用一些。
第三本:《LTE权威指南》,这本书和第五本《WCDMA空中接口技术》都不涉及版本问题。
第四本:《TD-LTE技术原理与系统设计》,如果已经买了第一版,建议不用再买第二版了。
从经济的角度,我建议可以先买《LTE-UMTS长期演进理论与实践》的第二版、《LTE权威指南》和《WCDMA空中接口技术》。
【如何学习LTE的物理层?】
物理层是LTE的学习难点,如何学习LTE的物理层呢?
对于偏重于网络部署的实战人员,一定要搞清楚OFDM,这是第一位的,牵涉对后续内容帧结构、时频结构的理解,应该说OFDM的内容
有一定难度,包含OFDM的原理以及应用两个方面。针对OFDM,LTE学习大使推出了在线培训课程:OFDM技术,方便大家自学。
接下来需要了解多天线技术的原理,这个又是LTE的一大技术难点。同样地,针对多天线,LTE学习大使推出了在线培训课程:多天线原理与实现,方便大家自学。
以上两个内容,大家还可以学习配套教材《LTE教程:原理与实现》,这样学习效果更好。
接下来大家需要了解LTE的帧结构、时频结构,这时需要把FDD和TDD一并掌握,内容相对比较简单。
之后就是我的特色建议了:以小区参考信号为中心,从发射小区参考信号和接收小区参考信号两个角度,把小区参考信号弄清楚,
比如用的Gold码如何产生,在时频结构中的位置,怎样通过同步信号获取小区参考信号的信息,小区参考信号的功率是多大等等,
最后掌握RSRP和RSRQ两个概念。掌握小区参考信号后,学习物理层的目标可以说达成一半了。
跟着可以学习控制信道的编码过程、在时频结构的位置,最后能形成一张时频结构中各种控制信道的分布,就算大功告成了。
这里没有提SC-FDMA,主要是SC-FDMA都是些锦上添花的内容,初学阶段没有必要分散精力,搞那些花里胡哨的东西。
下行学完,上行也就不难了。
这些内容,都可以参考配套教材《LTE教程:结构与实施》。
【如何高效学习LTE?】
LTE的内容很多,学习难度也不小,如何选择LTE的学习内容呢?就像“天下武功,唯快不破”一样,高效学习最讲究一个“精”字,高效
学习LTE也是如此。
LTE的技术特点是大而全,希望一网打尽,所以有时候我也替搞实现的人担忧,要面临的选项太多了,比如带宽就有1.4M、3M、
5M、10M、15M和20M,不但给学习带来很大压力,也给实现带来很大的负担。
实施的人就没有必要向实现的人看齐,我们学习的LTE就需要精炼、精炼再精炼,这样才能从众多的技术细节中抓住要害,不至于
花了很多时间,还是一头雾水,WCDMA就是一个现成的例子。
哪些是我们应该把握的重点,哪些又是我们可以暂时忽略的呢?
1. 10M和20M是重点,1.4M、3M、5M和15M可以放一边。其中10M的FDD和20M的TDD是重点中的重点,因为这是国内目前用得着的。
2. 普通CP是重点,扩展CP可以放一边。如果告诉你TD-LTE的站间距为500米,你认为扩展CP还有必要采用吗?
3. TM2、TM3是重点,最多加一个TM7、TM8,什么TM4、5、6都可以放一边。
4. OFDM是重点,MIMO次之,SC-FDMA可以放一边。
5. 2、8天线是重点,4天线可以放一边。
6. 单层、两层是重点,三层、四层放一边。
【LTE在线培训资源】
1. 一站式LTE学习平台:http://www.readhere.com.cn/lte
2. LTE系列培训课程:http://edu.51cto.com/roadmap/view/id-19.html
3. LTE学园:http://www.chuanke.com/s1302728.html
4. 51学通信:http://www.51xuetongxin.com
【学习LTE的参考网站】
【中文】
1. 读懂通信, www.readhere.cn/bs
2. 空中接口学园, www.pch.com.cn/bbs
3. http://www.gprshome.com/,有SAE的讨论
【英文】
1. www.3GPP.org,下载协议和规范
2. www.lteuniversity.com/,全面的LTE学习网站
3. http://www.sharetechnote.com/,与读懂通信类似的学习网站
4. www.scottbaxter.com/,可以下载LTE的培训教材
5. http://lte.alcatel-lucent.com/locale/en_us/downloads/LTE-A_Pocket_Dictionary_of_Acronyms.pdf,下载LTE字典