LTE复用与信道编码学习笔记

### LTE复用与信道编码知识点详解 #### 一、概述 在长期演进（Long Term Evolution, LTE）系统中，复用与信道编码是物理层的关键技术之一，其目的是为了提高通信系统的可靠性和效率。本文档基于3GPP TS36.212协议，详细介绍了LTE中的复用和信道编码技术。 #### 二、通用流程 **1. CRC计算** - **CRC校验比特**：为了确保数据传输的可靠性，在发送端会为每个传输块添加循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)校验比特。 - **CRC多项式**： - `gCRC24A(D) = D^24 + D^23 + D^18 + D^17 + D^14 + D^11 + D^10 + D^7 + D^6 + D^5 + D^4 + D^3 + D + 1` - `gCRC24B(D) = D^24 + D^23 + D^6 + D^5 + D + 1` - 当`L = 16`时：`gCRC16(D) = D^16 + D^12 + D^5 + 1` - 当`L = 8`时：`gCRC8(D) = D^8 + D^7 + D^4 + D^3 + D + 1` - **CRC添加**：CRC比特直接附加在传输块输入比特的末尾，用于接收端判断传输块是否被正确接收。 **2. 码块分割** - **背景**：仅适用于Turbo编码。如果添加CRC后的传输块比特长度超过6144比特，则需要进行码块分割。 - **分割原则**：当传输块大小超过限制时，将其分成多个码块，码块大小有两种：大码块`K+`和小码块`K-`。 - **分割目的**：提高Turbo译码的效率，实现早期终止。 **3. 信道编码** - **编码方法**： - **咬尾卷积码**：适用于较短的数据包，如控制信息。码率为1/3，约束长度为7。 - **Turbo码**：适用于业务信道等较长的数据包，码率为1/3。 - **Turbo码特点**： - 在输入Turbo编码器时，如果存在填充比特，则将这些比特设置为0，并将输出比特流对应的比特设置为NULL。 - 移位寄存器的初始值为0，以实现“迫零”处理，即编码完成后移位寄存器的值归零。 - Turbo码的交织参数为`K+4`，能够获得更好的纠错性能。 **4. 速率匹配** - **速率匹配定义**：速率匹配是为了适应不同信道条件而调整编码输出比特的数量。 - **速率匹配方式**： - 对于Turbo编码，采用子块交织器(KΠ)来实现速率匹配。 - 子块交织器KΠ与输入比特数D的关系：KΠ是不小于D的最小整数。 - 列间置换：根据特定的置换规则，将矩阵中的列进行置换，以达到最佳的交织效果。 - 输出：按顺序逐列读取，得到交织后的输出比特序列。 #### 三、上下行传输信道与控制信息 **1. 上行传输信道和控制信息** - **上行信道**：涉及的控制信息主要包括调度请求、ACK/NACK反馈等。 - **编码处理**：与下行相似，但针对不同的信道类型可能采用不同的编码方式和参数。 **2. 下行传输信道和控制信息** - **下行信道**：包括广播信道、多播信道以及单播信道。 - **控制信息**：包括PDCCH、PCFICH等。 - **编码方案**：通常采用Turbo码或咬尾卷积码。 #### 四、结语 本文详细解析了LTE系统中复用与信道编码的相关知识，包括CRC计算、码块分割、信道编码及速率匹配等关键技术。通过理解这些技术，可以更好地掌握LTE系统的物理层工作原理及其背后的逻辑。这对于深入研究LTE技术及其后续版本（如5G NR）具有重要意义。