LTE基础：基本信道编码

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在LTE中有3种基本的信道编码，即为CRC纠错编码、卷积码、Turbo码。我们采用信道编码的目的是为了提高系统的有效性，通过减少数据中的冗余，用最少的比特数表示数据，以降低存储空间、传输时间或带宽的占用。通过人为的添加冗余，提高数据的抗干扰能力。

CRC纠错编码

CRC是一种通信系统中常用的检错码，用于数据包的检错或Turbo译码时的提前停止。LTE采用CRC用于接受端判断接收到的数据是否正确。一般来说，CRC码字越长，检错能力越强。根据各个信道不同的业务量和漏检概率的要求，LTE采用4种循环生成多项式：gCRC24A（D）、gCRC24B（D）、gCRC16（D）、gCRC8（D）。

循环多项式应用在相应的信道中，各司其职，存在自己的作用。

卷积码

在LTE中，控制信道的编码由卷积码及其速率匹配来完成。综合考虑性能与处理复杂度，针对控制信道等较短的数据包，LTE选择了咬尾卷积码。LTE控制信道的传输块经过CRC校验后，直接输入卷积编码器。LTE采用的卷积编码器是约束长度为7、母码码率为1/3的咬尾卷积编码器。

在对LTE的控制信道进行卷积编码时，卷积编码器对应的1/3和1/2分量编码器的距离谱都是最优距离谱。

速率匹配时，需要根据3个校验比特流的长度，计算得到行列交织器的行数，并在行列交织器第一行的头部进行补零操作。速率匹配中，需要跳过这些补充的伪比特。

Turbo码

Turbo码从问世以来因其优异的性能已经得到了越来越广泛的应用，LTE的业务信道的编码也选择了Turbo码。来自MAC层的传输块，经过CRC校验后，被分割成LTE Turbo码能够编码的码块，并进行Turbo编码和速率匹配，然后进行比特加扰，最后进行调制和天线映射发射出去。

LTE下行业务信道支持空间复用，对传输块进行CRC校验和对码块分段得到的各个码块进行CRC校验的目的不同，前者用于接受端判断传输块是否被正确地接收，后者用于Turbo译码的早停操作，即当接收端判断任意一个码块被错误接收时，所有的码块都停止译码，并立即请求重传。

Turbo编码前，所有的寄存器初始化为0，编码结束时，各个分量编码器用其最后3个反馈比特将寄存器归零。

提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。信道编码的本质是增加通信的可靠性。但信道编码会使有用的信息数据传输减少，信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判错和纠错的目的，这就是我们常常说的开销。这就好象我们运送一批玻璃杯一样，为了保证运送途中不出现打烂玻璃杯的情况，我们通常都用一些泡沫或海棉等物将玻璃杯包装起来，这种包装使玻璃杯所占的容积变大，原来一部车能装5000个玻璃杯的，包装后就只能装4000个了，显然包装的代价使运送玻璃杯的有效个数减少了。同样，在带宽固定的信道中，总的传送码率也是固定的，由于信道编码增加了数据量，其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。将有用比特数除以总比特数就等于编码效率了，不同的编码方式，其编码效率有所不同。