信道编码与复用

为了保证高层的信息数据在无线信道上可靠地传输，需要对来自MAC和高层的数据流（传输块/传输块集）进行编码/复用后在无线链路上发送，并且将无线链路上接收到的数据进行解码/解复用再送给MAC和高层。

在相应的每个传输时间间隔TTI（Transmission Time Interval），数据以传输块的形式到达CRC单元。这里的TTI允许的取值间隔是：10 ms、20 ms、40 ms、80 ms。对于每个传输块，需要进行的基带处理步骤如图7-4-1所示。

图7-4-1　信道编码与复用过程

1. 给每个传输块添加CRC校验比特

差错检测功能是通过传输块上的循环冗余校验CRC（Cyclic Redundancy Check）来实现的，信息数据通过CRC生成器生成CRC比特，CRC的比特数目可以为24、16、12、8或0比特，每个具体TrCH所使用的CRC长度由高层信令给出。

2. 传输块的级联和码块分割

在每一个传输块附加上CRC比特后，把一个传输时间间隔TTI内的传输块顺序级联起来。如果级联后的比特序列长度大于最大编码块长度Z，则需要进行码块分割，分割后的码块具有相同的大小，码块的最大尺寸将根据TrCH使用卷积编码还是Turbo编码而定。

3. 信道编码

无线信道编码是为了接收机能够检测和纠正因传输媒介带来的信号误差，在原数据流中加入适当冗余信息，从而提高数据传输的可靠性。

TD-SCDMA中，传输信道可采用以下信道编码方案：卷积编码；Turbo编码；无信道编码。不同类型的传输信道TrCH所使用的不同编码方案和码率如表7-4-1所示。

表7-4-1

4. 无线帧均衡

无线帧尺寸均衡是指对输入比特序列进行填充，以保证输出可以分割成具有相同大小为F的数据段。

5. 交织（分两步）

受传播环境的影响，无线信道是一个高误码率的信道，虽然信道编码产生的冗余可以部分消除误码的影响，可是在信道的深衰落周期，将产生较长时间的连续误码，对于这类误码，信道编码的纠错功能就无能为力了。而交织技术就是为了抵抗这种持续时间较长的突发性误码设计的，交织技术把原来顺序的比特流按一定规律打乱后再发送出去。接收端再按相应的规律将接收到的数据恢复成原来的顺序。这样一来，连续的错误就变成了随机差错，通过解信道编码，就可以恢复出正确的数据。

6. 无线帧分割

当传输信道的TTI大于10 ms时，输入比特序列将被分段映射到连续的F个无线帧上，经过第4步的无线帧均衡之后，可以保证输入比特序列的长度为F的整数倍。

7. 速率匹配

速率匹配是指传输信道上的比特被重复或打孔。一个传输信道中的比特数在不同的TTI可以发生变化，而所配置的物理信道容量（或承载比特数）却是固定的。因而，当不同TTI的数据比特发生改变时，为了匹配物理信道的承载能力，输入序列中的一些比特将被重复或打孔，以确保在传输信道复用后总的比特率与所配置的物理信道承载能力相一致。高层将为每一个传输信道配置一个速率匹配特性。这个特性是半静态的，而且只能通过高层信令来改变。当计算重复或打孔的比特数时，需要使用速率匹配算法。

8. 传输信道的复用

根据无线信道的传输特性，在每一个10 ms周期，来自不同传输信道的无线帧被送到传输信道复用单元。复用单元根据承载业务的类别和高层的设置，分别将其进行复用或组合，构成一条或多条编码组合传输信道（CCTrCH）。传输信道的复用需要满足以下规律：

（1）复用到一个CCTrCH上的传输信道组合如果因为传输信道的加入、重配置或删除等原因发生变化，那么这种变化只能在无线帧的起始部分进行，即小区帧号（CFN）必须满足：CFN mod Fmax=0。式中，Fmax为使用同一个CCTrCH的传输信道在一个TTI内使用的无线帧的帧数的最大值，取值范围为1、2、4或8；CFN为CCTrCH发生变化后第一个无线帧的帧号。CCTrCH中加入或重配置一个传输信道i后，传输信道i的TTI只能从具有满足下面关系的CFN的无线帧开始：CFNimod Fi=0。

（2）专用传输信道和公共传输信道不能复用到同一个CCTrCH上。

（3）公共传输信道中，只有FACH或PCH可以被复用到一个CCTrCH上。

（4）BCH和RACH不能进行复用。

（5）不同的CCTrCH不能复用到同一条物理信道上。

（6）一条CCTrCH可以被映射到一条或多条物理信道上传输。

示例：如图7-4-2所示，在每10 ms的周期内，专用传输信道1和传输信道2传下的数据块被复用为一条CCTrCH。

图7-4-2　传输信道复用

9. 物理信道的分割

一条CCTrCH的数据速率可能要超过单条物理信道的承载能力，这就需要对CCTrCH数据进行分割处理，以便将比特流分配到不同的物理信道中。

示例：如图7-4-3所示，传输信道复用后的数据块应该在10 ms内被发送出去，但单条物理信道的承载能力不能胜任，决定使用两条物理信道。输入序列被分为两部分，分配在两条物理信道上传输。

图7-4-3　物理信道分割

10. 子帧分割

在前面的步骤中，级联和分割等操作都是以最小时间间隔（10 ms）或一个无线帧为基本单位进行的。但为了将数据流映射到物理信道上，还必须将一个无线帧的数据分割为两部分，即分别映射到两个子帧之中。

11. 到物理信道的映射

将子帧分割输出的比特流映射到该子帧中对应时隙的码道上。