[发明专利]一种应用于长期演进系统的跨层编解码方法

说明书

一本发明公开了一种长期演进通信系统的跨层编解码方法，通过结合物理层的信道编码和媒体接入控制层的数字喷泉码，提高大文件的传输可靠性。本发明采用3GPP标准中的Turbo码作为物理层编码方案，MAC层采用RFC5053中定义的Raptor编码方案。本发明提供的编码方法能够在兼容LTE标准方案的条件下，提高系统传输的可靠性，降低大文件传输失败的概率。

技术领域

本发明涉及一种长期演进（Long Term Evolution，LTE）通信系统中的跨层编码技术，特别是涉及结合媒体接入控制层（Medium Access Control Layer）和物理层（PhysicalLayer）构造编码方案的技术。

背景技术

3GPP LTE的信道编码模块具有广泛的意义，它不仅包含严格意义上的信道编码、检错和纠错功能，还包括速率匹配、交织、传输和控制信道向物理信道的映射和反映射等功能，为MAC层的数据和控制信令提供物理层的传输服务，即将MAC层的下行数据和控制信令进行纠错编码后适配到相应的物理信道，反之将接收到的上行数据和控制信令合并成相应的格式进行纠错译码，并上传给MAC层。主要分为以下几个子模块：码块分割和CRC校验、信道编码、速率匹配、码块级联等。

循环冗余校验（CRC）计算和码块分割中包含传输块的CRC和码块的CRC。可以只做码块的CRC或是两种CRC都做。第一种是对整个MAC层传来的传输块为单位计算和添加，如果添加CRC后传输块长度超过了信道编码器所允许的最大输入长度6144，则需将传输块分为若干个码块，再对每个码块添加各自的CRC。每个传输块尾部添加一定长度的CRC比特，以便接收端判断该传输中是否存在错误。

由于各种信道编码具有不同的特性，3GPP LTE根据数据类型的不同而采用了不同的信道编码方式，LTE 标准针对多种不同信道的数据特征，规定了多种不同的信道纠错编码方案，主要有Turbo码、咬尾卷积码、重复码和分组码。其中，Turbo 码主要运用于上行共享信道（UplinkShared Channel，UL-SCH）、下行共享信道（Downlink Shared Channel，DL-SCH）、寻呼信道（Paging Channel）以及多播信道（Multicast Channel）中。速率匹配的作用是根据系统要求，将编码器的输出适配到所需要的码率。码块级联和输出是构造信道编码模块的最终输出，需要将多个码块的输出级联起来，构成该传输块所对应的总输出。

Raptor码是一种优秀的数字喷泉码（Digital Fountain Code），是在LT（LubyTransform）码的基础上改进提出的一种新型的喷泉码。通过在源数据末尾添加一定量的冗余（Overhead），只要在接收端总体获取到略多于原数据数量的编码数据后就可以以极高的概率恢复出原传输数据。IETF RFC 5053中采用了一种可实现的Raptor码，其编解码可分为两个步骤：首先，采用一个高码率的线性分组码进行预编码；然后将数据进行LT编码。

发明内容

本发明提供了一种应用于长期演进技术（Long Term Evolution，LTE）系统中跨层的编码方法。通过结合物理层（Physical Layer）的信道编码和媒体接入控制（MAC）层的数字喷泉码，物理层采用3GPP标准中的Turbo码编码方案，MAC层采用RFC5053中定义的Raptor编码方案，提高大文件的传输可靠性。本发明提供的编码方法能够在兼容LTE标准方案的条件下，提高整个系统传输的可靠性，降低大文件传输失败的概率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种应用于LTE系统的跨层编解码方法，其特征是，编码步骤如下：

第一步，根据3GPP LTE标准信道编码方案和所要传输文件的大小计算MAC层Raptor码所需要的编码参数，其中包括：

n：根据选定的传输块大小（Transport Block Size，TBS）将文件分解为数据块的个数，每个数据块大小为1个TBS；