为什么在5G和4G网络中要加扰？

Mr.Kang 和老康一起学5G 2025年05月09日 08:29 陕西

一、加扰和解扰 在4G(LTE)和5G(NR)网络中发送方(TX)对信道编码后的比特进行伪随机序列加扰(Scrambling)；接收方(RX)在接收到的信号后，进行解扰(Descrambling)，还原原始信息。从理论上来讲，这样通过信道编码器的输出可能与其他干扰信号相同，其能导致接收端解码失败；而加扰模块为编码比特增加了额外的随机性，通过抑制干扰来提供编码增益。

二、5G加扰 在5G系统中加扰适用于所有信道，但每个信道和每个小区的伪随机序列不同并且是唯一的。5G中加扰的伪随机序列是通过对两个m序列进行异或运算生成的。其中：

• 第一个m序列初始化为1，

• 第二个m序列初始化为一个种子值(称为Cinit)。

三、m序列5G每个信道采用不同m序列做种子值(Cinit)，具体如下：

• PBCH:f(cellID)— 其中f(x):x的函数

• PDSCH:f(RNTI, RNTI, ID)

• PDCCH:f(RNTI, ID)

• PUSCH:f(RNTI, ID)

• PUCCH:f(RNTI, ID)（适用于PUCCH Format2、3和4)

• CellID：物理小区ID，每个小区不同

四、RNTI 5G中定义了许多RNTI，它们是网络提供给终端的唯一标识。其中如果PDSCH包含广播信息，则𝑛RNTI将是消息特定RNTI(例针对SIB1将是SI-RNTI)；如PDSCH包含UE特定数据，则对该UE是唯一，其中：

• q代表码字索引。由于PDSCH中最多可有两个码字，q的值为0或 1。

• 𝑛ID可以是小区ID或唯一ID。

由于PBCH是UE解码的第一个广播消息并且它对每个UE来说都是唯一的，因此它对每个小区来说也唯一的(其加扰种子值仅取决于小区ID)。对于其余信道，种子值对UE、码字(对于PDSCH)和小区来说也都是唯一的。𝑛RNTI、𝑞和𝑛ID确保每个码字、每个UE和每个网络的Cinit都是不同的。

五、加扰事例假设有两个基站与用户设备(UE)距离不同，这两个基站在时间上同步并使用相同的频段。当基站发送不同的SIB1(系统信息块1)，但恰好发送相同的DCI(带有SI-RNTI的DCI 1_0)来解码各自的SIB1，如果不对编码比特进行加扰，UE(用户设备)可能会解码未连接到的另一个基站的SIB1或者可能无法解码其中任何一个。