用FPGA實(shí)現(xiàn)WCDMA下行擾碼

1 概述

在WCDMA中，加擾就是用一個(gè)偽隨機(jī)碼序列對(duì)擴(kuò)頻碼進(jìn)行相乘，對(duì)信號(hào)進(jìn)行加密。上行鏈路物理信道加擾的作用是區(qū)分用戶，下行鏈路加擾可以區(qū)分小區(qū)和信道。WCDMA采用Gold碼作為擴(kuò)頻序列的擾碼。Gold由兩個(gè)M序列相加而成，且容易產(chǎn)生、自相關(guān)性優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。本文介紹下行擾碼的生成過程和如何用FPGA的實(shí)現(xiàn)。采用Verlog硬件描述語言進(jìn)行功能描述，在寫信號(hào)的作用下，予付擾碼初值，在時(shí)鐘信號(hào)的作用下，產(chǎn)生下行擾碼的I，Q序列。

2 下行擾碼的結(jié)構(gòu)

下行鏈路有18比特的初始值，可產(chǎn)生218-1 = 262 143個(gè)擾碼，標(biāo)以號(hào)碼0…262 142。但并不是所有的擾碼都可用。擾碼分為512組，每組包括1個(gè)基本擾碼和15個(gè)輔助擾碼。

基本擾碼由碼號(hào)為n=16*i的碼組成,其中i=0…511。第i組輔助擾碼由碼號(hào)為16*i+k的碼組成，其中k=1…15。

每個(gè)基本擾碼和同一組內(nèi)的15個(gè)輔助擾碼有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，第i個(gè)基本擾碼對(duì)應(yīng)于第i組擾碼。

基本擾碼組又分為64個(gè)擾碼組，每個(gè)包括8個(gè)主擾碼。第j個(gè)擾碼組由基本擾碼16*8*j+16*k組成，其中j=0.63；k=0.7。

每個(gè)小區(qū)有且僅有一個(gè)基本擾碼?；綜CPCH和基本CPICH總是用基本擾碼傳送。其余的下行物理信道可以用基本擾碼或伴隨于此小區(qū)的基本擾碼的輔助擾碼發(fā)送。

擾碼序列通過把兩個(gè)實(shí)數(shù)序列組合成一個(gè)復(fù)數(shù)序列生成。這兩個(gè)實(shí)數(shù)序列都由兩個(gè)生成多項(xiàng)式為18階的 ，截?cái)嚅L度為38 400的m序列模2加生成。這樣結(jié)果序列就由截?cái)嗟腉old序列組成。擾碼以10ms的無線幀為周期重復(fù)。用x和y分別表示這兩個(gè)序列，x序列用本原多項(xiàng)式1+X7+X18（在GF(2)域上）生成；y序列由本原多項(xiàng)式1+X5+X7+ X10+X18生成。

用zn表示由選定的擾碼號(hào)n決定的序列，用x(i)，y(i)和zn(i)分別表示序列x，y，和zn的第i個(gè)符號(hào)，m序列x和y生成方法如下：

初始狀態(tài)：

序列符號(hào)的遞歸定義為：

這些二進(jìn)制序列用下面的規(guī)則轉(zhuǎn)換稱為實(shí)數(shù)序列Zn：

最后，第n個(gè)擾碼Sdl,n定義為：

請(qǐng)注意其中相位0~38 399被不斷重復(fù)。圖1是下行鏈路擾碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

3 生成代碼

4 結(jié)束語

用Verilog HDL根據(jù)下行擾碼器的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)同樣的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)上行擾碼生成式可生成上行的長擾碼、和短擾碼。