用FPGA實(shí)現WCDMA下行擾碼

1 概述

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

2 下行擾碼的結構

下行鏈路有18比特的初始值，可產(chǎn)生218-1 = 262 143個(gè)擾碼，標以號碼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。

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

每個(gè)基本擾碼和同一組內的15個(gè)輔助擾碼有一一對應關(guān)系，第i個(gè)基本擾碼對應于第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的基本擾碼的輔助擾碼發(fā)送。

擾碼序列通過(guò)把兩個(gè)實(shí)數序列組合成一個(gè)復數序列生成。這兩個(gè)實(shí)數序列都由兩個(gè)生成多項式為18階的 ，截斷長(cháng)度為38 400的m序列模2加生成。這樣結果序列就由截斷的Gold序列組成。擾碼以10ms的無(wú)線(xiàn)幀為周期重復。用x和y分別表示這兩個(gè)序列，x序列用本原多項式1+X7+X18（在GF(2)域上）生成；y序列由本原多項式1+X5+X7+ X10+X18生成。

用zn表示由選定的擾碼號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，m序列x和y生成方法如下：

初始狀態(tài)：

序列符號的遞歸定義為：

這些二進(jìn)制序列用下面的規則轉換稱(chēng)為實(shí)數序列Zn：

最后，第n個(gè)擾碼Sdl,n定義為：

請注意其中相位0~38 399被不斷重復。圖1是下行鏈路擾碼發(fā)生器的結構示意圖。

3 生成代碼

4 結束語(yǔ)

用Verilog HDL根據下行擾碼器的原理進(jìn)行設計，根據同樣的設計方法，根據上行擾碼生成式可生成上行的長(cháng)擾碼、和短擾碼。