《電子技術(shù)應(yīng)用》
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用FPGA實(shí)現(xiàn)WCDMA下行擾碼
摘要: 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,在寫信號的作用下,予付擾碼初值,在時鐘信號的作用下,產(chǎn)生下行擾碼的I,Q序列。
關(guān)鍵詞: FPGA WCDMA 下行擾碼 Verilog HDL
Abstract:
Key words :

  1 概述

WCDMA中,加擾就是用一個偽隨機(jī)碼序列對擴(kuò)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(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,在寫信號的作用下,予付擾碼初值,在時鐘信號的作用下,產(chǎn)生下行擾碼的I,Q序列。

2 下行擾碼的結(jié)構(gòu)

下行鏈路有18比特的初始值,可產(chǎn)生218-1 = 262 143個擾碼,標(biāo)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個基本擾碼和15個輔助擾碼。

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。

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

基本擾碼組又

 

分為64個擾碼組,每個包括8個主擾碼。第j個擾碼組由基本擾碼16*8*j+16*k組成,其中j=0.63;k=0.7。

  每個小區(qū)有且僅有一個基本擾碼?;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實(shí)數(shù)序列組合成一個復(fù)數(shù)序列生成。這兩個實(shí)數(shù)序列都由兩個生成多項式為18階的 ,截斷長度為38 400的m序列模2加生成。這樣結(jié)果序列就由截斷的Gold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個符號,m序列x和y生成方法如下:

  初始狀態(tài):

公式

      序列符號的遞歸定義為:                    

公式  

公式

      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:     

公式

       最后,第n個擾碼Sdl,n定義為:           

公式

      請注意其中相位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。

下行鏈路擾碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖

3 生成代碼

生成代碼

生成代碼

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,根據(jù)同樣的設(shè)計方法,根據(jù)上行擾碼生成式可生成上行的長擾碼、和短擾碼。      


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