用FPGA實現WCDMA下行擾碼

1 概述

在WCDMA中，加擾就是用一個偽隨機碼序列對擴頻碼進行相乘，對信號進行加密。上行鏈路物理信道加擾的作用是區分用戶，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M序列相加而成，且容易產生、自相關性優良的優點。本文介紹下行擾碼的生成過程和如何用FPGA的實現。采用Verlog硬件描述語言進行功能描述，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，可產生218-1 = 262 143個擾碼，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的15個輔助擾碼有一一對應關系，第i個基本擾碼對應于第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。

每個小區有且僅有一個基本擾碼。基本CCPCH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送。

擾碼序列通過把兩個實數序列組合成一個復數序列生成。這兩個實數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。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：

序列符號的遞歸定義為：

這些二進制序列用下面的規則轉換稱為實數序列Zn：

最后，第n個擾碼Sdl,n定義為：

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

3 生成代碼

4 結束語

用Verilog HDL根據下行擾碼器的原理進行設計，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擾碼、和短擾碼。