基于WCDMA速率適配算法的FPGA設計

1、    基于WCDMA速率適配算法的FPGA設計隨著因特網(wǎng)爆炸性的增長以及各種無線業(yè)務需求的增加，傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)已經(jīng)越來越無法適應人們的需要。因此，以大容量、高數(shù)據(jù)率和承載多媒體業(yè)務為目的的第三代移動通信系統(tǒng)(IMT-2000)應運而生。碼分多址(CDMA)由于其良好的抗噪性、保密性和簡單性等優(yōu)點而成為第三代移動通信的主流。主要方案包括歐洲標準WCDMA，美國標準CDMA-2000和中國標準TD-SCDMA。和傳統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)相比，第三代移動通信的最大特點在于可支持具有不同QoS的變隨著因特網(wǎng)爆炸性的增長以及各種無線業(yè)務需求的增加，傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)已

2、經(jīng)越來越無法適應人們的需要。因此，以大容量、高數(shù)據(jù)率和承載多媒體業(yè)務為目的的第三代移動通信系統(tǒng)(IMT-2000)應運而生。碼分多址(CDMA)由于其良好的抗噪性、保密性和簡單性等優(yōu)點而成為第三代移動通信的主流。主要方案包括歐洲標準WCDMA，美國標準CDMA-2000和中國標準TD-SCDMA。        和傳統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)相比，第三代移動通信的最大特點在于可支持具有不同QoS的變速率的多種業(yè)務，這便要求其具有將各種無線媒體業(yè)務復接在一起傳輸?shù)哪芰Α榱诉_到這一目標，WCDMA采用了一種比較完善的業(yè)務復接方案，各種業(yè)務須經(jīng)過一

3、套復雜的編碼復接流程才能進行擴頻調制，占用盡可能少的碼道以恒定的功率發(fā)送。這樣就最大限度地減少了碼道間串擾，降低了對功放線性程度的要求。圖1所示的是WCDMA下行鏈路編 碼復接方案流程圖。而速率適配算法是業(yè)務復用方案的核心算法，如何設計有效的算法實現(xiàn)方案，是業(yè)務復用方案設計的關鍵環(huán)節(jié)。  圖1 下行鏈路編碼復接方案        速率適配算法描述一條傳輸信道上不同的傳輸時間間隔中的比特數(shù)有可能不一樣，但是上下行鏈路都對傳輸?shù)谋忍芈视幸欢ǖ囊螅合滦墟溌分腥绻忍財?shù)低于最小值的就會被中斷；上行鏈路中各傳輸時間間隔的比

4、特數(shù)不同，但需要保證第二次交織后的總比特率等于所分配的專用物理信道的總比特率。因此需要重復或者鑿去傳輸信道上的一些比特。速率適配就是指在傳輸信道上的數(shù)據(jù)比特被鑿孔(Puncturing)或重復(Repeating)，以便使信道映射時達到傳輸格式所要求的比特速率?！拌徔住笔前凑找欢ǖ乃惴ㄨ徣ツ承┪恢玫谋忍?；“重復”則按照一定的算法在某些位置插入重復比特。        速率匹配前的比特記為：xi1,xi2,xi3,k,xixi 其中 i 為 TrCH 號，速率匹配參數(shù)為Xi, eini, eplus, 和eminus。  &#

5、160;            eini：初始化誤差，算法中誤差e的初始值；        eminus：相減誤差，算法中誤差e的相減值；        eplus：相加誤差，算法中誤差e的相加值；        N：數(shù)據(jù)量，即速率適配前的數(shù)據(jù)量。        速率匹配的規(guī)則如

6、下：        if 要執(zhí)行“鑿孔”操作        e="eini" 初始化目前的與要求的鑿孔比例之間的偏差        m="1" 當前比特索引序號        do while m <= N        e="e&qu

7、ot;-eminus 修改誤差      if e <= 0 then 檢查m是否是應該鑿掉的比特序號        鑿掉該比特xi,m        e="e"+eplus 更改誤差        end if        m="m"+1 進行下一個比特的判斷 

8、;       end do         else        e = eini 初始化目前的與要求的鑿孔比例之間的偏差        m = 1 當前比特索引序號        do while m <= N        e = e

9、- eminus 修改誤差        do while e <= 0 檢查比特m 是否是應被重復的比特序號        重復比特 xi,m      e = e + eplus 更改誤差        end do        m = m + 1 進行下一個比特的判斷    

10、    end do        end if        該適配算法對于上行鏈路和下行鏈路都是適用的。3GPP協(xié)議中規(guī)定了“鑿孔”和“重復”算法的使用對象與范圍。Turbo編碼后的系統(tǒng)比特不允許鑿去，因此如果對Turbo編碼后的數(shù)據(jù)進行“鑿”操作，則首先應將系統(tǒng)比特和校驗比特區(qū)分開，僅對其中的校驗比特進行“鑿”操作；然而Turbo編碼后的數(shù)據(jù)如果進行“重復”以及卷積編碼后數(shù)據(jù)進行“鑿”或“重復”都不區(qū)分系統(tǒng)比特與校驗比特。上述情況的速率匹配見圖2及圖3。  圖2 下行鏈路Turbo編碼比特鑿孔時TrCH的速率適配  圖3 下行未編碼和卷積編碼