基于WCDMA速率適配算法的FPGA設計
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和傳統的CDMA系統相比，第三代移動通信的最大特點在于可支持具有不同QoS的變速率的多種業務，這便要求其具有將各種無線媒體業務復接在一起傳輸的能力。為了達到這一目標，WCDMA采用了一種比較完善的業務復接方案，各種業務須經過一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務復用方案的核心算法，如何設計有效的算法實現方案，是業務復用方案設計的關鍵環節。
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有可能不一樣，但是上下行鏈路都對傳輸的比特率有一定的要求：下行鏈路中如果比特數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特數不同，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據比特被鑿孔(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。“鑿孔”是按照一定的算法鑿去某些位置的比特；“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，速率匹配參數為Xi, eini, eplus, 和eminus。
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：數據量，即速率適配前的數據量。
速率匹配的規則如下：
if 要執行“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-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
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 - 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
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協議中規定了“鑿孔”和“重復”算法的使用對象與范圍。Turbo編碼后的系統比特不允許鑿去，因此如果對Turbo編碼后的數據進行“鑿”操作，則首先應將系統比特和校驗比特區分開，僅對其中的校驗比特進行“鑿”操作；然而Turbo編碼后的數據如果進行“重復”以及卷積編碼后數據進行“鑿”或“重復”都不區分系統比特與校驗比特。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以及重復的Turbo編碼的TrCH的速率匹配
另外，協議給出的確定參數的算法依編碼方式及鏈路的不同而不同。也就是說，Turbo編碼與卷積編碼、下行鏈路與上行鏈路在確定適配參數的算法上有區別。具體的確定算法可以參考3G相應的協議。
WCDMA文章專題:WCDMA是什么意思
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