C/A 码扩频与解扩fpga代码

以下是一个使用 Verilog HDL 编写的 C/A 码扩频与解扩的 FPGA 代码示例：

module ca_spread(despread_signal, noisy_signal, CA_code, carrier, fs, fc, SNR);

parameter code_length = 1023;
parameter PRN = 1;
parameter Tc = 1/1.023e6;
parameter Ts = 1/10e6;
parameter fc_t = 1023;
parameter fs_t = 9765;

input [31:0] fs;
input [31:0] fc;
input [31:0] SNR;

output [31:0] despread_signal;
output [31:0] noisy_signal;
output [fc_t-1:0] CA_code;
output [fc_t-1:0] carrier;

reg [fc_t-1:0] CA_code_reg;
reg [fc_t-1:0] carrier_reg;

// 生成 C/A 码
generate_CA_code CA_code_inst(
    .PRN(PRN),
    .code(CA_code_reg)
);

// 生成载波信号
generate_carrier carrier_inst(
    .fc(fc_reg),
    .carrier(carrier_reg)
);

// 扩频
assign spread_code = {16{CA_code_reg}};
assign spread_signal = carrier_reg * spread_code;

// 添加噪声
assign noise = $random;
assign signal_power = $sqrt($pow(spread_signal)/fc_t);
assign noise_power = signal_power / $pow(10, SNR/10);
assign noise = noise * $sqrt(noise_power);
assign noisy_signal = spread_signal + noise;

// 解扩
assign despread_signal = noisy_signal * spread_code;

endmodule

module generate_CA_code(PRN, code);

parameter code_length = 1023;

input [31:0] PRN;

output [code_length-1:0] code;

reg [9:0] LFSR1;
reg [9:0] LFSR2;
reg [code_length-1:0] ca_code;

always @(negedge clk) begin
    LFSR1[9:1] = LFSR1[8:0];
    LFSR1[0] = LFSR1[2] ^ LFSR1[9];
    LFSR2[9:1] = LFSR2[8:0];
    LFSR2[0] = LFSR2[1] ^ LFSR2[2] ^ LFSR2[5] ^ LFSR2[7] ^ LFSR2[8] ^ LFSR2[9];
    ca_code[0] = LFSR1[9] ^ LFSR2[9];
    for (i = 1; i < code_length; i = i + 1) begin
        LFSR1[9:1] = LFSR1[8:0];
        LFSR1[0] = LFSR1[2] ^ LFSR1[9];
        LFSR2[9:1] = LFSR2[8:0];
        LFSR2[0] = LFSR2[1] ^ LFSR2[2] ^ LFSR2[5] ^ LFSR2[7] ^ LFSR2[8] ^ LFSR2[9];
        ca_code[i] = LFSR1[9] ^ LFSR2[9];
    end
end

assign code = (PRN + 1 <= code_length) ? ca_code[PRN + 1 : code_length];

endmodule

module generate_carrier(fc, carrier);

parameter Tc = 1/1.023e6;
parameter Ts = 1/10e6;
parameter fc_t = 1023;
parameter fs_t = 9765;

input [31:0] fc;

output [fc_t-1:0] carrier;

reg [31:0] t;

always @(negedge clk) begin
    for (i = 0; i < fc_t; i = i + 1) begin
        t = i * Tc + $random * Ts;
        carrier[i] = $cos(2 * $pi * fc * t);
    end
end

endmodule

上述代码中，首先生成了 C/A 码和载波信号，然后将载波信号与 C/A 码进行扩频，得到扩频信号。再添加噪声后，使用与发送端相同的 C/A 码进行解扩，得到解扩后的信号。最后将扩频信号、解扩后的信号、C/A 码和载波信号输出到 FPGA 的输出端口。其中，`generate_CA_code` 模块生成 C/A 码，`generate_carrier` 模块生成载波信号，`ca_spread` 模块进行扩频和解扩，并将结果输出到 FPGA 的输出端口。