一种GSM监听系统的软判决均衡器设计与FPGA实现

发布时间：2020-11-05 23:09

　　 在移动通信技术飞速发展的今天,信号侦察与通信对抗等特殊领域衍生出的GSM监听系统等GSM军用及民用产品,在通信安全领域依旧有着不可替代的作用。在实际的通信系统中,无线信道是非理想的,因多径效应导致的严重的码间干扰(ISI)使得GSM监听系统无法直接从捕获的信号中恢复出原始符号序列,因此需要对信号进行均衡处理以消除码间干扰,使得监听系统能够快速准确地完成语音侦听。文章在结合FPGA并行处理及GSM信号特征的基础上,为解决传统的基于DSP的GSM监听系统同时监听的信号路数较少这一问题,给出了一种适合于监听系统的基于FPGA的软判决均衡器设计及实现方案。首先对同步后的信号进行解旋转操作,除去复数以简化后续运算,然后进行信道估计获取信道参数,并通过匹配滤波获取最大信噪比信号,最后将数据送入带有软判决功能的MLSE均衡处理器得到判决序列及软值,发给后续模块完成译码等操作。软判决信息可以有效降低译码的误码率,提升监听系统整体性能。同时在结构设计上,对信道估计及匹配滤波等模块进行设计优化,并对整体模块进行时分复用,节约了硬件逻辑资源,减少延时且提升了整个系统工作频率。利用FPGA并行处理能力进行系统多路设计,使单块开发板最多能够实现32路信号的同时均衡处理,即同时监听32路语音信号,同时处理的信号路数较传统基于DSP的监听系统更多。文章利用ModelSim对各个子模块进行时序仿真,并用XC7K325T板卡进行了片上逻辑分析,验证了各模块功能达到了设计的要求。最后将整个软判决均衡器设计烧录进板卡,并接入GSM监听系统进行实际测试,用多部测试手机拨打运营商客服热线,监听系统能够成功监听多部手机的语音通话,验证了软判决均衡器设计的正确性与可行性。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5;TN791
【部分图文】：

图 3.1 SB 训练序列相关结果根据最小二乘准则，信道估计是求取对{ }kh 的估计值 { }kh ，可以使2530 k kkV V 取值最小，其中，{ }kV 是 SB 突发的 64bit 训练序列中间的 54bit， { }kV为对{ }kV 的估计值。解出的最优解：

图 3.2 NB 训练序列相关结果与SB突发类似，根据最小二乘准则，信道估计是求取对{ }kg 的估计值 { }kg ，可以使2150 k kkV V 取值最小，其中，{ }kV 是 NB 突发的 26bit 训练序列中间的 16bit， { }kV 为对 的估计值。解出的最优解：

XC7K325T开发板
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本文编号：2872321