基于DSP的GSM基站信息监测设备设计与实现
本文选题:GSM接收机 切入点:基带信号处理 出处:《电子科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:截至2014年年底,我国已拥有超过6亿GSM网络用户。GSM基站作为GSM网络的中继站,其运行状况直接影响GSM网络的通信质量。因此,必须确保GSM基站的正常运行。针对GSM下行链路(由BTS到MS)传输的GSM基站信息(包括BSIC、PLMN色码、BCC、LAI、LAC、MCC、MNC等)进行必要监测是移动通信领域的重要任务。而系统地提出GSM基站信息监测设备的设计方法,并研制出该设备,正是本论文依托课题的主要研究内容。本论文首先简要分析了包括GSM系统基本结构、空中接口理论及信号处理流程等在内的GSM信号处理理论,并提出了硬件系统与软件系统的设计方案,分别包括GSM接收机方案、基带信号处理模块方案与BCH译码模块方案、上位机GUI方案。然后,本论文依据设计方案,详细分析了硬件系统电路设计思想:依次分析了SAWF模块、RF接收模块电路设计方法,完成了基于AD6548的GSM接收机电路设计;分别分析了DSP最小系统及其外围A/D转换模块、Bootloader模块、SDRAM模块及串行通信模块电路设计方法,完成了基于TMS320VC5509A的基带信号处理模块电路设计。本论文还分析了电源模块电路设计方法。之后,本论文依据设计方案,详细分析了软件系统程序设计思想。首先,本论文分析了解旋转算法,以消除后续信道均衡中的复数运算;随后分析了滑窗检测算法,利用训练序列分别完成了FCCH、SCH捕获,并依次完成了频率同步、时间同步,最终实现系统同步。然后,本论文分析了利用接收符号序列与已调制本地训练序列的相关性进行信道估计的思想;随后利用信道估计结果分析了匹配滤波算法。本论文提出了利用采用Viterbi算法的MLSE均衡器完成信道均衡,实现GMSK解调的思想,并详细分析了Vtierbi算法的实现流程。之后,本论文分析了信道译码算法,依次完成解交织复用、卷积码(以GSM采用的(2,1,4)卷积码为例)译码及CRC校验,最终实现了BCH译码信息获取。另外,为了解读BCH译码信息(为二进制符号序列形式),并实现上位机与DSP的串行通信,本论文还分析了上位机设计方法(主要为串口功能设计与GUI)。本论文利用软件无线电技术,结合成熟的移动通信技术,系统地分析了GSM空中接口物理层接收信号处理方法。本论文在最后还通过联调测试,验证了设计的正确性,并对下一步工作进行了展望。
[Abstract]:By the end of 2014, our country has more than 600 million GSM network users. GSM base station as the relay station of GSM network, its running condition directly affects the communication quality of GSM network. It is necessary to ensure the normal operation of the GSM base station. It is an important task in the field of mobile communication to monitor the GSM base station information transmitted by the GSM downlink (from BTS to MSM), including the BSIC-PLMN color code. The design method of information monitoring equipment, And develop the equipment, which is the main research content of this thesis. Firstly, this paper briefly analyzes the GSM signal processing theory, including the basic structure of GSM system, the theory of air interface and signal processing flow, etc. The design schemes of hardware system and software system, including GSM receiver, baseband signal processing module, BCH decoding module and host computer GUI, are put forward, respectively. The circuit design idea of hardware system is analyzed in detail: the circuit design method of RF receiver module of SAWF module is analyzed in turn, and the circuit design of GSM receiver based on AD6548 is completed. The circuit design methods of DSP minimum system and its peripheral A / D conversion module, including bootloader module and serial communication module, are analyzed respectively. The circuit design of baseband signal processing module based on TMS320VC5509A is completed. The circuit design method of power supply module is also analyzed in this paper. Then, according to the design scheme, the software system program design idea is analyzed in detail. In this paper, the rotation algorithm is analyzed to eliminate the complex operation in the subsequent channel equalization, and then the sliding window detection algorithm is analyzed. The FCCH Sch acquisition is accomplished by using the training sequence, and the frequency synchronization and time synchronization are completed in turn. Finally, the synchronization of the system is realized. Then, this paper analyzes the idea of channel estimation based on the correlation between the received symbol sequence and the modulated local training sequence. Then we analyze the matched filtering algorithm with the channel estimation results. In this paper, we propose the idea of using the MLSE equalizer using Viterbi algorithm to realize the GMSK demodulation, and analyze the implementation flow of the Vtierbi algorithm in detail. In this paper, the channel decoding algorithm is analyzed, and the decoding and decoding of convolutional codes (taking the convolutional code of GSM as an example) and CRC check are carried out in turn. Finally, the information of BCH decoding is obtained. In order to interpret the BCH decoding information (binary symbol sequence form) and realize the serial communication between host computer and DSP, this paper also analyzes the design method of upper computer (mainly serial port function design and gui). Combined with the mature mobile communication technology, this paper systematically analyzes the physical layer receiving signal processing method of GSM air interface. At the end of this paper, the correctness of the design is verified by the combined adjustment test, and the future work is prospected.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN929.532
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,本文编号:1648392
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