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GSM/EDGE信道编解码的设计优化技术研究

2020-11-29阅读(719)

GSM/EDGE信道编解码的设计优化技术研究

论文摘要

增强型数据速率GSM演进技术EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution)作为GSM系统向3G演化的过渡性技术,可以提供更快的网络速度和数据传输能力,因而备受关注。本文在深刻理解GSM/EDGE移动通信系统工作原理的基础上,分析了EDGE技术的优势,结合某公司研制的一款GSM/EDGE手机芯片的设计需求,在下述内容进行了深入研究:基于GSM/EDGE基带通信系统协议,着重对信道编解码部分进行了深入研究,全面总结了信道编码类型以及复帧组合结构,为正确而全面的设计信道编解码模块做基础。归纳总结了基带信道编码的过程和其中用到的奇偶校验编码类型、卷积编码类型、删余类型以及交织类型,以利于复用同类型的结构,实现模块的设计优化。搭建基带信道编解码系统仿真模型,结合软件模拟仿真,着重分析了Viterbi译码算法的纠错性能,并对仿真结果进行了详细分析。着重考虑功能的完备性和通用性,设计出GSM/EDGE基带信道编解码电路结构,并对划分的子功能块进行了详细的设计优化描述。详细分析Viterbi译码器的设计,分别采用回溯法和寄存器交换法实现Viterbi译码器模块的设计,并对两种结果在硬件开销和系统性能方面进行了比较分析。基于FPGA的SoC验证平台,对设计的信道编解码模块进行了功能测试和FPGA验证,保证了设计的功能完备性和可综合性。最后,本文对所设计的GSM/EDGE基带信道编解码模块进行了综合分析,优化设计的基带信道编解码模块,在硬件开销和系统功耗方面有了较大改进。通过基于FPGA的SoC验证平台测试表明,本文所设计的基带信道编解码模块完全符合GSM/EGDE协议标准,满足了公司的项目设计需求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究背景
  • 1.2 GSM/EDGE 移动通信系统
  • 1.2.1 GSM/EDGE 数字移动通信概况
  • 1.2.2 EDGE 技术的特点
  • 1.3 GSM/EDGE 基带信道编解码技术
  • 1.3.1 分组码
  • 1.3.2 卷积码
  • 1.3.3 Viterbi 译码
  • 1.3.4 交织
  • 1.4 论文主要工作及组织结构
  • 第二章 GSM/EDGE 信道编码协议分析
  • 2.1 GSM 数字移动通信系统协议介绍
  • 2.2 GSM/EDGE 信道分析
  • 2.2.1 时隙和帧
  • 2.2.2 突发脉冲
  • 2.2.3 信道类型
  • 2.3 信道组合类型
  • 2.3.1 TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF
  • 2.3.2 FCCH+SCH+BCCH+CCCH
  • 2.3.3 FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4（0..3）+SACCH/C4（0..3）
  • 2.3.4 BCCH+CCCH
  • 2.3.5 SDCCH/8（0..7）+SACCH/C8（0..7）
  • 2.3.6 PDTCH/F+PACCH/F+PTCCH/F
  • 2.4 逻辑信道编码
  • 2.4.1 全速率语音信道和控制信道编码
  • 2.4.2 自适应多速率语音信道编码
  • 2.4.3 包数据业务信道编码PDTCH
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 GSM/EDGE 基带信道编解码仿真
  • 3.1 GSM/EDGE 基带通信系统
  • 3.2 GSM/EDGE 基带信道编解码仿真模型
  • 3.3 仿真结果分析
  • 3.3.1 语音业务信道和控制信道
  • 3.3.2 包数据数据业务信道
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 GSM/EDGE 信道编解码模块的设计与优化
  • 4.1 设计目标
  • 4.2 信道编解码电路的整体结构
  • 4.2.1 信道编解码电路的工作原理
  • 4.2.2 接口信号描述
  • 4.3 扰码和反扰码模块设计
  • 4.3.1 功能描述
  • 4.3.2 接口信号描述
  • 4.3.3 功能实现
  • 4.4 校验编码、卷积编码和校验模块设计
  • 4.4.1 功能描述
  • 4.4.2 接口信号描述
  • 4.4.3 功能实现
  • 4.5 交织和解交织模块设计
  • 4.5.1 功能描述
  • 4.5.2 接口信号描述
  • 4.5.3 功能实现
  • 4.6 映射和反映射模块设计
  • 4.6.1 功能描述
  • 4.5.2 接口信号描述
  • 4.6.3 功能实现
  • 4.7 信道编解码管理模块
  • 4.8 本章小结
  • 第五章 通用 Viterbi 译码器的设计与优化
  • 5.1 Viterbi 译码算法原理
  • 5.1.1 卷积编码基础
  • 5.1.2 Viterbi 译码算法
  • 5.2 Viterbi 译码器的实现方法
  • 5.3 回溯法TB
  • 5.3.1 ACS 单元
  • 5.3.2 SMU 单元
  • 5.3.3 回溯单元
  • 5.3.4 不同类型卷积编码的回溯处理
  • 5.3.5 仿真和综合分析
  • 5.4 寄存器交换法RE
  • 5.4.1 寄存器交换单元的设计
  • 5.4.2 仿真和综合分析
  • 5.5 结论
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 GSM/EDGE 基带信道编解码的验证
  • 6.1 模拟验证
  • 6.2 FPGA 验证
  • 6.2.1 基于FPGA 的SoC 验证平台
  • 6.2.2 FPGA 验证过程
  • 6.3 设计综合与后仿真
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 工作总结与展望
  • 7.1 工作总结
  • 7.2 工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者在学期间取得的学术成果
  • 附录A 扰码规则
  • 附录B 交织规则
  • 附录C Testbench 模板
  • 附录D C 语言测试文件

    • 相关论文文献

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