基于tchfs的gsm系统仿真实现.doc
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基于tchfs的gsm系统仿真实现,论文标准word格式排版共71页27814字摘 要从第一代模拟移动通信系统到目前的第三代数字移动通信系统，蜂窝移动通信已经历了20余年的发展历程。作为欧洲一个数字蜂窝移动通信标准的gsm系统于1991年正式在欧洲面世，由于其公开的规范标准以及强大的漫游能力，从而获得了空前的发展。本课题主要任务是用c语言对基于tch/f...
内容介绍
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论文标准WORD格式排版共71页27814字
摘 要
从第一代模拟移动通信系统到目前的第三代数字移动通信系统，蜂窝移动通信已经历了20余年的发展历程。作为欧洲一个数字蜂窝移动通信标准的GSM系统于1991年正式在欧洲面世，由于其公开的规范标准以及强大的漫游能力，从而获得了空前的发展。
本课题主要任务是用C语言对基于TCH/FS信道的GSM系统进行仿真，由于移动无线信道受到各种干扰、多径衰落和阴影衰落等影响，对于数字和数据信号的传输，会造成突发性误码和随机性错误。为了解决无线信道传输带来的问题，从原始的用户数据到无线电波所携带的信息，再还原成用户数据，需要进行一系列的变换和反变换，实现对所传输信号的必要保护。这些变换大致包括：信源编码与解码、信道编码与解码、交织与解交织、调制以及均衡等模块。本课题在对上述各模块依次进行仿真时，依据协议GSM05.03的编码方案对数据进行编码,除采用新型的信源编码技术外，还采用检、纠错信息编码以及信道编码保护的交织重排等手段，以提高传输效果和通信质量。同时采用GMSK调制、信道均衡和Viterbi译码等处理方法，来获得在不同信道模型下（AWGN、GSM HTx和GSM EQx模型）的不同信噪比Eb/N0的编码性能。
关键词：GSM 卷积码 交织 GMSK调制 MLSE均衡 Viterbi译码
Abstract
From the first generation of analog mobile communication system to the third digital mobile communication system, the cellular mobile communication technology has developed for more than 20 years. As one of cellular digital communication system standards, GSM system was published formally in Europe in 1991, and acquired an unprecedented development because of its public criterion and powerful ability of roaming.
This thesis is about the simulation of GSM system based on TCH/FS Channel by C language ,However, the various interferences, multipath fading and shadow fading in wireless communication system , will result in the abrupt error code and random mistakes. In order to resolve the problems bringed from wireless channel, from primal user’s data to information the wireless electric wave takes, then to recover primal user’s data, there needs a series of transformations and contra-transformations to implement the necessary protection of the transferred signals.These transformations contain: Information source coding and decoding, Information channel coding and decoding, interleaving and deinterleaving, modulation and equalization and so on.
When the transmission and reception of Normal Burst is simulated, the thesis uses the coding algorithm according to the GSM05.03. In addition to the newly source coding technology, the thesis also uses error detecting and error correction coding and channel coding to heighten the communication quality. What’s more, it adopts the GMSK modulation, channel equalization and Viterbi encoding to acquire the performance under different SNR.
Key words：GSM convolutional-code interleaving GMSK-modulation
MLSE-equalization Viterbi-decoding
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第1章 GSM系统概述 1
1.1 GSM系统的发展史 1
1.1.1 GSM数字移动通信的发展 1
1.1.2 GPRS的发展 2
1.1.3 向3G演进之路 3
1.2 GSM系统的特点 3
1.3 GSM系统的业务功能 4
1.3.1 承载业务 4
1.3.2 用户业务 4
1.3.3 补充业务 5
1.4 本文内容安排 5
第2章 GSM系统无线接口与无线传输 6
2.1 GSM频段划分 6
2.2 GSM多址技术 6
2.2.1 频分多址 7
2.2.2 时分多址 7
2.2.3 TDMA帧 7
2.2.4 突发脉冲（Burst） 8
2.3 TDMA信道 10
2.3.1 业务信道 10
2.3.2 控制信道 11
2.4 电波传输特点 11
2.4.1 传输损耗 11
2.4.2 阴影效应 11
2.4.3 多径效应 12
2.4.4 时间调整 12
第3章 GSM系统各模块仿真设计 14
3.1 GSM系统仿真设计流程 14
3.2 GSM系统信源模块设计 15
3.2.1 工作原理和功能设计 15
3.2.2 接口描述和模块实现 15
3.2.3 性能测试 16
3.3 GSM系统信道编码模块设计 17
3.3.1 工作原理和功能设计 17
3.3.2 接口描述和模块实现 17
3.3.3 性能测试 19
3.4 GSM系统交织、映射设计 20
3.4.1 工作原理和功能设计 20
3.4.2 接口描述和模块实现 21
3.4.3 性能测试 23
3.5 GSM系统调制模块设计 23
3.5.1 工作原理和功能设计 23
3.5.2 接口描述和模块实现 24
3.5.3 性能测试 25
3.6 GSM系统信道仿真设计 26
3.6.1 工作原理和功能设计 26
3.6.2 接口描述和模块实现 28
3.6.3 性能测试 30
3.7 GSM系统MLSE均衡器设计 33
3.7.1 工作原理和功能设计 33
3.7.2 接口描述和模块实现 35
3.7.3 性能测试 42
3.8 GSM系统解交织模块设计 44
3.8.1 工作原理和功能设计 44
3.8.2 接口描述和模块实现 45
3.8.3 性能测试 47
3.9 GSM系统Viterbi译码模块设计 47
3.9.1 工作原理和功能实现 47
3.9.2 接口描述和模块实现 50
3.9.3 性能测试 51
第4章 GSM系统仿真设计联调 52
4.1 GSM系统仿真设计结果 52
4.2 GSM系统仿真设计分析 58
第5章 总结与深入 60
5.1 论文工作总结 60
5.2 进一步的工作 60
附录A: 缩略语及专用术语表 61
附录B: 本文图表索引 63
参考文献 64
谢 辞 65
摘 要
从第一代模拟移动通信系统到目前的第三代数字移动通信系统，蜂窝移动通信已经历了20余年的发展历程。作为欧洲一个数字蜂窝移动通信标准的GSM系统于1991年正式在欧洲面世，由于其公开的规范标准以及强大的漫游能力，从而获得了空前的发展。
本课题主要任务是用C语言对基于TCH/FS信道的GSM系统进行仿真，由于移动无线信道受到各种干扰、多径衰落和阴影衰落等影响，对于数字和数据信号的传输，会造成突发性误码和随机性错误。为了解决无线信道传输带来的问题，从原始的用户数据到无线电波所携带的信息，再还原成用户数据，需要进行一系列的变换和反变换，实现对所传输信号的必要保护。这些变换大致包括：信源编码与解码、信道编码与解码、交织与解交织、调制以及均衡等模块。本课题在对上述各模块依次进行仿真时，依据协议GSM05.03的编码方案对数据进行编码,除采用新型的信源编码技术外，还采用检、纠错信息编码以及信道编码保护的交织重排等手段，以提高传输效果和通信质量。同时采用GMSK调制、信道均衡和Viterbi译码等处理方法，来获得在不同信道模型下（AWGN、GSM HTx和GSM EQx模型）的不同信噪比Eb/N0的编码性能。
关键词：GSM 卷积码 交织 GMSK调制 MLSE均衡 Viterbi译码
Abstract
From the first generation of analog mobile communication system to the third digital mobile communication system, the cellular mobile communication technology has developed for more than 20 years. As one of cellular digital communication system standards, GSM system was published formally in Europe in 1991, and acquired an unprecedented development because of its public criterion and powerful ability of roaming.
This thesis is about the simulation of GSM system based on TCH/FS Channel by C language ,However, the various interferences, multipath fading and shadow fading in wireless communication system , will result in the abrupt error code and random mistakes. In order to resolve the problems bringed from wireless channel, from primal user’s data to information the wireless electric wave takes, then to recover primal user’s data, there needs a series of transformations and contra-transformations to implement the necessary protection of the transferred signals.These transformations contain: Information source coding and decoding, Information channel coding and decoding, interleaving and deinterleaving, modulation and equalization and so on.
When the transmission and reception of Normal Burst is simulated, the thesis uses the coding algorithm according to the GSM05.03. In addition to the newly source coding technology, the thesis also uses error detecting and error correction coding and channel coding to heighten the communication quality. What’s more, it adopts the GMSK modulation, channel equalization and Viterbi encoding to acquire the performance under different SNR.
Key words：GSM convolutional-code interleaving GMSK-modulation
MLSE-equalization Viterbi-decoding
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第1章 GSM系统概述 1
1.1 GSM系统的发展史 1
1.1.1 GSM数字移动通信的发展 1
1.1.2 GPRS的发展 2
1.1.3 向3G演进之路 3
1.2 GSM系统的特点 3
1.3 GSM系统的业务功能 4
1.3.1 承载业务 4
1.3.2 用户业务 4
1.3.3 补充业务 5
1.4 本文内容安排 5
第2章 GSM系统无线接口与无线传输 6
2.1 GSM频段划分 6
2.2 GSM多址技术 6
2.2.1 频分多址 7
2.2.2 时分多址 7
2.2.3 TDMA帧 7
2.2.4 突发脉冲（Burst） 8
2.3 TDMA信道 10
2.3.1 业务信道 10
2.3.2 控制信道 11
2.4 电波传输特点 11
2.4.1 传输损耗 11
2.4.2 阴影效应 11
2.4.3 多径效应 12
2.4.4 时间调整 12
第3章 GSM系统各模块仿真设计 14
3.1 GSM系统仿真设计流程 14
3.2 GSM系统信源模块设计 15
3.2.1 工作原理和功能设计 15
3.2.2 接口描述和模块实现 15
3.2.3 性能测试 16
3.3 GSM系统信道编码模块设计 17
3.3.1 工作原理和功能设计 17
3.3.2 接口描述和模块实现 17
3.3.3 性能测试 19
3.4 GSM系统交织、映射设计 20
3.4.1 工作原理和功能设计 20
3.4.2 接口描述和模块实现 21
3.4.3 性能测试 23
3.5 GSM系统调制模块设计 23
3.5.1 工作原理和功能设计 23
3.5.2 接口描述和模块实现 24
3.5.3 性能测试 25
3.6 GSM系统信道仿真设计 26
3.6.1 工作原理和功能设计 26
3.6.2 接口描述和模块实现 28
3.6.3 性能测试 30
3.7 GSM系统MLSE均衡器设计 33
3.7.1 工作原理和功能设计 33
3.7.2 接口描述和模块实现 35
3.7.3 性能测试 42
3.8 GSM系统解交织模块设计 44
3.8.1 工作原理和功能设计 44
3.8.2 接口描述和模块实现 45
3.8.3 性能测试 47
3.9 GSM系统Viterbi译码模块设计 47
3.9.1 工作原理和功能实现 47
3.9.2 接口描述和模块实现 50
3.9.3 性能测试 51
第4章 GSM系统仿真设计联调 52
4.1 GSM系统仿真设计结果 52
4.2 GSM系统仿真设计分析 58
第5章 总结与深入 60
5.1 论文工作总结 60
5.2 进一步的工作 60
附录A: 缩略语及专用术语表 61
附录B: 本文图表索引 63
参考文献 64
谢 辞 65
