本文關(guān)鍵詞：多制式無線移動(dòng)通信基站信息解碼系統(tǒng)中硬件加速模塊實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 基站 GSM FDD-LTE 同步 FPGA

【摘要】：第二代移動(dòng)通信是(GSM)以無線電為基礎(chǔ)的,引入加密技術(shù)大大增強(qiáng)了安全性,錯(cuò)誤檢測和矯正也提高了通信的質(zhì)量。GSM保留了2G網(wǎng)絡(luò)中最實(shí)用的技術(shù),卻具有著更廣泛的應(yīng)用第四代移動(dòng)通信(4G)核心技術(shù)的界定則主要是指采用OFDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制技術(shù)的OFDMA多址技術(shù)。LTE分為FDD-LTE和TD-LTE兩種情況,FDD-LTE是以頻分復(fù)用為基礎(chǔ)的LTE技術(shù),而TD-LTE是TD-SCDMA進(jìn)化而來,是以時(shí)分復(fù)用為基礎(chǔ)的LTE技術(shù)。隨著LTE技術(shù)的發(fā)展,其上網(wǎng)的速度已經(jīng)比GSM快上幾十倍。偽基站主要利用移動(dòng)信令監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測移動(dòng)通訊過程中的各種信令過程,取得移動(dòng)用戶的手機(jī)的一些有用信息。偽基站發(fā)送出GSM的信號(hào),把運(yùn)營商的信號(hào)和用戶隔離,從而讓用戶離開之前的基站,重新選擇其它的基站。因此對基站信息的監(jiān)測在一定程度上有著重要意義。本課題主要是研究多制式無線移動(dòng)通信基站識(shí)別系統(tǒng)中硬件加速模塊的實(shí)現(xiàn),主要針對GSM中FCCH信道監(jiān)測的加速和FDD-LTE中整個(gè)同步模塊的加速。在GSM的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,基于DSP的GSM基站信息解碼系統(tǒng),其中包含F(xiàn)CCH和SCH信道檢測、信道估計(jì)和濾波、解GMSK調(diào)制、解交織以及解維特比,最終讀取GSM基站的基本信息。對整個(gè)基于DSP的解碼系統(tǒng)經(jīng)過綜合分析過后,決定對FCCH信道檢測進(jìn)行加速,把FCCH中耗費(fèi)時(shí)間最多的FIR濾波、FFT變換以及功率峰值檢測放入到FPGA中來做。DSP和FPGA中間的數(shù)據(jù)傳輸通過EMIF接口來進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。在FDD-LTE系統(tǒng)中,對信號(hào)接受下來之后的同步過程進(jìn)行深入研究。在MATLAB中對主同步信號(hào)PSS和輔同步信號(hào)SSS檢測進(jìn)行仿真,并運(yùn)行整個(gè)同步模塊。在仿真完成后,把FDD-LTE系統(tǒng)中的同步模塊用FPGA來實(shí)現(xiàn),用verilog編寫整個(gè)同步系統(tǒng)模塊。其中同步模塊包含了下采樣模塊、PSS相關(guān)運(yùn)算模塊、頻偏估計(jì)模塊和SSS定位模塊,并在XILINX ML605開發(fā)板上進(jìn)行硬件測試,最終可以得到小區(qū)ID的值和信號(hào)的幀頭位置。在經(jīng)過加速之后,可以更加迅速地讀取出基站的信息。對偽基站的打壓有著重要的意義,保障通信系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：基站 GSM FDD-LTE 同步 FPGA
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-18
• 1.1 移動(dòng)通信發(fā)展簡史15-16
• 1.2 偽基站的工作原理介紹16
• 1.3 本課題的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 多制式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本原理18-42
• 2.1 GSM基站信道簡介18-21
• 2.1.1 GSM系統(tǒng)的信道18-19
• 2.1.2 TDMA幀結(jié)構(gòu)19-21
• 2.1.3 GSM信道加密比特流程21
• 2.2 GSM系統(tǒng)信號(hào)傳輸與處理的基本原理21-32
• 2.2.1 GSM信號(hào)收發(fā)過程中的處理21-24
• 2.2.2 對信道FCCH的監(jiān)測24-27
• 2.2.3 對信道SCH的監(jiān)測27-28
• 2.2.4 GSM基站信息解碼步驟28-32
• 2.3 LTE時(shí)隙、頻域和空間域資源32-36
• 2.3.1 時(shí)域32
• 2.3.2 LTE幀結(jié)構(gòu)32-34
• 2.3.3 資源網(wǎng)格34-35
• 2.3.4 保護(hù)間隔35-36
• 2.4 FDD-LTE中的同步信號(hào)36-40
• 2.4.1 主同步信號(hào)PSS37-38
• 2.4.2 輔同步信號(hào)SSS38-40
• 2.5 多制式基站識(shí)別系統(tǒng)的平臺(tái)40-42
• 第三章 多制式基站信息解碼系統(tǒng)及性能分析42-59
• 3.1 基于DSP的基站信息解碼框架42-43
• 3.2 DSP芯片TMS320VC5509A的介紹43-44
• 3.3 基于DSP的GSM基站信息解碼44-50
• 3.3.1 基于DSP的硬件設(shè)備的連接44-45
• 3.3.2 基于DSP的基站信息解碼系統(tǒng)代碼分析45-48
• 3.3.3 解碼結(jié)果的顯示和分析48-50
• 3.4 GSM基站信息解碼過程中性能分析50-52
• 3.4.1 解碼信息實(shí)時(shí)性比較50-51
• 3.4.2 GSM基站系統(tǒng)軟硬件深入分析51-52
• 3.5 FDD-LTE中小區(qū)搜索過程52-59
• 3.5.1 小區(qū)搜索的步驟52-53
• 3.5.2 同步信號(hào)的MATLAB仿真53-56
• 3.5.3 FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的頻率同步56-57
• 3.5.4 FDD-LTE基站信息解碼性能分析57-59
• 第四章 多制式基站信息解碼系統(tǒng)中的硬件加速模塊實(shí)現(xiàn)59-85
• 4.1 硬件模塊加速的設(shè)計(jì)理念59-60
• 4.2 在FPGA中的具體設(shè)計(jì)方案60-61
• 4.3 FPGA與DSP間數(shù)據(jù)互相讀寫的接口設(shè)計(jì)61
• 4.4 GSM基站信息解碼系統(tǒng)中硬件加速模塊實(shí)現(xiàn)61-70
• 4.4.1 DSP與FPGA數(shù)據(jù)相互讀寫的整體架構(gòu)61-62
• 4.4.2 外部存儲(chǔ)器接口EMIF模塊62-65
• 4.4.3 對數(shù)據(jù)濾波模塊FIR65-66
• 4.4.4 對數(shù)據(jù)的FFT運(yùn)算66-68
• 4.4.5 數(shù)據(jù)功率模塊68-69
• 4.4.6 功率大小比較模塊69-70
• 4.5 基于FPGA的FDD-LTE中同步模塊的實(shí)現(xiàn)70-81
• 4.5.1 同步模塊硬件設(shè)計(jì)的基本框架70-71
• 4.5.2 下采樣硬件模塊71-73
• 4.5.3 PSS相關(guān)運(yùn)算模塊73-78
• 4.5.4 頻偏估計(jì)模塊78-79
• 4.5.5 SSS定位模塊79-81
• 4.6 整個(gè)硬件加速的測試81-85
• 4.6.1 GSM基站系統(tǒng)硬件測試81-82
• 4.6.2 GSM基站信息解碼系統(tǒng)加速結(jié)果對比82-83
• 4.6.3 FDD-LTE中同步模塊綜合測試及加速對比83-85
• 第五章 總結(jié)與展望85-86
• 5.1 課題小結(jié)85
• 5.2 研究展望85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-89

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 池剛毅;俞進(jìn)超;孟繁麗;王翔;;GSM多載波技術(shù)與設(shè)備演進(jìn)[J];電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化;2011年05期

2 聞立群;胡海波;庾志成;;4G技術(shù)發(fā)展特征及趨勢分析[J];通信世界;2008年02期

3 黃聯(lián)芬,程恩;軟件無線電中CIC濾波器的性能改進(jìn)[J];廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王珂;LTE通信系統(tǒng)中下行鏈路調(diào)度算法研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

2 王冬宇;面向IMT-A的D2D通信干擾協(xié)調(diào)技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

3 李文宇;LTE/LTE-advanced自組織網(wǎng)絡(luò)的自優(yōu)化理論和關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

4 梁靚;新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中基于干擾協(xié)調(diào)的資源分配[D];電子科技大學(xué);2013年

5 李波;基于LTE-A技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)同頻信道干擾管理研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

6 范亞軍;無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的認(rèn)證密鑰交換協(xié)議及其應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

7 張大鵬;LTE系統(tǒng)中無線資源管理技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

8 金慈航;OFDM系統(tǒng)中基于對偶分解理論的資源分配算法[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

9 肖海林;新一代無線通信系統(tǒng)中的MIMO信道建模與信道估計(jì)[D];電子科技大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張思熾;GSM網(wǎng)絡(luò)干擾分類排查軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

2 李冰;基于DSP的GSM基站信息監(jiān)測設(shè)備設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

3 夏春梅;LTE-Advanced系統(tǒng)中基于博弈論的D2D無線資源分配算法的研究[D];北京交通大學(xué);2015年

4 宋靜川;LTE-A 異構(gòu)網(wǎng)中無線資源管理關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京交通大學(xué);2014年

5 吳占敏;GSM微基站的物理層實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

6 王兵;GSM無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及WLAN熱點(diǎn)分析工具開發(fā)[D];電子科技大學(xué);2014年

7 陶宇;基于LTE-Advanced蜂窩網(wǎng)絡(luò)的D2D通信系統(tǒng)無線資源分配方法研究[D];南京郵電大學(xué);2014年

8 王暢;EDGE基站系統(tǒng)物理層下行鏈路與API的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2011年

9 謝文魁;小區(qū)短信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];天津大學(xué);2010年

10 李紅寶;LINC發(fā)射機(jī)效率和線性特性研究[D];電子科技大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：569009