Декодер GSM

Сайт перемещен по адресу rfdsp.ru

АКЭ ГОСТ 51317.4.30
АКЭ ГОСТ 13109

Декодер H.264 AVC
Декодер AVS

DTMF
Русский АОН
R1 и R2

Основные характеристики декодера GSM
Декодер сигналов GSM предназначен для обнаружения сигналов GSM, декодирования физического уровня GSM и извлечения информации о базовых станциях и режимах их работы. В первую очередь определяется, является ли данный сигнал сигналом GSM, и при положительном решении делается попытка декодировать его; таким образом, возможны три результата обнаружения сигнала: 1 - не сигнал GSM, 2 - сигнал GSM, но невозможно декодировать данные (например, из-за плохого качества сигнала), 3 - сигнал GSM и данные декодированы.
Под декодируемыми данными понимаются системные информационные SI сообщения, передаваемые по широковещательным каналам BCCH. Таким образом, декодер выдает следующие параметры:

Код страны MCC, код оператора MNC, код местоположения LAC, идентификатор соты CI и "цветовой" код базовой станции BSIC
Количество таймслотов, занятых общими каналами синхронизации BS-CC-CHANS, количество блоков выделенных для канала предоставления доступа BS-AG-BLKS-RES, флаг совмещения общих и выделенных каналов BS-CCCH-SDCCH-COMB
Список частотных каналов данной базовой станции
Список частот BCCH каналов соседних базовых станций

Еще одной функцией декодера является анализ каналов трафика TCH, с целью обнаружения базовых станций с отключенным шифрованием. Данная функция может использоваться для обнаружения проблем безопасности GSM, обнаружения IMSI-catcher и др.
Кроме этого, декодер выдает набор дополнительных параметров, характеризующих качество сигнала: уровень сигнала, сдвиг несущей частоты, количество декодированных фреймов, отношение сигнал/шум, относительное количество ошибок, количество занятых каналов трафика и др.

Принцип работы декодера GSM
Декодер физического уровня GSM работает следующим образом. В первую очередь выполняется поиск пакетов коррекции частоты (FC burst) и оценка сдвига несущей частоты, после его обнаружения с задержкой равной одному TDMA кадру (приблизительно 4.6 мс) ищется пакет синхронизации (Syn burst). Декодирование пакета синхронизации позволяет достигнуть мультикадровой синхронизации и узнать цветовой код данной BS. После этого возможно декодирование каналов широковещательных сообщений и каналов трафика.
Декодер GSM состоит из следующих функциональных блоков:

предварительной обработки сигналов и подстройки сдвига несущей частоты,
поиска известных тренинговых последовательностей и подстройки фазы несущей и символьной синхронизации,
оценивателя импульсной характеристики канала и Витерби эквалайзера с мягким выходом
обратного перемежителя и Витерби декодера внешнего сверточного кода
разбора пакетов данных

Предварительная обработка
Блок предварительной обработки сигнала GSM выполняет следующие функции:

преобразования входных квадратурных отсчетов из произвольного входного формата во внутренний формат представления и передискретизации с входной частоты дискретизации в диапазоне 250 - 500 кГц на фиксированную частоту, равную удвоенной символьной скорости
низкочастотной фильтрации сигнала с децимацией до символьной скорости, оценки уровня входного сигнала
компенсации входного сдвига несущей частоты путем умножения на комплексную синусоиду соответствующей частоты
выравнивание блока выдаваемых отсчетов на начало кадра

Поиск тренинговых последовательностей
Блок поиск тренинговых последовательностей выполняет следующие функции:

предварительного поиска пакетов коррекции частоты (канал FCH) путем вычисления корреляции с известным референсным сигналом, для экономии ресурсов, предварительный поиск выполняется с большим шагом по времени
уточнение положения пакета коррекции частоты и оценки сдвига несущей частоты
кадровой временной синхронизации по пакетам синхронизации (канал SCH)
фазовой подстройки несущей частоты пакетов SCH, BCCH, TCH
оценки фазы символьной синхронизации пакетов SCH, BCCH, TCH и интерполяция с целью достижения максимального раскрыва глазка диаграммы
обнаружение пустых (Dummy) пакетов передаваемых по TCH каналу.

Оцениватель канала и Витерби эквалайзер
Оценка импульсной характеристики канала производится путем вычисления корреляции сигнала с задержанными тренинговыми последовательностями. Из полученной оценки корреляционной функции вычитается собственная корреляция сигнала GMSK с BT=0.3, и результаты усредняются.
Полученная оценка импульсной характеристики канала подается на Витерби эквалайзер с мягким выходом (SOVA), реализующий MLSE декодер. Витерби эквалайзер (VE) использует решетку с 64 состояниями, состояние Витерби эквалайзера описывается следующими составляющими: 1 бит определяет текущее значение накопленной фазы для всех символов с завершенной ИХ, 2 бита описывают символы с незаконченной ИХ, 3 бита описывают историю символов. В отличии классической реализации, где используются 4 значения накопленной фазы, в описанной реализации используется только 2 значения фазы (1 бит), что требует предварительного поворота каждого отсчетов на Pi/2 по сравнению с предыдущим отсчетом.
Мягкий выход Витреби алгоритма формируется путем умножения жесткого решения на минимальную разность между метрикой выжившего пути и метрикой конкурентного пути отличающегося данным символом.
В данном модуле выполняется так же дифференциальное декодирование символов, оценка отношения сигнал шум и оценка коэффициента ошибок по известным тренинговым последовательностям.

Деперемежитель и Витерби декодер
Деперемежитель выполняет перестановку символов для каналов BCCH и ТCH, обратную перемежителю и формирование блоков. Витерби декодер выполняет декодирование сверточного кода по стандартному алгоритму.

Парсер пакетов данных
Парсер проверяет правильность приема пакетов данных путем вычисления контрольной суммы (в стандарте это названо Block code) и сравнения ее с переданной. После этого выполняется разбор пакетов.

Email: powerdsp@narod.ru