CN104619006A - 一种gsm网络频偏校正的算法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GSM网络频偏校正的算法,涉及无线通信技术领域,该方法包括结合全球移动通信***GSM接收机实际接收到的数据,求出频率校正突发FB中相连两个码片相位差的平均值;根据相位差的平均值对同步突发SB和正常突发NB进行频偏校正。本发明通过FB中相连两个码片相位差的平均值对SB和NB进行频偏校正,能够有效提高GSM接收机解析数据的正确性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,具体是涉及一种GSM网络频偏校正的算法。
背景技术
根据GSM(Global System for Mobile communications,全球移动通信***)协议,作为接收机的设备载频的绝对误差须小于0.1ppm,对于GSM900而言就是90HZ.由于在实际应用中,GSM接收机的晶振也会随时间发生频率漂移,所以在GSM接收机工作的过程中,必须对频偏做出估计,然后对收到的数据进行频偏校正.才能正确无误的解析数据。
GSM协议包括NB(Normal Burst,正常突发)、FB(Frequencycorrection Burst,频率校正突发)和SB(Synchronous Burst,同步突发),NB和SB均包括156个码片,FB包括142个码片,且FB中相连两个码片存在π/2的相位差,目前,常见的频偏估计是对收到的FB数据做FFT(Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)变换得出频偏,但此方法精度较差.只能完成粗略的频偏估计,从而影响解析数据的正确性。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种GSM网络频偏校正的算法,通过FB中相连两个码片相位差的平均值对SB和NB进行频偏校正,能够有效提高GSM接收机解析数据的正确性。
本发明提供一种GSM网络频偏校正的算法,包括以下步骤:
A、结合全球移动通信***GSM接收机实际接收到的数据,求出频率校正突发FB中相连两个码片的相位差的平均值;
B、根据相位差的平均值对同步突发SB和正常突发NB进行频偏校正。
在上述技术方案的基础上,步骤A中具体包括以下步骤:
A1、设频偏值为Δw,设基站的发送端在t时间内发送数据a时,在不考虑噪声的情况下,发送端信号r(t)即GSM接收机接收到的信号,r(t)=I(t)coswct-Q(t)sinwct,其中,I(t)为发送端I路信号,Q(t)为发送端Q路信号,wc为载波角频率;发送端的调制相位为φ(t;a),则I(t)=cos(φ(t;a)),Q(t)=sin(φ(t;a));
I路信号的计算过程:
I路信号经过低通滤波器后的信号为:
Q路信号的计算过程:
Q路信号经过低通滤波器后的信号为:
将I(t)=cos(φ(t;a)),Q(t)=sin(φ(t;a)),代入上述(1)(2):
A2、采用一倍采样数据进行计算,FB中142个码片的数据表示为:
其中n代表FB中码片的序列,n=0,1,...,141;Ts为码片周期;
根据以下公式计算FB中每个码片的相位值θn:
θn=φ(nTs;a)-ΔwnTs;
根据θn计算FB中相连两个码片的相位差Δθn,计算公式为:
Δθn=θn-θn-1
=φ(nTs;a)-ΔwnTs-(φ((n-1)Ts;a)-Δw(n-1)Ts)
=φ(nTs;a)-φ((n-1)Ts;a)-ΔwTs
=π/2-ΔwTs;
根据Δθn计算FB中相连两个码片相位差的平均值和频偏值Δw,计算公式为:
在上述技术方案的基础上,步骤B中具体包括以下步骤:
SB、NB中156个码片的数据均表示为:
其中n=0,1,...,155;
联立两个方程:
对同步突发SB和正常突发NB进行频偏校正的过程就是在已知的情况下,求解频偏校正后的I路信号cos(φ(nTs;a)),Q路信号sin(φ(nTs;a))的过程。
在上述技术方案的基础上,步骤A2中所述Ts=3.7μs。
与现有技术相比,本发明的优点如下:
本发明结合GSM接收机实际接收到的数据求出FB中相连两个码片相位差的平均值,进而得出频偏值,然后应用求出的FB中相连两个码片相位差的平均值对SB和NB进行频偏校正,能够有效提高GSM接收机解析数据的正确性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种GSM网络频偏校正的算法,包括以下步骤:
A、结合全球移动通信***GSM接收机实际接收到的数据,求出频率校正突发FB中相连两个码片的相位差的平均值,具体包括以下步骤:
A1、设频偏值为Δw,设基站的发送端在t时间内发送数据a时,在不考虑噪声的情况下,发送端信号r(t)即GSM接收机接收到的信号,r(t)=I(t)coswct-Q(t)sinwct,其中,I(t)为发送端I路信号,Q(t)为发送端Q路信号,wc为载波角频率;发送端的调制相位为φ(t;a),则I(t)=cos(φ(t;a)),Q(t)=sin(φ(t;a));
I路信号的计算过程:
I路信号经过低通滤波器后的信号为:
Q路信号的计算过程:
Q路信号经过低通滤波器后的信号为:
将I(t)=cos(φ(t;a)),Q(t)=sin(φ(t;a)),代入上述(1)(2):
A2、采用一倍采样数据进行计算,FB中142个码片的数据表示为:
其中n代表FB中码片的序列,n=0,1,...,141;Ts为码片周期,本实施例中Ts=3.7μs;
根据以下公式计算FB中每个码片的相位值θn:
θn=φ(nTs;a)-ΔwnTs;
根据θn计算FB中相连两个码片的相位差Δθn,计算公式为:
Δθn=θn-θn-1
=φ(nTs;a)-ΔwnTs-(φ((n-1)Ts;a)-Δw(n-1)Ts)
=φ(nTs;a)-φ((n-1)Ts;a)-ΔwTs
=π/2-ΔwTs;
根据Δθn计算FB中相连两个码片相位差的平均值和频偏值Δw,计算公式为:
B、根据相位差的平均值对同步突发SB和正常突发NB进行频偏校正,具体包括以下步骤:
SB、NB中156个码片的数据均表示为:
其中n=0,1,...,155;
联立两个方程:
对同步突发SB和正常突发NB进行频偏校正的过程就是在已知的情况下,求解频偏校正后的I路信号cos(φ(nTs;a)),Q路信号sin(φ(nTs;a))的过程。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型,倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种GSM网络频偏校正的算法,其特征在于,包括以下步骤:
A、结合全球移动通信***GSM接收机实际接收到的数据,求出频率校正突发FB中相连两个码片的相位差的平均值;
B、根据相位差的平均值对同步突发SB和正常突发NB进行频偏校正。
2.如权利要求1所述的GSM网络频偏校正的算法,其特征在于,步骤A中具体包括以下步骤:
A1、设频偏值为Δw,设基站的发送端在t时间内发送数据a时,在不考虑噪声的情况下,发送端信号r(t)即GSM接收机接收到的信号,r(t)=I(t)coswct-Q(t)sinwct,其中,I(t)为发送端I路信号,Q(t)为发送端Q路信号,wc为载波角频率;发送端的调制相位为φ(t;a),则I(t)=cos(φ(t;a)),Q(t)=sin(φ(t;a));
I路信号的计算过程:
I路信号经过低通滤波器后的信号为:
Q路信号的计算过程:
Q路信号经过低通滤波器后的信号为:
将I(t)=cos(φ(t;a)),Q(t)=sin(φ(t;a)),代入上述(1)(2):
A2、采用一倍采样数据进行计算,FB中142个码片的数据表示为:
其中n代表FB中码片的序列,n=0,1,...,141;Ts为码片周期;
根据以下公式计算FB中每个码片的相位值θn:
θn=φ(nTs;a)-ΔwnTs;
根据θn计算FB中相连两个码片的相位差Δθn,计算公式为:
Δθn=θn-θn-1
=φ(nTs;a)-ΔwnTs-(φ((n-1)Ts;a)-Δw(n-1)Ts)
=φ(nTs;a)-φ((n-1)Ts;a)-ΔwTs
=π/2-ΔwTs;
根据Δθn计算FB中相连两个码片相位差的平均值和频偏值Δw,计算公式为:
3.如权利要求2所述的GSM网络频偏校正的算法,其特征在于,步骤B中具体包括以下步骤:
SB、NB中156个码片的数据均表示为:
其中n=0,1,...,155;
联立两个方程:
对同步突发SB和正常突发NB进行频偏校正的过程就是在已知的情况下,求解频偏校正后的I路信号cos(φ(nTs;a)),Q路信号sin(φ(nTs;a))的过程。
4.如权利要求2或3所述的GSM网络频偏校正的算法,其特征在于,步骤A2中所述Ts=3.7μs。
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