автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Исследование и разработка адаптивных алгоритмов демодуляции сигналов стандарта GSM

На правах рукописи УДК 621.396

Аль-Сягафф Анвар Абдульрахман

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКААДАПТИВНЫХАЛГОРИТМОВ ДЕМОДУЛЯЦИИ СИГНАЛОВ СТАНДАРТАGSM

Специальность 05. 12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва2004г.

Работа выполнена в Московском техническом университете связи и информатики на кафедре радиотехнических систем.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Шинаков Ю.С.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Перов А.И.

кандидат технических наук, профессор Журавлев В.И.

Ведущая организация:

ФГУП Научно-исследовательский Институт Радио.

»0/ •• сС

Л'

Защита диссертации состоится "С" <'с' 2004 года в ' часов на заседания

диссертационного совета К219.001.03 при Московском техническом университете связи и информатики по Адресу. 111024, Москва, ул. Авиамоторная, д. 8-а, МТУ СИ, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТУ СИ.

Автореферат разослан 9 У 2004 г.

Учебпьи секретарь диссертационного совета К2 iy.0t0i.03 кандидат технических наук, профессор

(Л .03 /-г-

Попова А.Г.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Бурное развитие цифровых технологий оказало весьма существенное влияние на сферу телекоммуникаций. Особенно большие изменение произошли в области систем связи с подвижными объектами. "Глобальная система подвижной связи"- GSM является в настоящее время самым популярным и самым распространенным стандартом сотовой связи. Большинство стран земного шара приняли стандарт GSM диапазона 900 МГц к реализации или развивают его для построения таких сетей в диапазонах частот 1800 МГц (стандарт DCS 1800 в Европе) и 1900 МГц (стандарт PCS 1900 в США).

Технологии сотовой подвижной связи в Йемене начали развиваться недавно. Их выход на отечественный рынок услуг связи начался в условиях отсутствия правовых и нормативных документов. Создание сетей сотовой связи на базе стандартов GSM 900 и DCS 1800 в Йемене успешно осуществляет компания "Sabafon", первый оператор GSM в Йемене; компания предоставляет услуги связи государственным и коммерческим организациям, гражданам города Сана, столицы Йемена, и других наиболее крупных городов. В начале своей деятельности (июль 2000 года) компания обслуживала 13 000 абонентов в столице Йемена. В настоящее время компания "Sabafon" обслуживает 200 000 абонентов по всей стране, ее сеть насчитывает 240 базовых станций.

Пропускная способность современных сотовых систем связи общего назначения фактически ограничивается пропускной способностью обратного канала (от подвижной станции (ПС) к базовой станции (БС)). Для этих систем характерными являются сложные условия распространения (холмы, застройки, насаждения, подвижность абонента). Узловым наиболее сложным элементом систем является приемник БС и ПС

Адаптация приемника БС или ПС к изменяющимся условиям распространения, предусматриваемая стандартом GSM, обычно предполагает:

а) оценку импульсной характеристики канала по обучающей последовательности;

б) применение эквалайзера для уменьшения влияния многолучевости или подстройку демодулятора к изменяющейся характеристики канала.

Оба алгоритма являются достаточно сложными для технической реализации. В данной диссертационной работе исследуется возможность построения алгоритмов демодуляции сигналов, которые обладали бы меньшей вычислительной сложностью по сравнению с традиционно используемыми, что можно рассматривать как актуальную задачу для систем 2-го и 3-го поколений.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка и исследование нового алгоритма демодуляции сигнала приемника БС стандарта GSM, обладающего меньшей вычислительной сложностью. Эта цель достигается следующим образом:

1. На основе введения аппроксимации фазовой функции сигнала с гауссовской модуляцией минимального сдвига (ГММС) строится новая решетчатая диаграмма опорного сигнала для алгоритма когерентной демодуляции, который реализуется как модифицированный алгоритм Витерби; сложность этого алгоритма значительно ниже традиционной его формы, обычно используемой в системах стандарта GSM.

2. Проверяется, насколько ухудшается качество приема при такой аппроксимации с целью показать, что проигрыш в качестве мал.

Для достижения этой цели в диссертации решены следующие задачи: исследованы и выбраны вероятностная модель сигнала на входе приемника базовой станции, алгоритмы адаптации радиоприемников стандарта GSM, метод оценивания импульсной характеристики канала на основе обучающей последовательности, разработана имитационная модель обратной линии системы GSM, составлена программа еб реализации на ПЭВМ, составлен план эксперимента и выполнено тивности предлагаемых рекомендаций.

Методы исследования. Для решения поставленной в работе задачи использованы современные методы математического анализа, основанные на теории вероятностей и математической статистики, а также методы статистической радиотехники, статистической теории связи и теории электрических сигналов.

Проверка теоретических результатов исследования осуществлялась путем имитационного моделирования на ЭВМ.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем.

1. Предложен новый способ аппроксимации фазовой функции опорного сигнала ГММС при демодуляции, который позволяет уменьшить память сигнала в 2 раза.

2. Построена новая решетчатая диаграмма опорного сигнала ГММС с учетом введенной аппроксимации, число состояний в которой в 2 раза меньше, чем у традиционно используемой.

3. Предложен упрощенный вариант алгоритма Витерби, который позволил в 2 раза уменьшить вычислительную сложность алгоритма когерентной демодуляции сигнала -ГММС.

4. Разработана программная реализация нового алгоритма демодуляции.

5. Выполнено статистическое моделирование нового алгоритма демодуляции, основной результат которого можно сформулировать следующим образом: энергетический проигрыш нового алгоритма по сравнению с традиционно используемым не превышает 0,5 дБ.

Личный вклад. Все результаты, приведенные в диссертации, включая программное обеспечение для решения поставленных в диссертационной работе задач, получены автором . лично.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанный в диссертации адаптивный алгоритм демодуляции сигналов стандарта GSM, обладающий значительно меньшей вычислительной сложностью, обеспечивает возможность реализации когерентного приема сигнала ГММС в тех условиях, в которых традиционный алгоритм когерентного приема не мог использоваться из-за его сложности. Этот алгоритм реализован в виде программ для ПЭВМ в среде системы MATLAB, Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре радиотехнических систем МТУСИ, что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ (Москва 2002г.), на Международном форуме информатизации, проводимых на базе МТУСИ, на заседаниях кафедры радиотехнических систем МТУСИ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Метод аппроксимации фазовой функции сигнала ГММС.

2. Новая решетчатая диаграмма опорного сигнала ГММС, рекомендуемая для когерентной демодуляции этого сигнала.

3. Новый алгоритм Витерби для демодуляции сигнала ГММС, вычислительная сложность которого в 2 раза ниже традиционного алгоритма.

4. Программная реализация нового алгоритма Витерби в среде системы MATLAB..

5. Результаты статистической опенки помехоустойчивости нового алгоритма когерентной демодуляции сигнала ГММС.

6. Оценки вычислительной сложности нового алгоритма когерентной демодуляции сигнала ГММС.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, и приложений. Работа наложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 48 рисунков, список литературы состоит из 87 наименований.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи работы, перечислены основные научные результаты диссертации, определены практическая ценность и область применения результатов, приведены сведения об апробации работы, представлены основные положения, выносимые ва защиту.

В первой главе даны некоторые оценки о роли и перспектив использования стандарта GSM в республике Йемен и в организации глобальной персональной связи; приведены необходимые технические характеристики стандарта GSM, который является результатом фундаментальных исследований ведущих научных и инженерных центров Европы. Разработанные в GSM системные и технические решения могут использоваться для всех перспективных цифровых систем сотовой подвижной связи (ССПС). В первую очередь, к таким решениям относятся: построение сетей GSM на принципах интеллектуальных сетей; распространение модели открытых систем на ССПС; внедрение новых, более эффективных моделей повторного использования частот; применение временного разделения каналов связи -множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР); временное разделение режимов приема и передачи пакетированных сообщений; использование эффективных методов борьбы с замираниями сигналов, основанных на частотном разнесении, путем применения режима передачи с медленными скачками по частоте и тестирования канала связи с помощью псевдослучайной последовательности, известной в приемнике; применение блочного и сверточного кодирования в сочетании с прямоугольным и диагональным перемежением; программное формирование логических каналов связи и управления; использование спектрально-эффективного вида модуляции - Гауссовской манипуляции с минимальным частотным сдвигом (ГММС); разработка высококачественных низкоскоростных речевых кодеков; шифрование передаваемых сообщений и закрытие данных пользователей.

Дана оценка состояния сотовых систем стандарта GSM в республике Йемен, где технологии сотовой подвижной связи начали развиваться недавно. Правовая и нормативная базы создания и развития сетей сотовой подвижной связи в Йемене разрабатывались параллельно, а иногда и после введения в строй самих сетей связи, что зачастую приводило к принятию неправильных, ничем не обоснованных решений, осложняющих реализацию услуг связи и деятельность операторов.

В главе рассмотрены также модель радиоканала обратной линии GSM, дан анализ существующих методов решения проблемы адаптации радиоприемников GSM к изменяющимся условиям распространения радиоволн. Кратко изложены некоторые методы оценивания канала для максимально правдоподобного последовательного детектирования с применением адаптивного линейного эквалайзера, обеспечивающего выравнивание передаточной функции канала в полосе частот сигнала ГММС.

Во второй главе даны анализ основных алгоритмов когерентной демодуляции сигнала ГММС стандарта GSM. Приведена математическая модель излучаемого сигнала передатчика стандарта GSM, рассмотрены особенности формирования сигнала ММС и сигнала ГММС. Термин «Гауссовская» в названии метода модуляции соответствует дополнительной фильтрации модулирующей битовой последовательности относительно узкополосным гаус-совеким фильтром; именно эта дополнительная фильтрация отличает метод ГММС от мето-

да ММС. Радиосигнал при такой модуляции имеет пониженный уровень внеполосных излучений, что позволяет располагать частотные каналы ближе друг к другу, обеспечивая более высокую спектральную эффективность системы связи.

Модулирующий сигнал можно записать в следующем виде:

"(0= Ц3к^'-кто), -»</<+00,

(1)

где - информационный символ, передаваемый на интервале времени

кТо с номером к, То - длительность информационного символа, у(/) -функция, определяющая форму этого символа:

у(0 = гес/(0 =

О, внезтго интервала.

(2)

В передатчике обычно предусматриваются специальные устройства для получения нужной формы импульсов модулирующего сигнала, при которой поток канальных символов имеет допустимое значение внеполосных излучений. Таким устройством в данном случае является гауссовский фильтр низкой частоты (ГФНЧ). Сигнал (1) подвергается предварительной низкочастотной фильтрации с помощью ГФНЧ, который имеет импульсную характеристику:

где В — ширина полосы пропускания фильтра на уровне 0,707 от максимального значения его амплитудно-частотной характеристики.

Из выражения (3) следует, что физически реализуемый фильтр не может иметь такой импульсный отклик, поскольку его значения при отрицательном значении аргумента г отличны от нуля, т.е. отклик фильтра появляется на его выходе раньше начала воздействия на входе. Тем не менее, можно считать, что такой фильтр может быть реализован приближенно, т.е. импульсный отклик физически реализуемого фильтра достаточно хорошо можно аппроксимировать функцией ¿(1) д м (¿0. Для удобства в работе используется нормированное время г™ 1/Тв, при котором из (3) получаем:

(4)

Единственным параметром такой записи является произведение ВТо полосы пропускания фильтра на длительность информационного импульса на его входе. Длительность символа в стандарте 08М-900 принята равной То =3,69 мкс, а значение произведения ВТо рекомендуется выбирать равным 0,3.

Отклик гауссовского фильтра на воздействие в виде одиночного прямоугольного импульса (2) определяется как свертка этого импульса и импульсной характеристики фильтра (3):

До гауссовского фильтра каждый элементарный символ занимает один временной интервал Т, предоставляемый для передачи одного бита. На выходе ГФНЧ каждый такой элементарный символ растягивается на четыре битовых интервала. В результате соседние символы на выходе гауссовского фильтра существенно перекрываются, т.е. имеет место межсимвольная интерференция (МСИ). Однако опыт широкого применения этого типа модуляции свидетельствует о том, что снижение качества передачи не столь серьезно, если произведение 0,3. При уменьшении полосы пропускания В отклик на одиночный импульс приближается по форме к гауссовской кривой и имеет более компактный спектр.

Так как модулирующий сигнал представляет собой последовательность положительных и отрицательных прямоугольных импульсов и поскольку свертка является линейной операцией, то сигнал на выходе фильтра можно представить как сумму сверток:

£(г)= -оо<г<+оо.

»--00

(б)

Сигнал на выходе устройства интегрирования, которое включено после ГФНЧ, на бесконечном интервале времени можно записать в виде следующей суммы:

^(г)= )ъ№== £зпу,{т-к),-«><т<<*>. (7)

Здесь введено обозначение

= -00<Г<+00, (8)

для фазовой функций, график которой представлен на рис. 4.а. Из этого рисунка следует, что все информационные символы со значениями индекса добавляют в выражение (7)

только +1 или -1 в соответствии со значениями символов я,. Вклад трех предшествующих

1-1

символов можно представить слагаемым

Тогда вместо (7) для интервала с

Ы-3

номером / можно записать:

1-4 ю ы-г

(9)

Значением первого слагаемого в правой части равенства здесь может оказаться любое целое число, положительное или отрицательное, включая 0. Два последних слагаемых определяют изменение функции па интервале с номером г. Таким образом, сигнал на выходе уст-

ройства интегрирования обладает «памятью» - значения этого сигнала на интервале с номером г зависят от информационных символов на всех предшествующих интервалах.

Дальнейшее формирование сигнала ГММС зависит от реализации модулятора. Если применяется ЧМ модулятор с использованием генератора, управляемого напряжением (ГУН), то выходной радиосигнал определяется выражением:

(10)

Другой вариант реализации модулятора - это квадратурная схема, в соответствии с которой над сигналом <p¡{j) одновременно выполняются следующие преобразования:

00

В результате радиосигнал на выходе модулятора теперь принимает следующий вид: Ф". "W!= costj?>.(r)]cos(2?r /„г) - sin[í-Л(г)]яп(2* /0т)

Здесь добавлен множитель л/2 для того, чтобы полное приращение фазы сигнала, обусловленное одним информационным символом, было равно как это имеет место для сигнала ММС.

Радиосигнал (12) можно записать следующим образом:

(13)

В комплексном выражении, стоящем под функцией Re, можно выделить два множителя: ехр(/2^г)предст?ктт«'"г нетиптплтиппчанное несущее колебание и является быстро меняющимся во времени, Лйф^рДг)^ меняется, как правило, значительно медленнее и

содержит информацию об огибающей и мгновенной фазе одновременно. Этот медленно меняющийся множитель называется комплексной огибающей сигнала для которой можно ввести специальное обозначение:

(14)

Из выражения (14) следует, что комплексная огибающая сигнала содержит всю полезную информацию, переносимую радиосигналом í[r,u(r)],

Сформированный сигнал ГММС затем передается по многолучевому радиоканалу с импульсной характеристикой

í[r, u(r)]=A cos[2;r f0r + ^-<p, (г)]

costy^ír)] = 1(т), sin[jf},(r)] = Q(t)

у(т)= A exp jy<ps (r)j.

p=i

где it'p(i) комплексный коэффициент усиления с неизвестным значением, Tp(f)~ задержка луча с номером р, 3(1) - дельта-функция Дирака. Задержка принимает значение из интервала [О, Гнив], Р- число лучей.

Таким обцазом, в данной работе предполагается, что каждый луч является широкополосным (не вносит временных искажений в форму сигнала) и имеет два параметра Кр и Хр с неизвестными значениями, которые могут изменяться во времени.

В соответствии с (15), комплексная огибающая сигнала, принимаемого антенным элементом, имеет вид;

где - комплексная огибающая аддитивного гауссовского шума со спектральной плотностью мощности, равномерной в полосе сигнала, (*) - символ свертки..

Во втором разделе второй главе приведено описание алгоритма когерентной демодуляции сигнала ГММС (алгоритм Витерби), представлены способы формирования опорных фазовых траекторий и решетчатая диаграмма сигнала ГММС При когерентной демодуляции сначала из принимаемого колебания (смеси сигнала и помехи на входе приемника) выделяется комплексная огибающая, из значений которой затем выделяются информационные символы. Если при этом используется корреляционный способ выделения (демодуляции), то в приемнике необходимо иметь возможность формировать копии возможных вариантов комплексной огибающей переданного радиосигнала на каждом текущем интервале В соответствии с (9) и (14) комплексную огибающую сигнала ГММС можно представить выражением:

(17)

Это выражение можно записать в более простой и удобной форме, если ввести следующие обозначения:

Го=(р(0» Ocesi; l<rä2;

щ =|f(r), 2<г£3; !/3=Иг)> 3<г£4. (18)

Теперь вместо (17) можно записать:

(19)

Представление (19) комплексной огибающей сигнала ГММС можно положить в основу построения функциональной схемы устройства формирования этого сигнала, которая представлена на рис. 1. Здесь регистр сдвига с элементами задержки на время Т0 связан через устройства умножения с сумматором функций ^¡,1 = 0,1,2,3. Па выходе этого сумматора формируется меняющаяся во времени доля фазы сигнала. Во втором сумматоре накапливается неменяющаяся па этом интервале доля фазы.

Рис 1. Устройство формирования фазы сигнала ГММС

Такое представление позволяет построить решетчатую диаграмму состояний сигнала ГММС, с помощью которой сравнительно легко можно рассчитывать значения комплексной огибающей этого сигнала на любом интервале времени с номером /, если известно началь-

ное значение в/, вектор состояния

и значение st текущего символа.

В работе предполагается, что при когерентной демодуляции в приемнике используется адаптивный эквалайзер, собирающий все лучи, принимаемый сигнал наблюдается на фоне аддитивного гауссовского белого шума. В этом случае для наблюдаемого процесса на входе демодулятора на интервале времени будем использовать следующее представ-

ление:

Л"(г)=у(т)+ п(г)=Аехр+/у »'-1

(20)

В соответствии с рекомендациями стандарта 08М-900 передача осуществляется блоками по 148 бит, так что индекс / в (20) принимает значения от 1 = 7 до 1 = 148. Первые три символа и последние три символа блока известны и равны +1. Остальные символы здесь будем считать информационными, которые могут принимать значения из алфавита {+1, — 1}. Для демодуляции будем использовать алгоритм максимального правдоподобия приема в целом всего блока, а для реализации этого алгоритма — алгоритм демодуляции Витерби.

Демодуляция начинается с четвертого символа, так как первые три известны. Для этого интервала в соответствии с (20) можно записать:

Щ = А ехр|у0 + +1 уз*Го | + "(')•

3<г 54

(21)

т.е. начальное состояние демодулятора на фазовой решетке сигнала ГММС на этом интервале определяется вектором а к моменту окончания этого интервала

вектор состояния оказывается равным

при

при s4 -1, или

Следовательно, на данном интервале возможны два

пути перехода из состояния в состояния , изображенные на рнс. 2 сплошной и пунктирной стрелками. Аналогичные рассуждения можно привести для последующих интерва-

лов, в результате чего может быть построена решетка сигнала ГММС, традиционно используемая при демодуляции сигнала ГММС (рис.2)

В третьем разделе второй главы дано описание выбранного в работе способа обучения при демодуляции сигнала ГММС, приведена функциональная схема демодулятора приемника базовой станции стандарта GSM. На рис.3 изображена рассматриваемая в данной работе структурная схема приемника, где отчеты комплексная огибающая x(t) принимаемого сигнала подаются на устройство оценивания импульсной характеристики канала. На выходе

блока оценивания получается оценка h, которая используется в блоке адаптации эквалайзера. В результате подстраивается импульсная характеристика фильтра эквалайзера, который выравнивает передаточную функцию многолучевого канала. После чего, отчеты i| начинают проходить через фильтр эквалайзера, затем они подаются на вход демодулятора когерентного алгоритма Витерби.

Оценивание импульсной характеристики осуществляется по обучающей последовательности - 26 обучающих бит в середине информационного пакета. Мы будем рассматривать обучение эквалайзера на основе использования только обучающей последовательности и метода наименьших квадратов для получения оценок при обучении.

Если используется 26 бит обучающей последовательности, то необходимо принять во внимание, что сигнал ГММС обладает "памятью". Все ранее переданные биты оказывают влияние на текущую фазу. Например, после четырех переданных символов фаза принимаемого сигнала кратна ±п/2. Поэтому обычно не используются отсчеты на интервалах первых трех бит обучающей последовательности, поскольку не известны значения предыдущих четырех информационных битов. Поэтому фактически обучающая последовательность в действительности оказывается на три бита короче. Итак, при обучении предполагается, что известны переданная последовательность и принятые отсчеты сигнала (с точи™-™ ц0 неопределенного множителя егп/"). Решение наименьших квадратов системы Y(-ht=i, получаем

путем умножения слева левой и правой частей равенства на псевдообратную матрицу Yf; в результате оценки наименьших квадратов неизвестных значений импульсного отклика канала в информационном окне с номером t принимают вид:

(22)

здесь - матрица свертки, составленная из отсчетов комплексной огибающей сигнала; вектор отсчетов комплексной огибающей смеси принятого сигнала и шума.

Выравнивание передаточной функции радиоканала осуществляется эквалайзером. В соответствии со спецификациями стандарта GSM эквалайзер должен обеспечивать выравнивание лучей сигналов со среднеквадратическим временем задержки до 16 мкс. Обычно это канальный выравнивающий КИХ-фильтр с конечной импульсной характеристикой g длиной N (число отсчетов), который будем настраивать так, чтобы выровнять лучи сигнала и подавить шум:

при условии

(23)

Рис.2. Решетка сигнала ГММС при l = 3

РисЗ. Структурная схема приемника базовой станции стандарта GSM

где g - вектор размерности N x l, состоящий из коэффициентов эквалайзера, D - выбираемая задержка, п- вектор той же размерности, представляющий шумовые отсчеты. В заключение этой главы приведена постановка задачи исследования.

В третьей главе приведено описание нового алгоритма когерентной демодуляции сигнала стандарта GSM, который предусматривает аппроксимацию фазовой функции. Предлагаемая аппроксимация фазовой функции приводит к новому алгоритму демодуляции, с существенно меньшей вычислительной сложностью и, как будет показано позже, при незначительных потерях в качестве демодуляции.

Новый алгоритм демодуляции получается на основе аппроксимации фазовой функции у/{т) (см. (8)) функцией yf{j). Графики этих функций представлены на рис.4а и рис.46 соответственно. В соответствии с определением фазовой функции имеем = 0 п priO, ^(г) = 1 при Х> 4,. Теперь функцию у(г) можно определить следующим образом:

^(г)=0 = $7о„0<г£1; = = 1<Г*2;

^(г)=1 = £1(3<Г£4. (25)

Как и для функции у(г) принимаем, что !^(г)= 0 при Г^О, yf{t)- 1 при Г>4. При фазовой функции (25) решетчатая диаграмма сигнала ГММС существенно упрощается. Действительно, в этом случае вместе мгновенной фазы (9) на интервале 3 < Г ^ 4 будем использовать функцию:

Рис 4. Фазовая функция сигналаГММСи её аппроксимация Ошибка аппроксимации на этом интервале

В результате приближенное значение комплексной огибающей сигнала на этом ин-

тервале

Кг) г ехр|у^[53 • ух + • уг + 3 < г 2 4.

Для произвольного интервала с номером / вместо (9), (19) теперь имеем:

•4

I-з

Яг) = ехр{ • щ + • у/2 +

Ошибка аппроксимации на этом интервале

1)<г£/.

(27)

(28) (29)

Ф) = й(г)-й(г) = •((/„ — 1)1 (/ -1) < Г £ /'

Формирование фазы опорного сигнала ГММС в соответствии с (28) может быть обеспечено устройством, функциональная схема которого изображена на рис. 5. Это устройство имеет меньшую сложность, чем традиционно используемое (см. рис. 1). Основным элементом устройства является регистр сдвига с 4-мя ячейками. На интервале, (/-1 на входе устройства присутствует информационный символ sf, так что, C0—st

С, = 5М >С2 >с3 — Я 1-3 » , , -

и«! ) ¿Д Г Л1

тервале определяется выражением (2S). Очевидно, что [^С^«".!:

И4?

сигнала на этом ин-

фаза

| является вектором состояния этого устройства, значение которого полностью определяет фазовую траекторию <рг (г) на выходе этого устройства.

Рис S. Устройство формирования опорного сигнала нового алгоритма демодуляции

Функционирование данного устройства можно описать с помощью решетчатой диаграммы, представленной на рис.6.

Из приведенных построений можно сформировать следующие выводы:

1. Решетчатая диаграмма сигнала ГММС (рис.6), при построении которой использована новая аппроксимация фазовой функции, имеет в 2 раза меньшее число состояний, по сравнению с традиционной диаграммой этого сигнала (рис.2). Следовательно, сложность алгоритма Витерби при такой диаграмме, по крайней мере, в 2 раза ниже вычислительной сложности этого алгоритма для традиционной решетчатой диаграммы.

2. Следствием предложенного способа аппроксимации является следующий факт. При формировании опорного сигнала в приемнике для казадой пары значений информационных символов , ) отбрасываются (не вычисляются^ поппавки опорного сигнала, соответствующие возможным значениям пары символов отбрасываемые траектории слабо отклоняются от траекторий, определяемых символами ($/_!>^/-г)- Таким образом, число различных опорных фазовых траекторий фазы сигнала ГММС в 2 раза меньше числа разных траекторий принимаемого сигнала.

1,-1 «<«•1

¡1.1 I..) е,

Рис.6. Новая фазовая решетка опорного сигнала когерентного демодулятора сигнала ГММС

В четвертой главе подчеркивается, что системы связи с подвижными объектами являются достаточно сложными объектами для исследования. Поэтому многие задачи их проектирования, оптимизации и анализа качества не удается решить аналитически. Приходится прибегать к имитационному моделированию. Поэтому имитационные программы (имитаторы), позволяющие имитировать различные элементы или части таких систем, имеют широкое распространение среди специалистов и организаций соответствующего профиля. Цель данной главы - разработать методику и соответствующие технические средства, которые позволят получить* оценки помехоустойчивости предлагаемого в работе алгоритма демодуляции при различных условиях приема.

Приводятся данные о разработанной имитационной модели обратной линии стандарта GSM и способе еб реализации в системе Mallab, а также о результатах экспериментальных оценок помехоустойчивости приема сигнала ГММС традиционным и новым алгоритмами Витерби (алгоритмами максимального правдоподобия).

Программа System GSM 0 обеспечивает моделирование системы стандарта GSM с ре-леевским многолучевым каналом, когда максимальное число лучей Р - 9, лучи независимы и имеют одинаковую среднюю мощность, равную 1, шум аддитивный гауссовский с независимыми отсчетами. Отношение сигнал — шум определяется только для первого луча; реализуется когерентный прием только первого луча с применением алгоритма демодуляции Витер-би, остальные лучи представляют собой помеху, то есть при Р = 2 принимаем первый луч, а второй луч мешающий; при Р = 3, принимаем первый луч, второй и третий -мешающие; при Р = 4, принимаем первый луч, второй, третий и четвертый - мешающие и так далее. Максимальное число лучей для данной программы Р = 9. Результаты статического моделирования -представлены на рис. 7.

Из рис. 7 следует, что появление даже одного не учитываемого луча с временным сдвигом То/ 3 и той же мощностью, что и первый, приводит с существенному ухудшению качества передачи. При двух мешающих лучах передача оказывается практически невозможной.

Программа System GSM1 осуществляет моделирование системы стандарта GSM при когерентном сложении всех лучей с применением эквалайзера и алгоритма демодуляции Ви-терби.

рис. 7. Зависимости средней вероятности ошибки от отношения сигнал-шум в многолучевом канале (когерентный прием одного луча)

Результаты моделирования представлены графиками на рис 8 для следующих условий приема:

• А канал с ГБШ без замираний (Р = 1), приемник максимального правдоподобия;

• В: канал с ГБШ и одним замирающим лучом (Р = 1), приемник максимального правдоподобия одного луча;

• С: многолучевой канал с ГБШ, приемник максимального правдоподобия одного луча при наличии 3-х лучей (Р = 3);

• Э: многолучевой канал с ГБШ; приемник с эквалайзером и алгоритмом демодуляции Витерби при Р = 3.

График С на рис.8 свидетельствует о том, что при наличии трёх лучей прием только одного луча не может обеспечить работоспособность системы передачи. Применение же эквалайзера (график Э), обеспечивающего выравнивание этих лучей, обеспечивает существенное улучшение качества приема, которое может приближаться к качеству приема при отсутствии мешающих лучей (график В).

О 2 4 < ( 10 II 14 К II 20 22 24 26 2«

SNR(dB)

рис.8.Зависимости средней вероятности ошибки от отношения сигнал-шум (когерентное сложениелуней с помощьюэквалайзера)

Далее в этой главе приведены сведения о программной реализации имитационной модели системы стандарта GSM, в которой использован предлагаемый алгоритм когерентной демодуляции сигнала ГММС, построенный на основе аппроксимации фазовой функции этого сигнала. Разработаны две программы System GSM 01 и System GSM11 в системе Matlab, которые использованы для получения зависимостей оценок средней вероятности ошибки от отношения сигнал - шум. Результаты моделирования представлены графиками на рис. 9 для следующих условий приема:

• А канал с ГБШ - без замираний (Р=1), приемник максимального правдоподобия;

• Е: канал с ГБШ - без замираний (Р=1), приемник максимального правдоподобия с

новым алгоритмом демодуляции;

• В: канал с ГБШ и одним замирающим лучом (Р=1), приемник максимального правдоподобия;

• Г: канал с ГБШ и одним замирающим лучом (Р=1), приемник максимального правдоподобия с новым алгоритмом демодуляции;

• С: канал с ГБШ при Р = 3, приемник максимального правдоподобия с эквалайзером;

• в: канал с ГБШ при Р = 3, приемник максимального правдоподобия с эквалайзером и новым алгоритмом демодуляции;

• I): приемник максимального правдоподобия одного луча при наличии нескольких лучей (Р = 3);

• Н: приемник максимального правдоподобия одного луча при наличии нескольких лучей (Р = 3), с новым алгоритмом демодуляции.

О г 4 « I 10 11 14 16 К 20 И 24 16 21

SNR(dB)

рис.9. Зависимости средней вероятности ошибки от отношения сигнал-шум (когерентное сложение лучей с помощью эквалайзера) для нового алгоритма

демодуляции

Из результатов статистического моделирования следует, что энергический проигрыш нового алгоритма демодуляции во всех рассмотренных условиях приема не превышает 0,5

дБ.

Оценка вычислительной сложности нового алгоритма демодуляции, примерна в 2 раза ниже вычислительной сложности традиционно используемого алгоритма демодуляции сигнала ГММС.

В заключении сформулированы основные выводы диссертационной работы.

1. Стандарт GSM - наиболее широко используемая технология организации сотовой связи в мере. Этот стандарт рассматривается как наиболее важный для республики Йемен.

2. В стандарте GSM рекомендуется гауссовская модуляция с минимальным сдвигом, которая является энергетически и спектрально-эффектнпным методом модуляции, очень привлекательным для применения в системах связи с подвижными объектами. Соот-

ветствующий радиосигнал обладает такими полезными свойствами как постоянство огибающей, сравнительно малые требуемые полосы радиочастот и хорошее качество приема.

3. Однако сигналу ГММС сопутствуют значительные межсимвольные помехи, что приводит к необходимости применения довольно сложных алгоритмов демодуляции (память сигнала простирается на интервал времени длительностью 4-х информационных символов).

4. Типичный для стандарта GSM канал связи является многолучевым, с изменяющимися лучами во времени. Нестационарность канала приводит к необходимости адаптации приемника, для чего в данной работе используется эквалайзер.

5. В данной работе предложен способ уменьшения вычислительной сложности традиционного алгоритма когерентной демодуляции сигнала ГММС. Способ основан на введении специальной аппроксимации фазовой функции сигнала, при которой "память" сигнала уменьшается в 2 раза.

6. В результате новый алгоритм когерентной демодуляции с использованием алгоритма Витерби, имеет существенно меньшую вычислительную сложность по сравнению с традиционным алгоритмом максимального правдоподобия (примерно в 2 раза). Новый алгоритм осуществляет прием в целом, т.е решение о переданном блоке информационных бит принимается только после демодуляции всего принятого блока одного временного окна.

7. Разработана методика экспериментальной оценки помехоустойчивости нового алгоритма демодуляции, реализованная в системе для научных исследований MATLAB. Создана имитационная модель обратной линии стандарта GSM, включающая модели основных элементов реальных линий.

8. В работе наиболее детально разработаны имитационные модели приемника сигнала стандарта GSM и их реализации в системе MATLAB. Эти модели реализуют традиционный алгоритм когерентного приема в целом и новый, предложенный в данной работе. Адаптивный приемник осуществляет оценку и дальнейшую компенсацию изменений во времени характеристик канала. Оценка импульсной характеристики канала осуществляется в имитаторе приемника на основе метода наименьших квадратов. Для последующей компенсации используется эквалайзер, который выравнивает передаточную функцию канала.

9. Методом статистического моделирования исследована помехоустойчивость исследуемых алгоритмов демодуляции в условиях многолучевого релеевского канала, импульсная характеристика которого изменяется во времени.

10. Важным результатом данной работы являются графики зависимости оценки средней вероятности ошибки от отношения сигнал - шум в многолучевом релеевском канале с АБГШ. Приведенные зависимости позволяют сделать вывод о том, что в канале с ре-леевскими замираниями новый предложенный алгоритм когерентной демодуляции сигнала ГММС, обладающий в 2 раза меньшей вычислительной сложностью, лишь незначительно проигрывает традиционному алгоритму демодуляции этого сигнала: требуемое увеличение отношения сигнала - помеха составляет не более 0,5 дБ. В результате обеспечивается возможность использования когерентных алгоритмов модуляции сигнала ГММС в тех случаях, когда это не было возможным из-за их вычислительной сложности.

Список публикаций

1. Аль-Сагафф Анвар. Алгоритмы обучения и демодуляции для приемника базовой станции сотовой системы GSMV/Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь», № 2211 св.2002 от 10.06.2002г., с. 139-151.

2. Аль-Сатафф Анвар. Оценивание качества сигнала в режиме реального времени в системах сотовой связи ъ TDMAV/Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь» № 2211 св.2002 от 10.06.2002г., с. 127-138.

3. Аль-Сагафф Анвар. Роль и перспективы стандарта GSM в организации глобальной свя-зиУ/Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь» № 2211 св.2002 от 10.06.2002г., с. 175-186.

4. Аль-Сагафф Анвар. Алгоритмы обучения и демодуляции для приемника базовой станции сотовой системы GSMJ/Тез. докл., НТК Профессорско — преподавательского, научного и инженерно - технического состава МТУСИ. - Москва, 2002г.

5. Аль-Сагафф Анвар. Роль и перспективы стандарта GSM в организации глобальной свя-зиУ/Тез. докл., НТК Профессорско - преподавательского, научного и инженерно - технического состава МТУСИ. - Москва, 2002г.

Подписано в печать 22.04.04г. Формат 60x84/16.Объем 1,3 усл.п.л. Тираж 100 экз. Заказ 139.

000 "Инсвязьиздат". Москва, ул. Авиамоторная, 8.

№"9730

Введение.

Глава 1. Стандарт GSM и перспективы его использования в республике Йемен.

1.1. Стандарт GSM и системы третьего поколения.

1.2. Перспективы сотовых сетей связи стандарта GSM в . республике Йемен.

1.3. Функциональная схема обратной линии GSM.

1.3.1.Основные элементы сети стандарта GSM.

1.3.2. Общая структура последовательности временных кадров.

1.4. Модель радиоканала обратной линии GSM.

1.4.1. Многолучевой канал с рассеиванием по времени и замираниями (статический режим).

1.4.2. Многолучевой канал с рассеиванием по частоте (динамический режим).

1.5. Проблема адаптации радиоприемников GSM к изменяющимся условиям распространения радиоволн.

1.5.1. Адаптивный оцениватель канала для максимально правдоподобного последовательного детектирования.

1.5.2. Адаптивный линейный эквалайзер.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Основные алгоритмы демодуляции радиоприемников стандарта GSM.

2.1. Вероятностная модель сигнала на входе приемника базовой станции.

2.1.1. Частотная манипуляция с минимальным сдвигом.

2.1.2. Математическая модель излучаемого сигнала.

2.1.3. Математическая модель сигнала на входе приемника базовой станции.

2.2. Когерентная демодуляция сигнала ГММС (Алгоритм Витерби).

2.2.1 .Способ формирования опорных фазовых траекторий и решетчатая диаграмма сигнала ГММС.

2.2.2. Когерентная демодуляция сигнала ГММС в канале с гауссовским белым шумом.

2.3. Обучение при демодуляции сигнала ГММС.

2.3.1. Функциональная схема демодулятора приемника базовой станции.

2.3.2. Оценивание по обучающей последовательности.

2.3.3. Выравнивание передаточной функции радиоканала.

2.4. Постановка задачи исследования.

Выводы по главе 2.

Глава 3 Новый алгоритм демодуляции сигнала стандарта GSM.

3.1. Аппроксимация фазовой функции.

3.2. Новое устройство формирования опорного сигнала.

3.3. Модифицированный алгоритм когерентной демодуляции.

3.4. Функциональная схема когерентного демодулятора.ИЗ

Выводы по главе 3.

Глава 4. Экспериментальное исследование алгоритмов демодуляции в системе стандарта GSM.

4.1.Имитационная модель системы передачи стандарта GSM.

4.1.1. Имитационная модель передатчика.

4.1.2. Имитационная модель радиоканала.

4.1.3. Имитационная модель приемника.

4.2. Оценка помехоустойчивости приема сигнала ГММС при использовании стандартного алгоритма демодуляции.

4.3. Оценка помехоустойчивости нового алгоритма приема сигнала ГММС.

Выводы по главе 4.

Актуальность темы. Бурное развитие цифровых технологий оказало весьма существенное влияние на сферу телекоммуникаций. Особенно большие изменение произошли в области систем связи с подвижными объектами. "Глобальная система подвижной связи" - GSM является в настоящее время самым популярным и самым распространенным стандартом сотовой связи. Большинство стран земного шара приняли стандарт GSM диапазона 900 МГц к реализации или развивают его для построения таких сетей в диапазонах частот 1800 МГц (стандарт DCS 1800 в Европе) и 1900 МГц (стандарт PCS 1900 в США).

Технологии сотовой подвижной связи в Йемене начали развиваться недавно. Их выход на отечественный рынок услуг связи начался в условиях отсутствия правовых и нормативных документов. Создание сетей сотовой связи на базе стандартов GSM 900 и DCS 1800 в Йемене успешно осуществляет компания "Sabafon", первый оператор GSM в Йемене; компания предоставляет услуги связи государственным и коммерческим организациям, гражданам города Сана, столицы Йемена, и других наиболее крупных городов. В начале своей деятельности (июль 2000 года) компания обслуживала 13 000 абонентов в столице Йемена. В настоящее время компания "Sabafon" обслуживает 200 000 абонентов по всей стране, ее сеть насчитывает 240 базовых станций.

Пропускная способность современных сотовых систем связи общего назначения фактически ограничивается пропускной способностью обратного канала (от подвижной станции (ПС) к базовой станции (БС)). Для этих систем характерными являются сложные условия распространения (холмы, застройки, насаждения, подвижность абонента). Узловым наиболее сложным элементом систем является приемник БС и ПС.

Адаптация приемника БС или ПС к изменяющимся условиям распространения, предусматриваемая стандартом GSM, обычно предполагает: а) оценку импульсной характеристики канала по обучающей последовательности; б) применение эквалайзера для уменьшения влияния многолучевости или подстройку демодулятора к изменяющейся характеристики канала.

Оба алгоритма являются достаточно сложными для технической реализации. В данной диссертационной работе исследуется возможность построения алгоритмов демодуляции сигналов, которые обладали бы меньшей вычислительной сложностью по сравнению с традиционно используемыми, что можно рассматривать как актуальную задачу для систем 2-го и 3-го поколений.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка и исследование нового алгоритма демодуляции сигнала приемника БС стандарта GSM, обладающего меньшей вычислительной сложностью. Эта цель достигается следующим образом:

1. На основе введения аппроксимации фазовой функции сигнала с гаус-совской модуляцией минимального сдвига (ГММС) строится новая решетчатая диаграмма опорного сигнала для алгоритма когерентной демодуляции, который реализуется как модифицированный алгоритм Витерби; сложность этого алгоритма значительно ниже традиционной его формы, обычно используемой в системах стандарта GSM.

2. Проверяется, насколько ухудшается качество приема при такой аппроксимации с целью показать, что проигрыш в качестве мал.

Для достижения этой цели в диссертации решены следующие задачи: исследованы и выбраны вероятностная модель сигнала на входе приемника базовой станции, алгоритмы адаптации радиоприемников стандарта GSM, метод оценивания импульсной характеристики канала на основе обучающей последовательности, разработана имитационная модель обратной линии системы GSM, составлена программа её реализации на ПЭВМ, составлен план эксперимента и выполнено статистическое моделирование для оценки эффективности предлагаемых рекомендаций.

Методы исследования. Для решения поставленной в работе задачи использованы современные методы математического анализа, основанные на теории вероятностей и математической статистики, а также методы статистической радиотехники, статистической теории связи и теория электрических сигналов.

Проверка теоретических результатов исследования осуществлялась путем имитационного моделирования на ЭВМ.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем.

1. Предложен новый способ аппроксимации фазовой функции опорного сигнала ГММС при демодуляции, который позволяет уменьшить память сигнала в 2 раза.

2. Построена новая решетчатая диаграмма опорного сигнала ГММС с учетом введенной аппроксимации, число состояний в которой в 2 раза меньше, чем у традиционно используемой.

3. Предложен упрощенный вариант алгоритма Витерби, который позволил в 2 раза уменьшить вычислительную сложность алгоритма когерентной демодуляции сигнала ГММС.

4. Разработана программная реализация нового алгоритма демодуляции.

5. Выполнено статистическое моделирование нового алгоритма демодуляции, основной результат которого можно сформулировать следующим образом: энергетический проигрыш нового алгоритма по сравнению с традиционно используемым не превышает 0,5 дБ.

Личный вклад. Все результаты, приведенные в диссертации, включая программное обеспечение для решения поставленных в диссертационной работе задач, получены автором лично.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанный в диссертации адаптивный алгоритм демодуляции сигналов стандарта GSM, обладающий значительно меньшей вычислительной сложностью, обеспечивает возможность реализации когерентного приема сигнала ГММС в тех условиях, в которых традиционный алгоритм когерентного приема не мог использоваться из-за его сложности. Этот алгоритм реализован в виде программ для ПЭВМ в среде системы MATLAB. Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе на кафедре радиотехнических систем МТУСИ, что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ (Москва 2002г.), на Международном форуме информатизации, проводимых на базе МТУСИ (МФИ 2002г.), на заседаниях кафедры радиотехнических систем МТУСИ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Метод аппроксимации фазовой функции сигнала ГММС.

2. Новая решетчатая диаграмма опорного сигнала ГММС, рекомендуемая для когерентной демодуляции этого сигнала.

3. Новый алгоритм Витерби для демодуляции сигнала ГММС, вычислительная сложность которого в 2 раза ниже традиционного алгоритма.

4. Программная реализация нового алгоритма Витерби в среде системы MATLAB.

5. Результаты статистической оценки помехоустойчивости нового алгоритма когерентной демодуляции сигнала ГММС.

6. Оценки вычислительной сложности нового алгоритма когерентной демодуляции сигнала ГММС.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, и приложений. Работа изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 48 рисунка, список литературы состоит из 87 наименований.

Основные результаты выполненной работы заключаются в следующем:

1. Стандарт GSM - наиболее широко используемая технология организации сотовой связи в мире. Этот стандарт рассматривается как наиболее важный для республики Йемен.

2. В стандарте GSM рекомендуется гауссовская модуляция с минимальным сдвигом, которая является энергетически и спектрально-эффективным методом модуляции, очень привлекательным для применения в системах связи с подвижными объектами. Соответствующий радиосигнал обладает такими полезными свойствами как постоянство огибающей, сравнительно малые требуемые полосы радиочастот и хорошее качество приема.

3. Однако сигнал ГММС приводит к значительным межсимвольным помехам, что приводит к необходимости применения довольно сложных алгоритмов демодуляции; память сигнала простирается на интервал времени длительностью 4 информационных символа.

4. Типичный для стандарта GSM канал связи является многолучевым, с изменяющимися лучами во времени, что дополнительно усложняет приемник из-за необходимости применения адаптивного эквалайзера.

5. В данной работе предложен способ уменьшения вычислительной сложности традиционного алгоритма когерентной демодуляции сигнала ГММС. Способ основан на введении специальной аппроксимации фазовой функции сигнала, при которой "память" сигнала уменьшается в 2 раза.

6. В результате новый алгоритм когерентной демодуляции с использованием алгоритма Витерби, имеет существенно меньшую вычислительную сложность по сравнению с традиционным алгоритмом максимального правдоподобия (примерно в 2 раза). Новый алгоритм осуществляет прием в целом, т.е решение о переданном блоке информационных бит принимается только после демодуляции всего принятого блока одного временного окна.

7. Разработана методика экспериментальной оценки помехоустойчивости нового алгоритма демодуляции, реализованная в системе для научных исследований MATLAB. Создана имитационная модель прямой и обратной линий стандарта GSM, включающие модели основных элементов реальных линий.

8. В работе наиболее детально разработаны имитационные модели приемника сигнала стандарта GSM и их реализации в системе MATLAB. Эти модели реализуют традиционный алгоритм когерентного приема в целом и новый, предложенный в данной работе. Адаптивный приемник осуществляет оценку и дальнейшую компенсацию изменений во времени характеристик канала. Оценка импульсной характеристики канала осуществляется в имитаторе приемника на основе метода наименьших квадратов. Для последующей компенсации используется эквалайзер, который обеспечивает выравнивание передаточной функции канала в полосе сигнала.

9. Методом статистического моделирования исследована помехоустойчивость исследуемых алгоритмов демодуляции в условиях многолучевого релеевского канала, импульсная характеристика которого изменяется во времени.

10. Нестационарность канала приводит к необходимости адаптации приемника, для чего в данной работе используется эквалайзер.

11. Важным результатом данной работы являются графики зависимости оценки средней вероятности ошибки от отношения сигнал - шум в канале с АБГШ и в многолучевом релеевском канале с АБГШ. Приведенные зависимости позволяют сделать вывод о том, что в канале с ре-леевскими замираниями новый предложенный алгоритм когерентной демодуляции сигнала ГММС, обладающий в 2 раза меньшей вычислительной сложностью, лишь незначительно проигрывает традиционному алгоритму демодуляции этого сигнала: требуемое увеличение отношения сигнала - помеха составляет не более 0,5 дБ. В результате обеспечивается возможность использования когерентных алгоритмов модуляции сигнала ГММС в тех случаях, когда это не было возможным из-за их вычислительной сложности.

137

Заключение

1. Аль-Сагафф Анвар. Алгоритмы обучения и демодуляции для приемника базовой станции сотовой системы GSMV/Депонировано в ЦНТИ «Информ-связь», № 2211, св.2002 от 10.06.2002г., с. 139-151.

2. Аль-Сагафф Анвар. Оценивание качества сигнала в режиме реального времени в системах сотовой связи с ТЮМА.//Депонировано в ЦНТИ «Ин-формсвязь» № 2211 св.2002 от 10.06.2002г., с. 127-138.

3. Аль-Сагафф Анвар. Роль и перспективы стандарта GSM в организации глобальной связи.//Депонировано в ЦНТИ «Информсвязь», № 2211, св.2002 от 10.06.2002г., с. 175-186.

4. Андрианов В.И., Соколов А.В. Средства мобильной связи. С-Пб.: "BHV - Санкт-Петербург", 1998. - 256 с.

5. Афанасьев В.В., Горностаев Ю.М. Эволюция мобильных сетей. М.: ИТЦ "Мобильные коммуникации", 2000. - 140 с.

6. Бабков В.Ю., Вознюк М.А. Системы мобильной связи / С-Пб ГУТ. 1999.330 с.

7. Верещагин А.В. Цифровая сотовая система подвижной радиосвязи стандарта GSM. Учеб. Пособие. Санкт-Петербург,2000. -158 с.

8. Гаранин М.В, Журавлев В.И. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие. М.: Радио и связь,2001 .-336 с.

9. Голышко А. Системы GSM промежуточного поколения. //Радио. — 2001 -№ 7. С.68 - 70.

10. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. М.: Мобильные ТелеСистемы - Эко-трендз., 1997. -240 с.

11. Дьяконов В.П. Справочник по применению системы PC Matlab. -М.: Наука, 1993г.

12. Емельянов П.О. Парамонов А.А. Зарубежная радиоэлектроника, 1990, № 12.

13. Захарченко Н.В., Нудельман П.Я. Основы передачи дискретных сообщений. М.: Радио и связь, 1990. - 240 с.

14. Карташевский В.Г., Семенов С.Н., Фирстова Т.В. Сети подвижной связи. М.: Эко-Трендз, 2001. - 300 с.

15. Крохин В.В. и др. Зарубежная радиоэлектроника, 1982,№ 4.

16. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами: Учеб. Пособие. М.: Радио и связь,2002.-440 с.

17. Николаев Б.И. Последовательная передача дискретных сообщений по непрерывным каналам с памятью. — М.: Радио и связь, 1988. 204 с.

18. Парамонов А.А. Прием дискретных сигналов в присутствии межсимвольных помех. Адаптивные выравниватели .//Зарубежная радиоэлектроника. -1985 № 9. С.36 - 60.

19. Пестряков В.Б., Журавлев В.И.- Зарубежная радиоэлектроника, 1988, № 4.

20. Проектирование, развитие и электромагнитная безопасность сетей сотовой связи стандарта GSM./ Под ред. Маслова О.Н. М.: Радио и связь, 2000. -148 с.

21. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ./ Под ред. Кловского Д.Д. М.: Радио и связь, 2000. - 800 с.

22. Радиоприемные устройства: Учеб. пособие / Под ред. А.П. Жуковоского. -М.: Высшая школа, 1989. 342 с.

23. Радиосвязь./ Под ред. проф. Головина О.В. М.: Горячая линия - Телеком, 2001.-280 с.

24. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб. пособие для вузов./ Под ред. Калмыкова В.В. М.: Радио и связь, 1990. - 304 с.

25. Ратынский М.В. Основы сотовой связи.-М: "Радио и связь", 1998. 248 с.

26. Ратынский М.В, Телегин А.В. Телефон в кармане. Путеводитель по сотовой связи/ Под ред. Зимина Д.Б. М.: Радио и связь, 2000. - 248 с.

27. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ/ Под ред. Джейкса У.К.: Пер. с англ./ Под ред. Ярлыкова М.С, Чернякова. М.В.- М.: Связь, 1979.- 520 е., ил.

28. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретическое основы и практическое применение, 2-е издание.: Пер. с анг. М.: Издательский дом "Вильяме", 2003. -1104 с.

29. Теория электрической связи: Учебник для вузов. Под ред. Кловского Д.Д. М.: "Радио и связь", 1998. - 432 с.

30. Техническое описание стандарта GSM, Alkatel 900/1800, 1999 384 с.

31. Техническое описание стандарта GSM, Ericsson, СМЕ 20/CMS 40 System Survey, 1996- 274 с.

32. Фалько А.И., Бондаров С.И. Адаптивный прием широкополосных сигналов в многолучевых каналах.//Радиотехника. — 2001 № 8. - С. 13 - 16.

33. Феер.К. Беспроводная цифровая связь. Пер. с англ./ Под ред. Журалева В.И. М.: Радио и связь, 2000. - 519 с.

34. Финк JI.M. Теория передачи дискретных сообщений М.: Советское радио, 1970.-728 с.

35. Шинаков. Ю.С., Колесова. М. Ю. Исследование имитационной модели релеевского радиоканала. Лабораторная работа № 22 МТУСИ. М., 2000.

36. Шинаков Ю.С. Основы теории связи с подвижными объектами (методы цифровой модуляции): Учеб. Пособие/ МТУСИ. М., 2000. - 35 с.

37. Anderson J., Aulin Т., and Sundberg С. "Digital Phase 2 Modulzation". Plenum, 1986.

38. Aria G.D, Stola L., and Zingarelli V., "Modeling and simulation of the propagation characteristics of the 900 MHz narrowband TDMA CEPT/GSM mobile radio" Proc.39th IEEE Veh. Technol. Conf., San Francisco, CA, April 29- May 3, 1989, pp. 631-639.

39. Aria G. and Zingarelli V. "Results on fast-Kalman and Viterbi adaptive equalizers for mobile radio with CEPT/GSM system characteristics", Proc. IEEE Globe-corn ^'Hollywood^L, Nov.28-Dec. 1,1988.

40. Austin Mark D., Stuber Gordon L. "In Service Signal Quality Estimation for TDMA Cellular Systems". IEEE Transactions on Communications, Vol. 29, No. 3, pp 237-249, March 1995.

41. Baltersee J., Fock G., Yiin L., Meyr H. Linear MMSE Channel Estimation for GSM, GLOBECOM'99, Rio de Janeiro, December 1999.

42. Bjerke B.A., Zvonar Z and Proakis J G., GSM Data Receivers an Overview, Electronics and Energetics, vol. 12, No.2 (1999), pp 1-32.

43. Bodas A., Feher K., "Low Complexity GSM Modulator for integrated Circuit Implementations", IEEE1996.

44. Boss D., Kammeyer K., and Petermann T. Is Blind Channel Estimation feasible in Mobile Communication Systems? A Study based on GSM. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 16(8): 1479-1492, October 1998.

45. Clarke R.H, "A statistical theory of mobile radio reception," Bell Sys.Tech.J, vol.47, pp. 957-1000, July -Aug. 1968.

46. Cochran B. A., "Development and Application of M-ary Gaussian Minimum Shift Keying Modulation." IEEE Trans, on signal processing vol. 40, № 11, pp. 1705-1808, December 1995.

47. Ding Z. and Li G. "Linear Blind Channel Equalization for GSM Receivers." In Proc. International Conf. on Communications, volume III, pages 355-359, Atlanta, USA, June 1998.

48. Elnoubi S. M. "Analysis of GMSK with discriminator detection in mobile radio channels," IEEE Trans. Veh. Technol., vol. VT-35, pp. 71-76, May 1986.

49. ETSI. GSM Recommendation .05.02. (300 959) V8.1.2, 2001.

50. Feher K. Wireless Digital Communications (Modulation & Spread Spectrum

51. Applications). New Jersey: Prentice-Hall PTR, 1995. - 524p.

52. Final report of COST 207,"Digital land mobile radio communications" publication of the Commission of the European Communications. 1989.

53. Forney G.D. JR. "The Viterbi Algorithm", Proc. of the IEEE, Vol. 61, No 3, Mar. 1973, pp. 268-278.

54. Giovanna D'Aria, Flavio Muratore, and Valerio Palestini. Simulation and Performance of the Pan-European Land Mobile Radio System/ IEEE Trans, on vehicular technology, vol. 41, 1992, may №2.

55. Girola U., Picciriello A., Vincenzoni D., Smart Antenna Receiver Based on a Single Chip Solution for GSM/DCS Baseband Processing, SIEMENS ICN S.p.A. Settimo Milanese-Milano (Italy) 1-2001.

56. GSM Recommendation 05.03, (300 576) "Channel coding".

57. GSM Recommendation 05.04 (303 482) Phase 2; "Modulation".

58. Guanghan Xu, Hui Liu, Lang Tong, Kailath Thomas. "A Least Squares Approach to Blind Channel Identification" IEEE Trans, on signal processing vol. 43,1995, December №12.

59. Hailong Cui, Predrag B. Rapajic Complexity Comparison of Iterative Channel Estimation, Equalization and Decoding for GSM Receivers, School of Electrical Engineering and Telecommunications The University of New South Wales, Sydney, Australia, 2001.

60. Hanli Zou, Hea Joung Kim, Sungsoo Kim "Equalized GMSK, Equalized QPSK and OFDM, a Comparative Study for High speed Wireless Indoor Data Communications." VTC - 99, Houston Texas, 1999, May 16-19.

61. Huang Y.L. and Huang C. "A low IF GMSK modem architecture with joint symbol timing recovery and frequency offset compensation," in PIMRC'96, Oct.1996, pp. 281-285.

62. Hui Luo, Ruey-Wen, Liu "Blind Equalizers for Multi path Channels With Best Equalization Delay" Processing, pp. 2982-2993, 1999.

63. Ibrahim M.F. and Parsons, J.D. Signal strength prediction in built-up areas; Part 1: Median signal strength, Inst. Elec. Eng. Proc., pt. F, vol. 130, no. 5, pp. 377 -384, 1983.

64. Jeffery D. Laster Robust GMSK Demodulation Using Demodulator Diversity and BER Estimation. PhD, Blacksburg, Virginia, March 1997. 365p.

65. Jiunn-Tsair Chen and Yeong-Cheng, Wang "Performance Analysis of the Parametric Channel Estimators for MLSE Equalization in Multipath Channels with AWGN," IEEE Trans. ON Communications, VOL. 49, N0.3, MARCH 2001.

66. Joham M., Krauss T.P., Zoltowski M.D. "Channel estimation and equalization for GSM with multiple antennas." VTC 99, Houston Texas, 1999, may 16-19.

67. Kaleh G.K. "Simple Coherent Receivers for Partial Response Continuous Phase Modulation". IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 7(9), December 1989.

68. Kazuaki M, Kenkichi H. "GMSK Modulation Radio Telephony." IEEE Trans, on communications, vol.29, 1981, July №7.

69. Manora C, Chung K.S., Influence of Phase Errors on Trellis Coded GMSK in Frequency-selective Fading, Curtin University of Technology Australia, 2001.

70. Maurice L. Schiff and Stephen H. Kratzet, GSM Receiver Simulation Application, Note AN 124A Jul 29, 1998.

71. Mihai Enescu, "Adaptive Methods for Blind Equalization and Signal Separation in Memo Systems" University of Technology (Espoo, Finland), 2002.

72. Mouly M. and Pautet, M. "The GSM System for Mobile", ISBN: 2-9507190-07, 1992.

73. Muratore F. and Palesstini V., "Features and performance of 12PM3 modulation methods for digital land mobile radio," IEEE J. Select. Areas Commun., vol. SAC-5,pp. 906-914, June 1987.

74. Prabodh Varshney and J. Eric Salt. "Ber analysis of GMSK with differential detection in a land mobile channel." IEEE Transactions on Vehicular Technology, 42(4):683,November 1993.

75. Proakis J G. "Adaptive Equalization for TDMA Digital Mobile Radio." IEEE Trans. Techn. vol. 40, 1991, may №2.

76. Pukkila M. "Channel Estimator for Multiple Co-channel Demodulation in TDMA Mobile Systems", 2nd European Mobile Commun. Conf. (EPMCC'97), Bonn, 1997.

77. Rappoport T.S. Wireless Communications (Principles and Practice). N.-Y.: IEEE PRESS, 1996.-641 p.

78. Roberto C. and Mattila J., "Equalization of Digital Radio Channels With Large Multipath Delay for Cellular Land Mobile Applications", IEEE Trans, on communications, VOL. 47, NO. 3, MARCH 1999. pp. 347 359,

79. Rodger E. Ziemer and Carl R. Ryan. "Minimum-shift keyed modem implementations for high data rates." IEEE Communications Magazine, pages 2837, October 1983.

80. Rudi De Buda. "Coherent Demodulation of Frequency-Shift Keying With Low Deviation Ratio." IEEE Trans, on communications, vol.20, 1972, June №6.

81. Simon M.K. and Wang C.C. "Differential Detection of Gaussian MSK in a Mobile Radio Environment", IEEE Trans. Veh. Tech., Vol. VT33, No. 4, p.p.307-320, Nov. 1984.

82. Steele R. "Mobile Radio Communications". Pentech Press, 1992.

83. Steve Kau Yao and Reed J.H. Differential detection of GMSK signals. Technical report, Virginia Tech, October 1994.

84. Ungerboeck G., "Adaptive maximum likelihood receiver for carrier modulated data transmission systems ," IEEE Trans. Commun., vol. COM-22, May 1974. pp. 624-636.

85. Wolfgang H. Gerstacker, "Equalization Concepts for EDGE," IEEE Trans, on Wireless Communications, Vol. 1, NO. 1, January 2002, p.p.327-340

86. Xu Chen, Xue Mei, Lin Xin Nan, Switch Capacitor IF Channel-Select Filter Design for GSM Receiver Electrical and Electronic Engineering Department, Hong Kong University of Science and Technology, 2002.