【大話GSM】MS如何進行FCH、SCH和BCCH的分析及獲取

1. 關於傅立葉級數的意義

傅立葉原理表明:任何連續測量的時序或信號,都可以表示爲不同頻率的正弦波信號的無限疊加。而根據該原理創立的傅立葉變換算法利用直接測量到的原始信號,以累加方式來計算該信號中不同正弦波信號的頻率、振幅和相位。和傅立葉變換算法對應的是反傅立葉變換算法。該反變換從本質上說也是一種累加處理,這樣就可以將單獨改變的正弦波信號轉換成一個信號。因此,可以說,傅立葉變換將原來難以處理的時域信號轉換成了易於分析的頻域信號(信號的頻譜),可以利用一些工具對這些頻域信號進行處理、加工。最後還可以利用傅立葉反變換將這些頻域信號轉換成時域信號。

從現代數學的眼光來看,傅里葉變換是一種特殊的積分變換。它能將滿足一定條件的某個函數表示成正弦基函數的線性組合或者積分。

在不同的研究領域,傅里葉變換具有多種不同的變體形式,如連續傅里葉變換和離散傅里葉變換。在數學領域,儘管最初傅立葉分析是作爲熱過程的解析分析的工具,但是其思想方法仍然具有典型的還原論和分析主義的特徵。"任意"的函數通過一定的分解,都能夠表示爲正弦函數的線性組合的形式,而正弦函數在物理上是被充分研究而相對簡單的函數類:

1) 傅立葉變換是線性算子,若賦予適當的範數,它還是酉算子;

2) 傅立葉變換的逆變換容易求出,而且形式與正變換非常類似;

3) 正弦基函數是微分運算的本徵函數,從而使得線性微分方程的求解可以轉化爲常係數的代數方程的求解.在線性時不變雜的卷積運算爲簡單的乘積運算,從而提供了計算卷積的一種簡單手段;

4) 離散形式的傅立葉的物理系統內,頻率是個不變的性質,從而系統對於複雜激勵的響應可以通過組合其對不同頻率正弦信號的響應來獲取;

5) 著名的卷積定理指出:傅立葉變換可以化復變換可以利用數字計算機快速的算出(其算法稱爲快速傅立葉變換算法(FFT))

正是由於上述的良好性質,傅里葉變換在物理學、數論、組合數學、信號處理、概率、統計、密碼學、聲學、光學等領域都有着廣泛的應用。

2. 通過FCCH計算出頻率

明給的matlab的仿真:

 

注:上圖中X軸代表是頻率。這就是通過FCH數據算出頻率的過程。

頻率校正突發脈衝(FB)的結構簡單,便於檢測。FB的所有148比特全部是0,結構如下所示:

 

通過李明的郵件中可以看出,FCCH的信號通過快速傅立葉變換(FFT)就會表現出單峯值的特性,這個單峯值指示的頻率(橫軸)就是通過FCCH計算出的頻率。

3. SCHFCCH的相對位置確定

在邏輯信道組合的時候,51復幀的結構中,F|S是靠着的,如果在某幀的第0個時隙檢測到是FCH,則在下一個幀的第0個時隙就是SCH。因此說,SCHFCCH的相對位置確定。51復幀如下所示:

 

4. 終端開機讀FCH並由FCH得到SCHBCCH的過程

終端開機後,它會搜索到幾個較強的信號,然後它逐個做如下處理:終端射頻口會對每段信號進行採樣,並將採樣信號放到MS的信號處理單元進行處理,然後終端射頻口又對另一個信號採樣,這個過程是並行的。當MS的信號處理單元對信號進行完處理後,發現該信號是FCH數據,則通過FCH計算出小區的頻率(對信號進行快速傅里葉變換FFT後的單峯值)和FCH的大致位置,通知MS去解析該頻率上的SCHBCCH。由於SCHFCH的位置是相對確定的,則很容易可以獲取到SCH,通過SCH終端可以利用FN幀號進行同步。同步完成後,就可以去獲取BCCH信道的數據(因爲FN確定了,就可以知道接收到的某個信號是那個邏輯信道,該部分可參考之前總結的文檔“TDMA幀號到邏輯信道的映射”)。

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