GSM Equalization

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1 Introduction 3
1.1 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Purpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Digital radio transmission 5
2.1 Problems of digital radio transmission . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 A transmission model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3 GSM − signal processing overview 11
3.1 Frames and bursts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.2 The signal processing path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3 Channel coding and interleaving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4 Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.5 Receiving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.6 The Viterbi equalizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4 Gaussian minimum shift keying (GMSK) 23
4.1 CPM − continuous phase modulation . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.2 GMSK in the GSM system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5 Simulation environment 31
6 Algorithm development 33
6.1 Constrained solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.2 Linear approximations of the transmit− and receive filters 36
6.3 Estimate of the unknown channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.4 Problems with unknown sampling time . . . . . . . . . . . . . . 44
6.5 Simulation algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7 Simulation results 59
7.1 Multipath diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.2 Fixed burst synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
7.3 Searching for sampling position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
7.4 Searching for the best burst synchronization . . . . . . . . . . 66
7.5 Extended estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
8 Conclusions 73

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