QPSK Receiver with PLL for Underwater Communications

PLL을 갖는 수중통신용 QPSK 수신기

In this paper, we represent an implementation of burst QPSK receiver for underwater acoustic communication. Transmitter sends 5,000 symbols at 25kHz frequency with 200 kHz D/A sampling rate. The received signal is sampled at 100 kHz. Implemented receiver acquires the frame synchronization, coarse symbol timing estimate, and coarse phase offset estimate using 32 symbol length preamble. The estimated phase offset is used to initiate of 2nd order PLL. The transmission experiment results show that PLL is a mandatory to compensate Doppler shift due to the variation of tidal current.

본 논문에서는 수중 초음파 통신용 QPSK 버스트 수신기의 구현에 대해서 논한다. 구현된 시스템은 반송주파수 25kHz를 사용하고, 심벌율은 5kHz이며, 송신에서 D/A변환을 위해 200kHz로 샘플링하고, 수신기에서는 A/D변환을 위해 100kHz를 사용한다. 구현된 수신기에서는 32심벌 길이의 preamble을 이용하여 프레임 동기를 찾음과 동시에 개략적인 심벌시간 동기와 위상편이를 추정한다. 추정한 위상편이간은 2차 PLL(phase-looked loop)의 초기값으로 사용한다. 실해역 전송 시험 데이터를 통하여 조류의 변화에 의해 발생하는 Doppler 편이를 보상하기 위하여 PLL이 필수적으로 필요함을 보인다.