This paper proposes a symbol timing recovery method that is simple in structure and can provide high speed symbol synchronization. Transmitter and receiver are not synchronized in communication systems using digital modulation. Receiver should search the timing variation of transmitter continuously. The proposed timing recovery method searches sample position by comparing previous sample value with next sample value. This method can be applied to digital and optical transceivers with high data rate.
본 논문에서는 Multi-level PAM신호 방식을 사용하는 디지털 통신 시스템에 적합한 새로운 심볼 타이밍 복원알고리즘을 제시한다. 새로이 제안한 심볼 타이밍 복원 방식은 매 심볼 주기마다 다양한 신호레벨로 변하는 표본화된 심볼들의 변화량을 중간 샘플과 결정된 심볼들로 구한 기울기로 보상하여 타이밍 에러 함수를 추출한다. 종래의 심볼 타이밍 복원 방법들은 Multi-level PAM 신호에서는 충분한 성능을 발휘하지 못하였으나, 새로 제안된 방식은 QPSK뿐만 아니라 Multi-level PAM 신호에서도 적용 가능한 방식이다. 제안된 방식의 성능분석을 위하여 유도한 타이밍 에러함수의 분산 및 5-curve에서의 타이밍 에러 특성은 기존의 방식인 Gardner 방식과 Gardner방식을 수정한 방식과 비교한 바 성능이 더 우수함을 분석하였다.
In this paper we describe the design of symbol timing and carrier synchronization algorithms for burst receiver. The demodulator consists of digital down converter, matched filter and synchronization circuits. For symbol timing recovery we use modified Gardner algorithm. And we use decision directed method for carrier phase recovery. For the sake of performance analysis, we compare simulation results with the board implemented by FPGA which is APEX20KE series chip for Alter. The performance results show it works quite well up to the condition that a frequency offset equal to 0.1% of symbol rate.
MQASK 수신기에서 수신 심볼의 타이밍 동기에 사용되는 타이밍 복원 루프 Timing Error Detector(TED) 와 입력신호의 표본화율을 제어하는 VCO또는 NCO 및 루프 필터로 구성된다. 여기서 수신신호의 심볼율과 수신기의 표본화율의 시간 축에서의 위상차를 검출하는 TED는 심볼율과 표본화율의 주파수차가 클 경우 정상동작을 하지 못하는 단점이 있다. 본 논문에서는 PLL의 주파수 검출기와 같은 역할을 타이밍 복원 루프에서 수행하여 타이밍 복원 입력 신호의 주파수 차가 매우 큰 경우에도 타이밍 복원을 가능하게 할 수 있는 심볼율 변별기(Symbol Rate Discriminator SRD) 와 이를 사용한 타이밍 복원루프 구조를 제안 하였으며 이를 통해 심볼율이 가변되는 신호에 대한 타이밍 동기 획득이 가능함을 모의실험을 통해 입증하였다.
We introduce a rotational decision-directed joint algorithm of blind equalization coupled with carrier recovery for 32-QAM demodulation with high symbol rate. The proposed carrier recovery, which we call a rotational decision-directed carrier recovery(RDDCR), removes the residual phase difference by rotating the decision boundary for the kth received symbol by the frequency detector output of the (k-1)th received symbol. Since the RDDCR includes the function of PLL loop filter by rotating the decision boundary, it gives a simpler demodulator structure. The rotational decision-directed blind equalization(RDDBE) with the rotated decision boundary based on the Stop-and-Go Algorithm(SGA) operated during tracking the frequency offset by the RDDCR and removes intersymbol interference due to multipaths and channel noise. Test results show that symbol error rate of $10^{-3}$ is obtained before the forward error correction when SNR equals 15dB with 150KHz of carrier frequency offset and two multipaths, which is the channel condition for 32-QAM receiver.
Adrian Francisco Ramirez;Felipe Pasquevich;Graciela Corral Briones
Journal of information and communication convergence engineering
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제22권2호
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pp.89-97
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2024
This research conducted a comparative analysis of two communication systems. The first system utilizes a conventional series configuration consisting of a symbol-rate least mean square (LMS) equalizer followed by a timing recovery loop. The second system introduces an innovative approach that integrates a symbol-rate LMS equalizer and a timing recovery component within a single loop, allowing mutual feedback between the two blocks. In this integrated system, the equalizer also provides timing error information, thereby eliminating the requirement for a separate threshold error detector. This study examines the performance curves of both system configurations. The simulation results revealed that the integrated system may offer improved stability in terms of multiple transmission challenges, including phase and frequency offsets and intersymbol interference. Further analysis and discussion highlight the significant insights and implications of the proposed architecture. Overall, the present findings provide an alternative perspective on the joint implementation of equalization and timing recovery in communication systems.
본 논문에서는 D8PSK 변조 방식을 이용하는 VDL Mode-2 수신기에 적용 가능한 버스트 모드 심벌 타이밍 복원기를 제안하고 성능 분석과 연동실험을 실시하였다. IIR 루프필터를 사용하여 심볼 타이밍 에러를 최소화 하는 방식은 수렴 속도가 늦기 때문에 버스트 모드에 적용하기 곤란하다. 즉 빠른 수렴 특성이 중요시 된다. 본 논문에서 제안한 방식은 프리앰블을 이용하여 초기 동기가 이루어진 후 최대 심벌 전력을 갖는 방향으로 한 샘플 빠르게 또는 한 샘플 느리게 샘플 클럭을 이동하여 최적의 심벌을 취하는 방식이다. 제안된 방식을 적용한 수신기와 호주 ADS사 송신 장비와 연동 시험한 결과 100 ppm 이상에서도 잘 동작함을 확인하였다.
This paper deals with a design of a symbol timing recovery circuit of QAM using the interpolation in AWGN channel. To reduce timing jitter and the amount of processing data, we employ MGA (Modified Gardner Algorithm) as a symbol timing error detector which is called NDA(Nondecision Directed Algorithm). We show the characteristics (S-curve and the variance) of timing error detector with the roll-off factor of a shaping filter, which are compared with GA. Also, we compare the BER curve of interpolation method with that of ideal case. The performance of the STR is shown to be close to that of ideal case. This result shows that this method can be useful to implement symbol timing recovery circuit for multi-level modulation.
본 논문에서는 페이딩환경에서 16QAM Radio 시스템의 심볼 타이밍 복원에 대한 성능을 분석하였다. 심볼 타이밍 복원 방식으로서 파형 성형 필터 즉 raised cosine filter(RCF)와 비선형 필터를 사용하여 비영점교차방식인 MAM(Maximum Amplitude Method)과 WDM (Wave Difference Method)을 비교 분석하였다. 시뮬레이션에 의한 결과로부터 비선형 필터를 사용한 심볼 동기 방식(MAM and WDM)이 RCF를 사용한 것보다 지터 성능이 더 우수함을 알 수 있었다. 또한 레일리 페이딩채널을 추정하고 보상하기 위해 PSAM(Pilot Symbol Assisted Modulation)방식과 공간 다이버시티방석을 적용하였으며, $E_b/N_o$가 20dB일 때 $10^{-4}$의 BER(Bit Error Rate)성능을 얻을 수 있었다.
ELF는 실행과 링킹 형식(Executable and Linkable Format)의 약어로서, 리눅스 시스템에서 사용하는 공유 라이브러리와 실행 파일을 위한 기본 파일 형식이다. 한편 링커는 정적 링킹을 통한 목적 파일 생성 시, 정적 공유 라이브러리의 심볼 정보를 목적 파일 내 심볼 테이블에 복사한다. 이 때, 심볼 테이블은 공유 라이브러리가 제공하는 함수 이름을 포함하여 여러 가지 디버깅 관련 정보를 포함하는데, 프로그램 실행에 직접적인 영향을 미치지 않는다는 점을 이용하여 보안상 디버깅되는 것을 방지하기 위해 삭제될 수 있다. 본 논문은 심볼 테이블이 삭제된 ELF 목적 파일에서 정적 공유 라이브러리의 심볼 정보를 복구하는 방법을 제안하고 실제로 실험을 행하여 복구된 심볼 정보를 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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