Abstract
This paper presents a timing recovery method using Gardner TED (Timing Error Detector) with a Peak Detector using Parabola Peak Interpolation in underwater acoustic communication. This method will have an eye to improve phase converge speed of timing recovery and reduced amount of Tx data. The OQPSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying) modulation technique was considered. The proposed algorithm has faster recovery speed and more accurate than Gardner TED because the sampling values in the proposed algorithm are moved persistingly to maximum or minimum point using parabolic peak interpolation. when simulation performed using Preposed method, it improved BER (Bit Error Rate) performance about 23% And to evaluate the performances of the proposed algorithm the sea trial was performed in the Korean East Sea. And distance of a transmitter-receiver is 3 km each other. As a result, the proposed algorithm outperforms better BER performance about 20% of timing recovery than the Gardner method. Also Proposed method improved converge speed of timing recovery about 1.4 times better than Gardner method.
본 논문에서는 OQPSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying) 변복조를 사용하는 수중음향통신에서 시간동기회복을 위해 기존의 Gardner TED(Timing Error Detector)에 Parabolic Peak Interpolation 을 사용하는 Peak Detector를 첨가하여 위상 수렴속도를 상승시켜 송신 데이터양의 감소를 도모하였다. Parabolic Peak Interpolation을 이용하여 지속적으로 국소 최대 또는 최소의 근사치로 이동한 후 Gardner TED를 적용하기 때문에 시간동기화 안정화를 속도를 빨리함으로써 Preamble 구간의 데이터양을 절반으로 줄일 수 있고 또한 Preamble 구간에서도 위상 수렴을 하지 못하는 임계치에서 제안한 방법을 시뮬레이션한 결과 임계점에서 BER(Bit Error Rate)이 약 23%정도 성능이 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실제 동해에서 수집한 데이터를 사용하여 기존의 Gardner TED만 사용하는 방법과 성능 비교 결과 송수신기 사이의 거리가 3 km 이었을 때 제안한 방법을 적용한 경우 기존의 방법에 비해 Converge speed가 1.4배 이상 상승하는 것을 확인할 수 있었고, BER측면에서도 약 20%정도 상승하는 것을 확인할 수 있었다.
