Design of a Timing Recovery Loop for Inmarsat Mini-m System Downlink Receiver

In this paper, we propose a timing recovery loop for Inmarsat mini-m system downlink receiver. Inmarsat mini-m system requires a timing recovery loop which is robust in frequency offset and has fast acquisition because Inmarsat mini-m system specification requires frequency tolerance is required of ${\pm}924$ Hz (signal bandwidth: 2.4 kHz) and acquisition time of UW (Unique Word) signal duration (15ms).Therefore, we propose a timing recovery loop which is suitable for Inmarsat mini-m system. The proposed timing recovery loop adopted noncoherent UW detector and differential ELD which applied differential UW signal for stability and fast acquisition in frequency offset environment. Simulation results show that the proposed timing recovery loop has stable operation and fast acquisition in frequency offset environment for the system.

Inmarsat Mini-m 시스템의 하향 링크 수신기를 위한 Timing Recovery 루프 설계

본 논문에서는 Inmarsat (International Marine Satellite) mini-m 시스템의 하향 링크 수신기를 위한 timing recovery 루프를 제안한다. Inmarsat mini-m 시스템 규격에서 요구하는 frequency tolerance는 ${\pm}924$ Hz (signal bandwidth: 2.4 kHz) 이며, timing acquisition 시간은 하나의 UW (Unique Word) 신호 구간인 15ms 이기 때문에 주파수 옵셋에 강인하고 UW 신호 구간에서의 빠른 aquisition 이 가능한 루프 설계가 요구된다. 이에 따라 본 논문에서는 주파수 옵셋에 강인하고 빠른 aquisition 이 가능한 timing recovery 루프를 제안하였으며, 제안된 timing recovery 루프는 UW detector와 UW detector에 의해 검출된 UW 신호를 이용한 timing recovery 루프를 연동한 구조이다. UW detector는 주파수 옵셋 환경에서 안정적인 성능을 위해 차동 기반의 noncoherent detector 방식을 적용하였으며, TED (Timing Error Detector) 알고리즘은 기존의 GAD (Gardner Detector) 알고리즘 대신 본 논문에서 제안하는 UW 신호를 이용한 차동 기반의 ELD (Early Late Detector) 알고리즘 적용하였다. 제안된 방식과 기존의 GAD와의 성능 비교를 통해 제안된 방식이 만족스러운 성능과 신뢰성 있는 동작이 가능함을 입증하였다.