본 논문에서는 QPSK/16-QAM 방식의 LMDS(Local Multipoint Distribution Services) 용 downstream 수신기 칩 설계에 대해서 기술한다. 제안된 칩은 블라인드 등화기, 심볼 타이밍 복구회로, 반송파 복구회로로 구성된다. 블라인드 등화기는 CMA(Constant Module Algorithm)를 이용한 DFE(Decision Feedback Equalizer) 구조로 사용했다. 심볼 타이밍 복구회로는 Parabolic Interpolator를 이용하였고 반송파 복구회로는 Decision Directed Basis 방식을 이용하여 반송파의 주파수 옵셋, 위상 옵셋, 위상지터(Jitter)를 제거하였다. 구현된 수신기는 10, 20, 30 그리고 40 Mbps 의 4가지 데이터 전송률을 지원할 수 있고 심볼 전송률은 10 Mbaud까지 지원할 수 있으며 기존의QAM 수신기보다 빠른 구조이다.
본 논문에서는 미상 디지털 통신 신호의 심볼율을 검출하기 위한 기술들을 소개하고 그 성능을 비교해 본다. 심볼율은 delay and multiplier, square law 또는 Hilbert 변환을 이용한 방법 등의 회로를 통과한 신호의 전력스펙트럼 밀도에서 검출해 낼 수 있다. 이러한 회로들을 통과한 신호를 이산 푸리에 변환(discrete Fourier Transform) 한 결과에서 많은 스펙트럼 라인과 복수개의 피크(peak)가 검출되고 그 중 첫 번째 피크가 심볼율을 나타내는 주파수에 위치하게 된다. 만약 해당 심볼율이 아닌 다른 주파수상의 스펙트럼 라인의 값이 첫 번째 피크보다 크다면 심볼율은 잘못 검출될 것이다. 그러므로 첫 번째 피크의 값과 가장 큰 주변 스펙트럼 라인의 값의 비를 이용하여 심볼율 검출기의 성능을 비교하였다. MPSK 변조 방식에서는 -20dB 이하의 Es/N0에서는 delay and multiplier가 가장 우수한 성능을 보였고 -20dB 이상의 Es/N0에서는 Hilbert 변환 방식이 더 좋은 성능을 나타내었다. 또한 QAM 변조 방식에서 delay and multiplier 회로는 낮은 Es/N0에서는 심볼율을 검출할 수 없으며 square law 방식은 MPSK 변조 방식에서 보다 우수한 성능을 나타내었다.
이동통신에서 다중경로에 의한 페이딩 현상은 시스템의 성능에 영향을 주는 큰 원인 중의 하나이다. 이런 페이딩 채널에서의 성능저하를 개선하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 채널 페이딩을 추정하여 보상하는 방식에서는 파일럿 심벌을 이용하는 PSAM(pilot symbol assisted modulation) 방식이 널리 이용되고 있으며 TCM(trellis-coded modulation)은 전송 대역폭의 증가 없이 철저한 부호화 이득을 얻을 수 있는 부호화와 변조 과정이 결합된 전송 기술이다. 본 논문에서는 주파수 비선택적 레일리 페이딩 채널에서 PSAM과 TCM을 사용하는 PSA-TC-8PSK의 성능을 분석하였다. 페이딩의 추정을 위한 보간 방법에는 오차의 분산을 최소화하는 Wiener 필터를 사용하였으며 필터의 탭수, 파일럿 심벌 주기, 도플러 주파수가 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 완전 디지털 방식의 구현이 가능한 심벌 타이밍 복구 회로를 구성하여 심벌 타이밍 에러가 전체 성능에 미치는 영향을 분석하였다.
Carrier recovery, the process of recoverying the carrier in receiver, removes the phase difference between VCO and the received signal. However, the conventional structure of carrier recovery cannot be applied to multi-level QAM demodulator because of the increasing decision interval and the complexity of control as the number of symbol increases. In this paper, we suggest a new carrier recovery algorithm using $\theta-matching$ algorithm for multi-level QAM demodulation to overcome this problem and analysis the performance and implement it.
본 논문에서는 BWLL 상향링크에 적용할 수 있는 버스트 QPSK 수신기의 동기알고리즘을 설계하였다. 본 논문에서 설계한 버스트 수신기는 디지털 다운컨버터와 정합필터 그리고 동기회로로 구성되어 있다. 동기회로의 경우 심벌 타이밍 복구를 위하여 가드너 알고리즘을 사용하였고 반송파 주파수 복구를 위하여 4승법을 사용하였으며 반송파 위상 복구는 DD알고리즘을 사용하였다. 성능 분석을 위하여 제안된 알고리즘에 대한 시뮬레이션 결과와 VHDL로 코딩되어 FPGA에 구현된 실제회로의 결과를 비교, 분석하였다. 성능분석 결과 주파수 옵셋이 심벌율의 4.7% 까지 동기기가 잘 동작하였다.
It is made possible a removal of the preamble for carrier recovery and symbol-timing recovery by storing a burst in memory with low overhead QPSK demodulation and this demodulation method also effects frame efficiency improved by processed synchronization performance. In this paper, we have proposed that new algorithm for arc-tangent look-up table which transform the input I, Q data by phase. This I, Q data plays an important role in demodulation and makes demodulator with low-overhead by storing a burst in memory. To evaluate proposed new algorithm and symbol-timing recovery method, function simulation and timing verification have been done by using synopsys VHDL tool.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.1-4
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2004
We proposed a new type of timing recovery scheme to work with a system that uses BCJR (Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv) decoding algorithm and BPSK modulation. The unknown timing offset is estimated by the modified Mueller and $M\ddot{u}ller$ estimator with the aid of the decoder. Timing offset can be acquired as soon as the symbols are received and be updated symbol by symbol. The simulation results for turbo codes whose decoder uses BCJR algorithm show a satisfactory performance even in case of severe timing jitter.
This paper describes theories and implementation techniques of a digital high-definition television(HDTV) modem based on 32-QAM for terrestrial broadcasting. We proposed a digital demodulation scheme and a symbol timing recovery structure based on the band edge component maximization(BECM) method. The adaptive equalizer has 256 complex taps to remove the multipath of delays ranging from -2.mu.s~+24.mu.s with a new T/2-spaced blind equalization algorithm. computer simulation results reveal that the proposed algorithm outperforms other conventional blind equalization algorithm a digital HDTV modem with 4.91MHz symobol rate is implemented by utilizing the proposed algorithms. All processings for modem operations such as demodulation, estimation of symbol timing phase error, adaptive equalization, and carrier recovery except IF signal processing and sampling phase control part of the AD converter are done in digital domain. Especially, the carrier recovery loop can track a carrier offset of upto .+-.350KHz.
잡음환경이 열악하고 대역폭이 부족한 HFC 망 상향채널에서 보다 나은 대칭형 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 S-DMT 방식의 상향 채널 케이블모뎀을 위한 심볼 타이밍 복원 알고리즘을 제안하고 그에 대한 성능을 평가하였다. 타이밍 복원 알고리즘은 시간 영역에 PN 시퀀스를 삽입하는 방식을 제안하였으며 AWGN, ISI, 및 임펄스 잡음 환경에서 시뮬레이션을 통해 성능을 평가 하였다. 성능 평가 결과, PN 시퀀스 삽입 알고리즘에 의한 타이밍 복원방식은 잡음 환경에 따라 타이밍 추정 성능이 매우 달라지며, 동일한 샘플링 클럭 오프셋에서 AWGN, ISI, 및 임펄스 잡음이 함께 존재하는 채널일 경우가 임펄스 잡음 채널 경우보다 타이밍 실패 확률이 $10^3$일 때의 Eb/No가 10dB 이상 열화되나 초기부터 샘플링 클럭 오프셋을 보정하여 최적화한 경우 잡음환경에 의한 성능차이가 있으나 비교적 양호한 타이밍 추정 성능을 보임을 확인 하였다.
본 논문에서는 새로운 이산 심볼동기(STR) 알고리듬을 제안한다. 최적 추정이론에서 파생된 이 알고리듬은 기존의 알고리듬에 대한 이해와 분석을 바탕으로 장단점을 소화한 것이다. 새로운 알고리듬의 타이밍(timing) detector는 구현이 간단하며 반송파 위상에 독립적으로 동작하므로 Symbol Timing Recovery (STR)의 새로운 추세인 Carrier Recovery(CR)-STR의 연동동작이 가능하다. 한편 새로운 알고리듬에서 비선형소자에 의한 영향도 분석되고 설명되었으며 수치해석과 Monte-Carlo 시뮬레이션으로 기존의 알고리듬과 제안된 알고리듬간의 성능분석을 수행하였다. Gardner 알고리듬과 비교하였을 때 본 알고리듬은 작은 rolloff에서 패턴 지터(Pattern Jitter)에 의한 추적성능이 보다 우수하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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