[논문]Multi-level PAM신호에 적용 가능한 기울기 보상 심볼타이밍 알고리즘

전광호; 임명섭

[국내논문] Multi-level PAM신호에 적용 가능한 기울기 보상 심볼타이밍 알고리즘
Timing Recovery Algorithm with Slop Compensated for Multi-level PAM Signals 원문보기

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, new symbol timing recovery algorithm is proposed, which is suitable for the digital communication system with Multi-level PAM signals. In the newly proposed symbol timing recovery algorithm, the timing error function is derived by compensating the several difference values between sampled symbol and neighboring symbol every symbol period with mid samples and decided symbol values. Conventional symbol timing recovery methods did not work well in Multi-level PAM signals, but the newly proposed method can be applied to Multi-level PAM signals as well as QPSK. For the performance analysis, the derived variance of the timing error function and the timing error characteristics of S-curve show that the proposed method has better performance than Gardner method and the modified Gardner method.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

비결정지향 방법으로는 WDM방법과 Gardner방법이 있는데, 이들 방법은 반송파 동기와 독립되므로 빠른 초기 포착 능력을 가지는 장점이 있으나, 자기 신호 간의 간섭인 패턴 지터에 대한 성능이 떨어진다.™지본 논문에서는 심볼당 2개의 표본값을 취하여 타이 밍 에러 함수를 유도하는 Gardner빙식이 Multi level PAM 신호에 대해서는 중간 표본값이 다양한 값을 가지므로 타이밍 지터가 커지는 문제점을 살펴본다. 그리고 Multi-level PAM 신호에 적용하기 위해 변형된 Gardner방식의 성능해석 방법을 토대로 비교적 간단한 디지털 회로로 구현 가능하며, Multi-level 신호 전송을 하는 디지털 통신 시스템에 적합한 새로운 기울기 보상 심볼 타이밍 복원알고리즘을 제시하고 성능분석을 살펴본다
본 논문에서는 Multi-level PAM 신호에서도 타이밍 추적 능력이 우수한 기울기 보상을 이용한 새로운 심볼 타이밍 검출방식을 제안하였다. 성능 분석을 위해 타이밍 에러 함수의 분산을 구하였고 시뮬레이션을 통하여 Gar血er방식과 비교하였다.
또한 C=gj/2로써 단지 고정되어 있는 상수에 불과하므로 성능 열화에 따른 가변적인 상수가 필요하다. 이에 실제적인 심볼사이의 변화량을 보상을 통하여 성능이 개선된 새로운 방식을 전개하고자 한다.

가설 설정

수식적인 전개를 간단히 하기 위하여 전송 심볼 까의 각 심볼들이 수신될 확률은 동일하고 서로 다른 시간에 수신되는 심볼들은 통계적으로 독립이라고 가정한다. 이때 의 순간에 표본화된 수신 신호 값은 다음과 같이 쓸 수 있다

제안 방법

™지본 논문에서는 심볼당 2개의 표본값을 취하여 타이 밍 에러 함수를 유도하는 Gardner빙식이 Multi level PAM 신호에 대해서는 중간 표본값이 다양한 값을 가지므로 타이밍 지터가 커지는 문제점을 살펴본다. 그리고 Multi-level PAM 신호에 적용하기 위해 변형된 Gardner방식의 성능해석 방법을 토대로 비교적 간단한 디지털 회로로 구현 가능하며, Multi-level 신호 전송을 하는 디지털 통신 시스템에 적합한 새로운 기울기 보상 심볼 타이밍 복원알고리즘을 제시하고 성능분석을 살펴본다
따라서, 본 논문에서는 타이밍 위상이 수렴한 후 Nyquist 조건에 의해 £= ”7'에서 g*(t)값이 소거되는 특별한 경우 t=0에서만 계산을 한다. t= nT 일 때 반송파가 제거된 기저대역의 신호를 外(/) = 아(/)-%(/)와 같이 표현하면, 중간 신호의 샘플인 他T/2(t)는 식⑷와 같이 표현된다.
그림 5. 제안한 방식의 타이밍 위상 검출기.

데이터처리

심볼 타이밍 검출방식을 제안하였다. 성능 분석을 위해 타이밍 에러 함수의 분산을 구하였고 시뮬레이션을 통하여 Gar血er방식과 비교하였다. 제안된 방식은 Roll-off factor가 낮은(0 - 40%) 상태에서도 우수한 성능이 보였으며 E시N°에 대한 타이밍에러 함수의 분산도 Gardner방식보다도 약 20dB 이상 우수함을 보였다.
제안하는 타이밍 에러 함수의 성능분석을 위해 심볼 타이밍 함수에서 큰 영향을 미치는 요소인 성형 필터의 Roll-Off factor와 a와 잡음의 특성을 나타내는 E』N<를 변화시켜가면서 성능을 비교, 분석하였다. 또한 표본화된 잡음의 분산 冰과 EdN。과의 관계는

성능/효과

제안된 방식은 Roll-off factor가 낮은(0 - 40%) 상태에서도 우수한 성능이 보였으며 E시N°에 대한 타이밍에러 함수의 분산도 Gardner방식보다도 약 20dB 이상 우수함을 보였다. 따라서, 제안된 디지털 심볼 동기 방식은 Multi-level PAM 신호를 처리하는 모뎀의 동기회로의 타이밍 에러 검출 방식으로 적용되기에 적합한 방식이다.
기존의 방식과는 8-level에서 각각 21, 15dB의 성능향상이 있었다. 또한 본 방식은 신호의 레벨이 증가하면 일정한 성능특성을 나타내어 안정성을 보장받을 수 있다. 또한 그림 8, 9는 각각 8, 16-level 신호에서 상승여현필터의 Roll-off factor a를 0.
4 이상에서 충분한 성능을 발휘할 수 있지만,제안한 방식이 적은 대역폭내에서도 충분한 성능을 발휘할 수 있는 장점을 가지고 있다는 것이다. 또한 제안된 방식은 높은 에서 Gardner 방식보다 뚜렷한 성능의 향상을 가져오는 것을 볼 수 있다
보다 우수한 성능을 보이고 a값에 따른 타이밍 에러 함수의 출력의 변화가 적어 출력이 안정적이다. 또한 제안하는 방식은 두 심볼 기간동안을 선택하여 줄력 함수를 유도하기 때문에 Gardner방식호].
그림 5는 제안하는 방식의 하드웨어 블록도이다. 수신된 데이터 아(t)의 Baud rate보다 2배 샘플링된 데이터가 각각 지연소자를 거쳐 연산되고 결과값 株一稣原) 을 에러 함수로 삼아 샘플링 클럭을 보정하게 된다 기존의 Gardner방식에 비해 추가로 각각 덧셈 연산과 T만큼의 지연소자 1개씩만이 증가하여 간단하게 하드웨어를 구현할 수 있다. 같은 방법으로 제안하는 타이밍 함수의 에러함수 S-心启)은 식 (11) 과같고 %一也京£)의 수렴 후 r=0인 정상 상태에서의 분산 此一心은 식 (13)과 같다
이 식을 분석하면, Multi-level PAM신호의 경우 데이터 신호가 천이할때 영점을 교차하도록 수정하였기 때문에, Gardner방식의 분산에서 신호의level 이 증가함에 따라 증가하였던 자체잡음항이 제거가 되었기 때문에 level에 따른 자체잡음의 증가가 없어지게 됨을 알 수 있다. 또한, 열잡음에 해당하는 둘째, 세째항에서 각각 扌国如의 4弗2, 2弗2배만큼의 주엽에너지에 대한 간섭성분이 감소된다.
E』N° = 9일 때는 a가 증가함에 따라 성능의 변화를 가져왔는데 이는 玖/M가 높을 때에는 열잡음에 대한 영향보다 자체잡음의 영향이 성능변화에 영향을 가져왔다는 것을 의미한다. 전체 적인 성능을 비교하면 4-level, a= 0.9 , E』N＜，= 9 에서는 Gardner방식에 비해서 제안한 방식이 20dB, a=0.1, 瓦，/M = 0에서는 약 21dB의 성능 향상을 보였다
성능 분석을 위해 타이밍 에러 함수의 분산을 구하였고 시뮬레이션을 통하여 Gar血er방식과 비교하였다. 제안된 방식은 Roll-off factor가 낮은(0 - 40%) 상태에서도 우수한 성능이 보였으며 E시N°에 대한 타이밍에러 함수의 분산도 Gardner방식보다도 약 20dB 이상 우수함을 보였다. 따라서, 제안된 디지털 심볼 동기 방식은 Multi-level PAM 신호를 처리하는 모뎀의 동기회로의 타이밍 에러 검출 방식으로 적용되기에 적합한 방식이다.
제안한 방식의 S-curve는 a가 작을때도 타이밍 함수의 경사가 크게 작아지지 않는 특성을 갖는다. 제안하는 방식은 Offset가 0.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] Multi-level PAM신호에 적용 가능한 기울기 보상 심볼타이밍 알고리즘
Timing Recovery Algorithm with Slop Compensated for Multi-level PAM Signals 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

데이터처리

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] Multi-level PAM신호에 적용 가능한 기울기 보상 심볼타이밍 알고리즘 Timing Recovery Algorithm with Slop Compensated for Multi-level PAM Signals 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

데이터처리

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

전광호 (2) 임명섭 (20)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] Multi-level PAM신호에 적용 가능한 기울기 보상 심볼타이밍 알고리즘
Timing Recovery Algorithm with Slop Compensated for Multi-level PAM Signals 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper