Spread spectrum communication has many advantages such as inherent message privacy and security, interference rejection (anti-jamming), and strong noise immunity. Also, the spread spectrum system is used in high resolution ranging, selective calling, position location, and multiple access system.
In this thesis, a digital synchronization loop for tracking pseudo noise sequences is studied. The proposed digital tracking loop is an early/late time gated tracking loop which controls the reference PN code clock toward the direction to increase the correlation value between the locally generated PN code and the received signal.
For the performance analysis of the tracking system we have used a new method based on a finite absorbing Markov chain. We appended discrete dummy states in the Markov chains transition matrix to remedy the error effect due to frequency difference of the source clock frequencies between the receiver and the transmitter. As a result we could obtain exact analysis results. In our system the mean hold-in tracking time can be maintained over 10 hours at the SNR of as low as-15 dB. This result was verified by computer simulation.
The direct sequence spread spectrum communication system whose processing gain is 22.2 dB has been implemented employing the proposed digital tracking loop. This system has been implemented using digital devices, and thus its circuits are simple and flexible.
Spread spectrum 통신은 message privacy 와 security, interference rejection (anti-jamming)과 강한 잡음 면역 특성을 지니고 있어서, 높은 resolution ranging, selective calling, position location, multiple access system 등에 쓰인다.
본 논문은 spread spectrum 통신장치에서 가상잡음 신호 (PN code) 추적을 위한 디지탈 동기추적장치에 관해 연구하였다. 본 논문에서 제안한 동기추적 장치는 수신기의 가상잡음 신호화 수신된 신호사이에 digital correlator를 써서 correlation을 취한다. 즉, 현재의 시간과 그보다 한 PN code data bit만큼 지연된 시간에서 correlation 값을 각각 구하여 correlation값이 증가되는 방향으로 수신기의 가상잡음 신호를 이동시켜주는 방법을 사용하고 있다.
본 장치는 discrete state 사용에 의한 finite absorbing Markov chain 방법에 의해 그 특성분석이 행해졌다. 본 논문에서는 Markov chain의 state transition matrix에 discrete dummy state들을 첨가하여, 수신기와 송신기 사이의 clock frequency 차이로 인한 오차효과를 Markov matrix element 에 직접 삽입함으로서 성능해석에서 정확한 결과를 얻을 수 있었다. 그 결과 본 동기추적 장치의 평균수신 가능한 시간 (mean hold-in tracking time)이 -15 dB의 낮은 SNR에서도 10시간 이상이 됨을 알았고, 실지로 computer simulation 으로 이결과를 입증하였다. 마지막으로, 본 동기추적 장치를 사용하여 22.2 dB의 processing gain 을 가지는 direct sequence 방식의 spread spectrum communication system을 제작하였다. 본 동기추적 장치는 디지탈 기술만을 사용하여 제작되었기 때문에, 제작의 간편성과 융통성의 장점이 있다.
