In this thesis work, the performance of the N-phase digital tanlock loop(DTL) in the presence of phase error disturbance is studied. The N-phase DTL is a digital loop for tracking an N-array phase-shifted suppressed carrier. It has linear phase characteristics in the modulo-2π/N sense as a result of using the $\tan^{-1}[ㆍ]$ function in the phase error detector. In analysis of the loop performance, we assume that the output of the phase error detector is disturbed by Gaussian channel noise and modulation distortion due to the finite bandwidths of the band-pass filters (BPF's) in the loop.
In the presence of phase error disturbance, neglecting quantization effects, we study the statistical characteristics of phase error of the phase detector output and investigate the effects of various system parameters on the system performance. First, we calculate the probability density function of phase error of the phase detector output and verify it by computer simulation. Second, we find the optimum bandwidths of the BPF's in the loop that yield the minimum variance of the phase error. Third, the performance of the N-phase DTL is compared with that of the digital N-phase I-Q loop which has sinusodial phase characteristics. It has been found that the first order N-phase DTL has wider lock range than the first-order N-phase I-Q loop in the absence of noise, and simpler to implement. Finally, the finite word length effect on the performance of the N-phase DTL is investigated by computer simulation. From the simulation result it has been found that at least 10 bits of word length are required to have satisfactory performance when the number of phases of the phase-shifted signal is 8.
본 논문에서는 위상오차교란이 있을 때의 N-위상 digital tanlock loop (DTL) 의 성능에 대하여 연구하였다. N-phase DTL은 N-위상 PSK 신호의 억제반송파를 추적하는 디지탈회로 이며, 위상오차측정기에 $\tan^{-1}$ ( ) 기능을 사용함으로써 선형의 위상특성을 갖게 된다. 이 회로를 해석하는데 위상오차교란은 Gaussian channel 잡음과, 회로내에 있는 대역통과 여파기의 유한한 대역폭에 의하여 생기는 modulation distortion 으로 이루어진다고 가정하였다.
위상오차교란이 있는 경우, 위상오차측정기의 출력에서의 위상오차의 통계적 특성을 연구 하였으며, 억제반송파추적시스템의 여러가지 변수들이 시스템의 성능에 미치는 영향도 조사하였다. 첫째로, 위상오차측정기의 출력인 위상오차의 확률밀도함수를 구하였고 이를 computer simulation 으로 확인하였다. 둘째로, 이 위상오차의 분산을 최소로하는 대역통과여 파기의 대역폭을 구하였으며, 셋째로, N-위상 DTL 의 성능과 (위상특성이 비선형인) ditial N-phase I-Q loop의 성능을 비교하였다. 잡음이 없는 경우, 1차 시스템에서 N-phase DTL이 digital N-phase I-Q loop 보다 넓은 lock range를 갖는 것이 판명되었으며, N-phase DTL 이 구성 하기에 간단한 장점을 갖는 것도 알게 되었다. 끝으로, 유한한 word length 가 N-phase DTL의 성능에 미치는 영향을 모의실험을 통하여 관찰 하였다. 그 결과 8-위상 PSK의 경우 만족할 만한 성능을 유지하기 위해서는 word length를 10 bit 이상으로 해야함을 알았다.
