A Frame synchronization technique for reception of linear preclictive coded digital voice signal

Abstract

ÖZET Bu çalışmanın amacı Doğrusal Tahminle Kodlama (LPC) tabanlı bir Sayısal Ses Birimi (DVT) 'nde çerçeve senkronizasyonu problemini çözmek için bazı algoritmalar geliştirmek ve sistem isterlerini karşılayıp karşılamadığını çözümsel ve benzetim yoluyla sınamaktır. Bu tezde ele alınan çerçeve senkronizasyonu sorunu ikiye ayrılır. Çözümlerden biri, bir senkronizasyon biti içeren LPC-10 çerçeve yapısından ortaya çıkar. Çerçeve senkronizasyonu, ardarda gelen çerçevelerin senkronizasyon bitlerinden oluşan bit dizisi incelenerek izlenir. iki ayrı mod olan arama ve kilitlenme için iki farklı algoritma uygulanır, iki mod için de tatmin edici sonuçlar elde edilir, iki durumlu paralel arama çerçeve senkronizasyonunda yeni bir yöntemdir. Senkronizasyon yakalama denilen ikinci kısım kullanılan kodlama yönteminden bağımsızdır, çünkü haberleşmenin başlangıcında, veri iletimi başlamadan önce uygulanır. Kullanılan yöntem, önceden kararlaştırılan bir Sahte Gürültü (N) dizisinin bir kaç kez gönderilmesi ve alıcıda bilinen bu diziyle ilişki fonksiyonunun bulunmasıyla dizinin gerçek yerinin saptanmasıdır. Hem senkronizasyon yakalama hem de izleme'de kullanılan bazı parametreler için çözümsel hesaplamalar ve benzetim sonuçları yüksek bit hata oranlarında da sistem isterleri açısından iyi sonuçlar alınabileceğini gösterir.

ABSTRACT The purpose of this study is to develope some usable algorithms for solving the frame synchronization problem of a Linear Predictive Coding (LPC) based Digital Voice Terminal (DVT) and testing the algorithms whether it satisfies the requirements of the system. The frame synchronization problem discussed in this thesis has two different schemes. One of two solutions emerges from the signal structure of LPC-10 system which includes a synchronization bit in each frame. The frame sync is tracked by examining the syncword including the sync bits of successive frames. Two different algorithms for sync tracking are applied for search and lock modes, respectively. Satisfactory improvements by using two-state models instead of one-state's for both modes are obtained. The two-state parallel search algorithm is a novel method in searching the frame sync word. The second scheme so-called synchronization acquisition is independent of the employed coding scheme, because it is applied at the beginning of the communication not during the process of the transmission of data. The used method is to transmit an afore predetermined PN < Pseudo-Noise) sequence a number of times and then determining the real location of the sequence by correlating with the known pattern. Analytical computations and simulation results for some parameters of both frame sync acquisition and tracking are appropriate for system requirements also at high bit error rates.