International Telemetering Conference Proceedings / October 17-20, 1994 / Town & Country Hotel and Conference Center, San Diego, California / The Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS) formulates and publishes recommendations for space data system standards. CCSDS Recommendations define a layered data communications network along the lines of the OSI model. In the space link layer (OSI Data Link layer) fixed length blocks of CCSDS Packets are generated and multiplexed into the data field of Virtual Channel Data Units (VCDUs) in the Virtual Channel Access Sublayer. VCDUs with error correction coding become CVCDUs (coded VCDUs). CVCDUs (or VCDUs) with an attached sync marker become Channel Access Data Units (CADUs) which are transmitted on the Physical Space Channel. This paper discusses AYDIN's DEC012 Data Unit Decoder, a VMEbus circuit card which recovers Virtual Channel Data Units (VCDUs) from corrupted Channel Access Data Units (CADUs) received on the Space Link Subnet of a CCSDS-compatible space datacomm link. The module's design and operation is described along with its use in the X-ray Timing Explorer (XTE) and Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) science satellite programs run by NASA Goddard Space Flight Center.

International Telemetering Conference Proceedings / October 25-28, 1999 / Riviera Hotel and Convention Center, Las Vegas, Nevada / GSFC in keeping with the tenets of NASA has been aggressively investigating new technologies for spacecraft and ground communications and processing. The application of these technologies, together with standardized telemetry formats, make it possible to build systems that provide high-performance at low cost in a short development cycle. The High Rate Telemetry Acquisition System (HRTAS) Prototype is one such effort that has validated Goddard's push towards faster, better and cheaper. The HRTAS system architecture is based on the Peripheral Component Interconnect (PCI) bus and VLSI Application-Specific Integrated Circuits (ASICs). These ASICs perform frame synchronization, bit-transition density decoding, cyclic redundancy code (CRC) error checking, Reed-Solomon error detection/correction, data unit sorting, packet extraction, annotation and other service processing. This processing in performed at rates of up to and greater than 150 Mbps sustained using a high-end performance workstation running standard UNIX O/S, (DEC 4100 with DEC UNIX or better). ASICs are also used for the digital reception of Intermediate Frequency (IF) telemetry as well as the spacecraft command interface for commands and data simulations. To improve the efficiency of the back-end processing, the level zero processing sorting element is being developed. This will provide a complete hardware solution to extracting and sorting source data units and making these available in separate files on a remote disk system. Research is on going to extend this development to higher levels of the science data processing pipeline. The fact that level 1 and higher processing is instrument dependent; an acceleration approach utilizing ASICs is not feasible. The advent of field programmable gate array (FPGA) based computing, referred to as adaptive or reconfigurable computing, provides a processing performance close to ASIC levels while maintaining much of the programmability of traditional microprocessor based systems. This adaptive computing paradigm has been successfully demonstrated and its cost performance validated, to make it a viable technology for the level one and higher processing element for the HRTAS. Higher levels of processing are defined as the extraction of useful information from source telemetry data. This information has to be made available to the science data user in a very short period of time. This paper will describe this low cost solution for high rate data processing at level one and higher processing levels. The paper will further discuss the cost-benefit of this technology in terms of cost, schedule, reliability and performance.

In this thesis, two key issues regarding M-ary orthogonal signaling systems, namely channel estimation and symbol timing recovery are investigated. Kasami codes, which are also called quasi orthogonal codes, are used for transmission of the information in place of orthogonal waveforms. In order to achieve symbol synchronization, a timing recovery scheme based on the Maximum Likelihood (ML) estimation of timing offset is proposed and the effects of proposed structure over the receiver performance are examined by using computer simulations. Moreover, the receiver performance of M-ary orthogonal signals transmitted over multipath fading channel is investigated. Least Square (LS) approach, based on the transmission of known training sequence, is used to estimate the channel impulse response. In addition to this, frame synchronization is employed at the receiver to extract the timing information by determining the start time of the received symbols. Computer simulations related to the proposed receiver structure are carried out in order to observe how the system performance is affected under multipath fading channel. Parameter selection guides regarding a good performance are also provided.

Cette thèse étudie un certain nombre d'outils (rassemblés dans la WiBox) nécessaires pour une réception fiable de vidéo diffusée sur WiMAX, puis rediffusée sur Wifi. Il s'agit de fournir des services WiMAX à des utilisateurs WiFi, avec une qualité de réception vidéo raisonnable, même avec un très faible signal WiMAX. Pour cela, des techniques de décodage conjoint de paquets erronés sont indispensables afin de limiter les retards liés aux retransmissions. Dans la première partie de cette thèse, nous considérons le problème de la délinéation de paquets agrégés en macro-paquets. Cette opération d'agrégation est réalisée dans de nombreux protocoles afin d'améliorer le rapport en-tête/charge utile des systèmes de communication. Plusieurs méthodes de délinéation sont proposées. Elles exploitent d'une part les informations souples provenant des couches protocolaires basses ainsi que la redondance présente dans les paquets devant être séparés. L'ensemble des successions possibles de paquets au sein d'un macro-paquet est décrit à l'aide d'un trellis. Le problème de délinéation est transformé en un problème d'estimation de l'état d'une variable aléatoire Markovienne, pour lequel de nombreux algorithmes (BCJR, Viterbi) sont disponibles. Cette technique est très efficace mais complexe. De plus, elle nécessite la réception de l'ensemble du macro-paquet, ce qui peut induire des latences importantes. Dans une deuxième étape, nous proposons une technque où le décodage se fait sur une fenêtre glissante contenant une partie du macro-paquet. Un treillis glissant est considéré cette fois. La taille de la fenêtre permet d'ajuster un comproimis entre complexité et efficacité de décodage. Enfin, une méthode de décodage à la volée exploitant un automate à 3 état et des tests d'hypothèses Bayésiens permet de réaliser une délinéation moins efficace, mais sans latence. Ces méthodes sont comparées sur un problème de délinéation de paquets MAC dans des macro-paquets PHY dans WiMAX. Dans la deuxième partie de la thèse, nous proposons de réaliser un décodage souple des codes en blocs utilisés dans certaines couches de piles protocolaires pour le multimédia. Cdes sorties souples sont générées afin de permettre un décodage conjoint des en-têtes et de la charge utile au niveau des couches supérieures. Nous avons en particulier étudié des outils de décodage souple ldans le cas de la norme RTP FEC, et avons comparé les performances du décodeur proposé avec des approches classiques de décodage. En résumé, les techniques de décodage conjoint proposées permettent de réduire le nombre de paquets perdus, d'augmenter le nombre de paquets transmis vers les couches applicatives où des décodeurs source-canal conjoints peuvent être utilisés pour améliorer la qualité de la vidéo reçue.

Terrestrial Digital Video Broadcasting (DVB-T) is a standard for wireless broadcast of MPEG-2 video. DVB-T is based on channel coding algorithms and uses Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) as a modulation scheme. In this thesis, we have implemented the standard of ETSI EN 300 744 for Digital Video Broadcasting in MATLAB. This system is composed of the certain blocks which include OFDM modulation, channel estimation, channel equalization, frame synchronization, error-protection coding, to name a few of such blocks. We have investigated the performance of the complete system for different wireless broadcast impairments. In this performance analysis, we have considered Rayleigh fading multi-path channels with Doppler shift and framing synchronization errors and obtained the bit error rate (BER), and channel minimum square error performances versus different maximum Doppler shift values, different channel equalization techniques and different channel estimation algorithms. Furthermore, we have investigated different interpolations methods for the interpolation of channel response. It is shown that minimum mean-square error (MMSE) type equalization has a better performance in symbol estimation compared to zero forcing (ZF) equalizer. Also linear interpolation in time and low pass frequency interpolation, for time frequency interpolation of channel response can be used for practical application.

International Telemetering Conference Proceedings / October 28-31, 1996 / Town and Country Hotel and Convention Center, San Diego, California / This paper describes a 300 Mega Bit Per Second (MBPS) Front End Processor (FEP) prototype completed in early 1993. The FEP implements a patent pending parallel frame synchronizer (frame sync) design in 12 Actel 1240 Field Programmable Gate Arrays (FPGA's). The FEP also provides (255,223) Reed-Solomon (RS) decoding and a High Performance Parallel Interface (HIPPI) output interface. The recent introduction of large RAM based FPGA's allows greater high speed data processing integration and flexibility to be achieved. A proposed FEP implementation based on Altera 10K50 FPGA's is described. This design can be implemented on a single slot 6U VME module, and includes a PCI Mezzanine Card (PMC) for a commercial Fibre Channel or Asynchronous Transfer Mode (ATM) output interface module. Concepts for implementation of (255,223) RS and Landsat 7 Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) decoding in FPGA's are also presented. The paper concludes with a summary of the advantages of high speed data processing in FPGA's over Application Specific Integrated Circuit (ASIC) based approaches. Other potential data processing applications are also discussed.

Approved for public release; distribution is unlimited / OFDM systems have experienced increased attention in recent years and have found applications in a number of diverse areas including telephone-line based ADSL links, digital audio and video broadcasting systems, and wireless local area networks (WLAN). Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) is a powerful technique for high data-rate transmission over fading channels. However, to deploy OFDM in a WLAN environment, precise frequency synchronization must be maintained and tricky frequency offsets must be handled. In this thesis, various techniques to improve the data throughput of OFDM WLAN are investigated. A simulation tool was developed in Matlab to evaluate the performance of the IEEE 802.11a physical layer. We proposed a rapid time and frequency synchronization algorithm using only the short training sequence of the IEEE 802.11a standard, thus reducing the training overhead to 50%. Particular attention was paid to channel coding, block interleaving and antenna diversity. Computer simulation showed that drastic improvement in error rate performance is achievable when these techniques are deployed. / Lieutenant, Hellenic Navy

This diploma thesis deals with design and realization of a module for a digital signal procesor, for handheld RFID reader working in UHF band. It utilises a special chip EM4298 for RFID signals processing. Module is controlled by the microcontroller ATmega32L, which communicates with the PC through USB bus. Settings in EM4298 is made by a service program which processes received identifying data obtained from tags. Source codes for microcontroller are created in AVR Studio 4.13 program. Source codes for microcontroller are created in C++ Builder 6.0 program. Further thing is Desing and realization of analog interface and a UHF transceiver for wireless communication with tags. A Webench program was used for the analog interface design, which is freely available on the internet. For verification of parameters of the analog interface it was used PSpice 10.0 program. The UHF transceiver is build-up with a MAX2903 chip (transmitter) and AD8347 (receiver) and transmitting and receiving antennae.

Předkládaná práce se soustředí na problematiku využívání úzkopásmového rádiového kanálu rádiovými modemy, které jsou určené pro průmyslové aplikace pozemní pohyblivé rádiové služby, specifikované v dominantní míře Evropským standardem ETSI EN 300 113. Tato rádiová zařízení se používají v kmitočtových pásmech od 30 MHz do 1 GHz s nejčastěji přidělovanou šířkou pásma 25 kHz a ve většině svých instalací jsou využívána ve fixních nebo mobilních bezdrátových sítích. Mezi typické oblasti použití patří zejména datová telemetrie, aplikace typu SCADA, nebo monitorování transportu strategických surovin. Za hlavní znaky popisovaného systému lze označit komunikační pokrytí značných vzdáleností, dané především vysokou výkonovou účinnosti datového přenosu a využívaní efektivních přístupových technik na rádiový kanál se semiduplexním komunikačním režimem. Striktní požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu umožňují těmto zařízením využívat spektrum i v oblastech kmitočtově blízkým jiným komunikačním systémům bez nutnosti vkládání dodatečných ochranných frekvenčních pásem. Úzkopásmové rádiové komunikační systémy, v současnosti používají převážně exponenciální digitální modulace s konstantní modulační obálkou zejména z důvodů velice striktních omezení pro velikost výkonu vyzářeného do sousedního kanálu. Dosahují tak pouze kompromisních hodnot komunikační účinnosti. Úpravy limitů příslušných rádiových parametrů a rychlý rozvoj prostředků číslicového zpracování signálu v nedávné době, dnes umožňují ekonomicky přijatelné využití spektrálně efektivnějších modulačních technik i v těch oblastech, kde je prioritní využívání úzkých rádiových kanálů. Cílem předkládané disertační práce je proto výzkum postupů směřující ke sjednocení výhodných vlastností lineárních a nelineárních modulací v moderní konstrukci úzkopásmového rádiového modemu. Účelem tohoto výzkumu je efektivní a „ekologické“ využívání přidělené části frekvenčního spektra. Mezi hlavní dílčí problémy, jimiž se předkládaná práce zabývá, lze zařadit zejména tyto: Nyquistova modulační filtrace, navrhovaná s ohledem na minimalizaci nežádoucích elektromagnetických interferencí, efektivní číslicové algoritmy frekvenční demodulace a rychlé rámcové a symbolové synchronizace. Součástí práce je dále analýza navrhovaného řešení z pohledu celkové konstrukce programově definovaného rádiového modemu v rovině simulací při vyšetřování robustnosti datového přenosu rádiovým kanálem s bílým Gaussovským šumem nebo kanálem s únikem v důsledku mnohacestného šíření signálu. Závěr práce je pak zaměřen na prezentování výsledků praktické části projektu, v níž byly testovány, měřeny a analyzovány dvě prototypové konstrukce rádiového zařízení. Tato finální část práce obsahuje i praktická doporučení, vedoucí k vyššímu stupni využitelnosti spektrálně efektivnějších komunikačních režimů v oblasti budoucí generace úzkopásmových zařízení pozemní pohyblivé rádiové služby.