Việc lấy mẫu cho điểm bắt đầu ký hiệu sẽ được thực hiện ngay sau khi đường bao ký hiệu được phát hiện tại phía thu.
Trong hệ thống truyền thông tin số, các tín hiệu nhận được là liên tục về thời gian, sau đó lấy mẫu và các mẫu này sử dụng để ra quyết định về ký hiệu phát đi. Việc lấy mẫu tín hiệu nhận được phải được đồng bộ với ký hiệu đầu vào. Tuy nhiên nó lại được thực hiện bởi một đồng hồ lấy mẫu cố định. Do hiệu ứng đa đường cũng như môi trường truyền mà hai quá trình này tại phía phát và thu bị mất đồng bộ. Do vậy sau khi lấy mẫu tại phía thu, ta sẽ phải thực hiện bước điều chỉnh lỗi thời gian. Có nhiều phương pháp điều chỉnh, khắc phục để phát hiện lỗi thời gian cho việc đồng bộ tốc độ lấy mẫu được nghiên cứu và đề xuất, trong bài luận văn của mình, tôi sử dụng bộ lọc nội suy theo từng đoạn, được xây dựng bởi Gardner, hay còn được gọi là bộ lọc Gardner.
Bộ lọc nội suy này hoàn toàn khác với bộ lọc truyền thống. Đáp ứng tần số của các bộ lọc này là cố định và không bị điều khiển bởi bất kỳ tham số thiết kế nào. Hình vẽ sau mô tả một bộ thu số có đồng hồ lấy mẫu không được đồng bộ và sử dụng bộ nội suy để điều chỉnh lỗi thời gian lấy mẫu.
Hình 2.13. Đầu thu với đồng hồ lấy mẫu mất đồng bộ [4]
Nhiệm vụ của bộ nội suy là tính toán giá trị của y(kTi) dựa trên chuỗi bao gồm các mẫu đầu vào x(mTs), và hoàn thành quy ước tốc độ dữ liệu ở cùng thời điểm.
Bộ nội suy đa thức có thể được thực hiện một cách hiệu quả dựa trên cấu trúc Farrow. Tuy nhiên, trong trường hợp tốc độ ký hiệu cao, cấu trúc Farrow phải được thực hiện trong kênh thông tin bởi vì trễ kết hợp. Cấu trúc kênh thông tin sẽ làm tăng trễ lặp và giảm độ ổn định. Có một cách khác để thực hiện bộ nội suy là tính trước các hệ số và lưu chúng trong ROM. Khoảng phân số μ sẽ dùng như là địa chỉ để đọc các hệ số từ ROM. Một cấu trúc của một bộ nội suy được mô tả trên hình vẽ.
Thuật toán Gardner được sử dụng rất phổ biến trong thực tế. Thuật toán đi xác định 2 mẫu trong một ký hiệu symbol và rất phù hợp cho trường hợp tốc độ cao. Bộ phát hiện này không kể một lỗi pha sóng mang nào, và có thể được thiết kế riêng biệt mà không làm giảm độ thục hiện của toàn bộ đầu thu. Hình vẽ bên dưới chỉ ra cấu trúc thực hiện của bộ phát hiện lỗi thời gian Gardner.
Hình 2.14. Bộ phát hiện lỗi thời gian Gardner [3]
Ý tưởng của bộ lọc Gardner là dựa trên hai mẫu tín hiệu đầu vào (I,Q) ta tính ra được lỗi thời gian (timing error). Công thức tính như sau:
e = I(r-T/2)*(I(r)-I(r-T))+Q(r-T/2)*(Q(r)-Q(r-T)) (2.18)
Cơ chế khôi phục thời gian này hoàn toàn độc lặp với độ lệch tần số sóng mang và lỗi quay pha. Bằng việc tìm kiếm bộ nội suy mới với đáp ứng tần số tốt hơn, việc thực hiện khôi phục thời gian trong hệ thống tốc độ ký hiệu cao đã được cải thiện.