KR101381104B1 - Cboc 상관함수 생성 방법, cboc 신호 추적 방법 및 cboc 신호 추적 시스템 - Google Patents

Cboc 상관함수 생성 방법, cboc 신호 추적 방법 및 cboc 신호 추적 시스템 Download PDF

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윤석호
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Abstract

CBOC 상관함수 생성 방법은 수신수단이 CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 단계(501), 연산수단이 CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하는 단계(502), 연산수단이 CBOC(6,1,1/11)의 자기상관함수를 구성하는 부분상관함수를 조합하여 상관함수를 생성하는 단계(503) 및 연산수단이 상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 단계(504)를 포함한다.

Description

CBOC 상관함수 생성 방법, CBOC 신호 추적 방법 및 CBOC 신호 추적 시스템{GENERATING METHOD FOR CBOC CORRELATION FUNCTION, TRACKING METHOD FOR CBOC SIGNAL AND TRACKING SYSTEM FOR CBOC SIGNAL}
이하 설명하는 기술은 CBOC 신호 동기화를 위하여 주변 첨두가 제거된 CBOC 상관함수 생성 방법, 이 상관함수를 이용한 CBOC 신호 추적 방법 및 이 상관함수를 이용한 CBOC 신호 추적 시스템에 관한 것이다.
BOC(binary offset carrier) 신호는 Galileo, GPS III와 같은 차세대 위성 항법 시스템의 (global navigation satellite system: GNSS) 변조 기법으로 채택되고 있다.
GNSS에서는 동기화 과정에서 발생하는 시간 오류가 심각한 위치 오류로 나타날 수 있다. 따라서 신뢰성 있는 GNSS 기반 통신을 위해서는 신호 동기화가 매우 중요하다.
최근에는 SinBOC 및 CosBOC뿐 만 아니라 composite BOC와 (CBOC) 같은 새로운 BOC 신호가 제안되었으며, 상관함수의 폭이 좁아 다중경로 환경에서 비교적 우수한 성능을 보이기 때문에 차세대 GNSS에서 사용될 것으로 크게 주목받고 있다.
Zheng Yao, "Unambiguous Technique for Multiplexed Binary Offset Carrier Modulated Signals Tracking" IEEE Signal Processing Letters, vol. 16, Issue. 7, pp. 608-611, July. 2009.
CBOC(6,1,1/11) 신호의 자기상관함수는 하나의 주 첨두와 여러 개의 주변 첨두로 이루어져 있기에, 주변 첨두에서 동기화가 되는 문제점이 발생한다. 기존 기법에서는 이 문제를 해결하기 위해 새로운 국소 신호를 생성하여, 새로운 상관함수를 제안하였다(Zheng Yao, "Unambiguous Technique for Multiplexed Binary Offset Carrier Modulated Signals Tracking" IEEE Signal Processing Letters, vol. 16, Issue. 7, pp. 608-611, July. 2009). 그러나, 기존 기법은 자기상관함수의 주변 첨두를 제거하여 모호성을 제거하였지만, BOCsin(6,1)에서 오는 장점을 충분히 이용하지 못하여 다중경로 채널 환경에서 코드 추적 성능이 현저히 저하되는 문제점을 가지고 있다.
이하 설명하는 기술은 CBOC(6,1,1/11) 신호의 추적 성능을 향상시키고자 CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 구간을 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 구간으로 해석하여 부분상관함수를 생성하고자 한다.
이하 설명하는 기술은 생성된 부분상관함수들을 조합하고, 조합한 상관함수를 가중 결합하여 주변 첨두가 제거되면서도 다중경로 채널 환경에 강인한 새로운 비모호 상관함수를 생성하고자 한다.
이하 설명하는 기술의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
CBOC 상관함수 생성 방법은 수신수단이 CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 단계, 연산수단이 CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하는 단계, 연산수단이 CBOC(6,1,1/11)의 자기상관함수를 구성하는 부분상관함수를 조합하여 상관함수를 생성하는 단계 및 연산수단이 상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 단계를 포함한다.
CBOC(6,1,1/11) 신호는 CBOC(6,1,1/11,'+') 신호 및 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호를 포함한다.
CBOC 신호 추적 방법은 단말기가 CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 단계, 단말기가 CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하는 단계, 단말기가 CBOC(6,1,1/11)의 자기상관함수를 구성하는 부분상관함수를 조합하여 상관함수를 생성하는 단계, 단말기가 조합한 부분상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 단계 및 단말기가 비모호 상관함수를 이용하여 CBOC 신호를 추적하는 단계를 포함한다.
해석하는 단계는 BOCsin(6,1)의 부반송파와 BOCsin(1,1)의 부반송파를 전력 분리 비율 1/11로 감산한 형태인 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파의 펄스 주기로 해석한다.
CBOC 신호 추적 시스템은 CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 수신부, CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하여 부분상관함수를 생성하는 부분상관함수 생성부, 부분상관함수를 조합하여 CBOC(6,1,1/11) 신호의 상관함수를 생성하는 상관함수 생성부, 상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 비모호 상관함수 생성부 및 비모호 상관함수를 이용하여 신호를 추적하는 판별부를 포함한다.
부분상관함수 생성부는 BOCsin(6,1)의 부반송파와 BOCsin(1,1)의 부반송파를 전력 분리 비율 1/11로 감산한 형태인 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파의 펄스 주기로 해석한다.
이하 설명하는 기술은 CBOC(6,1,1/11)의 부반송파 펄스 구간을 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 구간으로 해석하며, 부분상관함수를 생성하여 그것을 조합하고 그것들을 가중 결합함으로써, CBOC(6,1,1/11) 자기상관함수의 주변 첨두가 제거된 새로운 비모호 상관함수를 생성한다. 이 상관함수를 이용하여 코드 추적한 경우 다중경로 채널 환경에서 기존 발명보다 현저히 좋은 코드 추적 성능을 보인다.
이하 설명하는 기술의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 CBOC 상관함수 생성 방법에 대한 순서도의 예이다.
도 2(a)는 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스이고, 도 2(b)는
Figure 112013045146840-pat00001
의 부반송파 펄스들을 도시한 예이다.
도 3은 비모호 상관함수를 생성하는 과정을 도시한 예이다.
도 4는 CBOC(6,1,1/11,'-') 자기상관함수와 CBOC(6,1,1/11,'-')를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석한 비모호 상관함수를 도시한 예이다.
도 5는 CBOC 신호 추적 시스템에 대한 개략적인 블록도의 예이다.
도 6은 기존 발명과 CBOC(6,1,1/11,'-')를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석한 비모호 상관함수의 성능을 비교한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이며, 이러한 이유로 본 발명의 CBOC 신호 추적 시스템(100)에 따른 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 도 5와는 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 Galileo, global positioning system (GPS) Ⅲ와 같은 차세대 위성 항법 시스템의 (global navigation satellite system) 변조 기법으로 사용되고 있는 BOC 신호 중 실제 GPS L1C와 Galileo E1 개방 서비스에 사용될 예정인 CBOC(6,1,1/11) 신호에 대해 다중경로 채널 환경에서 강인한 CBOC 신호 추적 방법을 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하면서 CBOC 상관함수 생성 방법, CBOC 신호 추적 방법 및 CBOC 신호 추적 시스템에 관하여 구체적으로 설명하겠다.
도 1은 CBOC 상관함수 생성 방법(500)에 대한 순서도의 예이다. CBOC 상관함수 생성 방법은 수신수단이 CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 단계(501), 연산수단이 CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하는 단계(502), 연산수단이 CBOC(6,1,1/11)의 자기상관함수를 구성하는 부분상관함수를 조합하여 상관함수를 생성하는 단계(503) 및 연산수단이 상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 단계(504)를 포함한다.
수신수단이란 CBOC 신호를 수신하는 수신기 장치를 의미하고, 연산수단은 CBOC 신호 동기화 시스템 내지 CBOC 신호 추적 시스템에서 사용되는 컴퓨터 프로세서와 같은 연산장치를 의미한다. 본 발명은 특정한 하드웨어에 대한 것이 아니므로, 상기 방법을 수행할 수 있는 다양한 하드웨어 구성이 사용될 수 있음은 자명하다.
BOC 신호는 일반적으로 부반송파의 위상에 따라 사인 및 코사인 위상 BOC로 구분된다. 사인과 코사인 위상 BOC는 부반송파가 각각 사인 및 코사인 위상을 갖는 경우를 의미하고, 각각 BOCsin(kn,n)과 BOCcos(kn,n)으로 나타낸다.
여기서 k는 의사잡음코드 전송률과 부반송파 주파수와의 비를 나타내는 양의 정수이다. n은 의사잡음코드 전송률과 1.023MHz의 비를 나타내며, 이는 하나의 의사잡음코드 칩 내부에 k주기의 부반송파 펄스가 존재하는 것을 의미한다.
여러 BOC 신호 중 실제 GPS L1C와 Galileo E1 개방 서비스에 사용될 CBOC(6,1,1/11)는 데이터를 전송하기 위한 CBOC(6,1,1/11,'+')와 동기화를 위한 CBOC(6,1,1/11,'-')로 나누어진다. 여기서 CBOC(6,1,1/11,'+')와 CBOC(6,1,1/11,'-')는 BOCsin(6,1)과 BOCsin(1,1)를 전력 분리 비율 1/11로 더하거나 뺀 형태를 의미한다.
본 발명은 CBOC(6,1,1/11,'+')와 CBOC(6,1,1/11,'-') 두 가지 신호에 모두 적용될 수 있다. 다만 본 발명은 기본적으로 동기화를 목적으로 사용되기 때문에 동기화를 위한 신호 모델인 CBOC(6,1,1/11,'-')를 중심으로 설명하고자 한다. CBOC(6,1,1/11,'-')는 아래의 수학식 1과 같이 나타낸다.
Figure 112013045146840-pat00002
여기서 P는 신호 전력, c i∈{-1,1}는 주기가 T인 의사잡음코드의 i번째 칩, T c는 의사잡음코드 칩 주기,
Figure 112013045146840-pat00003
는 [0,T c]에 존재하는 단위 구형파, d(t)는 항법데이터를 나타낸다. 항법데이터는 빠르고 정확한 동기화를 위해 d(t) = 1인 특성을 지닌다. 부반송파는 아래의 수학식 2와 같이 나타낸다.
Figure 112013045146840-pat00004
여기서
Figure 112013045146840-pat00005
는 BOCsin(1,1)의 부반송파 펄스 주기,
Figure 112013045146840-pat00006
는 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기이다.
CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스 주기
Figure 112013045146840-pat00007
는 BOCsin(6,1)의 부반송파와 BOCsin(1,1)의 부반송파를 전력 분리 비율 1/11로 감산한 형태이다. 본 발명은 연산 수단이 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스 주기
Figure 112013045146840-pat00008
를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기
Figure 112013045146840-pat00009
로 해석하는 것이 특징이다(즉,
Figure 112013045146840-pat00010
=
Figure 112013045146840-pat00011
). 한편 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 m번째 펄스는
Figure 112013045146840-pat00012
라고 한다.
도 2(a)는 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스이고, 도 2(b)는
Figure 112013045146840-pat00013
의 부반송파 펄스들을 도시한 예이다. 도 2는 CBOC(6,1,1/11,'-')와 부반송파 펄스
Figure 112013045146840-pat00014
들을 도시한다. 도 2를 살펴보면, 본 발명의 부반송파 펄스의 주기가 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기와 같다는 것을 알 수 있다.
본 발명에서 모든 의사잡음코드 칩은 +1과 -1의 독립확률변수로 동일한 확률로 발생한다고 가정한다. 또한 의사잡음코드 주기 T는 일반적으로 의사잡음코드 칩 주기 T c보다 매우 크다. 정규화된 CBOC(6,1,1/11,'-') 자기상관함수는 아래의 수학식 3와 같이 정의된다.
Figure 112013045146840-pat00015
Figure 112013045146840-pat00016
는 m번째 부분상관함수라고 정의하며, 상기 수학식 3에 따라 CBOC(6,1,1/11,'-')의 자기상관함수는 부분상관함수
Figure 112013045146840-pat00017
들의 단순 합으로 표현된다.
도 3은 비모호 상관함수를 생성하는 과정을 도시한 예이다. 도 3으로부터 부분상관함수
Figure 112013045146840-pat00018
들의 단순 합이 CBOC(6,1,1/11,'-')의 자기상관함수를 이루는 것을 알 수 있다. 도 3(a)는 CBOC(6,1,1/11,'-')의 자기상관함수를 도시하고, 도 3(b)는 자기상관함수를 구성하는 부분상관함수를 도시하고, 도 3(c)는 부분상관함수를 조합하여 생성된 상관함수를 가중결합하는 과정을 도시하며, 도 3(d)는 상관함수를 가중결합하여 최종적으로 생성된 비모호 상관함수를 도시한다.
부분상관함수
Figure 112013045146840-pat00019
들은 CBOC(6,1,1/11,'-') 자기상관함수의 주 첨두를 구성하는 범위 밖에서 모두
Figure 112013045146840-pat00020
를 만족한다. 따라서 연산수단은 CBOC(6,1,1/11,'-') 자기상관함수에 대하여 주변 첨두를 제거한 상관함수를
Figure 112013045146840-pat00021
을 이용하여 생성할 수 있다. 이는 아래의 수학식 4와 같이 표현가능하다.
Figure 112013045146840-pat00022
나아가 연산 수단은 생성한 상관함수들을 아래의 수학식 5와 같이 가중 결합하여, 새로운 비모호 상관함수
Figure 112013045146840-pat00023
를 생성한다.
Figure 112013045146840-pat00024
새로운 비모호 상관함수
Figure 112013045146840-pat00025
는 BOCsin(6,1)의 장점을 효율적으로 사용하여 절대값 연산과 가중 결합 연산을 통해 CBOC(6,1,1/11,'-') 자기상관함수의 주변 첨두를 완벽히 제거하였다.
도 4는 CBOC(6,1,1/11,'-') 자기상관함수와 CBOC(6,1,1/11,'-')를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석한 비모호 상관함수를 도시한 예이다.
도 4를 살펴보면 본 발명의 새로운 비모호 상관함수
Figure 112013045146840-pat00026
는 CBOC(6,1,1/11,'-') 자기상관함수의 주변 첨두가 완벽히 제거된 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같이 상기 과정은 데이터 전송을 위한 CBOC(6,1,1/11,'+')에도 적용되며, 최종 상관함수도 동일하게 유도된다.
CBOC(6,1,1/11) 신호 코드 추적을 위한 판별기 출력은 아래의 수학식 6와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013045146840-pat00027
여기서 △는 선후간격이다. 판별기 출력은 지연동기루프의 수치 제어된 오실레이터에
Figure 112013045146840-pat00028
의해 가 0이 될 때까지 작동한다.
도 5는 CBOC 신호 추적 시스템에 대한 개략적인 블록도의 예이다. CBOC 신호 추적 시스템은 CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 수신부(110), CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하여 부분상관함수를 생성하는 부분상관함수 생성부(120), 부분상관함수를 조합하여 CBOC(6,1,1/11) 신호의 상관함수를 생성하는 상관함수 생성부(130), 상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 비모호 상관함수 생성부(140) 및 비모호 상관함수를 이용하여 신호를 추적하는 판별부(150)를 포함한다. 전술한 CBOC 상관함수 생성 방법과 중복되는 내용은 간략하게 설명하고자 한다.
부분상관함수 생성부(120)는 BOCsin(6,1)의 부반송파와 BOCsin(1,1)의 부반송파를 전력 분리 비율 1/11로 감산한 형태인 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파의 펄스 주기로 해석한다.
부분상관함수는 상기 수학식 3과 같이 합산하여 자기상관함수(
Figure 112013045146840-pat00029
)를 구성한다.
상관함수 생성부(130)는 전술한 수학식 4를 통해 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호에 대한 부분상관함수를 조합하여 주변 첨두가 제거된 상관함수(
Figure 112013045146840-pat00030
)를 생성한다.
비모호 상관함수 생성부(140)는 전술한 수학식 5를 이용하여 부분상관함수를 조합하여 생성한 상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수(
Figure 112013045146840-pat00031
)를 생성한다.
판별부(150)에서 출력되는 신호는 전술한 수학식 6과 같이 나타난다.
이하 본 발명에서 제안한 상관함수를 사용한 기법과 기존 기법의 효과를 비교한 결과를 설명한다. 기존 발명은 Zheng Yao 등이 "Unambiguous Technique for Multiplexed Binary Offset Carrier Modulated Signals Tracking" 논문에서 공개한 기법이다(IEEE Signal Processing Letters, vol. 16, Issue. 7, pp. 608-611, July. 2009.).
새로운 비모호 상관함수와 기존 발명의 상관함수를 이용하여 multipath error envelope (MEE) 성능을 모의실험 결과로 비교하였다. 모의실험은 신호의 잡음이 없는 상황에서 첫째 경로와 둘째 경로의 신호의 크기 비율이 0.25일 때, T = 4ms, BL = 1Hz, TI = T, Tc -1 = 1.023MHz, △ = 0.083[Tc]로 가정하여 진행하였다. 여기서 BL은 루프필터의 대역폭, TI는 적분시간을 의미하며,
Figure 112013045146840-pat00032
는 기존 발명 에서 사용하는 파라미터이다.
도 6은 기존 발명과 CBOC(6,1,1/11,'-')를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석한 비모호 상관함수의 성능을 비교한 그래프이다. 도 6은 CBOC(6,1,1/11,'-')에 대해 첫째 경로와 둘째 경로의 신호의 크기 비율이 0.25일 때, 기존 발명의 상관함수와 본 발명의 새로운 비모호 상관함수를 이용한 경우 MEE 성능을 나타낸 것이다. 본 발명의 새로운 비모호 상관함수를 이용한 경우 기존 발명의 상관함수를 이용한 경우에 비해 다중 경로 지연 구간에서 더 좋은 MEE 성능을 보여준다. 이는 본 발명의 새로운 비모호 상관함수가 기존 발명의 상관함수보다 CBOC(6,1,1/11)의 성능 향상의 핵심인 BOCsin(6,1)을 더욱 효율적으로 이용했기 때문이다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : CBOC 신호 추적 시스템 110 : 수신부
120 : 생성부 130 : 상관함수 생성부
140 : 비모호 상관함수 생성부 150 : 판별부

Claims (15)

  1. CBOC 상관함수 생성 방법에 있어서,
    수신수단이 CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 단계;
    연산수단이 상기 CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하는 단계;
    상기 연산수단이 CBOC(6,1,1/11)의 자기상관함수를 구성하는 부분상관함수를 조합하여 상관함수를 생성하는 단계; 및
    상기 연산수단이 상기 상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 단계를 포함하는 CBOC 상관함수 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CBOC(6,1,1/11) 신호는 CBOC(6,1,1/11,'+') 신호 및 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호를 포함하는 CBOC 상관함수 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 해석하는 단계는
    아래의 식으로 표현되는 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파의 펄스 주기로 해석하는 CBOC 상관함수 생성 방법.
    Figure 112013045146840-pat00033

    (여기서
    Figure 112013045146840-pat00034
    는 BOCsin(1,1)의 부반송파 펄스 주기,
    Figure 112013045146840-pat00035
    는 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기임)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자기상관함수는 아래의 식과 같이 표현되는 CBOC 상관함수 생성 방법.
    Figure 112013045146840-pat00036

    (여기서, b(t)는 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호, P는 신호 전력, T는 의사잡음코드의 주기,
    Figure 112013045146840-pat00037
    는 BOCsin(1,1)의 부반송파 펄스 주기,
    Figure 112013045146840-pat00038
    는 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기,
    Figure 112013045146840-pat00039
    은 m 번째 부분상관함수임)
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상관함수를 생성하는 단계는
    아래의 수식을 통해 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호에 대한 부분상관함수를 조합하여 주변 첨두가 제거된 비모호 상관함수(
    Figure 112013045146840-pat00040
    )를 생성하는 CBOC 상관함수 생성 방법.
    Figure 112013045146840-pat00041

    (여기서,
    Figure 112013045146840-pat00042
    은 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호의 자기상관함수를 구성하는 m 번째 부분상관함수임)
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비모호 상관함수를 생성하는 단계는
    아래의 수식을 이용하여 상기 조합한 부분상관함수를 가중 결합하여 상기 비모호 상관함수(
    Figure 112013045146840-pat00043
    )를 생성하는 CBOC 상관함수 생성 방법.
    Figure 112013045146840-pat00044
  7. CBOC 신호를 동기화하는 단말기가 CBOC 신호 추적 방법에 있어서,
    상기 단말기가 CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 단계;
    상기 단말기가 상기 CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하는 단계;
    상기 단말기가 CBOC(6,1,1/11)의 자기상관함수를 구성하는 부분상관함수를 조합하여 상관함수를 생성하는 단계;
    상기 단말기가 상기 조합한 부분상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 단계; 및
    상기 단말기가 상기 비모호 상관함수를 이용하여 CBOC 신호를 추적하는 단계를 포함하는 CBOC 신호 추적 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 해석하는 단계는
    BOCsin(6,1)의 부반송파와 BOCsin(1,1)의 부반송파를 전력 분리 비율 1/11로 감산한 형태인 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파의 펄스 주기로 해석하는 CBOC 신호 추적 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 상관함수 생성하는 단계는
    아래의 수식을 통해 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호에 대한 부분상관함수를 조합하여 주변 첨두가 제거된 비모호 상관함수(
    Figure 112013045146840-pat00045
    )를 생성하는 CBOC 신호 추적 방법.
    Figure 112013045146840-pat00046

    (여기서,
    Figure 112013045146840-pat00047
    은 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호의 자기상관함수를 구성하는 m 번째 부분상관함수임)
  10. 제9항에 있어서,
    상기 비모호 상관함수를 생성하는 단계는
    아래의 수식을 이용하여 상기 조합한 부분상관함수를 가중 결합하여 상기 비모호 상관함수(
    Figure 112013045146840-pat00048
    )를 생성하는 CBOC 신호 추적 방법.
    Figure 112013045146840-pat00049
  11. CBOC 신호를 동기화하는 CBOC 신호 추적 시스템에 있어서,
    CBOC(6,1,1/11) 신호를 수신하는 수신부;
    상기 CBOC(6,1,1/11) 신호의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기로 해석하여 부분상관함수를 생성하는 부분상관함수 생성부;
    상기 부분상관함수를 조합하여 상기 CBOC(6,1,1/11) 신호의 상관함수를 생성하는 상관함수 생성부;
    상기 상관함수를 가중 결합하여 비모호 상관함수를 생성하는 비모호 상관함수 생성부; 및
    상기 비모호 상관함수를 이용하여 신호를 추적하는 판별부를 포함하는 CBOC 신호 추적 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부분상관함수 생성부는 BOCsin(6,1)의 부반송파와 BOCsin(1,1)의 부반송파를 전력 분리 비율 1/11로 감산한 형태인 CBOC(6,1,1/11,'-')의 부반송파 펄스 주기를 BOCsin(6,1)의 부반송파의 펄스 주기로 해석하는 CBOC 신호 추적 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 부분상관함수는 아래의 수식과 같이 합산하여 자기상관함수(
    Figure 112013045146840-pat00050
    )를 구성하는 CBOC 신호 추적 시스템.
    Figure 112013045146840-pat00051

    (여기서, b(t)는 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호, P는 신호 전력, T는 의사잡음코드의 주기,
    Figure 112013045146840-pat00052
    는 BOCsin(1,1)의 부반송파 펄스 주기,
    Figure 112013045146840-pat00053
    는 BOCsin(6,1)의 부반송파 펄스 주기,
    Figure 112013045146840-pat00054
    은 m 번째 부분상관함수임)
  14. 제11항에 있어서,
    상기 상관함수 생성부는
    아래의 수식을 통해 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호에 대한 부분상관함수를 조합하여 주변 첨두가 제거된 상관함수(
    Figure 112013045146840-pat00055
    )를 생성하는 CBOC 신호 추적 시스템.
    Figure 112013045146840-pat00056

    (여기서,
    Figure 112013045146840-pat00057
    은 CBOC(6,1,1/11,'-') 신호의 자기상관함수를 구성하는 m 번째 부분상관함수임)
  15. 제14항에 있어서,
    상기 비모호 상관함수 생성부는
    아래의 수식을 이용하여 상기 부분상관함수를 조합하여 생성한 상관함수를 가중 결합하여 상기 비모호 상관함수(
    Figure 112013045146840-pat00058
    )를 생성하는 CBOC 신호 추적 시스템.
    Figure 112013045146840-pat00059
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103926601A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 哈尔滨工程大学 基于合成相关函数的boc（15，2.5）调制方式捕获方法
KR101567697B1 (ko) * 2014-05-30 2015-11-09 성균관대학교산학협력단 AltBOC 상관함수 생성 방법, AltBOC 신호 추적 방법 및 AltBOC 신호 추적 장치
KR101838406B1 (ko) * 2016-11-30 2018-04-26 성균관대학교산학협력단 Boc 신호를 추적하는 방법 및 boc 신호 추적 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105372678B (zh) * 2015-10-30 2019-04-19 哈尔滨工程大学 一种正弦boc调制信号的无模糊跟踪方法
KR102345813B1 (ko) * 2020-06-12 2022-01-03 덕산넵코어스 주식회사 Boc 신호 수신 모호성 제거를 위한 시분할 변환 가중치 상관 방법 및 이를 이용한 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100053956A (ko) * 2008-11-13 2010-05-24 성균관대학교산학협력단 씨비오씨 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치 및 방법
KR101184495B1 (ko) 2011-07-19 2012-09-19 성균관대학교산학협력단 주변 첨두가 제거된 상관함수 생성 방법 및 ｂｏｃ 신호 추적 시스템
KR20130046667A (ko) * 2011-10-28 2013-05-08 목포대학교산학협력단 해양 텔레매틱스용 갈릴레오 위성 시스템의 동기화 향상 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7224721B2 (en) * 2002-10-11 2007-05-29 The Mitre Corporation System for direct acquisition of received signals
FR2853967B1 (fr) * 2003-04-15 2007-11-09 Thales Sa Procede d'acquisition d'un signal de radionavigation par satellite
US8149897B2 (en) * 2006-05-26 2012-04-03 Global Locate, Inc. Method and apparatus for performing signal correlation for signals received from satellites in multiple satellite systems
US7706429B2 (en) * 2006-09-19 2010-04-27 Mediatek Inc. BOC signal acquisition and tracking method and apparatus
FR2910973B1 (fr) * 2006-12-28 2009-02-20 Cnes Epic Procede et dispositif de reception d'un signal de radionavigation a modulation boc

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100053956A (ko) * 2008-11-13 2010-05-24 성균관대학교산학협력단 씨비오씨 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치 및 방법
KR101184495B1 (ko) 2011-07-19 2012-09-19 성균관대학교산학협력단 주변 첨두가 제거된 상관함수 생성 방법 및 ｂｏｃ 신호 추적 시스템
KR20130046667A (ko) * 2011-10-28 2013-05-08 목포대학교산학협력단 해양 텔레매틱스용 갈릴레오 위성 시스템의 동기화 향상 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문1(2009.07) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103926601A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 哈尔滨工程大学 基于合成相关函数的boc（15，2.5）调制方式捕获方法
KR101567697B1 (ko) * 2014-05-30 2015-11-09 성균관대학교산학협력단 AltBOC 상관함수 생성 방법, AltBOC 신호 추적 방법 및 AltBOC 신호 추적 장치
US9379885B2 (en) 2014-05-30 2016-06-28 Research & Business Foundation Sungkyunkwan University Method of creating AltBOC correlation function, method of tracking AltBOC signal, and system for tracking AltBOC signal
KR101838406B1 (ko) * 2016-11-30 2018-04-26 성균관대학교산학협력단 Boc 신호를 추적하는 방법 및 boc 신호 추적 장치

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