KR20140135354A - Apparatus for generating jammer of GNSS and system for testing electric-wave fault of GNSS comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항법위성 방해전파 발생 장치 및 이를 구비하는 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 위성항법 전자공격 중 방해전파(jammer)에 대한 통합 시험을 위해 연속파 재밍(CW: continuous wave Jamming) 및 가상 위성 기만 재밍(Spoofing Jamming)을 통합시킨 모의 방해전파를 발생시키기 위한 장치와 이를 구비하는 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a navigation satellite jamming signal generator and a navigation satellite jamming error test system having the same, and more particularly, to a continuous-wave jamming (CW) jamming system for integrated testing of a jammer during a satellite navigation electronic attack, continuous wave jamming) and spoofing jamming (virtual jamming jamming), and an integrated navigation satellite transmission error test system having the same.
통상의 GPS 재밍(Jamming) 대응 시험연구 장치는, 전자 공격 중 전파 방해로 인한 수신자의 전파 수신 저해 또는 방해 등의 상황에 대비하여 재밍(Jamming)이나 특정위성 신호지연 및 가상위성 기만재밍(spoofing Jammer)을 위한 고의적 전자파를 방사 모의하기 위한 것이다.A typical GPS jamming response test device is designed to prevent jamming, specific satellite signal delay and spoofing jammer (jamming) due to radio wave disturbance due to radio interference during electronic attack, To simulate the intentional electromagnetic wave for the radiation.
하지만 재밍과 스푸핑 기술은 나날이 발달되어 가고 있으며, 따라서 이들을 이용한 방해전파 환경은 이들이 각각 독립적으로 존재하는 환경이 아닌 복합적으로 존재하는 환경으로 진화되어 가고 있으며, 앞으로는 더더욱 복합적이고 통합적인 환경으로 변화되어 갈 것임이 분명하다.However, jamming and spoofing technologies are evolving day by day, so the jamming environment that uses them is evolving into a complex environment, rather than an environment in which they exist independently of each other. In the future, It is obvious.
그렇지만 이와 같은 재밍과 스푸핑 통합 상황에 대비하기 위한, 이들 기능을 동시에 구현 가능한 테스트용 항법위성 방해전파 발생 장치는 제안된 바 없다는 문제점이 있다.
However, there is a problem that a navigation satellite jamming signal generating device for test capable of simultaneously realizing these functions in order to prepare for such jamming and spoofing integration has not been proposed.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 위성항법 전자공격 중 방해전파(jammer)에 대한 통합 시험을 위해 연속파 재밍(CW: continuous wave Jamming) 및 기만 재밍(Spoofing Jamming)을 통합시킨 모의 방해전파를 발생시키기 위한 장치와, 이를 구비하는 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and it is an object of the present invention to provide a method and system for simulating a continuous wave jamming (CW) and a spoofing jamming An apparatus for generating jamming waves, and a navigation satellite wave error integration test system including the same.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 항법위성(GNSS)용 전파 방해 모의 시험을 위한 방해전파 발생 장치에 있어서, 잡음, 연속 펄스파 및 복합 신호를 포함하는 디지털 신호의 처리를 위한 FPGA DSP 모듈; GPS 재밍(jamming) 신호 및 스푸핑(spoofing) 신호를 생성하고 송출하기 위한 RF 모듈; 및 상기 FPGA DSP 모듈 및 RF 모듈에 전원을 공급하기 위한 파워(POWER) 모듈;을 포함하되, 상기 RF 모듈은 상기 FPGA DSP 모듈에서 처리된 디지털 신호를 다양한 상태의 아날로그 신호로 변경하기 위한 디지털/아날로그 컨버터(DAC)를 구비하는 것을 특징으로 하는 항법위성 방해전파 발생 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a jammer generator for a jamming test for a navigation satellite (GNSS), comprising: an FPGA DSP module for processing a digital signal including noise, continuous pulse wave, ; An RF module for generating and transmitting a GPS jamming signal and a spoofing signal; And a power module for supplying power to the FPGA DSP module and the RF module, wherein the RF module includes a digital / analog converter for converting the digital signal processed in the FPGA DSP module into an analog signal in various states, And a converter (DAC) is provided in the navigation satellite jamming wave generator.
여기서, 상기 RF 모듈은 가상 위성 환경을 제공하기 위한 위성 제너레이팅(generating) 기능을 구비하는 것이 바람직할 수 있다.Here, it is preferable that the RF module has a satellite generating function for providing a virtual satellite environment.
한편, 본 발명은 상기한 바와 같은 기능 및 특징들을 구비하는 항법위성 방해전파 발생 장치가 포함된 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템을 제공할 수 있다.
Meanwhile, the present invention can provide a navigation satellite wave error integration test system including the navigation satellite jamming wave generator having the functions and features as described above.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 위성 항법 통신분야에 있어서 재밍 신호 및 스푸핑 신호가 통합된 방해전파 환경을 제공하기 위한 방해전파 생성 장치와 이를 구비하는 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템의 제공이 가능할 수 있게 되었다는 등의 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a jammer generator for providing a jamming environment in which a jamming signal and a spoofing signal are integrated in a satellite navigation communication field, and a navigation satellite wave error integration test system having the jammer generator. And so on.
이에 따라, 장차 더욱 다양하고 복잡한 방향으로 발달되어 가는 방해전파 상황에 선제적으로 대응할 수 있게 되었다는 등의 장점이 있다.As a result, it is possible to preemptively respond to jamming situations that are developed in a variety of complex directions in the future.
나아가 가상의 위성 환경 제공이 가능할 수 있도록 하기 위한 소프트웨어적으로 구현된 위성 제너레이팅(generating) 기능을 탑재함으로써, 보다 다양한 방해전파 시험 환경의 구현이 가능할 수 있다는 등의 추가적인 장점도 있다.
In addition, there is an additional advantage that a more diversified jammer test environment can be realized by incorporating a satellite generating function implemented in software to enable a virtual satellite environment to be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항법위성 방해전파 발생 장치의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 2는 도 1에 구비되는 FPGA DSP 모듈의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 3은 도 1에 구비되는 RF 모듈의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 4는 도 1에 구비되는 POWER 모듈의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템의 구성을 나타낸 설명도이다.1 is an explanatory view showing a configuration of a navigation satellite jamming wave generator according to an embodiment of the present invention.
2 is an explanatory view showing a configuration of an FPGA DSP module provided in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration of an RF module provided in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration of a POWER module provided in FIG. 1. FIG.
5 is an explanatory view showing a configuration of a navigation satellite wave error integration test system according to an embodiment of the present invention.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.It is to be understood that the following specific structural or functional description is illustrative only for the purpose of describing an embodiment consistent with the concept of the present invention and that the embodiments according to the inventive concept may be embodied in various forms, Should not be construed as limited to these.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it should be understood that the embodiments according to the concept of the present invention are not intended to limit the present invention to specific modes of operation, but include all changes, equivalents and alternatives included in the spirit and scope of the present invention.
제 1 및/또는 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로도 명명될 수 있다. The terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to these terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, The second component may also be referred to as a first component.
어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "사이에"와 "바로 사이에" 또는 "에 인접하는"과 "에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions for describing the relationship between components, such as "between" and " adjacent "or " adjacent"
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It is to be understood that the terms such as " comprises "or" having "in this specification are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항법위성 방해전파 발생 장치의 구성을 나타낸 설명도이다.1 is an explanatory view showing a configuration of a navigation satellite jamming wave generator according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 항법위성 방해전파 발생 장치는 디지털 신호를 처리해 주는 DSP FPGA 모듈, GPS 재밍(jamming) 신호 및 스푸핑(spoofing) 신호를 만들고 이를 송출해 주는 RF 모듈 및 전원을 공급해 주는 파워(POWER) 모듈 등 3장의 보드와 장치의 확장성을 위한 여분의 슬롯(surplus module) 등을 포함함을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 1, the navigation satellite jamming signal generator according to an embodiment of the present invention includes a DSP FPGA module for processing digital signals, a GPS jamming signal and a spoofing signal, RF module and power module to supply power, and surplus module for expandability of board and device.
아래의 <표 1> 및 <표 2>에, 본 발명의 실시예를 통해 생성하고자 하는 재머 신호 시뮬레이션 생성 규격 및 재머신호 방식 규격을 정리하여 보았다. Table 1 and Table 2 below summarize the jammer signal simulation generation standard and the jammer signaling standard to be generated through the embodiment of the present invention.
참고로, 이하의 본 발명 명세서의 상세한 설명이나 표 및 도면 등에 언급 또는 도시된 구체적인 수치와 제품명, 제조회사 및 제품번호 등은 본 발명의 실시예와 설명의 편의에 따른 예시일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되지 아니함은 당연하다.
It is to be understood that both the foregoing description and the specific values, product names, manufacturers, and product numbers mentioned or illustrated in the detailed description of the present invention, tables and drawings, and the like are merely examples for convenience of description and explanation of the present invention, It is natural that it is not limited thereto.
이하에서는 도 1에 도시된 각각의 모듈 및 상기 <표 1>과 <표 2>에 언급된 제원에 대한 세부 구성 및 기능 등에 대해 설명할 수 있도록 한다.
Hereinafter, the detailed configuration and functions of the respective modules shown in FIG. 1 and the specifications mentioned in <Table 1> and <Table 2> will be described.
도 2는 도 1에 구비되는 FPGA DSP 모듈의 구성을 나타낸 설명도이다.2 is an explanatory view showing a configuration of an FPGA DSP module provided in FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, FPGA DSP 모듈은 FPGA, DSP 및 메모리 등을 포함하여 구성되며, 잡음 생성, 연속 펄스파, 복합 신호 생성 등의 기능을 수행한다. 또한 외부 컴퓨터와의 시리얼 통신을 통하여 재밍 신호의 변환 속도 대역 등을 변경하는 기능도 수행할 수 있다.As shown in FIG. 2, the FPGA DSP module includes an FPGA, a DSP, and a memory, and performs functions such as noise generation, continuous pulse wave, and composite signal generation. It is also possible to change the conversion speed band of the jamming signal through serial communication with an external computer.
본 발명의 실시예에 따른 항법위성 방해전파 발생 장치에 구비되는 FPGA DSP 모듈을 구성하는 주요 구성품들을 다음의 <표 3>에 정리하였다.
Major components of the FPGA DSP module included in the navigation satellite jamming signal generator according to the embodiment of the present invention are summarized in Table 3 below.
상기 구성요소들에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.The components will be briefly described as follows.
먼저 DSP는 실수 연산이 가능하고 실행 속도가 비교적 빠른 TI 사의 TMS320C67x 제품군이다. 이중에서 사용 용도를 고려하여 TMS320C6747(이하 C6747)을 선택했다. C6747은 최대 450의 클럭으로 인스트럭션 사이클이 2.2로 동작된다. 8개의 독립적인 ALU를 가지고 병렬 처리를 하므로 2400 MIPS(Million Instructions Per Second)와 1800 MFLOPS(Million Floating-point Operations Per Second)의 처리속도를 갖는다. First, DSP is a TMS320C67x product family of TI which is capable of real number calculation and relatively fast execution speed. Among them, TMS320C6747 (hereinafter referred to as C6747) was selected in consideration of the intended use. The C6747 has a maximum of 450 clocks with an instruction cycle of 2.2. It has a processing speed of 2400 MIPS (Million Instructions Per Second) and 1800 MFLOPS (Million Floating-Point Operations Per Second) since it has parallel processing with eight independent ALUs.
또한 32KB 레벨1(L1) 프로그램 캐시, 32KB L1 데이터 캐시, 256KB L2 및 범용 메모리 아키텍처로 최고의 성능을 보장한다. C6747 저전력 어플리케이션 프로세서는 C674x DSP 코어를 기반으로 한다. 이 DSP의 플랫폼 TMS320C6000의 다른 제품보다 훨씬 낮은 전력을 소모한다. C6747의 DSP Core는 L1/L2 캐시 아키텍처를 기반으로 사용한다. L1 프로그램 캐시 (L1P) 32KB와 L1 데이터 캐시 (L1D) 32KB는 직접 매핑 되어 있다. 프로그램 L2 캐시는 (L2P) 프로그램과 데이터 사이의 공간을 공유하는 256KB의 메모리 공간으로 구성되어 있다. L2 또한 1,024킬로바이트 ROM이 맵핑되어 고속 처리가 가능하다. L2 메모리 매핑된 메모리, 캐시, 또는 두 가지의 조합으로 구성할 수 있다.It also provides the highest performance with 32KB Level 1 (L1) program cache, 32KB L1 data cache, 256KB L2 and general memory architecture. The C6747 low-power application processor is based on the C674x DSP core. It consumes significantly less power than the other products of the DSP platform TMS320C6000. The DSP Core of the C6747 is based on the L1 / L2 cache architecture. The L1 program cache (L1P) 32KB and the L1 data cache (L1D) 32KB are directly mapped. The program L2 cache consists of 256KB of memory space that shares space between (L2P) programs and data. L2 is also mapped to a 1,024 kilobyte ROM, enabling high-speed processing. L2 memory can be configured with mapped memory, cache, or a combination of the two.
C6747은 내장된 주변회로도 풍부하며, 여러 종류의 메모리를 인터페이스 할 수 있는데, EMIFA(External Memory Interface)와 EMIFB 2개가 있어 buffer 없이 고속의 메모리를 각각 장착할 수 있다. 특히 UART가 3채널 내장되어 추가로 확장할 필요가 없다. 그리고 C6747은 여러 종류의 boot 모드를 지원한다. 이중 serial flash ROM을 지원함으로써 address, data 개수가 감소함에 따라 보드 크기를 줄일 수 있다.
The C6747 has plenty of peripheral circuitry and can interface with various types of memories, including two external memory interfaces (EMIFA) and two EMIFBs. In particular, there is no need to expand the UART with 3 channels. And the C6747 supports several boot modes. By supporting dual serial flash ROM, board size can be reduced as the number of address and data decreases.
FPGA는, 사용자 요구에 맞게 프로그래밍 하여 사용할 수 있도록 많은 진보를 거듭하여 용량 증대와 수많은 기능이 포함되어 있는 기술분야로써, 하드웨어를 설계하면서 많은 기능이 요구되는데, 이것들을 개별 부품들을 사용하여 설계를 한다면 고속의 신호처리를 하기에 힘들고 수정도 힘들어지는 문제점이 발생한다. 때문에 대부분의 하드웨어적인 처리를 FPGA에서 수행하도록 설계 되어 있다. FPGA is a field of technology that includes many functions and capacity increase by making many progress so that it can be programmed and used according to the user's demand. It is necessary to design many functions while designing the hardware. It is difficult to perform high-speed signal processing and it becomes difficult to correct it. Therefore, most of the hardware processing is designed to be performed in the FPGA.
본 발명의 실시예에 적용되는 FPGA로는 Xilinx사의 Spartan-6세대 제품군을 선정하였다. 이중에서 저 전력 대비 용량을 생각 하여 XC6SLX45을 선정해서 사용하였다.
The Spartan-6 generation family of Xilinx Inc. was selected as the FPGA to be applied to the embodiment of the present invention. Among them, XC6SLX45 was selected for low power capacity.
메모리는 여러 종류(SDRAM, Booting Serial Flash ROM, DYNAMIC RAM, FPGA Configuration ROM)가 있는데, Serial Flash ROM은 개발 후 stand alone으로 동작시키기 위해 사용되며, DSP의 실행 코드 데이터를 넣게 된다. 프로그램을 통해 on-board 상에서 읽고 쓰기가 가능하며, 코드 이외의 영역은 임의로 LUT(Look Up Table) 등으로 사용할 수 있다. 기본적으로 FPGA는 SRAM 기반으로 Configuration ROM이 필요하다. 보드 사이즈를 고려하여 serial Flash memory를 실장 하였다.
There are various kinds of memory (SDRAM, Booting Serial Flash ROM, DYNAMIC RAM, and FPGA Configuration ROM). Serial Flash ROM is used for stand alone operation after development. It is possible to read and write on-board through the program, and the area other than the code can be arbitrarily used as a look up table (LUT). Basically, FPGA requires SRAM based Configuration ROM. We implemented serial Flash memory considering board size.
전원부는 파워 모듈에서 5V를 입력 받아 FPGA DSP 모듈에서 사용 되는 3.3V와 1.8V를 각각 만들어 사용하며, 또한 이렇게 만들어진 3.3V를 상기 RF 모듈에 제공한다.
The power section receives 5V from the power module and uses 3.3V and 1.8V, respectively, used in the FPGA DSP module, and also provides 3.3V to the RF module.
도 3은 도 1에 구비되는 RF 모듈의 구성을 나타낸 설명도이다.FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration of an RF module provided in FIG. 1. FIG.
도 3에 도시된 바와 같은 RF 모듈에 구비되는 주요 구성품들을 다음의 <표 4>에 정리하였다.
Major components included in the RF module as shown in FIG. 3 are summarized in Table 4 below.
먼저, 디지털/아날로그 컨버터(DAC)는 대개 2개 정도의 적은 수로 정의된 수준이나 상태를 가지는 신호, 즉 디지털 신호를, 이론적으로는 무한한 개수의 상태를 가지는 아날로그 신호로 변경해 주는 과정이나 장치를 말한다.First, a digital-to-analog converter (DAC) is a process or device that converts a signal having a defined level or state, typically a digital signal, into two analog signals, theoretically an infinite number of states .
본 발명의 실시예에 따른 항법위성 방해전파 발생 장치에서도 GPS 재밍 및 스푸핑을 위한 다양한 신호를 만들기 위해 DAC가 사용 되었으며, DAC5686IPZP을 사용하였다. DAC5686IPZP은 2채널 16-BIT의 resolution, 최대 500-MSPS로 신호 변환이 가능하며, 인터페이스는 SPI를 사용한다.
In the navigation satellite jammer according to the embodiment of the present invention, DAC is used to generate various signals for GPS jamming and spoofing, and DAC5686IPZP is used. The DAC5686IPZP is capable of converting signals to 2-channel 16-bit resolution, up to 500-MSPS, and uses the SPI interface.
GPS 수신기로(GPS Receiver)는 MAX2769을 사용하였다.The GPS receiver (the GPS receiver) used the MAX2769.
GPS L1 및 Galileo E1 GNSS 위성에서 송출되는 무선 항법 신호는 반송파에 실어 항법 데이터를 전송한다. 이때 각 신호의 반송파가 같으므로 RF(Radio Frequency) 회로는 대역폭만 허용하면 하나로 함께 적용할 수 있다. 이후 안테나를 통해 수신된 신호를 저 잡음 앰프로 증폭하고, 혼합기와 국부 발진기를 통해 하나의 IF(Intermediate Frequency)로 변환해서 출력한다. 이때의 주파수는 4.092MHz로 통일된다. 이 신호를 받아 ADC(Analog Digital Converter)를 통해 이산 신호로 변환해 신호처리를 하게 된다. 각각의 항법 신호를 받아 하나의 IF 신호로 출력해주는 것이 수신전단부의 역할이다. The GPS signals from the GPS L1 and Galileo E1 GNSS satellites transmit navigation data on the carrier. In this case, since the carrier waves of the signals are the same, RF (Radio Frequency) circuits can be applied together as long as they allow only bandwidth. Thereafter, the signal received through the antenna is amplified by a low noise amplifier, converted into an IF (Intermediate Frequency) through a mixer and a local oscillator, and output. At this time, the frequency is unified to 4.092 MHz. This signal is received and converted into a discrete signal through an ADC (Analog Digital Converter) to perform signal processing. Receiving each navigation signal and outputting it as one IF signal is the role of receiving front end.
최종 IF 신호는 16.368MHz 의 샘플링 주파수로 ADC를 통해 이산 신호로 변환된다. 본 발명의 실시예에 따른 항법위성 방해전파 발생 장치에서는 이런 기능을 개별소자로 직접 구현하지 않고, 단일 소자인 Maxim사의 MAX2769를 이용했다.The final IF signal is converted to a discrete signal via the ADC at a sampling frequency of 16.368 MHz. In the navigation satellite jamming signal generating device according to the embodiment of the present invention, this function is not directly implemented as an individual device but a MAX2769 of Maxim, which is a single device, is used.
MAX2769는 GPS, GLONASS, Galileo 위성 내비게이션 시스템이 단일 칩에 포함되어 있다. 이 단일 변환, low-IF GNSS 수신기는 모바일 핸드셋을 비롯하여 다양한 가전 애플리케이션에 높은 성능을 제공하도록 설계되었다. 첨단, 저 전력 SiGe BiCMOS 공정 기술을 사용하여 설계된 MAX2769는 최고의 성능과 집적도를 제공한다. 이 칩에는 LNA 및 혼합기, 이미지 제거 필터, PGA, VCO, fractional-N 주파수 합성기, 크리스털 발진기, 멀티비트 ADC 등 모든 수신기 구성품이 통합되어 있다. MAX2769는 on-chip 필터를 구현하고 있어 외부 IF 필터를 사용할 필요가 없고, 단 몇 개의 외부 부품으로 GPS 수신기 솔루션을 구성할 수 있다.The MAX2769 includes a GPS, GLONASS, and Galileo satellite navigation system on a single chip. This single-conversion, low-IF GNSS receiver is designed to deliver high performance for a variety of consumer applications including mobile handsets. Designed using advanced, low-power SiGe BiCMOS process technology, the MAX2769 offers the highest performance and density. The chip integrates all receiver components, including LNAs and mixers, image rejection filters, PGAs, VCOs, fractional-N frequency synthesizers, crystal oscillators and multi-bit ADCs. The MAX2769 implements an on-chip filter that eliminates the need for an external IF filter and allows the configuration of a GPS receiver solution with only a few external components.
또한 MAX2769 IC에는 델타-시그마 fractional-N 주파수 합성기가 내장되어 있어 40 이내의 정확도로 IF 주파수를 프로그래밍 할 수 있고, 어떤 기준 주파수나 크리스털 주파수로도 동작이 가능하다. 또한 내장된 ADC는 I 및 Q 채널을 위한 1개 또는 2개의 양자화 비트를 출력하거나 I 채널을 위한 3개의 양자화 비트를 출력한다. 출력 데이터는 CMOS 로직 또는 제한된 차동 로직 레벨에서 이용할 수 있다. The MAX2769 IC also features a built-in delta-sigma fractional-N frequency synthesizer that allows the IF frequency to be programmed with accuracy down to 40 and can operate at any reference or crystal frequency. The embedded ADC also outputs one or two quantization bits for the I and Q channels or three quantization bits for the I channel. Output data is available in CMOS logic or in a limited differential logic level.
MAX2769는 초소형의 28핀(5mm x 5mm), TQFN 패키지(노출 패드형)로 제공되며, 다른 형식으로도 가능하여 ASIC(Application-specific integrated circuit) 에도 쉽게 적용할 수 있다. 동작 전압은 3.3V이다.
The MAX2769 is available in a tiny 28-pin (5mm x 5mm), TQFN package (exposed pad), available in other formats and easily adapted for application-specific integrated circuits (ASICs). The operating voltage is 3.3V.
VGA로 구비되는 MAX2057은 1300 to 2700 Variable-Gain Amplifier with Analog Gain Control 이다. 이는 최종 RF 송출시 1575.42의 GPS 대역에서의 신호크기 0.1mW ~ 1mW의 가변을 위한 Gain Control이다.The MAX2057 with VGA is a 1300 to 2700 Variable-Gain Amplifier with Analog Gain Control. This is the gain control for the variation of the signal size 0.1mW ~ 1mW in the GPS band of 1575.42 in the final RF transmission.
GPS Jamming data의 출력을 Gain Control을 하기 위해 MAX2057ETX+을 두 번 사용하였으며 중간에 GPS 대역의 Band Pass Filter B39162B9080L310을 사용하였다.
The MAX2057ETX + was used twice for the gain control of the output of the GPS jamming data, and the GPS band pass filter B39162B9080L310 was used in the middle.
본 발명의 실시예에서는 GPS RF Frequency 대역인 1575.42MHz을 만들기 위해 Si4123을 사용 하였다. 이는 최종적으로 Modulator(TRF3702 )의 LO핀으로 입력되어 중간 주파수를 생성 하는 역할을 하여 최종 RFOUT 된다. Si4123은 900에서 1.8 까지 유동적으로 컨트롤 할 수 있다.In the embodiment of the present invention, Si4123 was used to make a GPS RF frequency band of 1575.42 MHz. This is finally input to the LO pin of the Modulator (TRF3702) to generate the intermediate frequency and finally RFOUT. The Si4123 can be flexibly controlled from 900 to 1.8.
1.5 to 2.5 QUADRATURE MODULATOR로는 TRF3702를 사용하였다.1.5 to 2.5 QUADRATURE MODULATOR was TRF3702.
상기 DAC5686에서 출력된 두 채널, I 채널과 Q 채널의 아날로그 출력 데이터와 Si4123에서 만들어진 GPS RF Frequency 대역인 1575.42가 TRF3702를 통해 합성되어 최종 GPS Jamming 신호가 출력 된다.The analog output data of the two channel, I channel and Q channel output from the DAC 5686 and the GPS RF frequency band 1575.42 produced by the Si4123 are synthesized through the TRF3702 and the final GPS jamming signal is output.
이때 DAC에서 출력되는 파형은 L1 주파수 1575.42을 기준으로 대역의 유동성을 가져야 함으로 유동성 있게 변경할 수 있도록 설계 하였다.
At this time, the waveform output from the DAC is designed to be fluidly changed since it has fluidity of the band based on the L1 frequency of 1575.42.
RF 모듈의 전원부는, 파워 모듈에서 5V와 FPGA DSP 모듈에서 3.3V를 입력받아 사용한다. 또한 파워 모듈에서 입력받은 5V를 사용하여 새로운 1.8V를 만들어 DAC DVDD의 전원에 사용한다.
The power section of the RF module uses 5V from the power module and 3.3V from the FPGA DSP module. In addition, using the 5V input from the power module, the new 1.8V is used to power the DAC DVDD.
도 4는 도 1에 구비되는 POWER 모듈의 구성을 나타낸 설명도이다.FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration of a POWER module provided in FIG. 1. FIG.
본 발명의 실시예에 따른 항법위성 방해전파 발생 장치에 사용되는 GPS 재밍 및 스푸핑을 위한 파워 모듈은 5V~14V의 DC전원을 입력 받아 5V를 만들도록 구성된다. 이때 상기 RF 모듈은 재밍 신호 출력을 위한 앰프의 전원 사용량이 많기 때문에 이를 고려하여 10A의 전원 용량을 사용할 수 있도록 하였다.
The power module for GPS jamming and spoofing used in the navigation satellite jammer generator according to the embodiment of the present invention is configured to receive 5V to 14V DC power to generate 5V. At this time, since the power consumption of the amplifier for outputting the jamming signal is large, the RF module can use a power capacity of 10 A in consideration of the power consumption of the amplifier.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템의 구성을 나타낸 설명도이다.5 is an explanatory view showing a configuration of a navigation satellite wave error integration test system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템(500)은 계측기(510), GPS 수신기(520), GPS 재머(530) 및 GPS 안테나(550) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.5, a navigation satellite propagation error integration test system 500 according to an embodiment of the present invention includes an instrument 510, a
계측기(510)는 일반적인 Spectrum Analyzer sweep 방식의 플랫폼을 가진 S/A로써, 대부분이 슈퍼헤테로다인 방식의 1st LO을 sweep해 신호를 검출하는 방식이다. 즉, 입력 RF신호의 분석을 1st LO를 sweep시킴으로써 믹서(Mixer)에서 검출되는 신호의 성분을 통해 이의 주파수축과 Gain축의 특성을 분석하는 것이다. 물론 이 신호는 당연히 IF신호로 핸들링(Handling) 되어야 한다. The measuring device 510 is a S / A having a general spectrum analyzer sweep type platform. In most cases, the measuring device 510 sweeps the first LO of the superheterodyne type to detect a signal. That is, analyzing the input RF signal sweeps the 1st LO to analyze characteristics of its frequency axis and gain axis through the components of the signal detected by the mixer. Of course, this signal should of course be handled as an IF signal.
여기엔 필수적으로 스윕 타임(sweep time)이 발생하며 이는 원 신호 검출에 많은 제약을 줄 수밖에 없다. 이는 해당 SPAN에 따라 차이가 나겠지만 반드시 tracing dead time이 발생하게 되며, 이 때문에 간헐적 Glitch, Niose, EMI, high rate Hopping signal 뿐만 아니라 기타 모든 간섭 신호 분석에 기존 S/A로는 한계가 있다. In this case, a sweep time is necessarily generated, which can limit the detection of the original signal. This will be different according to the SPAN but it will cause tracing dead time. Therefore, there is a limit to existing S / A for intermittent Glitch, Niose, EMI, high rate hopping signal as well as other interference signal analysis.
결국 기존 S/A로는 이상신호, Noise, 간섭신호, EMI 등 빠르고 간헐적인 RF신호의 계측은 거의 불가능하기 때문에 실시간 스펙트럼 아날라이저(Realtime Spectrum Analyzer)를 사용 하였다.As a result, the real time spectrum analyzer was used in the existing S / A because it is almost impossible to measure fast, intermittent RF signals such as abnormal signals, noise, interference signals and EMI.
GPS 수신기(520)는 Novatel 수신기 OEMV-1-1HZ을 사용하였다. 이는 재머기 동작시 GPS 수신 상태를 확인하는 용도로 사용된다. 수신 안테나로는 NovAtel L1 전용 안테나인 3g15a-xt-1-n을 사용 하였다. GPS 수신 모듈과 GPS 안테나를 위한 bare board로 구성되어 있다.The
GPS 재머(530)는, 앞서 도 1 내지 도 4를 통해 설명한, 본 발명의 실시예에 따른 항법위성 방해전파 발생 장치로서, 재밍 및 스푸핑 신호를 통합 발생시킬 수 있도록 구현되며 나아가 소프트웨어적으로 구현되는 가상 위성 제너레이팅 기능을 구비하는 것이 바람직할 수 있다.The
GPS 안테나(550)는 실외용으로 구성되는 경우, 실내에 신호를 방사하기 위한 별도의 방사기(540)를 구비할 수 있는데, 이는 외부 안테나를 사용하여 수신받은 GPS 데이터를 그대로 다시 실내에 방사해 주는 장치이다. 이는 실내에서와 같이 GPS 데이터를 직접 수신할 수 없는 장소에서 외부 환경에서와 같은 효과를 낼 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In the case where the
본 발명의 실시예에 따른 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템에 적용되는 GPS 안테나(550)로는 GPS-702-GG를 사용하였다.
GPS-702-GG is used as the
지금까지 설명된 본 발명 명세서의 상세한 설명이나 표 및 도면 등에 언급 또는 도시된 구체적인 수치와 제품명, 제조회사 및 제품번호 등이 본 발명의 실시예와 설명의 편의에 따른 예시일 뿐이고, 본 발명이 반드시 이에 한정되지 아니함에 대해서는 전술한 바 있다.
It is to be understood that the foregoing detailed description of the present invention, the specific values mentioned and shown in the tables and drawings, the name of the product, the manufacturer and the product number, etc. are merely illustrative examples of the embodiments and explanations of the present invention, But the present invention is not limited thereto.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
500: 항법위성 전파오류 통합 시험 시스템 510: 계측기
520: GPS 수신기 530: GPS 재머
540: 방사기 550: GPS 안테나500: Navigation satellite propagation error integration test system 510: Instrument
520: GPS receiver 530: GPS jammer
540: radiator 550: GPS antenna
Claims (3)
잡음, 연속 펄스파 및 복합 신호를 포함하는 디지털 신호의 처리를 위한 FPGA DSP 모듈;
GPS 재밍(jamming) 신호 및 스푸핑(spoofing) 신호를 생성하고 송출하기 위한 RF 모듈; 및
상기 FPGA DSP 모듈 및 RF 모듈에 전원을 공급하기 위한 파워(POWER) 모듈;을 포함하되,
상기 RF 모듈은 상기 FPGA DSP 모듈에서 처리된 디지털 신호를 다양한 상태의 아날로그 신호로 변경하기 위한 디지털/아날로그 컨버터(DAC)를 구비하는 것을 특징으로 하는 항법위성 방해전파 발생 장치.
CLAIMS 1. A jammer generator for a jamming test for navigation satellite (GNSS), comprising:
An FPGA DSP module for processing digital signals including noise, continuous pulse waves and complex signals;
An RF module for generating and transmitting a GPS jamming signal and a spoofing signal; And
And a power module for supplying power to the FPGA DSP module and the RF module,
Wherein the RF module includes a digital-to-analog converter (DAC) for converting the digital signal processed in the FPGA DSP module into analog signals in various states.
상기 RF 모듈은 가상의 위성 환경을 제공하기 위한 위성 제너레이팅(generating) 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 항법위성 방해전파 발생 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the RF module has a satellite generating function for providing a virtual satellite environment.
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| KR20130055439A KR20140135354A (en) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Apparatus for generating jammer of GNSS and system for testing electric-wave fault of GNSS comprising the same |
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