KR100859721B1 - 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치 및그 방법 - Google Patents

검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치 및그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치 및 그 방법은 이산신호에서 추출된 조제 반송파 주파수와 조제 코드 위상을 기초로 상기 이산신호로 변환되기 전의 신호인 원신호의 반송파 주파수에 근접한 정밀 반송파 주파수를 구하는 정밀 신호 생성부; 및 상기 조제 반송파 주파수를 기초로 상기 정밀 신호 획득부가 상기 정밀 반송파 주파수를 구할 수 있는 검색 범위를 설정하여 제공하는 정밀 반송파 주파수 검색부;를 포함하는 것을 특징으로 하며 GNSS 수신기 장치에 있어서, 검색시간을 줄이는 검색 방법을 통해 빠른 신호 획득 뿐만 아니라 정밀 반송파 주파수 획득을 가능하게 함으로써, 신호 추적부에 정밀한 초기값을 제공할 수 있다.
GNSS 수신기, 정밀 반송파 주파수, fast acquisition

Description

검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치 및 그 방법{Apparatus for acquiring refine carrier frequency by optimizing search areas and method using the same}
도 1은 본 발명에 따른 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치가 포함된 GNSS 수신기 장치의 일실시예의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 기존 방법에 따른 조제 신호 획득부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3b는 도 3a를 보다 상세하게 보여주는 블록도이다.
도 4는 종래의 serial approximation을 이용한 정밀 주파수 검색 장치의 일실시예를 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 successive approximation을 이용한 정밀 반송파 주파수 획득 장치의 일실시예를 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 median successive approximation을 이용한 정밀 반송파 주파수 획득 장치의 일실시예를 보여주는 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 serial approximation, successive approximation, median successive approximation을 이용한 경우의 성능을 비교한 표이다.
도 8은 본 발명에 따른 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101: 안테나 수단 102: 증폭 및 중간 주파수 변화 수단
103: 신호 가공부 104: 아날로그/디지탈 변환부
105: 디지털 신호 처리부 106: 신호 획득부
107: 조제 신호 획득부 108: 정밀 신호 획득부
109: 신호 추적부
110: 항법메시지처리 및 측위알고리즘 계산부
본 발명은 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기에서 신호 추적 루프의 최적 성능을 구현하기 위해 검색범위를 최적화하여 정밀 반송파 주파수를 획득하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 GNSS 수신기에서 조제 신호 획득 과정을 통해 계산된 조제 코드 위상과 조제 반송파 주파수로부터 정밀 반송파 주파수를 효율적으로 계산하여 구하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.
기존의 GNSS 신호획득을 위한 기법은 조제 신호 획득과 정밀 신호 획득으로 나뉜다.
조제 신호 획득이란 GNSS 가시 위성을 판별하고 그 위성의 대략적인 반송파 주파수와 코드 위상을 결정하는 과정이다. 조제 신호 획득의 대표적인 방법으로는 Serial search acquisition, parallel code phase search acquisition 등이 있다. Serial search acquisition은 반송파 주파수의 검색 범위 및 검색 정밀도를 선택적으로 정할 수 있지만 연산 시간이 증가하는 단점이 있고 parallel code phase search acquisition은 FFT를 활용함으로써 연산 시간이 감소하지만 반송파 주파수의 정밀도를 높이는데 한계가 있다.
정밀 신호 획득이란 위의 조제 신호 획득을 통해 계산된 대략적인 반송파 주파수의 정밀도를 높이기 위한 과정이다. 일반적으로 조제 신호 획득에서 계산된 반송파 주파수의 정밀도는 신호 추적 루프의 초기값으로 사용하기에는 정밀도가 떨어지기 때문에 반송파 주파수를 정밀하게 하기 위한 과정이 필요하다. 기존의 제안된 정밀 주파수 획득의 방법으로는 parallel code phase search acquisition과 serial search acquisition을 혼합한 방법과 correlation waveform의 shape을 이용한 analytical frequency refinement method 등이 있다.
여기서 두 방법을 비교했을 때, parallel code phase search acquisition과 serial search acquisition을 혼합한 방법은 analytical frequency refinement method에 비해 수십 Hz 정도의 주파수 정밀도를 얻기 위해서 연산 시간이 상대적으로 긴 문제가 있다. 따라서 parallel code phase search acquisition과 serial search acquisitiion을 혼합한 방법을 GNSS 수신기에 적용하기 위해서는 연산 시간 감소를 통한 빠른 신호 획득 방법이 필요하며, 일반적으로 GNSS 수신기에서 빠른 신호 획득을 위한 다양한 연구가 꾸준히 진행되어 오고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 정밀 반송파 주파수 획득시 검색범위를 최적화하여 신호 획득 시간을 줄임으로써, GNSS 수신기의 신호 획득 성능을 향상시키는 방법과 그 장치를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치는 이산신호에서 추출된 조제 반송파 주파수와 조제 코드 위상을 기초로 상기 이산신호로 변환되기 전의 신호인 중간 주파수 신호의 반송파 주파수에 근접한 정밀 반송파 주파수를 구하는 정밀 신호 생성부; 및 상기 조제 반송파 주파수를 기초로 상기 정밀 신호 획득부가 상기 정밀 반송파 주파수를 구할 수 있는 검색 범위를 설정하여 제공하는 정밀 반송파 주파수 검색부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 검색범위 최적화를 통한 정밀 주파수 획득 방법은 이산신호에서 추출된 조제 반송파 주파수와 조제 코드 위상을 기초로 상기 이산신호로 변환되기 전인 원신호의 반송파 주파수에 근접한 정밀 반송파 주파수를 구하는 단계; 및 상기 정밀 반송파 주파수를 구할 수 있는 주파수 검색 범위를 설정하여 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 설명의 편의와 이해의 편의를 위하여 본 발명에 의한 장치 및 방 법을 함께 서술하도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치가 포함된 GNSS 수신기 장치의 일실시예의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 2는 기존 방법에 따른 조제 신호 획득부의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 3a는 본 발명에 따른 정밀 반송파 주파수 획득 장치의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 3b는 도 3a를 보다 상세하게 보여주는 블록도이다. 한편 도 4는 종래의 serial approximation을 이용한 정밀 반송파 주파수 획득 장치의 일실시예를 보여주는 블록도이고, 도 5는 본 발명에 따른 successive approximation을 이용한 정밀 반송파 주파수 획득 장치의 일실시예를 보여주는 블록도이며, 도 6은 본 발명에 따른 median successive approximation을 이용한 정밀 반송파 주파수 획득 장치의 일실시예를 보여주는 블록도이다. 도 7은 도 4 내지 도 6에 의한 serial approximation, successive approximation, median successive approximation을 이용한 경우의 성능을 비교한 표이다. 마지막으로 도 8은 본 발명에 따른 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다.
먼저 도 1을 참조한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 검색범위를 최적화한 정밀 반송파 주파수를 획득하는 GNSS 수신기 장치는, 크게 안테나(101), 증폭 및 중간 주파수 변환부(102), 디지털 신호 처리부(105)로 이루어진다.
안테나(101)는 GNSS 위성으로부터 신호를 수신하는 기능을 수행한다.
증폭 및 중간 주파수 변환부(102)는 신호 가공부(103)와 아날로그/디지탈 변환부(104)로 구성되며, 신호 가공부(103)는 수신된 GNSS 신호로부터 아날로그/디지탈 변환이 가능한 신호세기로 증폭하고 잡음 대역폭을 제한하는 기능을 수행한다. 아날로그/디지탈 변환부(104)는 가공된 신호를 정해진 비트(bit)와 정해진 샘플링 주파수로 이산화하는 기능을 수행한다.
디지털 신호 처리부(105)는 신호 획득부(106), 신호 추적부(109), 항법메시지처리 및 측위알고리즘 계산부(110)로 구성되며, 신호 획득부(106)는 상기 아날로그/디지탈 변환부(104)에 의하여 이산화된 GNSS 신호의 반송파 주파수와 코드 위상을 계산하는 기능을 수행한다. 신호 추적부(109)는 신호 획득부(106)에서 계산된 반송파 주파수와 코드 위상을 신호 추적 루프의 초기값으로 하여 시간에 따라 변화하는 반송파 주파수와 코드 위상을 추적한다. 항법메시지처리 및 측위알고리즘 계산부(110)는 획득된 코드로부터 항법메시지를 추출하고 이로부터 위성궤도정보 및 의사거리, 반송파 위상 등의 측정치를 계산한다. 최종적으로 이로부터 사용자의 위치, 속도 및 시간 정보를 계산한다.
신호 획득부(106)는 조제 신호 획득부(107)와 정밀 신호 획득부(108)로 구성되며, 조제 신호 획득부(107)는 FFT(Fast Fourier Transform) 알고리즘을 이용하여 조제 반송파 위상과 조제 코드 위상을 계산하기 위한 것으로 도 2를 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 2는 조제 신호 획득부(107)에서 기존 방법에 의한 FFT 알고리즘을 이용하 여 조제 반송파 주파수와 조제 코드 위상을 계산하는 일실시예를 보여주는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 우선 코드생성부(code generator, 200)는 증폭 중간 주파수 변환부의 출력인 이산화 된 입력신호에 n개의 중간 주파수 후보군(IF frequency bin ;보통 도플러 현상에 의한 입력신호의 중간 주파수 변화를 고려하여 ±10 kHz 내에서 일정한 간격을 나누어 후보군을 선정한다. 예를 들어 1ms의 IF 입력 신호가 들어온다면, frequency resolution이 500Hz이므로 ±10 kHz 범위에서는 41개의 IF frequency bin이 생김) 각각에 대해
Figure 112007024329955-pat00001
,(
Figure 112007024329955-pat00002
이고,
Figure 112007024329955-pat00003
이며, n은 중간 주파수 후보군 개수, m은 입력신호의 sampling frequency에 따른 데이터 개수이다)를 곱하여 입력신호의 반송파 부분을 제거한 뒤 코드만을 생성하여 출력하고, 이 후 FFT를 수행(201)하여 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. PRN 코드 역시 해당 위성에 대해 생성하여 FFT(202)를 통해 주파수 영역으로 변환하여 복소쌍을 구한다(203). 다음으로 입력신호의 FFT 출력과 생성된 PRN 코드는 곱한 뒤(204) inverse FFT를 수행(205)하여 다시 시간 영역으로 변환한다. 이 변환된 값은 n x m 의 행렬을 이루며, 각 행렬 요소 크기의 제곱을 구하고(206), 피크값을 검출(207)함으로써 최종적으로 시간 영역 출력값이 최대값을 갖게 하는 행과 열의 위치를 계산할 수 있다. 여기서, 행의 위치로부터 해당 위성의 조제 코드 위상을 계산하고, 열의 위치로부터 해당 위성의 조제 반송파 주파수를 계산한다. 이 때, 도 2의 과정은 모든 GNSS 위성에 대해 반복된다.
도 3a는 본 발명에따른 정밀 반송파 주파수 획득 장치의 구성도이고, 도 8은 본 발명에 따른 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 방법의 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 3a에 도시된 정밀 반송파 주파수 획득 장치는 도 1에 도시된 정밀 신호 획득부(108)에서 필요한 기능을 수행한다. 이를 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 이산화된 GNSS신호에서 조제신호 획득부(107)가 출력하는 조제 반송파 주파수와 조제 코드 위상을 기초로 아날로그/디지탈 변환부(104)가 이산화된 신호로 변환하기 이전의 신호인 중간 주파수 신호의 반송파 주파수에 근접한 정밀 반송파 주파수를 구하는 정밀 신호 생성부(310)와 상기 조제 반송파 주파수를 기초로 상기 정밀 신호 생성부(310)가 상기 정밀 반송파 주파수를 구할 수 있는 검색 범위를 설정하여 제공하는 정밀 반송파 주파수 검색부(320)로 이루어진다.
정밀 신호 생성부(310)의 구성을 세분하면 다음과 같다. PRN 코드 발생부(311)는 조제 코드 위상을 코드 초기값으로 하는 PRN 코드를 생성하여 출력한다(S810단계). 발진기(317)는 상기 정밀 반송파 주파수 검색부(320)가 제공하는 검색 범위에 따른 주파수를 가지는 정현파신호를 생성하여 출력한다(S820단계). 여기서 검색범위를 설정하여 발진기의 출력신호를 제어하는 과정은 도 4 내지 도 6을 참조하면서 후술하도록 한다. 반송파정보추출부(313)는 상기 이산신호와 PRN 코드를 입력으로 하는 연산을 수행하여 원래의 GNSS 입력 신호의 반송파 정보를 추출한다(S830단계).
정밀 주파수 출력부(315)는 상기 반송파정보와 정현파신호를 입력받아 상기 주파수 검색 범위에서 인페이스 성분(I)의 제곱과 아웃오브 페이스 성분(Q)의 제곱의 합이 최대가 되는 주파수를 구하여 상기 정밀 반송파 주파수로 출력하는데, 그 최대가 되는지의 판단 기준(예를 들면, 임계치)을 설정하고 만족하는지의 여부를 결정하는 판단부(319)와 연동하여 동작한다(S840단계).
도 3b를 참조하면서 도 3a의 보다 구체적인 실시예를 설명하도록 한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 우선 조제 신호 획득부(107)에서 계산된 조제 코드 위상을 코드 초기값으로 하는 PRN 코드를 PRN 코드 발생부(311)에서 생성한다. 다음으로 입력신호와 생성된 PRN 코드를 곱하여(313) 입력신호로부터 코드를 제거하면 반송파 정보만 남게 된다. 도 3a의 정밀 주파수 출력부(315)는 331 내지 339 블록처럼 구현되는 것이 바람직하다. 즉 정밀 반송파 주파수 검색부(320)에 의하여 정하여지는 주파수 검색 범위에 따른 제어를 통하여 발진기(317)가 출력하는 정현파를 상기 반송파 정보와 믹싱(331,323)한 후 합산(335)하고나서 진폭의 복소 샘플의 크기의 제곱을 구하고(337), 최대값을 계산(339)한다. 이 최대값이 사전에 설정된 임계치보다 큰지 판단하여(319), 크면 그 값이 정밀 반송파이므로 출력하고 작으면 정밀 반송파 주파수 검색부로 그 결과를 알려주어 검색범위를 조절하게 된다. 즉, 다시 한번 요약하면 입력신호의 반송파 주파수와 근접한 정밀 주파수를 신속히 찾기 위해 정밀 반송파 주파수 검색부(320)를 통해 조제 반송파 주파수를 초기값으로 하여 주파수 검색 범위를 최적화한 후, 이렇게 설정된 검색 주파수들 중에 입력 신호와 time correlation한 출력값이 최대값이 되는 주파수가 입력 신호에 근접한 주파수가 되며, 원하는 주파수 정밀도에 도달할 때까지 검색을 반복하게 되는 것이다. 이 반복 검색 시간을 줄이는 바람직한 실시예들을 도 4 내지 도 6을 통해 상세히 설명한다.
도 4는 정밀 신호 획득부(108)에서 종래의 serial approximation을 이용한 정밀 반송파 주파수 검색 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 조제 신호 획득부(107)에서 계산된 조제 반송파 주파수를 중심으로 조제 반송파 주파수 정밀도를 정밀 주파수 정밀도로 등분하고 각 주파수에 대해 time correlation을 수행하여 인페이스 성분(I)의 제곱과 아웃오브 페이스 성분(Q)의 제곱의 합(
Figure 112007024329955-pat00004
)을 최대로 하는 주파수를 정밀 반송파 주파수로 결정한다. 예를 들어 조제 주파수 정밀도가 1000Hz이고, 정밀 주파수 정밀도가 10Hz이면, 100개의 검색 주파수가 생긴다.
도 5는 본 발명에 따른 정밀 반송파 주파수 획득 장치(도 3a)에서 successive approximation을 이용한 정밀 반송파 주파수 검색부(320)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 조제 신호 획득부(107)에서 계산된 조제 반송파 주파수를 중심으로 3개의 검색 주파수를 선택한다. 이 때, 조제 반송파 주파수를
Figure 112007024329955-pat00005
, 조제 주파수 정밀도의 절반을
Figure 112007024329955-pat00006
이라 하면, 3개의 검색 주파수는 각각
Figure 112007024329955-pat00007
,
Figure 112007024329955-pat00008
,
Figure 112007024329955-pat00009
이다. 이 3개의 주파수 중에서
Figure 112007024329955-pat00010
을 최대로 하는 주파수를
Figure 112007024329955-pat00011
로 정하고,
Figure 112007024329955-pat00012
는 round(
Figure 112007024329955-pat00013
)로 정한다. 여기서 round( )는 ( )내의 숫자를 반올림한다는 의미로서, 예를 들면 소수점 이하 첫 번째 자리에서 반올림하여 정수로 만든다는 것을 뜻한다. 위 과정은 연이어 계속되는 과정에서 설정되는
Figure 112007024329955-pat00014
즉 연이어 설정되는
Figure 112007024329955-pat00015
이 round(
Figure 112007024329955-pat00016
)가 되도록 하여
Figure 112007024329955-pat00017
이 원하는 정밀 반송파 주파수 범위가 될 때까지 반복한다.
도 6은 본 발명에 따른 정밀 반송파 주파수 획득 장치(도 3a)에서 median successive approximation을 이용한 정밀 반송파 주파수 검색부(320)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 조제 신호 획득부(107)에서 계산된 조제 반송파 주파수를 중심으로 2개의 검색 주파수를 선택한다. 이 때, 조제 반송파 주파수를
Figure 112007024329955-pat00018
, 조제 주파수 정밀도의 절반을
Figure 112007024329955-pat00019
라 하면, 2개의 검색 주파수는 각각
Figure 112007024329955-pat00020
,
Figure 112007024329955-pat00021
이다. 이 2개의 주파수 중에서
Figure 112007024329955-pat00022
을 최대로 하는 주파수를
Figure 112007024329955-pat00023
로 정하고,
Figure 112007024329955-pat00024
는 round(
Figure 112007024329955-pat00025
)으로 정한다. 위 과정은 연이어 계속되는 과정에서 설정되는
Figure 112007024329955-pat00026
즉 연이어 설정되는
Figure 112007024329955-pat00027
이 round(
Figure 112007024329955-pat00028
)이 되도록 하여
Figure 112007024329955-pat00029
이 원하는 정밀 반송파 주파수 범위가 될 때까지 반복한다.
도 7은 본 발명에 따른 serial approximation, successive approximation, median successive approximation 방법들을 각각 적용했을 때의 성능을 비교한 결 과표이다.
본 명세서에서 개시된 장치 및 방법에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치 및 그 방법은 GNSS 수신기 장치에 있어서, 검색시간을 줄이는 검색 방법을 통해 빠른 신호 획득뿐만 아니라 정밀 반송파 주파수 획득을 가능하게 함으로써, 신호 추적부에 정밀한 초기값을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 신호 획득 과정의 계산 시간을 줄임으로 인해 연산량 및 연산 시간에 있어서 효율성을 추구해야 하는 기존 GNSS 수신기, GNSS SIP 칩, GNSS baseband 칩, GNSS 소프트웨어 수신기 알고리즘의 신호 획득 과정에 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 이산화된 GNSS 신호에서 추출된 조제 반송파 주파수와 조제 코드 위상을 기초로 상기 이산신호로 변환되기 전의 신호인 중간 주파수 신호의 반송파 주파수에 근접한 정밀 반송파 주파수를 구하는 정밀 신호 생성부; 및
    상기 조제 반송파 주파수를 기초로 상기 정밀 신호 생성부가 상기 정밀 반송파 주파수를 구할 수 있는 검색 범위를 설정하여 제공하는 정밀 반송파 주파수 검색부;를 포함하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정밀 신호 생성부는
    상기 조제 코드 위상을 PRN 코드 초기값으로 하는 PRN 코드를 생성하는 PRN 코드 발생부;
    상기 정밀 반송파 주파수 검색부가 제공하는 검색 범위에 따른 주파수를 가지는 정현파신호를 생성하는 발진기;
    상기 이산신호와 PRN 코드에 대한 소정의 연산을 수행하여 반송파 정보를 추출하는 반송파정보추출부; 및
    상기 반송파정보와 상기 정현파신호를 입력받아 상기 주파수 검색 범위에서 인페이스 성분의 제곱과 아웃오브 페이스 성분의 제곱의 합이 최대가 되는 주파수를 구하여 상기 정밀 반송파 주파수로 출력하는 정밀 주파수 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반송파정보추출부는
    상기 이산신호와 PRN 코드를 서로 곱하여 상기 반송파 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 정밀주파수 출력부는
    상기 제곱의 합이 최대가 되는지의 여부를 판단할 수 있는 임계치를 설정하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정밀 반송파 주파수 검색부는
    상기 조제 반송파 주파수를 중심으로 조제 반송파 주파수 정밀도를 정밀 주파수 정밀도로 균분하고 각 주파수에 대해 time correlation을 수행하여
    Figure 112007024329955-pat00030
    (인페이스 성분과 아웃오브 페이스 성분의 각 제곱의 합)를 최대로 하는 값을 상기 검색범위로 구하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 정밀 반송파 주파수 검색부는
    조제 반송파 주파수(
    Figure 112007024329955-pat00031
    )를 중심으로 하고, 조제 반송파 주파수 정밀도의 절반을
    Figure 112007024329955-pat00032
    이라고 할 때,
    Figure 112007024329955-pat00033
    ,
    Figure 112007024329955-pat00034
    ,
    Figure 112007024329955-pat00035
    이 되는 3개의 주파수를 설정하고, 상기 3개의 주파수 중에서
    Figure 112007024329955-pat00036
    (인페이스 성분과 아웃오브 페이스 성분의 각 제곱의 합)을 최대로 하는 주파수를
    Figure 112007024329955-pat00037
    로 정하되,
    Figure 112007024329955-pat00038
    는 round(
    Figure 112007024329955-pat00039
    )로 정하며, 연이어 설정되는
    Figure 112007024329955-pat00040
    이 round(
    Figure 112007024329955-pat00041
    )이 되도록 하여
    Figure 112007024329955-pat00042
    이 원하는 정밀 반송파 주파수 범위가 될 때까지 반복하여 상기 검색 범위를 구하며, 여기서 round( )는 ( )내의 숫자를 반올림(이하 같다)하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 정밀 반송파 주파수 검색부는
    조제 반송파 주파수(
    Figure 112007024329955-pat00043
    )를 중심으로 하고,
    Figure 112007024329955-pat00044
    는 조제 반송파 주파수 정밀도의 절반이라고 할 때,
    Figure 112007024329955-pat00045
    ,
    Figure 112007024329955-pat00046
    이 되는 2개의 주파수를 설정하고, 상기 2개의 주파수 중에서
    Figure 112007024329955-pat00047
    (인페이스 성분과 아웃오브 페이스 성분의 각 제곱의 합)을 최대로 하는 주파수를
    Figure 112007024329955-pat00048
    로 정하고,
    Figure 112007024329955-pat00049
    는 round(
    Figure 112007024329955-pat00050
    )로 정하 며, 연이어 설정되는
    Figure 112007024329955-pat00051
    이 round(
    Figure 112007024329955-pat00052
    )가 되도록 하여
    Figure 112007024329955-pat00053
    이 원하는 정밀 반송파 주파수 범위가 될 때까지 반복하여 상기 검색 범위를 구하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 장치.
  8. (a) 이산화된 GNSS 신호에서 추출된 조제 반송파 주파수와 조제 코드 위상을 기초로 상기 이산신호로 변환되기 전인 중간 주파수 신호의 반송파 주파수에 근접한 정밀 반송파 주파수를 구하는 단계; 및
    (b) 상기 정밀 반송파 주파수를 구할 수 있는 주파수 검색 범위를 설정하는 단계;를 포함하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 (a)단계는
    (a1) 상기 조제 코드 위상을 코드 초기값으로 하는 PRN 코드를 생성하는 단계;
    (a2) 상기 주파수 검색 범위에 따른 주파수를 가지는 정현파신호를 생성하는 단계;
    (a3) 상기 이산신호와 PRN 코드를 곱하여 반송파 정보를 추출하는 단계; 및
    (a4) 상기 반송파정보와 상기 정현파신호를 입력받아 상기 주파수 검색 범위에서 인페이스 성분의 제곱과 아웃오브 페이스 성분의 제곱의 합이 최대가 되는 주 파수를 구하여 상기 정밀 반송파 주파수로 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 (a4)단계는
    상기 제곱의 합이 소정의 임계치를 초과할 때까지 상기 (a1) 내지 (a3)단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 (b)단계는
    (b1)
    Figure 112007024329955-pat00054
    은 조제 반송파 주파수,
    Figure 112007024329955-pat00055
    은 조제 주파수 정밀도의 절반이라고 할 때 각각
    Figure 112007024329955-pat00056
    ,
    Figure 112007024329955-pat00057
    ,
    Figure 112007024329955-pat00058
    인 3개의 주파수를 선정하는 단계;
    (b2) 상기 3개의 주파수 중에서
    Figure 112007024329955-pat00059
    을 최대로 하는 주파수를
    Figure 112007024329955-pat00060
    로 정하고,
    Figure 112007024329955-pat00061
    는 round(
    Figure 112007024329955-pat00062
    )으로 정하는 단계; 및
    (b3) 상기 (b1)내지 (b2)단계를 연이어 설정되는 이 round(
    Figure 112007024329955-pat00064
    )이 되도록 하여
    Figure 112007024329955-pat00065
    이 원하는 정밀 반송파 주파수 범위가 될 때까지 반복하여 상 기 검색 범위를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 (b)단계는
    (b1)'
    Figure 112007024329955-pat00066
    은 조제 반송파 주파수,
    Figure 112007024329955-pat00067
    은 조제 주파수 정밀도의 절반이라고 할 때 각각
    Figure 112007024329955-pat00068
    ,
    Figure 112007024329955-pat00069
    인 2개의 주파수를 선정하는 단계;
    (b2)' 상기 2개의 주파수 중에서
    Figure 112007024329955-pat00070
    을 최대로 하는 주파수를 로 정하고,
    Figure 112007024329955-pat00072
    는 round(
    Figure 112007024329955-pat00073
    )로 정하는 단계; 및
    (b3)' 상기 (b1)' 내지 (b2)'단계를 연이어 설정되는
    Figure 112007024329955-pat00074
    이 round(
    Figure 112007024329955-pat00075
    )가 되도록 하여
    Figure 112007024329955-pat00076
    이 원하는 정밀 반송파 주파수 범위가 될 때까지 반복하여 상기 검색 범위를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 검색범위 최적화를 통한 정밀 반송파 주파수 획득 방법.
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