KR101042767B1

KR101042767B1 - 씨비오씨 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101042767B1
Application number: KR1020080112851A
Authority: KR
Inventors: 이영포; 김상훈; 이명수; 윤석호
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2011-06-20
Also published as: KR20100053956A

Abstract

본 발명에 따른 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치는, 수신 CBOC 신호와, 2개의 SinBOC 신호를 합성해서 CBOC 신호를 생성하는 CBOC 신호 발생부(14)로부터의 CBOC 신호를 인가받아 자기 상관함수를 구하는 자기 상관함수 생성부(11)와; 상기 자기 상관함수 생성부(11)에서 구해진 자기 상관함수를 인가받아 상기 구해진 자기 상관함수를 각각의 상관함수 R_o 와, R₁ ,, 및 R_2k-1 로 분할해서 개별 상관함수

를 구하는 상관함수 분할부(12) 및; 상기 상관함수 분할부(12)에서 구해진 개별 상관함수

를 인가받아 상기 개별 상관함수

를 식

에 따라 재결합해서 첨두가 제거된 상관함수

를 얻는 상관함수 재결합부(13)를 구비하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 방법은, 자기 상관함수 생성부(11)가, 수신 CBOC 신호와, 2개의 SinBOC 신호를 합성해서 생성된 CBOC 신호를 인가받아 자기 상관함수를 구하는 단계와; 상관함수 분할부(12)가, 상기 자기 상관함수 생성부(11)에서 구해진 자기 상관함수를 각각의 상관함수 R_o 와, R₁ ,, 및 R_2k-1 로 분할해서 개별 상관함수

를 구하는 단계 및; 상관함수 재결합부(13)가, 상기 상관함수 분할부(12)에서 구해진 개별 상관함수

를 인가받아 상기 개별 상관함수

를 식

에 따라 재결합해서 첨두가 제거된 상관함수

를 얻는 단계를 갖추어 이루어진다.

Description

씨비오씨 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치 및 방법{AN APPARATUS AND METHOD FOR CANCELLING THE SIDE PEAK OF AUTOCORRELATION FUNCTION OF CBOC SIGNAL}

본 발명은 BOC 신호 중 CBOC 신호의 자기 상관함수의 주변 첨두를 제거하기 위한 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 방법 및 장치에 관한 것이다.

유럽연합의 새로운 위성항법 시스템인 갈릴레오(Galileo) 시스템에 사용될 신호 중 가장 최근에 제안된 CBOC 신호에 대해서는 주변 첨두 제거 기술이 존재하지 않고 있다. 즉, BOC 신호는 자기 상관함수 상에 여러 개의 첨두를 가짐으로써, 상기 CBOC 신호의 자기 상관함수는 이러한 주변 첨두로 인해 동기화 과정에서 어려움이 따르게 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, CBOC 신호의 자기 상관함수의 주변 첨두를 제거함으로써, 정밀한 동기화를 가능하게 하고, 그 결과 측위 오차를 줄일 수 있도록 된 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치는, 수신 CBOC 신호와, 2개의 SinBOC 신호를 합성해서 CBOC 신호를 생성하는 CBOC 신호 발생부(14)로부터의 CBOC 신호를 인가받아 자기 상관함수를 구하는 자기 상관함수 생성부(11)와; 상기 자기 상관함수 생성부(11)에서 구해진 자기 상관함수를 인가받아 상기 구해진 자기 상관함수를 각각의 상관함수 R_o 와, R₁ ,, 및 R_2k-1 로 분할해서 개별 상관함수

를 인가받아 상기 개별 상관함수

를 식

에 따라 재결합해서 첨두가 제거된 상관함수

를 얻는 상관함수 재결합부(13)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 방법은, 자기 상관함수 생성부(11)가, 수신 CBOC 신호와, 2개의 SinBOC 신호를 합성해서 생성된 CBOC 신호를 인가받아 자기 상관함수를 구하는 단계와; 상관함수 분할부(12)가, 상기 자기 상관함수 생성부(11)에서 구해진 자기 상관함수를 각각의 상관함수 R_o 와, R₁ ,, 및 R_2k-1 로 분할해서 개별 상관함수

를 인가받아 상기 개별 상관함수

를 식

에 따라 재결합해서 첨두가 제거된 상관함수

를 얻는 단계를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 2개의 SinBOC 신호를 합성해서 생성된 CBOC 신호(

)가,

(여기서,

는 의사잡음 부호,

는 항법 데이터,

와

는 각각 주파수가 k×1.023Mhz 및 m×1.023Mhz인 부반송파)로 표현되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 부분 부반송파 신호를

로 정의하고, 신호

와 CBOC 신호(

)의 상관함수를

로 표시하면, 첨두가 제거된 상관함수가,

로 표현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, CBOC 신호의 자기 상관함수의 주변 첨두를 제거함에 따라, 정밀한 동기화를 가능하게 하고, 그에 따라 측위 오차를 줄일 수 있게 됨으로써, 위성 항법 장치 및 네비게이션, 측위/계측기 등의 새로운 위성항법 시스템에 적용할 수 있게 된다.

따라서, 기존 위성항법 시스템 시장을 포함하여, 새로운 위성항법 시스템 시장을 개척할 수 있는 선도 기술로서 제공될 수 있게 된다.

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

CBOC(Composite Binary Offset Carrier) 신호 동기화 과정은, 일반적으로 수신 CBOC 신호와 단말기의 CBOC 신호 사이의 상관함수를 이용하여 이루어진다. 따라서, CBOC 자기 상관함수의 다중 첨두 문제는 동기화 오차의 주요한 원인이 된다.

BOC(Binary Offset Carrier) 신호는 유럽연합의 갈릴레오(Galileo) 및 미국의 GPS 현대화를 위해 사용될 예정인 새로운 신호이다. 이러한 BOC 신호는 SinBOC, CosBOC, CBOC 등의 여러 형태가 존재한다. 이러한 신호들 중, 본 발명은 CBOC 신호에 대한 주변 첨두 제거 장치 및 주변 첨두 제거 방법과 장치에 관한 기술을 포함한다.

상기한 바와 같이 유럽 연합의 갈릴레오에 사용될 CBOC 신호는 다른 BOC 신호들과 마찬가지로 상관함수의 주변 첨두로 인해 동기화 과정에서 어려움을 겪는다. 그러나, CBOC 신호는 최근에 제안되어 상관함수의 주변 첨두를 제거하는 기술이 현재까지는 개발되지 못하였다.

본 발명에서는 CBOC 신호의 자기 상관함수 상의 주변 첨두를 제거하는 장치 및 방법을 제안함으로써, 동기화 과정의 어려움을 해결하고, 더욱이 동기화 과정에 사용되는 상관기를 효율적으로 개선하여 필요로 하는 상관기의 개수를 줄여 하드웨어 구성을 간략하게 하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 전체 시스템 블록도이다.

먼저, 자기 상관함수 생성부(11)는 수신 CBOC 신호와 단말기의 CBOC 신호 사이의 상관함수를 생성한다. 즉, 수신 CBOC 신호와, 2개의 SinBOC 신호를 합성해 서 CBOC 신호를 생성하는 CBOC 신호 발생부(14)로부터의 CBOC 신호를 인가받아 자기 상관함수를 구한다.

상기 자기 상관함수 생성부(11)에서 구해진 자기 상관함수를 인가받은 자기 상관함수 분할부(12)는 상기 자기 상관함수 생성부(11)에서 구해진 자기 상관함수를 분할하여 개별 상관함수를 구한다.

상기 상관함수 분할부(12)에서 구해진 개별 상관함수를 인가받은 상관함수 재결합부(13)는 상기 개별 상관함수를 재결합하여 첨두가 제거된 상관함수를 얻는다.

도 2는 주변 첨두 제거를 위한 본 발명에 따른 부분 부반송파 신호를 나타낸 도면이다.

BOC 신호들은 부반송파, 데이터, 의사 잡음 부호의 곱으로 생성되고,

신호의 부반송파는 서로 다른 SinBOC 신호의 합으로 생성된다. 예컨대, 합성하고자 하는 2개의 SinBOC(k,1), SinBOC(m,1) 신호가 각각

와

의 전력비로 더해지는 과정을 통해

신호가 생성된다. 여기서,

신호는 다음의 식 1과 같이 표현된다.

식 1

여기서,

는 의사잡음 부호,

는 항법 데이터,

와

는 각각 주파수가 k×1.023Mhz 및 m×1.023Mhz인 부반송파이다.

CBOC 신호의 주변 첨두를 제거하기 위하여, 부분 부반송파 신호

를 먼저 정의한다. 여기서, l은 k와 m 중에서 작은 수이다(l = min{k,m}).

는 도 2에 도시된 바와 같은 형태로서, 각 부반송파를 l(k와 m 중에서 작은 수)을 기준으로 나눈 단위 펄스이다.

도 2에서

는 의사잡음 부호의 칩 시간으로,

시간 동안의 부반송파를 작은 단위 펄스로 나누어 생각할 수 있다. 여기서,

이다. 이러한 부반송파를

시간 단위로 나누어 총 2l개의 부분 부반송파 신호를 생성한다.

정의한 신호

와

신호의 상관함수를

로 표시하면, 식 2와 같은 상관함수들의 합이 재결합 과정을 통해 얻어지고, 따라서 주변 첨두가 제거된 상관함수를 얻을 수 있게 된다. 이러한 상관함수의 재결합 과정에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 각 부분 부반송파와 CBOC 신호의 상관함수를 나타낸 도면으로, 도면에 도시된 바와 같이

는 주변 첨두와 주 첨두를 함께 포함하는 형태이고,

는 주첨두가 사라진 주변 첨두만 존재하는 형태가 된다.

따라서,

는 주변 첨두가 완벽하게 제거된 주 첨두만을 가지는 형태가 된다. 그러나 이 경우에는 신호 에너지의 일부만을 사용하기 때문에, 상관함수의 크기가 작아지는 단점이 있다.

이 경우, 신호 에너지의 나머지 부분들도 사용할 수 있게 하 여(

,---,

), 식 2의 상관함수를 얻을 수 있을 있게 된다.

식 2

도 4는 CBOC(6, 1)과 CBOC(1, 1)이 각각 1/11과 10/11의 전력비로 더해진 CBOC(6, 1, 1/11) 신호에 대한 본 발명에 따른 상관 함수와 종래 CBOC 자기 상관함수를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상관함수는 종래의 CBOC 자기 상관함수에서 나타나고 있었던 주변 첨두가 제거된 상태로 됨을 알 수가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 전체 시스템 블록도,

도 2는 주변 첨두 제거를 위한 본 발명에 따른 부분 부반송파 신호를 나타낸 도면,

도 3은 각 부분 부반송파와 CBOC 신호의 상관함수를 나타낸 도면,

Claims

수신 CBOC 신호와, 2개의 SinBOC 신호를 합성해서 CBOC 신호를 생성하는 CBOC 신호 발생부(14)로부터의 CBOC 신호를 인가받아 자기 상관함수를 구하는 자기 상관함수 생성부(11)와;

상기 자기 상관함수 생성부(11)에서 구해진 자기 상관함수를 인가받아 상기 구해진 자기 상관함수를 각각의 상관함수 R_o 와, R₁ ,, 및 R_2k-1 로 분할해서 개별 상관함수
를 구하는 상관함수 분할부(12) 및;

상기 상관함수 분할부(12)에서 구해진 개별 상관함수
를 인가받아 상기 개별 상관함수
를 식
에 따라 재결합해서 첨두가 제거된 상관함수
를 얻는 상관함수 재결합부(13)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치.
제1항에 있어서, 상기 CBOC 신호 발생부(14)로부터 생성된 CBOC 신호(
)가,

(여기서,
는 의사잡음 부호,
는 항법 데이터,
와
는 각각 주파수가 k×1.023Mhz 및 m×1.023Mhz인 부반송파)

로 표현되는 것을 특징으로 하는 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치.
제1항에 있어서, 상기 상관함수 재결합부(13)에 얻어진 첨두가 제거된 상관함수가, 부분 부반송파 신호를
로 정의하고, 신호
와 CBOC 신호(
)의 상관함수를
로 표시하면,

로 표현되는 것을 특징으로 하는 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 장치.
자기 상관함수 생성부(11)가, 수신 CBOC 신호와, 2개의 SinBOC 신호를 합성해서 생성된 CBOC 신호를 인가받아 자기 상관함수를 구하는 단계와;

상관함수 분할부(12)가, 상기 자기 상관함수 생성부(11)에서 구해진 자기 상관함수를 각각의 상관함수 R_o 와, R₁ ,, 및 R_2k-1 로 분할해서 개별 상관함수
를 구하는 단계 및;

상관함수 재결합부(13)가, 상기 상관함수 분할부(12)에서 구해진 개별 상관함수
를 인가받아 상기 개별 상관함수
를 식
에 따라 재결합해서 첨두가 제거된 상관함수
를 얻는 단계를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 방법.
제4항에 있어서, 상기 자기 상관함수를 구하는 단계에서, 2개의 SinBOC 신호 를 합성해서 생성된 CBOC 신호(
)가,

(여기서,
는 의사잡음 부호,
는 항법 데이터,
와
는 각각 주파수가 k×1.023Mhz 및 m×1.023Mhz인 부반송파)

로 표현되는 것을 특징으로 하는 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 방법.
제4항에 있어서, 첨두가 제거된 상관함수를 얻는 단계에서, 부분 부반송파 신호를
로 정의하고, 신호
와 CBOC 신호(
)의 상관함수를
로 표시하면,

첨두가 제거된 상관함수가,

로 표현되는 것을 특징으로 하는 CBOC 신호의 자기 상관함수 주변 첨두 제거 방법.