KR101565849B1 - 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치 및 방법 - Google Patents

파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위성항법 신호 생성 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 파일럿/데이터(Pilot/Data) 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 기법으로 계층 다상 부호의 장점을 살리고 데이터 채널을 통해서 비트 경계를 찾을 수 있으며 주파수 오차를 보상할 수 있는 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치 및 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 일반적인 데이터(Data) 채널과 파일럿(Pilot) 채널을 채용하고 있는 GNSS(Global Navigation Satellite System)에서 동상(In-phase)과 직교위상(Quadrature-phase)으로 데이터(Data)와 파일럿(Pilot) 채널을 직교화시킴으로써 상호간에 간섭을 없앴다.

Description

파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치 및 방법{Apparatus and Method for generating tiered polyphase code based Global Navigation Satellite Systems signal using pilot-data channel orthogonal}
본 발명은 위성항법 신호 생성 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 파일럿/데이터(Pilot/Data) 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 기법으로 계층 다상 부호의 장점을 살리고 데이터 채널을 통해서 비트 경계를 찾을 수 있으며 주파수 오차를 보상할 수 있는 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치 및 방법에 대한 것이다.
일반적으로 GNSS(Global Navigation Satellite Systems) 신호 체계는 미약한 신호세기 환경에서 신호획득(Acquisition) 성능을 높이기 위하여 파일럿(Pilot) 채널과 데이터(Data) 채널을 함께 사용하고 있는 추세이다. 즉, 파일럿(Pilot) 채널을 이용해 신호획득과 추적(Tracking)을 하고 Data 채널에서는 Data 복조를 통해 Data를 얻는다.
도 1은 일반적인 계층 다상 부호(Tiered Polyphase Code) 구조 도면이다. 도 1을 참조하면, 계층 다상 부호의 주기(110)를 도시하였으며, 여기서 N은 제 1차 (Primary) 부호(130) 길이, Ns는 제 2차(Secondary) 부호(140) 길이이다.
fc의 클럭 속도(120)를 사용하고 N 분주한 클럭(fcs=fc/N)을 이용해 제 2차(Secondary) 부호(140)를 생성한다. 제 1차(Primary) 부호(130)는 Gold, Kasami, Gold-like 코드 등 N 길이의 이진 부호를 생성 후 +1/-1 변조를 시킨다. 제 2차(Secondary) 부호(140)는 다상(Polyphase) 부호로 Ns의 양의 제곱근이 정수일 경우 프랑크(Frank) 부호로 생성하며 그 외의 경우는 자도프-추(Zadoff-Chu) 부호로 생성한다. 제 1차(Primary) 부호(130) 한 주기에 제 2차(Secondary) 부호(104) 1 칩을 곱해서 계층 다상 부호를 생성(150)한다.
계층 다상 부호(150)는 도플러 쉬프트에 강인해서 신호획득을 위해 긴 시간 누적하더라도 신호획득이 가능하다. 또한 송신되는 신호들 간에 제 1차(Primary) 부호(130) 주기 이상의 시간지연을 가지고 수신되는 경우 자기 신호들 간에 간섭은 없어 위성 항법 신호로 적합하다.
계층 다상 부호(150)는 도플러 쉬프트가 있어도 신호획득은 잘되지만 대신 다상부호의 시작점이 바뀌는 문제점이 발생해 데이터(Data) 채널 복조를 위한 비트 경계(Bit boundary)를 찾아내는데 어려움이 있다.
또한, 주파수를 추정하는데 어려움이 있다. 부연하면, 계층 다상 부호(150)를 파일럿(Pilot) 채널 코드로 사용하고 Data 채널을 가지고 도플러 쉬프트 오차를 보상하고 비트 경계를 찾아야 하는 단점이 있다.
1. 한국공개특허번호 제10-2014-0068432호 2. 한국공개특허번호 제10-2010-0005521호
1. 김정빈외, "계층 다상 부호 기반 위성항법 시스템의 신호획득 성능 연구"한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 / v.38A no.11, 2013년, pp.970-972 2. 유승환, "차세대 위성항법 시스템에서 사용하는 이진천이반송파로 변조된 확산신호의 새로운 동기기술" 건국 대학교, 2009년
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 계층 다상 부호의 장점을 살리면서도 데이터(Data) 채널을 통해서 비트 경계를 찾을 수 있는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 주파수 오차를 보상할 수 있는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 계층 다상 부호의 장점을 살리면서도 데이터(Data) 채널을 통해서 비트 경계를 찾을 수 있는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치를 제공한다.
상기 위성항법 신호생성 장치는,
미리 설정되는 클럭 속도를 생성하는 클럭부;
상기 클럭 속도(fc)와 동일한 제 1차 부호를 변조한 제 1 변조 신호 및 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 1 분주 클럭(fcs)인 제 2차 부호를 이용하여 파일럿(Pilot) 채널 신호를 생성하는 파일럿 채널 신호 생성부;
상기 제 1차 부호와 동일한 클럭 속도를 이용하여 직교 부호로 생성하고 상기 직교 부호를 변조한 제 2-1 변조 신호와 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 2 분주 클럭을 이용하여 생성되는 데이터를 변조한 제 2-2 변조 신호에 위상 변화하여 생성되는 위상 변화 데이터와 상기 제 1 변조 신호를 이용하여 데이터 채널 신호를 생성하는 데이터(Data) 채널 신호 생성부; 및
상기 파일럿 채널 신호와 데이터 채널 신호를 합쳐 위성항법 신호를 생성하는 합성기;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 제 1차 부호 및 제 2차 부호는 계층 다상 부호를 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 제 1 변조 신호, 제 2-1 변조 신호 및 제 2-2 변조 신호는 +1/-1 변조인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 직교 부호부는 왈시 부호(Walsh code)를 이용하여 이진 부호인 직교 부호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 분주 클럭은 상기 제 1차 부호 길이로 상기 클럭 속도를 나눈 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 2 분주 클럭은 상기 제 1차 부호길이와 상기 제 2차 부호길이를 곱한 값으로 상기 클럭 속도를 나눈 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 위상 변화는 90도인 것을 특징으로 할 수 있다.
추가적으로, 상기 위성항법 신호생성 장치는, 상기 데이터 채널 신호와 상기 1차 부호를 켤레복소 곱을 한 후, 직교부호를 곱해 제 1차 부호길이만큼 누적하고, 먼저 들어온 제 1 결과값에 켤레복소를 취한 후 지연되서 들어온 제 2 결과값과 곱을 하여 나온 제 3 결과값을 가지고 주파수 오차값을 추정하는 추정기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때. 상기 추정기는 상관기 구조를 갖는 추정기인 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 미리 설정되는 클럭 속도를 생성하는 단계; 상기 클럭 속도와 동일한 제 1차 부호를 변조한 제 1 변조 신호 및 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 1 분주 클럭인 제 2차 부호를 이용하여 파일럿(Pilot) 채널 신호를 생성하는 단계; 상기 제 1차 부호와 동일한 클럭 속도를 이용하여 직교 부호로 생성하고 상기 직교 부호를 변조한 제 2-1 변조 신호와 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 2 분주 클럭을 이용하여 생성되는 데이터를 변조한 제 2-2 변조 신호에 위상 변화하여 생성되는 위상 변화 데이터와 상기 제 1 변조 신호를 이용하여 데이터 채널 신호를 생성하는 단계; 및 상기 파일럿 채널 신호와 데이터 채널 신호를 합쳐 위성항법 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 일반적인 데이터(Data) 채널과 파일럿(Pilot) 채널을 채용하고 있는 GNSS(Global Navigation Satellite System)에서 동상(In-phase)과 직교위상(Quadrature-phase)으로 데이터(Data)와 파일럿(Pilot) 채널을 직교화시킴으로써 상호간에 간섭을 없앴다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 계층 다상 부호는 복소 코드이기 때문에 코드 차원에서 계층 다상 부호와 직교하는 코드를 생성해 데이터(Data) 채널을 위한 코드로 사용하고 계층 다상 부호를 파일럿(Pilot) 채널을 위한 부호로 사용함으로써 파일럿/데이터(Pilot/Data) 채널 구조를 사용하면서 계층 다상 부호가 가지는 장점은 살리고 단점을 해결할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 이러한 계층 다상 부호의 장점 및 Data 채널을 통해서 비트 경계를 찾을 수 있으며 주파수 오차를 보상할 수 있게 돼 진보된 위성항법 신호체계를 확보할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적인 계층 다상 부호 구조를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기저대역에서 파일럿/데이터(Pilot/Data) 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치(200)의 구성도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 직교부호를 이용해 파일럿(Pilot) 채널 신호를 분리하는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 직교부호를 이용해 데이터(Data) 채널 신호를 분리하는 개념도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 데이터 채널 신호 및 파일럿 채널 신호간의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 오차를 추정하는 추정기의 구성도이다.
도 7은 도 6에 따른 상관기 구조를 갖는 추정기를 이용하여 주파수 추정 오차 결과를 보인 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 파일럿/데이터(Pilot/Data) 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 9는 도 8에 도시된 데이터 채널 신호 생성 단계(S820)를 더 상세하게 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 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.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기저대역에서 파일럿/데이터(Pilot/Data) 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치(200)의 구성도를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 기저대역에서 Pilot/Data 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호 생성 장치(200)가 도시된다.
계층 다상 부호 기반 위성항법 신호 생성 장치(200)는, 미리 설정되는 클럭 속도(fc)를 생성하는 클럭부(230), 파일럿(Pilot) 채널 신호를 생성하는 파일럿 채널 신호 생성부(210), 데이터 채널 신호를 생성하는 데이터(Data) 채널 신호 생성부(220), 및 파일럿 채널 신호와 데이터 채널 신호를 합쳐 위성항법 신호를 생성하는 합성기(250)로 구성된다.
파일럿 채널 신호 생성부(210)는 계층 다상 부호를 사용하여 파일럿 채널 신호를 생성한다. 즉, 파일럿 채널 신호 생성부(210)는, 상기 클럭 속도(fc)와 동일한 제 1차 부호를 생성하는 제 1차 부호부(213-1)와, 생성된 제 1차 부호를 변조하여 제 1 변조 신호를 생성하는 제 1 변조기(215)와, 상기 클럭 속도(fc)를 분주하여 제 1 분주 클럭(fcs)을 생성하는 제 1 분주기(212), 생성된 제 1분주 클럭(fcs)을 이용하여 제 2차 부호를 생성하는 제 2차 부호부(213-2)와, 제 1 변조 신호와 제 2차 부호를 곱하여 파일럿(Pilot) 채널 신호를 생성하는 제 1 곱셈기(217)로 구성된다.
제 1 분주기(212)는 상기 클럭 속도(fc)를 제 1차 부호길이(N)로 나누어 제 1 분주 클럭(fcs)을 생성한다.
제 1 변조기(215)는 제 1차 부호를 +1/-1 변조하여 제 1 변조 신호를 생성하는 역할을 수행한다.
데이터(Data) 채널 신호 생성부(220)는 상기 제 1차 부호와 동일한 클럭 속도(fc)를 이용하여 직교 부호로 생성하고, 상기 직교 부호를 변조한 제 2-1 변조 신호와 상기 클럭 속도(fc)를 분주하여 생성되는 제 2 분주 클럭을 이용하여 데이터를 변조한 제 2-2 변조 신호에 위상 변화하여 생성되는 위상 변화 데이터와 파일럿 채널 신호 생성부(210)에서 생성된 제 1 변조 신호를 이용하여 데이터 채널 신호를 생성한다. 즉, 데이터(Data) 채널 신호 생성부(220)는, 제 1차(Primary) 부호와 동일한 클럭 속도(fc)를 사용해 직교 부호를 생성하는 직교 부호부(221)와, 직교 부호가 생성된 후 +1/-1 변조하여 제 2-1 변조 신호를 생성하는 제 2-1 변조기(223)와, 상기 클럭 속도(fc)를 NㅧNs(여기서, Ns는 제 2차 부호길이를 나타낸다) 분주한 제 2 분주 클럭(fd=fc/NㅧNs)을 생성하는 제 2 분주기(224)와, 제 2 분주 클럭을 이용하여 데이터를 생성하는 데이터부(226), 데이터가 생성된 후 이 생성된 데이터를 +1/-1 변조하여 제 2-2 변조 신호를 생성하는 제 2-2 변조기(227)와, 이 제 2-2 변조 신호에 90도 위상 변화를 수행하여 위상 변화 데이터를 생성하는 위상 변환기(228)와, 이 위상 변화 데이터, 제 2-1 변조 신호 및 제 2-2 변조 신호를 곱하여 데이터 채널 신호를 생성하는 제 2 곱셈기(224)로 구성된다.
직교 부호부(221)는 이진부호로 왈시 부호(Walsh code)를 사용한다.
최종적으로, 합산기(250)는 파일럿(Pilot) 채널 신호와 데이터(Data) 채널 신호를 합쳐 위성항법 신호를 생성한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 직교부호를 이용해 파일럿(Pilot) 채널 신호를 분리하는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 직교부호를 이용해 데이터(Data) 채널 신호를 분리하는 개념도이다.
도 3 및 도 4는 직교부호를 이용해 Pilot 채널 신호와 Data 채널 신호를 분리 할 수 있음을 도시한 것이다. 아래 수학식은 제 1차(Primary) 부호의 동기가 맞은 상태에서 제 1차(Primary) 부호를 이용한 상관 결과값을 직교부호를 곱해 제 1차(Primary) 부호길이 N만큼 누적한 결과를 나타낸다.
Figure 112014094152831-pat00001
Figure 112014094152831-pat00002
여기서, N은 제 1차 부호길이, Cp(i)는 제 1차 부호(primary code), Corth(i)는 제 2차 부호를 나타낸다.
위 수학식들을 통해서 Pilot 채널 신호와 Data 채널 신호를 서로 간섭을 주지 않고 얻을 수 있음을 알 수 있다.
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 데이터 채널 신호 및 파일럿 채널 신호간의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 오차를 추정하는 추정기의 구성도이다. 도 6을 참조하면, 데이터(Data) 채널 신호를 이용하여 주파수 오차를 추정한다. 신호획득을 통해서 제 1차(Primary) 부호의 시작점을 알고 있다고 가정한다.
데이터 채널 신호와 제 1차(Primary) 부호를 켤레복소 곱을 한 후, 직교부호를 곱하고, 제 1차 부호길이 N만큼 누적한다. 먼저 들어온 결과값에 켤레복소를 취한 후 지연되서 들어온 결과값과 곱을 해 나온 결과값을 가지고 주파수 오차값을 추정한다. 이를 위해, 추정기는 켤레복소 곱을 수행하는 제 1 곱셈기(510)와, 직교부호를 곱하는 제 2 곱셈기(520)와, 제 2 곱셈기(520)의 결과를 제 1차 부호길이 N만큼 누적하는 누산기(530)와, 먼저 들어온 결과값에 켤레복소를 취한 후 지연되서 들어온 결과값과 곱을 수행하는 제 3 곱셈기(540), 및 제 3 곱셈기(540)의 결과값들을 이용하여 주파수 오차값을 추정하는 주파수 오차값 추정부(550)를 포함한다.
주파수 오차값 추정부(550)는 제 3 곱셈기(540)의 결과값들을 원하는 만큼 누적하여 누적한 결과의 각도를 구해 주파수 오차값을 추정한다. 도 7은 제 3곱셈기의 결과값을 약 50번 누적한 결과이다.
또한, 계층 다상 부호를 이용하여 제 1차(Primary) 부호의 시점을 찾고 데이터(Data) 채널 신호에서 제 1차(Primary) 부호길이 동안의 주파수 오차를 보상한 후 비트 경계를 찾을 수 있다. 제 1차 부호의 시점은 파일럿 채널의 신호획득을 통해서 찾을 수 있으며, 비트 경계의 경우 비트 반전이 일어나는 시점에서 제 1차 부호의 누적 결과 값의 부호도 반전이 일어나게 되므로 이 때 비트 경계를 찾을 수 있다.
도 7은 도 6에 따른 상관기 구조를 갖는 추정기를 이용하여 주파수 추정 오차 결과를 보인 그래프이다. 즉, SNR[dB] 값에 따른 평균적 주파수 오차가 어느 정도인지를 알기위해서 주파수 추정 오차를 RMSE(Root Mean Square Error)로 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 주파수 추정 오차를 RMSE로 도시하였다. x축은 SNR[dB] 값으로 y축은 RMSE[Hz] 값을 나타낸다. 클럭 속도( fc)를 10.23MHz로 하였으며 따라서 제 1(Primary) 부호, 직교부호는 10230칩의 길이 1msec이고, 제 2(Secondary) 부호는 20칩의 길이 20msec이고, Data 1비트의 길이는 20msec이다.
정밀한 주파수 오차 추정을 위해서 도 6에서의 켤래 복소곱을 한 결과값을 50번 누적한 후에 주파수 오차를 추정하였다. 즉 제 1차 부호길이 1msec 사이의 주파수 오차를 추정하기 위해서 50msec를 사용하였다.
도 8은 본 발명의 일실시에에 따른 파일럿/데이터(Pilot/Data) 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 미리 설정되는 클럭 속도를 생성하고, 상기 클럭 속도(fc)와 동일한 제 1차 부호를 변조한 제 1 변조 신호 및 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 1 분주 클럭(fcs)인 제 2차 부호를 이용하여 파일럿(Pilot) 채널 신호를 생성한다(단계 S810).
이와 함께, 상기 제 1차 부호와 동일한 클럭 속도를 이용하여 직교 부호로 생성하고 상기 직교 부호를 변조한 제 2-1 변조 신호와 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 2 분주 클럭을 이용하여 생성되는 데이터를 변조한 제 2-2 변조 신호에 위상 변화하여 생성되는 위상 변화 데이터와 상기 제 1 변조 신호를 이용하여 데이터 채널 신호를 생성한다(단계 S820).
최종적으로, 상기 파일럿 채널 신호와 데이터 채널 신호를 합쳐 위성항법 신호를 생성한다(단계 S830).
도 9는 도 8에 도시된 데이터 채널 신호 생성 단계(S820)를 더 상세하게 보여주는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 제 1차 부호와 동일한 상기 클럭 속도를 이용하여 직교 부호로 생성하고 상기 직교 부호를 변조하여 제 2-1 변조 신호를 생성한다(단계 S910).
이와 함께, 동일한 상기 클럭 속도를 분주하여 제 2 분주 클럭을 생성하고, 이를 이용하여 데이터를 생성후 이를 변조하여 제 2-2 변조 신호를 생성한다(단계 S920).
생성된 제 2-2 변조 신호에 90도 위상 변화하여 위상 변화 데이터를 생성한다(단계 S930).
이러한 과정을 걸쳐 생성된, 제 1 변조 신호, 제 2-2 변조 신호 및 위상 변화된 데이터를 곱하여 데이터 채널 신호를 생성한다(단계 S940).
본 발명의 일실시예에서는 일반적인 데이터(Data) 채널과 파일럿(Pilot) 채널을 채용하고 있는 GNSS (Global Navigation Satellite System) 경우 In-phase와 Quadrature-phase로 Data와 Pilot 채널을 직교화시킴으로써 상호간에 간섭을 없앴다.
계층 다상 부호는 복소 코드이기 때문에 코드 차원에서 계층 다상 부호와 직교하는 코드를 생성해 데이터(Data) 채널을 위한 코드로 사용하고 계층 다상 부호를 파일럿(Pilot) 채널을 위한 부호로 사용한다. 이렇게 함으로써 Pilot/Data 채널 구조를 사용하면서 계층 다상 부호가 가지는 장점은 살리고 단점을 해결하는 방법을 제시한다.
200: 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치
210: 파일럿 채널 신호 생성부
212: 제 1 분주기 213-1: 제 1차 부호부
213-2: 제 2차 부호부 215: 제 1 변조부
217: 제 1 곱셈기
220: 데이터 채널 신호 생성부
221: 직교 부호부 223: 제 2-1 변조기
224: 제 2 분주기 226: 데이터부
227: 제 2-2 변조기 228: 위상 변환기
230: 클럭부
250: 합산기

Claims (10)

  1. 미리 설정되는 클럭 속도를 생성하는 클럭부;
    상기 클럭 속도(fc)와 동일한 제 1차 부호를 변조한 제 1 변조 신호 및 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 1 분주 클럭(fcs)인 제 2차 부호를 이용하여 파일럿(Pilot) 채널 신호를 생성하는 파일럿 채널 신호 생성부;
    상기 제 1차 부호와 동일한 클럭 속도를 이용하여 직교 부호로 생성하고 상기 직교 부호를 변조한 제 2-1 변조 신호와 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 2 분주 클럭을 이용하여 생성되는 데이터를 변조한 제 2-2 변조 신호에 위상 변화하여 생성되는 위상 변화 데이터와 상기 제 1 변조 신호를 이용하여 데이터 채널 신호를 생성하는 데이터(Data) 채널 신호 생성부; 및
    상기 파일럿 채널 신호와 데이터 채널 신호를 합쳐 위성항법 신호를 생성하는 합성기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1차 부호 및 제 2차 부호는 계층 다상 부호를 이루는 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 변조 신호, 제 2-1 변조 신호 및 제 2-2 변조 신호는 +1/-1 변조인 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 직교 부호부는 왈시 부호(Walsh code)를 이용하여 이진 부호인 직교 부호를 생성하는 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분주 클럭은 상기 제 1차 부호 길이로 상기 클럭 속도를 나눈 값인 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 분주 클럭은 상기 제 1차 부호길이와 상기 제 2차 부호길이를 곱한 값으로 상기 클럭 속도를 나눈 값인 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 변화는 90도인 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 채널 신호와 상기 1차 부호를 켤레복소 곱을 한 후, 직교부호를 곱해 제 1차 부호길이만큼 누적하고, 먼저 들어온 제 1 결과값에 켤레복소를 취한 후 지연되서 들어온 제 2 결과값과 곱을 하여 나온 제 3 결과값을 가지고 주파수 오차값을 추정하는 추정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 추정기는 상관기 구조를 갖는 추정기인 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 장치.
  10. 미리 설정되는 클럭 속도를 생성하는 단계;
    상기 클럭 속도와 동일한 제 1차 부호를 변조한 제 1 변조 신호 및 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 1 분주 클럭인 제 2차 부호를 이용하여 파일럿(Pilot) 채널 신호를 생성하는 단계;
    상기 제 1차 부호와 동일한 클럭 속도를 이용하여 직교 부호로 생성하고 상기 직교 부호를 변조한 제 2-1 변조 신호와 상기 클럭 속도를 분주하여 생성되는 제 2 분주 클럭을 이용하여 생성되는 데이터를 변조한 제 2-2 변조 신호에 위상 변화하여 생성되는 위상 변화 데이터와 상기 제 1 변조 신호를 이용하여 데이터 채널 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 파일럿 채널 신호와 데이터 채널 신호를 합쳐 위성항법 신호를 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일럿 데이터 채널의 직교성을 적용한 계층 다상 부호 기반 위성항법 신호생성 방법.
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