KR101687230B1 - 노이즈 플로어를 이용한 ｇｐｓ안테나 연결 확인 시스템 및 방법 - Google Patents

노이즈 플로어를 이용한 ｇｐｓ안테나 연결 확인 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노이즈 플로어(Noise Floor : 바닥 잡음)을 이용한 GPS안테나 연결 확인방법에 관한 것으로 구체적으로는 별도의 장치 없이 GNSS 내부의 장치로도 측정 가능한 노이즈 플로어를 이용하여 GPS안테나 연결에 따른 노이즈 플로어의 변화를 확인하여 GPS안테나 연결 여부를 확인할 수 있는 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템은 GPS안테나로부터 수신된 위성신호를 차량 내 GNSS로 전송하기 위한 전송선의 노이즈 플로어를 측정하는 노이즈 플로어 측정부; 및 상기 노이즈 플로어 측정부에서 측정된 노이즈 플로어 레벨을 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 GPS안테나의 연결 여부를 판단하는 판단부; 를 포함한다.

Description

노이즈 플로어를 이용한 ＧＰＳ안테나 연결 확인 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONFIRMATION OF GPS ANTENNA CONNECTION USING NOISE FLOOR}
본 발명은 노이즈 플로어(Noise Floor : 바닥 잡음)을 이용한 GPS안테나 연결 확인방법에 관한 것으로 구체적으로는 차량 내 GNSS(Global Navigation Satellite System : 위성항법시스템)에서 측정하는 노이즈 플로어를 이용하여 GPS안테나 연결에 따른 노이즈 플로어 변화 값을 통해 GPS안테나 연결 여부를 확인할 수 있는 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
차량용 내비게이션은 GPS(Glocal Positioning System)위성이 발사하는 신호를 지상의 안테나를 통해 수신하여 차량 내부에 장착한 모니터에 지금의 차량 위치, 목적지까지의 최단거리 등을 표시하여 주는 장치를 말한다.
GPS안테나를 통해 수신된 위성신호는 전송선을 통해 차량 내의 GNSS에 전송되어 네비게이션에 필요한 정보가 되는데 만약 GPS안테나가 제대로 연결되지 않아 이 위성신호가 정상적으로 수신되지 않는 경우 적절한 복구조치가 취해지기 전까지 내비게이션에서 현재 위치 탐색이 불가능한 상태가 지속된다.
종래의 차량용 라디오 안테나 진단 장치의 경우 안테나의 전원 온, 오프에 따라 안테나에서 수신된 RF신호의 전계 세기를 측정하여 마이크로 프로세서에서 측정결과를 근거로 안테나의 연결 여부를 확인하였다.
또 다른 안테나 연결상태 감지 방법으로 GPS안테나와 GNSS사이를 연결하는 전송선에 전류센서를 적용하는 방법이 있는데 이에 따른 개략적인 구성도를 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면, GPS안테나(20)와 GNSS(110)사이에 전류센서(20)가 별도로 연결되어 있으며, 전류센서 값을 감지하여 GPS안테나의 연결 여부를 판단하기 위해 MCU(120)가 연결되어 있다. GPS안테나가 정상적으로 연결되어 위성신호가 수신되면 전류값이 변화하며 이를 전류센서를 통해 감지하여 MCU가 연결 여부를 확인하였다. 이 경우, 전류센서가 추가로 적용되어야 하며 위성신호가 수신되는 지역에서만 연결 여부를 확인할 수 있었다.
한국공개특허 제10-2011-0052236호
이에 본 발명은 별도의 센서없이 GNSS에서 측정 가능한 노이즈 플로어를 이용하여 GPS안테나 연결에 따른 노이즈 플로어 변화 값을 통해 GPS안테나 연결 여부를 확인할 수 있는 시스템과 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템은 GPS안테나로부터 수신된 위성신호를 차량 내 GNSS로 전송하기 위한 전송선의 노이즈 플로어를 측정하는 노이즈 플로어 측정부; 및 상기 노이즈 플로어 측정부에서 측정된 노이즈 플로어 레벨을 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 GPS안테나의 연결 여부를 판단하는 판단부; 를 포함하고 상기 기준값은 상기 차량에 상기 GPS안테나가 연결되지 않았을 때 반복적으로 측정된 값들의 평균값을 계산하여 구해진 자연상태 노이즈 플로어 레벨에 상기 GPS안테나의 고유 이득값을 더하여 설정된다.
본 발명의 일실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템은 상기 노이즈 플로어 측정부에 외부 사용자의 조작에 따라 또는 미리 정해진 주기에 따라 측정 명령을 보내는 제어부; 및 상기 판단부가 판단한 상기 GPS안테나의 연결 여부를 디스플레이장치 또는 음성장치를 통해 출력해주는 출력부; 를 더 포함한다.
삭제
본 발명의 일실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법은 노이즈 플로어 측정부가 GPS안테나로부터 수신된 위성신호를 차량 내 GNSS로 전송하기 위한 전송선의 노이즈 플로어를 측정하는 측정 단계; 및 상기 측정된 노이즈 플로어를 미리 설정된 기준값과 비교하여, 기준값 범위 이내이면 GPS안테나 연결로 판단하고, 기준값 범위를 벗어나면 GPS안테나 미연결로 판단하는 판단 단계; 를 포함하고, 상기 기준값은 상기 차량에 상기 GPS안테나가 연결되지 않았을 때 반복적으로 측정된 값들의 평균값을 계산하여 구해진 자연상태 노이즈 플로어 레벨에 상기 GPS안테나의 고유 이득값을 더하여 설정된다.
본 발명의 일실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법은 상기 판단 단계에서 판단한 결과를 디스플레이장치 또는 음성장치를 통해 출력해주고, GPS안테나 미연결인 경우, 경고 화면을 상기 디스플레이 장치에 출력하거나, 경고 알람을 상기 음성장치를 통해 출력해주는 출력 단계; 를 더 포함한다.
삭제
본 발명에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법은 별도의 센서없이 GNSS에서 노이즈 플로어를 측정하여 GPS안테나의 연결 여부를 확인할 수 있어 장치구성이 간단하며, 노이즈 플로어를 이용하기 때문에 위성신호가 수신되지 않는 지하 또는 음영지역에서도 GPS안테나의 연결 여부를 확인할 수 있어 활용도가 높다.
도 1 은 종래기술에 따른 전류센서를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결확인 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법에서 기준값을 정하기 위한 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결확인 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템(100)은 GPS안테나(10)로부터 수신된 위성신호를 차량 내 GNSS(110)로 전송하기 위한 전송선(30)의 노이즈 플로어를 측정하는 노이즈 플로어 측정부(111) 및 상기 노이즈 플로어 측정부(111)에서 측정된 노이즈 플로어 레벨을 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 GPS안테나(10)의 연결 여부를 판단하는 판단부(121)를 포함한다.
상기 노이즈 플로어 측정부(111)는 노이즈 플로우를 측정하기 위해 특정 주파수 대역의 신호만을 여파하는 필터를 포함하며 GNSS(110) 내부에 구성될 수 있다.
노이즈 플로어는 일종의 최소잡음 전력을 의미하며, 대기중/시스템/계측기 등에서 발생하는 최저레벨의 잡음전력을 뜻하는데 일반적으로 dB 단위로 표현한다.
GPS안테나가 연결되지 않은 상태에서 측정되는 노이즈 플로어는 GNSS의 자연상태 노이즈 플로어라고 말할 수 있으며, GPS안테나가 연결되면 상기 GPS안테나가 가지는 고유 이득에 의해 노이즈 플로어 레벨이 변하게 된다. 이를 통해 GPS안테나가 제대로 연결되었는지 여부를 확인 할 수 있다.
상기 판단부(121)는 상기 노이즈 플로어에서 측정된 노이즈 플로어 레벨값을 기준값과 비교하여 상기 GPS안테나(10)의 연결 여부를 판단하는데 본 발명에서는 MCU(120)를 통해 그 기능을 구현한다.
다른 실시예에서 상기 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템(100)은 상기 노이즈 플로어 측정부(111)에 외부 사용자의 조작에 따라 또는 미리 정해진 주기에 따라 측정 명령을 보내는 제어부(122) 및 상기 판단부(121)가 판단한 상기 GPS안테나(10)의 연결 여부를 디스플레이장치 또는 음성장치를 통해 출력해주는 출력부(130)를 더 포함할 수 있다.
차량 완제품 생산 후 조립상태를 검사한다거나 차량의 내비게이션장치가 제대로 동작하지 않아 원인을 찾고자 할 때 등 외부에서 GPS안테나의 연결상태를 확인하고자 할 때 상기 노이즈 플로어 측정부(111)는 상기 제어부(122)로부터 측정 명령을 받아 노이즈 플로어를 측정 할 수 있다. 또는 지속적으로 GPS안테나의 연결 상태를 모니터링 해야 하는 경우, 미리 정해진 주기에 따라 상기 제어부(122)로부터 측정 명령을 받아 주기적으로 노이즈 플로어를 측정 할 수 있다.
또한 상기 판단부(121)에서 판단한 상기 GPS안테나(10)의 연결 여부를 외부의 사용자가 인지하여 적절한 조치를 취할 수 있도록 디스플레이장치 또는 음성장치 등의 출력부(130)에 출력할 수 있으며, 상기 출력부(130)는 디스플레이장치나 음성장치 뿐 아니라 램프 등으로 간단하게 구성될 수도 있다.
상기 판단부(121)에서 상기 GPS안테나(10)의 연결 여부를 판단하는 상기 기준값은 상기 GPS안테나(10)가 연결되지 않았을 때 측정된 자연상태 노이즈 플로어 레벨에 상기 GPS안테나(10)의 고유 이득값을 더하여 설정된다. 예를 들어 자연상태 노이즈 플로어 레벨은 일반적인 GNSS에서 약 -174dBm/Hz의 레벨을 갖는데, 20dBm의 고유 이득을 갖는 GPS안테나가 정상적으로 연결되면 노이즈 플로어는 -154dBm/Hz가 됨을 예상할 수 있다. 여기에 ±5dBm의 오차를 적용하여 기준값을 설정한 후, 노이즈 플로어 측정 결과가 -151dBm/Hz라면, GPS안테나가 정상적으로 연결되어 있다고 판단할 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3 을 참고하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법은 노이즈 플로어 측정부(111)가 GPS안테나(10)로부터 수신된 위성신호를 차량 내 GNSS(120)로 전송하기 위한 전송선(30)의 노이즈 플로어를 측정하는 측정 단계(S10) 및 상기 측정된 노이즈 플로어 측정값(N)을 미리 설정된 기준값(NS)과 비교하여(S20), 상기 기준값(NS) 범위 이내이면 GPS안테나 연결로 판단하고(S30), 상기 기준값(NS) 범위를 벗어나면 GPS안테나 미연결로 판단하는(S40) 판단 단계를 포함한다.
다른 실시예에서 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법은 상기 판단 단계에서 판단한 결과를 디스플레이장치 또는 음성장치를 통해 출력해주고(S50), GPS안테나 미연결인 경우, 경고 화면을 상기 디스플레이 장치에 출력하거나, 경고 알람을 상기 음성장치를 통해 출력해주는(S60) 출력 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 판단 단계에서 GPS안테나가 미연결되었다고 판단된 경우 외부 사용자에게 결과를 알려 적절한 조치를 취할 수 있도록 해주는 것이 중요하며, 예를 들어 차량용 네비게이션 화면에 붉은색으로 "GPS안테나가 연결되어 있지 않습니다."라는 경고 문구를 주기적으로 표시할 수 있으며, 상기 경고 문구를 차량용 네비게이션 음성으로 알릴 수도 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법에서 기준값을 정하기 위한 과정을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 상기 기준값(NS)은 상기 GPS안테나(10)가 연결되지 않았을 때의 자연상태 노이즈 플로어 레벨(N0)을 측정한 후(S100), 상기 측정된 자연상태 노이즈 플로어 레벨(N0)값에 상기 GPS안테나(10)의 고유 이득값을 더하여 설정된다(S110). 상기 자연상태 노이즈 플로어(N0)는 상기 GPS안테나(10)가 연결되지 않은 상태의 차량 내비게이션 시스템에 관련된 모든 장치의 노이즈 플로어가 고려된 값이며, 완성된 차량 상태에서 상기 GPS안테나(10)를 연결하지 않고 수차례 반복적으로 노이즈 플로어를 측정하여 평균값으로 정할 수 있다.
상기 GPS안테나의 고유 이득값은 각 GPS안테나 별로 제조사에서 정해진 이득(Gain)값이다.
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템
110 : GNSS 111 : 노이즈 플로우 측정부
120 : MCU 121 : 판단부
122 : 제어부 130 : 출력부
10 : GPS안테나 20 : 전류센서
30 : 전송선

Claims (6)

  1. GPS안테나로부터 수신된 위성신호를 차량 내 GNSS로 전송하기 위한 전송선의 노이즈 플로어를 측정하는 노이즈 플로어 측정부; 및
    상기 노이즈 플로어 측정부에서 측정된 노이즈 플로어 레벨을 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 GPS안테나의 연결 여부를 판단하는 판단부; 를 포함하고,
    상기 기준값은 상기 차량에 상기 GPS안테나가 연결되지 않았을 때 반복적으로 측정된 값들의 평균값을 계산하여 구해진 자연상태 노이즈 플로어 레벨에 상기 GPS안테나의 고유 이득값을 더하여 설정되는 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노이즈 플로어 측정부에 외부 사용자의 조작에 따라 또는 미리 정해진 주기에 따라 측정 명령을 보내는 제어부; 및
    상기 판단부가 판단한 상기 GPS안테나의 연결 여부를 디스플레이장치 또는 음성장치를 통해 출력해주는 출력부; 를 더 포함하는 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 시스템.
  3. 삭제
  4. 노이즈 플로어 측정부가 GPS안테나로부터 수신된 위성신호를 차량 내 GNSS로 전송하기 위한 전송선의 노이즈 플로어를 측정하는 측정 단계; 및
    상기 측정된 노이즈 플로어를 미리 설정된 기준값과 비교하여, 상기 기준값의 범위 이내이면 GPS안테나 연결로 판단하고, 상기 기준값의 범위를 벗어나면 GPS안테나 미연결로 판단하는 판단 단계; 를 포함하고,
    상기 기준값은 상기 차량에 상기 GPS안테나가 연결되지 않았을 때 반복적으로 측정된 값들의 평균값을 계산하여 구해진 자연상태 노이즈 플로어 레벨에 상기 GPS안테나의 고유 이득값을 더하여 설정되는 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 판단 단계에서 판단한 결과를 디스플레이장치 또는 음성장치를 통해 출력해주고, GPS안테나 미연결인 경우, 경고 화면을 상기 디스플레이 장치에 출력하거나, 경고 알람을 상기 음성장치를 통해 출력해주는 출력 단계; 를 더 포함하는 노이즈 플로어를 이용한 GPS안테나 연결 확인 방법.
  6. 삭제
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