KR102199713B1 - 위성 항법 시스템에서 항법 메시지의 전송률 향상을 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents

위성 항법 시스템에서 항법 메시지의 전송률 향상을 위한 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시(disclosure)의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법은, 상기 위성에 미리 할당된 PRN(pseudo random noise) 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하는 과정과, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성하는 과정과, 상기 항법 메시지를 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성하는 과정과, 수신 장치에게 상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

위성 항법 시스템에서 항법 메시지의 전송률 향상을 위한 장치 및 그 방법{DEVICE FOR IMPROVING TRANSMISSION RATE OF NAVIGATION MESSAGE IN GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 개시(disclosure)는 위성 항법 시스템에서 항법 메시지의 전송률 향상을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 위성항법 시스템의 신호는 반송파, PRN(pseudo-random noise) 코드(예: C/A(coarse acquisition) 코드), 항법 메시지로 구성되며, 항법 메시지의 비트 길이는 코드 주기의의 정수배로 구성될 수 있다. 예를 들어, GPS C/A 신호의 코드는 1ms의 주기를 갖고 항법 메시지의 한 비트는 20ms이며, GPS L1C 신호의 코드는 10ms의 주기를 갖고 항법 메시지의 한 비트는 10ms일 수 있다.
이 때, 메시지의 최대 전송률은 코드 주기의 역수이므로, 코드 주기가 길수록 항법 메시지 전송률은 낮아질 수 있다. 그러나 항법 메시지 전송률을 높이기 위해 코드 주기를 줄이면 RF 대역폭이 늘어나고, 코드 길이를 줄이면 상관(correlation) 특성이 저하될 수 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는 코드 주기와 길이를 줄이지 않으면서 항법 메시지 전송률을 높일 수 있는 신호 구조 및 송수신기 구조를 제공할 수 있다. 특히, 항법 메시지 전송률을 향상시키기 위하여 메시지 비트 길이를 코드의 주기보다 짧게 생성하고 송수신하기 위한 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 개시(disclosure)의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법은, 상기 위성에 미리 할당된 PRN(pseudo random noise) 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하는 과정과, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성하는 과정과, 상기 항법 메시지를 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성하는 과정과, 수신 장치에게 상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치의 동작 방법은, 항법 메시지를 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조한 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신하는 과정과, 상기 변조 심볼을 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하는 과정을 포함하고, 상기 항법 메시지는, 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하고, 상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치는, 신호 생성부, 송신부, 및 상기 신호 생성부 및 송신부와 연결된 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, 상기 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하고, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성하고, 상기 항법 메시지를 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성하고, 수신 장치에게 상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치는, 수신부, 메모리부 및 상기 수신부 및 메모리부와 연결된 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, 항법 메시지를 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조한 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신하고, 상기 변조 심볼을 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하도록 구성되고, 상기 항법 메시지는, 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하고, 상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정될 수 있다.
본 개시(disclosure)의 다양한 실시 예들에 따른 방법 및 그 전자 장치는, 위성에 미리 할당된 PRN(pseudo random noise) 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지 및 항법 메시지의 비트 값에 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드에 기반하여, 변조 심볼을 생성함으로써, 긴 코드 주기를 사용하면서도 항법 메시지의 전송률을 높일 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 위성 항법 시스템에서 항법 메시지의 전송률 향상을 위한 송신 장치와 수신 장치를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 항법 메시지 전송률 향상을 위한 신호 구조의 일 예를 도시한다.
도 3a은 다양한 실시 예들에 따른, CSK(code shift keying) 기법을 이용한 신호 구조의 일 예를 도시한다.
도 3b은 다양한 실시 예들에 따른, CSK(code shift keying) 기법을 이용한 신호를 수신하기 위한 수신기의 일 예를 도시한다.
도 4a는 다양한 실시 예들에 따른, 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호 구조의 일 예를 도시한다.
도 4b는 다양한 실시 예들에 따른, 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호를 수신하기 위한 수신기의 일 예를 도시한다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른, CSK 기법을 이용한 신호와 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호의 교차 상관 성능을 나타내는 그래프를 도시한다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른, 위성 항법 시스템에서 항법 메시지의 전송률 향상을 위한 송신 장치의 동작 방법을 도시한다.
본 개시(disclosure)는 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 실시 예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다. 이하의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시 예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시 예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명의 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
이하 설명에서 사용되는 데이터의 표시에 관련된 변수(예: 파라미터(parameter), 값)을 지칭하는 용어, 발명의 동작을 수행하는데 사용되는 객체(예: 전자 장치, 표시 장치, 디스플레이 장치 등)를 지칭하는 용어, 장치의 구성요소를 지칭하는 용어(예: 회로, 모듈, 컨트롤러, 프로세서, 수집부, 예측부, 추론부, 지원부, 처리부, 표시부, 센서 등) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
위성 항법 시스템(예: GPS)은 위성에서 위성 항법 신호를 수신기에 송신함으로써, 수신기의 위치를 계산하기 위한 시스템일 수 있다. 수신기는, 상기 수신기의 위치를 계산하기 위해서 위성으로부터 전달되는 위성 항법 신호를 수신할 수 있다.
위성 항법 신호는 반송파(carrier), PRN(pseudo-random noise) 코드 및 항법 메시지를 포함할 수 있다. 반송파는 항법 메시지를 실어 보내기 위한 전파로서, 1.1~1.6GHz 대역의 정현파 신호일 수 있고, 특히 L 대역의 두 주파수 L1(1575.42 MHz), L2(1227.6 MHz)를 사용할 수 있다.
PRN 코드는 불규칙한 이진 수열로 구성될 수 있고, 대역확산에 사용될 수 있다. PRN 코드는 각 위성마다 유일하도록, 위성마다 서로 다른 PRN코드가 할당될 수 있다. 따라서, 각 위성들은 서로 다른 PRN 코드를 사용함으로써, 통신 주파수 대역을 공유할 수 있다. 수신기는 서로 다른 PRN 코드를 미리 저장해둠으로써, 위성을 식별하고, 위성 간 거리를 측정할 수 있다. PRN 코드는 시 C/A 코드, L1C 코드, L2C 코드 등의 종류로 분류될 수 있다.
항법 메시지는 수신기가 위치를 계산하기 위해 필요한, 위성의 궤도 및 시각 정보 등을 포함할 수 있다.
위성 항법 신호는, 항법 메시지를 PRN 코드에 따라 변조하여 변조 심볼을 생성하고, 생성된 변조 심볼을 반송파에 중첩하여 생성될 수 있다.
일반적으로, 위성 항법 신호에서 항법 메시지의 비트 길이는 PRN 코드 주기의 정수배로 구성될 수 있다. 예를 들어, GPS C/A 신호에서 코드는 1ms 주기, 메시지 한 비트는 20ms일 수 있고, GPS L1C 신호에서 코드는 10ms 주기, 메시지 한 비트는 10ms일 수 있고, Galileo E1 신호에서 코드는 4ms 주기, 메시지 한 비트는 4ms일 수 있다. 이 때, 항법 메시지의 최대 전송률은 코드 주기의 역수(逆數)이므로, 코드 주기가 길수록 메시지 전송률은 감소할 수 있다.
항법 메시지의 전송률을 높이기 위해 동일한 코드 길이에 대하여 코드 주기를 감소시키는 경우, 코드 전송률은 코드길이에 비례하고, 코드 주기에 반비례하므로, 코드 전송률은 증가할 수 있다. RF(radio frequency) 대역폭은 코드 전송률의 2배이므로, 코드 전송률이 증가하면 RF 대역폭이 증가하고, 주변 신호에 대한 혼간섭이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.
항법 메시지의 전송률을 높이기 위해 코드 주기와 길이를 모두 감소시키는 경우, 코드 전송률은 변하지 않으므로 주변 신호에 대한 혼간섭이 발생하지 않을 수 있다. 다만, 코드 길이 감소에 따라 코드의 자기 상관(auto-correlation) 및 교차 상관(cross-correlation) 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 긴 코드 주기를 사용하면서 항법 메시지 전송률을 높일 수 있는 신호 구조와 이에 따른 수신기 구조를 제공한다. 특히, 항법 메시지의 비트 값들에 따라 코드의 부분의 부호를 변경하는 방법을 제안함으로써, 도 3a의 CSK 기법에 따른 항법 메시지의 비트 값들에 따라 코드의 시작점을 설정하는 방법 대비 수신기 복잡도가 낮은 신호 전송 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 위성 항법 시스템에서 항법 메시지의 전송률 향상을 위한 송신 장치와 수신 장치를 나타내는 블록도를 도시한다. 도 1의 블록도(100)를 참고하면, 송신 장치(110)는 신호 생성부(111), 송신부(113), 프로세서(115)를 포함할 수 있다. 수신 장치(120)는 수신부(121), 메모리부(123), 프로세서(125)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)는 위성 항법 시스템의 위성에 포함될 수 있고, 위성이 수신 장치(120)에 위성 항법 신호를 송신하기 위한 장치일 수 있다. 수신 장치(120)는 송신 장치(110)로부터 위성 항법 신호를 수신 받음으로써, 수신 장치(120)의 위치를 추정할 수 있다.
송신 장치(110)의 신호 생성부(111)는 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)의 신호 생성부(111)는 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기가 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배가 되도록 항법 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 위성이 GPS L1C 코드를 사용하면, 위성에 할당된 PRN 코드의 1주기는 10ms이고 10230개의 칩(chip)들을 포함할 수 있다. 이 경우, 위성이 500bps(bits per second)의 항법 메시지 전송률을 가지는 신호를 송신하는 경우, 신호 생성부(111)는 항법 메시지의 1비트가 2ms 주기를 가지도록 항법 메시지를 생성할 수 있고, PRN 코드의 주기 10ms는 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이 2ms의 5배일 수 있다.
송신 장치(110)의 신호 생성부(111)는 PRN 코드의 각 부분에 대응하는 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)의 신호 생성부(111)는 PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지하고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경함으로써, 상기 PRN 코드에서 부호가 결정되는 코드를 생성할 수 있다.
예를 들어, PRN 코드는 1주기는 10ms이고 10230개의 칩들을 포함하고, 항법 메시지의 1비트는 2ms일 경우, PRN 코드의 1주기에 항법 메시지 5비트가 할당될 수 있다. 구체적으로, 항법 메시지의 1번째 비트에 PRN 코드의 1번째 내지 2046번째 칩들이 할당되고, 2번째 비트에 PRN 코드의 2047번째 내지 4092번째 칩들이 할당되고, 3번째 비트에 PRN 코드의 4093번째 내지 6138번째 칩들이 할당되고, 4번째 비트에 PRN 코드의 6139번째 내지 8184번째 칩들이 할당되고, 5번째 비트에 PRN 코드의 8185번째 내지 10230번째 칩들이 할당될 수 있다. 이 때, 항법 메시지의 5 비트가 10110의 비트 열을 가질 경우, 신호 생성부(111)는 항법 메시지의 2번째, 5번째 비트에 할당된 PRN 코드의 부호가 변경된 코드를 생성할 수 있다. 구체적으로, 신호 생성부(111)는 기존 PRN 코드의 2047번째 내지 4092번째 칩들 및 8185번째 내지 10230번째 칩들의 부호가 변경된 코드를 포함하는 부호가 결정되는 코드를 생성할 수 있다.
송신 장치(110)의 신호 생성부(111)는 항법 메시지를 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)의 신호 생성부(111)는 위성에 할당된 기존 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하고, 기존 PRN 코드에서 항법 메시지의 비트 값에 대응하는 부분의 부호가 유지되거나 변경됨으로써 부호가 결정되는 코드를 생성한 후, 항법 메시지를 생성된 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성할 수 있다. 따라서, 변조 심볼은 항법 메시지 및 생성된 코드를 포함할 수 있다. 생성된 코드는 기존 PRN 코드 대비 코드 주기 및 길이에는 변화가 없고, 특정 수의 칩들을 포함하므로, 변조 심볼은 항법 메시지 대비 대역 확산된 신호일 수 있다. 생성된 변조 심볼은 송신 장치(110)의 송신부(113)에 전달되어, 수신 장치로 전달될 수 있다.
송신 장치(110)의 송신부(113)는 수신 장치(120)에서 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)의 송신부(113)는 항법 메시지와 부호가 결정되는 코드를 포함하는 변조 심볼을 반송파에 중첩하여, 수신 장치(120)의 수신부(121)에 송신할 수 있다.
일 실시 예에서, 송신 장치(110)의 송신부(113)는 변조 심볼을 포함하는 신호의 기존 출력 값을 특정 값만큼 감소시킨 출력으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)의 송신부(113)는, 송신 장치(110)의 신호 생성부(111)에서 생성된 변조 심볼을 포함하는 신호가 위성에 할당된 기존 PRN 코드에 기반하여 변조된 변조 심볼을 포함하는 신호에 미치는 간섭에 대한 교차상관 값만큼, 신호의 출력을 감소시켜 송신할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)의 신호 생성부(111)에서 생성된 변조 심볼을 포함하는 신호가 기존 GPS L1C 신호에 미치는 간섭이 교차상관 값으로 계산된 값(예: 1.73dB)만큼 송신할 신호를 작게 송신함으로써, 간섭 문제를 해결할 수 있다.
일 실시 예에서, 신호의 송신 출력을 감소시키는 데 사용되는 교차상관 값은, 신호 생성부(111)에서 생성된 변조 심볼이 변조되는데 사용될 수 있는 항법 메시지의 비트 값들의 모든 조합에 대해, 기존 PRN 코드에 기반하여 변조된 변조 심볼을 포함하는 신호에 미치는 간섭들을 교차 상관 값들을 계산하고, 계산된 값들 중 최대 값을 선택함으로써 생성될 수 있다. 일 실시 예에서, 송신 장치(110)의 송신부(113)가 송신하는 신호 출력을 감소시키는 데 사용되는 교차 상관 값은 송신 장치(110)의 프로세서(115)에 의해 계산될 수 있다. 예를 들어, 신호 생성부(111)에서 생성된 변조 심볼을 포함하는 신호가 위성에 할당된 기존 PRN 코드에 기반하여 변조된 변조 심볼을 포함하는 신호에 미치는 간섭에 대한 교차상관 값은 송신 장치(110)의 프로세서(115)에 의해 계산될 수 있다.
송신 장치(110)의 송신부(113)는 송신 장치(110)와 외부 전자 장치(예: 수신 장치(120), 또는 서버)간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 송신 장치(110)의 송신부(113)는 송신 장치(110)의 송신부(113)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 송신 장치(110)의 송신부(113)는 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다.
송신 장치(110)의 프로세서(115)는, 송신 장치(110)의 신호 생성부(111), 송신 장치(110)의 송신부(113)의 동작을 제어하거나, 직접 수행할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)의 프로세서(115)는, 송신 장치(110)의 신호 생성부(111)가 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하거나, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성하거나, 항법 메시지를 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성하거나, 송신 장치(110)의 송신부(113)가 수신 장치(120)에서 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하기 위한 명령을 각 구성에 전달할 수 있다.
송신 장치(110)의 프로세서(115)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램)를 실행하여 송신 장치(110)의 프로세서(115)에 연결된 송신 장치(110)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예 에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 수신 장치(120)의 프로세서(125)는 다른 구성요소(예: 송신 장치(110)의 신호 생성부(111)또는 송신 장치(110)의 송신부(113))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하고, 휘발성 메모리에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 송신 장치(110)의 프로세서(115)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서는 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시 예에서, 송신 장치(110)의 프로세서(115)는 적어도 하나 이상의 프로세서로 구성될 수 있다.
수신 장치(120)의 수신부(121)는 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조된 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신 장치(120)의 수신부(121)는 항법 메시지와 항법 메시지에 따라 부호가 결정되는 코드를 포함하는 변조 심볼이 중첩된 반송파를 송신 장치(110)의 송신부(113)로부터 수신할 수 있다. 항법 메시지는 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하고, 항법 메시지에 따라 부호가 결정되는 코드는 위성에 할당된 기존 PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드일 수 있다.
수신 장치(120)의 수신부(121)는 변조 심볼을 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 수신 장치(120)의 수신부(121)는 특정 대역의 반송파에 포함된 변조 심볼을 추출하고, 변조 심볼의 변조에 사용된 코드를 이용하여 변조 심볼을 복조를 수행함으로써, 항법 메시지를 검출할 수 있다. 수신된 신호에 포함되는 변조 심볼을 변조하는데 사용된 코드는 기존 PRN 코드와 시작점을 동일하고 부호만 변경되므로, 수신부(121)의 복잡도 변화는 없을 수 있다.
일 실시 예에서, 수신 장치(120)의 수신부(121)는 항법 메시지가 포함할 수 있는 비트 열 값들의 모든 조합들에 대응하여 기존 PRN 코드에서 부호가 변경된 코드들을 생성하고, 상기 코드들마다 복조를 수행함으로써, 항법 메시지를 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 수신 장치(120)의 수신부(121)는 복조가 수행된 변조 심볼들 중 가장 출력 값이 큰 신호를 항법 메시지로 결정할 수 있다.
예를 들어, PRN 코드는 1주기는 10ms이고 10230개의 칩들을 포함하고, 항법 메시지의 1비트는 2ms이고, PRN 코드의 1주기에 항법 메시지 5비트가 할당되는 경우, 수신 장치(120)의 수신부(121)는 항법 메시지가 포함할 수 있는 비트 열 값들의 모든 조합인 00000(2) 내지 11111(2)에 대응하여, 기존 PRN 코드에서 부호가 변경될 수 있는 32개의 코드들을 생성하고, 변조 심볼에 대해 상기 코드들마다 복조를 수행함으로써, 항법 메시지를 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 수신 장치(120)의 수신부(121)는 복조가 수행된 변조 심볼들 중 가장 출력 값이 큰 신호를 항법 메시지로 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, 변조 심볼을 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하는 동작은 수신 장치(120)의 프로세서(125)에 의해 수행될 수 있다.
수신 장치(120)의 수신부(121)는 수신 장치(120)와 외부 전자 장치(예: 송신 장치(110), 또는 서버)간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 수신 장치(120)의 수신부(121)는 수신 장치(120)의 수신부(121)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예 에 따르면, 수신 장치(120)의 수신부(121)는 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다.
수신 장치(120)의 메모리부(123)는 위성 항법 시스템에 포함되는 각 위성들에 할당된 PRN 코드들을 수신 장치(120)의 다른 구성에 전달할 수 있다. 수신 장치(120)의 메모리부(123)는, 위성들을 식별하기 위해 위성들에 각 할당된 PRN 코드들을 미리 저장하고 있고, PRN 코드들은 항법 신호를 수신 시 위성을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 수신 장치(120)가 항법 메시지 및 항법 메시지에 따라 부호가 결정되는 코드를 포함하는 변조 심볼을 수신하는 경우, 항법 메시지에 따라 부호가 결정되는 코드는 위성에 할당된 기존 PRN 코드에서 일부분의 부호가 변경되거나 변경되지 않은 코드일 수 있다. 따라서, 수신 장치(120)는 수신 장치(120)의 메모리부(123)가 미리 저장하고 있는 PRN 코드에 기반하여, 항법 메시지에 따라 부호가 결정되는 코드를 검출하고, 변조 심볼을 복조함으로써, 항법 메시지를 결정할 수 있다.
수신 장치(120)의 메모리부(123)는, 수신 장치(120)의 적어도 하나의 구성요소(예: 수신 장치(120)의 프로세서(115))에 의해 사용되거나 획득되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 수신 장치(120)의 메모리부(123)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
수신 장치(120)의 프로세서(125)는, 수신 장치(120)의 수신부(121), 수신 장치(120)의 메모리부(123)의 동작을 제어하거나, 직접 수행할 수 있다. 예를 들어, 수신 장치(120)의 프로세서(125)는, 수신 장치(120)의 수신부(121)가 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조된 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신하거나, 변조 심볼을 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하거나, 수신 장치(120)의 메모리부(123)가 위성 항법 시스템에 포함되는 각 위성들에 할당된 PRN 코드들을 수신 장치(120)의 다른 구성에 전달하기 위한 명령을 각 구성에 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 수신 장치(120)의 프로세서(125)는, 변조 심볼을 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정할 수 있다.
수신 장치(120)의 프로세서(125)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램)를 실행하여 수신 장치(120)의 프로세서(125)에 연결된 수신 장치(120)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예 에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 수신 장치(120)의 프로세서(125)는 다른 구성요소(예: 수신 장치(120)의 수신부(121) 또는 수신 장치(120)의 메모리부(123))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하고, 휘발성 메모리에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 수신 장치(120)의 프로세서(125)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서는 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시 예에서, 수신 장치(120)의 프로세서(125)는 적어도 하나 이상의 프로세서로 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치는 신호 생성부, 송신부 및 상기 신호 생성부 및 송신부와 연결된 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, 상기 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하고, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성하고, 상기 항법 메시지를 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성하고, 수신 장치에게 상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, 상기 PRN 코드의 주기가 상기 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배가 되도록 항법 메시지를 생성하도록 더 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지하고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경함으로써, 상기 PRN 코드에서 부호가 결정되는 코드를 생성하도록 더 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, 상기 변조 심볼을 포함하는 신호가 상기 위성에 할당된 GPS L1C 신호에 미치는 간섭에 대한 교차상관 값을 생성하고, 상기 변조 심볼을 포함하는 신호의 기존 출력 값에 상기 교차상관 값을 감소시킨 출력으로 송신하도록 더 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, 상기 변조 심볼이 변조되는데 사용될 수 있는 상기 항법 메시지가 포함하는 비트 값들의 모든 조합 각각에 대해, 상기 GPS L1C 신호에 미치는 간섭을 교차상관 값으로 계산하고, 상기 비트 값들의 모든 조합 각각에 대한 교차상관 값들 중 최대 값을 선택하도록 더 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치에 있어서, 상기 PRN 코드는 10ms의 주기이고, 10230 칩(chip)들을 포함하고, 상기 항법 메시지의 1비트는 2ms의 주기이고, 상기 항법 메시지의 전송률은 500bps일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치에 있어서, 상기 PRN 코드는 C/A(coarse acquisition) 코드일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치는 수신부, 메모리부 및 상기 수신부 및 메모리부와 연결된 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, 항법 메시지를 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조한 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신하고, 상기 변조 심볼을 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하도록 구성되고, 상기 항법 메시지는, 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하고, 상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 프로세서는, 상기 항법 메시지의 비트 값들의 모든 조합들에 대응하는 코드들 생성하고, 상기 변조 심볼을, 상기 대응하는 코드들마다 복조를 수행하고, 상기 복조가 수행된 신호들 중 출력 값이 가장 큰 신호를 항법 메시지로 결정하도록 더 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치에 있어서, 상기 PRN 코드의 주기는, 상기 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배이고, 상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지되고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경될 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른, 항법 메시지 전송률 향상을 위한 신호 구조의 일 예를 도시한다. 도 2의 항법 메시지 전송률 향상을 위한 신호 구조의 일 예(200)를 참고하면, 송신 장치(110)가 항법 메시지 전송률 향상을 위해 수신 장치(120)에 송신하는 신호가 포함할 수 있는 항법 메시지와 PRN 코드의 일 예가 도시된다. 항법 메시지의 전송률을 높이기 위해 코드 주기와 길이를 모두 감소시키는 경우, 코드 전송률은 변하지 않으므로 주변 신호에 대한 혼간섭이 발생하지 않을 수 있다. 다만, 코드 길이 감소에 따라 코드의 자기 상관 및 교차 상관 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으므로, 긴 코드 주기를 사용하면서 항법 메시지 전송률을 높일 수 있는 신호 구조에서 메시지 비트 길이는 코드의 주기보다 짧게 생성될 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참고하면, 위성에 할당된 PRN 코드의 1주기는 10ms이고 10230개의 칩(chip)들을 포함할 수 있다. 항법 메시지는 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 짧은 비트들을 포함할 수 있다. 위성이 500 bps의 항법 메시지 전송률을 가지는 신호를 송신하는 경우, 항법 메시지의 1비트가 2ms 주기를 가지도록 항법 메시지를 생성할 수 있고, PRN 코드의 주기 10ms는 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이 2ms의 5배일 수 있다. 구체적으로, 항법 메시지의 1번째 비트에 PRN 코드의 1번째 내지 2046번째 칩들이 할당되고, 2번째 비트에 PRN 코드의 2047번째 내지 4092번째 칩들이 할당되고, 3번째 비트에 PRN 코드의 4093번째 내지 6138번째 칩들이 할당되고, 4번째 비트에 PRN 코드의 6139번째 내지 8184번째 칩들이 할당되고, 5번째 비트에 PRN 코드의 8185번째 내지 10230번째 칩들이 할당될 수 있다. 항법 메시지가 할당된 코드에 기반하여 변조됨으로써, 변조 심볼이 생성되고, 생성된 변조 심볼은 반송파에 실려 송신될 수 있다.
이하, 긴 코드 주기를 사용하면서 항법 메시지 전송률을 높일 수 있는 신호를 변조하는 방법으로써, 도 3a 및 도 3b의 기존 CSK 기법에 의한 변조 방법이 설명된다. CSK 변조의 경우, 코드 시작점 변화에 따른 코드의 교차 상관 성능이 저하되고, 코드 시작점 변화를 인식하기 위한 수신기의 복잡도가 증가할 수 있다. 이를 해결하기 위해, 도 4a 및 도 4b에서, 본 발명에 따른, 항법 메시지 비트에 따라 부호가 결정되는 코드를 사용하는 변조 방법이 설명된다. 항법 메시지 비트에 따라 부호가 결정되는 코드를 사용하면 CSK 기법 대비, 수신기 복잡도가 증가하지 않을 수 있다.
도 3a은 다양한 실시 예들에 따른, CSK(code shift keying) 기법을 이용한 신호 구조의 일 예를 도시한다. 도 3b은 다양한 실시 예들에 따른, CSK(code shift keying) 기법을 이용한 신호를 수신하기 위한 수신기의 일 예를 도시한다. 도 3a의 CSK(code shift keying) 기법을 이용한 신호 구조의 일 예(300a)를 참조하면, CSK 기법에 따라 송신되는 신호가 포함하는 코드는, 항법 메시지의 비트 값들에 따라 설정된 시작점에 따라 기존 PRN 코드에서 칩들의 순서가 변경된 코드일 수 있다. 예를 들어, 항법 메시지가 포함하는 비트 값에 따라 맵핑된, 시작점을 나타내는 시작 점 값에 따라 기존 PRN 코드에서 신호가 포함하는 코드의 시작점이 설정된다. 구체적으로, 시작 점 값에 따라, PRN 코드에서 시작 칩이 결정되고, 첫 번째 칩부터 시작 칩의 이전 칩이 PRN 코드의 마지막 칩 다음 순서에 결합함으로써, 기존 PRN 코드와 동일한 길이의 코드가 생성되며, 항법 메시지 변조에 이용될 수 있다. 예를 들어, 항법 메시지 비트 값에 할당된 시작 점 값이 N일 경우, 항법 메시지에 대응하는 코드는 기존 PRN 코드의 (N+1) 번째 칩부터 마지막 칩까지, 그리고 첫번째 칩부터 N 번째 칩까지의 수열이 결합된 코드로써, 기존 PRN 코드에서 시작 점이 N 만큼 이동한 코드일 수 있다.
항법 메시지 비트 값 시작점 값
0 0
... ...
10110 22
... ...
11111 31
예를 들어, 도 3a를 참고하면, 항법 메시지가 포함하는 비트 값에 따라 맵핑된 시작 점 값은 표 1과 같고, 위성에 할당된 PRN 코드의 1주기는 10ms이고 10230개의 칩(chip)들을 포함하고, 항법 메시지의 1비트가 2ms 주기를 가지고, 항법 메시지는 10110(2)의 비트 값을 가지는 경우, 항법 메시지에 대응하는 코드는 기존 PRN 코드의 23번째 칩부터 10230번째 칩까지의 수열에 1번째 칩부터 22번째 칩까지 결합된 시작점이 변경된 코드일 수 있다. CSK 기법에 의하면, 상기 시작점이 변경된 코드에 기반하여 항법 메시지가 변조되어 변조 심볼이 생성될 수 있다.
CSK기법에 의한 항법 신호의 경우, 기존 PRN 코드에서 시작 점이 변경된 코드를 사용하므로, 코드 주기 및 길이에 변화가 없다. 그러나 코드 시작점 변화에 따른 코드의 교차 상관 성능이 저하될 수 있고, 코드 시작점 변화를 인식하기 위해 수신기 복잡도가 증가할 수 있는 문제점이 있다. 도 3b의 CSK(code shift keying) 기법을 이용한 신호를 수신하기 위한 수신기의 일 예(300b)를 참고하면, 수신기는 송신 신호 변조시 사용된 코드를 알 수 없고, PRN 코드 시작 점에 따라 복조시 사용될 코드의 위상 동기를 확립하기 위해 동기검파가 필요할 수 있어, 수신기의 복잡도는 증가할 수 있다. 예를 들어, 항법 메시지의 한 비트 길이를 코드 주기보다 N배 짧게 하려면 복잡도는 2(N-1)배 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 3a의 항법 메시지의 한 비트의 길이는 코드 주기보다 5배 짧으므로, 송신 신호를 수신하기 위한 수신기의 복잡도는 24배 증가할 수 있다.
도 4a는 다양한 실시 예들에 따른, 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호 구조의 일 예를 도시한다. 도 4b는 다양한 실시 예들에 따른, 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호를 수신하기 위한 수신기의 일 예를 도시한다. 본 발명에 따라, 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호는 송신 장치(110)에 의해 수신 장치(120)에 송신되는 신호에 포함될 수 있다. 예를 들어, 항법 메시지가 항법 메시지에 따라 부호가 변경될 수 있는 코드에 의해 변조되어 변조 심볼이 생성되고, 변조 심볼은 반송파에 중첩되어 항법 신호가 생성된다. 송신 장치(110)에 의해 생성된 항법 신호는 수신 장치(120)으로 전달될 수 있다.
도 4a의 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호 구조의 일 예(400a)를 참고하면, 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호가 포함하는 코드는 항법 메시지의 비트 값들에 따라 기존 PRN 코드에서 칩들의 부호가 변경된 코드일 수 있다. 예를 들어, 항법 메시지가 포함하는 비트 값에 따라, 대응하는 기존 PRN 코드의 부호가 변경될 수 있다. 구체적으로, 기존 PRN 코드는 항법 메시지의 1비트의 정수 N배이므로, 기존 PRN 코드는 N 부분으로 나뉘어 항법 메시지에 대응할 수 있다. 대응하는 PRN 코드의 부분은 대응하는 항법 메시지의 비트 값에 따라 부호가 변경되거나, 유지될 수 있다. 예를 들어, 대응하는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우 대응하는 기존 PRN 코드에서 칩들의 값들의 부호는 유지되고, 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우 대응하는 PRN 코드에서 칩들의 값들의 부호는 변경됨으로써, 항법 메시지를 변조하기 위한 부호가 변경되는 코드가 생성될 수 있다. 예를 들어, PRN코드 1주기에 대응하는 항법 메시지의 비트 값들이 모두 1인 경우, 항법 메시지를 변조하기 위한 코드의 일 부분의 부호가 변경되지 않을 수 있으므로, 항법 메시지를 변조하기 위한 코드는 기존 PRN 코드와 동일한 코드일 수 있다.
예를 들어, 도 4a를 참고하면, 위성에 할당된 PRN 코드의 1주기는 10ms이고 10230개의 칩들을 포함하고, 항법 메시지의 1비트가 2ms 주기를 가지는 경우, 항법 메시지의 1번째 비트에 PRN 코드의 1번째 내지 2046번째 칩들이 대응하고, 2번째 비트에 PRN 코드의 2047번째 내지 4092번째 칩들이 대응하고, 3번째 비트에 PRN 코드의 4093번째 내지 6138번째 칩들이 대응하고, 4번째 비트에 PRN 코드의 6139번째 내지 8184번째 칩들이 대응하고, 5번째 비트에 PRN 코드의 8185번째 내지 10230번째 칩들이 대응할 수 있다. 이 때, 항법 메시지가 10110(2)의 비트 값을 가지는 경우, 항법 메시지의 2번째 비트에 PRN 코드의 2047번째 내지 4092번째 칩들과 5번째 비트에 PRN 코드의 8185번째 내지 10230번째 칩들의 부호가 변경된 코드가 생성될 수 있고, 상기 부호가 변경된 코드가 항법 메시지를 변조하는 코드로 사용될 수 있다. 송신 장치(110)는 항법 메시지에 따라 부호가 변경되는 코드에 따라 항법 메시지를 변조함으로써 변조 심볼을 생성하고, 변조 심볼을 반송파에 중첩한 항법 신호를 수신 장치(120)에 전달할 수 있다.
항법 메시지에 따라 부호가 변경될 수 있는 코드를 사용하는 항법 신호의 경우, 기존 PRN 코드를 사용하거나, 일부 또는 전체의 부호를 변경한 코드를 사용하므로 코드 주기 및 길이에 변화가 없다. 그러나, 코드의 부호가 바뀜에 따라 기존 PRN 코드를 사용하는 항법 신호에 비해 교차 상관 성능이 저하될 수 있다. 그러나 CSK 기법을 사용하는 항법 신호와 달리, 코드의 시작점을 동일하고 부호만 바뀌는 코드를 사용하므로, 복조시 사용될 코드의 위상 동기를 확립할 필요가 없어 수신기의 복잡도는 증가하지 않을 수 있다. 도 4b의 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호를 수신하기 위한 수신기의 일 예(400b)를 참고하면, 수신 장치(120) 는 복조 시 사용될 코드를, 항법 메시지가 포함할 수 있는 비트 값들의 모든 조합들에 대한 케이스(case) 대응하여, 기존 PRN 코드에서 부호가 변경된 코드들을 생성하여 신호를 복조함으로써, 항법 메시지를 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 수신 장치(120)는 복조가 수행된 변조 심볼들 중 가장 출력 값이 큰 신호를 항법 메시지로 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 4a의 항법 메시지의 한 비트의 길이는 코드 주기보다 5배 짧으므로, 기존 PRN 코드에 5비트가 대응된다. 따라서, 수신 장치(120)는 32개의 케이스에 대한 코드로 수신한 신호를 복조함으로써, 항법 메시지를 결정할 수 있다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른, CSK 기법을 이용한 신호와 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호의 교차 상관 성능을 나타내는 그래프를 도시한다. 도 5의 CSK 기법을 이용한 신호와 코드의 부호를 변경하여 생성한 신호의 교차 상관 성능을 나타내는 그래프(500)는, 항법 메시지의 비트 열들의 모든 조합에 대해, CSK 기법을 이용한 항법 신호와 본 발명에서 제안하는 부호를 변경하는 코드를 사용하는 항법 신호의 교차 상관 성능을 나타낸다.
이하, 예를 들어, CSK 기법을 이용한 항법 신호와 본 발명에서 제안하는 부호를 변경하는 코드를 사용하는 항법 신호 모두, 항법 메시지의 1비트의 길이는 2ms이고, 코드는 1주기에 10ms이고, 10230 칩들을 포함하는 경우를 설명한다. 예를 들어, CSK 기법을 사용하는 경우 메시지의 비트 열들의 모든 조합에 대해 기존 GPS L1C 신호에 미치는 간섭을 나타내는 코드 교차 상관 성능 값은 항법 평균 약 -27.8 dB이고, 부호를 변경하는 코드를 사용하는 경우 평균 약 -26.5dB일 수 있다. 따라서, 부호를 변경하는 코드를 사용하는 경우 기존 신호에 대한 교차 상관 성능이 더 저하 될 수 있다. 그러나 수신기 복잡도의 경우, 항법 메시지의 한 비트의 길이는 코드 주기보다 5배 짧으므로 CSK 기법을 사용하는 경우 16이고, 부호를 변경하는 코드를 사용하는 경우 비트 값들의 모든 조합들에 대한 케이스(case) 대응하여 항법 메시지를 결정하므로, 수신기 복잡도는 1일 수 있어, 본 발명이 제안하는 부호를 변경하는 코드를 사용하는 경우, 수신기 복잡도 측면에서 장점이 있다. 또한, 송신 장치(110)는 부호를 변경하는 코드를 사용하는 항법 신호를 송신할 때, 기존 GPS L1C 신호에 미치는 최대 간섭 값인 약 1.73dB만큼 송신할 신호의 출력을 작게 송신함으로써, 간섭 문제를 해결할 수 있다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른, 위성 항법 시스템에서 항법 메시지의 전송률 향상을 위한 송신 장치의 동작 방법을 도시한다. 도 6의 순서도(600)가 포함하는 과정은 송신 장치(110)가 포함하는 구성(예: 송신 장치(110)의 프로세서(115))에 의해 수행될 수 있다.
601 단계에서, 송신 장치(110)는 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)는 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기가 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배가 되도록 항법 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들어, PRN 코드의 1주기는 10ms이고, PRN 코드의 주기가 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 5배가 되도록, 항법 메시지의 1비트가 2ms 주기를 가지도록 항법 메시지를 생성할 수 있다.
603 단계에서, 송신 장치(110)는 PRN 코드의 각 부분에 대응하는 항법 메시지의 비트 값에 따라, 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)는 PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지하고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경함으로써, 상기 PRN 코드에서 부호가 결정되는 코드를 생성할 수 있다.
605 단계에서, 송신 장치(110)는 항법 메시지를 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)는 기존 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를, 항법 메시지의 비트 값에 따라 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성할 수 있다. 따라서, 변조 심볼은 항법 메시지 및 생성된 코드를 포함할 수 있다.
607 단계에서, 송신 장치(110)는 수신 장치에 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110)는 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신 장치(120)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 송신 장치(110) 는 항법 메시지와 부호가 결정되는 코드를 포함하는 변조 심볼을 반송파에 중첩하여, 수신 장치(120)에 송신할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법은, 상기 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하는 과정과, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성하는 과정과, 상기 항법 메시지를 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성하는 과정과, 수신 장치에게 상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 항법 메시지를 생성하는 과정은, 상기 PRN 코드의 주기가 상기 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배가 되도록 항법 메시지를 생성하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 부호가 결정되는 코드를 생성하는 과정은, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지하고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경함으로써, 상기 PRN 코드에서 부호가 결정되는 코드를 생성하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하는 과정은, 상기 변조 심볼을 포함하는 신호가 상기 위성에 할당된 GPS L1C 신호에 미치는 간섭에 대한 교차상관 값을 생성하는 과정과, 상기 변조 심볼을 포함하는 신호의 기존 출력 값에 상기 교차상관 값을 감소시킨 출력으로 송신하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 변조 심볼을 포함하는 신호가 상기 위성에 할당된 GPS L1C 신호에 미치는 간섭에 대한 교차상관 값을 생성하는 과정은, 상기 변조 심볼이 변조되는데 사용될 수 있는 상기 항법 메시지가 포함하는 비트 값들의 모든 조합 각각에 대해, 상기 GPS L1C 신호에 미치는 간섭을 교차상관 값으로 계산하는 과정과, 상기 비트 값들의 모든 조합 각각에 대한 교차상관 값들 중 최대 값을 선택하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 PRN 코드는 10ms의 주기이고, 10230 칩(chip)들을 포함하고, 상기 항법 메시지의 1비트는 2ms의 주기이고, 상기 항법 메시지의 전송률은 500bps일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 PRN 코드는 C/A(coarse acquisition) 코드일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치의 동작 방법은, 항법 메시지를 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조한 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신하는 과정과, 상기 변조 심볼을 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하는 과정을 포함하고, 상기 항법 메시지는, 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하고, 상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 변조 심볼을 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하는 과정은, 상기 항법 메시지의 비트 값들의 모든 조합들에 대응하는 코드들 생성하는 과정과, 상기 변조 심볼을, 상기 대응하는 코드들마다 복조를 수행하는 과정과, 상기 복조가 수행된 신호들 중 출력 값이 가장 큰 신호를 항법 메시지로 결정하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치의 동작 방법에 있어서, 상기 PRN 코드의 주기는, 상기 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배이고, 상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지되고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경될 수 있다.
본 개시에 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트 폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 개시에서 사용된 용어 "모듈" 또는 “-부”는 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 위성에 미리 할당된 PRN(pseudo random noise) 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하는 과정과,
    PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성하는 과정과,
    상기 항법 메시지를 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성하는 과정과,
    수신 장치에게 상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 항법 메시지를 생성하는 과정은, 상기 PRN 코드의 주기가 상기 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배가 되도록 항법 메시지를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 부호가 결정되는 코드를 생성하는 과정은,
    PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지하고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경함으로써, 상기 PRN 코드에서 부호가 결정되는 코드를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하는 과정은,
    상기 변조 심볼을 포함하는 신호가 상기 위성에 할당된 GPS L1C 신호에 미치는 간섭에 대한 교차상관 값을 생성하는 과정과,
    상기 변조 심볼을 포함하는 신호의 기존 출력 값에 상기 교차상관 값을 감소시킨 출력으로 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 변조 심볼을 포함하는 신호가 상기 위성에 할당된 GPS L1C 신호에 미치는 간섭에 대한 교차상관 값을 생성하는 과정은,
    상기 변조 심볼이 변조되는데 사용될 수 있는 상기 항법 메시지가 포함하는 비트 값들의 모든 조합 각각에 대해, 상기 GPS L1C 신호에 미치는 간섭을 교차상관 값으로 계산하는 과정과,
    상기 비트 값들의 모든 조합 각각에 대한 교차상관 값들 중 최대 값을 선택하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 PRN 코드는 10ms의 주기이고, 10230 칩(chip)들을 포함하고,
    상기 항법 메시지의 1비트는 2ms의 주기이고,
    상기 항법 메시지의 전송률은 500bps인 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 PRN 코드는 C/A(coarse acquisition) 코드인 방법.
  8. 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치의 동작 방법에 있어서,
    항법 메시지를 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조한 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신하는 과정과,
    상기 변조 심볼을 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하는 과정을 포함하고,
    상기 항법 메시지는, 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하고,
    상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 변조 심볼을 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하는 과정은,
    상기 항법 메시지의 비트 값들의 모든 조합들에 대응하는 코드들 생성하는 과정과,
    상기 변조 심볼을, 상기 대응하는 코드들마다 복조를 수행하는 과정과,
    상기 복조가 수행된 신호들 중 출력 값이 가장 큰 신호를 항법 메시지로 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 PRN 코드의 주기는, 상기 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배이고,
    상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지되고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경된 방법.
  11. 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 송신 장치에 있어서,
    신호 생성부;
    송신부; 및
    상기 신호 생성부 및 송신부와 연결된 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    상기 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하는 항법 메시지를 생성하고,
    PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 코드를 생성하고,
    상기 항법 메시지를 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조함으로써, 변조 심볼을 생성하고,
    수신 장치에게 상기 변조 심볼을 포함하는 신호를 송신하도록 구성된 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    상기 PRN 코드의 주기가 상기 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배가 되도록 항법 메시지를 생성하도록 더 구성된 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지하고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우, 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경함으로써, 상기 PRN 코드에서 부호가 결정되는 코드를 생성하도록 더 구성된 장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    상기 변조 심볼을 포함하는 신호가 상기 위성에 할당된 GPS L1C 신호에 미치는 간섭에 대한 교차상관 값을 생성하고,
    상기 변조 심볼을 포함하는 신호의 기존 출력 값에 상기 교차상관 값을 감소시킨 출력으로 송신하도록 더 구성된 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    상기 변조 심볼이 변조되는데 사용될 수 있는 상기 항법 메시지가 포함하는 비트 값들의 모든 조합 각각에 대해, 상기 GPS L1C 신호에 미치는 간섭을 교차상관 값으로 계산하고,
    상기 비트 값들의 모든 조합 각각에 대한 교차상관 값들 중 최대 값을 선택하도록 더 구성된 장치.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 PRN 코드는 10ms의 주기이고, 10230 칩(chip)들을 포함하고,
    상기 항법 메시지의 1비트는 2ms의 주기이고,
    상기 항법 메시지의 전송률은 500bps인 장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 PRN 코드는 C/A(coarse acquisition) 코드인 장치.
  18. 항법 메시지의 전송률을 향상시키기 위한 위성의 수신 장치에 있어서,
    수신부;
    메모리부; 및
    상기 수신부 및 메모리부와 연결된 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    항법 메시지를 부호가 결정되는 코드에 기반하여 변조한 변조 심볼을 포함하는 신호를 수신하고,
    상기 변조 심볼을 상기 부호가 결정되는 코드에 기반하여 복조를 수행함으로써, 상기 항법 메시지를 결정하도록 구성되고,
    상기 항법 메시지는, 위성에 미리 할당된 PRN 코드의 주기보다 길이가 짧은 비트들을 포함하고,
    상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응하는 상기 항법 메시지의 비트 값에 따라 대응하는 부분의 부호가 결정되는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    상기 항법 메시지의 비트 값들의 모든 조합들에 대응하는 코드들 생성하고,
    상기 변조 심볼을, 상기 대응하는 코드들마다 복조를 수행하고,
    상기 복조가 수행된 신호들 중 출력 값이 가장 큰 신호를 항법 메시지로 결정하도록 더 구성된 장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 PRN 코드의 주기는, 상기 항법 메시지가 포함하는 하나의 비트 길이의 정수 배이고,
    상기 부호가 결정되는 코드는, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 1인 경우 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 유지되고, PRN 코드의 각 부분에 대응되는 항법 메시지의 비트 값이 0인 경우 대응하는 PRN 코드의 칩들의 값들의 부호는 변경된 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003524764A (ja) * 1998-11-25 2003-08-19 ナヴコム テクノロジー インコーポレイテッド グローバル・ポジショニング・システム信号を復調する方法及びシステム
KR101432740B1 (ko) * 2013-10-22 2014-08-21 엘아이지넥스원 주식회사 항법위성 송신기 및 수신기
KR101718049B1 (ko) * 2016-03-04 2017-03-20 국방과학연구소 위성 항법 신호를 송수신하기 위한 시스템 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003524764A (ja) * 1998-11-25 2003-08-19 ナヴコム テクノロジー インコーポレイテッド グローバル・ポジショニング・システム信号を復調する方法及びシステム
KR101432740B1 (ko) * 2013-10-22 2014-08-21 엘아이지넥스원 주식회사 항법위성 송신기 및 수신기
KR101718049B1 (ko) * 2016-03-04 2017-03-20 국방과학연구소 위성 항법 신호를 송수신하기 위한 시스템 및 방법

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