KR102237331B1 - 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법 및 그 방법을 구현하는 상관 디바이스 - Google Patents

수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법 및 그 방법을 구현하는 상관 디바이스 Download PDF

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Abstract

제 1 확산 코드 (코드 1) 로 변조된 제 1 파일럿 신호 및 상기 제 1 확산 코드의 길이와 동일한 길이의 제 2 프라이머리 확산 코드 (코드 2) 로 변조된 제 2 데이터 신호로 이루어진 수신된 위성 무선-네비게이션 신호 (S) 를 상관하는 방법으로서, 상기 제 2 데이터 신호는 복수의 칩들을 포함하는 세컨더리 시퀀스로 추가로 변조되고, 칩의 지속시간은 제 2 의 프라이머리 확산 코드 (코드 2) 길이의 배수와 동일하며, 상기 제 1 파일럿 신호 및 상기 제 2 데이터 신호는 동기화되고, 상기 상관하는 방법은 다음 단계들을 포함한다:
상기 제 1 확산 코드의 복수 (N) 의 주기들에 걸쳐, 상기 무선-네비게이션 신호 (S) 를 상기 제 1 확산 코드 (코드 1) 와 제 1 상관하는 단계 (101),
상기 N 개의 제 1 상관들 (Ck) 중에서, M 개의 상관들을 포함하는 서브세트를 선택하는 단계 (104), 및
상기 서브세트의 M 개의 상관들을 코히어런트 적분하는 단계 (106).

Description

수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법 및 그 방법을 구현하는 상관 디바이스{METHOD FOR CORRELATING A RECEIVED SATELLITE RADIO-NAVIGATION SIGNAL AND CORRELATION DEVICE IMPLEMENTING THE METHOD}
본 발명은 GNSS (Global Navigation Satellite System) 신호들로도 불리는 위성 무선-네비게이션 신호들의 수신기들의 분야에 관한 것이다. 본 발명은 특히, GALILEO 또는 GPS 위성 네비게이션 시스템들에 적용한다.
더 구체적으로, 본 발명은 GALILEO 시스템의 신호 (E1) 와 같은 2 개의 동상 (in-phase) 신호들의 코히어런트 합으로 이루어진 신호들에 관한 것이고, 그러한 신호들을 상관하는 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
GALILEO 위성 네비게이션 시스템의 신호 (E1) 는 2 개 신호들의 코히어런트 합으로 이루어진다. 파일럿 신호라 불리는 제 1 신호는 제 1 확산 코드에 의해 변조되고, 주로 신호의 수신기와 위성 간의 거리 측정들을 수행하여 포지셔닝 계산들을 수행하기 위해 사용된다. 제 2 신호는 데이터를 전달하는 신호이다. 그 신호는 제 2 확산 코드에 의해 변조되고, 그 코드의 각 주기는 전송될 심볼과 연관된다. 심볼은 송신될 비트에 이진 변조를 적용함으로써 획득된다. 2 개의 확산 코드들은 상이하지만, 예컨대 신호 (E1) 의 경우에 동일한 주기들로 이루어지며, 이 주기는 4 ms 와 동일하다.
신호의 수신시, 수행되는 프로세싱 동작들의 목적은, 특히 파일럿 신호의 확산 코드의 주기의 시작을 검출하는 것이지만, 또한 제 2 신호의 데이터를 복조하는 것이다. 이를 위해, 제 1 확산 코드의 로컬 레플리카와 신호 간에 상관 계산이 수행된다. 그 후, 상관의 결과는 코드의 복수의 주기들 (예컨대, 25 개 주기들) 에 걸쳐 적분되어 열잡음의 영향에 대해 대응하고 상관 피크가 식별되는 것을 허용한다.
상관의 결과는 2 개의 별개의 잡음 소스들에 의해 방해된다. 먼저, 열잡음은 신호를 그 송신에 있어 방해하고, 로컬 코드와의 상관의 결과에 영향을 준다. 열잡음의 영향에 대해 대응하는 일 종래의 수단은 적분 시간을 증가시키는 것에 있다. 그러나, 제 2 확산 코드로 변조된 데이터 신호의 존재는 또한, 제 1 확산 코드와 전체 신호의 상관의 결과를 방해하는데, 이는 파일럿 신호와 데이터 신호 간의 상호상관이 제로가 아니기 때문이다. 상관의 결과에 대한 2 개 신호들 간의 상호상관 레벨의 영향은 특히, 포지셔닝 정보에 관한 향상된 정확성을 필요로 하는 애플리케이션들에 대하여 상당할 수 있다. 추가로, 파일럿 신호와 데이터 신호 간의 상호상관에 링크된 잡음은 높은 신호대 잡음 비율들에 대한 열잡음보다 더 영향력 있을 수도 있다.
공지된 GNSS 수신기들은 대개 잡음의 영향에 대해 대응하기 위해 높은 코히어런트 적분 시간을 사용한다. 이제, 이러한 솔루션은 파일럿 신호와 데이터 신호 간의 상호상관의 레벨을 감소시키는 것을 가능하게 하지 않는다.
본 발명은 GNSS 신호를 구성하도록 코히어런트하게 합산된 2 개의 신호들 간의 상호상관의 영향에 대해 대응하는 것을 가능하게 하는 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법 및 디바이스를 제안한다. 본 발명은 로컬 코드와 GNSS 신호 간의 상관 결과에 영향을 미치는 전체 잡음 레벨을 최소화하는 것을 가능하게 한다. 본 발명은 유리하게, GALILEO E1 신호들에 적용하지만 또한 2 개의 별개의 확산 코드들에 의해 변조되고 코히어런트하게 합산된 2 개의 신호들로 구성된 임의의 다른 무선-네비게이션 신호에도 적용한다.
본 발명의 주제는, 제 1 확산 코드로 변조된 제 1 파일럿 신호 및 제 1 확산 코드의 길이와 동일한 길이의 제 2 프라이머리 확산 코드로 변조된 제 2 데이터 신호로 이루어진 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법이며, 상기 제 2 데이터 신호는 복수의 칩들을 포함하는 세컨더리 시퀀스로 추가로 변조되고, 칩의 지속시간은 제 2 프라이머리 확산 코드의 길이의 배수와 동일하며, 제 1 파일럿 신호 및 제 2 데이터 신호는 동기화되고, 상기 상관하는 방법은 다음 단계들을 포함한다:
- 상기 제 1 확산 코드의 복수 (N) 의 주기들에 걸쳐, 무선-네비게이션 신호를 상기 제 1 확산 코드와 제 1 상관하는 단계,
- N 개의 제 1 상관들 중에서, M 개의 상관들을 포함하는 서브세트를 선택하는 단계로서, 상기 서브세트는 수신된 신호의 신호대 잡음비의 추정치와 세컨더리 시퀀스의 칩들 중에서의 반대 부호들의 칩들의 쌍들의 개수의 함수로서 선택되는, 상기 서브세트를 선택하는 단계, 및
- 상기 서브세트의 M 개 상관들을 코히어런트 적분하는 단계.
본 발명의 특정 양태들에 따르면, 상기 서브세트의 상관들의 개수 (M) 는 시뮬레이션에 의해 결정되며, 상기 개수 (M) 는 M 개의 상관들의 코히어런트 적분의 결과로서, 주어진 신호대 잡음비와 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들 중에서의 반대 부호들의 칩들의 쌍들의 개수의 함수로서 최저 전체 잡음 레벨을 획득하는 것을 가능하게 하는 수이다.
본 발명의 특정 양태에 따르면, 상기 서브세트는 반대 부호들의 칩들의 쌍들에 속하는 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들과 동상인 제 1 상관들을 적어도 포함한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 상기 세컨더리 시퀀스는 세컨더리 확산 코드이다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 상기 세컨더리 시퀀스는 칩들이 데이터 비트들의 변조에 의해 획득된 이진 심볼들인 데이터 시퀀스이고, 상기 상관 방법은, 상기 제 2 확산 코드의 복수 (N) 의 주기들에 걸쳐, 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들의 값들을 추정하기 위해 무선-네비게이션 신호를 상기 제 2 확산 코드와 제 2 상관하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 특정 실시형태에 따르면, 수신된 신호의 신호대 잡음비의 추정치는 M 개의 상관들의 코히어런트 적분의 결과로부터 결정된다.
본 발명의 특정 양태에 따르면, M 개 상관들의 코히어런트 적분의 결과는 코드 또는 위상 또는 주파수 판별기를 위한 입력으로서 사용된다.
본 발명의 특정 양태에 따르면, 상기 신호는 GALILEO E1 타입으로 이루어진다.
또한 본 발명의 주제는, 제 1 확산 코드로 변조된 제 1 파일럿 신호 및 제 1 확산 코드의 길이와 동일한 길이의 제 2 프라이머리 확산 코드로 변조된 제 2 데이터 신호로 이루어진 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 디바이스이며, 상기 제 2 데이터 신호는 복수의 칩들을 포함하는 세컨더리 시퀀스로 추가로 변조되고, 칩의 지속시간은 제 2 프라이머리 확산 코드의 길이의 배수와 동일하며, 제 1 파일럿 신호 및 제 2 데이터 신호는 동기화되고, 상기 상관하는 디바이스는 다음을 포함한다:
- 상기 제 1 확산 코드의 주기들 중 하나와 적어도 동일한 정수 개수 (N) 에 걸쳐, 상기 제 1 확산 코드로 무선-네비게이션 신호의 제 1 상관을 수행하는 제 1 상관기,
- 상기 N 개의 제 1 상관들 중에서, M 개의 상관들을 포함하는 서브세트를 선택하는 선택기로서, 상기 서브세트는 수신된 신호의 신호대 잡음비의 추정치와 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들 중에서의 반대 부호들의 칩들의 쌍들의 개수의 함수로서 선택되는, 상기 선택기, 및
- 상기 서브세트의 M 개 상관들의 코히어런트 적분을 수행하는 적분기.
본 발명에 따른 디바이스의 특정 양태에 따르면, 그 디바이스는 상기 제 2 확산 코드의 복수 (N) 의 주기들에 걸쳐, 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들의 값들을 추정하기 위해 무선-네비게이션 신호의 상기 제 2 확산 코드와의 제 2 상관을 수행하는 제 2 상관기를 더 포함한다.
본 발명의 주제는 또한, 본 발명에 따른 상관 디바이스를 포함하는 위성 무선-네비게이션 신호들의 수신기, 프로세서에 의해 실행될 경우, 본 발명에 따른 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법의 실행을 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 및 프로세서에 의해 실행될 경우, 본 발명에 따른 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법의 실행을 위한 명령들을 포함하는 프로그램이 저장된 프로세서 판독가능한 저장 매체이다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들과 관련하여 다음의 설명을 판독할 때 명백하게 될 것이다:
도 1 은 본 발명에 따른 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법의 플로우 다이어그램이다.
도 2 는 신호 상관 함수에 대한 전체 잡음의 영향을 최소화하기 위해 적분될 최적 개수의 상관 출력들을 결정하는 것을 가능하게 하는 다이어그램이다.
도 3 은 코히어런트 적분을 목적으로 하는 상관들의 선택 원리를 도시하는 다이어그램이다.
도 4 는 본 발명에 따른 상관 디바이스의 블록 다이어그램이다.
도 5 는 본 발명을 적용하여 및 본 발명을 적용하지 않고 상관기 출력에서의 잡음 전력을 신호대 잡음비의 함수로서 도시하는 다이어그램이다.
도 6 은 본 발명에 따른 GNSS 수신기의 블록 다이어그램이다.
도 1 은 무선-네비게이션 신호를 상관하기 위한, 본 발명에 따른 방법을 구현하는데 있어서의 단계들을 플로우 다이어그램으로 개략적으로 나타낸다.
제 1 단계 (101) 에서, 수신된 무선-네비게이션 신호 (S) 는 파일럿 신호와 연관된 제 1 확산 코드 (코드 1) 의 로컬 레플리카와 상관된다. 상관 (101) 은, 예컨대 GALILEO E1 신호의 경우에 4 ms 인, 확산 코드의 지속시간과 동일한 지속시간에 걸쳐 수행된다.
제 1 코드 (코드 1) 와 수신된 신호 (S) 간의 (잡음의 부재시) 상관의 결과는 이하 관계식을 통해 공식화될 수 있다:
Figure 112015015753034-pat00001
C'E1-C 는 수신된 파일럿 신호의 확산 코드이다.
C'E1-B 는 수신된 데이터 신호의 확산 코드이다.
CE1-C 는 국부적으로 생성된 파일럿 신호의 확산 코드이다.
관계식 (1) 은 수신된 데이터 신호의 확산 코드와 국부적으로 생성된 파일럿 신호의 확산 코드 간의 상호상관 항 XB/C 을 나타낸다. 본 발명은 이러한 상호상관 항의 영향에 대해 대응하는 것을 목표로 한다.
상관 결과들 (Ck) 은 주어진 시간 수평선에 걸쳐 백업된다 (102). 예를 들어, 상관 결과들 (Ck) 을 누산하기 위해, 상관 결과들 (Ck) 의 개수가 FIFO 타입의 버퍼 메모리에 백업된다.
연속하여, 또는 동시에, 수신된 신호 (S) 는 또한, 데이터 신호와 연관된 제 2 확산 코드 (코드 2) 의 로컬 레플리카와 상관된다 (103).
데이터 신호의 복조는, 이러한 데이터 채널을 통해 송신된 비트들 (Bk) 의 복원으로 끝난다.
비트들 (Bk) 로부터 및 신호대 잡음비 (C/N0) 의 추정치 (105) 로부터, 특정 백업된 상관 결과들의 선택 (140) 이 수행된다.
결국, 선택된 상관 결과들의 코히어런트 적분 (106) 이 수행된다.
본 발명에 따른 방법의 상이한 단계들은 전술된 것과 상이한 순서로 실행될 수 있다. 특히, 구현 제약들에 의존하여, 그 방법의 단계들은 동시에 또는 순차적으로, 또는 이들 양자로 실행될 수 있다.
적분될 상관 결과들의 선택은 다음과 같이 수행된다. 먼저, 데이터 채널 상에서 복조된 비트들의 시퀀스에서, 반대 비트들의 쌍들이 식별된다. 시퀀스에서의 반대 비트들의 쌍들의 개수가 결정된다. 파일럿 신호와 데이터 신호는 무선-네비게이션 신호를 획득하기 위해 코히어런트하게 및 동상으로 합산되기 때문에, 2 개의 신호들은 동기화되고, 각각의 복조된 비트 (Bk) 는 상관 결과 (Ck) 에 대응하도록 형성될 수 있다. 코히어런트 적분을 위해, 모든 반대 비트들의 쌍들의 복조된 비트들과 연관된 상관 결과들을 선택함으로써, 제 1 로컬 확산 코드 (코드 1) 와 제 2 확산 코드에 의해 변조된 데이터 신호 간의 상호상관이 제로가 되는 것을 보장한다. 사실상, 2 개의 반대 비트들은 동일한 절대 값이지만 반대 부호들의 2 개의 상관 결과들을 생성하며, 따라서 그 영향은 상호간에 상쇄된다. 예를 들어, 비트들의 시퀀스 {1 1 0 1 1 1 0 0} 에서, 3 개의 반대 비트들의 쌍 (0 1) 이 존재한다.
그러나, 복조된 비트들의 시퀀스가 적은 수의 반대 비트들의 쌍들을 포함한다면, 예컨대 이러한 시퀀스가 0 에서 오직 하나의 비트 및 1 에서 모든 다른 비트들을 포함하여 그 후 상호상관을 상쇄한다면, 열잡음에 대한 낮은 저항의 단점을 제시하는, 오직 2 개의 상관 결과들만을 적분하는 것이 최선일 것이다.
다시 말해서, 유니터리 상관들의 코히어런트 적분의 결과 (C) 에 대한 잡음의 영향을 전반적으로 최소화하기 위해, 열잡음을 최소화하는 것을 가능하게 하는 다수의 적분된 상관들과, 2 개의 확산 코드들 (파일럿 채널 및 데이터 채널) 간의 상호상관과 링크된 잡음에 대해 대응하는 것을 가능하게 하는, 복조된 비트들의 시퀀스와 매칭되는, 적은 수의 적분된 상관들 간에 절충안을 발견하는 것이 최선이다.
적분될 상관들의 수를 최적으로 결정하기 위해, 하나의 가능한 방법은, 한편으로는 수신된 신호에 영향을 주는 신호대 잡음비의 함수로서 획득된 전체 잡음 레벨을 시뮬레이션하는 것이고, 다른 한편으로는 복조된 비트들의 시퀀스에서 반대 비트들의 쌍들의 개수를 시뮬레이션하는 것이다.
도 2 는, (y 축에 표현된) 신호대 잡음비 (C/N0) 및 (x 축에 표현된) 반대 값들의 비트들의 개수의 함수로서, (우측의 스케일 (201) 상에 표현된) 적분될 상관들의 최적 개수를 다이어그램으로 표현한다. 도 2 의 시뮬레이션에 의해 획득된 예에서, 상관기들의 개수는 1 과 25 사이에서 변화한다.
도 2 는, 신호대 잡음비가 낮을 (예컨대, 도 2 에서 35 dB.Hz 와 40 dB.Hz 사이의 값들의 범위 내에 있을) 경우, 열잡음 레벨이 상호상관의 레벨보다 훨씬 더 영향력 있음을 교시한다. 그러한 경우에, 적분 이득으로부터 이익을 얻기 위해 최대 개수의 상관들 (도 2 의 예에서, 25 개 상관들) 을 사용하는 것이 더 최적이다.
반대로, 신호대 잡음비가 높을 (예컨대, 50 dB.Hz 와 55 dB.Hz 사이의 값들의 범위 내에 있을) 경우, 상호상관의 레벨이 열잡음 레벨보다 더 영향력 있으며, 그 후, 반대 비트들의 개수의 함수로서 적분될 상관들의 개수를 채택하는 것이 더 유리하다. 그 후에, 반대 비트들의 개수가 적을수록, 적분될 상관들의 수를 감소시키는 것이 더 유리한 것으로 발견된다.
신호대 잡음비의 추정치 및 반대 비트들의 개수로부터, 도 2 를 사용하여 적분될 상관들의 최적 개수를 결정하는 것이 가능하다. 상기 개수가 결정되면, 반대 비트들과 연관된 백업된 상관 결과들이 우선적으로 선택되며, 그 후에 필요하다면 다른 상관 결과들이 보충될 수 있다.
도 3 은 비-제한적인 예로서, 복조된 비트들의 시퀀스 {1 1 0 1 1 1 0 0} 에 대하여 누산될 상관들의 선택 원리를 도시한다. 시퀀스 (301) 는 파일럿 채널의 코드의 복수의 주기들에 걸쳐 연속적으로 계산된 상관 결과들에 대응한다. 시퀀스 (302) 는 데이터 채널에 복조된 비트들에 대응한다. 파일럿 채널과 데이터 채널들이 동기화되기 때문에, 각각의 상관 결과는 복조된 시퀀스의 비트에 대응하도록 형성될 수 있다. 상관들 C0, C1, C2, C3, C6, C7 은 코히어런트하게 누산되도록 선택된다.
신호대 잡음비에 의존하여, C4 와 C5 에서 다른 상관들이 또한 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라, 무선-네비게이션 신호에 포함된 데이터 신호는 프라이머리 확산 코드 및 세컨더리 확산 코드로 변조된 신호에 의해 대체될 수 있으며, 세컨더리 확산 코드에 대한 칩의 지속시간은 프라이머리 확산 코드의 길이의 배수와 동일하다.
이 경우, 데이터 비트들은 그 값들이 수신기에게 알려진 세컨더리 확산 코드의 칩들로 대체된다. 그 후에, 반대 비트들의 쌍들의 선택 단계는 세컨더리 확산 코드에서 반대 부호들의 칩들의 쌍들의 선택으로 대체된다. 도 3 의 예에서, 시퀀스 (302) 의 복조된 비트들은 또한, 값들이 집합 {-1; +1} 에서 취득되는 연관된 이진 심볼들로 대체될 수 있다.
일반적으로, 데이터 신호는 프라이머리 확산 코드 및 세컨더리 시퀀스로 변조된 신호로서 보여질 수 있으며, 세컨더리 시퀀스는 비트들의 값들을 결정하기 위해 이들 데이터를 복조하는 것이 필수적인 데이터 시퀀스, 또는 구성된 칩들의 값들이 알려져 있기 때문에 그 신호와 공지된 확산 시퀀스의 상관을 수행하는 것이 불필요한 공지된 확산 시퀀스이다.
도 4 는 본 발명에 따른 무선-네비게이션 신호 (S) 를 상관하는 디바이스 (400) 의 다이어그램을 표현한다. 디바이스 (400) 는 도 1 의 플로우 다이어그램을 통해 설명된 것과 같이, 본 발명에 따른 방법의 상이한 변형들을 구현하기에 적합한 수단들을 포함한다.
특히, 디바이스 (400) 는 수신된 신호 (S) 를 파일럿 채널과 연관된 제 1 코드 (코드 1) 와 상관하는 제 1 상관기 (401) 를 포함한다. 제 1 상관기 (401) 의 출력들 (Ck) 은 그들의 적분을 목적으로 버퍼 메모리 (402) 에 백업된다.
디바이스 (400) 는 또한, 수신된 신호 (S) 를 데이터 채널과 연관된 제 2 코드 (코드 2) 와 상관하고 상기 채널에 의해 전달된 비트들 (Bk) 을 복조하기 위한 제 2 상관기 (403) 를 포함한다.
디바이스 (400) 는 추가로, 신호대 잡음비 (C/N0) 를 추정하는 모듈 (405) 을 포함한다. 상기 추정은 본 발명의 외부에 있는 수단들을 통해 실행될 수 있거나, 상관들의 코히어런트 적분 (406) 의 결과로부터 또는 (도 4 에 나타내지 않은 케이스인) 심지어 저장된 상관들 (Ck) 로부터 생성될 수 있다. 본 발명의 특정 변형에 따르면, 루프형 시스템이 사용되며, 이 시스템에서 적분기 (406) 의 출력 (C) 은 그 후 적분될 상관들을 선택하는데 사용되는 신호대 잡음비를 측정하기 위해 사용된다. 그러한 시스템에서, 신호대 잡음비 추정기가 상호상관 레벨에 의해 바이어싱되는 수렴 단계가 제공되어야만 한다.
디바이스 (400) 는 또한, 복조된 비트들 (Bk) 과 신호대 잡음비 (C/N0) 추정치의 함수로서 특정 저장된 상관들 (Ck) 을 선택하도록 구성된 선택 모듈 (404) 및 선택된 상관들을 코히어런트하게 적분하기 위한 누산기 (406) 를 포함한다.
본 발명에 따른 디바이스 (400) 는 소프트웨어 및/또는 하드웨어 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 그 다양한 구성 엘리먼트들은 특히, 범용 프로세서, 특수 프로세서, 주문형 반도체 회로 (ASIC) 또는 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 일 수 있는 프로세서의 형태로 구현될 수 있다.
도 4 의 블록 다이어그램은 예시적이고 비-제한적인 예로서 제공되며, 특히 하나의 동일한 프로세서 내의 특정 모듈들을 결합하는 것으로 이루어진 임의의 변형 구현이 등가물로서 간주되어야만 하고 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야만 하는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명의 변형 실시형태에 따르면, 타겟으로 하는 목표는 또한, 코히어런트 적분 (406) 의 결과로부터 신호대 잡음비의 정확한 추정치를 획득하는 것일 수도 있다. 이 경우, 상호상관과 링크된 잡음 레벨을 완전히 상쇄시키려고 하는 것이 바람직할 수도 있다. 이를 위해, 코히어런트 적분 시간을 추가로 증가시키지 않고 반대 비트들의 쌍들에 대응하는 상관들만을 선택하기 위해 선호도가 제공될 것이며, 그렇지 않으면 열잡음 레벨이 높을 경우에 그렇게 할 것이다.
도 5 의 다이어그램은 신호대 잡음비 (C/N0) 의 함수로서, 적분기 (406) 의 출력에서 측정된 글로벌 잡음 전력이라고도 불리는, 상관 디바이스 (400) 의 출력에서의 잡음 전력을 나타낸다. 글로벌 잡음 전력은 상호상관과 링크된 잡음과 열잡음 양자를 포함한다.
곡선 (501) 은 본 발명이 구현되지 않을 경우에 측정된 잡음 전력을 나타낸다. 잡음 결함은 높은 신호대 잡음비들에서 주목될 수 있으며, 이러한 결함은 제로가 아니고 열잡음의 전력이 무시할만할 경우 두드러지는 2 개의 확산 코드들 간의 상호상관의 레벨 때문이다.
곡선 (502) 은 본 발명이 사용되는 경우에 측정된 잡음 전력을 나타낸다. 잡음 결함이 제거되고, 높은 신호대 잡음비에서 글로벌 잡음 레벨은 모든 상관 출력들이 적분되는 종래의 솔루션과 비교하여 감소되는 것으로 보여질 수 있다.
코히어런트 적분 (406) 의 출력에서 획득된 상관 결과 (C) 는, 당업자에 의해 알려진 것과 같이, 코드, 위상 또는 주파수 트래킹을 수행하기 위해 GNSS 수신기에서 구현된 일반적인 프로세싱 동작들을 수행하기 위해 위상, 주파수 또는 코드 판별기에 대한 입력으로서 사용될 수 있다.
도 6 은 본 발명에 따른 위성 무선-네비게이션 수신기 (600) 를 다이어그램으로 나타낸다. 그러한 수신기는 입력에서 신호 (S) 를 수신하고, 코드 판별기 (602) 이후에 수치 제어 연산자 (NCO; 603) 에 제공되는 상관 (C) 을 출력에서 생성하는 본 발명에 따른 상관 디바이스 (601) 를 포함하며, NCO (603) 는 수신된 신호와의 상관들을 생성하기 위해 로컬 확산 코드들 (코드 1 및 코드 2) 의 포지셔닝을 전진시키거나 지연시킨다.
수신기 (600) 는 또한, 수신된 신호의 위상 에러를 보상하는 정정장치 (606) 에 위상 에러의 추정치를 전달하는 수치 제어 연산자 (NCO; 605) 와 연관된 위상 판별기 (604) 를 포함할 수 있다.
수신기 (600) 는 또한, 도 6 에 표현되지 않은 주파수 판별기 또는 신호대 잡음비 추정기와 같은 다른 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
GNSS 수신기들의 분야에서 지식을 갖는 당업자는, 도 6 에 설명된 GNSS 수신기 (600) 의 임의의 다른 변형을 생성하기 위해 수신된 무선-네비게이션 신호의 동기를 트래킹하는데 필요한 다른 엘리먼트들과, 본 발명에 따른 상관 디바이스 (601) 를 통합할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 제 1 확산 코드 (코드 1) 로 변조된 제 1 파일럿 신호 및 상기 제 1 확산 코드의 길이와 동일한 길이의 제 2 프라이머리 확산 코드 (코드 2) 로 변조된 제 2 데이터 신호로 이루어진 수신된 위성 무선-네비게이션 신호 (S) 를 상관하는 방법으로서,
    상기 제 2 데이터 신호는 복수의 칩들을 포함하는 세컨더리 시퀀스로 추가로 변조되고, 칩의 지속시간은 상기 제 2 프라이머리 확산 코드 (코드 2) 의 길이의 배수와 동일하며, 상기 제 1 파일럿 신호 및 상기 제 2 데이터 신호는 동기화되고,
    - 상기 제 1 확산 코드의 복수 (N) 의 주기들에 걸쳐, 상기 무선-네비게이션 신호 (S) 를 상기 제 1 확산 코드 (코드 1) 와 제 1 상관하는 단계 (101),
    - N 개의 제 1 상관들 (Ck) 중에서, M 개의 상관들을 포함하는 서브세트를 선택하는 단계 (104) 로서, 상기 서브세트는 수신된 신호의 신호대 잡음비 (C/N0) 의 추정치 (105) 와 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들 중에서의 반대 부호들의 칩들의 쌍들의 개수의 함수로서 선택되는, 상기 서브세트를 선택하는 단계 (104), 및
    - 상기 서브세트의 상기 M 개의 상관들을 코히어런트 적분하는 단계 (106) 를 포함하는, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브세트의 상관들의 개수 (M) 는 시뮬레이션에 의해 결정되며, 상기 개수 (M) 는 M 개의 상관들의 코히어런트 적분의 결과로서, 주어진 신호대 잡음비와 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들 중에서의 반대 부호들의 칩들의 쌍들의 개수의 함수로서 최저 전체 잡음 레벨을 획득하는 것을 가능하게 하는 수인, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브세트는 반대 부호들의 칩들의 쌍들에 속하는 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들과 동상인 제 1 상관들을 적어도 포함하는, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세컨더리 시퀀스는 세컨더리 확산 코드인, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세컨더리 시퀀스는 상기 칩들이 데이터 비트들의 변조에 의해 획득된 이진 심볼들인 데이터 시퀀스이고,
    상기 제 2 확산 코드의 복수 (N) 의 주기들에 걸쳐, 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들의 값들을 추정하기 위해 상기 무선-네비게이션 신호 (S) 를 상기 제 2 확산 코드 (코드 2) 와 제 2 상관하는 단계 (103) 를 더 포함하는, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 신호의 신호대 잡음비의 추정치 (105) 는 상기 M 개의 상관들의 코히어런트 적분의 결과로부터 결정되는, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 M 개 상관들의 코히어런트 적분 (C) 의 결과는 코드 또는 위상 또는 주파수 판별기를 위한 입력으로서 사용되는, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 (S) 는 GALILEO E1 타입으로 이루어진, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법.
  9. 제 1 확산 코드 (코드 1) 로 변조된 제 1 파일럿 신호 및 상기 제 1 확산 코드의 길이와 동일한 길이의 제 2 프라이머리 확산 코드 (코드 2) 로 변조된 제 2 데이터 신호로 이루어진 수신된 위성 무선-네비게이션 신호 (S) 를 상관하는 디바이스 (400) 로서,
    상기 제 2 데이터 신호는 복수의 칩들을 포함하는 세컨더리 시퀀스로 추가로 변조되고, 칩의 지속시간은 상기 제 2 프라이머리 확산 코드 (코드 2) 의 길이의 배수와 동일하며, 상기 제 1 파일럿 신호 및 상기 제 2 데이터 신호는 동기화되고,
    - 상기 제 1 확산 코드의 주기들 중 하나와 적어도 동일한 정수 개수 (N) 에 걸쳐, 상기 무선-네비게이션 신호 (S) 의 상기 제 1 확산 코드 (코드 1) 와의 제 1 상관을 수행하는 제 1 상관기 (401),
    - N 개의 제 1 상관들 중에서, M 개의 상관들을 포함하는 서브세트를 선택하는 선택기 (404) 로서, 상기 서브세트는 수신된 신호의 신호대 잡음비의 추정치와 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들 중에서의 반대 부호들의 칩들의 쌍들의 개수의 함수로서 선택되는, 상기 선택기 (404), 및
    - 상기 서브세트의 상기 M 개의 상관들의 코히어런트 적분을 수행하는 적분기 (406) 를 포함하는, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 확산 코드의 복수 (N) 의 주기들에 걸쳐, 상기 세컨더리 시퀀스의 칩들의 값들을 추정하기 위해 상기 무선-네비게이션 신호 (S) 의 상기 제 2 확산 코드 (코드 2) 와의 제 2 상관 (103) 을 수행하는 제 2 상관기 (403) 를 더 포함하는, 수신된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 디바이스.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 상관 디바이스를 포함하는, 위성 무선-네비게이션 신호들의 수신기 (600).
  12. 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 경우, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법의 실행을 위한 명령들을 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  13. 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 경우, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 위성 무선-네비게이션 신호를 상관하는 방법의 실행을 위한 명령들을 포함하는 프로그램이 저장된, 프로세서 판독가능한 저장 매체.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3063405B1 (fr) * 2017-02-28 2019-03-29 Safran Electronics & Defense Procede d'estimation d'un ecart d'horloge entre un emetteur et un recepteur
FR3071684B1 (fr) * 2017-09-26 2020-11-06 Thales Sa Procede de transmission d'informations additionnelles sur des signaux de transmission avec etalement de spectre et systeme associe
US10833711B2 (en) * 2018-12-19 2020-11-10 Silicon Laboratories Inc. System, apparatus and method for concurrent reception of multiple channels spaced physically in radio frequency spectrum

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090189808A1 (en) 2008-01-28 2009-07-30 Mediatek Inc. Gnss data/pilot correlator and code generator thereof
JP2013541004A (ja) 2010-09-24 2013-11-07 ヨーロピアン ユニオン 信号捕捉装置及び方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2861985B2 (ja) * 1997-06-16 1999-02-24 日本電気株式会社 Ｃｄｍａ用高速セルサーチ方式
US8149897B2 (en) * 2006-05-26 2012-04-03 Global Locate, Inc. Method and apparatus for performing signal correlation for signals received from satellites in multiple satellite systems
EP2074737A4 (en) * 2006-10-13 2012-12-05 Nokia Corp DEVICE AND METHOD FOR CORRELATION IN A GPS RECEIVER
US8116354B2 (en) * 2008-06-13 2012-02-14 Mediatek Inc. Sync detection device and method for GNSS
US8401546B2 (en) * 2010-04-26 2013-03-19 Ecole De Technologie Superieure Universal acquisition and tracking apparatus for global navigation satellite system (GNSS)
JP5765902B2 (ja) * 2010-09-07 2015-08-19 日本無線株式会社 衛星信号のコード追尾装置
US20140132446A1 (en) * 2011-06-15 2014-05-15 Cambridge Silicon Radio Limited Method and apparatus for detecting cross correlation based in limited range code phase offset observations
US8934522B2 (en) * 2011-11-30 2015-01-13 Texas Instruments Incorporated Circuits, devices, and processes for improved positioning satellite reception and other spread spectrum reception

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090189808A1 (en) 2008-01-28 2009-07-30 Mediatek Inc. Gnss data/pilot correlator and code generator thereof
JP2013541004A (ja) 2010-09-24 2013-11-07 ヨーロピアン ユニオン 信号捕捉装置及び方法

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