KR20050061926A - 비트 경계 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치, 위성신호수신 판별 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

비트 경계 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치, 위성신호수신 판별 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

비트 경계를 검출하기 위해서, 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분시켜 제 1 상관 적분 값들과 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력한다. 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 1 상관 적분 값들 및 제 2 상관 적분 값들을 각기 비교하여 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다. 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 이에 상응하는 상기 변화된 제 2 상관 적분의 값들의 합을 각기 계산한다. 상기 계산된 값에 따라 상기 N에 상응하는 변화 값을 발생시킨다. 상기변화 값들을 판단하여 비트 경계를 검출한다. 상기 변화 값들에 따라 상기 상관 적분 값들이 상기 비트 경계에 상응하여 변화되므로, 상기 비트 경계가 검출된다.

Description

비트 경계 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치, 위성 신호 수신 판별 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD OF DETECTING BIT BOUNDARY AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME, METHOD OF DISCRIMINATING RECEIPT OF A SATELLITE SIGNAL AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 비트 경계 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치, 위성 신호 수신 판별 장치 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비트 경계를 검출하고, 상기 검출된 비트 경계를 이용하여 위성 신호의 수신 여부를 판별할 수 있는 비트 경계 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치, 위성 신호 수신 판별 장치 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
위성으로부터 GPS 단말기로 전송되는 위성 신호는 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열을 포함한다. 상기 위성 정보 데이터 열은 비트 경계(bit boundary)를 포함하고 있다. 종래의 제 1 위성 신호 수신 판별 장치는 상기 비트 경계를 상관 적분 시 검출할 수 있는 방법이 없었으므로, 외부에서 상기 비트 경계에 대한 정보를 수신하여 위성의 위치를 검출하여야 했다. 종래의 제 2 위성 신호 수신 판별 장치는 위성의 위치를 검출하기 위해서 상기 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 부분적으로 상관 적분하고, 상기 부분 적분 값들을 제곱하였다. 이를 incoherent integration 과정이라 한다. 이어서, 상기 제 2 위성 신호 수신 판별 장치는 상기 제곱 값들을 이용하여 상기 위성의 위치의 위치를 검출하였다. 그러나, 상기 incoherent integration 과정을 이용하면, 상기 위성 신호가 커짐에 따라 상기 위성 신호에 포함된 노이즈(noise)도 커진다. 그러므로, 효율이 떨어진다. 상기 제 2 위성 신호 수신 판별 장치는 상기 노이즈를 제거하기 위해서는 coherent 과정을 수행해야 한다. 즉, 상기 제 2 위성 신호 수신 판별 장치는 상기 부분 상관 적분 값들을 제곱하지 않고 적분한다. 그러나, 상기 coherent 과정을 이용하면, 상기 제 2 위성 신호 수신 판별 장치는 상기 비트 경계를 이 과정 중 검출할 수 없다. 그 결과, 상기 제 2 위성 신호 수신 판별 장치는 원하는 위성으로부터의 위성 신호를 수신하였음에도 불구하고 상기 위성 신호를 수신하지 못하였다고 판단한다. 그러므로, 상기 비트 경계를 자체적으로 검출할 수 있고, 상기 비트 경계에 상응하여 상기 위성 신호를 판별할 수 있는 비트 경계 검출 장치 및 위성 신호 수신 판별 장치가 요구된다.
본 발명의 제 1 목적은 비트 경계를 coherent integration 과정 시 검출할 수 있는 비트 경계 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 상기 비트 경계 검출 방법을 수행하는데 특히 적합한 비트 경계 검출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 목적은 위성 펄스 열이 비트 경계를 포함하는 경우, 상기 비트 경계에 상응하여 위성 신호의 수신 여부를 판별할 수 있는 위성 신호 수신 판별 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 4 목적은 상기 위성 신호 수신 판별 방법을 수행하는데 특히 적합한 위성 신호 수신 판별 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비트 경계 검출 방법은 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분(correlation integral)시켜 M(2이상의 정수) 개의 제 1 상관 적분 값들과 상기 M개의 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력한다. N(2이상 상기 M 이하의 정수) 번째 제 1 상관 적분 값(Nth value of a first correlation integral values)과 N-1번째 제 1 상관 적분 값을 비교하여 상기 N 번째 제 1 상관 적분 값을 변화시킨다. N 번째 제 2 상관 적분 값과 N-1번째 제 2 상관 적분 값을 비교하여 상기 N 번째 제 2 상관 적분 값을 변화시킨다. 상기 변화된 N 번째 제 1 상관 적분 값과 상기 변화된 N 번째 제 2 상관 적분의 값의 합을 계산한다. 상기 계산된 값에 따라 상기 N에 상응하는 변화 값을 발생킨다. 상기 N을 2로부터 상기 M까지 순차적으로 증가시키면서 상기 제 1 상관 적분 값을 변화시키는 단계로부터 상기 변화 값을 발생시키는 단계를 반복한다. 상기 발생된 변화 값들을 판단하여 비트 경계(bit boundary)를 검출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 방법은 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분(correlation integral)시켜 M(M은 2이상의 정수) 개의 제 1 상관 적분 값들과 상기 M개의 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력한다. N(2이상 상기 M 이하의 정수) 번째 제 1 상관 적분 값(Nth value of a first correlation integral values)과 N-1번째 제 1 상관 적분 값을 비교하여 상기 N 번째 제 1 상관 적분 값을 변화시킨다. N 번째 제 2 상관 적분 값과 N-1번째 제 2 상관 적분 값을 비교하여 상기 N 번째 제 2 상관 적분 값을 변화시킨다. 상기 N 번째 제 1 상관 적분 값과 상기 N 번째 제 2 상관 적분의 값의 합을 계산한다. 상기 계산된 값에 따라 상기 N에 상응하는 변화 값을 발생시킨다. 상기 N을 2로부터 상기 M까지 순차적으로 증가시키면서 상기 제 1 상관 적분 값을 변화시키는 단계로부터 상기 변화 값을 발생시키는 단계를 반복시킨다. 상기 순차적으로 발생되는 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다. 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 조합 값을 출력한다. 상기 조합 값과 기설정된 임계값을 비교하여 상기 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 가지는 수신 판단 신호를 발생시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비트 경계 검출 장치는 상관부 및 비트 경계 판단부를 포함한다. 상기 상관부는 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분(correlation integral)시켜 M(2이상의 정수)개의 제 1 상관 적분 값들과 상기 M개의 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력한다. 상기 비트 경계 판단부는 순차적으로 출력되는 상기 제 1 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 1 상관 적분 값들에 각기 비교하여 상기 제 1 상관 적분 값들을 변화시키고, 순차적으로 출력되는 상기 제 2 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 2 상관 적분 값들에 각기 비교하여 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시키며, 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들에 상응하는 제 2 상관 적분 값들을 각기 더하여 비트 경계에 대한 정보를 가지는 비트 경계 검출 신호들을 발생시킨다.
본 발명의 일실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 장치는 상관부, 변화 값 출력부, 변환부, 조합부 및 비교 판단부를 포함한다. 상기 상관부는 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분(correlation integral)시켜 M(2이상의 정수)개의 제 1 상관 적분 값들과 상기 M개의 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력한다. 상기 변화 값 출력부는 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 이용하여 비트 경계(bit boundary)에 대한 정보를 가지는 변화 값들을 출력한다. 상기 변환부는 상기 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다. 상기 조합부는 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들 및 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 수신 신호 판단 값을 출력한다. 상기 비교 판단부는 상기 수신 신호 판단 값과 기설정된 임계값을 비교하여 상기 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 가지는 수신 판단 신호를 발생시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 장치는 비트 경계부, 변환부, 적분부, 제곱부, 합산부 및 비교 판단부를 포함한다. 상기 비트 경계부는 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 서로 다른 위상들을 가지는 N(2이상의 정수)개의 복제 PN 코드들을 각기 조합하여 N×M(2이상의 정수)개의 제 1 상관 적분 값들 및 N×M개의 제 2 상관 적분 값들을 출력하며, 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 비트 경계(bit boundary)에 대한 정보를 가지는 N×M개의 변화 값들을 출력한다. 상기 변환부는 상기 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다. 상기 적분부는 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들을 M 단위로 적분시켜 N개의 제 1 적분 값들을 출력하며, 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 M 단위로 적분시켜 N개의 제 2 적분 값들을 출력한다. 상기 제곱부는 상기 제 1 적분 값들을 각기 제곱하여 N개의 제 1 제곱 값들을 출력하며, 상기 제 2 적분 값들을 각기 제곱하여 N개의 제 2 제곱 값들을 출력한다. 상기 합산부는 상기 제 1 제곱 값들과 상기 제 1 제곱 값들에 상응하는 상기 제 2 제곱 값들을 각기 합산하여 N개의 합산 값들을 출력한다. 상기 비교 판단부는 상기 합산 값들과 기설정된 임계값을 각기 비교하여 상기 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 출력하고, 상기 임계값 이상인 상기 합산 값들 중 최대값을 판단하여 상기 최대값에 상응하는 위상에 대한 정보를 출력한다.
본 발명의 비트 경계 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 비트 경계 검출 장치는 부분 상관 적분 값들을 이용하여 변화 값들을 출력하고, 상기 변화 값들에 따라 상기 상관 적분 값들을 변화시키므로, 상기 비트 경계를 검출할 수 있다. 본 발명에 따른 위성 신호 수신 판별 방법 및 이를 수행하기 위한 위성 신호 수신 판별 장치는 위성 정보 데이터 열이 비트 경계를 포함하는 경우, 상기 비트 경계를 자체적으로 검출하므로, 상기 비트 경계에 상응하여 위성 신호의 수신 여부를 정확하게 판별할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비트 경계 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 장치, 위성 신호 수신 판별 방법 및 이를 수행하기 위한 장치의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 GPS 단말기의 위치를 검출하는 방법을 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 상기 GPS 단말기의 위치를 검출하기 위해서는, 30여개의 위성들 중 적어도 3개의 위성들의 위치를 알아야 한다. 다만, 상기 GPS 단말기와 상기 위성들에 설정된 시간들이 상이하기 때문에, 또 다른 하나의 위성의 위치를 알아야 한다. 즉, 상기 GPS 단말기의 위치는 적어도 4개의 상기 위성들의 위치를 알아야 검출된다.
상기 위성들의 위치는 지연 시간(delay time)과 상기 위성들의 PN 코드들을 알 때 추적될 수 있다. 왜냐하면, 상기 위성으로부터 전송된 위성 신호는 광속으로 상기 GPS 단말기에 전송되기 때문이다. 다만, 상기 GPS 단말기는 도플러 효과(doppler effect)에 의해 기설정된 주파수와 다른 주파수를 가지는 상기 위성 신호를 수신할 수 있다. 그러므로, 상기 위성들의 위치를 알기 위해서는, 상기 GPS 단말기는 상기 지연 시간, 상기 PN 코드 및 상기 위성 신호의 주파수를 알아야 한다.
상기 GPS 단말기는 상기 위성들로부터 전송된 복수개의 위성 신호들을 수신한다. 그러므로, 상기 GPS 단말기는 상기 위성 신호들 중 원하는 위성으로부터 전송된 위성 신호를 검출해야 한다. 상세하게는, 상기 GPS 단말기는 상기 위성 신호들과 상기 원하는 위성으로부터 전송된 상기 위성 신호에 상응하는 복제 PN 코드를 비교하여 비교 값을 출력한다. 그 결과, 상기 GPS 단말기가 상기 원하는 위성으로부터 전송된 상기 위성 신호를 수신한 경우, 상기 비교 값이 기설정된 임계값 이상의 값을 가진다. 반면에, 상기 GPS 단말기가 상기 원하는 위성으로부터 전송된 상기 위성 신호 외의 위성 신호를 수신한 경우, 상기 비교 값이 상기 기설정된 임계값보다 작다. 상기의 방식으로, 상기 GPS 단말기는 4개의 위성의 위치를 추적한다.
상기 위성 신호들을 포함한 상기 반송파들의 주파수는 1.5㎓인 때, 상기 위성 신호의 주파수는 50㎐이다. 그러므로, 상기 GPS 단말기는 상기 반송파들을 중간 주파수(intermediate frequency)로 변화시킨 후 복조(demodulation)시킨다. 상기 GPS 단말기는 상기 복조된 신호들과 상기 예상되는 지연 값을 가지는 상기 복제 PN 코드를 상관 적분하여 상기 위성들의 위치를 검출한다.
도 2a는 위성 정보 데이터 열과 복제 PN 코드를 도시한 개략도이다.
도 2a를 참조하면, 상기 복제 PN 코드는 상기 원하는 위성의 위치를 검출하기 위하여 예상되는 지연 값을 가지는 코드를 의미한다. 본 발명에 따른 상기 위성 정보 데이터 열은 비트 경계(bit boundary)를 포함한다. 상기 비트 경계는 데이터가 "1"에서 "0" 또는 "0"에서 "1"로 변하는 경계를 의미한다. 이하에서는, 상기 데이터 "1"은 좌표 값 "1"에 상응하고, 상기 데이터 "0"은 좌표 값 "-1"에 상응한다.
상기 위성 신호는 상기 위성 정보 데이터 열과 상기 위성에 상응하는 PN 코드를 포함한다. 다만, 상기 위성 정보 데이터 열과 상기 PN 코드는 곱의 형태를 가진다. 이하에서는 상기 위성 정보 데이터 열과 상기 PN 코드의 곱을 위성 펄스 열이라 하겠다.
상기 위성 정보 데이터 열이 상기 비트 경계를 포함하지 않은 경우, 상기 PN 코드는 상기 복제 PN 코드와 실질적으로 동일하다. 그러므로, 상기 GPS 단말기는 상기 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드를 비교하여 상기 위성 신호의 위치를 검출한다.
그러나, 본 발명에 따른 상기 위성 정보 데이터 열은 상기 비트 경계를 포함한다. 그러므로, 상기 비트 경계에서, 상기 PN 코드와 상기 복제 PN 코드가 실질적으로 동일하다 할 지라도, 상기 위성 펄스 열은 상기 복제 PN 코드의 값과 다르게 된다. 예를 들어, 상기 비트 경계에서, 상기 위성 펄스 열의 값이 "0"인 때, 상기 복제 PN 코드는 "1"을 가진다. 그 결과, 상기 GPS 단말기는 상기 원하는 위성 신호를 수신하였음에도 불구하고, 상기 원하는 위성 신호를 수신하지 못한 것으로 인식할 수 있다. 그러므로, 상기 비트 경계에서의 데이터 보정이 필요하다. 이에 대한 자세한 설명은 이하 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 2b는 상기 비트 경계를 가지는 상기 위성 정보 데이터 열에 따른 상기 위성 신호를 도시한 개략도이다.
도 2b를 참조하면, 상기 위성 정보 데이터 열이 상기 비트 경계를 포함하는 경우, 상기 비트 경계 이후부터 상기 위성 펄스 열의 값의 부호가 반전된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비트 경계 검출 장치를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 비트 경계 검출 장치는 상관부(100) 및 비트 경계 판단부(120)를 포함한다.
상관부(100)는 제 1 상관기(300) 및 제 2 상관기(320)를 포함한다.
상기 위성 신호를 복조한 경우, 상기 위성 신호는 I신호와 Q 신호를 포함한다. 이 때, 상기 I 신호와 상기 Q 신호는 90°의 위상차를 가진다. 이는 상기 도플러 효과에 의해 실제로 수신된 신호의 주파수가 상기 위성에 상응하여 기설정된 주파수와 위상에 정확히 동기되지 않기 때문이다.
제 1 상관기(300)는 상기 I 신호와 상기 복제 PN 코드를 기설정된 시간 동안 일정 단위로 상관 적분(correlation integral)하여 제 1 상관 적분 값들(I 샘플들)을 순차적으로 출력한다. 상기 상관 적분은 상기 I 신호에 포함된 데이터와 상기 복제 PN 코드를 순차적으로 곱하여 상기 곱의 값들을 합하는 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 I 신호가 "0, 1, 1, 0...."의 데이터 열을 가지고, 상기 복제 PN 코드가 "1, 0, 1, 1....."을 가지는 경우, 상기 상관 적분은 "0×1 + 1×0 + 1×1 + 0×1...."의 값을 가진다. 다만, 본 발명에 따른 제 1 상관기(300)는 상기 비트 경계를 검출하기 위해서 상기 I 신호와 상기 복제 PN 코드를 일정 단위로 상관 적분한다. 일반적으로, 상기 GPS 단말기가 상기 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드를 상관 적분하는 경우, 상기 위성 정보 데이터 열과 상기 PN 코드가 실질적으로 동일하므로, 상기 제 1 상관 적분 값들의 절대값들은 상대적으로 큰 값을 가질 것이다. 반면에, 상기 GPS 단말기가 원하지 않은 위성 신호를 수신한 경우, 상기 제 1 상관 적분 값들의 절대값들은 상대적으로 작은 값을 가질 것이다. 다만, 상기 위성 신호가 상기 비트 경계를 포함하는 경우, 상기 비트 경계 이후의 상기 제 1 상관 적분 값들은 원하는 값들과 상반되는 부호를 가질 것이다.
제 2 상관기(320)는 상기 Q 신호와 상기 복제 PN 코드를 기설정된 시간 동안 일정 단위로 상관 적분하여 제 2 상관 적분 값들(Q 샘플들)을 순차적으로 출력한다. 여기서, 상기 위성 정보 데이터 열이 상기 비트 경계를 포함하는 경우, 상기 비트 경계 이후의 상기 제 2 상관 적분 값들은 원하는 값들과 상반되는 부호를 가질 것이다.
비교 경계 판단부(120)는 비교부(200) 및 덧셈부(220)를 포함한다.
비교부(200)는 제 1 비교기(340) 및 제 2 비교기(360)를 포함한다.
제 1 비교기(340)는 순차적으로 출력되는 상기 제 1 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 1 상관 적분 값들과 비교한다. 예를 들어, 제 1 비교기(340)는 N(2이상의 정수)번째 제 1 상관 적분 값과 N-1번째 제 1 상관 적분 값을 비교한다. 상기 N번째 제 1 상관 적분 값이 상기 N-1번째 제 1 상관 적분 값과 동일한 부호를 가지는 경우, 제 1 비교기(340)는 상기 N번째 제 1 상관 적분 값을 양의 값으로 부호만 변화시킨다. 반면에, 상기 N번째 제 1 상관 적분 값이 상기 N-1번째 제 1 상관 적분 값과 다른 부호를 가지는 경우, 제 1 비교기(340)는 상기 N번째 제 1 상관 적분 값을 음의 값으로 부호만 변화시킨다. 상기 N번째 제 1 상관 적분 값이 상기 N-1번째 제 1 상관 적분 값과 다른 부호를 가진다는 것은 상기 N번째 제 1 상관 적분 값에 상응하는 데이터 열에서 상기 비트 경계가 발생될 수 있다는 것을 의미한다. 다만, 상기 위성 신호가 상기 I 신호와 상기 Q 신호를 포함하기 때문에 상기 제 1 상관 적분 값들의 부호 변화만으로는 상기 비트 경계가 발생되었다고 말할 수 없다.
상기 음의 부호는 상기 비트 경계에 상응한다. 즉, 최상위 비트(Most Significant Bit, MSB)의 값이 "1"이다. 반면에, 상기 양의 부호에서, 상기 MSB의 값은 "0"이다.
제 2 비교기(360)는 순차적으로 출력되는 상기 제 2 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 2 상관 적분 값들과 비교한다. 또한, 제 2 비교기(360)는 상기 비교에 따라 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다.
덧셈부(220)는 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들(I')과 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들(Q')에 상응하는 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 합하여 비트 경계에 대한 정보를 가지는 비트 경계 검출 신호를 발생시킨다. 상세하게는, 상기 합산 값이 양의 값인 경우, 상기 합산 값에 상응하는 제 1 데이터 열에서 상기 비트 경계가 발생되지 않았다는 것을 의미한다. 반면에, 상기 합산 값이 음의 값인 경우, 상기 합산 값에 상응하는 제 2 데이터 열에서 상기 비트 경계가 발생되었다는 것을 의미한다. 왜냐하면, 상기 비트 경계가 발생되는 경우, 상기 MSB의 값을 "1"로 설정하였기 때문이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 장치를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 상기 위성 신호 판별 장치는 상관부(400), 변화 값 출력부(420), 변환부(440), 적분부(460), 제곱부(480), 합산부(500) 및 비교 판단부(520)를 포함한다.
상관부(400)는 제 1 상관기(600) 및 제 2 상관기(620)를 포함한다.
제 1 상관기(600)는 상기 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드를 소정의 시간 동안 일정 단위로 상관 적분하여 제 1 상관 적분 값들을 순차적으로 출력한다.
제 2 상관기(620)는 상기 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드를 상기 소정의 시간 동안 일정 단위로 상관 적분하여 제 2 상관 적분 값들을 순차적으로 출력한다.
변화 값 출력부(420)는 순차적으로 출력되는 상기 제 1 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 1 상관 적분 값들과 각기 비교하여 상기 제 1 상관 적분 값들을 변화시킨다. 또한, 변화 값 출력부(420)는 순차적으로 출력되는 상기 제 2 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 2 상관 적분 값들과 각기 비교하여 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다. 변화 값 출력부(420)는 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 이에 상응하는 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 각기 합하여 이에 상응하는 변화 값들을 출력한다. 상세하게는, 상기 합산 값이 양의 값인 경우, 변화 값 출력부(420)는 0을 가지는 변화 값을 출력한다. 반면에, 상기 합산 값이 음의 값인 경우, 변화 값 출력부(420)는 1을 가지는 변화 값을 출력한다.
변환부(680)는 제 1 부호 변환기(680) 및 제 2 부호 변환기(700)를 포함한다.
제 1 부호 변환기(680)는 상기 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들의 부호를 변화시킨다. 상세하게는, 상기 변화 값이 0인 경우, 제 1 부호 변환기(680)는 제 1 상관 적분 값의 부호를 변화시키지 않는다. 반면에, 1을 가지는 변화 값이 처음으로 출력된 경우, 제 1 부호 변환기(680)는 1을 가지는 상기 변화 값에 상응하는 제 1 상관 적분 값과 그 이후의 값들의 부호를 반전시킨다. 왜냐하면, 상기 변화 값이 1인 경우, 상기 비트 경계가 발생되었기 때문이다. 그러므로, 상기 위성 펄스 열은 상기 비트 경계 이후부터 반전된다.
제 2 부호 변환기(700)는 상기 변화 값들에 따라 상기 제 2 상관 적분 값들의 부호를 변화시킨다. 상기 변화 값이 0인 경우, 제 2 부호 변환기(700)는 제 2 상관 적분 값의 부호를 변화시키지 않는다. 반면에, 1을 가지는 변화 값이 처음으로 출력된 경우, 제 2 부호 변환기(700)는 1을 가지는 상기 변화 값에 상응하는 제 2 상관 적분 값과 그 이후의 값들의 부호를 반전시킨다.
적분부(460)는 제 1 적분기(720) 및 제 2 적분기(740)를 포함한다.
제 1 적분기(720)는 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들(I")을 적분하여 제 1 적분 값을 출력한다.
제 2 적분기(740)는 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들(Q")을 적분하여 제 2 적분 값을 출력한다.
제곱부(480)는 제 1 제곱기(760) 및 제 2 제곱기(780)를 포함한다.
제 1 제곱기(760)는 상기 제 1 적분 값을 제곱하여 제 1 제곱 값을 출력한다.
제 2 제곱기(780)는 상기 제 2 적분 값을 제곱하여 제 2 제곱 값을 출력한다.
합산부(500)는 상기 제 1 제곱 값과 상기 제 2 제곱 값을 더하여 합산 값을 출력한다.
비교 판단부(520)는 상기 합산 값과 기설정된 임계값을 비교하여 상기 원하는 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 가지는 수신 판단 신호를 발생시킨다. 상기 합산 값이 상기 임계값 이상이면, 상기 GPS 단말기는 상기 원하는 위성 신호를 수신하였음을 인식한다. 반면에, 상기 합산 값이 상기 임계값보다 작으면, 상기 GPS 단말기는 상기 원하는 위성 신호를 수신하지 못하였음을 인식한다. 상기 적분 과정까지는 coherent 과정이고, 상기 제곱 과정은 incoherent 과정이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 수신 판별 장치를 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 상기 위성 수신 판별 장치는 비트 경계부(800), 변환부(820), 저장부(840), 적분부(860), 제곱부(880), 합산부(900) 및 비교 판단부(920)를 포함한다.
비트 경계부(800)는 상기 위성 펄스 열과 N(2이상의 정수)개의 복제 PN 코드들을 각기 상관 적분하여 N×M개의 제 1 상관 적분 값들 및 N×M개의 제 2 상관 적분 값들을 순차적으로 출력한다. 또한, 비트 경계부(800)는 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 "0"또는 "1"을 가지는 N×M개의 변화 값들을 출력한다. 비트 경계부(800)는 상기 하나의 복제 PN 코드에 상응하여 M개의 제 1 상관 적분 값들, M개의 제 2 상관 적분 값들 및 M개의 변화 값들을 출력한다.
변환부(820)는 상기 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다. 다만, 변환부(820)는 상기 복제 PN 코드에 상응하여 M개 단위로 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다.
저장부(840)는 M개 단위로 처음으로 1을 가지는 변화 값에 상응하는 데이터 열의 위치를 메모리에 저장한다. 그러므로, 저장부(840)는 최대 N개의 데이터 열의 위치를 상기 메모리에 저장한다.
적분부(860)는 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들을 M 단위로 적분하여 N개의 제 1 적분 값들을 출력한다. 또한, 적분부(860)는 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 M 단위로 적분하여 N개의 제 2 적분 값들을 출력한다.
제곱부(880)는 상기 제 1 적분 값들을 각기 제곱하여 N개의 제 1 제곱 값들을 출력한다. 또한, 제곱부(880)는 상기 제 2 적분 값들을 각기 제곱하여 N개의 제 2 제곱 값들을 출력한다.
합산부(900)는 상기 제 1 제곱 값들과 상기 제 1 제곱 값들에 상응하는 상기 제 2 제곱 값들을 각기 합산하여 합산값들을 출력하고, 상기 합산값들을 기설정된 임계값과 비교한다.
비교 판단부(920)는 상기 임계값 이상인 상기 합산값들 중 최대 값을 검출하여 상기 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 가지는 수신 판단 신호를 발생시킨다.
도 6a는 원하지 않는 위성 신호에 포함된 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드의 조합 표를 도시한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 상기 원하지 않는 위성 신호에 상응하는 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들의 절대값들은 상기 원하는 위성 신호에 상응하는 상관 적분 값들(도 6b 참조)에 비하여 값들이 작다. 또한, 1을 가지는 변화 값들이 많다. 그 결과, 상기 제 1 제곱값 및 상기 제 2 제곱값의 합인 상기 합산값은 상기 임계값보다 작다. 그러므로, 본 발명의 상기 GPS 단말기는 상기 수신된 신호가 수신되길 원하는 신호가 아님을 검출한다.
도 6b는 상기 원하는 위성 신호에 포함된 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드의 조합 표를 도시한 도면이다.
도 6b를 참조하면, 상기 원하는 위성 신호에 상응하는 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들의 절대값들은 도 6a에 도시된 상관 적분 값들의 절대값들보다 크다. 또한, 하나의 변화 값만이 1을 가진다. 일반적으로, 상기 위성 정보 데이터 열이 상기 비트 경계를 포함하지 않은 경우, 상기 변화 값들은 모두 0이다. 반면에, 상기 위성 정보 데이터 열이 상기 비트 경계를 포함하는 경우, 상기 변화 값들 중 1개의 변화 값만이 1을 가진다. 즉, 본 발명의 상기 위성 신호 수신 판별 장치는 상기 소정의 시간 동안 1개의 비트 경계를 검출하도록 세팅한다. 즉, 1을 가지는 상기 변화 값과 그 이후의 상관 적분 값들은 비트가 반전된 샘플 값들이다. 그러므로, 상기 비트 경계로 인한 상기 비트 반전 효과를 제거하기 위하여, 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들의 부호가 도 6b에 도시된 바와 같이 1을 가지는 상기 변화 값 이후부터 반전된다. 그 결과, 상기 제 1 제곱 값 및 상기 제 2 제곱 값의 합인 상기 합산 값이 기설정된 상기 임계값보다 크게 된다. 그러므로, 상기 GPS 단말기는 상기 원하는 위성 신호를 수신하였음을 검출한다.
상기 상관 적분 값들이 16-FFT(fast fourier transform)에 전송되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 위성 신호 판별 수신 장치는 16개의 샘플들을 선택하여 상기 위성 신호들의 수신 여부를 검출한다.
도 7a는 상기 GPS 단말기가 상기 원하지 않는 위성 신호를 수신한 경우, 상기 I' 값들과 상기 Q' 값들의 합을 그래픽으로 도시한 개략도이고, 도 7b는 상기 GPS 단말기가 상기 원하는 위성 신호를 수신한 경우, 상기 I' 값들과 상기 Q' 값들의 합을 그래픽으로 도시한 개략도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 상기 GPS 단말기가 상기 원하지 않는 위성 신호를 수신한 경우, 상기 I' 값들과 상기 Q' 값들의 합들의 절대값들이 상기 GPS 단말기가 상기 원하는 위성 신호를 수신한 경우의 상기 합들의 절대값보다 작다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 위성 정보 데이터 열은 상기 비트 경계를 포함하고 있다. 그러므로, 상기 비트 경계와 그 이후의 상기 상관 적분 값들의 부호가 반전된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 5에 도시된 상기 위성 신호 수신 판별 장치를 도시한 회로도이다.
도 8을 참조하면, 비트 경계부(800)는 제 1 지연 소자, 제 1 XOR 게이트, 제 2 지연 소자, 제 2 XOR 게이트 및 덧셈기를 포함한다.
상기 상관 적분 값들은 각기 16비트이다. 상세하게는, 상기 상관 적분 값들은 16비트 중 1비트의 MSB를 각기 포함하고 있다.
상기 제 1 지연 소자는 상기 제 1 상관 적분 값들을 순차적으로 수신한다. 상기 제 1 XOR 게이트는 상기 제 1 지연 소자의 출력단에 결합되고, 상기 제 1 상관 적분 값들을 수신한다. 상세하게는, 상기 제 1 XOR 게이트는 현재 입력되는 상기 제 1 상관 적분 값의 MSB와 직전에 입력된 제 1 상관 적분 값의 MSB를 각기 부논리합시킨다. 그 결과, 상기 제 1 XOR 게이트는 상기 I' 값을 출력한다.
상기 제 2 지연 소자는 상기 제 2 상관 적분 값들을 순차적으로 수신한다. 상기 제 2 XOR 게이트는 상기 제 2 지연 소자의 출력단에 결합되고, 상기 제 2 상관 적분 값들을 수신한다. 상세하게는, 상기 제 2 XOR 게이트는 현재 입력되는 상기 제 2 상관 적분 값의 MSB와 직전에 입력된 제 1 상관 적분 값의 MSB를 각기 부논리합시킨다. 그 결과, 상기 제 2 XOR 게이트는 상기 Q' 값을 출력한다.
상기 덧셈기는 상기 제 1 XOR 게이트의 출력단 및 상기 제 2 XOR 게이트의 출력단에 결합되어 있다. 그 결과, 상기 덧셈기는 상기 I'와 상기 Q'의 합산 값에 상응하는 상기 변화 값을 출력한다.
변환부(820)는 제 1 인버터, 제 1 멀티플렉서, 제 2 인버터, 제 2 멀티플렉서 및 SR 플립플롭을 포함한다.
상기 SR 플립플롭은 상기 덧셈기에 결합되어 있고, 리셋 신호를 수신한다. 상기 변화 값이 0인 경우, 상기 SR 플립플롭은 활성화되지 않는다. 반면에, 1을 가지는 상기 변화 값을 처음으로 수신한 경우, 상기 SR 플립플롭은 1을 가지는 상기 변화 값을 수신한 이후부터 상기 리셋 신호를 수신할 때까지 계속하여 활성화된다.
상기 제 1 인버터는 상기 제 1 상관 적분 값들을 순차적으로 수신하여 반전시킨다. 즉, 상기 제 1 인버터는 상기 제 1 상관 적분 값들의 MSB 값들을 "0"에서 "1"로 변경한다.
상기 제 1 멀티플렉서는 상기 제 1 인버터의 출력단 및 상기 SR 플립플롭의 출력단에 결합되어 있다. 또한, 상기 제 1 멀티플렉서는 상기 반전된 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 1 상관 적분 값들을 수신한다. 상세하게는, 상기 SR 플립플롭이 활성화된 경우, 상기 제 1 멀티플렉서는 상기 SR 플립플롭이 상기 리셋 신호를 수신할 때까지 반전된 상관 적분 값들을 출력한다. 반면에, 상기 SR 플립플롭이 활성화되지 않은 경우, 상기 제 1 멀티플렉서는 상기 제 1 상관 적분 값들을 출력한다.
상기 제 2 인버터는 상기 제 2 상관 적분 값들을 순차적으로 수신하여 반전시킨다. 즉, 상기 제 2 인버터는 상기 제 2 상관 적분 값들의 MSB 값들을 "0"에서 "1"로 변경한다.
상기 제 2 멀티플렉서는 상기 제 2 인버터의 출력단 및 상기 SR 플립플롭의 출력단에 결합되어 있다. 또한, 상기 제 2 멀티플렉서는 상기 반전된 제 2 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 수신한다. 상세하게는, 상기 SR 플립플롭이 활성화된 경우, 상기 제 2 멀티플렉서는 상기 SR 플립플롭이 상기 리셋 신호를 수신할 때까지 상기 반전된 상관 적분 값들을 출력한다. 반면에, 상기 SR 플립플롭이 0을 가지는 상기 변화 값을 수신한 경우, 상기 제 2 멀티플렉서는 상기 제 2 상관 적분 값들을 출력한다.
저장부(840)는 샘플 카운터, 복수의 로드 로직(first load logic)들 및 상기 메모리를 포함한다.
상기 샘플 카운터는 상기 순차적으로 입력되는 제 1 상관 적분 값들의 수 또는 상기 순차적으로 입력되는 제 2 상관 적분 값들의 수를 카운트한다.
상기 로드 로직은 상기 샘플 카운터의 출력단에 결합되어 있다. 1을 가지는 상기 변화 값이 처음으로 검출된 경우, 상기 로드 로직은 1을 가지는 상기 로드 로직의 위치를 상기 메모리에 저장시킨다. 다만, 본 발명의 위성 신호 수신 판별 장치는 서로 다른 위상을 가지는 상기 복제 PN 코드들을 이용하여 상기 위성 신호의 수신 여부를 판단하기 때문에, 상기 로드 로직들의 수는 상기 복제 PN 코드들의 수와 실질적으로 동일하다. 즉, 상기 로드 로직들은 상기 복제 PN 코드들에 상응하여 1을 가지는 상기 변화 값들을 상기 메모리에 저장한다. 그런 후, 본 발명의 상기 위성 신호 수신 판별 장치는 최대값을 가지는 상기 합산 값에 상응하는 상기 복제 PN 코드의 위상을 출력한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비트 경계 검출 과정을 도시한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 상관부(100)는 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 출력한다(S100).
비교부(200)는 N번째 제 1 상관 적분 값과 N-1번째 제 1 상관 적분 값을 비교하고, N번째 제 2 상관 적분 값과 N-1번째 제 2 상관 적분 값을 비교한다(S120).
상기 N번째 제 1, 2 상관 적분 값들의 부호가 상기 N-1번째 제 1, 2 상관 적분 값들의 부호와 각기 동일한지의 여부가 판단된다(S140).
상기 부호들이 동일한 경우, 상기 제 1, 2 상관 적분 값들을 양의 값으로 변화시킨다(S160). 절대값은 같다.
상기 부호들이 동일하지 않은 경우, 상기 제 1, 2 상관 적분 값들을 음의 값으로 변화시킨다(S180). 절대값은 같다.
덧셈부(220)는 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 이에 상응하는 제 2 상관 적분 값들을 각기 합산한다(S200).
상기 합산 값이 "0" 이상인지의 여부가 판단된다(S220).
상기 합산 값이 "0" 보다 크면, 상기 변화 값은 0이다(S240).
상기 변화 값이 "0"이면, 상기 비트 경계가 발생되지 않았다(S280).
상기 변화 값이 "0"보다 작으면, 상기 변화 값은 "1"이다(S260).
상기 변화 값이 "1"이면, 상기 비트 경계가 발생된다(S300).
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 과정을 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 상관부(400)는 상기 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드를 상관 적분하여 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 출력한다(S400).
변화 값 출력부(420)는 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 상기 변화 값들을 출력한다(S420).
변환부(440)는 상기 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다(S440).
적분부(460)는 상기 변화된 제 1, 2 상관 적분 값들을 각기 적분하여 상기 제 1 적분 값 및 상기 제 2 적분 값을 출력한다(S460).
제곱부(480)는 상기 제 1, 2 적분 값들을 각기 제곱하여 상기 제 1 제곱 값 및 상기 제 2 제곱 값을 출력한다(S480).
비교 판단부(520)는 상기 제 1 제곱 값과 상기 제 2 제곱 값의 합이 기설정된 상기 임계값보다 큰 지의 여부가 판단된다(S500).
상기 합이 상기 임계값 이상이면, 상기 위성 신호 수신 판별 장치는 원하는 위성 신호를 수신하였음을 검출한다(S520).
상기 합이 상기 임계값보다 작으면, 상기 위성 신호 수신 판별 장치는 원하는 위성 신호를 수신하지 못하였음을 검출한다(S540).
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 과정을 도시한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 비트 경계부(800)는 상기 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드를 상관 적분시켜 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 출력한다(S600).
비트 경계부(800)는 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 상기 변화 값들을 출력한다(S620).
변환부(820)는 상기 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시킨다(S640)
적분부(860)는 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들 및 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 각기 적분하여 상기 제 1 적분 값 및 상기 제 2 적분 값을 출력한다(S660).
제곱부(880)는 상기 제 1 적분 값 및 상기 제 2 적분 값을 각기 제곱하여 상기 제 1 제곱 값 및 상기 제 2 제곱 값을 출력한다(S680).
합산부(900)는 상기 제 1 제곱 값과 상기 제 2 제곱 값을 합하여 상기 합산 값을 출력한다.
상기 복제 PN 코드의 위상의 변화 수가 기설정된 위상 변화 수와 동일한지의 여부가 판단된다(S720).
상기 복제 PN 코드의 위상의 변화 수가 상기 기설정된 위상 변화 수보다 작으면, 상기 복제 PN 코드의 위상을 변화시켜 상기 단계 S600부터 상기 과정을 다시 수행한다.
상기 복제 PN 코드의 위상의 변화 수가 상기 기설정된 위상 변화 수와 동일한 때, 상기 합산 값들을 비교하여 상기 합산 값들 중 최대 값을 가지는 합산 값을 출력한다(S740).
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 과정을 도시한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 비트 경계부(800)는 상기 위성 펄스 열과 상기 복제 PN 코드를 상관 적분하여 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 출력한다(S800).
비트 경계부(800)는 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 상기 변화 값들을 출력한다(S820).
저장부(840)는 상기 변화 값들 중 1이 K번째 변화 값에서 처음으로 출력된 경우, 상기 K의 위치를 상기 메모리에 저장한다(S840).
상기 변화 값들을 이용함에 의해 상기 합산 값이 출력된다(S860).
상기 복제 PN 코드의 위상의 변화 수가 기설정된 위상 변화 수와 동일한지의 여부가 판단된다(S880).
상기 복제 PN 코드의 위상의 변화 수가 상기 기설정된 위상 변화 수보다 작으면, 상기 복제 PN 코드의 위상을 변화시켜 상기 단계 S800부터 상기 과정을 다시 수행한다.
상기 복제 PN 코드의 위상의 변화 수가 상기 기설정된 위상 변화 수와 동일한 때, 상기 합산 값들을 비교하여 상기 합산 값들 중 최대 값을 가지는 합산 값을 출력한다(S900).
최대 값을 가지는 상기 합산 값에 상응하는 위상 및 위치에 대한 정보가 출력된다(S920).
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비트 경계 검출 방법 및 이를 수행하기 위한 비트 경계 검출 장치는 부분 상관 적분 값들을 이용하여 변화 값들을 출력하고, 상기 변화 값들에 따라 상기 상관 적분 값들을 변화시키므로, 상기 비트 경계를 검출할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 위성 신호 수신 판별 방법 및 이를 수행하기 위한 위성 신호 수신 판별 장치는 위성 정보 데이터 열이 비트 경계를 포함하는 경우, 상기 비트 경계를 자체적으로 검출할 수 있으므로, 상기 비트 경계에 상응하여 위성 신호의 수신 여부를 정확하게 판별할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 GPS 단말기의 위치를 검출하는 방법을 도시한 개략도이다.
도 2a는 위성 정보 데이터 열과 복제 PN 코드를 도시한 개략도이다.
도 2b는 비트 경계(bit boundary)를 가지는 상기 위성 정보 데이터 열에 따른 위성 신호를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비트 경계 검출 장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 장치를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 수신 판별 장치를 도시한 블록도이다.
도 6a는 원하지 않는 위성 신호에 포함된 위성 데이터 열과 상기 복제 PN 코드의 조합 표를 도시한 평면도이다.
도 6b는 상기 원하는 위성 신호에 포함된 위성 데이터 열과 상기 복제 PN 코드의 조합 표를 도시한 평면도이다.
도 7a는 상기 GPS 단말기가 상기 원하지 않는 위성 신호를 수신한 경우, I' 값들과 Q' 값들의 합을 그래픽으로 도시한 개략도이다.
도 7b는 상기 GPS 단말기가 상기 원하는 위성 신호를 수신한 경우, I' 값들과 Q' 값들의 합을 그래픽으로 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 5에 도시된 상기 위성 신호 수신 판별 장치를 도시한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비트 경계 검출 과정을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 과정을 도시한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 과정을 도시한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위성 신호 수신 판별 과정을 도시한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 상관부 120 : 비트 경계 판단부
400 : 상관부 420 : 변화 값 출력부
440 : 변환부 460 : 적분부
480 : 제곱부 500 : 합산부
520 : 비교 판단부 840 : 저장부

Claims (22)

  1. 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분(correlation integral)시켜 M(2이상의 정수) 개의 제 1 상관 적분 값들과 상기 M개의 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력하는 단계;
    N(2이상 상기 M 이하의 정수) 번째 제 1 상관 적분 값(Nth value of a first correlation integral values)과 N-1번째 제 1 상관 적분 값을 비교하여 상기 N 번째 제 1 상관 적분 값을 변화시키는 단계;
    N 번째 제 2 상관 적분 값과 N-1번째 제 2 상관 적분 값을 비교하여 상기 N 번째 제 2 상관 적분 값을 변화시키는 단계;
    상기 변화된 N 번째 제 1 상관 적분 값과 상기 변화된 N 번째 제 2 상관 적분의 값의 합을 계산하는 단계;
    상기 계산된 값에 따라 상기 N에 상응하는 변화 값을 발생시키는 단계;
    상기 N을 2로부터 상기 M까지 순차적으로 증가시키면서 상기 제 1 상관 적분 값을 변화시키는 단계로부터 상기 변화 값을 발생시키는 단계를 반복시키는 단계; 및
    상기 발생된 변화 값들을 판단하여 비트 경계(bit boundary)를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 경계 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 N 번째 제 1 상관 적분 값과 상기 N 번째 제 2 상관 적분의 값의 합이 양수인 경우, 상기 N에 상응하는 상기 변화 값은 0인 것을 특징으로 하는 비트 경계 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 N 번째 제 1 상관 적분 값과 상기 N 번째 제 2 상관 적분의 값의 합이 음수인 경우, 상기 N에 상응하는 상기 변화 값은 1인 것을 특징으로 하는 비트 경계 검출 방법.
  4. 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분(correlation integral)시켜 M(M은 2이상의 정수) 개의 제 1 상관 적분 값들과 상기 M개의 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력하는 단계;
    N(2이상 상기 M 이하의 정수) 번째 제 1 상관 적분 값(Nth value of a first correlation integral values)과 N-1번째 제 1 상관 적분 값을 비교하여 상기 N 번째 제 1 상관 적분 값을 변화시키는 단계;
    N 번째 제 2 상관 적분 값과 N-1번째 제 2 상관 적분 값을 비교하여 상기 N 번째 제 2 상관 적분 값을 변화시키는 단계;
    상기 N 번째 제 1 상관 적분 값과 상기 N 번째 제 2 상관 적분의 값의 합을 계산하는 단계;
    상기 계산된 값에 따라 상기 N에 상응하는 변화 값을 발생시키는 단계;
    상기 N을 2로부터 상기 M까지 순차적으로 증가시키면서 상기 제 1 상관 적분 값을 변화시키는 단계로부터 상기 변화 값을 발생시키는 단계를 반복시키는 단계;
    상기 순차적으로 발생되는 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시키는 단계;
    상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 조합 값을 출력하는 단계; 및
    상기 조합 값과 기설정된 임계값을 비교하여 상기 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 가지는 수신 판단 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 조합 값을 출력하는 단계는,
    상기 변화된 제 1 상관 적분 값들을 적분하여 제 1 적분 값을 출력하는 단계;
    상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 적분하여 제 2 적분 값을 출력하는 단계;
    상기 제 1 적분 값을 제곱하여 제 1 제곱 값을 출력하는 단계;
    상기 제 2 적분 값을 제곱하여 제 2 제곱 값을 출력하는 단계; 및
    상기 제 1 제곱 값과 상기 제 2 제곱 값을 합하여 조합 값을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 방법
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시키는 단계는,
    상기 변화 값들을 순차적으로 검출하는 단계;
    상기 변화 값들 중 1이 K(2이상 상기 M 이하의 정수) 번째 변화 값에서 처음 검출된 경우, 상기 K번째 제 1 상관 적분 값과 그 이후의 제 1 상관 적분 값들 및 상기 K번째 제 2 상관 적분 값과 그 이후의 제 2 상관 적분 값들을 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 K에 상응하는 위치를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 복제 PN 코드의 위상을 변화시키는 단계; 및
    상기 변화된 위상에 따라 상기 순차적으로 출력하는 단계로부터 상기 저장하는 단계를 반복시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 변화된 위상에 따라 상기 조합값들을 비교하는 단계;
    상기 비교에 따라 상기 조합 값들 중 최대 값을 가지는 조합 값을 검출하는 단계; 및
    상기 최대 값을 가지는 조합 값에 상응하는 위상을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 방법.
  10. 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분(correlation integral)시켜 M(2이상의 정수)개의 제 1 상관 적분 값들과 상기 M개의 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력하는 상관부; 및
    순차적으로 출력되는 상기 제 1 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 1 상관 적분 값들에 각기 비교하여 상기 제 1 상관 적분 값들을 변화시키고, 순차적으로 출력되는 상기 제 2 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 2 상관 적분 값들에 각기 비교하여 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시키며, 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 상기 변화된 제 1 상관 적분 값들에 상응하는 제 2 상관 적분 값들을 각기 더하여 비트 경계에 대한 정보를 가지는 비트 경계 검출 신호들을 발생시키는 비트 경계 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 경계 검출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 비트 경계 판단부는,
    순차적으로 출력되는 상기 제 1 상관 적분 값들을 직전에 출력된 상기 제 1 상관 적분 값들과 각기 비교하며, 순차적으로 출력되는 상기 제 2 상관 적분 값들을 직전에 출력된 상기 제 2 상관 적분 값들과 각기 비교하는 비교부;
    상기 비교에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들과 제 2 상관 적분 값들을 변화시키는 변환부; 및
    상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 제 2 상관 적분 값들을 각기 더하여 상기 비트 경계 검출 신호들을 발생시키는 덧셈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 경계 검출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 비교부는,
    순차적으로 출력되는 상기 제 1 상관 적분 값들을 직전에 출력된 상기 제 1 상관 적분 값들에 각기 제 1 비교하는 제 1 비교기; 및
    순차적으로 출력되는 상기 제 2 상관 적분 값들을 직전에 출력된 상기 제 2 상관 적분 값들에 각기 제 2 비교하는 제 2 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 경계 검출 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 변환부는,
    상기 제 1 비교에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들을 변화시키는 제 1 변환기; 및
    상기 제 2 비교에 따라 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시키는 제 2 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비트 경계 검출 장치.
  14. 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 복제 PN 코드를 단위별로 상관 적분(correlation integral)시켜 M(2이상의 정수)개의 제 1 상관 적분 값들과 상기 M개의 제 2 상관 적분 값들을 각기 순차적으로 출력하는 상관부;
    상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 이용하여 비트 경계(bit boundary)에 대한 정보를 가지는 변화 값들을 출력하는 변화 값 출력부;
    상기 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시키는 변환부;
    상기 변화된 제 1 상관 적분 값들 및 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 수신 신호 판단 값을 출력하는 조합부; 및
    상기 수신 신호 판단 값과 기설정된 임계값을 비교하여 상기 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 가지는 수신 판단 신호를 발생시키는 비교 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 변화 값 출력부는,
    순차적으로 출력되는 상기 제 1 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 1 상관 적분 값들에 각기 비교하여 상기 제 1 상관 적분 값들을 변화시키며, 순차적으로 출력되는 상기 제 2 상관 적분 값들을 직전에 출력된 제 2 상관 적분 값들에 각기 비교하여 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시키는 비교부;
    상기 변화된 제 1 상관 적분 값들과 상기 변화된 상기 제 1 상관 적분 값들에 상응하는 제 2 상관 적분 값들을 각기 더하여 덧셈 값들을 출력하는 덧셈부; 및
    상기 덧셈 값들을 판단하여 상기 변화 값들을 출력하는 변화 값 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 비교부는,
    상기 제 1 상관 적분 값들을 수신하는 제 1 지연 소자;
    상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 지연된 제 1 상관 적분 값들을 수신하며, 상기 제 1 지연 소자에 결합된 제 1 XOR 게이트;
    상기 제 2 상관 적분 값들을 수신하는 제 2 지연 소자; 및
    상기 제 2 상관 적분 값들 및 상기 지연된 제 1 상관 적분 값들을 수신하며, 상기 제 2 지연 소자에 결합된 제 2 XOR 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 변화 값 판단부는,
    상기 덧셈 값들을 수신하는 플립플롭;
    상기 제 1 상관 적분 값들을 반전시키는 제 1 인버터;
    상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 반전된 제 1 상관 적분 값들을 수신하고, 상기 플립플롭에 결합된 제 1 멀티플렉서; 및
    상기 제 2 상관 적분 값들 및 상기 반전된 제 2 상관 적분 값들을 수신하고, 상기 플립플롭에 결합된 제 2 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 조합부는,
    상기 변화된 제 1 상관 적분 값들을 적분시켜 제 1 적분 값을 출력하고, 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 적분시켜 제 2 적분 값을 출력하는 적분부;
    상기 제 1 적분 값을 제곱하여 제 1 제곱 값을 출력하고, 상기 제 2 적분 값을 제곱하여 제 2 제곱 값을 출력하는 곱셈부; 및
    상기 제 1 제곱 값과 상기 제 2 제곱 값을 합산하여 상기 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 가지는 수신 판단 신호를 발생시키는 합산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 변화 값들 중 1이 K(2이상 상기 M 이하의 정수)번째 변화 값에서 처음 검출된 경우, 상기 변환부는 상기 K번째 제 1 상관 적분 값 과 그 이후의 제 1 상관 적분 값들 및 상기 K번째 제 2 상관 적분 값과 그 이후의 제 2 상관 적분 값들의 부호를 변환하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
  20. 위성 신호에 포함된 위성 정보 데이터 열과 PN 코드의 곱인 위성 펄스 열과 서로 다른 위상들을 가지는 N(2이상의 정수)개의 복제 PN 코드들을 각기 조합하여 N×M(2이상의 정수)개의 제 1 상관 적분 값들 및 N×M개의 제 2 상관 적분 값들을 출력하며, 상기 제 1 상관 적분 값들과 상기 제 2 상관 적분 값들을 조합하여 비트 경계(bit boundary)에 대한 정보를 가지는 N×M개의 변화 값들을 출력하는 비트 경계부;
    상기 변화 값들에 따라 상기 제 1 상관 적분 값들 및 상기 제 2 상관 적분 값들을 변화시키는 변환부;
    상기 변화된 제 1 상관 적분 값들을 M 단위로 적분시켜 N개의 제 1 적분 값들을 출력하며, 상기 변화된 제 2 상관 적분 값들을 M 단위로 적분시켜 N개의 제 2 적분 값들을 출력하는 적분부;
    상기 제 1 적분 값들을 각기 제곱하여 N개의 제 1 제곱 값들을 출력하며, 상기 제 2 적분 값들을 각기 제곱하여 N개의 제 2 제곱 값들을 출력하는 제곱부;
    상기 제 1 제곱 값들과 상기 제 1 제곱 값들에 상응하는 상기 제 2 제곱 값들을 각기 합산하여 N개의 합산 값들을 출력하는 합산부; 및
    상기 합산 값들과 기설정된 임계값을 각기 비교하여 상기 위성 신호의 수신 여부에 대한 정보를 출력하고, 상기 임계값 이상인 상기 합산 값들 중 최대값을 판단하여 상기 최대값에 상응하는 위상에 대한 정보를 출력하는 비교 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 변화 값들을 M 단위로 판단하여 1인 변화 값들의 위치를 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 저장부는,
    상기 변화 값들을 M 단위로 카운팅하는 카운터;
    상기 변화 값들 중 1인 변화 값의 위치를 제공하며, 상기 카운터의 출력단에 결합된 위치 제공부; 및
    상기 제공된 위치를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 신호 수신 판별 장치.
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