KR20080112894A - 지피에스 신호의 록 상태 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

제 1 누산기, 제 1 계산 유닛, 제 2 계산 유닛, 제 2 누산기, 승산기 및 비교기를 포함하며, 확산 스펙트럼 신호의 록 상태를 검출하는 장치가 개시된다. 제 1 누산기는 소정 시간 주기 동안 동위상 적분 결과와 수직 적분 결과를 누산한다. 제 1 계산 유닛은 누산된 동위상 적분 결과와 누산된 수직 적분 결과에 기초하여 제 1 평가 값을 결정한다. 제 2 계산 유닛은 동위상 적분 결과와 수직 적분 결과를 처리한다. 제 2 누산기는 소정 시간 주기 동안 제 2 계산 유닛의 출력을 누산한다. 승산기는 제 2 누산기로부터의 누산 결과를 사전결정된 값과 승산하여 제 2 평가 값을 결정한다. 비교기는 제 1 평가 결과와 제 2 평가 결과를 비교하며, 그 비교 결과는 록 상태의 표시자이다.
확산 스펙트럼 신호, 동위상 반송파 신호(in-phase carrier signal), 수직 반송파 신호(quadrature carrier signal), 직교 반송파 신호(orthogonal carrier signal), PRN 코드, 록 상태, 손실 상태

Description

지피에스 신호의 록 상태 검출 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING LOCK STATUS OF A GPS SIGNAL}
본 발명은 확산 스펙트럼 신호 처리(spread spectrum signal processing)에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, GPS 신호의 록 상태(lock status)를 검출하는 것에 관한 것이다.
일반적으로, GPS 수신기는 먼저 다수의 위성으로부터 GPS 신호를 획득한 후, 이들 신호를 추적해야 한다. 획득 단계 동안에는, 수신된 신호의 유사 잡음 코드(pseudorandom noise code: PRN code)의 반송파 주파수 및 초기 위상(initial phase)이 얻어진다. 이들 두 가지 파라미터는 이후에 신호를 추적하는 데 사용된다.
위성과 수신기의 이동으로 인해, 도플러 효과(Doppler effect)가 발생할 수도 있고, 반송파 주파수 및 PRN 코드가 시간에 따라 변화할 수도 있다. 도플러 효과를 극복하고 GPS 신호의 유용성을 유지시키기 위해서는, 획득 단계 동안 획득되 는 초기 반송파 주파수 및 초기 PRN 코드에 따라 추적 과정이 수행될 필요가 있다. 반송파 주파수 및 PRN 코드의 변화가 수신기에 의해 성공적으로 추적될 때, GPS 신호는 수신기에 의해 "록되었다(locked)"고 일컬어진다. 수신기가 그 변화를 추적하지 못할 때, 소정 위성으로부터의 GPS 신호는 "손실되었다(lost)"고 일컬어진다. 신호가 손실되었다면, 그 신호는 수신기의 위치를 계산하는 것과 같은 수신기에 의한 후속 처리에 사용될 수 없다.
따라서 GPS 신호가 록되었는지 아니면 손실되었는지를 검출할 필요가 있다. 수신기가 신호의 손실을 발견할 때, 그 수신기는 신호를 다시 획득하거나 또는 다른 위성으로부터 다른 신호를 획득해야 할 것이다. 신호의 록 상태를 검출하는 데 이용되는 시간은 위치지정 기술(positioning technology)에서 중요한 파라미터이다. 필요한 시간이 짧을수록, 수신기는 더욱 양호하게 작동한다.
통상적으로, GPS 수신기에서는, 신호가 록되었는지 아니면 손실되었는지를 판별하기 위해 비트 동기화 방법(bit synchronization method)이 채용된다. 보다 구체적으로, 비트 동기화 모듈(bit synchronization module)은 수신된 GPS 신호로부터 반송파 신호 및 PRN 코드가 제거된 후에 네비게이션 데이터 스트림(navigation data stream)의 비트 경계(bit boundaries)를 식별하는 데 필요하다. 네비게이션 데이터 스트림은 일련의 네비게이션 데이터 비트에 의해서 형성된다. 각 데이터 비트의 지속 시간(lasting time)은 20ms이다. 다른 데이터 비트의 시작이기도 한 데이터 비트의 종단은 네비게이션 데이터 비트의 경계(비트 경계)라고 지칭된다. 비트 동기화 방법에서, 신호의 록 상태는 네비게이션 데이터 스트림 의 비트 경계가 결정되는 시각에 검출된다. 사전결정된 시간 동안 검색 과정을 반복한 후에도 비트 경계가 결정되지 못 한다면, 그 신호는 손실된 것으로 간주된다. 이 방법의 기본적인 아이디어는 데이터 변화(data transitions)가 항상 동일한 위치에서 발생하는지의 여부를 검사하는 것이다.
그러나 이 방법에는 몇 가지 단점이 있다. 첫 번째, 긴 비트 시퀀스 내에 어떠한 데이터 변화도 없다면 비트 경계와 록 상태를 판별하기 곤란하다. 다시 말해, 이 방법은 네비게이션 데이터 스트림에 긴 "0" 또는 "1"의 시퀀스가 있을 때에는 효율적이지 않다. 두 번째, 시간 소모적이다. 40비트를 검색하는 데 800ms가 필요하며, 검색 과정이 5회 반복될 필요가 있다면 그 결과를 확인하는 데에는 총 4초가 필요하다. 세 번째, 신호가 획득된 이후라 하더라도 록 상태를 검출하기 위해서 이따금 비트 동기화 과정이 수행될 필요가 있다.
따라서 본 발명이 주로 지향하는 것은, 네비게이션 데이터 스트림에 긴 "0" 또는 "1"의 시퀀스가 있다 하더라도, 수신된 신호의 록 상태를 신속하고 효율적으로 검출할 수 있는 확산 스펙트럼 수신기이다.
본 발명은 수신기에서 GPS 신호의 록 상태를 검출하는 방법을 제공한다. 유리하게도, 네비게이션 데이터 스트림에 긴 "0" 또는 "1"의 시퀀스가 있다 하더라 도, 상태가 효율적으로 검출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 확산 스펙트럼 신호의 록 상태를 검출하는 방법이 제공된다. 이 방법은 확산 스펙트럼 신호를 동위상 반송파 신호 및 수직 반송파 신호와 승산하여 제 1 및 제 2 데이터 스트림을 생성하는 단계와, 제 1 데이터 스트림 및 사전결정된 PRN 코드에 기초하여 제 1 적분 결과를 계산하는 단계와, 제 2 데이터 스트림 및 PRN 코드에 기초하여 제 2 적분 결과를 계산하는 단계와, 제 1 및 제 2 적분 결과에 기초하여 록 상태 검출기에서 제 1 및 제 2 평가 값을 결정하는 단계와, 제 1 평가 값을 제 2 평가 값으로 나누어 비율을 결정하는 단계와, 그 비율을 사전결정된 값과 비교하여 록 상태 검출기에서 록 상태 결과를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 상태 머신을 이용하여 소정 시간 주기 동안의 다수의 록 상태 결과에 기초하여 록 상태를 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 확산 스펙트럼 신호의 록 상태를 검출하는 장치가 제공된다. 이 장치는 제 1 누산기, 제 1 계산 유닛, 제 2 계산 유닛, 제 2 누산기, 승산기, 비교기 및 상태 머신을 포함한다. 제 1 누산기는 소정 시간 주기 동안 동위상 적분 결과와 수직 적분 결과를 각각 누산한다. 제 1 계산 유닛은 제 1 누산기에 연결되어, 누산된 동위상 적분 결과와 누산된 수직 적분 결과에 기초하여 제 1 평가 값을 결정할 수 있다. 제 2 계산 유닛은 동위상 적분 결과와 수직 적분 결과를 처리한다. 제 2 누산기는 제 2 계산 유닛에 연결되어, 소정 시간 주기 동안 제 2 계산 유닛의 출력을 누산한다. 승산기에서는, 제 2 누산기로부터의 누산 결과가 사전결정된 값과 승산되어 제 2 평가 값이 결정된다. 비교기는 제 1 계산 유닛과 승산기에 연결되어, 제 1 평가 결과와 제 2 평가 결과를 비교한다. 상태 머신은 비교기의 출력을 모니터링하여, 신호가 록되었는지 아니면 손실되었는지를 나타내는 결정을 내린다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 또한, 확산 스펙트럼 신호를 처리하는 시스템이 제공된다. 이 시스템은 획득 모듈과 추적 모듈을 포함한다. 획득 모듈은 추적 모듈에 초기 반송파 주파수 및 PRN 코드를 제공한다. 추적 모듈은 확산 스펙트럼 신호를 추적한다. 추적 모듈은 동위상 적분 결과를 생성할 수 있는 제 1 적분 유닛과, 수직 적분 결과를 생성할 수 있는 제 2 적분 유닛과, 네비게이션 데이터 비트의 경계를 검출하는 비트 동기화 모듈과, 제 1 및 제 2 적분 유닛에 연결되어 확산 스펙트럼 신호의 록 상태를 검출하는 록 상태 검출기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 네비게이션 데이터 스트림에 긴 "0" 또는 "1"의 시퀀스가 있다 하더라도, 수신된 신호의 록 상태를 신속하고 효율적으로 검출할 수 있다.
도 1은 중간 주파수(intermediate frequency: IF) 신호를 처리하는 록 상태 검출기를 구비한 GPS 수신기 내의 추적 모듈의 예시적인 아키텍처를 예시하고 있다. 수신된 GPS 신호는 먼저 희망 출력 주파수를 갖는 신호로 변환되고, 이어서 사전결정된 샘플링 레이트(predetermind sampling rate)로 디지털화된다. 변환되어 디지털화된 신호는 IF 신호라고 알려져 있다.
반송파 발생기(102)는 동위상 반송파(in-phase carrier) 신호(104)와 수직 반송파(quadrature carrier) 신호(106)를 포함하는 2개의 직교 반송파(orthogonal carrier) 신호를 생성한다. IF 신호는 승산기(108-1)와 승산기(108-2)에서 이들 2개의 직교 반송파 신호와 승산된다. 코드 발생기(112)는 3개의 PRN 코드, 즉 초기 코드(114), 최종 코드(116) 및 프롬프트(prompt) 코드(118)를 생성한다. 초기 코드와 최종 코드는 프롬프트 코드로부터 대략 1/2칩 이상 또는 이하만큼 시변(time-shift)되어 도출된다. 초기 코드, 최종 코드 및 프롬프트 코드는, 적분기(119-1)로부터 적분기(119-6)까지 연속해서 번호가 정해져 있으며 6개의 적분 결과를 생성하는 적분기 세트에서 제 1 데이터 스트림과 제 2 데이터 스트림에 각각 통합된다. 본 명세서에서 적분은 소정 시간 주기 동안 데이터 스트림 중 하나를 PRN 코드 중 하나와 일일이 승산하여 그 승산 결과를 합산하는 연산을 지칭한다. 바람직한 실시예에서, 적분 시간 주기는 1ms로서, 이것은 PRN 코드의 주기이다. 프롬프트 코드와 제 1 데이터 스트림에 기초한 동위상 적분 결과는 제 1 적분 결과 Ii(120)라고 지칭된다. 프롬프트 코드와 제 2 데이터 스트림에 기초한 수직 적분 결과는 제 2 적분 결과 Qi(122)라고 지칭된다. Ii와 Qi는 2개의 직교 반송파 신호를 생성하도록 반송파 발생기를 제어하는 반송파 추적 제어기(124)에 인가된다. Ii와 Qi는 신호의 록 상태를 검출하도록 록 상태 검출기(126)에도 인가된다. 나머지 4개의 적분 결과는, 초기, 최종 및 프롬프트 코드를 생성하도록 코드 발생기를 제어하는 코드 추적 제어기(128)에 인가된다.
도 2는 도 1에 도시한 록 상태 검출기(126)의 아키텍처를 예시하고 있다. 록 상태 검출기는 제 1 누산기(202), 제 1 계산 유닛(204), 제 2 계산 유닛(206), 제 2 누산기(208), 저역 필터(LPF)(210-1), LPF(210-2), 승산기(214), 비교기(216) 및 상태 머신(218)을 포함한다. Ii와 Qi는 2개의 경로, 즉 제 1 누산기(202), 제 1 계산 유닛(204) 및 LPF(210-1)를 포함하는 S 채널과, 제 2 계산 유닛(206), 제 2 누산기(208) 및 LPF(210-2)를 포함하는 N 채널로 분할된다.
S 채널에서, Ii와 Qi는 소정 시간 주기 동안 Ii와 Qi를 각각 누산하여 제 1 누산 결과 Is(211)와 제 2 누산 결과 Qs(212)를 생성하는 제 1 누산기(202)에 인가된다. 바람직한 실시예에서, 각각의 Is는 네비게이션 데이터 비트로부터 생성된 모든 Ii를 합산함으로써 생성되고, 각각의 Qs는 동일한 네비게이션 데이터 비트로부터 생성된 모든 Qi를 합산함으로써 생성된다. 각각의 Ii와 각각의 Qi가 1ms의 적분 결과이면, 네비게이션 데이터 비트의 주기가 20ms이기 때문에 Is와 Qs는 20개의 Ii와 20개의 Qi의 누산 결과가 된다. 비트 동기화 모듈(이 도면에는 도시하지 않음)은 네비게이션 데이터 비트의 경계를 판별하여 Is와 Qs가 완전한 네비게이션 데이터 비트로부터 생성될 수 있음을 보증하는 데 사용된다. 본 발명에 따르면, 비트 동기화 모듈이 아닌 록 상태 검출기가, 신호가 록되었는지 아니면 손실되었는지를 검출한다. 유리하게도, 비트 동기화는, 비트 동기화 모듈을 이용하여 GPS 신호의 록 상태를 때때로 검출하는 통상적인 방법에 비해, 신호의 획득 이후에 단 한번만 수행될 필요가 있다. 하나의 Is 및 Qs 쌍이 제 1 누산기(202)에 의해 생성된 후, 제 1 계산 유닛(204)은 Is와 Qs에 기초하여 제 1 평가 값 SL을 결정한다.
N 채널에서, Ii와 Qi는 제 2 계산 유닛(206)에서 처리된다. 그 후, 처리 결 과는 사전결정된 시간 주기에 다수의 처리 결과를 합산함으로써 제 2 누산기(208)에 누산된다. 사전결정된 시간 주기는 1ms의 배수일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 사전결정된 시간 주기는 20ms이며, 이는 S 채널에서 Is와 Qs를 생성하는 데 사용된 시간과 일치한다. 제 2 누산기(208)의 출력은 제 2 평가 값 NL이다.
제 1 계산 유닛(204)에서 Is와 Qs를 처리하고 제 2 계산 유닛(206)에서 Ii와 Qi를 처리하는 여러 가지 유용한 실시예가 있다. 본 명세서에는 3개의 바람직한 실시예가 제공된다. 본 발명의 제 1 실시예에서는, S 채널에서, 제 1 계산 유닛(204)이 Is의 제곱과 Qs의 제곱의 합을 계산한다. N 채널에서는, 제 2 계산 유닛(206)이 Ii의 제곱과 Qi의 제곱의 합을 계산한다. 제 1 실시예는 다음의 수학식으로 표현될 수 있는데, 여기서
Figure 112007064816398-PAT00001
는 Is를 나타내고,
Figure 112007064816398-PAT00002
는 Qs를 나타낸다.
Figure 112007064816398-PAT00003
제 2 실시예에서는, S 채널에서, 제 1 계산 유닛(204)이 Is의 제곱과 Qs의 제곱의 합을 계산한 후, 제곱의 합의 제곱근(square root)을 계산한다. N 채널에서는, 제 2 계산 유닛(206)이 Ii의 제곱과 Qi의 제곱의 합을 계산한 후, 제곱의 합의 제곱근을 계산한다. 제 2 실시예는 다음의 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112007064816398-PAT00004
제 3 실시예에서는, S 채널에서, 제 1 계산 유닛(204)이 Is의 절대 값과 Qs의 절대 값의 합을 계산한다. N 채널에서는, 제 2 계산 유닛(206)이 Ii의 절대 값과 Qi의 절대 값의 합을 계산한다. 제 3 방법은 다음의 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure 112007064816398-PAT00005
제 1 평가 값 SL 및 제 2 평가 값 NL은 각각 보다 평탄한 필터링 값을 획득하게 하는 LPF(210-1) 및 LPF(210-2)를 통과한다. LPF는 1차 무한 임펄스 응답 필터(infinite impulse response filter: IIR filter)일 수 있다. 제 1 평가 값 SL의 필터링 결과는 A로 나타내고, 제 2 평가 값 NL의 필터링 결과는 C로 나타낸다. A 대 C의 비율은 임계 값 TH와 비교되어 록 상태 결과를 생성하게 한다. 용이한 구현을 위해, 바람직한 실시예에서는, C가 먼저 승산기(214)에서 TH와 승산되어 B 로 나타나는 승산 결과가 획득되고, 그 후, A가 비교기(216)에서 B와 비교되어 비교 결과가 생성되는데, 이 비교 결과가 록 상태의 표시자(indicator)이다. A가 B보다 크다면, 이것은 신호가 록되었을 수도 있음을 나타낸다. B가 A보다 크다면, 이것은 신호가 손실되었을 수도 있음을 나타낸다. 록 상태를 보다 정확히 판별하기 위해서, 상태 머신(218)이 제공되어 A 및 B의 다수 개의 쌍에 기초하여 판별하게 한다.
도 3은 다수 개의 A 및 B 쌍에 기초하여 신호가 록되었는지 아니면 손실되었는지를 판별하는 데 사용되는 상태 머신(218)의 바람직한 실시예의 순서도를 예시하고 있다. 상태 머신의 파라미터는 LOCKCNT, LOSTCNT, LP, LNA 및 LO를 포함한 몇 가지 파라미터가 있다. 상태 머신의 출력은 LOCKOUT 신호와 LOSTOUT 신호를 포함한다. LOCKOUT와 LOSTOUT은 항상 "TRUE" 또는 "FALSE" 중 어느 하나의 값을 갖는다. 상태 머신이 작동하기 시작할 때, LOCKOUT과 LOSTOUT는 모두 초기에 "FALSE"로 설정되고, LOCKCNT와 LOSTCNT는 모두 초기에 0으로 설정된다. LP, LNA 및 LO 각각은 사전결정된 정수로 각각 설정된다. LO는 항상 LNA보다 크다. LP, LNA 및 LO는 검출 가능성, 오류 경고(false alarm) 가능성, 및 록 상태 결과를 생성하는 데 필요한 시간과 같은 시스템 요건에 의해 결정된다.
상태 머신은 한 쌍의 A 및 B를 수신하여 비교한다(단계 302). A가 B보다 크거나 A가 B와 같다면, LOSTOUT은 FALSE로 설정되고 LOSTCNT는 0으로 설정된다(단계 304). 그 후, 상태 머신이 LOCKCNT의 값을 검사한다(단계 306). LOCKCNT가 LP와 같다면, LOCKOUT가 TRUE로 설정되고(단계 308), 그렇지 않다면 LOCKCNT가 1만큼 증 가한다(단계 310).
A가 B보다 작다면, LOCKCNT는 0으로 설정된다(단계 312). 그 후, 상태 머신이 LOSTCNT의 값을 검사한다(단계 314). LOSTCNT가 LO와 같다면, LOSTOUT이 TRUE로 설정되고(단계 316), 그렇지 않다면 LOSTCNT가 1만큼 증가한다(단계 318). 그 후, LOSTCNT의 값이 LNA와 비교된다(단계 320). LOSTCNT가 LNA보다 크거나 LOSTCNT가 LNA와 같다면, LOCKOUT가 FALSE로 설정된다(단계 322).
록 상태는 LOCKOUT와 LOSTOUT의 값에 의해 결정된다. LOSTOUT가 FALSE와 같고 LOCKOUT가 TRUE와 같다면, "록" 상태가 검출되고 수신기는 신호로부터 획득된 정보를 후속 처리할 것이다.
LOSTOUT이 TRUE와 같고 LOCKOUT가 FALSE와 같다면, "손실" 상태가 검출된다. 수신기는 그 신호를 후속 처리하는 것을 중지할 수도 있고, 획득 과정을 다시 수행할 필요가 있을 수도 있다.
LOSTOUT이 FALSE와 같고 LOCKOUT이 FALSE와 같다면, "사전 손실(pre-lost)" 상태가 검출된다. "사전 손실" 상태는 신호가 록되어 있지 않지만 추정 과정을 통해 록으로 될 수도 있음을 의미한다. 이 조건 하에서는, 신호가 유보되어 후속 처리에 사용되지 않지만, 획득은 수행되지 않는다. 상태 머신은, LOSTCNT가 LO와 같아서 "손실되었다"는 상태를 결정하게 될 때까지, 또는 LOCKNCT가 LP와 같아서 "록되었다"는 상태를 결정하게 될 때까지 계속해서 작동한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상태 머신은 Is 및 Qs의 쌍이 생성될 때마다 갱신될 수 있다. 작업부하를 감소시키기 위해, 본 발명의 다른 실시예에서는, 상태 머 신이 사전결정된 수의 Is 및 Qs가 생성될 때마다 갱신된다.
상태 머신을 이용함으로써, 검출 가능성이 증가할 수 있고, 오류 경고 가능성이 감소할 수 있는데, 이는 최종 결과가 단 하나의 데이터 비트로부터가 아닌 일련의 네비게이션 데이터 비트로부터 획득된 신호 상태에 기초하기 때문이다. 우발적인 사건 또는 오차는 최종 결과에 거의 영향을 미치지 않는다.
당업자라면, 전술한 상태 머신과는 달리, 하드웨어 또는 소프트웨어 중 어느 하나에 의해 상태 머신을 설계하고 구현하는 여러 가지 방법이 있음을 이해할 것이다.
본 명세서에서 채택된 용어 및 표현은 제한을 위해 사용된 것이 아니라 설명을 위해 사용된 것으로, 그러한 용어 및 표현의 사용 시, 도시하고 설명한 특징의 임의의 등가물(또는 그들의 일부분)을 배제하고자 하는 의도는 없으며, 다양한 수정이 청구범위의 범주 내에서 가능함을 인지해야 한다. 그 밖의 수정, 변형 및 대안도 가능하다. 이에 따라 청구범위는 이러한 모든 등가물을 포괄하도록 의도된다.
본 발명의 실시예의 특징 및 이점은 상세한 설명에 설명되어 있는 바와 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 록 상태 검출기를 구비한 GPS 추적 모듈의 예시적인 아키텍처를 예시한다.
도 2는 록 상태 검출기의 예시적인 아키텍처를 예시한다.
도 3은 록 상태 검출기의 성능을 개선하는 데 사용된 상태 머신의 바람직한 실시예의 순서도를 예시한다.

Claims (30)

  1. 확산 스펙트럼 신호를 동위상 신호(in-phase signal)와 승산함으로써 제 1 데이터 스트림을 생성하는 단계;
    확산 스펙트럼 신호를 수직 신호(quadrature signal)와 승산함으로써 제 2 데이터 스트림을 생성하는 단계;
    제 1 데이터 스트림과 사전결정된 유사 잡음 코드(pseudorandom noise code: PRN code) - PRN 코드는 제 1 데이터 스트림과 동일한 위상 변이를 가짐 - 에 기초하여, 적분 유닛에서 제 1 적분 결과를 계산하는 단계;
    제 2 데이터 스트림과 상기 사전결정된 PRN 코드 - PRN 코드는 제 2 데이터 스트림과 동일한 위상 변이(phase shift)를 가짐 - 에 기초하여, 적분 유닛에서 제 2 적분 결과를 계산하는 단계;
    제 1 및 제 2 적분 결과에 기초하여, 록 상태 검출기에서 제 1 및 제 2 평가 값을 결정하는 단계;
    제 1 평가 값을 상기 제 2 평가 값으로 나누어 비율(ratio)을 결정하는 단계; 및
    상기 비율을 사전결정된 값과 비교하여 록 상태 검출기에서 록 상태 결과 - 상기 록 상태 결과는 확산 스펙트럼 신호가 록되었는지 아니면 손실되었는지를 나타냄 - 를 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 사전결정된 주파수에서 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태(lock status)를 검출하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    소정 시간 주기 동안 다수의 록 상태 결과를 생성하는 단계;
    상기 신호가 록되었음을 나타내는 제 1 사전결정된 수의 록 상태 결과가 연속해서 발생했을 때 상기 신호가 록되었다고 결정하는 단계; 및
    상기 신호가 손실되었음을 나타내는 제 2 사전결정된 수의 록 상태 결과가 연속해서 발생했을 때 상기 신호가 손실되었다고 결정하는 단계를 더 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 평가 값을 결정하는 단계는,
    제 1 및 제 2 적분 결과를 누산하여 소정 시간 주기 동안 제 1 및 제 2 누산 결과를 각각 생성하는 단계; 및
    제 1 누산 결과의 제곱과 제 2 누산 결과의 제곱의 합을 계산하는 단계를 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 2 평가 값을 결정하는 단계는,
    제 1 적분 결과의 제곱과 제 2 적분 결과의 제곱의 합을 계산하는 단계; 및
    시간 주기 동안 상기 제곱의 합을 누산하는 단계를 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 평가 값을 결정하는 단계는,
    제 1 및 제 2 적분 결과를 누산하여 소정 시간 주기 동안 제 1 및 제 2 누산 결과를 각각 생성하는 단계;
    제 1 누산 결과의 제곱과 제 2 누산 결과의 제곱의 합을 계산하는 단계; 및
    상기 제곱의 합의 제곱근을 계산하는 단계를 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 제 2 평가 값을 결정하는 단계는,
    제 1 적분 결과의 제곱과 제 2 적분 결과의 제곱의 합을 계산하는 단계;
    상기 제곱의 합의 제곱근을 계산하는 단계; 및
    상기 시간 주기 동안 상기 제곱근을 누산하는 단계를 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 제 1 평가 값을 결정하는 상기 단계는,
    제 1 및 제 2 적분 결과를 누산하여 소정 시간 주기 동안 제 1 및 제 2 누산 결과를 각각 생성하는 단계; 및
    제 1 누산 결과의 절대 값과 제 2 누산 결과의 절대 값의 합을 계산하는 단계를 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 제 2 평가 값을 결정하는 상기 단계는,
    제 1 적분 결과의 절대 값과 제 2 적분 결과의 절대 값의 합을 계산하는 단계; 및
    상기 시간 주기 동안 상기 절대 값의 합을 누산하는 단계를 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 비율을 결정하기 전에, 필터링 유닛에서 상기 제 1 및 제 2 평가 값을 필터링하는 단계를 더 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    네비게이션 데이터 비트(navigation data bits)의 경계(boundaries)를 검출하는 단계; 및
    하나의 네비게이션 데이터 비트의 주기 이내의 상기 제 1 및 제 2 적분 결과를 누산하는 단계를 더 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 방법.
  11. 소정 시간 주기 동안 동위상 적분 결과와 수직 적분 결과를 각각 누산하는 제 1 누산기;
    제 1 누산기에 연결되어, 누산된 동위상 적분 결과와 누산된 수직 적분 결과에 기초하여 제 1 평가 값을 결정하는 제 1 계산 유닛;
    동위상 적분 결과와 수직 적분 결과를 처리하는 제 2 계산 유닛;
    제 2 계산 유닛과 연결되어, 상기 시간 주기 동안 제 2 계산 유닛의 출력을 누산하는 제 2 누산기;
    제 2 누산기로부터의 누산 결과를 사전결정된 값과 승산하여 제 2 평가 값을 결정하는 승산기; 및
    제 1 계산 유닛과 승산기에 연결되어, 제 1 평가 결과와 제 2 평가 결과를 비교하여 비교 결과 - 상기 비교 결과는 록 상태의 표시자(indicator)임 - 를 생성하는 비교기를 포함함을 특징으로 하는, 사전결정된 주파수에서 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태를 검출하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    비교기에 연결되어 록 상태를 판별하는 상태 머신(state machine)을 더 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    제 1 계산 유닛은 누산된 동위상 적분 결과의 제곱과 누산된 수직 적분 결과의 제곱의 합을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 2 계산 유닛은 동위상 적분 결과의 제곱과 수직 적분 결과의 제곱의 합을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    제 1 계산 유닛은 누산된 동위상 적분 결과의 제곱과 누산된 수직 적분 결과의 제곱의 합을 계산하고, 이어서 상기 제곱의 합의 제곱근을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    제 2 계산 유닛은 먼저 동위상 적분 결과의 제곱과 수직 적분 결과의 제곱의 합을 계산하고, 이어서 상기 제곱의 합의 제곱근을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    제 1 계산 유닛은 누산된 동위상 적분 결과의 절대 값과 누산된 수직 적분 결과의 절대 값의 합을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 2 계산 유닛은 동위상 적분 결과의 절대 값과 수직 적분 결과의 절대 값의 합을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    제 1 계산 유닛과 비교기 사이에 연결된 제 1 필터; 및
    승산기와 비교기 사이에 연결된 제 2 필터를 더 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 시간 주기는 네비게이션 데이터 비트의 주기인 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 록 상태 검출 장치.
  21. 획득 모듈(acquisition module); 및
    획득 모듈에 연결된 추적 모듈을 포함하되,
    상기 추적 모듈은,
    동위상 적분 결과를 생성할 수 있는 제 1 적분 유닛;
    수직 적분 결과를 생성할 수 있는 제 2 적분 유닛;
    네비게이션 데이터 비트의 비트 경계를 검출하는 비트 동기화 모듈; 및
    제 1 및 제 2 적분 유닛에 연결되어 상기 확산 스펙트럼 신호의 록 상태를 검출하는 록 상태 검출기를 포함하고,
    상기 록 상태 검출기는,
    소정 시간 주기 동안 동위상 적분 결과와 수직 적분 결과를 개별적으로 누산 하는 제 1 누산기;
    제 1 누산기와 연결되어, 누산된 동위상 적분 결과와 누산된 수직 적분 결과에 기초하여 제 1 평가 값을 결정하는 제 1 계산 유닛;
    동위상 적분 결과와 수직 적분 결과를 처리하는 제 2 계산 유닛;
    제 2 계산 유닛에 연결되어, 상기 시간 주기 동안 상기 제 2 계산 유닛의 출력을 누산하는 제 2 누산기;
    제 2 누산기로부터의 누산 결과를 사전결정된 값과 승산하여 제 2 평가 값을 결정하는 승산기; 및
    제 1 계산 유닛과 승산기에 연결되어, 제 1 평가 결과와 제 2 평가 결과를 비교한 비교 결과 - 상기 비교 결과는 상기 록 상태의 표시자임 - 를 생성하는 비교기를 포함함을 특징으로 하는, 사전결정된 샘플링 주파수에서 디지털화된 확산 스펙트럼 신호를 처리하는 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서, 록 상태 검출기는,
    비교기에 연결되어 록 상태를 판별하는 상태 머신을 더 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
  23. 제 21 항에 있어서,
    제 1 계산 유닛은 누산된 동위상 적분 결과의 제곱과 누산된 수직 적분 결과의 제곱의 합을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    제 2 계산 유닛은 동위상 적분 결과의 제곱과 수직 적분 결과의 제곱의 합을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
  25. 제 21 항에 있어서,
    제 1 계산 유닛은 먼저 누산된 동위상 적분 결과의 제곱과 누산된 수직 적분 결과의 제곱의 합을 계산하고, 이어서 상기 제곱의 합의 제곱근을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    제 2 계산 유닛은 동위상 적분 결과의 제곱과 수직 적분 결과의 제곱의 합을 계산하고, 이어서 상기 제곱의 합의 제곱근을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
  27. 제 21 항에 있어서,
    제 1 계산 유닛은 누산된 동위상 적분 결과의 절대 값과 누산된 수직 적분 결과의 절대 값의 합을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    제 2 계산 유닛은 동위상 적분 결과의 절대 값과 수직 적분 결과의 절대 값의 합을 계산하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
  29. 제 21 항에 있어서, 록 상태 검출기는,
    제 1 계산 유닛과 비교기 사이에 연결된 제 1 필터; 및
    승산기와 비교기 사이에 연결된 제 2 필터를 더 포함하는 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
  30. 제 21 항에 있어서,
    상기 시간 주기는 네비게이션 데이터 비트의 주기인 디지털화된 확산 스펙트럼 신호의 처리 시스템.
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