KR20090032785A - Apparatus for corelating pgs signal - Google Patents

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Abstract

A GPS signal correlation apparatus is provided to reduce the software operation quantity of a main process unit by processing a part of operations for the GPS signal correlation. A GPS signal correlation apparatus includes an RF module(10) and a main process unit(20). An RF module includes an RF processing unit(12) and a first signal converter(13). The RF processing unit converts the GPS signal into the digital intermediate frequency. The first signal converter blocks digital data into the prescribed unit and converts the data into one value. The main processor unit operates the start-up phase of a carrier at each block. The main processor unit includes a second signal converter(21). The second signal converter outputs I and Q correlation values.

Description

GPS 신호 상관 장치{APPARATUS FOR CORELATING PGS SIGNAL}JPOS signal correlator {APPARATUS FOR CORELATING PGS SIGNAL}

본 발명은 GPS 신호를 상관(corelation) 연산하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사전 설정된 맵을 이용하여 GPS 신호에 포함된 데이터 및 위상차 등에 따라 사전 설정된 맵을 이용하여 상관값을 결정할 수 있으며, 소프트웨어적인 연산의 양을 감소시킴으로써 상관 연산에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있는 GPS 신호 상관 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for calculating a correlation of a GPS signal, and more particularly, a correlation value may be determined using a preset map according to data and a phase difference included in the GPS signal using a preset map. The present invention relates to a GPS signal correlator capable of reducing the time required for correlation computation by reducing the amount of software computation.

일반적으로 GPS(Global Positioning Syster) 수신기는, 위성으로부터 시간 정보 및 위치정보를 포함하는 GPS 신호를 수신하고, 이 GPS 신호에 포함된 정보들을 검출 및 인식함으로써 대상물의 위치를 파악하는데 적용되고 있다. 위치 파악의 정확도를 향상시키기 위해, GPS 수신기는 반송파의 위상오차 등을 정확하게 보상할 수 있어야 하며, 이를 위해 GPS 신호의 상관 연산 시에는 이러한 위상오차 등에 고려가 필수적이다.In general, a GPS (Global Positioning Syster) receiver is applied to determine a position of an object by receiving a GPS signal including time information and position information from a satellite, and detecting and recognizing information included in the GPS signal. In order to improve the accuracy of the positioning, the GPS receiver must be able to compensate the phase error of the carrier accurately, for this purpose, it is essential to consider such a phase error in the correlation calculation of the GPS signal.

일반적으로 GPS(Global Positioning System) 수신기는 다수의 GPS 위성으로 부터 수신된 위성 신호를 획득 및 추적을 통하여 측정된 전파의 전달 지연시간으로부터 위성과 수신기간 거리계산 및 항법데이터 추출, 기하학적 삼각법을 이용하여 수신기의 위치를 추정한다.  신호획득 및 추적을 위해 수신기에서 생성된 복사신호와 수신된 GPS위성 신호의 상관연산을 통해 복사 캐리어(Replica Carrier)의 주파수와 위상, 복사 C/A 코드(Replica C/A Code)의 지연을 보상하는 것이 필수 적이다.In general, a GPS (Global Positioning System) receiver acquires and tracks satellite signals received from a large number of GPS satellites, and calculates the distance between satellites and receivers, extracts navigation data, and uses geometric trigonometry. Estimate the position of the receiver. Compensation for the frequency and phase of the replica carrier and the delay of the replica C / A code by correlating the received GPS satellite signal with the radiation signal generated by the receiver for signal acquisition and tracking. It is essential to do.

상기 GPS 수신기는 크게 하드웨어 GPS 수신기와 소프트웨어 GPS 수신기로 구분할 수 있다. 통상의 소프트웨어 GPS 수신기는 크게 안테나로부터 수신된 RF 주파수 대역의 GPS 신호를 중간 주파수(IF) 대역으로 다운 컨버젼한 후 디지털화하는 하드웨어로 구성된  RF 모듈과, 디지털 중간 주파수 신호를 복사신호와 상관 연산을 통하여 신호 획득 및 추적을 수행하고, 이결과를 이용 항법데이터를 추출, 항법해를 추정하는 소프트웨어로 구성된 신호처리부로 구성되어 있다. 상기 신호처리부는 GPS 수신기 메인 프로세스 유닛 내에서 소프트웨어로 구현될 수 있다.The GPS receiver can be broadly classified into a hardware GPS receiver and a software GPS receiver. A typical software GPS receiver is a RF module composed of hardware that down converts a GPS signal of an RF frequency band received from an antenna to an intermediate frequency (IF) band and digitizes it, and a digital intermediate frequency signal is correlated with a radiation signal. It consists of a signal processing unit consisting of software that performs signal acquisition and tracking, and extracts navigation data using these results and estimates navigation solutions. The signal processor may be implemented in software in the GPS receiver main process unit.

이러한 소프트웨어 GPS 수신기는, 신호처리부가 소프트웨어로 구성되어 있어 하드웨어와 달리 병렬연산을 수행이 불가능하고, 중간 주파수의 상관 연산 및 신호추적, 항법데이터 추출 및 항법해 추정과 같은 과정을 연산하여야 한다. 따라서, 실시간으로 위치 정보 및 시간 정보를 확보하기 위해서 소프트웨어로 구성된 신호처리부에서 수십 MSPS(Mega Sample Per Second)의 고속 데이터 전송 및 연산이 필요하게 된다. 특히, 상기 신호처리부는, 많은 양의 데이터 처리가 요구되는 상관 연산에 많은 부하가 걸리게 된다.This software GPS receiver, unlike the hardware, cannot perform parallel operation because the signal processing unit is composed of software, and must perform processes such as correlation calculation, signal tracking, navigation data extraction, and navigation solution estimation of intermediate frequencies. Therefore, in order to secure positional information and time information in real time, high-speed data transmission and calculation of several tens of mega samples per second (MSPS) is required in a signal processing unit composed of software. In particular, the signal processor is heavily loaded with correlation operations that require a large amount of data processing.

따라서, 소프트웨어 GPS 수신기는 메인 프로세스 유닛이 연산하여야 하는 데이터 양이 과도하게 방대하며 실시간 위치 정보를 얻기 위해 고속 연산이 요구되므로, 신호처리부에 부가되는 부하가 매우 큰 문제가 발생한다. 이는 GPS 수신기에 의한 실시간 위치 정보의 획득을 불가능하게 할 수도 있으며, 신호처리부를 구현하기 위해 고성능 프로세서로의 대체에 따른 제조 단가의 상승을 초래할 수도 있다.Therefore, the software GPS receiver has an excessively large amount of data to be calculated by the main process unit, and requires high-speed computation to obtain real-time position information. Therefore, a load that is added to the signal processing unit is very large. This may make it impossible to obtain real-time location information by the GPS receiver and may lead to an increase in manufacturing cost due to the replacement of a high-performance processor to implement a signal processor.

본 발명은 GPS 수신기의 메인 프로세스 유닛에 의한 소프트웨어적인 연산량을 분산시킴으로써, 메인 프로세스 유닛의 부하를 경감시키고 획득되는 위치 신호의 정확도를 향상시킬 수 있는 GPS 신호의 상관 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a GPS signal correlator that can reduce the load of the software processing by the main process unit of the GPS receiver, thereby reducing the load on the main process unit and improving the accuracy of the position signals obtained.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for solving the above technical problem,

안테나로부터 수신된 GPS 신호를 2 비트로 이루어진 디지털 데이터가 연속된 디지털 중간주파수 신호로 변환하는 RF 처리부와, 상기 2 비트의 디지털 데이터를 소정 단위로 블록화하고, 사전 설정된 제1 맵을 이용한 매핑을 통하여 상기 블록화된 데이터를 하나의 값으로 변환하는 제1 신호 변환부를 갖는 RF 모듈; 및The RF processor converts the GPS signal received from the antenna into a digital intermediate frequency signal consisting of two bits, and blocks the two bits of digital data in a predetermined unit and performs mapping by using a first predetermined map. An RF module having a first signal converter converting the blocked data into a single value; And

상기 블록 마다 캐리어의 시작 위상을 연산하고, 상기 제1 신호 변환부에 의해 변환된 값 및 상기 시작 위상을 인덱스로 하는 사전 설정된 제2 맵을 이용한 매핑을 통하여 I 및 Q 상관값을 출력하는 제2 신호 변환부를 갖는 메인 프로세스 유닛A second step of calculating a start phase of a carrier for each block and outputting I and Q correlation values through mapping using a value converted by the first signal converter and a second preset map having the start phase as an index; Main process unit with signal converter

을 포함하는 GPS 신호 상관 장치를 제공한다.It provides a GPS signal correlation device comprising a.

바람직하게, 상기 제1 신호 변환부는, 상기 디지털 중간주파수 신호의 비트스트림을 2 바이트 단위로 블록화하는 블록화부; 상기 블록화된 디지털 중간주파수 신호에 포함된 중간주파수를 믹싱하여 중간주파수 성분을 제거하는 중간주파수 제거부 및 상기 중간주파수 성분이 제거된 디지털 데이터를 합산하여 상기 하나의 값을 생성하는 적산부를 포함할 수 있다.Preferably, the first signal converter comprises: a blocker for blocking the bitstream of the digital intermediate frequency signal in units of 2 bytes; An intermediate frequency removing unit for removing the intermediate frequency components by mixing the intermediate frequencies included in the blocked digital intermediate frequency signal and an integration unit for generating the single value by summing the digital data from which the intermediate frequency components are removed. have.

또한, 상기 제1 신호 변환부는, 상기 RF 모듈 내에서 FPGA 형태로 구현되는 것이 바람직하다.The first signal converter may be implemented in the form of FPGA in the RF module.

바람직하게, 제1항에 있어서, 상기 제2 신호 변환부는, 상기 블록마다 캐리어의 시작 위상을 계산하는 캐리어 DCO; 상기 제1 신호 변환부에 의해 변환된 값 및 상기 캐리어 DCO에 의해 계산된 상기 시작 위상에 따른 사전 설정된 I 및 Q 상관값을 저장하는 제2 맵을 포함할 수 있다. 상기 제2 맵은 상기 제1 신호 변환부에 의해 변환된 값 및 상기 캐리어 DCO에 의해 계산된 상기 시작 위상을 인덱스로 하는 매핑을 통해 I 및 Q 상관값을 출력할 수 있다.The apparatus of claim 1, wherein the second signal converter comprises: a carrier DCO for calculating a starting phase of a carrier for each block; And a second map that stores preset I and Q correlation values according to the value converted by the first signal converter and the start phase calculated by the carrier DCO. The second map may output I and Q correlation values through a mapping using the value converted by the first signal converter and the starting phase calculated by the carrier DCO as an index.

본 발명에 따르면, GPS 신호의 상관에 필요한 연산의 일부를 RF 모듈 내에서 처리하도록 함으로써 메인 프로세스 유닛의 소프트웨어 연산량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the amount of software calculation of the main process unit by processing a part of the calculation necessary for the correlation of the GPS signal in the RF module.

또한, 이를 통해 GPS 신호의 처리 속도를 향상시키고, GPS 신호로부터 더욱 정확한 위치정보 및 시간 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, this improves the processing speed of the GPS signal, and has the effect of obtaining more accurate location information and time information from the GPS signal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to the person skilled in the art to which this invention belongs. Therefore, it should be noted that the shape and size of the components shown in the drawings may be exaggerated for more clear explanation.

도 1은 본 발명에 일실시형태에 따른 GPS 상관 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a GPS correlation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 GPS 상관 장치는, 크게 RF 모듈(10) 및 메인 프로세스 유닛(20)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the GPS correlation device according to the embodiment of the present invention largely includes an RF module 10 and a main process unit 20.

상기 RF 모듈(10)은, 안테나로부터 수신된 GPS 신호를 2 비트로 이루어진 디지털 데이터가 연속된 디지털 중간주파수 신호로 변환하는 RF 처리부(12)와, 상기 2 비트의 디지털 데이터를 소정 단위로 블록화하고, 사전 설정된 제1 맵을 이용한 매핑을 통하여 상기 블록화된 데이터를 하나의 값으로 변환하는 제1 신호 변환부(13)을 포함할 수 있다.The RF module 10 includes an RF processor 12 for converting a GPS signal received from an antenna into a continuous digital intermediate frequency signal of 2 bits, and blocks the 2 bits of digital data in a predetermined unit, It may include a first signal converter 13 for converting the blocked data into a value through mapping using a first preset map.

상기 메인 프로스세 유닛(20)은 사전 설정된 상기 블록 간격 마다 시작 위상을 연산하고, 상기 제1 신호 변환부(13)에 의해 변환된 값 및 상기 시작 위상을 인덱스로 하는 사전 설정된 제2 맵을 이용한 매핑을 통하여 I 및 Q 상관값을 출력하 는 제2 신호 변환부(21)를 포함할 수 있다. 상기 제1 신호 변환부(13)는 RF 모듈 내에서 사용자에 의해 설계가 가능한 FPGA(Field-Programmable Gate Array)의 형태로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 신호 변환부(21)에서 출력되는 I 및 Q 상관값은 상관 및 항법정보 연산부(22)에 전달되어, 캐리어의 위상 오차 등이 보상되고 이로부터 정확한 위치정보 및 시간정보가 생성될 수 있다.The main process unit 20 calculates a start phase for each preset block interval, and uses a value converted by the first signal converter 13 and a second preset map having the start phase as an index. It may include a second signal converter 21 for outputting the I and Q correlation values through the mapping. The first signal converter 13 may be implemented in the form of a field-programmable gate array (FPGA) that can be designed by a user in an RF module. In addition, the I and Q correlation values output from the second signal converter 21 are transmitted to the correlation and navigation information calculator 22 to compensate for the phase error of the carrier, thereby generating accurate position information and time information. Can be.

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 GPS 상관 장치 내 제1 신호 변환부(도 1의 13)를 도시한 블록 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram showing a first signal converter (13 in FIG. 1) in the GPS correlation apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 제1 신호 변환부(13)는, RF 처리부(도 1의 12)에서 출력되는 디지털 중간주파수 신호의 비트스트림을 2 바이트 단위로 블록화하는 블록화부(131)와, 상기 블록화된 데이터에 포함된 2 비트 디지털 데이터 각각에 중간주파수를 믹싱하여 중간주파수 성분을 제거하는 중간주파수 제거부(132a) 및 상기 중간주파수 성분이 제거된 디지털 데이터를 합산하여 상기 하나의 값을 생성하는 적산부(132b)를 갖는 제1 맵(132)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the first signal converter 13 according to an embodiment of the present invention blocks the bitstream of the digital intermediate frequency signal output from the RF processor (12 of FIG. 1) in units of two bytes. The intermediate unit 131, an intermediate frequency removing unit 132a for removing an intermediate frequency component by mixing intermediate frequencies with each of the 2-bit digital data included in the blocked data, and summing digital data from which the intermediate frequency components have been removed, It may include a first map 132 having an integration unit 132b for generating the one value.

도 3은 도 2에 도시된 블록화부(131)에 의해 형성된 데이터 블록의 일례를 도시한 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating an example of a data block formed by the blocker 131 illustrated in FIG. 2.

도 3에 도시된 것과 같이, RF 모듈(도 1의 10) 내의 RF 처리부(12)에 의해 변환된 중간주파수 신호는, 부호를 나타내는 하나의 비트와 크기를 나타내는 하나의 비트로 이루어진 2 비트의 디지털 데이터가 연속적으로 연결된 형태를 갖는다. 본 발명의 일실시형태에서는 이 2 비트로 이루어진 디지털 데이터가 연속된 디지털 중간주파수 신호를 사전 설정된 크기의 블록, 예를 들어 2 비트로 이루어진 디지털 데이터 8 개(총 16 비트 = 총 2 바이트) 단위로 블록화한다. 이 블록화된 디지털 데이터는 이 후 적산기(도 2의 132b)에 의해 하나의 값으로 적산되고, 이 블록을 다시 소정 개수 단위로 묶어 해당 단위마다 캐리어 DCO(도 4의 211)에 의해 위상오차가 계산될 수 있다.As shown in FIG. 3, the intermediate frequency signal converted by the RF processing unit 12 in the RF module (10 in FIG. 1) is two bits of digital data including one bit representing a sign and one bit representing a magnitude. Has a continuously connected form. In one embodiment of the present invention, the two-bit digital data blocks a continuous digital intermediate frequency signal in units of blocks having a predetermined size, for example, eight digital data (16 bits total = 2 bytes total) consisting of 2 bits. . The blocked digital data is then integrated by a totalizer (132b in FIG. 2) into a single value, and the blocks are grouped again into a predetermined number of units so that the phase error is determined by the carrier DCO (211 in FIG. 4) for each unit. Can be calculated.

도 4는 도 1의 제2 신호 변환부(21)의 세부 구성을 도시한 블록 구성도이다.4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the second signal converter 21 of FIG. 1.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 제2 신호 변환부(도 1의 21)는, 상기 블록마다 캐리어의 시작 위상을 계산하는 캐리어 DCO(211)과, 상기 제1 신호 변환부(도 1의 13)에 의해 변환된 값 및 상기 캐리어 DCO에 의해 계산된 상기 시작 위상에 따른 사전 설정된 I 및 Q 상관값을 저장하는 제2 맵(212)를 포함한다.Referring to FIG. 4, a second signal converter (21 in FIG. 1) according to an embodiment of the present invention includes a carrier DCO 211 for calculating a start phase of a carrier for each block, and the first signal converter. And a second map 212 that stores a value converted by (13 of FIG. 1) and a preset I and Q correlation value according to the starting phase calculated by the carrier DCO.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 작용 및 효과에 대해 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 4.

GPS 위성으로부터 송신된 RF 주파수의 GPS 신호가 안테나(ANT)에 의해 수신되고, 수신된 GPS 신호는 RF 모듈(10)으로 전달된다. RF 모듈(10) 내의 증폭기(11)(저잡음 증폭기 또는 이득 제어 증폭기)는 적절한 이득으로 수신된 GPS 신호를 증폭하고, 증폭된 GPS 신호는 RF 처리부(12) 전달된다.The GPS signal of the RF frequency transmitted from the GPS satellite is received by the antenna ANT, and the received GPS signal is transmitted to the RF module 10. The amplifier 11 (low noise amplifier or gain control amplifier) in the RF module 10 amplifies the received GPS signal with an appropriate gain, and the amplified GPS signal is transmitted to the RF processor 12.

RF 처리부(12)는 주파수 믹싱을 통해 RF 주파수의 GPS 신호를 중간주파수(IF)의 신호로 변환하고, 이어 디지털 샘플링을 통해 중간주파수로 변환된 GPS 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이 때, 변환된 디지털 GPS 신호는 도 2에 도시된 것과 같이, 부호를 나타내는 하나의 비트와 크기를 나타내는 하나의 비트로 이루어진 2 비트의 디지털 데이터가 연속적으로 연결된 형태를 가질 수 있다. RF 처리부(12)에 의해 생성된 디지털 GPS 신호는 RF 모듈(10) 내의 제1 신호 변환부(13)로 전달된다.The RF processor 12 converts the GPS signal of the RF frequency into a signal of the intermediate frequency IF through frequency mixing, and then converts the GPS signal converted to the intermediate frequency through a digital sampling into a digital signal. In this case, as shown in FIG. 2, the converted digital GPS signal may have a form in which two bits of digital data consisting of one bit representing a code and one bit representing a size are continuously connected. The digital GPS signal generated by the RF processor 12 is transmitted to the first signal converter 13 in the RF module 10.

제1 신호 변환부(13)는 디지털 GPS 신호 내 2 비트의 디지털 데이터가 소정 개수 포함되도록 디지털 GPS 신호를 블록화한다. 이 블록화 과정은 블록화부(131)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같이, 블록화부(131)는 2 비트의 디지털 데이터들이 연속적으로 연결된 형태로 이루어진 디지털 GPS 신호에서, 8 개의 디지털 데이터를 하나의 블록으로 블록화할 수 있다. 즉, 블록화부(131)는 8 개의 2 비트 디지털 데이터를 단위로 하여 입력된 디지털 GPS 신호를 블록화한다. 따라서, 하나의 블록은 총 16 비트(2 바이트)를 포함하게 된다. 제1 신호 변환부(13)에 의해 블록화된 디지털 GPS 신호는 제1 신호 변환부(13) 내의 제1 맵(132)로 전달된다. The first signal converter 13 blocks the digital GPS signal such that a predetermined number of two bits of digital data is included in the digital GPS signal. This blocking process may be performed by the blocking unit 131. For example, as shown in FIG. 2, the blocker 131 may block eight digital data into one block in a digital GPS signal in which two bits of digital data are continuously connected. That is, the blocker 131 blocks the input digital GPS signal in units of eight two-bit digital data. Therefore, one block includes 16 bits (2 bytes) in total. The digital GPS signal blocked by the first signal converter 13 is transmitted to the first map 132 in the first signal converter 13.

상기 제1 맵(132)은 블록화된 디지털 GPS 신호의 한 블럭에 포함된 8 개의 디지털 데이터를 하나의 값으로 매핑시키는 맵으로 이해될 수 있다. 이 제1 맵(132)에 의한 매핑을 위해, 먼저 제1 맵(132)에 포함된 중간주파수 제거부(132a)에 의해 블록화된 디지털 GPS 신호에서 중간주파수 성분을 제거한다. 중간주파수 제거부(132a)는 중간주파수 성분을 상기 디지털 GPS 신호에 믹싱하여 중간주파수를 기저대역으로 다운 컨버전한다. 중간주파수 제거부(132a)에 의해 중간주파수가 제거된 디지털 GPS 신호는 적산부(132b)로 전달된다.The first map 132 may be understood as a map that maps eight digital data included in one block of the blocked digital GPS signal to one value. For the mapping by the first map 132, first, the intermediate frequency component is removed from the digital GPS signal blocked by the intermediate frequency removing unit 132a included in the first map 132. The intermediate frequency remover 132a mixes intermediate frequency components with the digital GPS signal to downconvert the intermediate frequency to baseband. The digital GPS signal from which the intermediate frequency is removed by the intermediate frequency remover 132a is transmitted to the integration unit 132b.

상기 적산부(132b)는 중간주파수 제거부(132a)에 의해 중간주파수 성분이 제거된 디지털 GPS 신호 포함된 블록들을 하나의 값으로 매핑한다. 예를 들어, 상기 적산부(132b)는 하나의 블록에 포함된 8 개의 디지털 데이터를 합산하여 하나의 값을 생성한다. 이 때, 디지털 GPS 신호를 이루는 하나의 블록을 매핑하는 상기 하나의 값은, 블록 내 8 개의 디지털 데이터를 합산한 합산값을 상기 합산값의 크기에 따라 다른 하나의 값으로 매핑함으로 생성될 수 있다. 이 하나의 블록에 해당하는 하나의 값은 이후 제2 신호 변환부(21)에 의해 이루어지는 두번째 매핑에 사용되는 인덱스 중 하나가 될 수 있다. 이와 같이, 제1 신호 변환부(13)에 의해 8 개의 디지털 데이터가 하나의 값으로 변환 출력되므로, 제1 신호 변환부(13)에서 출력되는 신호는 1/8로 샘플링 주파수가 감소된 신호가 된다. 이 샘플링 주파수가 감소된, 즉 다운 컨버팅된 신호가 메인 프로세스 유닛(20)으로 전달되므로, 메인 프로세스 유닛(20)의 처리량은 현저하게 감소될 수 있다.The integrating unit 132b maps the blocks including the digital GPS signal from which the intermediate frequency component is removed by the intermediate frequency removing unit 132a to one value. For example, the adder 132b adds eight digital data included in one block to generate one value. In this case, the one value for mapping one block constituting the digital GPS signal may be generated by mapping the sum of the sum of eight digital data in the block to another value according to the sum of the sum values. . One value corresponding to this one block may be one of the indices used for the second mapping made by the second signal converter 21. As described above, since the eight digital data are converted into one value by the first signal converter 13, the signal output from the first signal converter 13 is a signal whose sampling frequency is reduced to 1/8. do. Since this sampling frequency is reduced, i.e., the down-converted signal is transmitted to the main process unit 20, the throughput of the main process unit 20 can be significantly reduced.

메인 프로세스 유닛(20) 내의 제2 맵(212)은 인덱스값에 따른 I(Inphase) 및 Q(Quadrature-phase) 상관값을 미리 저장하고 있다. 상기 제2 맵(212)의 인덱스값 중 하나로, 전술한 제1 신호 변환부(13)에서 출력되는 다운 컨버팅된 값이 사용될 수 있다.The second map 212 in the main process unit 20 previously stores I (Inphase) and Q (Quadrature-phase) correlation values according to the index value. As one of the index values of the second map 212, the down-converted value output from the first signal converter 13 may be used.

한편, 각각의 위성마다 다른 도플러를 제거하기 위해서 캐리어 DCO(211)가 적용될 수 있다. 이 캐리어 DCO(211)는, 상기 디지털 데이터를 블록화한 블록마다 캐리어의 시작 위상을 계산한다. 캐리어 DCO(211)에 의해 계산된 시작 위상은 제2 맵(212)에 전달되고, 제2 맵(212)은 이 시작 위상을 인덱스값 중 하나로 이용할 수 있다.Meanwhile, the carrier DCO 211 may be applied to remove different Doppler for each satellite. The carrier DCO 211 calculates a start phase of a carrier for each block in which the digital data is blocked. The starting phase calculated by the carrier DCO 211 is transferred to the second map 212, which may use this starting phase as one of the index values.

최종적으로, 제2 맵(212)은, 제1 신호 변환부(13)에 의해 출력된 하나의 값 및 상기 캐리어 DCO(211)에 의해 계산된 상기 시작 위상을 인덱스로 하여, 이 인덱스에 해당하는 I 및 Q 상관값을 출력한다. 즉 상기 제2 맵(212)는 두 개의 인덱스인 제1 신호 변환부(13)에 의해 출력된 하나의 값 및 상기 캐리어 DCO(211)에 의해 계산된 상기 시작 위상에 대한 사전 설정된 맵을 이용한 매핑을 통해 I 상관값 및 Q 상관값을 출력한다.Finally, the second map 212 corresponds to this index by using one value output by the first signal converter 13 and the starting phase calculated by the carrier DCO 211 as an index. Output the I and Q correlation values. That is, the second map 212 is a mapping using a preset map of one value output by the first signal converter 13 which is two indices and the start phase calculated by the carrier DCO 211. Outputs I correlation and Q correlation through.

메인 프로세스 유닛(20)은 상기 제2 신호 변환부(21)에서 출력되는 I 및 Q 상관값을 이용하여 GPS 위성에 의한 항법정보, 즉 위치 정보와 시간 정보를 얻기 위한 연산을 수행하는 상관 및 항법정보 연산부(22)를 더 포함할 수 있다. 상관 및 항법정보 연산부(22)는 제2 신호 변환부(21)에서 출력되는 I 및 Q 상관값을 이용하여 위상 오차 등을 보상함으로써 정확한 위치, 시간 정보를 얻을 수 있다.The main process unit 20 uses the I and Q correlation values output from the second signal converter 21 to perform correlation and navigation to obtain navigation information by GPS satellites, that is, location information and time information. The information calculating unit 22 may further include. The correlation and navigation information calculation unit 22 may obtain accurate position and time information by compensating for the phase error using the I and Q correlation values output from the second signal converter 21.

이와 같이, 본 발명은, 본 발명에 따르면, GPS 신호의 상관에 필요한 연산의 일부를 RF 모듈(10) 내에서 처리하도록 할 수 있다. 즉, RF 모듈(10) 내의 제1 신 호 변환부(13)에서 상관을 위한 데이터 블록화, 주파수 다운컨버전, 및 하나의 값을 갖는 인덱스화를 수행함으로써, 처리 데이터 양을 감소시킨 상태의 신호를 메인 프로세서(20)로 전달함으로써 메인 프로세서(20)의 부하를 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한, 맵을 통한 매핑 기법을 이용하여 I 및 Q 상관값을 구하므로, GPS 신호의 처리 속도가 향상될 수 있으며, GPS 신호로부터 더욱 정확한 위치정보 및 시간 정보를 획득할 수 있다.As described above, according to the present invention, a part of the calculation required for correlation of the GPS signal may be processed in the RF module 10. That is, the first signal converter 13 in the RF module 10 performs data blocking, frequency downconversion, and indexing with one value for correlation, thereby reducing the amount of processed data. By transferring to the main processor 20, the load of the main processor 20 can be significantly reduced. In addition, since I and Q correlation values are obtained using a mapping technique through a map, the processing speed of the GPS signal may be improved, and more accurate location information and time information may be obtained from the GPS signal.

도 1은 본 발명에 일실시형태에 따른 GPS 상관 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a GPS correlation apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 제1 신호 변환부의 세부 구성을 도시한 블록 구성도이다.2 is a block diagram showing a detailed configuration of a first signal converter according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 블록화부에 의해 형성된 데이터 블록의 일례를 도시한 예시도이다.3 is an exemplary diagram showing an example of a data block formed by a blocker according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 제2 신호 변환부의 세부 구성을 도시한 블록 구성도이다.4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a second signal converter according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: RF 모듈 11: 증폭부10: RF module 11: amplifier

12: RF 처리부 13: 제1 신호 변환부12: RF processor 13: first signal converter

131: 블록화부 132: 제1 맵131: block unit 132: first map

132a: 중간주파수 제거부 132b: 적산부132a: Intermediate Frequency Rejector 132b: Integrator

20: 메인 프로세스 유닛 21: 제2 신호 변환부20: main process unit 21: second signal conversion section

211: 캐리어 DCO 212: 제2 맵211: carrier DCO 212: second map

22: 상관 및 항법정보 연산부22: correlation and navigation information calculation unit

Claims (4)

안테나로부터 수신된 GPS 신호를 2 비트로 이루어진 디지털 데이터가 연속된 디지털 중간주파수 신호로 변환하는 RF 처리부와, 상기 2 비트의 디지털 데이터를 소정 단위로 블록화하고, 사전 설정된 제1 맵을 이용한 매핑을 통하여 상기 블록화된 데이터를 하나의 값으로 변환하는 제1 신호 변환부를 갖는 RF 모듈; 및The RF processor converts the GPS signal received from the antenna into a digital intermediate frequency signal consisting of two bits, and blocks the two bits of digital data in a predetermined unit and performs mapping by using a first predetermined map. An RF module having a first signal converter converting the blocked data into a single value; And 상기 블록 마다 캐리어의 시작 위상을 연산하고, 상기 제1 신호 변환부에 의해 변환된 값 및 상기 시작 위상을 인덱스로 하는 사전 설정된 제2 맵을 이용한 매핑을 통하여 I 및 Q 상관값을 출력하는 제2 신호 변환부를 갖는 메인 프로세스 유닛A second step of calculating a start phase of a carrier for each block and outputting I and Q correlation values through mapping using a value converted by the first signal converter and a second preset map having the start phase as an index; Main process unit with signal converter 을 포함하는 GPS 신호 상관 장치.GPS signal correlation device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호 변환부는,The method of claim 1, wherein the first signal converter, 상기 디지털 중간주파수 신호의 비트스트림을 2 바이트 단위로 블록화하는 블록화부;A blocker for blocking the bitstream of the digital intermediate frequency signal in units of 2 bytes; 상기 블록화된 디지털 중간주파수 신호에 포함된 중간주파수를 믹싱하여 중간주파수 성분을 제거하는 중간주파수 제거부 및 상기 중간주파수 성분이 제거된 디지털 데이터를 합산하여 상기 하나의 값을 생성하는 적산부를 갖는 제1 맵을 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 상관 장치.A first frequency unit having an intermediate frequency remover for mixing an intermediate frequency included in the blocked digital intermediate frequency signal to remove an intermediate frequency component, and an adder configured to add the digital data from which the intermediate frequency component is removed to generate the single value; GPS signal correlator comprising a map. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호 변환부는,The method of claim 1, wherein the first signal converter, 상기 RF 모듈 내에서 FPGA 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 상관 장치.GPS signal correlator, characterized in that implemented in the form of FPGA in the RF module. 제1항에 있어서, 상기 제2 신호 변환부는,The method of claim 1, wherein the second signal converter, 상기 블록 마다 캐리어의 시작 위상을 계산하는 캐리어 DCO;A carrier DCO for calculating a starting phase of a carrier for each block; 상기 제1 신호 변환부에 의해 변환된 값 및 상기 캐리어 DCO에 의해 계산된 상기 시작 위상에 따른 사전 설정된 I 및 Q 상관값을 저장하는 제2 맵을 포함하며,A second map for storing a preset I and Q correlation value according to the value converted by the first signal converter and the start phase calculated by the carrier DCO, 상기 제2 맵은 상기 제1 신호 변환부에 의해 변환된 값 및 상기 캐리어 DCO에 의해 계산된 상기 시작 위상을 인덱스로 하는 매핑을 통해 I 및 Q 상관값을 출력하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 상관 장치.And the second map outputs I and Q correlation values through mapping using the value converted by the first signal converter and the start phase calculated by the carrier DCO as an index. .
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