KR20160079820A

KR20160079820A - 위치 식별 시스템의 프레임 동기 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160079820A
Application number: KR1020167013458A
Authority: KR
Inventors: 모하메드 유세프; 브루스 맥컬러프; 스티븐 그로네메이어
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2016-07-06
Also published as: KR102228715B1; US20150124856A1; WO2015063607A3; US9287921B2; WO2015063607A2

Abstract

본 발명은 항법 수신기에서 소프트 프레임 동기화를 수행하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은, 항법 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들과 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하는 단계, 거리에 기반하여 수신된 동기 패턴의 검출 확률값을 할당하는 단계, 검출 확률값을 이용하여 수신된 동기 패턴의 확신 레벨을 계산하는 단계, 확신 레벨을 확신 문턱값과 비교하는 단계, 확신 레벨이 확신 문턱값보다 크면 수신된 동기 패턴의 확신 레벨을 갱신하여 상기 동기 패턴의 신뢰성을 생성하는 단계, 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하고 수신된 동기 패턴의 신뢰성이 미리 정해진 신뢰성 값과 같거나 그보다 크면 수신된 동기 패턴을 이용하여 항법 수신기의 동기화를 수행하는 단계로 구성된다.

Description

위치 식별 시스템의 프레임 동기 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FRAME SYNCHRONIZATION IN A POSITIONING SYSTEM}

본 발명은 위치 식별 시스템 또는 위치 식별 보조 시스템의 프레임 동기 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게,는 위성 위치 식별 시스템에서 데이터 프레임 또는 파일럿 프레임을 동기하기 위해 소프트 프레임 동기를 사용하는 GNSS (Global Navigation Satellite System) 수신기에 관한 것이다.

GNSS 수신기는 실시간으로 전송, 예를 들어 스트리밍(streaming)되는 GNSS 항법(navigation) 신호를 획득하고, 추출하고, 저주파 대역으로 변환(예를 들어, 다운 컨버팅(down converting))하고, 그리고 복조(demodulation)하도록 구성된다. GNSS 항법 신호는 시간(almanac) 및 위치(ephemeris) 파라미터, 동기화 코드(synchronous code), 시간 태그(time tag), 위성 클럭 보정(satellite correction), 대기 모델(atmospheric model), 대기 보정(atmospheric correction)과 같은 정보, 그리고 GNSS 수신기가 위치, 속도 및 시간(PVT, position-velocity-time)을 결정하는 데에 필요한 다른 정보를 포함한다.

PVT를 결정하기 위하여, GNSS 수신기는 적어도 네 개의 GNSS 위성들로부터 스트리밍되는 적어도 네 개의 GNSS 항법 신호를 획득하고 고정되어야 한다. 위성 신호들이 획득되면, GNSS 수신기는 항법 데이터로 변조된 항법 신호들을 50bps (예를 들어, 20밀리초 당 1비트), 250pbs 등과 같은 다양한 비트율로 다운로드할 수 있다. 항법 데이터는 프레임 또는 서브 프레임으로 제공된다.

프레임에 실린 항법 데이터를 복조하기 위하여, 각 프레임 또는 서브 프레임의 최첨단(leading edge)의 위상이 판별되어야 한다. 즉, 프레임의 경계가 판별되어야 한다. 프레임의 경계(예를 들어, 최첨단)의 판별은 프레임 동기화라 불리며, GNSS 수신기가 GNSS 수신기 시간을 효과적으로 설정하고 그리고 위성으로부터의 항법 데이터를 효과적으로 다운로드 및 추출하는 데에 매우 큰 영향을 준다.

프레임 동기화는 특정힌 비트 패턴을 갖도록 할당되는 프레임의 첫 번째 워드를 사용한다. 프레임의 첫 번째 워드는 프림블(preamble)이라고도 불린다. 프림블의 비트 패턴은 GNSS의 종류에 따라 달라진다. 예를 들어, 갈릴레오(Galileo) GNSS는 10 비트 구성을 포함하는 싱크 패턴을 프림블로 갖는 항법 메시지를 사용한다. 반면, GPS (Global Positioning System), 그리고 WAAS (Wide Area Augmentation System), EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), GAGAN (GPS Aided Geo Augmented Navigation)과 같은 SBASs (regioinal Satellite-Based Augmentation Systems)는 다른 비트 구성을 사용할 수 있다.

프림블의 비트들을 이용하여 프레임 동기화를 수행하는 것은 완벽한 과학이 아니며, 프레임 동기화 과정에서 다양한 예외적 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 프레임 상의 스트리밍된 데이터가 GNSS 수신기에 의해 항상 연속적이고 완전하고 그리고 에러 없는 프레임으로 수신되는 것은 아니므로, 비트 에러, 슬리피지(slippage, 예를 들어 검출되지 않는 비트), 그리고 임의적인 데이터 순서의 존재로 인해 프레임 동기와 작업의 최적화가 어려워진다.

프레임 동기화 작업을 최적화하기 위하여, 종래의 GNSS 수신기는 프림블의 비트 패턴을 가능한 가설(possible hyphothesis)과 상관(correlation)하여 프레임 경계를 판별한다. 그러나, 이러한 상관 연산의 부하 또는 과정은 매우 무거우며, 통상적으로 상관기, 버퍼, 프로세서 등과 같은 고가의 하드웨어를 필요로한다. 또한, 가장 가능성이 높은 가설은 상관 결과로부터 획득되며, 획득된 가설은 통상적으로 비터비 디코딩, CRC (Cyclic Redundancy Check) 등과 같은 추가적인 처리를 통해 검증된다. 이러한 신호 처리 스킴은 매우 복잡하며, 매우 긴 연산 시간을 소모한다.

따라서, 프레임 동기와 처리를 수행할 때에 연산 복잡도를 감소하는 것이 요구되고 있으며, 정확한 프레임 동기화를 빠르게 수행하는 GNSS 수신기 시스템을 구현하는 것이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은, 낮은 연산 복잡도로 정확한 프레임 동기화를 빠르게 수행하는 위치 식별 시스템의 프레임 동기 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 항법 수신기에서 소프트 프레임 동기화를 수행하는 방법은, 상기 항법 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들과 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하는 단계; 상기 거리에 기반하여, 상기 수신된 동기 패턴의 검출 확률값을 할당하는 단계; 상기 검출 확률값을 이용하여, 상기 수신된 동기 패턴의 확신 레벨(confidence level)을 계산하는 단계; 상기 확신 레벨을 확신 문턱값(confidence threshold)과 비교하는 단계; 상기 확신 레벨이 상기 확신 문턱값보다 크면, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 확신 레벨을 갱신하여 상기 동기 패턴의 신뢰성(credibility)을 생성하는 단계; 상기 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하고, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성이 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 같거나 그보다 크면 상기 수신된 동기 패턴을 이용하여 상기 항법 수신기의 동기화를 수행하는 단계를 포함한다.

실시 예로서, 상기 항법 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들과 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하는 단계는, 상기 수신된 비트들을 소프트-양자화(soft-quantization)하는 단계를 포함한다.

실시 예로서, 상기 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하는 동작은, 상기 확신 문턱값을 초과하는 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 카운트하는 동작을 포함한다.

실시 예로서, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교한 후에, 상기 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 카운트하는 데에 사용되는 카운터를 리셋하는 단계를 더 포함한다.

실시 예로서, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하는 동작은, 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 분실된 부분들의 수를 카운트하는 동작을 포함한다.

실시 예로서, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교한 후에, 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 분실된 부분들의 수를 카운트하는 데에 사용되는 카운터를 리셋하는 단계를 더 포함한다.

실시 예로서, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하는 동작은, 상기 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 게인 팩터(gain factor)와 곱하는 것과 동일한 제1 곱(product)을 계산하는 동작 및 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 유실된 부분들의 수를 디미니싱 팩터(diminishing factor)와 곱하는 것과 동일한 제2 곱(product)을 계산하는 동작을 포함한다.

실시 예로서, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하는 동작은, 상기 제1 곱으로부터 상기 제2 곱을 빼는 동작을 더 포함한다.

실시 예로서, 상기 수신된 동기 패턴의 확신 레벨을 계산하는 단계는, 상기 수신된 동기 패턴의 결합 확률(joint probability)에 기반한다.

본 발명의 실시 예에 따른 글로벌 항법 위성 시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System) 수신기는, 위성 신호를 수신하는 무선 주파수 전단; 및 적어도 하나의 제어 알고리즘을 포함하는 적어도 하나의 동기화 모듈을 포함하는 하나 또는 그 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제어 알고리즘은, 상기 GNSS 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들 및 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하고; 상기 거리에 기반하여, 상기 수신된 동기 패턴의 검출 확률값을 할당하고; 상기 검출 확률값을 이용하여, 상기 수신된 동기 패턴의 확신 레벨(confidence level)을 계산하고; 상기 확신 레벨을 확신 문턱값(confidence threshold)과 비교하고; 상기 확신 레벨이 상기 확신 문턱값보다 크면, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 확신 레벨을 갱신하여 상기 동기 패턴의 신뢰성(credibility)을 생성하고; 상기 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하고, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성이 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 같거나 그보다 크면 상기 수신된 동기 패턴을 이용하여 상기 GNSS 수신기의 동기화를 수행하도록 프로그램된다.

실시 예로서, 상기 동기화 모듈은 상기 수신된 비트들을 소프트-양자화(soft-quantization)하도록 구성된다.

실시 예로서, 상기 확신 문턱값을 초과하는 상기 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 카운트하는 적어도 하나의 리셋 가능한 카운터를 더 포함한다.

실시 예로서, 상기 수신된 패턴이 반복되는 사이에서 잘못된 또는 분실된 부분들의 수를 카운트하는 적어도 하나의 리셋 가능한 카운터를 더 포함한다.

실시 예로서, 상기 적어도 하나의 제어 알고리즘은, 상기 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 게인 팩터(gain factor)와 곱하는 것과 동일한 제1 곱(product)을 계산하고, 그리고 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 유실된 부분들의 수를 디미니싱 팩터(diminishing factor)와 곱하는 것과 동일한 제2 곱(product)을 계산하도록 프로그램된다.

실시 예로서, 상기 적어도 하나의 제어 알고리즘은, 상기 제1 곱으로부터 상기 제2 곱을 빼도록 프로그램된다.

실시 예로서, 상기 적어도 하나의 제어 알고리즘은, 상기 동기 패턴의 결합 확률(joint probability)에 기반하여 상기 수신된 동기 패턴의 상기 확신 레벨을 계산하도록 프로그램된다.

본 발명의 실시 예에 따른 글로벌 항법 위성 시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System) 수신기에서 컴퓨터가 소프트 프레임 동기화 처리를 수행하도록 제어하는 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에서, 상기 소프트 프레임 동기화 프로세스는, 상기 GNSS 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들 및 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하고; 상기 거리에 기반하여, 상기 수신된 동기 패턴의 검출 확률값을 할당하고; 상기 검출 확률값을 이용하여, 상기 수신된 동기 패턴의 확신 레벨(confidence level)을 계산하고; 상기 확신 레벨을 확신 문턱값(confidence threshold)과 비교하고; 상기 확신 레벨이 상기 확신 문턱값보다 크면, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 확신 레벨을 갱신하여 상기 동기 패턴의 신뢰성(credibility)을 생성하고; 상기 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하고, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성이 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 같거나 그보다 크면 상기 수신된 동기 패턴을 이용하여 상기 GNSS 수신기의 동기화를 수행한다.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 낮은 연산 복잡도로 정확한 프레임 동기화를 빠르게 수행하는 위치 식별 시스템의 프레임 동기 방법 및 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 GNSS 기반시설 및 GNSS 수신기를 포함하는 통신 시스템을 보여준다.
도 2는 GNSS 수신기의 구성 요소들을 보여준다.
도 3은 갈릴레오 GNSS의 갈릴레오 위성들로부터 방송되는 방법 신호에 실린 프레임의 예를 보여준다.
도 4a 및 도 4b는 2 비트 및 3 비트 서브 프레임들의 갈릴레오 시뮬레이션의 결과를 보여준다.
도 5는 갈릴레오 E1-C 2차 코드 비동기 데이터 복조 상관의 그래프이다.
도 6은 위성 기반 증강 시스템의 프레임 동기화 패턴 구조의 예를 보여주는 개념도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 SBAS 프레임 동기와 패턴 구조의 시뮬레이션 결과들을 보여준다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 동기화에 사용될 수 있는 연판정 프레임 동기화 방법을 보여주는 순서도이다.

본 발명의 기술적 사상에 따른 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명된다. 후술되는 설명에서, 상세한 구성 및 구성 요소들은 본 발명의 실시 예들의 이해를 돕기 위해 제공된다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상으로부터 괴리되지 않으면서, 후술되는 실시 예들이 다양한 변형 및 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 당업자에게 잘 알려진 기능 및 구성은 간결한 설명을 위하여 생략된다.

이하에서 후술되는 GNSS (Global Navigation Satellite System)는 명시적으로 기재되지 않는 한 임의의 종류의 위치 식별 시스템을 포함한다.

GNSS 수신기는 모바일 단말기, 태블릿 컴퓨터, 카메라, 이동식 음악 재생기, 그리고 다른 휴대용 또는 이동식 개인 장치로 구현될 수 있으며, 자동차차의 전자 장치와 같이 더 큰 장치 또는 시스템의 일부로 구현될 수 있다.

위성 항법 시스템에서 데이터 프레임의 동기화를 위해 소프트 프레임 동기화를 사용하는 GNSS 수신기는 위성 항법 분야에서 매우 유용하며, 이하에서 상세하게 설명된다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 GNSS 수신기는 연판정 레벨을 이용하여, 후보 동기 패턴의 검출의 확률을 향상시킨다. 이러한 확률은 시간적으로 후속하는 동기 패턴이 검출됨에 따라 갱신되며, 즉 결합 확률이 계산된다. 그리고, 결합 확률로 카운트되는 성공적인 검출의 수 및 실패한 검출의 수를 사용하여, 동기 패턴이 성공적으로 검출되었음을 가리키는 신뢰 레벨을 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 GNSS 기반시설(120) 및 GNSS 수신기(110)를 포함하는 통신 시스템(100)을 보여준다. 간결한 설명을 위하여, GNSS 기반시설(120)은 복수의 위성들(120a~120d)을 포함하는 갈릴레오 GNSS인 것으로 가정된다.

통신 시스템(100)은 모바일 폰(110a), 태블릿 컴퓨터(110b), 모바일 단말기(110c), 또는 모바일 개인 장치에 구현되는 복수의 GNSS 수신기들(110)을 포함한다. GNSS 수신기(110)의 구현에 따라, GNSS 수신기(110)는 하드웨어 기반으로, 소프트웨어 기반으로 또는 하드웨어 및 소프트웨어 기반으로 구현될 수 있다. GNSS 수신기(110)는 GNSS 위성들(120a~120d)로부터 방송되는 GNSS 항법 신호를 수신하도록 구동되는 적절한 로직, 회로, 인터페이스 또는 코드를 포함할 수 있다.

도 2는 GNSS 수신기(110)의 구성 요소들을 보여준다. GNSS 수신기(110)는 GNSS 위성들(120a~120d)로부터 방송되는 RF 신호와 같은 항법 신호를 채널(미도시)을 통해 수신하도록 구성되는 무선 주파수 전단(111, RF front end)으루 포함한다. 항법 신호는 C/A PRN 코드(Coarse Acquisition Pseudorandom Noise code) 및 각 위성에 의해 C/A PRN 코드에 겹쳐지는 항법 데이터를 포함한다. 항법 신호는 RF 전단(111)에 의해 수집되고, 저주파 대역으로 변환되고, 샘플링(sampling)되고, 그리고 증폭될 수 있다.

항법 신호가 RF 전단(111)에 의해 처리된 후에, 처리된 항법 신호는 후속 처리를 위해 프로세서(112)로 전송된다. RF 전단(111)은 처리된 항법 신호를 유선 인터페이스 또는 네트워크를 통해 프로세서(112)와 통신한다. 프로세서(112)는 데이토 또는 파일럿 신호와 같은 고유 신호를 검출(또는 획득)하고 추적하도록 구성된다. 프로세서(112)는 GNSS 위성들(120a~120d) 각각과 연관된 항법 데이터를 추출하기 위하여, 처리된 항법 신호를 복조할 수 있다.

프로세서(112)에 의해 추출된 항법 데이터는 항법 프로세서(115)로 전송되며, 항법 프로세서(115)는 종종 픽스(fix)라 불리는 PVT 솔루션을 계산한다. 프로세서(112)는 추출된 항법 데이터를 유선 인터페이스 또는 네트워크를 통해 항법 프로세서(115)와 통신할 수 있다. PVT 솔루션이 획득되면, 네비게이션 프로세서(115)는 PVT 정보를 GNSS 수신기(110)가 속한 시스템의 나머지(예를 들어, GNSS 수신기(110a))로 전송할 수 있다.

GNSS 수신기(110)의 다른 구성 요소들은 하나 또는 그 이상의 카운터, GNSS 오실레이터, RTC (Real Time Clock), DSP (Digital Signal Processor), 또는 복조기를 포함할 수 있으며, 한정되지 않는다.

계속해서 도 2를 참조하면, 프로세서(112)는 GNSS 위성들(120a~120d)로부터 수신되는 파일럿 신호에서 소프트 프레임 동기화를 수행하도록 구성되는 하나 또는 그 이상의 동기화 제어 알고리즘을 실장하는 동기화 모듈(114)을 포함하며, 따라서 후술되는 바와 같이, 프로세서(112)는 파일럿 신호에 동기되고, 항법 신호를 복조하고, 그리고 항법 신호의 프레임에 실려진 항법 데이터를 추출할 수 있다.

실시 예로서, 동기화 모듈(114) 및 항법 프로세서(115)는 생략될 수 있으며, 프로세서(112)는 동기화 모듈(114) 및 항법 프로세서(115)의 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다.

도 3은 갈릴레오 GNSS의 갈릴레오 위성들(120a~120d)로부터 방송되는 방법 신호에 실린 프레임의 예를 보여준다. 예를 들어, I/Nav 메시지(Integrity Navigation Message)가 도 3에 도시된다. I/Nav 메시지(이하에서, 페이지 파트(122)로 참조됨)는 갈릴레오 위성들(120a~120d)로부터 방송되는 C/A PRN 코드에 실릴 수 있다. 페이지 파트(122)는 1초의 전송 길이를 가지며, 10 비트 길이의 프림블(124) 및 240 비트 길이의 데이터 또는 페이로드 부분(126)을 포함한다. 데이터 부분(126)은 항법 데이터를 나타낸다. 주차(week number), 예비 비트 등과 같은 추가적인 데이터 비트가 데이터 부분(126)에서 사용될 수 있다. 페이지 파트(122)에서, 데이터 부분(126, 이하에서 I/Nav 페이지 파트로 참조됨)은 시간(almanac), 위치(ephemeris), 위성 시간 보정 파라미터, 위성 상태 데이터 등과 같은 콘텐츠 데이터를 전송할 수 있다. 프림블(124)은 GNSS 수신기(110)가 시간 또는 프레임의 동기화 또는 갈릴레오 위성들(120a~120d)과의 채널 측정을 수행하는 데에 사용되는 미리 정해진 패턴을 전송할 수 있다.

갈릴레오 GNSS 시스템에서,. 두 개의 페이지 파트들(122)은, 2초의 전송 길이를 갖는 하나의 노미널 페이지(nominal page)를 형성할 수 있다. 서브 프레임(129)은 15개의 노미널 페이지들을 포함하며, 30초의 전송 길이를 가질 수 있다.

GNSS 수신기(112)의 동기화 모듈(114)은 갈릴레오 GNSS의 GNSS 위성들(120a~120d)로부터 수신되는 페이지 파트(122)에 동기되기 위하여 소프트 프레임 동기화를 수행한다. 더 구체적으로, 동기화 모듈(114)은 프림블(124)의 동기 패턴의 각 비트 시퀀스에 대한 검출 확률(Pd, Probability of detection)을 계산한다. 검출 확률(Pd)은, 수신된 비트 시퀀스(RBS, Received Bit Sequence)가 소프트-양자화(SQ, soft-quantized)된 값 및 갈릴레오 시스템에서 알려진 파라미터인 가장 신뢰도 높은 동기 패턴 사이의 거리 또는 차이를 검색하는 것에 기반하여 계산된다. 예를 들어, 수신된 비트 시퀀스(RBS)가 '0 1 0 1 1 0 0 0 0 0)일 때, 소프트-양자화(SQ)된 값은 '8 7 15 0 30 24'일 수 있다.

검출 확률(Pd)을 이러한 방법으로 계산하는 것은, 동기화 모듈(114)이 다양한 신호 대 노이즈 비(SNR)에서 GNSS 위성들(120a~120d)로부터 수신되는 후보 동기 패턴을 검출하게 한다는 점이 실증 테스트를 통해 입증되었다.

도 4a 및 도 4b는 2 비트 및 3 비트 서브 프레임들의 갈릴레오 시뮬레이션의 결과를 보여준다.

더 상세하게는, 도 4a는 2 개의 서브 프레이들에서 수행된 소프트 비트 프레임 동기와를 보여준다. 2 개의 서브 프레임들에서, 검출 확률(Pd)은 16 dBHz에 근접한 SNR, 즉 도 4a의 포인트(A)에서 획득된다. 도 4a의 시뮬레이션의 결과는, 2 개의 서브 프레임들의 소프트 비트 프레임 동기화 과정이 19 dBHz에 근접한 SNR에서, 즉 포인터(B)에서, 10^-3에 근접한 오경보(false alarm)의 확률(Pfa)을 가짐을 보여준다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 소프트 비트 프레임 동기화 처리가 수행되는 서브 프레임들의 수를 증가시키면, 검출 확률(Pd)이 상대적으로 낮은 DBHz 값에서 달성되어도, 오경보의 확률(Pfa)이 유지된다. 예를 들어, 도 4b는 3 개의 서브 프레임들에서 수행되는 소프트 비트 프레임 동기화 처리를 보여준다. 3 개의 서브 프레임들에서, 검출 확률(Pd)은 14 dBHz에 근접한 SNR, 즉 포인트(C)에서 획득된다. 도 4b의 시뮬레이션 결과는, 3 개의 서브 프레임들의 프레임 동기화 처리가 18 dBHz에 근접한 SNR, 즉 포인터(D)에서 10^-4에 근접한 오경보의 확률(Pfa)을 가짐을 보여준다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바에 따르면, 수신된 비트 시퀀스(RBS)가 소프트 양자화된 값과 가장 신뢰도 높은 동기 패턴 사이의 거리 또는 차이를 검출하는 것이 기반하여, 오경보의 확률(Pfa)을 최소화하면서 후보 동기 패턴의 검출 확률(Pd)이 상대적으로 낮은 SNR에서 획득된다.

도 5는 갈릴레오 E1-C 2차 코드 비동기 데이터 복조 상관(secondary code noncoherent data demodulation correlation)의 그래프이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 달리, 도 5의 그래프는 수신된 파일럿 신호에서 소프트 비트 프레임 동기 처리가 수행된 결과를 보여주며, 수신된 파일럿 신호는 파일럿 및 동기 패턴의 로컬 레플리카들(local replicas)과 개별적으로 상관(예를 들어, 비동기 결합(noncoherent combining))된다.

도 5에 도시된 그래프에 따르면, 종래의 경판정(HD) 디코딩 처리와 비교할 때, 신호의 검출 확률(Pd)은 본 발명의 소프트 비트 프레임 동기 처리(예를 들어, 연판정(SD) 디코딩)를 이용하여 더 낮은 SNR에서 획득된다. 도 5의 그래프에 의해 증명되는 바와 같이, 검출 확률(Pd)은 연판정 디코딩(SD)을 이용하여 26 dBHz에 근접한 SNR에서 획득된다. 반면, 검출 확률(Pd)은 경판정 디코딩(HD)을 이용하여 36 dBHz에 근접한 SNR에서 획득된다.

도 5의 그래프에 따르면, 후보 동기 패턴의 검출 확률(Pd)은, 수신된 비트 시퀀스(RBS)가 소프트-양자화(SQ)된 값과 가장 신뢰도 높은 동기 패턴 사이의 거리 또는 차이를 검색하는 것에 기반하여, 종래의 경판정 디코딩(HD) 처리와 비교할 때 상대적으로 낮은 SNR에서 획득된다.

본 발명의 실시 예들에 따르면, GNSS 수신기(110)는 위성 기반의 증강 시스템으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프레임 동기화 패턴 구조(130, 예를 들어 페이지 파트)를 사용하는 SBAS (Satellite Based Augmented System)가 도 6에 도시된다.

갈릴레오 I/Nav 페이지 파트(122)와 달리, SBAS 페이지 파트(130)는 3 개의 연속적인 블록들(132a~132c)로 분산된 24 비트 워드의 분산된 프림블을 포함한다. 도시된 실시 예에서, 블록(123a)은 '01010011'의 비트 시퀀스를 포함하고, 블록(132b)은 '10011010'의 비트 시퀀스를 포함하고, 블록(132c)은 '11000110'의 비트 시퀀스를 포함한다. 또한, 페이지 파트(130)는 242 비트의 데이터 또는 페이로드 파트들(134a~134c)을 포함하며, 32 dBHz의 문턱값을 포함한다.

동기화 모듈(114)은, 페이지 파트(122)를 참조하여 설명된 것과 유사하게, SBAS의 페이지 파트(130)에 대해 소프트 비트 프레임 동기화 처리를 수행하도록 구성된다. 그러나, 이 실시 예에서, 동기화 모듈(114)은 3 개의 블록들(132a~132c) 각각에 대해 24 비트 워드의 각 비트에 대해 소프트 비트 프레임 동기화 처리를 수행할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 SBAS 프레임 동기와 패턴 구조의 시뮬레이션 결과들을 보여준다.

도 7a는 3 개의 블록들을 포함하는 페이지 파트(130)에서 수행된 소프트 비트 프레임 동기화 처리를 보여준다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 연판정 디코딩(SD)이 3 개의 블록들 모두에 대해 수행될 때에, 검출 확률(Pd)은 29.5 dBHz에 근접한 SNR에서, 즉 포인트(E)에서 획득된다. 반면, 연판정 디코딩(SD)이 3 개의 블록들 중 2 개의 블록들에서 수행될 때에, 검출 확률(Pd)은 30.5 dBHz에 근접한 SNR에서, 즉 포인트(F)에서 획득된다. 마찬가지로, 3개의 블록들을 포함하는 2 개의 페이지 파트들(130)에서, 2 개의 페이지 파트들(130) 각각의 3 개의 블록들 모두에 대해 연판정 디코딩(SD)이 수행될 때에, 검출 확률(Pd)은 28.5 dBHz에 근접한 SNR에서, 즉 도 7b의 포인트(G)에서 획득된다. 반면, 연판정 디코딩(SD)이 2 개의 페이지 파트들(130) 각각의 3 개의 블록들 중 2 개의 블록을에서 연판정 디코딩(SD)이 수행될 때에, 검출 확률(Pd)은 29.5 dBHz의 SNR에서, 즉 도 7b의 포인트(H)에서 획득된다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바에 따르면, 수신된 비트 시퀀스(RBS)가 소프트-양자화(SQ)된 값 및 가장 신뢰도 높은 동기 패턴 사이의 거리 도는 차이를 검색하는 것에 기반하여, 후보 동기 패턴의 검출 확률(Pd)은 비트 에러율(BER)의 확률을 최소화하면서 상대적으로 낮은 SNR에서 획득될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 프레임 동기화에 사용될 수 있는 연판정 프레임 동기화 방법을 보여주는 순서도이다. 간결한 설명을 위하여, GNSS 수신기(110)는 갈릴레오 위성(예를 들어, 120)으로부터 수신되는 신호 내에서 동기 패턴을 수신하는 것으로 가정된다.

GNSS 위성(120)으로부터 전송되는 RF 신호가 RF 전단(111)에서 처리된 후에, 처리된 신호는 동기화 모듈(114)로 전송된다.

202 단계에서, 수신된 동기 패턴(동기화 모듈(114)에 의해 소프트-양자화(SQ)된 비트들)(예를 들어, 수신된 비트 시퀀스(RBS)가 '0 1 0 1 1 0 0 0 0 0'일 때에, 소프트-양자화(SQ)된 값은 '8 7 15 0 30 24')의 각 비트 및 알려진(예를 들어, 가장 신뢰도 높은) 동기 패턴의 비트들 사이의 거리가 계산된다. 알려진 동기 패턴의 비트들은 갈릴레오 항법 시스템의 파라미터이며, GNSS 수신기(110)의 메모리에 저장되고 동기화 모듈(114)에 의해 액세스될 수 있다.

204 단계에서, 각 비트의 거리가 계산되면, 동기화 모듈(114)은 비트 당 거리값에 기반하여, 검출 확률(Pd)을 할당한다.

이후에, 206 단계에서, 포텐셜 시퀀스 인덱스(i, potential sequence index) 당 확신 레벨(confidence level)(예를 들어, 결합 확률(joint probability))이 수학식 1에 따라 계산된다.

수학식 1에서, 변수(Pi,j)는 비트 거리값 당 검출 확률(Pd)을 가리킨다. 변수(Ci)는 확신 레벨을 가리킨다. 변수(k)는 비트들의 수를 가리킨다. 수학식 1에서, 변수(q)는 '2'일 수 있다.

208 단계에서, 계산된 Ci가 확신 문턱값보다 작으면, 202 단계부터 다시 시작된다. 계산된 Ci가 확신 문턱값과 같거나 그보다 크면, 210 단계에서, 동기화 제어 알고리즘은 할당된 시퀀스 인덱스에 이전에 할당된 확신 레벨을 체크한다. 이전에 할당된 확신 레벨이 없으면, 212 단계에서, 동기화 제어 알고리즘은 212 단계를 수행한다. 첫 번째 시퀀스에서, 이전에 할당된 확신 레벨은 항상 존재하지 않는다. 이전에 할당된 확신 레벨이 존재하면, 214 단계에서, 동기화 제어 알고리즘은 수학식 2에 따라, 수신된 동기 패턴의 확신 레벨을 갱신한다.

수학식 2에서, 두 번째의 정렬된 반복 시퀀스에서, 신뢰성(i-1)는 Ci-1을 가리킨다. Mi는 확신 문턱값에 도달한 때의 시퀀스의 반복 횟수를 가리킨다. Mi는 매 동기 패턴마다 리셋되는 카운터(미도시)에 의해 카운트될 수 있다. Ni는 반복되는 포텐셜 동기 패턴들 사이에서 발견되는 잘못된 또는 분실된 페이지 파트들의 수를 가리킨다. Ni는 매 동기 패턴마다 리셋되는 카운터(미도시)에 의해 카운트될 수 있다. 게인 팩터(gain factor) 및 디미니싱 팩터(diminishing factor)는 Mi 및 Ni와 연관될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 게인 팩터(gain factor)와 곱하는 것과 동일한 제1 곱(product)을 계산하는 동작 및 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 유실된 부분들의 수를 디미니싱 팩터(diminishing factor)와 곱하는 것과 동일한 제2 곱(product)을 계산하는 동작이 수행된다. 그리고, 제1 곱으로부터 제2 곱을 뺌으로서 신뢰성이 계산된다.

본 발명의 실시 예에서, 팩터들(Mi, Ni)을 사용하고, 그리고 팩터들(Mi, Ni)을 게인 팩터(g) 및 디미니싱 팩터(l)와 곱하는 것은, 수신된 싱크 패턴 및 알려진 싱크 패턴 사이의 오정렬의 확률을 감소시킨다.

본 발명의 실시 예에서, 수신된 싱크 패턴의 확신 레벨을 갱신하는 데에 다른 수학식 또한 이용될 수 있다.

게인 팩터는 동기화 알고리즘의 미리 정해진 파라미터일 수 있다. 또는, 게인 팩터는 얼마나 많은 서브 프레임들이 검출되는지, 얼마나 많은 연속적인 비트들이 검출되는지 등과 같은 변수들에 기반하여 실시간으로 계산될 수 있다. 마찬가지로, 디미니싱 팩터는 동기화 알고리즘의 미리 정해진 파라미터일 수 있다. 또는, 디미니싱 팩터는, 연속적인 비트 검출들의 사이에서 얼마나 많은 연속적인 비트들이 검출되지 않는지와 같은 변수들에 기반하여 실시간으로 계산될 수 있다. 예를 들어, 동기 패턴의 3 개의 연속적인 비트들이 검출되고, 4 개의 비트들이 검출되지 않고, 이후에 3 개의 연속적인 비트들이 검출될 수 있다.

216 단계에서, 갱신된 신뢰성(credibility)이 미리 정해진 값보다 작으면, 예를 들어 1보다 작으면, 동기화 제어 알고리즘은 212 단계에서 다음 동기 패턴을 처리한다. 이때, 카운터들은 리셋될 수 있다.

그러나, 216 단계에서, 갱신된 신뢰성이 미리 정해진 값, 예를 들어 1보다 크면, 218 단계에서, 동기화 모듈(114)는 수신된 동기 패턴을 후보 동기 패턴, 즉 가장 높은 신뢰성을 갖는 동기 패턴으로 선택한다. 이후에, 220 단계에서, 프레임 동기화 처리가 종료된다.

222 단계에서, 동기화 모듈(114)은 선택된 동기 패턴을 GNSS 수신기(110)의 메모리에 저장하며, 후술되는 바와 같이 차후에 사용할 수 있다.

프레임 동기화 처리가 완료되면, 프로세서(112)는 수신된 항법 신호를 복조하고, 페이지 파트(122)의 데이터 부분(126)으로부터 항법 데이터를 추출할 수 있다. 이후에, 프로세서(112)는 항법 데이터를 항법 프로세서(115)로 전송한다. 항법 프로세서(115)는 PVT 솔루션을 계산하고, 계산된 PVT 솔루션을 GNSS 수신기(110)가 속한 시스템의 나머지 부분들로 전달할 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따르면, GNSS 수신기(110)는 GNSS 위성들(120a~120d)로부터 방송되는 파일럿 신호들에 대해 빠르고 정확한 프레임 동기화를 수행한다.

또한, 종래의 GNSS 수신기와 달리, SNR과 연관된 그래프들을 참조하여 설명된 바와 같이, GNSS 수신기(110)는 합리적인 캐리어-노이즈 비율(C/No)을 넘어서 수신되는 kd법 신호에 대해 프레임 동기화를 수행할 수 있다.

또한, 상술된 프레임 동기화 처리 시에 또는 프레임 동기화 처리가 완료된 후에, C/No에서 갑작스러운 또는 빈번한 저하(drop)가 존재하면, 동기화 모듈(114)은 상술된 프레임 동기화 처리를 생략하고 동기 패턴을 단순히 검색 및 사용할 수 있다. 즉, 214 단계에서 메모리에 미리 저장된 가장 높은 신뢰도를 갖는 동기 패턴이 GNSS 위성과의 통신을 재건하기 위해 사용될 수 있다.

또한, 동기화 모듈(114)이 항법 신호의 동기 패턴 부분만을 사용하여 상술된 검출 확률(Pd)의 계산을 수행하므로, 상술된 프레임 동기화 처리 시에 데이터를 저장할 필요가 없다. 따라서, 동기화 처리의 소요 시간이 감소된다.

본 발명의 실시 예들이 갈릴레오 시스템을 참조하여 설명되었으나, 본 발명의 실시 예들은 GPS, 글로나스(GLONASS), 바이두/컴파스(BEIDOU/COMPASS), GAGAN 등과 같은 다른 GNSS 시스템에도 적용될 수 있다.

또한, 상술된 실시 예들은 GNSS 신호의 수신에 주안하여 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 동기화 패턴을 반복하여 데이터 프레임 동기를 유지하는 다른 무선 통신 상황 또는 표준에 적용될 수 있다.

상술된 바와 같이, GNSS 수신기(110)는 소프트웨어 기반일 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램의 형태, 그리고 프로세서에서 실행되는 다양한 형태의 명령으로 유통될 수 있다. 본 발명의 기술적 사상은 유통되는 매체의 종류에 관계 없이 적용될 수 있다.

명령들을 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체는, GNSS 수신기에서 컴퓨터가 소프트 프레임 동기화 처리를 수행하도록 제어하는 프로그램을 저장할 수 있다. 소프트 프레임 동기화 처리는 GNSS 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들과 알려진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하는 동작, 거리에 기반하여 수신된 동기 패턴의 검출 확률값을 할당하는 동작, 검출 확률값을 이용하여 수신된 동기 패턴의 확신 레벨을 계산하는 동작, 확신 레벨을 확신 문턱값과 비교하는 동작, 확신 레벨이 확신 문턱값보다 크면 수신된 동기 패턴의 확신 레벨을 갱신하여 동기 패턴의 신뢰성을 생성하는 동작, 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교화는 동작, 수신된 동기 패턴의 신뢰성이 미리 정해진 신뢰성 값보다 크면 수신된 동기 패턴을 이용하여 GNSS 수신기를 동기화하는 동작을 포함한다.

컴퓨터로 판독 가능한 프로그램 제품은, 당업자에게 알려진 바와 같이 하드웨어를 제어하는 순차 동작들의 세트를 제공하는 마이크로코드, 프로그램, 루틴, 심볼어로 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 ROM (Read Only Memory), CD-ROM, DVD-ROM. EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM)과 같은 불휘발성 하드-코디드(hard-coded) 타입 미디어, 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브, CD-R/RW, DVD-RAM, DVD-R/RW, DVD+R/RW, 플래시 드라이브, 메모리 스틱, HD-DVD, 미니 디스크, 레이저 디스크, 블루레이 디스크, 그리고 다른 새로운 형태의 메모리와 같은 기록형 매체, 그리고 디지털 및 아날로그 링크와 같은 전송형 매체를 포함할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상이 구체적인 실시 예들을 참조하여 구체적으로 설명되었으나, 청구항 및 그에 상응하는 본 발명의 기술적 사상으로부터 괴리되지 않으면서 다양한 형태의 변형 및 응용이 가능함은 당업자에게 자명하다.

100; 통신 시스템
110; GNSS 수신기
120; GNSS 기반시설
111; RF 전단
112; 프로세서
114; 동기화 모듈

Claims

항법 수신기에서 소프트 프레임 동기화를 수행하는 방법에 있어서:
상기 항법 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들과 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하는 단계;
상기 거리에 기반하여, 상기 수신된 동기 패턴의 검출 확률값을 할당하는 단계;
상기 검출 확률값을 이용하여, 상기 수신된 동기 패턴의 확신 레벨(confidence level)을 계산하는 단계;
상기 확신 레벨을 확신 문턱값(confidence threshold)과 비교하는 단계;
상기 확신 레벨이 상기 확신 문턱값보다 크면, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 확신 레벨을 갱신하여 상기 동기 패턴의 신뢰성(credibility)을 생성하는 단계; 및
상기 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하고, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성이 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 같거나 그보다 크면 상기 수신된 동기 패턴을 이용하여 상기 항법 수신기의 동기화를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 항법 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들과 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하는 단계는, 상기 수신된 비트들을 소프트-양자화(soft-quantization)하는 단계를 포함하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하는 동작은, 상기 확신 문턱값을 초과하는 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 카운트하는 동작을 포함하는 방법.
제3 항에 있어서,
상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교한 후에, 상기 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 카운트하는 데에 사용되는 카운터를 리셋하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하는 동작은, 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 분실된 부분들의 수를 카운트하는 동작을 포함하는 방법.
제5 항에 있어서,
상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교한 후에, 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 분실된 부분들의 수를 카운트하는 데에 사용되는 카운터를 리셋하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하는 동작은, 상기 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 게인 팩터(gain factor)와 곱하는 것과 동일한 제1 곱(product)을 계산하는 동작 및 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 유실된 부분들의 수를 디미니싱 팩터(diminishing factor)와 곱하는 것과 동일한 제2 곱(product)을 계산하는 동작을 포함하는 방법.
제7 항에 있어서,
상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성을 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하는 동작은, 상기 제1 곱으로부터 상기 제2 곱을 빼는 동작을 더 포함하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 수신된 동기 패턴의 확신 레벨을 계산하는 단계는, 상기 수신된 동기 패턴의 결합 확률(joint probability)에 기반하는 방법.
글로벌 항법 위성 시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System) 수신기에 있어서:
위성 신호를 수신하는 무선 주파수 전단; 및
적어도 하나의 제어 알고리즘을 포함하는 적어도 하나의 동기화 모듈을 포함하는 하나 또는 그 이상의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 제어 알고리즘은,
상기 GNSS 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들 및 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하고;
상기 거리에 기반하여, 상기 수신된 동기 패턴의 검출 확률값을 할당하고;
상기 검출 확률값을 이용하여, 상기 수신된 동기 패턴의 확신 레벨(confidence level)을 계산하고;
상기 확신 레벨을 확신 문턱값(confidence threshold)과 비교하고;
상기 확신 레벨이 상기 확신 문턱값보다 크면, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 확신 레벨을 갱신하여 상기 동기 패턴의 신뢰성(credibility)을 생성하고;
상기 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하고, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성이 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 같거나 그보다 크면 상기 수신된 동기 패턴을 이용하여 상기 GNSS 수신기의 동기화를 수행하도록 프로그램된 GNSS 수신기.
제10 항에 있어서,
상기 동기화 모듈은 상기 수신된 비트들을 소프트-양자화(soft-quantization)하도록 구성되는 GNSS 수신기.
제10 항에 있어서,
상기 확신 문턱값을 초과하는 상기 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 카운트하는 적어도 하나의 리셋 가능한 카운터를 더 포함하는 GNSS 수신기.
제12 항에 있어서,
상기 수신된 패턴이 반복되는 사이에서 잘못된 또는 분실된 부분들의 수를 카운트하는 적어도 하나의 리셋 가능한 카운터를 더 포함하는 GNSS 수신기.
제13 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제어 알고리즘은,
상기 수신된 동기 패턴의 반복 회수를 게인 팩터(gain factor)와 곱하는 것과 동일한 제1 곱(product)을 계산하고, 그리고 상기 수신된 동기 패턴이 반복되는 사이에 잘못된 또는 유실된 부분들의 수를 디미니싱 팩터(diminishing factor)와 곱하는 것과 동일한 제2 곱(product)을 계산하도록 프로그램되는 GNSS 수신기.
제14 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제어 알고리즘은, 상기 제1 곱으로부터 상기 제2 곱을 빼도록 프로그램되는 GNSS 수신기.
제10 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제어 알고리즘은, 상기 동기 패턴의 결합 확률(joint probability)에 기반하여 상기 수신된 동기 패턴의 상기 확신 레벨을 계산하도록 프로그램되는 GNSS 수신기.
글로벌 항법 위성 시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System) 수신기에서 컴퓨터가 소프트 프레임 동기화 처리를 수행하도록 제어하는 프로그램을 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 있어서:
상기 소프트 프레임 동기화 프로세스는,
상기 GNSS 수신기에 의해 수신된 동기 패턴의 비트들 및 미리 정해진 동기 패턴 사이의 거리를 계산하고;
상기 거리에 기반하여, 상기 수신된 동기 패턴의 검출 확률값을 할당하고;
상기 검출 확률값을 이용하여, 상기 수신된 동기 패턴의 확신 레벨(confidence level)을 계산하고;
상기 확신 레벨을 확신 문턱값(confidence threshold)과 비교하고;
상기 확신 레벨이 상기 확신 문턱값보다 크면, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 확신 레벨을 갱신하여 상기 동기 패턴의 신뢰성(credibility)을 생성하고;
상기 수신된 동기 패턴의 신뢰성을 미리 정해진 신뢰성 값과 비교하고, 상기 수신된 동기 패턴의 상기 신뢰성이 상기 미리 정해진 신뢰성 값과 같거나 그보다 크면 상기 수신된 동기 패턴을 이용하여 상기 GNSS 수신기의 동기화를 수행하는 저장 매체.