KR20170111231A - Beamforming based gnss receiver and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
위성 항법 수신기는, 배열 안테나, 상기 배열 안테나에서 수신된 신호로부터 샘플 데이터를 수집하는 샘플 데이터 추출부, 및 상기 샘플 데이터에 기초하여 상기 수신된 신호의 교차상관 행렬에 기초하여 비용함수를 결정하고, 상기 비용함수를 최대화하는 상기 배열 안테나의 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 빔포밍 가중치 벡터 결정부를 포함한다.A satellite navigation receiver includes an array antenna, a sample data extractor for collecting sample data from a signal received at the array antenna, and a controller for determining a cost function based on the cross-correlation matrix of the received signal based on the sample data, And a beamforming weight vector determiner for determining a beamforming weight vector of the array antenna that maximizes the cost function.
Description
빔포밍 기반 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기 및 그 동작 방법에 연관되며, 보다 구체적으로는 자기상관(self-coherence) 특성을 가지는 재밍 신호에 대한 항재밍 기능을 구비한 블라인드 빔포밍 기술 기반의 GNSS 수신기에 연관된다.The present invention relates to a global navigation satellite system (GNSS) receiver based on beamforming and more particularly to a GNSS based on blind beamforming technology having an anti-jamming function for jamming signals having self- Receiver.
위성 항법 시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식을 사용하여 확산 코드 이득에 따라 재밍 신호에 강인한 특성을 갖지만, 위성 항법 신호의 세기는 매우 약한 편이므로 강한 신호 세기를 가지는 재밍 신호에 의해 쉽게 교란될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 배열 안테나에서 재밍 신호 방향의 안테나 이득을 최소화하여 재밍 신호 수신을 차단하는 기술인 적응형 빔포밍 기술에 관한 연구가 진행되어 왔다. The satellite navigation system uses the CDMA (Code Division Multiple Access) scheme, which is robust to the jamming signal according to the spread code gain. However, since the strength of the satellite navigation signal is very weak, it is easily disturbed by the jamming signal having strong signal strength . In order to solve this problem, adaptive beamforming technology, which is a technique for minimizing the antenna gain in the direction of the jamming signal in the array antenna and blocking the reception of the jamming signal, has been studied.
한편, 이전의 항법 정보(위치 및 시간)가 없거나 시간이 많이 경과하여 이전의 항법 정보를 신뢰할 수 없을 때, 위성 항법 수신기는 위성 신호를 획득하기 위해 콜드 스타트(cold start) 모드에서 동작할 수 있다. 이 때, 위성 항법 수신기는 위성 방향에 대한 정보가 없는 상태에서 위성 방향으로 빔을 조향하여야 하므로, 수신된 신호만을 이용하여 자동으로 위성 방향으로 빔을 조향할 수 있는 블라인드 빔포밍 기술이 요구된다.On the other hand, when there is no previous navigation information (location and time) or time-lapse and the previous navigation information can not be trusted, the satellite navigation receiver can operate in a cold start mode to acquire the satellite signal . In this case, since the satellite navigation receiver must steer the beam in the satellite direction without information on the satellite direction, a blind beam forming technique capable of automatically steering the beam in the satellite direction using only the received signal is required.
블라인드 빔포밍 기술의 하나로 SCORE(Spectral self-coherence restoral) 기술은 자기 상관 특성을 갖는 신호에 적용이 가능한 기술로, 원하는 신호의 방향에 대한 정보가 없더라도 원하는 신호는 증폭시키고 간섭 신호는 제거하는 안테나 빔패턴을 형성하는 기술이다. SCORE 기술은 원하는 신호의 자기 상관 특성이 최대화되도록 비용함수(cost function)를 만들고, 비용함수를 최대화하는 배열 안테나의 가중치 벡터를 산출한다.SCORE (Spectral self-coherence restoral) technique is applicable to a signal having autocorrelation characteristics. It is an antenna beam which amplifies a desired signal and removes an interference signal even if there is no information on the direction of a desired signal. It is a technique of forming a pattern. The SCORE technique creates a cost function to maximize the autocorrelation characteristics of the desired signal and calculates a weight vector of the array antenna that maximizes the cost function.
다만, 이러한 방식은 자기상관 특성을 갖지 않는 재밍 신호를 제거할 수 있을 뿐 GNSS 신호 구조와 동일한 자기상관 특성을 가지는 재밍 신호를 제거하지 못한다는 문제가 있다. 또한, 가중치 벡터를 산출하기 위하여 샘플 데이터의 교차상관 행렬이 사용되는데, 샘플 데이터에 메시지 비트가 반전(transition)되는 시점이 포함되어 있는 경우, 샘플 데이터의 교차상관 행렬에서 신호의 자기상관 특성이 사라진다는 문제가 있다.However, this method has the problem that the jamming signal having no autocorrelation characteristic can be removed and the jamming signal having the same autocorrelation characteristic as the GNSS signal structure can not be removed. In addition, a cross-correlation matrix of sample data is used to calculate a weight vector. When the time at which a message bit is transitioned to sample data is included, the autocorrelation property of the signal in the cross-correlation matrix of the sample data disappears There is a problem.
일측에 따르면, 위성 항법 수신기는 배열 안테나, 상기 배열 안테나에서 수신된 신호로부터 샘플 데이터를 수집하는 샘플 데이터 추출부, 및 상기 샘플 데이터에 기초하여 상기 수신된 신호의 교차상관 행렬에 기초하여 비용함수를 결정하고, 상기 비용함수를 최대화하는 상기 배열 안테나의 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 빔포밍 가중치 벡터 결정부를 포함한다.According to one aspect, a satellite navigation receiver includes an array antenna, a sample data extractor for collecting sample data from a signal received at the array antenna, and a cost function based on the cross-correlation matrix of the received signal based on the sample data. And a beamforming weight vector determiner for determining a beamforming weight vector of the array antenna that maximizes the cost function.
일실시예에서, 상기 샘플 데이터 추출부는 GPS 신호의 메시지 비트 길이에 대응하는 기간 동안 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합에 기초하여 샘플 데이터 시점을 결정한다.In one embodiment, the sample data extractor determines a sample data point of view based on a sum of eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code period during a period corresponding to a message bit length of the GPS signal.
일실시예에서, 상기 샘플 데이터 추출부는 상기 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합 중에서 최대값을 가지는 총합에 대응하는 시점을 상기 샘플 데이터의 수집 시점으로 결정한다. 일실시예에서, 상기 샘플 데이터 추출부는 상기 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 미리 결정된 임계값을 초과하는 총합에 대응하는 시점을 상기 샘플 데이터의 수집 시점으로 결정한다.In one embodiment, the sample data extracting unit determines a point of time corresponding to a sum having a maximum value among a sum of eigenvalues of the cost function calculated for each of the C / A code periods, as a collection point of the sample data. In one embodiment, the sample data extracting unit may calculate a time point corresponding to a sum exceeding the predetermined threshold value when the sum of eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code cycle exceeds a predetermined threshold value And is determined as the collection point of the sample data.
일실시예에서, 상기 빔포밍 가중치 벡터 결정부는, 상기 샘플 데이터의 제1 부분에 주 빔포머 계수를 곱한 후 합산하여 빔포머 출력 신호를 생성하는 주 빔포머 계수 연산부, 및 상기 샘플 데이터의 제2 부분에 부 빔포머 계수를 곱한 후 합산하여 기준 신호를 생성하는 부 빔포머 계수 연산부를 포함한다. 일실시예에서, 상기 빔포밍 가중치 벡터 결정부는 상기 빔포머 출력 신호 및 상기 기준 신호 간의 오차를 최소화시키는 부 빔포머 계수를 이용하여 상기 비용함수를 결정한다.In one embodiment, the beamforming weight vector determining section includes: a main beam former coefficient arithmetic section for multiplying a first part of the sample data by a main beam former coefficient to generate a beam former output signal; And a sub-beam former coefficient operation unit for multiplying a sub-beam former coefficient by a sub-beam former coefficient to generate a reference signal. In one embodiment, the beamforming weight vector determining unit determines the cost function using a sub-beam former coefficient that minimizes an error between the beam former output signal and the reference signal.
일실시예에서, 상기 빔포밍 가중치 벡터 결정부는, 상기 비용함수의 고유치 중에서 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치를 식별하고, 상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치에 대응하는 고유벡터에 기초하여 상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정한다. 일실시예에서, 상기 빔포밍 가중치 벡터 결정부는, 상기 비용함수의 고유치 중에서 미리 결정된 기준 범위 내의 크기를 가지는 고유치를 상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치로서 식별한다. 일실시예에서, 상기 위성 항법 수신기는 상기 빔포밍 가중치 벡터를 이용하여 상기 배열 안테나를 제어하는 안테나 제어부를 더 포함한다.In one embodiment, the beamforming weight vector determiner may identify an eigenvalue corresponding to a GPS signal component among eigenvalues of the cost function, and calculate a beamforming weight vector based on an eigenvector corresponding to the eigenvalue corresponding to the GPS signal component, The vector is determined. In one embodiment, the beamforming weight vector determining unit identifies, as a eigenvalue corresponding to the GPS signal component, an eigenvalue having a magnitude within a predetermined reference range out of eigenvalues of the cost function. In one embodiment, the satellite navigation receiver further includes an antenna controller for controlling the array antenna using the beamforming weight vector.
다른 일측에 따르면, 위성 항법 수신 방법은 배열 안테나에서 수신된 신호로부터 샘플 데이터를 수집하는 단계, 상기 샘플 데이터에 기초하여 상기 수신된 신호의 교차상관 행렬에 기초하여 비용함수를 결정하는 단계, 및 상기 비용함수를 최대화하는 상기 배열 안테나의 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계를 포함한다.According to another aspect, a satellite navigation receiving method includes the steps of collecting sample data from a signal received at an array antenna, determining a cost function based on the cross-correlation matrix of the received signal based on the sample data, And determining a beamforming weight vector of the array antenna that maximizes the cost function.
일실시예에서, 상기 샘플 데이터를 수집하는 단계는, GPS 신호의 메시지 비트 길이에 대응하는 기간 동안 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합에 기초하여 샘플 데이터의 수집 시점을 결정하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the step of collecting the sample data includes determining a time point of collection of sample data based on a sum of eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code period during a period corresponding to a message bit length of the GPS signal .
일실시예에서, 상기 샘플 데이터의 수집 시점을 결정하는 단계는, 상기 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합 중에서 최대값을 가지는 총합에 대응하는 시점을 상기 샘플 데이터의 수집 시점으로 결정하는 단계를 포함한다. 일실시예에서, 상기 샘플 데이터의 수집 시점을 결정하는 단계는, 상기 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 미리 결정된 임계값을 초과하는 총합에 대응하는 시점을 상기 샘플 데이터의 수집 시점으로 결정하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the step of determining the time of collecting the sample data may include calculating a time point corresponding to a sum having a maximum value among a total of eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code cycle, . ≪ / RTI > In one embodiment, the step of determining the time of collection of the sample data further comprises the step of, if the sum of the eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code period exceeds a predetermined threshold, And determining a point of time corresponding to the total sum as the point of time when the sample data is collected.
일실시예에서, 상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계는, 상기 샘플 데이터의 제1 부분에 주 빔포머 계수를 곱한 후 합산하여 빔포머 출력 신호를 생성하는 단계, 및 상기 샘플 데이터의 제2 부분에 부 빔포머 계수를 곱한 후 합산하여 기준 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 일실시예에서, 상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계는, 상기 빔포머 출력 신호 및 상기 기준 신호 간의 오차를 최소화시키는 부 빔포머 계수를 이용하여 상기 비용함수를 결정하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the step of determining the beamforming weight vector comprises multiplying a first portion of the sample data by a main beamformer coefficient and then summing to generate a beamformer output signal, Multiplying the sub-beam former coefficients by the sum of the sub-beam former coefficients to produce a reference signal. In one embodiment, determining the beamforming weight vector comprises determining the cost function using a sub-beam former coefficient that minimizes an error between the beam former output signal and the reference signal.
일실시예에서, 상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계는, 상기 비용함수의 고유치 중에서 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치를 식별하는 단계, 및 상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치에 대응하는 고유벡터에 기초하여 상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계를 포함한다. 일실시예에서, 상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치를 식별하는 단계는, 상기 비용함수의 고유치 중에서 미리 결정된 기준 범위 내의 크기를 가지는 고유치를 상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치로서 식별하는 단계를 포함한다. 일실시예에서, 상기 위성 항법 수신 방법은 상기 빔포밍 가중치 벡터를 이용하여 상기 배열 안테나를 제어하는 단계를 더 포함한다.In one embodiment, the step of determining the beamforming weight vector comprises the steps of: identifying an eigenvalue corresponding to a GPS signal component from eigenvalues of the cost function; and determining an eigenvector corresponding to the eigenvalue corresponding to the GPS signal component And determining the beamforming weight vector. In one embodiment, identifying the eigenvalues corresponding to the GPS signal component includes identifying eigenvalues having magnitudes within a predetermined reference range from among the eigenvalues of the cost function as eigenvalues corresponding to the GPS signal components . In one embodiment, the method further comprises controlling the array antenna using the beamforming weight vector.
도 1은 일실시예에 따른 GNSS 수신기의 일부를 개략적으로 도시한다.
도 2는 GPS L1 C/A 신호의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 위성 항법 수신 방법에서 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 프로세스를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 일실시예에 따른 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 5는 일실시예에 따른 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 6a 및 6b는 일실시예에 따른 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 7a 및 7b는 일실시예에 따라 수집되는 샘플 데이터를 예시적으로 도시한다.
도 8은 일실시예에 따라 수집되는 샘플 데이터를 예시적으로 도시한다.
도 9는 일실시예에 따른 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 10은 일실시예에 따른 위성 항법 수신 방법에서 샘플 데이터를 추출하는 프로세스를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 일실시예에 따른 위성 항법 수신 방법에서 샘플 데이터를 추출하는 프로세스를 설명하기 위한 개략도이다.
도 12a 및 12b는 재밍 신호를 인가한 경우 비용함수의 고유치 값의 총합을 예시적으로 보여준다.
도 13은 일실시예에 따른 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 14a 및 14b는 재밍 신호를 인가한 경우 비용함수의 고유치 값의 총합을 예시적으로 보여준다.
도 15은 일실시예에 따른 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 16a 및 16b는 재밍 신호를 인가한 경우 비용함수의 고유치 값의 총합을 예시적으로 보여준다.
도 17은 일실시예에 따른 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.1 schematically illustrates a portion of a GNSS receiver in accordance with one embodiment.
2 schematically shows the structure of the GPS L1 C / A signal.
3 is a flowchart illustrating a process of determining a beamforming weight vector in a satellite navigation receiving method according to an embodiment.
4A to 4D show beam pattern simulation results according to one embodiment.
5 shows a beam pattern simulation result according to an embodiment.
6A and 6B show the beam pattern simulation results according to one embodiment.
Figures 7A and 7B illustrate sample data collected according to one embodiment.
Figure 8 illustrates exemplary sample data collected according to one embodiment.
FIG. 9 shows a beam pattern simulation result according to an embodiment.
10 is a flowchart for explaining a process of extracting sample data in a satellite navigation receiving method according to an embodiment.
11 is a schematic diagram for explaining a process of extracting sample data in a satellite navigation receiving method according to an embodiment.
12A and 12B illustrate a total sum of eigenvalues of a cost function when a jamming signal is applied.
FIG. 13 shows a beam pattern simulation result according to an embodiment.
14A and 14B illustrate the sum of the eigenvalues of the cost function when the jamming signal is applied.
15 shows a beam pattern simulation result according to an embodiment.
16A and 16B illustrate the sum of the eigenvalues of the cost function when the jamming signal is applied.
17 shows a beam pattern simulation result according to an embodiment.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of embodiments are set forth for illustration purposes only and may be embodied with various changes and modifications. Accordingly, the embodiments are not intended to be limited to the particular forms disclosed, and the scope of the disclosure includes changes, equivalents, or alternatives included in the technical idea.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", and the like, are used to specify one or more of the described features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 권리범위는 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되지 않는다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the rights is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
실시예들은 GPS(Global Positioning System)를 포함하는 GNSS를 이용하는 배열 안테나 기반 수신기에서, GPS 신호의 자기 상관 특성을 이용하여 비용함수의 고유치(eigenvalue) 분석을 통해 GPS 신호 성분과 연관된 고유치를 식별하고, GPS 신호 성분으로 식별된 고유치에 대응하는 고유벡터(eigenvector)만을 이용하여 배열 안테나의 빔포밍 계수를 결정하는 것에 연관된다. 즉, 실시예들은 단순히 비용함수의 고유치 최대값에 대응하는 고유벡터만을 이용하는 것이 아니라, 비용함수의 고유치 값들의 크기 분석을 통해 GPS 신호 성분에 해당하는 고유벡터들을 선별하여 이용할 수 있다. 따라서, 자기상관 특성을 가지는 재밍 신호에 대하여 항재밍(anti-jamming) 기능을 제공할 수 있다.Embodiments relate to the use of autocorrelation characteristics of GPS signals in an array antenna based receiver using a GNSS including a Global Positioning System (GPS) to identify eigenvalues associated with GPS signal components through eigenvalue analysis of cost functions, And determining the beamforming coefficients of the array antenna using only the eigenvectors corresponding to the eigenvalues identified as GPS signal components. That is, the embodiments can use the eigenvectors corresponding to the GPS signal component through the size analysis of the eigenvalue values of the cost function, rather than using only the eigenvectors corresponding to the eigenvalue maximum value of the cost function. Therefore, an anti-jamming function can be provided to a jamming signal having autocorrelation characteristics.
자기상관 특성을 가지는 재밍 신호는 연속파(continuous wave)와 같은 단순한 재밍 신호뿐 아니라 GPS 신호와 동일한 중계 신호, 미코닝(meaconing) 신호, 및 GPS 기만(spoofing) 신호와 같은 지능화된 스마트 재밍 신호를 포함할 수 있다. 실시예들은 연속파와 같은 단순한 재밍 신호는 물론 스마트 재밍 신호에 대하여도 항재밍 기능을 제공할 수 있다.Jamming signals with autocorrelation properties include intelligent smart jamming signals such as relay signals, meaconing signals, and GPS spoofing signals as well as simple jamming signals such as continuous waves, as well as GPS signals. can do. Embodiments can provide anti-jamming functions for smart jamming signals as well as simple jamming signals such as continuous waves.
또한, 실시예들은 GPS 가시 위성들에 대한 항법 수신 기간의 TOA(time-of-arrival)가 다양하게 존재하는 실제 상황에서, GPS 가시 위성들로부터 수신된 신호에서 비트 반전 구간이 없는 샘플 데이터를 추출하는 기능을 제공한다. 이처럼 비트 반전 구간이 없는 샘플 데이터를 사용함으로써, 교차상관 행렬에서 비트 반전으로 인해 자기상관 특성이 사라지는 문제를 해결할 수 있다.In addition, in the actual situation where there are various time-of-arrival (TOA) of the navigation reception period for GPS visible satellites, sample data without bit inversion interval is extracted from signals received from GPS visible satellites . By using the sample data having no bit inversion period as described above, it is possible to solve the problem that the autocorrelation characteristic disappears due to the bit inversion in the cross-correlation matrix.
도 1은 일실시예에 따른 GNSS 수신기의 일부를 개략적으로 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 GNSS 수신기는 배열 안테나(110), 주 빔포머 계수 연산부(120) 및 부 빔포머 계수 연산부(130)를 포함할 수 있다. GNSS 수신기는 배열 안테나(110)로부터 수신된 신호를 샘플링하여 주 빔포머 계수 연산부(120) 및 부 빔포머 계수 연산부(130)에 전달하는 샘플 데이터 수집부(미도시)를 더 포함할 수 있다.1 schematically illustrates a portion of a GNSS receiver in accordance with one embodiment. 1, a GNSS receiver according to an embodiment may include an
일실시예에 따른 GNSS 수신기는 GPS를 포함하는 모든 GNSS 신호에 적용이 가능하며, 이하에서는 대표적으로 GPS L1 C/A(Coarse/Acquisition) 신호를 기준으로 설명한다.The GNSS receiver according to an exemplary embodiment is applicable to all GNSS signals including GPS, and will be described below with reference to a GPS L1 C / A (Coarse / Acquisition) signal.
도 2를 참조하면, GPS L1 C/A 신호의 구조가 개략적으로 도시된다. GPS L1 C/A 신호는 민간용 신호로서, PRN(pseudorandom noise) 코드로 C/A 코드를 사용하며 C/A 코드의 주기는 1ms 이고, 1비트는 20개의 C/A 코드로 구성된다. 즉, GPS L1 메시지 비트는 20개의 C/A 코드 블록단위로 구성되며 20ms 마다 비트가 반전될 수 있다. GPS L1 C/A 신호는 C/A 코드가 1ms 주기마다 반복적으로 전송되므로 동일한 비트 내에서 1ms 주기로 20번 반복되는 C/A 코드 간의 자기상관 특성을 가진다. 다만, 20ms 마다 비트가 반전될 수 있으며, 메시지 비트가 서로 다른 부호의 C/A 코드 간에는 자기상관 특성이 나타나지 않는다. 따라서, 자기상관 특성이 사라지지 않도록 하기 위해서, 샘플 데이터 추출 시에 샘플 데이터 내에 비트 반전 구간이 없도록 할 필요가 있다.Referring to FIG. 2, the structure of the GPS L1 C / A signal is schematically shown. The GPS L1 C / A signal is a civil signal and uses a C / A code with a PRN (pseudorandom noise) code. The cycle of the C / A code is 1 ms and the 1 bit consists of 20 C / A codes. That is, the GPS L1 message bit is composed of 20 C / A code block units, and the bits can be inverted every 20 ms. Since the C / A code is repeatedly transmitted every 1ms period, the GPS L1 C / A signal has autocorrelation characteristics between C / A codes repeated 20 times in 1ms cycle within the same bit. However, the bits can be inverted every 20 ms, and autocorrelation characteristics do not appear between the C / A codes having different code bits. Therefore, in order to prevent the autocorrelation property from disappearing, it is necessary to prevent the bit inversion section from being included in the sample data at the time of extracting the sample data.
다시 도 1을 참조하면, M개의 배열 안테나(110)는 GPS L1 C/A 신호의 반파장 간격으로 배열될 수 있다. 배열 안테나(110)로부터 수신된 신호로부터 C/A 코드 1주기(예를 들어, 1 ms)에 대응하는 시간 동안 수집된 샘플 데이터 x(n)은 주 빔포머 계수 연산부(120)에 의해 주 빔포머 계수와 곱해진 후 합산되어 빔포머 출력 신호 z(n)을 생성한다.Referring again to FIG. 1, the
GPS L1 C/A 신호의 자기상관 특성을 이용하기 위해, C/A 코드 1주기 시간에 대응하는 샘플수(P)의 정수(m) 배의 시간(mP)이 지연된 시점에 샘플 데이터를 수집한다. C/A 코드 1주기에 대응하는 시간 동안 수집된 샘플 데이터 x(n-mP)는 부 빔포머 계수 연산부(130)에 의해 부 빔포머 계수와 곱해진 후 합산되어 기준 신호 d(n)을 생성한다. 여기서, 샘플 데이터의 수집 기간은 C/A 코드 1주기로 선택되었으나, 반드시 1주기 또는 1ms 에 국한되는 것은 아니며, 그보다 짧거나 긴 시간으로 선택될 수 있다.In order to utilize the autocorrelation characteristic of the GPS L1 C / A signal, sample data is collected at a time point when the time (mP) times the integer (m) times the number of samples P corresponding to the C / A
수신 신호 x(n)은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.The received signal x (n) can be expressed by the following equation (1).
여기서, s(n)은 GPS 신호 성분, i(n)은 재밍 신호 성분, 그리고 v(n)은 잡음 성분을 의미한다. 다중 경로 신호 성분은 고려되지 않는다.Here, s (n) denotes a GPS signal component, i (n) denotes a jamming signal component, and v (n) denotes a noise component. Multipath signal components are not considered.
그리고, 지연된 수신 신호 x(n-mP)는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.The delayed received signal x (n-mP) can be expressed by the following equation (2).
또한, 빔포머 출력 신호 z(n)과 기준 신호 d(n)은 각각 다음의 수학식 3 및 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.In addition, the beam former output signal z (n) and the reference signal d (n) can be expressed by the following equations (3) and (4), respectively.
여기서, (·)H는 허미시안(Hermitian) 전치행렬을 의미한다.Here, (·) H means a Hermitian transpose matrix.
수학식 3 및 4를 이용하여, 빔포머 출력 신호 z(n)과 기준 신호 d(n) 각각의 공분산을 수학식 5 및 6과 같이 나타낼 수 있고, 이들 간의 교차상관 행렬은 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.The covariance of each of the beam former output signal z (n) and the reference signal d (n) can be expressed by Equations (5) and (6) using Equations (3) and (4) .
여기서, E{·}는 평균을 의미한다. 그리고, 공분산행렬 Rxx 는 로 정의할 수 있고, 교차상관 행렬 는 로 정의할 수 있다. Here, E {·} means average. Then, the covariance matrix R xx , And a cross-correlation matrix The .
한편, 재밍 신호의 세기가 GPS 신호 세기보다 매우 크고, 모든 조향 벡터들이 직교할 정도로 배열 안테나 갯수(M)가 충분히 많다고 가정하면, 공분산행렬 Rxx 는 EVD(eigenvalue decomposition)에 의해 로 분해가 가능하며 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, assuming that the intensity of the jamming signal is much greater than the GPS signal intensity and that the number of array antennas (M) is sufficiently large such that all the steering vectors are orthogonal, the covariance matrix Rxx is estimated by eigenvalue decomposition And can be expressed by Equation (8).
여기서, 이다.here, to be.
Ui, 는 의 신호 세기를 갖는 잡음 및 재밍 서브스페이스의 고유벡터, Us는 의 신호 세기를 갖는 잡음 및 GPS 신호 서브스페이스의 고유벡터, 그리고 Uv는 의 신호 세기를 갖는 잡음 서브스페이스를 의미한다. 그리고, 및 는 각각, 재밍신호, GPS 신호, 잡음의 세기를 의미한다.U i , is Eigenvector, U s of the noise and jamming subspace having a signal strength And the eigenvector of the GPS signal subspace, with U v = Quot; noise subspace ". And, And Denote the jamming signal, the GPS signal, and the strength of the noise, respectively.
또한, 유사하게, 교차상관 행렬 는 EVD (eigenvalue decomposition)에 의해 로 분해가 가능하며, 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.Similarly, a cross-correlation matrix By eigenvalue decomposition (EVD) And can be expressed by Equation (9).
여기서, 이다.here, to be.
는 교차상관 행렬 에서 재밍 신호의 세기를 의미한다. 즉, 는 재밍 신호의 자기상관 특성의 정도를 나타내므로 SCORE 기술의 성능을 결정하는 중요한 성분이다. Is a cross-correlation matrix The strength of the jamming signal is referred to as " In other words, Shows the degree of autocorrelation of the jamming signal and is an important component for determining the performance of the SCORE technique.
한편, SCORE 기술의 비용함수는 이고, 비용함수를 최대화시키는 가중치 벡터()를 산출하여 이를 빔포밍 계수로 이용한다. 즉, SCORE 기술은 일반적으로 자기상관 특성을 갖는 신호의 교차상관 행렬( )을 최대화시키는 가중치 벡터()를 산출한다.The cost function of the SCORE technique, on the other hand, And a weight vector that maximizes the cost function ( ) Is calculated and used as a beam forming coefficient. In other words, the SCORE technique is generally called a cross-correlation matrix of signals having autocorrelation properties ) ≪ / RTI > ).
빔포머 출력 신호와 기준 신호 간의 오차는 로 나타낼 수 있으며, 이를 최소화시키는 부 빔포머 계수 을 비용함수에 대입하여 정리하면 비용함수는 다음의 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.The error between the beam former output signal and the reference signal is , And the sub-beam former coefficient Is substituted into the cost function, the cost function can be expressed by the following Equation (10).
여기서, 이다. here, to be.
수학식 10에서, 일반적인 SCORE 기술의 문제 해결 방법과 동일하게 일반적인 고유치 문제에서 최대 고유치에 대응하는 고유벡터를 가중치 벡터()로 결정하면, 다음의 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.In Equation (10), the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue in the general eigenvalue problem is defined as a weight vector ), The following expression (11) can be obtained.
수학식 11에서 최대 고유치 값(λmax)에 대응하는 고유벡터를 가중치 벡터(w)로 결정하는 방법으로 해를 얻을 수 있다. 다시 말해, 비용함수 C(w)는 최대 고유치 값(λmax)에 대응하는 가중치 벡터(w)를 수학식 10에 적용할 때, 최대 비용 값이 산출되고 최대 비용 값은 최대 고유치 값(λmax)이 된다.In Equation (11), a solution can be obtained by determining the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue value (? Max ) as the weight vector (w). In other words, when the weighting vector w corresponding to the maximum eigenvalue value? Max is applied to
한편, 수학식 11에서 라고 정의하자. 수학식 8에서 를 얻을 수 있고, 수학식 9에서 를 얻을 수 있으므로, 이를 A 에 대입하여 정리하면 다음의 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, in Equation (11) . In Equation (8) And in
여기서, 이다.here, to be.
및 는 각각 재밍, GPS 신호 및 잡음의 고유치들을 의미하고, 이들은 자기상관값과 교차상관값간의 신호세기 비율에 의해 결정된다. 한편, 는 고유치 크기의 내림차 순에 의해 각각 수학식 13 및 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다. And Mean eigenvalues of jamming, GPS signal and noise, respectively, which are determined by the signal intensity ratio between the autocorrelation value and the cross-correlation value. Meanwhile, Can be represented by Equation (13) and Equation (14) according to the descending order of the eigenvalue size, respectively.
여기서, diag{}는 대각행렬을 의미하고, K는 재밍신호의 개수, Q는 GPS신호 개수를 의미한다.Here, diag {} denotes a diagonal matrix, K denotes the number of jamming signals, and Q denotes the number of GPS signals.
종래의 SCORE 기술은 재밍 신호가 원하는 신호와 상관 특성을 가지지 않는다는 특수한 조건하에서, 원하는 신호의 자기상관 특성이 최대화되도록 배열 안테나의 가중치 벡터를 산출하였다. 하지만, 여기서는 일반적인 재밍 신호인 경우를 모두 고려하고, 이러한 경우에 수학식 12에서와 같이 모든 신호 성분의 고유치들을 분석하고 임계값을 통해 수학식 14에서와 같이 GPS 신호 세기에 해당하는 고유치들을 선별한 후, 이들에 해당하는 고유벡터들을 추출하고, 최종적으로 가중치 벡터()를 산출한다.In the conventional SCORE technique, the weight vector of the array antenna is calculated so that the autocorrelation characteristic of the desired signal is maximized under a special condition that the jamming signal has no correlation with the desired signal. However, in this case, all of the common jamming signals are considered. In this case, the eigenvalues of all the signal components are analyzed as shown in Equation (12), and eigenvalues corresponding to the GPS signal intensity are selected through Equation (14) Then, the eigenvectors corresponding to these are extracted, and finally the weight vector ).
수학식 12에서 확인할 수 있듯이, 원하는 신호와 상관 특성이 있는 재밍 신호인 경우에 종래의 SCORE 기술을 적용하여 가중치 벡터를 산출하면, 오히려 재밍 신호 방향으로 이득이 증폭되는 문제가 발생할 수 있다.As can be seen from Equation (12), when the weight vector is calculated by applying the conventional SCORE technique in the case of a jamming signal having a correlation characteristic with a desired signal, the gain may be amplified in the direction of the jamming signal.
GPS 신호는 확산 코드 이득에 따라 재밍 신호에 강인한 특성을 가지기 때문에, GPS 신호에 직접적인 영향을 주는 재밍 신호는 통상적으로 GPS 신호의 세기보다 20 내지 30 dB 이상 더 큰 신호 세기를 가진다. 예를 들어, GPS 신호는 일반적으로 -160dBW±3dB 정도의 신호 세기를 가지지만, 단순한 재밍 신호는 GPS 신호의 세기보다 20 내지 30 dB 이상의 더 큰 신호 세기를 가질 수 있다. 한편, GPS 신호와 동일한 구조의 스마트 재밍 신호의 경우, GPS 기만 신호는 기만 대상 수신기에서 GPS 신호의 세기보다 약간 더 큰 신호 세기(약 5dB)를 가지도록 전송될 수 있고, GPS 중계 신호는 재밍 신호의 영향 반경에 따라 신호 세기가 달라지지만, GPS 기만 신호보다는 상대적으로 더 큰 신호 세기를 가지도록 전송된다.Because the GPS signal has a robust nature to the jamming signal according to the spreading code gain, the jamming signal that directly affects the GPS signal typically has a signal strength that is 20 to 30 dB greater than the strength of the GPS signal. For example, a GPS signal typically has a signal strength on the order of -160 dBW +/- 3dB, but a simple jamming signal may have a signal strength greater than 20-30 dB above the strength of the GPS signal. On the other hand, in the case of a smart jamming signal having the same structure as that of the GPS signal, the GPS only signal can be transmitted so as to have a signal strength slightly higher than the intensity of the GPS signal at the deemed receiver (about 5 dB) The intensity of the signal varies depending on the radius of influence of the GPS signal, but is transmitted so as to have a relatively larger signal intensity than the GPS signal alone.
GPS 신호의 세기와 재밍 신호의 세기 간에 이와 같은 차이가 존재한다는 점을 이용하여, 수학식 12의 모든 고유치 값을 분석하여 각 고유치 값에 대응하는 성분을 식별할 수 있다.Utilizing the fact that there is such a difference between the strength of the GPS signal and the intensity of the jamming signal, all eigenvalue values in equation (12) can be analyzed to identify components corresponding to each eigenvalue value.
수학식 12의 비용함수에서 모든 고유치 값을 분석하면, GPS 신호에 대응하는 고유치 값들은 서로 유사한 크기를 가지지만, 재밍 신호의 세기는 GPS 신호의 세기보다 20 내지 30 dB 이상 크기 때문에 재밍 신호에 대응하는 고유치 값들은 GPS 신호에 대응하는 고유치 값들에 비해 상대적으로 더 큰 값을 갖는다. 또한, GPS 기만 신호의 경우, 실제 GPS 위성처럼 다양한 위성 방향에서 GPS 기만 신호를 생성하는 것은 현실적으로 어렵기 때문에 일반적으로 어느 한 지점의 기만 신호 생성 장치로부터 모든 가시 위성들의 신호에 대한 기만 신호를 전송하게 된다. 각각의 위성에 대한 GPS 기만 신호의 세기는 각각의 실제 GPS 신호보다 약 5dB 정도 높게 전송될 수 있지만, 이 경우 GPS 기만 신호 방향에서 수신되는 신호 세기는 모든 GPS 기만 신호의 합이므로 매우 높게 나타날 수 있다.When all the eigenvalue values in the cost function of
이러한 재밍 신호 세기의 특징을 이용하여 고유치 값들의 분석을 통해 GPS 신호에 대응하는 고유치 및 재밍 신호에 대응하는 고유치를 식별할 수 있다. 그리고, 재밍 신호가 없거나 상관 특성을 갖지 않는 경우, 비용함수에서 재밍 신호에 대응하는 고유치 값들이 존재하지 않을 것이므로, 마찬가지로 GPS 신호에 대응하는 고유치를 식별할 수 있다. 즉, SCORE 기술의 비용함수에서 모든 고유치 값들을 분석하여 이 중에서 GPS 신호에 대응하는 고유치를 식별해낼 수 있고, 그에 대응하는 고유벡터 또한 식별해낼 수 있다.The eigenvalues corresponding to the GPS signal and the eigenvalues corresponding to the jamming signal can be identified through analysis of the eigenvalue values using the characteristics of the jamming signal intensity. If there is no jamming signal or no correlation, eigenvalues corresponding to the jamming signal will not exist in the cost function, so that the eigenvalues corresponding to the GPS signal can be similarly identified. That is, all the eigenvalue values in the cost function of the SCORE technique can be analyzed, among which the eigenvalues corresponding to the GPS signals can be identified and the corresponding eigenvectors can also be identified.
GPS 신호에 대응하는 고유치 값을 식별하기 위해서는 임계값의 설정이 요구된다. 예를 들어, GPS 신호에 대응하는 고유치 값의 하한에 해당하는 제1 임계값 및 GPS 신호에 대응하는 고유치 값의 상한에 해당하는 제2 임계값이 설정될 수 있다. 제1 임계값 및 제2 임계값은 수신되는 GPS 신호 및 배열 안테나의 개수 등의 조건에 따라 달라질 수 있으므로, 사전에 테스트를 통해 미리 결정될 수 있다. 제1 임계값 및 제2 임계값이 설정되면, 비용함수의 고유치 값들과 임계값들의 비교 결과에 따라 제1 임계값보다 크고 제2 임계값보다 작은 고유치를 GPS 신호에 대응하는 고유치로 결정할 수 있다.Setting of the threshold value is required to identify the eigenvalue value corresponding to the GPS signal. For example, a first threshold value corresponding to the lower limit of the eigenvalue value corresponding to the GPS signal and a second threshold value corresponding to the upper limit of the eigenvalue value corresponding to the GPS signal may be set. The first threshold value and the second threshold value may vary depending on conditions such as the received GPS signal and the number of array antennas, and therefore may be determined in advance through a test. When the first threshold value and the second threshold value are set, the eigenvalue that is larger than the first threshold value and smaller than the second threshold value may be determined as a eigenvalue corresponding to the GPS signal according to the comparison result of the eigenvalue values of the cost function and the threshold values .
이러한 방식으로 GPS 신호에 대응하는 고유치 값이 식별되면, 그에 대응하는 고유벡터를 이용하여 빔포밍 가중치 벡터()를 결정할 수 있다. GPS 신호의 고유치 값에 대응하는 고유벡터에 기초하여 빔포밍 가중치 벡터()를 적용함으로써, GPS 신호 방향의 빔은 증폭시키고 재밍 신호 방향의 빔은 감소시키는 적응형 빔포밍을 통해 재밍 신호의 상관 특성 유무와 관계 없이 다양한 종류의 재밍 신호에 대하여 항재밍 기능을 제공할 수 있다.When an eigenvalue value corresponding to the GPS signal is identified in this manner, a beamforming weight vector Can be determined. Based on the eigenvector corresponding to the eigenvalue of the GPS signal, the beamforming weight vector ), It is possible to provide an anti-jamming function for various kinds of jamming signals regardless of the correlation characteristic of the jamming signal through the adaptive beamforming that amplifies the beam in the GPS signal direction and reduces the beam in the jamming signal direction have.
따라서, 수학식 12의 모든 고유치 값들을 산출한 후, 임계값 범위에 존재하는 GPS 신호 성분의 고유치에 대응하는 고유벡터들을 다양한 방식에 따라 이용하여 최종적인 빔포밍 가중치 벡터()를 산출할 수 있다. 예를 들어, GPS 신호 성분의 최대 고유치 값에 대응하는 고유벡터를 가중치 벡터()로 사용하거나, 복수의 가중치 벡터의 평균을 구해서 빔포밍 가중치 벡터()로 사용할 수 있다. 또한, 추출된 GPS 신호 성분의 고유벡터를 방향 성분에 해당하는 4개의 가중치 벡터를 제한 조건으로 설정하고 MMSE(Minimum Mean-Squared Error)의 해를 구하는 식을 이용하여 가중치 벡터()를 산출할 수 있다. MMSE 해를 구하는 식은 다음의 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다. Therefore, after calculating all the eigenvalues of Equation (12), eigenvectors corresponding to the eigenvalues of the GPS signal components existing in the threshold range are used according to various methods to obtain the final beamforming weight vector ) Can be calculated. For example, the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue value of the GPS signal component is referred to as a weight vector ), Or averaging a plurality of weight vectors to obtain a beamforming weight vector ( ). In addition, the eigenvectors of the extracted GPS signal components are set as constraint conditions of four weight vectors corresponding to the direction components, and a solution of the minimum mean-squared error (MMSE) ) Can be calculated. The equation for obtaining the MMSE solution can be expressed by the following equation (15).
여기서, GPS 신호의 방향 성분 이고, f=[11....1]T 이다.Here, the direction component of the GPS signal , And f = [11 .... 1] T.
도 3은 일실시예에 따른 위성 항법 수신 방법에서 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 프로세스를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3에 도시된 방법은 예를 들어 도 1의 수신기에 포함되는 빔포밍 가중치 벡터 결정부에 의해 수행될 수 있다.3 is a flowchart illustrating a process of determining a beamforming weight vector in a satellite navigation receiving method according to an embodiment. The method shown in FIG. 3 may be performed, for example, by a beamforming weight vector determination unit included in the receiver of FIG.
단계 310에서, 위성 항법 수신 방법은 빔포머 출력 신호로부터 샘플 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 배열 안테나(110)로부터 C/A 코드 1주기에 대응하는 시간 동안 수집된 출력 신호 측 샘플 데이터 x(n)을 수신할 수 있고, C/A 코드 1주기 시간에 대응하는 샘플수(P)의 정수(m) 배의 시간(mP)이 지연된 시점에 C/A 코드 1주기에 대응하는 시간 동안 수집된 기준 신호 측 샘플 데이터 신호 x(n-mP)를 수신할 수 있다. 출력 신호 측 샘플 데이터 x(n)을 주 빔포머 계수와 곱한 후 합산하여 빔포머 출력 신호 z(n)을 생성하고, 기준 신호 측 샘플 데이터 신호 x(n-mP)를 부 빔포머 계수와 곱한 후 합산하여 기준 신호 d(n)을 생성한다. 여기서, 샘플 데이터의 수집 기간은 C/A 코드 1주기로 선택되었으나, 반드시 1주기에 국한되는 것은 아니며, 그보다 짧거나 긴 시간으로 선택될 수 있다.In
단계 320에서, 위성 항법 수신 방법은 비용함수 C()를 계산할 수 있다. 빔포머 출력 신호와 기준 신호 간의 오차를 최소화시키는 부 빔포머 계수를 비용함수에 대입하여 정리하면 비용함수는 수학식 10과 같이 표현된다.In
단계 330에서, 위성 항법 수신 방법은 비용함수의 모든 고유치 값들 중에서 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치를 식별할 수 있다. 이를 위하여 GPS 신호와 재밍 신호의 신호 세기 간의 관계에 기초한 분석이 이용될 수 있다. 예를 들어, 소정의 기준 범위 내의 크기를 가지는 고유치 값들을 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치로서 식별할 수 있다. GPS 신호 성분에 대응하는 고유치 값을 식별하는 기준 범위를 정의하는 임계값들(상한 값 및 하한 값)이 테스트를 통해 미리 결정될 수 있다. 한편, 재밍 신호가 없거나 상관 특성을 갖지 않는 경우, 비용함수에서 재밍 신호에 대응하는 고유치 값들이 존재하지 않을 것이므로, 마찬가지로 GPS 신호에 대응하는 고유치를 식별할 수 있다In
단계 340에서, GPS 신호 성분에 대응하는 고유벡터에 기초하여 빔포밍 가중치 벡터()를 결정할 수 있다. 예를 들어, GPS 신호 성분의 비용함수의 최대 고유치 값에 대응하는 고유벡터를 가중치 벡터()로 사용하거나, 복수의 가중치 벡터의 평균을 구해서 빔포밍 가중치 벡터()로 사용할 수 있다. 또한, GPS 신호의 방향 성분에 해당하는 가중치 벡터를 제한 조건으로 설정하고 MMSE의 해를 구하는 식을 이용하여 가중치 벡터()를 산출할 수 있다. 빔포밍 가중치 벡터()를 적용함으로써, GPS 신호 방향의 빔은 증폭시키고 재밍 신호 방향의 빔은 감소시키는 적응형 빔포밍을 통해 재밍 신호의 상관 특성 유무와 관계 없이 다양한 종류의 재밍 신호에 대하여 항재밍 기능을 제공할 수 있다.In
도 4a 내지 도 4d는 일실시예에 따라 비용함수의 고유치 최대값에 대응하는 고유벡터만을 이용하여 가중치 벡터를 산출한 후 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과를 도시한다.4A to 4D show results of simulation of a beam pattern after calculating a weight vector using only eigenvectors corresponding to the eigenvalue maximum value of the cost function according to an embodiment.
시뮬레이션에는 10개의 ULA(Uniform Linear Array) 안테나에서 4개의 GPS 위성 신호를 -50, -10, 30, 60 도 방향에서 -157 dBW 의 신호 세기로 수신하고, 2개의 재밍 신호를 15, 45도 방향에서 수신하고, 잡음의 세기는 -142 dBW (2MHz 대역폭)로 설정되었으며, 1ms 에 해당하는 2,046 샘플 데이터를 이용하였다.In the simulation, four GPS satellite signals are received from ten ULA (Uniform Linear Array) antennas at a signal strength of -157 dBW in the direction of -50, -10, 30, and 60 degrees, and two jamming signals are received in directions of 15 and 45 degrees , And the noise intensity was set to -142 dBW (2 MHz bandwidth), and 2,046 sample data corresponding to 1 ms was used.
도 4a에서는 상관 특성이 없는 재밍 신호를 30 dB의 JSR(Jamming to Signal Ratio)로 수신하도록 하였고, 도 4b에서는 연속파 재밍 신호를 30 dB의 JSR로 수신하도록 하였다. 도 4c에서는 4개의 GPS 위성 신호와 동일한 C/A 코드를 가지는 4개의 스마트 재밍 신호를 각각 0 dB의 JSR로 합성하여 15, 45도 방향에서 수신하도록 하였다. 도 4d에서는 도 4c와 동일한 조건을 적용하되 4개의 스마트 재밍 신호를 각각 30 dB로 합성하였다.In FIG. 4A, a jamming signal having no correlation characteristic is received at a jamming to signal ratio (JSR) of 30 dB. In FIG. 4B, a continuous wave jamming signal is received at a 30 dB JSR. In FIG. 4C, four smart jamming signals having the same C / A code as the four GPS satellite signals are synthesized with 0 dB of JSR and received at 15 and 45 degrees, respectively. In FIG. 4D, the same conditions as in FIG. 4C are applied, but four smart jamming signals are synthesized at 30 dB each.
도 4a 내지 도 4d에 나타난 바와 같이, 수학식 13에 따른 가중치 벡터를 적용한 시뮬레이션 결과는 상관 특성이 없는 재밍 신호가 수신된 경우(도 4a)에만 재밍 신호 방향을 성공적으로 널링(nulling)하였고, 상관 특성이 있는 재밍 신호가 수신된 경우(도 4b 내지 4d)에는 재밍 신호 방향에도 빔이 형성되었다.As shown in FIGS. 4A to 4D, the simulation result using the weight vector according to Equation (13) successfully nullifies the jamming signal direction only when a jamming signal having no correlation characteristic is received (FIG. 4A) When a jamming signal with characteristics is received (Figs. 4B to 4D), a beam is also formed in the direction of the jamming signal.
도 5는 일실시예에 따라 비용함수의 고유치 값들의 크기 분석을 통해 GPS 신호 성분에 해당하는 고유벡터들을 선별한 후 이들을 이용하여 가중치 벡터를 산출한 후 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과를 도시한다.FIG. 5 illustrates a result of simulating a beam pattern after calculating eigenvectors corresponding to a GPS signal component by analyzing magnitudes of eigenvalue values of a cost function according to an embodiment, calculating weight vectors using the eigenvectors corresponding to GPS signal components, and FIG.
도 5의 시뮬레이션 조건은 도 4a와 동일하게 설정되었다. 4개의 GPS 위성 신호를 -50, -10, 30, 60 도 방향에서 수신하고, 2개의 연속파 재밍 신호를 15, 45도 방향에서 50 dB의 JSR로 수신하도록 하였다.The simulation conditions in Fig. 5 were set the same as those in Fig. 4A. Four GPS satellite signals were received in the -50, -10, 30, and 60 degrees directions and two continuous wave jamming signals were received in the JSRs of 50 dB in the 15 and 45 degrees directions.
실선은 GPS 신호 방향에 해당하는 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이고, 일점쇄선은 4개의 가중치 벡터를 평균해서 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이며, 점선은 4개의 가중치 벡터를 제한조건으로 설정하고 MMSE 해를 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이다. 서로 약간의 성능 차이는 있으나, 어느 경우에나 GPS 신호 방향의 이득은 증폭되고, 재밍 신호 방향의 이득은 -70dB 정도까지 널링되는 것을 확인할 수 있다.The solid line is the result of simulating the beam pattern using only the maximum value among the four weight vectors corresponding to the GPS signal direction, the one-dot chain line is the result of simulating the beam pattern by averaging the four weight vectors, And the beam pattern is simulated using the MMSE solution. In each case, the gain of the GPS signal direction is amplified, and the gain of the jamming signal direction is nulled to about -70 dB.
도 6a 및 6b는 일실시예에 따른 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도 5는 수학식 14에 따라 결정된 가중치 벡터를 적용한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 6a의 시뮬레이션 조건은 도 4c와 동일하게 설정되었고, 도 6b의 시뮬레이션 조건은 도 4d와 동일하게 설정되었다. 4개의 GPS 위성 신호를 -50, -10, 30, 60 도 방향에서 수신하고, 4개의 GPS 위성과 동일한 GPS C/A 코드를 가지는 4개의 스마트 재밍 신호를 합성하여 15, 45도 방향에서 0dB(도 6a의 경우) 또는 50 dB(도 6b의 경우)의 JSR로 수신하도록 하였다. 6A and 6B show the beam pattern simulation results according to one embodiment. FIG. 5 shows a simulation result using a weight vector determined according to Equation (14). The simulation conditions in Fig. 6A are set the same as those in Fig. 4C, and the simulation conditions in Fig. 6B are set the same as in Fig. 4D. Four smart jamming signals with the same GPS C / A code as the four GPS satellites are synthesized by receiving four GPS satellite signals in directions of -50, -10, 30, and 60 degrees. 6A) or a JSR of 50 dB (in the case of FIG. 6B).
실선은 GPS 신호 방향에 해당하는 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이고, 일점쇄선은 4개의 가중치 벡터를 평균해서 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이며, 점선은 4개의 가중치 벡터를 제한조건으로 설정하고 MMSE 해를 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이다. 4개의 가중치 벡터의 평균값을 이용하는 방식 또는 MMSE 해를 이용하는 방식이 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하는 방식보다 더 우수한 빔 패턴을 형성하는 것을 확인할 수 있다.The solid line is the result of simulating the beam pattern using only the maximum value among the four weight vectors corresponding to the GPS signal direction, the one-dot chain line is the result of simulating the beam pattern by averaging the four weight vectors, And the beam pattern is simulated using the MMSE solution. It can be seen that the method using the average value of the four weight vectors or the method using the MMSE solution forms a beam pattern superior to the method using only the maximum value among the four weight vectors.
도 7a 및 7b는 일실시예에 따라 수집된 샘플 데이터를 예시적으로 도시한다. SCORE 기술은 비용함수에서 샘플 데이터의 교차상관 행렬을 이용하고 샘플 데이터 내의 GPS 신호 성분의 자기상관 특성을 기반으로 동작하기 때문에, SCORE 기술이 정상적으로 동작하기 위해서는 샘플 데이터 내에서 GPS 신호 성분의 자기상관 특성이 유지되어야 한다. 이를 위해서 샘플 데이터는 메시지 비트의 반전을 포함하지 않도록 동일한 비트 내에서 선택될 필요가 있다.Figures 7A and 7B illustrate sample data collected according to one embodiment. Since the SCORE technique uses the cross-correlation matrix of the sample data in the cost function and operates based on the autocorrelation characteristics of the GPS signal components in the sample data, in order for the SCORE technology to operate normally, Should be maintained. For this purpose, the sample data needs to be selected in the same bit so as not to include the inversion of the message bits.
도 7a에 도시된 바와 같이 빔포머 출력 신호 측 샘플 데이터 x(n)에 메시지 비트 반전 시점이 포함된 경우, 교차상관 행렬에서 자기상관 특성이 사라질 수 있다. 마찬가지로, 도 7b에 도시된 바와 같이 기준 신호 측 샘플 데이터 x(n-mP)에 메시지 비트 반전 시점이 포함된 경우에도, 교차상관 행렬에서 자기상관 특성이 사라질 수 있다.When the message bit inversion time is included in the beamformer output signal side sample data x (n) as shown in FIG. 7A, the autocorrelation characteristic in the cross-correlation matrix may disappear. Similarly, when the message bit inversion time is included in the reference signal side sample data x (n-mP) as shown in Fig. 7B, the autocorrelation characteristic may disappear in the cross-correlation matrix.
샘플 데이터 내의 자기상관 특성을 유지하기 위하여 샘플 데이터의 길이를 C/A 코드의 1주기보다 더 길게 이용하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법은 특정 GPS 위성과 수신기 간의 특정 TOA 시간을 갖는 신호만을 고려하기 때문에, 해당되는 TOA 시간을 갖는 신호에 대하여만 자기상관 특성을 유지시킬 수 있다. 현실적으로, GPS 위성 항법을 위해서 최소 4개 이상의 GPS 위성과 수신기 간의 TOA 시간이 사용되며, TOA 시간은 측위 시점의 다양한 GPS 위성 그룹 배치에 따라 다양한 값을 가지게 된다. 실제로, GPS 시뮬레이터를 이용하여 임의의 시점에서 측정한 수신기와 GPS 가시 위성들 간의 거리 및 TOA 시간을 분석해 보면, TOA 시간은 약 67 내지 83 ms 의 범위에 분포하며, 최소 TOA 시간 대비 최대 16ms의 TOA 시간 차이가 존재한다.There is a method of using the length of the sample data longer than one cycle of the C / A code in order to maintain the autocorrelation property in the sample data. However, since this method considers only a signal having a specific TOA time between a specific GPS satellite and a receiver, autocorrelation characteristics can be maintained only for a signal having a corresponding TOA time. In reality, TOA time between at least 4 GPS satellites and receiver is used for GPS satellite navigation, and TOA time has various values according to various GPS satellite group arrangement at the time of positioning. In fact, when analyzing the distance between the receiver and the GPS visible satellites measured at an arbitrary point in time using the GPS simulator and the TOA time, the TOA time is distributed in the range of about 67 to 83 ms, and the TOA There is a time difference.
도 8은 일실시예에 따라 수집되는 샘플 데이터를 예시적으로 도시한다. 주어진 4개의 GPS 신호의 메시지 비트 구조에 대하여 빔포머 출력 신호 측 샘플 데이터 x(n) 및 기준 신호 측 샘플 데이터 x(n-mP)가 도 8에 도시된 바와 같이 선택된 경우를 가정할 수 있다.Figure 8 illustrates exemplary sample data collected according to one embodiment. It can be assumed that the beam former output signal side sample data x (n) and the reference signal side sample data x (n-mP) are selected as shown in FIG. 8 for the message bit structure of the given four GPS signals.
이 때, 도 4a의 시뮬레이션 조건과 동일하게 4개의 GPS 신호를 수신하고 자기상관 특성이 없는 2개의 재밍 신호를 15, 45도 방향에서 50 dB의 JSR로 수신하도록 한 경우의 시뮬레이션 결과는 도 9와 같다.In this case, simulation results in which four GPS signals are received in the same manner as the simulation condition in FIG. 4A and two jamming signals having no autocorrelation characteristics are received in the JSR of 50 dB in the directions of 15 and 45 degrees, same.
도 9에서, 실선은 샘플 데이터의 길이를 C/A 코드의 1주기보다 길게 이용하는 방법을 이용하여 GPS 신호 방향에 해당하는 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이다. 이 결과를 살펴보면, 자기상관 특성이 없는 재밍 신호에 대하여는 성공적으로 널링 기능이 제공되었으나, 빔포머 출력 신호 측 샘플 데이터의 1/2 지점에 비트 반전 시점이 포함되어 있는 -50도 방향의 GPS 신호에 대하여는 빔 이득을 제공하는 데에 실패하였음을 알 수 있다. 다만, 빔포머 출력 신호 측 샘플 데이터의 1/7 지점에 비트 반전 시점이 포함되어 있는 -10도 방향의 GPS 신호의 경우, 나머지 6/7 부분이 동일한 비트를 유지하기 때문에 그 부분에 대한 자기상관 특성이 존재하여 빔 이득이 제공된 것을 알 수 있다.9, the solid line is a result of simulating the beam pattern using only the maximum value among the four weight vectors corresponding to the GPS signal direction by using a method of using the length of the sample data longer than one cycle of the C / A code. As a result, the nulling function was successfully provided for the jamming signal having no autocorrelation property. However, in the case of the -50 ° direction GPS signal including the bit inversion point at 1/2 of the sample data on the beam former output signal side It can be seen that it failed to provide the beam gain. However, in the case of the GPS signal in the -10 degree direction in which the bit inversion time is included at 1/7 of the sample data on the beam former output signal side, since the remaining 6/7 part holds the same bit, Lt; RTI ID = 0.0 > beam gain < / RTI >
결국, 샘플 데이터의 길이를 C/A 코드의 1주기(1ms)보다 길게 이용하는 방법은 특정 TOA 시간을 갖는 신호에 대하여만 적용이 가능할 뿐, 모든 GPS 가시 위성의 신호에 적용될 수 없다. 따라서, 비용함수의 교차상관 행렬 계산에 사용되는 샘플데이터를 취할 때, GPS 가시 위성으로부터 수신된 신호들의 자기상관 특성이 유지되도록 샘플 데이터를 선택할 필요가 있다. 샘플 데이터 선택 방법은 이하에서 도 10을 참조하여 더 설명된다.As a result, the method of using the length of the sample data longer than one period (1 ms) of the C / A code can be applied only to a signal having a specific TOA time, and can not be applied to all GPS visible satellite signals. Therefore, when taking the sample data used in the calculation of the cross-correlation matrix of the cost function, it is necessary to select the sample data so that the autocorrelation characteristic of the signals received from the GPS visible satellite is maintained. The sample data selection method will be further described below with reference to FIG.
도 10은 일실시예에 따른 위성 항법 수신 방법에서 샘플 데이터를 추출하는 프로세스를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10에 도시된 방법은 예를 들어 도 1의 수신기에 포함되는 샘플 데이터 추출부에 의해 수행될 수 있다.10 is a flowchart for explaining a process of extracting sample data in a satellite navigation receiving method according to an embodiment. The method shown in FIG. 10 may be performed by, for example, a sample data extracting unit included in the receiver of FIG.
단계 1010에서, GPS 메시지 비트 길이에 대응하는 기간 동안 C/A 코드 주기마다 비용함수의 고유치 값들의 총합을 계산할 수 있다. 비트 반전 시점을 포함하는 샘플 데이터를 이용하는 교차상관 행렬은 GPS 신호의 자기상관 특성이 상쇄되어 비용함수의 고유치 값이 매우 작은 크기를 갖게 된다. 따라서, 샘플 데이터에서 자기상관 특성이 상쇄되는 GPS 신호가 하나 이상 존재하는 경우 비용함수의 고유치 값의 총합은 상대적으로 작은 값을 가질 것이고, 샘플 데이터에 포함된 모든 GPS 신호의 자기상관 특성이 상쇄되지 않은 경우 비용함수의 고유치 값의 총합은 상대적으로 큰 값을 가질 것이다.At
이러한 특성을 이용하기 위하여, 예를 들어 임의의 시점에서 비용함수의 고유치 값의 총합을 계산한 후 1ms 만큼씩 시간을 지연시키면서 메시지 비트(20ms) 길이에 해당하는 20번에 걸쳐 비용함수의 고유치 값의 총합을 계산할 수 있다.In order to utilize this characteristic, for example, the sum of the eigenvalues of the cost function is calculated at an arbitrary point in time, and the eigenvalue value of the cost function is calculated over 20 times corresponding to the message bit (20ms) Can be calculated.
단계 1020에서, 고유치 값들의 총합으로부터 모든 GPS 신호의 자기상관 특성이 상쇄되지 않는 샘플 데이터 시점을 결정할 수 있다. 메시지 비트 길이에 해당하는 20번에 걸쳐 계산된 고유치 값의 총합 중에서, 계산된 총합이 최대값을 가지는 시점을, 모든 GPS 신호의 자기상관 특성이 상쇄되지 않은 샘플 데이터 시점으로 간주할 수 있다. 따라서, 계산된 총합이 최대값을 가지는 시점을 비용함수 계산에 사용할 샘플 데이터 시점으로 결정할 수 있다.At
이 때, 모든 GPS 신호의 자기상관 특성이 상쇄되지 않는 샘플 데이터 시점은 계산된 총합이 최대값을 가지는 시점 이외에도 몇 군데의 시점이 더 존재할 수 있다. 따라서, 고유치 값의 총합을 계산하는 과정의 20번 반복 수행은 계산량이 많고 처리 시간의 증가를 유발하므로, 사전 테스트를 통해 고유치 값의 총합에 대한 임계값을 설정하여 계산된 인덱스의 고유치 값의 총합이 임계값을 초과하는 경우 고유치 값의 총합의 반복 계산을 중단하고 계산된 인덱스를 샘플 데이터 시점으로 결정할 수 있다.At this time, the sample data point at which the autocorrelation characteristics of all the GPS signals are not canceled may exist at several points in addition to the point at which the calculated sum has the maximum value. Therefore, since the calculation of the total sum of the eigenvalues is repeated 20 times, the calculation amount is large and the processing time is increased. Therefore, the threshold value for the sum of the eigenvalue values is set through the preliminary test, If the threshold value is exceeded, the iterative calculation of the sum of the eigenvalue values can be stopped and the calculated index can be determined as the sample data point in time.
단계 1030에서, 빔포머 출력 신호로부터 결정된 샘플 데이터 시점에 대응하는 샘플 데이터를 수집할 수 있다. 이와 같이 수집되는 샘플 데이터는 비트 반전 시점을 포함하지 않는 구간에서 선택된 것으로서, 모든 GPS 신호의 자기상관 특성이 상쇄되지 않은 샘플 데이터이다. 따라서, 이러한 샘플 데이터를 이용하여 비용함수의 교차상관 행렬 계산을 수행함으로써 항재밍 기능이 효과적으로 제공될 수 있다.At
도 11은 일실시예에 따른 위성 항법 수신 방법에서 샘플 데이터를 추출하는 프로세스를 설명하기 위한 개략도이다. 4개의 GPS 위성방향이 -50도, -10도, 30도 및 60도이고, 임의의 시점에 각 방향에서 수신된 메시지의 구조가 도 11에 도시된 바와 같은 경우를 가정할 수 있다.11 is a schematic diagram for explaining a process of extracting sample data in a satellite navigation receiving method according to an embodiment. It is assumed that the four GPS satellite directions are -50 degrees, -10 degrees, 30 degrees, and 60 degrees, and the structure of the message received from each direction at any point in time is as shown in FIG.
빔포머 출력 신호 측 샘플 데이터 x(n)과 기준 신호 측 샘플 데이터 x(n-mP)를 수집한 후 비용함수의 고유치 값을 구하고, 모든 고유치 값들 또는 GPS 신호 성분으로 선별된 고유치 값들을 합산한다. 이러한 과정을 검색 인덱스에 따라 1에서부터 20까지 반복 수행하여 각 검색 인덱스에 대응하는 비용함수의 고유치 값의 총합을 계산할 수 있다.After collecting the beam former output signal side sample data x (n) and the reference signal side sample data x (n-mP), the eigenvalue value of the cost function is obtained and the eigenvalue values selected by all the eigenvalue values or the GPS signal components are summed . This process is repeated from 1 to 20 according to the search index, and the sum of the eigenvalues of the cost function corresponding to each search index can be calculated.
주어진 비트 반전 시점과 관련하여, -50도 방향의 GPS 신호의 경우 검색 인덱스가 2인 지점에서 비트 반전이 발생하여 검색 인덱스 3까지는 상대적으로 낮은 고유치 값을 가질 것이고, 검색 인덱스 4 이후에는 비트 반전이 발생하지 않으므로 통상적인 고유치 값을 가질 것이다. With respect to a given bit inversion point, in the case of a GPS signal in the -50 degree direction, bit inversion occurs at a search index of 2, and the
또한, 60도 방향의 GPS 신호의 경우 검색 인덱스가 8인 지점에서 비트 반전이 발생하여 검색 인덱스 9까지는 상대적으로 낮은 고유치 값을 가질 것이고, 검색 인덱스 10 이후에는 비트 반전이 발생하지 않으므로 통상적인 고유치 값을 가질 것이다.In the case of the GPS signal in the 60-degree direction, bit inversion occurs at a search index of 8, so that the
또한, 30도 방향의 GPS 신호의 경우, 검색 인덱스가 16인 지점에서 비트 반전이 발생하여 검색 인덱스 17까지는 상대적으로 낮은 고유치 값을 가질 것이고, 검색 인덱스 19 이후에는 비트 반전이 발생하지 않으므로 통상적인 고유치 값을 가질 것이다.In the case of the GPS signal in the 30-degree direction, bit inversion occurs at a search index of 16, so that the
또한, -10도 방향의 GPS 신호의 경우만, 검색 인덱스가 19인 지점에서 비트 반전이 발생하여 검색 인덱스 20까지 상대적으로 낮은 고유치 값을 가질 것으로 예상할 수 있다.Also, it can be expected that the bit inversion occurs at the search index of 19 only in the case of the GPS signal in the -10 degree direction, and has a relatively low eigenvalue value up to the
도 12a 및 12b는 랜덤 재밍 신호를 50 dB의 JSR로 인가한 경우 각 검색 인덱스에 대응하는 비용함수의 고유치 값의 총합을 예시적으로 보여준다. 도 12a는 비용함수의 고유치 값들 중에서 GPS 신호 성분에 대응하는 것으로 식별된 고유치 값들의 총합을 나타내고, 도 12b는 비용함수의 모든 고유치 값들의 총합을 나타낸다.12A and 12B illustrate a total sum of eigenvalues of a cost function corresponding to each search index when a random jamming signal is applied with a JSR of 50 dB. FIG. 12A shows the sum of the eigenvalue values identified as corresponding to the GPS signal component among the eigenvalue values of the cost function, and FIG. 12B shows the sum of all the eigenvalue values of the cost function.
랜덤 재밍 신호의 경우, 상관 특성을 가지지 않으므로 재밍 신호에 대응하는 고유치 값이 존재하지 않는다. 따라서, 도 12a 및 12b 는 서로 유사한 경향을 나타내며, 둘 다 검색 인덱스가 1인 지점에서 고유치 값들의 총합이 최대값을 가지는 것을 알 수 있다.In the case of the random jamming signal, since there is no correlation characteristic, there is no eigenvalue value corresponding to the jamming signal. Therefore, FIGS. 12A and 12B show similar trends, and it can be seen that the sum of the eigenvalue values at both of the search indexes is 1 has the maximum value.
도 13은 랜덤 재밍 신호를 50 dB의 JSR로 인가한 경우 비용함수의 고유치 값의 총합이 최대값인 검색 인덱스 1인 지점에서의 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.FIG. 13 shows a beam pattern simulation result at a
도 13에서 실선은 GPS 신호 방향에 해당하는 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이고, 일점쇄선은 4개의 가중치 벡터를 평균해서 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이며, 점선은 4개의 가중치 벡터를 제한조건으로 설정하고 MMSE 해를 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이다. 4개의 가중치 벡터의 평균값을 이용하는 방식 또는 MMSE 해를 이용하는 방식이 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하는 방식보다 더 우수한 빔 패턴을 형성하는 것을 확인할 수 있다.13, the solid line shows the result of simulating the beam pattern using only the maximum value among the four weight vectors corresponding to the GPS signal direction, the one-dot chain line shows the result of simulating the beam pattern by averaging the four weight vectors, And the beam pattern is simulated using the MMSE solution. It can be seen that the method using the average value of the four weight vectors or the method using the MMSE solution forms a beam pattern superior to the method using only the maximum value among the four weight vectors.
도 14a 및 14b는 연속파 재밍 신호를 50 dB의 JSR로 인가한 경우 각 검색 인덱스에 대응하는 비용함수의 고유치 값의 총합을 예시적으로 보여준다. 도 14a는 비용함수의 고유치 값들 중에서 GPS 신호 성분에 대응하는 것으로 식별된 고유치 값들의 총합을 나타내고, 도 14b는 비용함수의 모든 고유치 값들의 총합을 나타낸다.14A and 14B illustrate a total sum of eigenvalues of a cost function corresponding to each search index when a continuous wave jamming signal is applied with a JSR of 50 dB. FIG. 14A shows the sum of the eigenvalue values identified as corresponding to the GPS signal component among the eigenvalue values of the cost function, and FIG. 14B shows the sum of all the eigenvalue values of the cost function.
연속파 재밍 신호는 상관 특성을 가지는 재밍 신호이고 JSR이 50 dB이므로 재밍 신호에 대응하는 고유치 값이 GPS 신호에 대응하는 고유치 값보다 훨씬 큰 값을 가질 수 있다. 이로 인하여, 도 14b의 비용함수의 모든 고유치 값들의 총합이 도 14a의 GPS 신호 성분에 대응하는 것으로 식별된 고유치 값들의 총합에 비하여 전반적으로 더 큰 값을 갖는다. 그러나, 도 14a 및 14b 는 검색 인덱스에 따른 총합 값의 변화에 있어서 서로 유사한 경향을 나타내며, 도 12a 및 12b와도 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있다.Since the continuous wave jamming signal is a jamming signal having a correlation characteristic and the JSR is 50 dB, the eigenvalue value corresponding to the jamming signal may have a much larger value than the eigenvalue value corresponding to the GPS signal. Due to this, the sum of all the eigenvalue values of the cost function of Fig. 14B has an overall larger value than the sum of the eigenvalue values identified as corresponding to the GPS signal component of Fig. 14A. However, Figs. 14A and 14B show similar trends in the change of the total value according to the search index, and it is seen that the tendency similar to Figs. 12A and 12B is also shown.
도 14a는 검색 인덱스 14인 지점에서 최대값을 가지며, 도 14b는 검색 인덱스 11인 지점에서 최대값을 가진다. 즉, 도 12a 및 도 12b에서 검색 인덱스 1인 지점에서 최대값을 가지는 것과는 차이가 있다. 그러나, 검색 인덱스가 1, 11, 16인 지점은 각각 모든 GPS 신호에 비트 반전이 발생하지 않는 지점이므로, 어느 인덱스의 데이터가 선택되더라도 문제가 없다. 이와 같이 고유치 값들의 총합이 최대값을 가지는 지점의 차이는 가우시안 잡음 특성에 따라 나타나는 것으로 추정된다.14A has the maximum value at the point of the
도 15는 연속파 재밍 신호를 50 dB의 JSR로 인가한 경우 비용함수의 고유치 값의 총합이 최대값인 검색 인덱스 14인 지점에서의 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.15 shows a beam pattern simulation result at a
도 15에서 실선은 GPS 신호 방향에 해당하는 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이고, 일점쇄선은 4개의 가중치 벡터를 평균해서 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이며, 점선은 4개의 가중치 벡터를 제한조건으로 설정하고 MMSE 해를 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이다. 4개의 가중치 벡터의 평균값을 이용하는 방식 또는 MMSE 해를 이용하는 방식이 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하는 방식보다 더 우수한 빔 패턴을 형성하는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 15, the solid line indicates the result of simulating the beam pattern using only the maximum value among the four weight vectors corresponding to the GPS signal direction, the dotted line indicates the result of simulating the beam pattern by averaging the four weight vectors, And the beam pattern is simulated using the MMSE solution. It can be seen that the method using the average value of the four weight vectors or the method using the MMSE solution forms a beam pattern superior to the method using only the maximum value among the four weight vectors.
도 16a 및 16b는 GPS 신호와 동일한 구조의 스마트 재밍 신호를 30 dB의 JSR로 인가한 경우 각 검색 인덱스에 대응하는 비용함수의 고유치 값의 총합을 예시적으로 보여준다. 도 16a는 비용함수의 고유치 값들 중에서 GPS 신호 성분에 대응하는 것으로 식별된 고유치 값들의 총합을 나타내고, 도 16b는 비용함수의 모든 고유치 값들의 총합을 나타낸다.16A and 16B illustrate a total sum of eigenvalues of a cost function corresponding to each search index when a smart jamming signal having the same structure as a GPS signal is applied with a JSR of 30 dB. FIG. 16A shows the sum of the eigenvalue values identified as corresponding to the GPS signal component among the eigenvalue values of the cost function, and FIG. 16B shows the sum of all the eigenvalue values of the cost function.
스마트 재밍 신호는 상관 특성을 가지는 재밍 신호이고 JSR이 30 dB이므로 재밍 신호에 대응하는 고유치 값이 GPS 신호에 대응하는 고유치 값보다 훨씬 큰 값을 가질 수 있다. 이로 인하여, 도 16b의 비용함수의 모든 고유치 값들의 총합이 도 16a의 GPS 신호 성분에 대응하는 것으로 식별된 고유치 값들의 총합에 비하여 전반적으로 더 큰 값을 갖는다. 그러나, 도 16a 및 16b 는 검색 인덱스에 따른 총합 값의 변화에 있어서 서로 유사한 경향을 나타내며, 도 12a, 12b, 14a 및 14b와도 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있다.Since the smart jamming signal is a jamming signal having a correlation characteristic and the JSR is 30 dB, the eigenvalue value corresponding to the jamming signal may have a much larger value than the eigenvalue value corresponding to the GPS signal. Due to this, the sum of all the eigenvalue values of the cost function of Fig. 16B has an overall larger value than the sum of the eigenvalue values identified as corresponding to the GPS signal component of Fig. 16A. However, Figs. 16A and 16B show similar trends in the change of the total value according to the search index, and it is seen that the tendency similar to Figs. 12A, 12B, 14A and 14B is also shown.
도 17은 스마트 재밍 신호를 30 dB의 JSR로 인가한 경우 비용함수의 고유치 값의 총합이 최대값인 검색 인덱스 4인 지점에서의 빔 패턴 시뮬레이션 결과를 도시한다.17 shows a beam pattern simulation result at a
도 17에서 실선은 GPS 신호 방향에 해당하는 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이고, 일점쇄선은 4개의 가중치 벡터를 평균해서 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이며, 점선은 4개의 가중치 벡터를 제한조건으로 설정하고 MMSE 해를 이용하여 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이다. 4개의 가중치 벡터의 평균값을 이용하는 방식 또는 MMSE 해를 이용하는 방식이 4개의 가중치 벡터 중에서 최대값만을 이용하는 방식보다 더 우수한 빔 패턴을 형성하는 것을 확인할 수 있다.17, the solid line shows the result of simulating the beam pattern using only the maximum value among the four weight vectors corresponding to the GPS signal direction, the one-dot chain line shows the result of simulating the beam pattern by averaging the four weight vectors, And the beam pattern is simulated using the MMSE solution. It can be seen that the method using the average value of the four weight vectors or the method using the MMSE solution forms a beam pattern superior to the method using only the maximum value among the four weight vectors.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented in hardware components, software components, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods, and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, such as an array, a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (18)
상기 배열 안테나에서 수신된 신호로부터 샘플 데이터를 수집하는 샘플 데이터 추출부; 및
상기 샘플 데이터에 기초하여 상기 수신된 신호의 교차상관 행렬에 기초하여 비용함수를 결정하고, 상기 비용함수를 최대화하는 상기 배열 안테나의 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 빔포밍 가중치 벡터 결정부
를 포함하는, 위성 항법 수신기.Array antenna;
A sample data extracting unit for collecting sample data from a signal received from the array antenna; And
A beamforming weight vector determiner for determining a cost function based on the cross correlation matrix of the received signal based on the sample data and determining a beamforming weight vector of the array antenna for maximizing the cost function,
And a satellite navigation receiver.
상기 샘플 데이터 추출부는 GPS 신호의 메시지 비트 길이에 대응하는 기간 동안 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합에 기초하여 샘플 데이터 시점을 결정하는,
위성 항법 수신기.The method according to claim 1,
Wherein the sample data extracting section determines a sample data point of time based on a sum of eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code period during a period corresponding to a message bit length of a GPS signal,
Satellite navigation receiver.
상기 샘플 데이터 추출부는 상기 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합 중에서 최대값을 가지는 총합에 대응하는 시점을 상기 샘플 데이터의 수집 시점으로 결정하는,
위성 항법 수신기.3. The method of claim 2,
Wherein the sample data extracting unit determines a point of time corresponding to a sum having a maximum value among a sum of eigenvalues of the cost function calculated for each C /
Satellite navigation receiver.
상기 샘플 데이터 추출부는 상기 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 미리 결정된 임계값을 초과하는 총합에 대응하는 시점을 상기 샘플 데이터의 수집 시점으로 결정하는,
위성 항법 수신기.3. The method of claim 2,
Wherein the sample data extracting unit extracts a time point corresponding to a total sum exceeding the predetermined threshold value when the sum of eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code period exceeds a predetermined threshold value, As a point of decision,
Satellite navigation receiver.
상기 빔포밍 가중치 벡터 결정부는,
상기 샘플 데이터의 제1 부분에 주 빔포머 계수를 곱한 후 합산하여 빔포머 출력 신호를 생성하는 주 빔포머 계수 연산부; 및
상기 샘플 데이터의 제2 부분에 부 빔포머 계수를 곱한 후 합산하여 기준 신호를 생성하는 부 빔포머 계수 연산부
를 포함하는, 위성 항법 수신기.The method according to claim 1,
Wherein the beamforming weight vector determining unit comprises:
A main beam former coefficient operation unit for multiplying a first part of the sample data by a main beam former coefficient to generate a beam former output signal; And
A sub-beam former coefficient operation unit for multiplying a second portion of the sample data by a sub-beam former coefficient and generating a reference signal by summing,
And a satellite navigation receiver.
상기 빔포밍 가중치 벡터 결정부는 상기 빔포머 출력 신호 및 상기 기준 신호 간의 오차를 최소화시키는 부 빔포머 계수를 이용하여 상기 비용함수를 결정하는,
위성 항법 수신기.6. The method of claim 5,
Wherein the beamforming weight vector determining unit determines the cost function using a sub-beam former coefficient that minimizes an error between the beam former output signal and the reference signal,
Satellite navigation receiver.
상기 빔포밍 가중치 벡터 결정부는, 상기 비용함수의 고유치 중에서 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치를 식별하고, 상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치에 대응하는 고유벡터에 기초하여 상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는,
위성 항법 수신기.The method according to claim 1,
Wherein the beamforming weight vector determining unit determines the beamforming weight vector based on an eigenvector corresponding to the eigenvalue corresponding to the GPS signal component and identifies an eigenvalue corresponding to a GPS signal component among eigenvalues of the cost function,
Satellite navigation receiver.
상기 빔포밍 가중치 벡터 결정부는, 상기 비용함수의 고유치 중에서 미리 결정된 기준 범위 내의 크기를 가지는 고유치를 상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치로서 식별하는,
위성 항법 수신기.8. The method of claim 7,
Wherein the beamforming weight vector determining unit identifies an eigenvalue having a size within a predetermined reference range from eigenvalues of the cost function as a eigenvalue corresponding to the GPS signal component,
Satellite navigation receiver.
상기 빔포밍 가중치 벡터를 이용하여 상기 배열 안테나를 제어하는 안테나 제어부를 더 포함하는,
위성 항법 수신기.The method according to claim 1,
And an antenna controller for controlling the array antenna using the beamforming weight vector.
Satellite navigation receiver.
상기 샘플 데이터에 기초하여 상기 수신된 신호의 교차상관 행렬에 기초하여 비용함수를 결정하는 단계; 및
상기 비용함수를 최대화하는 상기 배열 안테나의 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계
를 포함하는, 위성 항법 수신 방법.Collecting sample data from a signal received at the array antenna;
Determining a cost function based on the cross-correlation matrix of the received signal based on the sample data; And
Determining a beamforming weight vector of the array antenna that maximizes the cost function
And a satellite navigation receiving method.
상기 샘플 데이터를 수집하는 단계는,
GPS 신호의 메시지 비트 길이에 대응하는 기간 동안 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합에 기초하여 샘플 데이터의 수집 시점을 결정하는 단계를 포함하는,
위성 항법 수신 방법.11. The method of claim 10,
Wherein collecting the sample data comprises:
Determining a time of collection of sample data based on a sum of eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code period during a period corresponding to a message bit length of the GPS signal;
Satellite navigation receiving method.
상기 샘플 데이터의 수집 시점을 결정하는 단계는,
상기 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합 중에서 최대값을 가지는 총합에 대응하는 시점을 상기 샘플 데이터의 수집 시점으로 결정하는 단계를 포함하는,
위성 항법 수신 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the step of determining the time of collection of the sample data comprises:
Determining a point in time corresponding to a sum having a maximum value among a total of eigenvalues of the cost function calculated for each of the C / A code periods as a point of time of collecting the sample data.
Satellite navigation receiving method.
상기 샘플 데이터의 수집 시점을 결정하는 단계는,
상기 C/A 코드 주기마다 계산되는 상기 비용함수의 고유치의 총합이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 미리 결정된 임계값을 초과하는 총합에 대응하는 시점을 상기 샘플 데이터의 수집 시점으로 결정하는 단계를 포함하는,
위성 항법 수신 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the step of determining the time of collection of the sample data comprises:
Determining a point of time corresponding to a total sum exceeding the predetermined threshold as a point of time of collecting the sample data when a sum of eigenvalues of the cost function calculated for each C / A code period exceeds a predetermined threshold value / RTI >
Satellite navigation receiving method.
상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계는,
상기 샘플 데이터의 제1 부분에 주 빔포머 계수를 곱한 후 합산하여 빔포머 출력 신호를 생성하는 단계; 및
상기 샘플 데이터의 제2 부분에 부 빔포머 계수를 곱한 후 합산하여 기준 신호를 생성하는 단계
를 포함하는, 위성 항법 수신 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of determining the beamforming weight vector comprises:
Multiplying a first portion of the sample data by a main beamformer coefficient and summing to produce a beamformer output signal; And
Multiplying a second portion of the sample data by a sub-beam former coefficient, and summing the result to generate a reference signal
And a satellite navigation receiving method.
상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계는,
상기 빔포머 출력 신호 및 상기 기준 신호 간의 오차를 최소화시키는 부 빔포머 계수를 이용하여 상기 비용함수를 결정하는 단계를 포함하는,
위성 항법 수신 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the step of determining the beamforming weight vector comprises:
And determining the cost function using a sub-beam former coefficient that minimizes an error between the beam former output signal and the reference signal.
Satellite navigation receiving method.
상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계는,
상기 비용함수의 고유치 중에서 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치를 식별하는 단계; 및
상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치에 대응하는 고유벡터에 기초하여 상기 빔포밍 가중치 벡터를 결정하는 단계
를 포함하는, 위성 항법 수신 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of determining the beamforming weight vector comprises:
Identifying a eigenvalue corresponding to a GPS signal component from eigenvalues of the cost function; And
Determining the beamforming weight vector based on an eigenvector corresponding to eigenvalues corresponding to the GPS signal component
And a satellite navigation receiving method.
상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치를 식별하는 단계는,
상기 비용함수의 고유치 중에서 미리 결정된 기준 범위 내의 크기를 가지는 고유치를 상기 GPS 신호 성분에 대응하는 고유치로서 식별하는 단계를 포함하는,
위성 항법 수신 방법.17. The method of claim 16,
Wherein identifying an eigenvalue corresponding to the GPS signal component comprises:
Identifying an eigenvalue having a magnitude within a predetermined reference range from eigenvalues of the cost function as a eigenvalue corresponding to the GPS signal component;
Satellite navigation receiving method.
상기 빔포밍 가중치 벡터를 이용하여 상기 배열 안테나를 제어하는 단계를 더 포함하는,
위성 항법 수신 방법.
11. The method of claim 10,
Further comprising: controlling the array antenna using the beamforming weight vector.
Satellite navigation receiving method.
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---|---|---|---|
KR1020160036223A KR20170111231A (en) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Beamforming based gnss receiver and operating method thereof |
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CN116449398A (en) * | 2023-04-10 | 2023-07-18 | 中国矿业大学 | Self-adaptive anti-interference method for satellite navigation receiver in antenna array element mutual coupling environment |
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2016
- 2016-03-25 KR KR1020160036223A patent/KR20170111231A/en unknown
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CN116449398A (en) * | 2023-04-10 | 2023-07-18 | 中国矿业大学 | Self-adaptive anti-interference method for satellite navigation receiver in antenna array element mutual coupling environment |
CN116449398B (en) * | 2023-04-10 | 2023-11-03 | 中国矿业大学 | Self-adaptive anti-interference method for satellite navigation receiver in antenna array element mutual coupling environment |
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