KR20220129486A - Method for reducing initial time to first fix for global navigation satellite system receiver and a structure of navigation message for the same - Google Patents

Method for reducing initial time to first fix for global navigation satellite system receiver and a structure of navigation message for the same Download PDF

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KR20220129486A
KR20220129486A KR1020220032303A KR20220032303A KR20220129486A KR 20220129486 A KR20220129486 A KR 20220129486A KR 1020220032303 A KR1020220032303 A KR 1020220032303A KR 20220032303 A KR20220032303 A KR 20220032303A KR 20220129486 A KR20220129486 A KR 20220129486A
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공승현
김태선
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한국전자통신연구원
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Abstract

Disclosed are a method for reducing initial positioning time of a satellite navigation receiver and a navigation message structure therefor. The method for reducing initial positioning time of a satellite navigation receiver includes the steps of: preparing several words of a subframe in a single frame of a navigation message structure in a standalone operating mode; and inserting preamble and TOW LSB for A-GPS in a middle word among several words.

Description

위성항법 수신기의 초기위치결정 시간 단축 방법 및 이를 위한 항법메시지 구조{METHOD FOR REDUCING INITIAL TIME TO FIRST FIX FOR GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM RECEIVER AND A STRUCTURE OF NAVIGATION MESSAGE FOR THE SAME}A method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver and a navigation message structure therefor

본 발명은 위성항법 수신기의 초기위치결정 시간 단축 방법 및 이를 위한 항법메시지 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver and a navigation message structure therefor.

종래기술의 하나로, GPS Legacy L1 C/A에서 현재 사용되고 있는 가장 간단한 형태의 항법메시지 구조가 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있다. 이러한 항법메시지 구조에서 GNSS(global navigation satellite system) 수신기는 A-GPS(assisted-global positioning system) 모드에서 7.2초 ~ 13.2초의 초기위치결정 시간(time to first fix, TTFF) 성능을 가지며, 단독 동작(standalone) 모드에서 18초 ~ 30초, 그리고 평균적으로는 27.6초의 TTFF 성능을 갖는다.As one of the prior art, the simplest type of navigation message structure currently used in GPS Legacy L1 C/A is shown in FIGS. 1A and 1B. In such a navigation message structure, a global navigation satellite system (GNSS) receiver has a time to first fix (TTFF) performance of 7.2 seconds to 13.2 seconds in assisted-global positioning system (A-GPS) mode, and operates alone ( In standalone) mode, it has a TTFF performance of 18 to 30 seconds, and 27.6 seconds on average.

GNSS 수신기는 이미 A-GPS 기술을 사용하여 스탠드얼론(standalone) 모드보다 약 3배 향상된 TTFF 성능을 가지며, A-GPS 모드에서 보다 빠른 TTFF 성능을 갖기 위해서는 항법메시지의 구조 변경이 필요하다.The GNSS receiver has already improved TTFF performance by about 3 times compared to the standalone mode by using the A-GPS technology. In order to have a faster TTFF performance in the A-GPS mode, the structure of the navigation message needs to be changed.

도 1a는 항법메시지의 전체 프레임(frame) 구조를 나타낸다. 1개의 프레임은 5개(#1, #2, #3, #4, #5)의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 각 서브프레임은 TLM(telemetry word), HOW(hand over word) 및 데이터로 구성된다. 총 5개의 서브프레임이 25번(25 pages) 반복되고, 12.5분(minute) 동안 데이터를 수집하면 전체 25개 프레임의 데이터를 모두 받을 수 있다.1A shows the overall frame structure of a navigation message. One frame consists of five (#1, #2, #3, #4, #5) subframes. Each subframe consists of a telemetry word (TLM), hand over word (HOW) and data. A total of 5 subframes are repeated 25 times (25 pages), and if data is collected for 12.5 minutes, data of all 25 frames can be received.

총 5개의 서브프레임 중에서 앞의 1, 2, 3번 서브프레임은 천체력 데이터(ephemeris data) 및 시간 보정(clock correction data)로 구성되어 있고, 매 프레임마다 동일한 데이터를 전송하는 구조로 설계되어 있다. 천체력 데이터와 시간 보정 데이터만 있으면 GNSS 수신기의 위치를 계산할 수 있다. 스탠드얼론 모드로 동작할 때 TTFF를 계산하게 되면 1, 2, 3번 서브프레임을 모두 수신하는 데 걸리는 최소 시간은 18초이고, 최대 시간은 30초이며 평균적으로는 27.6초가 소요된다.Among the five subframes, the first, second, and third subframes are composed of ephemeris data and clock correction data, and are designed to transmit the same data in every frame. With only ephemeris data and time correction data, the position of a GNSS receiver can be calculated. When the TTFF is calculated when operating in standalone mode, the minimum time it takes to receive all subframes 1, 2, and 3 is 18 seconds, the maximum time is 30 seconds, and it takes 27.6 seconds on average.

도 1b는 1개의 서브프레임이 10개의 워드(word)로 구성된 것을 나타낸다. 1개의 서브프레임에서 워드1(word1)과 워드2(word2)는 각각 TLM과 HOW로 매 서브프레임마다 반복된다. 워드1은 서브프레임의 시작점을 알 수 있는 프리앰블(preamble) 8bits가 포함되고, 워드2는 서브프레임 시작점의 시각을 나타내는 TOW(time of week)-count 17bits가 포함되어 있다. 이 두 개의 워드를 알면 A-GPS 모드일 때 위치 계산이 가능하게 된다.1B shows that one subframe consists of 10 words. In one subframe, word1 (word1) and word2 (word2) are repeated every subframe by TLM and HOW, respectively. Word 1 includes 8 bits of a preamble that indicates the start point of the subframe, and word 2 includes 17 bits of TOW (time of week)-count indicating the time of the start point of the subframe. Knowing these two words enables position calculation in A-GPS mode.

다른 워드 내의 데이터 중에도 프리앰블과 동일한 패턴이 있을 수 있기 때문에 최소한 2개의 프리앰블의 간격이 6초인 것을 확인함으로써 정확하게 프리앰블의 위치를 알 수 있다. 이 때, TOW-count가 1 차이가 나는 것을 확인함으로써 서브프레임 첫 시작점의 정확한 위치와 시간을 알 수 있다. 따라서, A-GPS 모드로 동작할 때 최소의 TTFF은 6초(2개의 프리앰블 간격)과 1.2초(TLM+HOW)의 합으로서 7.2초가 소요된다.Since there may be the same pattern as the preamble among data in other words, the position of the preamble can be accurately identified by confirming that the interval between at least two preambles is 6 seconds. At this time, by confirming that the TOW-count differs by 1, it is possible to know the exact position and time of the first starting point of the subframe. Therefore, when operating in A-GPS mode, the minimum TTFF takes 7.2 seconds as the sum of 6 seconds (two preamble intervals) and 1.2 seconds (TLM+HOW).

또 다른 종래기술로서, 최신의 GNSS 위성항법 시스템인 인도의 IRNSS(NaVIC)의 항법메시지 구조가 도 2에 도시되어 있다. 1개의 프레임은 총 4개의 서브프레임으로 구성되며, 도 2에서는 천체력 파라미터(ephemeris parameters)와 시간 파라미터(clock parameters)로 구성된 1번과 2번(#1, #2) 서브프레임을 나타낸 것이다. 서브프레임은 매 프레임마다 책력(almanac) 등 다른 데이터를 전송하며, 데이터 구성에서 세부적으로 메시지 타입(message type) 6bits와 PRN ID 6bits가 추가되어 데이터가 220bits인 것 외에는 GPS Legacy L1 C/A의 항법메시지 구조와 동일한 구조이다.As another prior art, the navigation message structure of India's IRNSS (NaVIC), which is the latest GNSS satellite navigation system, is shown in FIG. One frame is composed of a total of 4 subframes, and FIG. 2 shows subframes 1 and 2 (#1, #2) composed of ephemeris parameters and clock parameters. The subframe transmits other data such as almanac in every frame, and GPS Legacy L1 C/A navigation except that data is 220 bits by adding 6 bits of message type and 6 bits of PRN ID in detail in the data configuration. It has the same structure as the message structure.

또한, 도 2의 항법메시지 구조에서는 1/2 컨볼루션(convolution) 오류정정부호와 인터리빙을 사용한다. GPS의 프리앰블과 동일한 역할을 하는 동기 코드(sync code) 16bits와 1/2 컨볼루션 코딩된(convolutional Coded) 584 심벌(symbols)로 구성된다. 1/2 컨볼루션 코딩된 1개의 서브프레임은 GPS와 거의 동일한 데이터를 전송함에도 1개의 서브프레임을 전송하는 데 2배의 시간이 소요된다.In addition, in the navigation message structure of FIG. 2, a 1/2 convolution error correction code and interleaving are used. It is composed of 16 bits of a sync code that plays the same role as the preamble of GPS and 584 symbols of 1/2 convolutional coded (convolutional coded). Even though one 1/2 convolution coded subframe transmits almost the same data as GPS, it takes twice as long to transmit one subframe.

그리고 A-GPS 모드로 동작하는 수신기에서 TTFF는 최소 12초, 최대 24초인데, 이는 TOW-count 값을 디코딩(decoding)하기 위해서 GPS L1 C/A 구조에서와 다르게 모든 서브프레임을 모두 받아야 하기 때문에 보다 많은 시간이 소요된다. 스탠드얼론 모드로 동작하는 경우에 TTFF는 최소 24초, 최대 60초가 소요되며 평균적으로 45초가 소요된다.And, in the receiver operating in A-GPS mode, the TTFF is at least 12 seconds and up to 24 seconds, which is because, unlike in the GPS L1 C/A structure, all subframes must be received in order to decode the TOW-count value. It takes more time. When operating in standalone mode, TTFF takes a minimum of 24 seconds, a maximum of 60 seconds, and an average of 45 seconds.

가장 간단한 구조인 GPS Legacy L1 C/A의 항법메시지 구조와 비교할 때 IRNSS의 항법메시지 구조의 가장 큰 차이점 중 하나는 데이터의 에러율을 낮추기 위해 오류정정부호(forward error correction, FEC) 및 인터리빙(interleaving) 기술을 사용한 것이다.Compared with the navigation message structure of GPS Legacy L1 C/A, which is the simplest structure, one of the biggest differences in the navigation message structure of IRNSS is forward error correction (FEC) and interleaving to lower the data error rate. technology was used.

GPS Legacy L1 C/A는 패리티 체크만 사용하여 데이터에 에러가 포함되어 있으면 버리는 방식을 취하기 때문에 수신환경이 좋지 않은 상황에서 스탠드얼론 모드의 TTFF는 30초보다 훨씬 길어져 IRNSS보다 성능이 더 낮아질 수 있다. 하지만, 수신신호가 양호한 상황에서는 GPS Legacy L1 C/A의 TTFF 성능은 IRNSS보다 약 1.6배 이상 빠르다. 즉, 스탠드얼론 모드의 경우 약 1.63배, A-GPS 모드의 경우 약 1.66배 이상 빠르다.Since GPS Legacy L1 C/A uses only parity check and discards errors if there is an error in the data, the TTFF in standalone mode is much longer than 30 seconds in poor reception conditions, resulting in lower performance than IRNSS. . However, the TTFF performance of GPS Legacy L1 C/A is about 1.6 times faster than that of IRNSS under a good reception signal. That is, it is about 1.63 times faster in standalone mode and about 1.66 times faster in A-GPS mode.

즉, 전술한 첫번째 종래기술은 GNSS 수신기의 A-PGS 모드에서 7.2초 ~ 13.2초, 스탠드얼론 모드에서 18초 ~ 30초, 평균 27.6초의 TTFF 성능을 갖지만, 수신환경이 좋지 않은 환경에서 메시지의 에러율에 따라서 TTFF가 기하 급수적으로 늘어나는 문제점이 있다.That is, the first prior art described above has a TTFF performance of 7.2 seconds to 13.2 seconds in the A-PGS mode of the GNSS receiver, 18 seconds to 30 seconds in the standalone mode, and an average of 27.6 seconds, but the error rate of the message in a poor reception environment Accordingly, there is a problem in that the TTFF increases exponentially.

그리고 전술한 두번째 종래기술은 GNSS 수신기의 수신상태에 좋지 않은 환경에서 메시지의 에러율에 강인하여 첫번째 종래기술보다 더 좋은 TTFF 성능을 가지나, 일반적으로 수신환경이 양호할 때에는 A-GPS 모드에서 12초 ~ 24초, 스탠드얼론 모드에서 24초 ~ 60초, 평균 45초의 TTFF 성능을 가진다. 이처럼 두번째 종래기술은 첫번째 종래기술보다 더 낮은 TTFF 성능을 갖는 구조이다.In addition, the second prior art described above has better TTFF performance than the first prior art because it is robust to the error rate of a message in an environment where the reception condition of the GNSS receiver is not good. It has a TTFF performance of 24 seconds, 24 seconds to 60 seconds in standalone mode, and an average of 45 seconds. As such, the second prior art has a lower TTFF performance than the first prior art.

이와 같이, GPS Legacy L1 C/A의 장점과 IRNSS의 장점을 모두 갖는 항법메시지 구조의 설계가 필요한 실정이다.As described above, it is necessary to design a navigation message structure having both the advantages of the GPS Legacy L1 C/A and the advantages of IRNSS.

본 발명은 전술한 종래기술의 요구에 부응하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 GPS Legacy L1 C/A의 장점과 IRNSS의 장점을 모두 갖는 항법메시지 구조를 제공하는데 있다.The present invention was derived to meet the needs of the prior art, and an object of the present invention is to provide a navigation message structure having both the advantages of the GPS Legacy L1 C/A and the advantages of the IRNSS.

본 발명의 다른 목적은 전술한 항법메시지 구조를 이용하여 위성항법 수신기의 초기위치결정 시간 단축 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver using the above-described navigation message structure.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 위성항법 수신기의 초기위치결정 시간 단축 방법은 스탠드얼론(standalone)으로 동작하는 모드에서 항법메시지 구조의 단일 프레임 내 서브프레임의 10개의 워드(word)를 준비하는 단계; 및 상기 10개의 워드 중 6번 워드(word6)에 A-GPS(assisted-GPS)를 위한 프리앰블과 TOW(hand over word) LSB(least significant bit)를 삽입하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver according to an aspect of the present invention is a 10 word subframe in a single frame of a navigation message structure in a standalone operation mode. ) to prepare; and inserting a preamble for assisted-GPS (A-GPS) and a hand over word (TOW) least significant bit (LSB) into a sixth word (word6) of the ten words.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 위성항법 수신기의 초기위치결정 시간 단축 방법은 스탠드얼론(standalone)으로 동작하는 모드에서 항법메시지 구조의 단일 프레임 내 서브프레임의 10개의 워드(word)를 준비하는 단계; 및 상기 10개의 워드 중 1번 내지 3번 서브프레임을 상기 서브프레임 내에 반복 삽입하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver according to another aspect of the present invention is a 10 word subframe in a single frame of a navigation message structure in a standalone operation mode. ) to prepare; and repeatedly inserting subframes 1 to 3 of the ten words into the subframe.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 위성항법 수신기의 초기위치결정 시간 단축 방법은 항법메시지 구조의 단일 프레임 내 서브프레임의 10개의 워드(word)를 준비하는 단계; 및 상기 10개의 워드들 중 1번 및 2번 서브프레임을 단일 서브프레임으로 대체하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver includes: preparing 10 words of a subframe in a single frame of a navigation message structure; and replacing subframes 1 and 2 of the 10 words with a single subframe.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 위성항법 수신기의 초기위치결정 시간 단축 방법은 항법메시지 구조의 단일 프레임 내 서브프레임의 10개의 워드(word)를 준비하는 단계; 및 상기 서브프레임의 최하위비트(S_LSB) 30bits를 4개의 동기 코드(sync code) 16bits와 TOW-count(TOWC) 최하위비트(LSB) 14bits를 사용하여 구성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver includes: preparing 10 words of a subframe in a single frame of a navigation message structure; and configuring 30 bits of the least significant bit (S_LSB) of the subframe using 16 bits of four sync codes and 14 bits of a TOW-count (TOWC) least significant bit (LSB).

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 항법메시지 구조는 서브프레임의 중간 워드(예컨대 워드6)에 A-GPS를 위한 프리앰블과 TOW LSB를 기존 프리앰블을 대체하여 삽입한 구조를 가진다.A navigation message structure according to another aspect of the present invention for achieving the above object has a structure in which the preamble for A-GPS and the TOW LSB are inserted in the middle word (eg, word 6) of the subframe by replacing the existing preamble. .

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 항법메시지 구조는 서브프레임의 생성시 1번 내지 3번 서브프레임을 반복 삽입하는 구조를 가진다.A navigation message structure according to another aspect of the present invention for achieving the above object has a structure in which subframes 1 to 3 are repeatedly inserted when generating a subframe.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 항법메시지 구조는 1번 및 2번 서브프레임을 단일 서브프레임으로 대체한 구조를 가진다.A navigation message structure according to another aspect of the present invention for achieving the above object has a structure in which subframes 1 and 2 are replaced with a single subframe.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 항법메시지 구조는 기존 서브프레임의 최하위비트(S_LSB) 30bits를 4개의 동기 코드(sync code) 16bits와 TOW-count(TOWC) 최하위비트(LSB) 14bits를 사용하여 구성한 구조를 가진다.The navigation message structure according to another aspect of the present invention for achieving the above object is the least significant bit (S_LSB) 30 bits of the existing subframe, 4 sync codes (sync code) 16 bits and TOW-count (TOWC) least significant bit (LSB) ) has a structure constructed using 14 bits.

본 발명에 의하면, GNSS 수신기의 A-GPS 모드로 동작하는 경우와 스탠드얼론 모드로 동작하는 경우 모두에서 TTFF(Time To First Fix)를 최소화하는 위성항법 메시지의 구조를 설계할 수 있다. 이러한 항법메시지 구조는 위성항법 시스템에서 GNSS 수신기의 초기 위치 결정 시간을 획기적으로 줄여 기존 항법메시지보다 빠른 위치 결정을 가능하게 하는 것으로 군사 및 민간 분야에서 그 활용도와 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다.According to the present invention, it is possible to design a structure of a satellite navigation message that minimizes Time To First Fix (TTFF) in both the case of operating in the A-GPS mode of the GNSS receiver and the case of operating in the standalone mode. This navigation message structure dramatically reduces the initial positioning time of the GNSS receiver in the satellite navigation system, enabling faster positioning than the existing navigation message, and its utility and ripple effect are expected to be very large in the military and civilian fields.

즉, 본 발명에 의하면, 스탠드얼론 모드의 항법메시지의 경우, 위성에서 전송하는 항법메시지 내 워드의 순서를 변경하는 것만으로 TTFF를 단축시킬 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 기존 시스템에서 GNSS 수신기의 변경없이 그대로 사용이 가능하고, 기존의 초기위치결정 방법보다 TTFF 성능을 20~30%만큼 향상시킬 수 있다. 이러한 항법메시지 구조를 활용하면 현재 운영중인 GNSS 위성항법 시스템의 TTFF를 향상시킬 수 있다.That is, according to the present invention, in the case of the navigation message in the standalone mode, the TTFF can be shortened only by changing the order of words in the navigation message transmitted from the satellite. According to this configuration, it is possible to use the GNSS receiver as it is without changing the GNSS receiver in the existing system, and the TTFF performance can be improved by 20 to 30% compared to the existing initial positioning method. By utilizing such a navigation message structure, the TTFF of the currently operating GNSS satellite navigation system can be improved.

또한, A-GPS 모드의 경우에는 위성항법 시스템에서의 구조 변경과 함께 GNSS 수신기에서의 알고리즘 변경이 수행되어야 사용이 가능하기 때문에, 현재 서비스 되고 있는 위성항법 시스템보다는 미래에 사용될 위성항법 시스템의 메시지 구조에 반영하여 TTFF를 단축하는데 효과적으로 사용될 수 있다.In addition, in the case of A-GPS mode, since the algorithm change in the GNSS receiver must be performed along with the structure change in the satellite navigation system to be used, the message structure of the satellite navigation system to be used in the future rather than the currently serviced satellite navigation system It can be effectively used to shorten the TTFF by reflecting in

이와 같이, 본 발명에 의하면, 새로 GNSS 시스템을 구축하는 한국의 KPS(Korean Positioning System)나 현재의 GNSS 시스템을 업그레이드하는 경우, 미래의 GNSS 위성항법 시스템 메시지 구조 등에서 초기위치결정 시간(TTFF)을 최소화하는데 유의미하게 기여할 수 있다.As described above, according to the present invention, in the case of upgrading the current GNSS system or the Korean Positioning System (KPS) for constructing a new GNSS system, the initial positioning time (TTFF) is minimized in the message structure of the future GNSS satellite navigation system. can make a significant contribution to

도 1a 및 도 1b는 종래의 GPS 레거시 L1 C/A 메시지 구조를 나타낸 도면들이다.
도 2는 종래의 IRNSS(NaVIC) 메시지 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위성항법수신기의 초기위치결정 시간(time to first fix, TTFF) 단축 방법에 채용할 수 있는 항법메시지 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 비교예의 항법메시지 구조를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위성항법수신기의 TTFF 단축 방법에 채용할 수 있는 항법메시지 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위성항법수신기의 TTFF 단축 방법에 채용할 수 있는 항법메시지 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 항법메시지 구조의 특정 서브프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 실시예의 TTFF 단축 방법을 채용할 수 있는 위성항법수신기의 주요 구성을 나타낸 블록도이다.
1A and 1B are diagrams illustrating a conventional GPS legacy L1 C/A message structure.
2 is a diagram illustrating a conventional IRNSS (NaVIC) message structure.
3 is a diagram illustrating a structure of a navigation message that can be employed in a method for shortening a time to first fix (TTFF) of a satellite navigation receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a navigation message structure of a comparative example.
5 to 7 are diagrams for explaining a structure of a navigation message that can be employed in a TTFF shortening method of a satellite navigation receiver according to another embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a structure of a navigation message that can be employed in a TTFF shortening method of a satellite navigation receiver according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining the structure of a specific subframe of the navigation message structure of FIG. 8 .
10 is a block diagram showing the main configuration of a satellite navigation receiver capable of adopting the TTFF shortening method of the present embodiment.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system) 또는 메모리 시스템(memory system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템 또는 메모리 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.A communication system or a memory system to which embodiments according to the present invention are applied will be described. A communication system or memory system to which embodiments according to the present invention are applied is not limited to the contents described below, and embodiments according to the present invention may be applied to various communication systems. Here, a communication system may be used in the same meaning as a communication network (network).

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.

이하에서 설명하는 본 발명은 항법메시지 구조의 설계 시에 A-GPS(assisted-GPS) 모드를 고려함으로써 초기위치결정 시간(time to first fix, TTFF)의 성능을 향상시킬 수 있도록 착안된 것이다. 즉, GNSS(global navigation satellite system) 수신기는 A-GPS 모드에서 스탠드얼론(standalone) 모드에서보다 약 3배의 TTFF 성능 향상을 이루었지만, 이에 따른 한계를 개선하여 TTFF 성능을 향상시키기 위한 것이다. 즉, 스탠드얼론 모드의 경우에도 현재 사용되고 있는 항법메시지의 구조를 설계할 때, A-GPS 모드를 고려하여 TTFF 성능을 보다 향상시킬 수 있는 점에 착안한 것이다.The present invention described below is conceived to improve performance of time to first fix (TTFF) by considering A-GPS (assisted-GPS) mode when designing a navigation message structure. That is, the GNSS (global navigation satellite system) receiver achieves about three times the TTFF performance improvement in the A-GPS mode than in the standalone mode, but it is intended to improve the TTFF performance by improving the limit accordingly. That is, even in the case of the standalone mode, when designing the structure of the navigation message currently used, the TTFF performance can be further improved by considering the A-GPS mode.

본 발명은 GNSS 수신기가 스탠드얼론 모드와 A-GPS 모드에서 초기 위치를 빠르게 결정하도록 하는 항법메시지 구조를 제공하고, 이러한 항법메시지 구조를 이용하여 위성항법 수신기의 초기위치결정 시간을 단축하는 방법을 제공할 수 있다. 즉, 현재 사용되고 있는 위성항법메시지 구조는 크게 분류하면, 패리티 체크만으로 데이터의 에러 유무를 판단하여 데이터에 에러가 있으면 사용하지 않는 가장 간단한 구조 예컨대 대표적으로 GPS L1 C/A와, 오류정정부호를 사용하여 데이터의 에러 유무를 판단하고 이를 정정하여 사용하는 최신의 항법메시지 구조 예컨대 IRNSS으로 나눌 수 있고, 본 발명은 이 두 가지 항법메시지 구조 모두에서 TTFF 성능을 향상시킬 수 있는 항법메시지 구조를 제공한다.The present invention provides a navigation message structure that enables a GNSS receiver to quickly determine an initial position in standalone mode and A-GPS mode, and provides a method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver by using the navigation message structure can do. That is, if the satellite navigation message structure currently used is broadly classified, the simplest structure that determines whether there is an error in the data only by parity check and does not use it if there is an error in the data, for example, GPS L1 C/A and an error correction code are used. Thus, it can be divided into the latest navigation message structure, such as IRNSS, which determines whether there is an error in data and corrects it and uses it. The present invention provides a navigation message structure that can improve TTFF performance in both of these navigation message structures.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위성항법수신기의 초기위치결정 시간(time to first fix, TTFF) 단축 방법에 채용할 수 있는 항법메시지 구조를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a navigation message structure that can be employed in a method for shortening a time to first fix (TTFF) of a satellite navigation receiver according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 위성항법수신기가 GPS L1 C/A 기반으로 A-GPS(Assisted-GPS) 모드로 동작하는 경우, TTFF를 최소화 하는 항법메시지 구조는 서브프레임(subframe)의 시작점을 알 수 있는 프리앰블(preamble)과 그 시작점의 시간을 알 수 있는 TOW(time of week)-count를 서브프레임 내에서 기존 대비 짧은 시간에 반복하여 배치한 형태로 메시지 구조를 변경하는 것이다. 프리앰블은 IRNSS의 항법메시지 구조의 동기 코드(sync code)에 대응된다.Referring to FIG. 3, first, when the satellite navigation receiver operates in A-GPS (Assisted-GPS) mode based on GPS L1 C/A, the navigation message structure that minimizes TTFF can know the starting point of the subframe. The message structure is changed in a form in which the preamble and the time of week (TOW)-count, which can know the time of the starting point, are repeatedly arranged in a subframe in a shorter time than before. The preamble corresponds to the sync code of the navigation message structure of the IRNSS.

기존 항법메시지의 서브프레임 구조에서는 워드1(word1)에 프리앰블 8bits, 워드2(word2)에 TOW-count 17bits로 구성되어 있는데, 본 실시예에서는 서브프레임의 중간인 워드6(word6)에 기존 프리앰블을 대신하여 A-GPS 모드를 위한 프리앰블(preamble for A-GPS) 8bits를 추가하고, TOW-count의 10진수 1의 자리를 표현할 수 있는 TOW 최하위비트(least significant bit, LSB) 4bits를 추가한다.The subframe structure of the existing navigation message consists of 8 bits of preamble in word1 and 17 bits of TOW-count in word2. In this embodiment, the existing preamble is placed in word6, which is the middle of the subframe. Instead, 8 bits of the preamble for A-GPS mode are added, and 4 bits of the TOW least significant bit (LSB) that can represent the decimal 1 digit of the TOW-count are added.

즉, 본 실시에에서는 IRNSS 등 인코딩을 하는 구조에서 서브프레임 하나에 워드 단위로 구분없이 인코딩된 전체 내용이 들어가고, 이때 인코딩된 서브프레임 중간에 삽입하도록 구성될 수 있다.That is, in the present embodiment, the entire encoded content enters one subframe without distinction in word units in the encoding structure such as IRNSS, and at this time, it may be configured to be inserted in the middle of the encoded subframe.

이러한 구성에 의하면, 기본 대비 TTFF 성능을 2배로 향상시킬 수 있다. 이를 위해, 서브프레임의 워드1(word1)의 TLM(teletry word)에는 워드6(word6)에 대한 정보가 소정 비트 예컨대 12bits로 저장될 수 있다.According to this configuration, it is possible to double the TTFF performance compared to the basic. To this end, information on word 6 may be stored as predetermined bits, for example, 12 bits in a teletry word (TLM) of word 1 of the subframe.

위의 항법메시지 구조는 하나의 예시로서, A-GPS 모드를 위한 프리앰블과 TOW를 서브프레임 내에 더 자주 배치할 수 있다. 이 경우, A-GPS 모드로 동작하는 GNSS 수신기에서의 TTFF를 더 향상시킬 수 있다. 기존의 TTFF 성능은 7.2초 ~ 13.2초 소요되었으나, 본 실시예의 항법메시지 구조를 이용하면 3.6초 ~ 7.2초 소요되어 약 2배이상 TTFF 성능이 향상된 것을 알 수 있다.The above navigation message structure is an example, and the preamble and TOW for the A-GPS mode may be more frequently arranged in the subframe. In this case, the TTFF in the GNSS receiver operating in the A-GPS mode can be further improved. The conventional TTFF performance took 7.2 seconds to 13.2 seconds, but using the navigation message structure of the present embodiment, it takes 3.6 seconds to 7.2 seconds, so it can be seen that the TTFF performance is improved more than twice.

그리고, 스탠드얼론 모드로 동작하는 경우에 TTFF를 최소화하기 위하여 천체력 데이터(ephemeris data)와 시간 보정 데이터(clock correction data)를 빠르게 수집할 수 있도록 서브프레임의 전송 순서를 다르게 설정하도록 구성된다.And, in order to minimize TTFF when operating in a standalone mode, the transmission order of subframes is set differently so that ephemeris data and clock correction data can be quickly collected.

도 4는 비교예의 항법메시지 구조를 나타낸 도면이다. 도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위성항법수신기의 TTFF 단축 방법에 채용할 수 있는 항법메시지 구조를 설명하기 위한 도면들이다.4 is a diagram illustrating a navigation message structure of a comparative example. 5 to 7 are diagrams for explaining a structure of a navigation message that can be employed in a TTFF shortening method of a satellite navigation receiver according to another embodiment of the present invention.

GPS L1 C/A 기반으로 스탠드얼론 모드로 동작하는 GNSS 수신기가 사용하는 기존의 가장 기본적인 항법메시지 구조가 도 4에 도시되어 있다. 도 4의 기본 항법메시지 구조는 1개의 프레임에 5개의 서브프레임(subframe 1~5)가 순차적으로 전송되는 구조이다. TTFF 성능은 최소 18초, 최대 30초, 평균 27.6초가 소요된다. 즉, 전체 25 프레임을 받는데 소요되는 시간은 12.5분이다.The most basic structure of an existing navigation message used by a GNSS receiver operating in a standalone mode based on GPS L1 C/A is shown in FIG. 4 . The basic navigation message structure of FIG. 4 is a structure in which five subframes (subframes 1 to 5) are sequentially transmitted in one frame. TTFF performance takes a minimum of 18 seconds, a maximum of 30 seconds, and an average of 27.6 seconds. That is, it takes 12.5 minutes to receive all 25 frames.

한편, 도 5를 참조하면, 제1 실시예의 항법메시지 구조는 하나의 프레임에 TTFF 성능에 영향을 주는 1번 내지 3번 서브프레임(subframe 1,2,3)을 2번 보내고 4번 및 5번 서브프레임(subframe 4,5)을 1번만 보냄으로써 하나의 프레임을 8개의 서브프레임을 갖도록 구성된다. 이 경우, TTFF 성능은 최소 18초, 최대 24초, 평균 23.3초가 소요된다. 전체 25 프레임을 받는데 소요되는 시간 즉, 책력(almanac) 데이터를 수집하는 데 걸리는 시간은 20분(6초×8서브프레임×25pages)이다.Meanwhile, referring to FIG. 5, in the navigation message structure of the first embodiment, subframes 1 to 3 (subframes 1,2,3) affecting TTFF performance are sent twice in one frame, and times 4 and 5 By sending subframes (subframes 4 and 5) only once, one frame is configured to have 8 subframes. In this case, TTFF performance takes a minimum of 18 seconds, a maximum of 24 seconds, and an average of 23.3 seconds. The time it takes to receive all 25 frames, that is, the time it takes to collect almanac data, is 20 minutes (6 seconds × 8 subframes × 25 pages).

또한, 도 6을 참조하면, 제2 실시예의 항법메시지 구조는 하나의 프레임에서 1번 내지 3번 서브프레임(subframe 1,2,3)을 4번 보내고 4번 및 5번 서브프레임(subframe 4,5)을 1번만 보냄으로써 하나의 프레임을 14개의 서브프레임을 갖도록 구성된다. TTFF 성능은 최소 18초, 최대 24초, 평균 21초가 된다. 전체 25 프레임을 받는데 소요되는 시간 즉, 책력(almanac) 데이터를 수집하는 데 걸리는 시간은 35분이다.6, the navigation message structure of the second embodiment sends subframes 1 to 3 (subframes 1,2,3) 4 times in one frame and subframes 4 and 5 (subframe 4, By sending 5) only once, one frame is configured to have 14 subframes. TTFF performance is 18 seconds minimum, 24 seconds maximum, and 21 seconds average. The time it takes to receive a total of 25 frames, i.e., the time it takes to collect almanac data, is 35 minutes.

GPS 위성항법 시스템에서 위성의 위치를 정확하고 더 빠르게 계산하는 것이 더 중요하기 때문에 책력(almanac) 데이터를 모두 수집하는 데 더 많은 시간이 걸린다고 하더라도 천체력(ephemeris) 데이터를 수집하는 시간을 줄이는 구조가 사용자 입장에서는 더 좋다. 기존 구조와 비교하여 TTFF 성능은 제1 실시예가 평균적으로 20% 줄었고, 제2 실시예가 30% 줄었다.Because it is more important for the GPS satellite navigation system to accurately and faster to calculate the position of the satellite, even if it takes more time to collect all the almanac data, a structure that reduces the time to collect ephemeris data is It is better from the point of view Compared with the existing structure, the TTFF performance of the first embodiment was reduced by 20% on average, and the second embodiment was reduced by 30%.

이와 같은 방식으로 하나의 프레임 내에서 1번 내지 3번 서브프레임(subframe 1,2,3)을 반복하는 회수를 늘리면, 도 7에 도시한 것과 같이 1번 내지 3번 서브프레임(subframe 1,2,3)만 보내는 것으로 수렴하게 될 수 있다. 이때 4번 및 5번 서브프레임(subframe 4,5)은 거의 받을 수 없는 상태가 된다. 이때의 TTFF 성능은 18초가 소요된다.If the number of repetitions of subframes 1 to 3 (subframes 1,2,3) in one frame is increased in this way, as shown in FIG. 7 , subframes 1 to 3 (subframes 1,2,3) are increased. ,3) can lead to convergence. At this time, the 4th and 5th subframes (subframes 4 and 5) are almost in a state that cannot be received. The TTFF performance at this time takes 18 seconds.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 위성항법수신기의 TTFF 단축 방법에 채용할 수 있는 항법메시지 구조를 나타낸 도면이다. 도 9는 도 8의 항법메시지 구조의 특정 서브프레임의 구조를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram illustrating a structure of a navigation message applicable to a TTFF shortening method of a satellite navigation receiver according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram for explaining the structure of a specific subframe of the navigation message structure of FIG. 8 .

도 8을 참조하면, 오류정정부호를 사용하고 스탠드얼론 모드로 동작하는 경우, TTFF 성능을 최소화하기 위해서 도 5를 참조하여 앞서 설명한 것과 같은 항법 메시지 구조로 설계할 수 있다.Referring to FIG. 8 , when the error correction code is used and the standalone mode is operated, the navigation message structure as described above with reference to FIG. 5 may be designed in order to minimize the TTFF performance.

또한, 오류정정부호를 사용하고 A-GPS 모드로 동작하는 경우, TTFF 성능을 최소화하기 위해서 도 3을 참조하여 앞서 설명한 항법메시지 구조의 변경 형태와 유사하게 서브프레임의 중간에 동기 코드(sync code)와 TOW-count를 더 자주 배치하도록 구성될 수 있다. 동기 코드는 GPS L1 C/A의 경우에 프리앰블에 대응된다.In addition, in the case of using the error correction code and operating in the A-GPS mode, in order to minimize the TTFF performance, similar to the modification of the navigation message structure described above with reference to FIG. 3 , a sync code is used in the middle of the subframe. and TOW-count can be configured to deploy more frequently. The sync code corresponds to the preamble in the case of GPS L1 C/A.

이 경우, 오류정정부호를 사용하는 경우에는 GPS L1 C/A처럼 서브프레임이 작은 워드 크기로 나뉘어져 있지 않기 때문에 동일한 방법으로 설계하면 안되므로, 도 8에 도시한 형태의 구조로 설계한다.In this case, when the error correction code is used, the subframe is not divided into small word sizes as in GPS L1 C/A, and thus the design should not be performed in the same way. Therefore, the structure shown in FIG. 8 is designed.

도 8을 참조하면, 오류정정부호를 사용하는 최신 항법메시지 구조인 IRNSS를 기반으로 하여 A-GPS 모드로 동작하는 GNSS 수신기의 TTFF 성능을 최대화할 수 있다. 즉, 기존 IRNSS 항법메시지 구조에서는 서브프레임이 4개이고, 1번 및 2번 서브프레임(subframe 1,2)은 각각 600 심볼(symbols) 길이로 천체력과 시각 보정 파라미터로 구성되나, 본 실시예의 항법메시지 구조는 1개의 서브프레임이 천체력 파라미터(ephemeris parameters)와 시각 보정 파라미터(clock correction parameters)로 구성된다. 본 실시예의 항법메시지 구조는 IRNSS와 다르게 하나의 서브프레임에 4개의 동기 코드(sync code)와 TOW-count를 배치하도록 구성되며 1개의 서브프레임이 1200 심볼 길이를 가진다. 즉, 본 실시예에서는 기존 IRNSS 항법메시지의 서브프레임 2개를 1개의 서브프레임으로 구성한다.Referring to FIG. 8 , the TTFF performance of the GNSS receiver operating in the A-GPS mode can be maximized based on IRNSS, which is the latest navigation message structure using an error correction code. That is, in the existing IRNSS navigation message structure, there are 4 subframes, and subframes 1 and 2 (subframes 1 and 2) each have a length of 600 symbols and are composed of ephemeris and time correction parameters, but the navigation message of this embodiment In the structure, one subframe consists of ephemeris parameters and clock correction parameters. The navigation message structure of this embodiment is configured to arrange four sync codes and TOW-count in one subframe differently from IRNSS, and one subframe has a length of 1200 symbols. That is, in this embodiment, two subframes of the existing IRNSS navigation message are configured as one subframe.

그리고, 본 실시예에서는 도 9에 도시한 바와 같이 기존 항법메시지 구조의 서브프레임의 최하위비트(S_LSB) 30bits를 A-GPS 모드에서 TTFF 성능 향상을 위해 4개의 동기 코드(sync code) 16bits와 TOW-count(TOWC) 최하위비트(LSB) 14bits를 사용하여 구성할 수 있다. TOWC LSB 14bits는 서브카운트(sub count) 2bits, TOWC LSB 4bits, 페러티체크(parity check) 6bits 및 L6/S 플래그(flag) 2bits로 구성될 수 있다.And, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the least significant bit (S_LSB) of 30 bits of the subframe of the existing navigation message structure is set to 4 sync codes 16 bits and TOW- to improve TTFF performance in the A-GPS mode. It can be configured using count(TOWC) least significant bit (LSB) 14bits. TOWC LSB 14 bits may be composed of sub count 2 bits, TOWC LSB 4 bits, parity check 6 bits, and L6/S flag 2 bits.

본 실시예의 항법메시지 구조에서 GNSS 수신기가 A-GPS 모드로 동작할 때 TTFF 성능은 최소 3.3초, 최대 6.3초가 소요된다. 간단하게, 하나의 프레임에 1번 서브프레임(subframe 1)을 2번 전송하고, 2번 서브프레임(subframe 2)을 한번 전송하는 구조로 설계하면, GNSS 수신기가 스탠드얼론 모드로 동작할 때 TTFF 성능은 최소 12초, 최대 36초, 평균 22초가 소요될 수 있다.In the navigation message structure of this embodiment, when the GNSS receiver operates in the A-GPS mode, the TTFF performance takes a minimum of 3.3 seconds and a maximum of 6.3 seconds. Simply, if subframe 1 is transmitted twice in one frame and subframe 2 is transmitted once, TTFF performance when the GNSS receiver operates in standalone mode may take a minimum of 12 seconds, a maximum of 36 seconds, and an average of 22 seconds.

위와 같은 항법메시지 구조는 기존 IRNSS의 경우보다 하나의 서브프레임의 오류정정부호의 길이가 약 2배 즉, 기존 584 심볼 길이에서 고정된 포맷(fixed format)의 1080 심볼(symbols) 길이로 증가하고, 이로 인해 에러에 더욱 강인해질 수 있고, 그에 의해 보다 빠른 데이터 전송이 가능하다. 이와 같이, 본 실시예에 의하면, 전송속도가 IRNSS보다 50sps에서 100sps로 2배 빠르고 에러율이 거의 동일한 항법메시지 구조를 제공할 수 있다.In the above navigation message structure, the length of the error correction code of one subframe is approximately twice that of the existing IRNSS, that is, the length of the existing 584 symbols increases to 1080 symbols in the fixed format. This can make it more robust to errors, thereby enabling faster data transmission. As such, according to the present embodiment, it is possible to provide a navigation message structure having a transmission speed of 50sps to 100sps that is twice as fast as that of an IRNSS and having almost the same error rate.

도 10은 본 실시예의 TTFF 단축 방법을 채용할 수 있는 위성항법수신기의 주요 구성을 나타낸 블록도이다.10 is a block diagram showing the main configuration of a satellite navigation receiver capable of adopting the TTFF shortening method of the present embodiment.

도 10을 참조하면, 위성항법수신기는 전술한 실시예들 중 적어도 하나의 위성 항법메시지 구조를 이용하도록 구성될 수 있다. 위성항법수신기(100)는 적어도 하나의 프로세서(110), 메모리(120) 및 위성을 포함한 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(130)를 포함할 수 있다. 또한, 위성항법수신기(100)는 입력 인터페이스 장치(140), 출력 인터페이스 장치(150), 저장 장치(160) 등을 더 포함할 수 있다. 위성항법수신기(100)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 10, the satellite navigation receiver may be configured to use the satellite navigation message structure of at least one of the above-described embodiments. The satellite navigation receiver 100 may include at least one processor 110 , a memory 120 , and a transceiver 130 connected to a network including a satellite to perform communication. In addition, the satellite navigation receiver 100 may further include an input interface device 140 , an output interface device 150 , a storage device 160 , and the like. Each of the components included in the satellite navigation receiver 100 may be connected by a bus 170 to communicate with each other.

프로세서(110)는 메모리(120) 및 저장 장치(160) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(110)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.The processor 110 may execute a program command stored in at least one of the memory 120 and the storage device 160 . The processor 110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.

메모리(120) 및 저장 장치(160) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.Each of the memory 120 and the storage device 160 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory 120 may be configured as at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

송수신 장치(130)는 위성과의 통신 연결을 지원하는 서브통신시스템이나, 범용 기지국과의 유선 또는 무선 통신을 지원하는 서브통신시스템이나, 모바일 에지 코아 네트워크나 코아 네트워크(core network)와의 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 넌(non)-아이디얼 백홀 링크의 연결을 위한 서브통신시스템을 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서(110)는 송수신 장치(130)를 통해 위성과 주고받는 항법메시지를 전술한 실시예들 중 적어도 하나에 따른 구조로 생성하거나 처리할 수 있다.The transceiver 130 is a sub-communication system supporting a communication connection with a satellite, a sub-communication system supporting wired or wireless communication with a general-purpose base station, or an ideal backhaul link with a mobile edge core network or a core network. (ideal backhaul link) or non- (non) may include a sub-communication system for the connection of the ideal backhaul link. Here, the processor 110 may generate or process the navigation message exchanged with the satellite through the transceiver 130 in the structure according to at least one of the above-described embodiments.

입력 인터페이스 장치(140)는 키보드, 마이크, 터치패드, 터치스크린 등의 입력 수단들에서 선택되는 적어도 하나와 적어도 하나의 입력 수단을 통해 입력되는 신호를 기저장된 명령과 매핑하거나 처리하는 입력 신호 처리부를 포함할 수 있다.The input interface device 140 includes at least one selected from input means such as a keyboard, a microphone, a touch pad, and a touch screen and an input signal processing unit for mapping or processing a signal input through at least one input means with a pre-stored command. may include

출력 인터페이스 장치(150)는 프로세서(110)의 제어에 따라 생성되거나 출력되는 신호를 기저장된 신호 형태나 레벨로 매핑하거나 처리하는 출력 신호 처리부와, 출력 신호 처리부의 신호에 따라 진동, 빛 등의 형태로 신호나 정보를 출력하는 적어도 하나의 출력 수단을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 출력 수단은 스피커, 디스플레이 장치, 프린터, 광 출력 장치, 진동 출력 장치 등의 출력 수단들에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.The output interface device 150 includes an output signal processing unit that maps or processes a signal generated or output according to the control of the processor 110 to a pre-stored signal type or level, and a form of vibration, light, etc. according to the signal of the output signal processing unit It may include at least one output means for outputting the raw signal or information. The at least one output means may include at least one selected from output means such as a speaker, a display device, a printer, an optical output device, and a vibration output device.

또한, 프로세서(110)가 실행하는 프로그램 명령은 항법메시지 구조의 서브프레임의 중간 워드(예컨대 워드6)에 A-GPS를 위한 프리앰블과 TOW LSB를 기존 프리앰블을 대체하여 삽입하는 명령, 서브프레임의 생성시 1번 내지 3번 서브프레임을 반복 삽입하는 명령, 1번 및 2번 서브프레임을 단일 서브프레임으로 대체하는 명령, 기존 서브프레임의 최하위비트(S_LSB) 30bits를 4개의 동기 코드(sync code) 16bits와 TOW-count(TOWC) 최하위비트(LSB) 14bits를 사용하여 구성하는 명령 등을 포함할 수 있다.In addition, the program command executed by the processor 110 is a command for inserting the preamble for A-GPS and the TOW LSB into the middle word (eg, word 6) of the subframe of the navigation message structure by replacing the existing preamble, generation of the subframe A command to repeatedly insert subframes 1 to 3, a command to replace subframes 1 and 2 with a single subframe, 30 bits of the least significant bit (S_LSB) of the existing subframe to 4 sync codes 16 bits and TOW-count(TOWC) Least Significant Bit(LSB) 14bits.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by 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 recorded on the computer readable medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of computer-readable media include hardware devices specially configured to store and carry out program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although it has been described with reference to the above embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. will be able

Claims (1)

스탠드얼론(standalone)으로 동작하는 모드에서 항법메시지 구조의 단일 프레임 내 서브프레임의 여러 개의 워드(word)를 준비하는 단계; 및
상기 여러 개의 워드 중 중간 워드에 A-GPS(assisted-GPS)를 위한 프리앰블과 TOW(hand over word) LSB(least significant bit)를 삽입하는 단계;
를 포함하는 위성항법 수신기의 초기위치결정 시간 단축 방법.
preparing several words of a subframe within a single frame of a navigation message structure in a mode of operating in standalone; and
inserting a preamble for assisted-GPS (A-GPS) and a hand over word (TOW) least significant bit (LSB) into an intermediate word among the plurality of words;
A method for reducing the initial positioning time of a satellite navigation receiver comprising a.
KR1020220032303A 2021-03-16 2022-03-15 Method for reducing initial time to first fix for global navigation satellite system receiver and a structure of navigation message for the same KR20220129486A (en)

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