VDES R-Mode 지상파 통합 항법 시스템은 위성 항법 시스템의 취약점 극복을 위한 측위정보 제공 시스템으로, 다수의 송신기들은 시각 동기된 VDES Ranging Sequence를 송신하고 수신기는 상관관계 값들을 획득하고 Time of Arrival (TOA) 값으로 변환 후 종합하여 측위 정보를 제공한다. 일반적으로 수신한 VDES Ranging Sequence에 대한 TOA 측정은 시간 영역에서 최대 상관전력 검출방식의 신호검 출기를 사용하여 이루어지며 이상적으로는 샘플링 주파수가 높을수록 위치 정확도를 향상시킬 수 있다. 그러나 고속의 샘플링 주파수에 비례하여 검출기 구현 복잡도가 증가하고, 높은 SNR이 보장되어 야 한다. 본 논문에서는 VDES R-Mode TOA 측정을 대략적인 추정 및 미세 시간 추정으로 분리하고, 시간 영역 및 주파수 영역의 타이밍 옵셋 추정 기법을 적용하여 구현성을 고려한 최적의 알고리즘을 제안한다. 또한 컴퓨터 모의시험을 통해 제안한 구조 및 알고리즘이 비교적 낮은 샘플링 주파수에서 높은 정밀도의 추정이 가능함을 입증하였고 실험실 내에서의 실험 결과를 제시하였다.

Design and Implementation of Propagation Time-of-Arrival Estimator for VDES R-Mode

Hyung Jick Ryu, Yong Ho Jung, Won Yong Kim*, Tae Hyun Fang

In the VDES R-Mode integrated terrestrial navigation system, in order to overcome the weaknesses of the satellite navigation system, a plurality of transmitters transmit the VDES Ranging Sequence with time synchronization, and the receiver provide positioning information by aggregating with the Time of Arrival (TOA) value obtained from the correlation value. Generally TOA measurement of the receiving VDES Ranging Sequence is made using a signal detector of the maximum correlation power detection method in the time domain. Ideally, the higher the sampling frequency, the better the positioning accuracy. However, the detector implementation complexity increases in proportion to the high-speed sampling frequency, and high SNR must be guaranteed. In this paper, for VDES R-Mode TOA measurement, it is divided into coarse estimation and fine time estimation, and the optimal algorithm considering implementation is proposed by applying the timing offset estimation technique in the time domain and frequency domain. In addition, it was proved through computer simulation that the proposed structure and algorithm are capable of high-precision estimation at a relatively low sampling frequency, and the experiment results in the laboratory are presented.

Keywords: R-Mode, VDES, TOA, positioning system

Speaker 류형직 코메스타