본 논문은 사용자 입력 파라미터를 기반으로 기존의 Global Navigation Satellite System (GNSS) 신호와 새로운 Korean Positioning System (KPS) 후보 신호를 중간주파수 수준에서 생성하는 신호 생성기를 소개 한다. 신호 생생기의 전체 구조는 신호 특성 및 환경 설정부, 내비게이션 메시지 생성부, 베이스밴드 신호 및 IF 신호 생성부의 세 부분으로 나뉘며, 각 부분의 출력은 순차적으로 연결되어 있다. Almanac 파일 을 이용하여 실제 신호와 유사한 항법메시지 데이터를 생성 가능하도록 구현되었으며, 코드지연, 반송파 위상, 도플러 주파수 파라미터 값은 사용자 위치 변화에 따라 시변하는 특성을 가진다. 또한 신호 생성 기 플랫폼을 reconfigurable하게 구현하여 기존의 GNSS의 configuration을 다중 시스템 및 다중 주파수로의 확장이 용이하게 가능하다. 이는 다양한 신호설계 시나리오 변경을 요구하는 KPS 신호 생성기 구현 에 이상적으로 적용 가능하다. 생성된 KPS 후보 신호의 획득, 추적, 항법 성능을 기개발 GNSS SDR Software Defined Radio (SDR)를 활용하여 검증한다.

Design of a KPS Civil Signal Candidate Simulator Using a Fully-Reconfigurable GNSS Signal Generator

ByungHyun Choi, Young-Jin Song, Jong-Hoon Won*

This paper presents an intermediate frequency (IF)-level signal generator which simulates legacy Global Navigation Satellite System (GNSS) signals as well as new Korean Positioning System (KPS) signal candidates based on the user’s input parameters. The entire structure of this signal generator is divided into three sequentially connected parts: signal characteristics and environment setting part, navigation message generation part, and baseband signal and IF signal generation parts. The use of almanac data files enables to generate navigation message data similar to actual situations. And, code delay, carrier phase and Doppler frequency are varying in time in response to the user’s dynamics like actual broadcasting GNSS signals. Moreover, the use of reconfigurability in designing the signal generator platform provides with an easy capability to re-build up a specific realization of multi- or single- constellation/frequency GNSS simulator. This is ideally suited to implement a KPS signal generator that requires changes of various signal design scenario parameters. The performance of generated KPS candidate signals are verified in terms of signal acquisition and tracking as well as navigation by using a GNSS software-defined radio.

Keywords: KPS, signal generator, reconfigurability

Speaker 최병현 인하대학교