L6 대역을 사용하는 신규 항법위성시스템을 위한 칩 전송률 및 펄스 설계 결과를 제시한다. 본 논문에서 고려하는 신규 항법위성시스템은 4개의 독립적인 확산대역 신호가 송신 및 수신 장비의 구현 복잡도가 낮은 BPSK, BOC 및 BOCcos 등 이진위상(bi-phase) 칩 펄스로 변조되어 동시 전송된다고 가정한다. 또한, 4개의 신호는 2개씩 묶어 2개의 신호그룹으로 나뉘며 각 신호그룹별 신호들의 메인로브로 구성되는 스펙트럼은 다른 신호그룹의 스펙트럼과 중첩되지 않도록 설계한다. 본 연구에서는 각 신호의 칩 전송률을 특정하지 않는다. 즉, 주어진 조건 하에서 얻을 수 있는 최대 칩 전송률을 찾고, 상기 조건을 만족하는 모든 칩 전송률 및 펄스 조합 중 하나 이상의 신호가 최대 칩 전송률을 가지는 경우들에 대해 기존의 Galileo E6, QZSS L6 및 BeiDou B3에 대한 간섭과 신규 신호조합의 신호간 간섭을 최소화하는 최적 칩 전송률 및 펄스 조합을 찾는다. 본 연구 결과는 L6 대역을 사용하는 신규 항법위성시스템의 신호방식 설계 시 성능비교의 참고기준으로 활용될 수 있을 것이다. 한편, 본 논문에서는 완전탐색(exhaustive search) 기반 최적 설계의 효율성을 위해 신호간 간섭의 평가지표로 Spectral Separation Coefficient (SSC)를 사용하며 확산부호 설계와 상수포락선다중화에서 추가되는 교차변조(intermodulation) 등의 영향이 반영되지 않는다. 따라서, 본 연구 결과는 추후 신호별 확산부호와 상수포락선다중화 방식 설계가 반영된 수치적 시뮬레이션 등을 통해 더욱 사실적인 검증이 필요할 것이다.

Design of Chip Rate and Bi-Phase Pulses for Four Navigation Satellite Signals in L6 Band

Hyoungsoo Lim

The results of chip rate and pulse design for a new navigation satellite system using L6 band are presented. The new navigation satellite system considered in this paper assumes that four independent spread-spectrum signals are modulated with bi-phase chip pulses such as BPSK, BOC, and BOCcos, which have low implementation complexity in both transmission and reception equipment. Additionally, the four signals are grouped into two pairs, and the spectrum formed by the main lobes of the signals in each group is designed not to overlap with that of the other group. In this paper, we do not specify the chip rate for each signal. That is, the maximum achievable chip rate under given conditions is determined first and, for all sets of chip rates and pulses satisfying the conditions, the optimal chip rates and pulses are found to minimize interference to and from the existing Galileo E6, QZSS L6, and BeiDou B3 signals and the interference among the new signals. The results of this study can serve as a reference benchmark for performance comparison in signal design for new navigation satellite systems using L6 band. In this paper, in order to improve the efficiency of the exhaustive search-based optimization, the Spectral Separation Coefficient (SSC) is used as an interference evaluation metric and thus the impacts of spreading code design and inter-modulation incurred in constant envelope multiplexing are not considered. Therefore, the results of this study need further realistic verification such as numerical simulation reflecting the design of the spreading codes and the constant envelope multiplexing scheme in the future.

Keywords: L6 band, chip rate, chip pulse, bi-phase waveform

Speaker 임형수 한국전자통신연구원