고정밀 위치정보는 현대 사회에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있으며 다양한 산업과 서비스 분야에서 혁신적인 변화를 가져오고 있다. 최근 위성 항법시스템은 기존의 내비게이션 역할에서 확장되어 자율주행 등 정 밀한 위치정보가 필요한 응용 분야에서 영향력을 더 넓히고 있다. 위성 항법시스템에서 센티미터급의 정밀한 위치정보를 얻기 위해서 측위 오차의 최소화는 필수적이다. 측위 오차는 다양한 요인에 의해 발생될 수 있 지만 항법신호의 물리적 열화로 인한 오차는 랜덤하게 발생되어 보정이 쉽지 않다. 본 논문에서는 위상 잡음이 항법신호를 열화 시키는 정도를 분석함으로써 측위 오차에 어떠한 영향을 미치는지 알아본다. 특히, 실제 상용으로 사용되는 PLL의 위상잡음 스펙트럼 마스크를 위상 잡음으로 모델링하며, 이를 송신 신호에 적용함으로써 열화 정도를 EVM으로 측정한다. 또한 측정된 EVM을 기반으로 코드 추적 에러를 예측하여 최종 측위 오차를 분석한다.

Analysis of the Effect of Phase Noise on Positioning Error in Satellite Navigation Systems

Joon-Young Jung*, Jae-Won Lee, Sang-Uk Lee, Yoola Hwang

High-precision positioning information is playing an increasingly important role in modern society and is bringing about innovative changes in various industries and service fields. Recently, satellite navigation systems have expanded from their existing navigation roles and are becoming more influential in applications that require precise positioning information, such as autonomous driving. In order to obtain centimeter-level precise positioning information in satellite navigation systems, minimizing positioning errors is essential. Positioning errors can be caused by various factors, but errors due to physical degradation of navigation signals occur randomly and are not easy to correct. In this paper, we analyze the degree to which phase noise degrades navigation signals to find out how it affects positioning errors. In particular, we model the phase noise spectrum mask of a PLL actually used commercially as phase noise, and measure the degree of degradation by applying it to the transmission signal as EVM. In addition, we analyze the final positioning error by predicting the code tracking error based on the measured EVM.

Keywords: satellite navigation systems, phase noise, positioning error, code tracking error

Speaker 정준영* 한국전자통신연구원