단일 스테이션 기반 모자익 의사위성 항법 시스템은 다중 안테나 배열을 하나의 비콘으로 응집하여 실내 환경에서 간결한 설치와 안정적인 가시선(LOS) 확보를 가능하게 하는 시스템이다. 그러나 송신 기- 수신기 간 전력 불균형, 즉 near–far 문제를 완화하기 위해 적용된 저 duty-cycle 펄싱은 신호의 Power Spectrum Density (PSD)를 Dirac comb 형태로 변형시켜 획득단계에서 false-frequency lock을 유발하 는 한계를 가진다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 송신단 신호 설계 변경이 아닌 수신기 구조 개선에 주목하여, Software Defined Radio (SDR). 기반 멀티채널 획득·추적 기법을 제안하였다. 제 안된 SDR은 Doppler–delay 맵에서 나타나는 다중 피크를 독립 채널로 할당하고 반복 재획득을 수행하여 frame lock에 도달한 채널만 추적 루프에 유지함으로써 multipath 환경에서도 안정적으로 동작한다. 이 를 검 증하기 위해 동일한 National Instruments (NI) 레코딩 데이터를 기존 SDR과 수정된 SDR에 각각 적용하고 추적여부를 비교하였다. 분석 결과, 기존 SDR에서는 추적되지 않던 신호가 제안된 SDR에서는 안 정 적으로 추적 가능함을 확인하였으며, 이는 모자익 의사위성 시스템의 운용 범위 확장 가능성을 보여준다.

SDR-Based Multi-Channel Acquisition Technique for Extending the Coverage of Mosaic Pseudolites

Seongjin Park, Changdon Kee*

The single-station-based Mosaic pseudolite navigation system consolidates multiple antennas into a single beacon, enabling simplified deployment and robust line-of-sight (LOS) availability in indoor environments. However, to mitigate the near–far power imbalance, low duty-cycle pulsing has been adopted, which alters the power spectral density (PSD) into a Dirac-comb-like structure and causes false- frequency lock during the acquisition stage. To address this issue, this study focuses on improving the receiver architecture rather than modifying the pulsing scheme itself, by introducing a software- defined radio (SDR)–based multi-channel acquisition and tracking method. In the proposed approach, multiple peaks observed in the Doppler–delay map are assigned to independent channels, and iterative reacquisition ensures that only those channels achieving frame lock are maintained in the tracking loop, allowing robust operation even under multipath conditions. For validation, identical NI recording data were applied to both a conventional SDR and the modified SDR, and their tracking behaviors were compared. The analysis confirmed that signals which failed to be tracked by the conventional SDR could be successfully tracked by the proposed SDR, highlighting its potential to extend the coverage and reliability of Mosaic pseudolite systems.

Keywords: pseudolite, indoor positioning, software-defined radio, multi-channel acquisition

Speaker 박성진 서울대학교