The Circuit Design and Analysis of the Digital Delay-Lock Loop in GPS Receiver System

GPS 수신 시스템에서 디지탈 지연동기 루프 회로 설계 및 분석

GPS(Global Positioning System)is a satellite-based navigation system that we can survey where we are, anywhere and anytime. In this paper, delay-lock loop of the receiver which detects the navigation data is theoretically analyzed, and designed using the digital logic circuit. Also logic operations for the synchronization are analyzed. The designed system consists of the correlator which correlates the received C/A code and the generated C/A code in the receiver, the C/A code generator which generates C/A code of selected satellite, and the direct digital clock syntheizer which generates the clock of the C/A code generator to control the C/A code phase and clock rate. From the analyses results of the proposed digital delay-lock loop system, the system has the detection propertied over 90% when its input signal power is above-113.98dB. The influence of input signal variation of digital delay loop, which is the input of A/D converter, is investigated and the performance is analyzed with the variation of threshold level via the computer simulation. The logic simulation results show that the designed system detects precisely the GPS navigation data.

GPS(Global Positional System)는 인공위성을 이용하여 언제, 어디서나 자신의 위치를 정확히 측정할 수 있는 항법 시스템이다. 본 논문에서는 이 GPS 신호에서 항법 데이터를 복원하는 수신기의 지연동기 루프를 이론적으로 해석하고, 디지털 로직으로 설계하였다. 또한 동기과정의 논리동작을 분석하였다. 설계한 시스템은 수신된 C/A(coarse/acquisition) 코드와 수신기에서 발생된 C/A 코드와의 상관값을 구하는 상관기, 선택된 위성의 C/A 코드를 발생시키는 C/A코드 발생기, 그리고 C/A코드의 위상과 클럭속도를 조절할 수 있도록 C/A 코드 발생기의 클럭을 만드는 직접 디지탈 클럭 발생기로 구성된다. 제안한 디지탈 지연동기루프 시스템을 해석한 결과, 시스템 입력 신호전력이 -113.98dB이상이면 시스템이 90%이상의 검파 능력을 갖음을 확인하였다. 디지탈동기루프이 입력신호 즉, A/D 컴버터 전단의 입력신호 크기에 따라 디지탈 동기 루프의 성능 그래프와 문턱전압의 크기에 따른 성능분석의 그래프를 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 그리고 설계된 디지탈 지연동기루프를 로직 시뮬레이션한 결과, GPS 항법 데이타를 정확히 복원함을 확인하였다. 개선됨을 알 수 있었다.