Computationally Efficient Estimation Algorithm for Unknown location of an Earth Station

In this paper, we propose an efficient estimation algorithm to find unknown location of an earth station for a geostationary satellite system. A cross ambiguity function (CAF), using time difference of arrival (TDOA) and frequency difference arrival (FDOA), is usually used to estimate the unknown location of an unauthorized earth station which may invoke interference to the existing satellite systems. However, a practical estimation of the location data requires tremendous computational time of CAF, and this prohibits direct utilization of CAF. For this reason, we propose a computationally efficient algorithm which utilizes characteristics of TDOA and FDOA within CAF. The proposed algorithm greatly enhances the computational efficiency without any performance degradation. In addition, we demonstrate the simulation results on the estimation performance by the resolution of the CAF estimation. The results provided in this paper will be utilized at the real system implementation.

지구국 위치 추적을 위한 효율적인 계산 알고리즘

본 논문에서는 위성통신시스템에서 임의의 전파를 발사하는 미지의 송신원의 위치를 파악하기 위한 효율적인 추정 알고리즘을 제안한다. 정지궤도 위성 시스템에 대하여 불법적으로 전파를 발사하는 미지의 지구국 위치를 추정하는 방법의 하나로써 시간 차이와 주파수 차이를 이용하는 교차 모호 함수(cross ambiguity function; CAF)를 주로 사용한다. 그러나 현실성이 있는 지구국 위치의 계산을 위해서는 엄청난 계산량을 필요로 하는 CAF가 요구되므로, 정확한 위치의 계산이 매우 힘들다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여 CAF에서 추정하는 시간 차이와 주파수 차이의 특성을 이용하여 계산상의 효율성은 크게 증대되면서도 추정 성능 저하가 전혀 없는 효율적인 알고리즘을 제안한다. 또한, CAF 계산 알고리즘의 분해능이 추정 성능에 미치는 영향을 시뮬레이션한 결과를 제시함으로써 향후 실제 시스템 구축 및 활용에 기여하였다.