An Implementation of a GPS Signal Generator based on FPGA and Indoor Positioning System

This paper describes a GPS signal generator that can generate multiple satellite signals in real time at the RF level. It realizes the verified software algorithm on a FPGA. The algorithm models orbits and environmental errors such as ionospheric and tropospheric multipath. The position of a simulated receiver is one of simulation parameters. The hardware which consists of a digital logic board and an analog board can generate 16 simulated satellites signals at the same time. The users can generate spoofing signals and jamming signals as well as satellite signals by using the windows-based control software. In addition, the software provides GIS-based simulation scenarios editing tools. We verified the generator by using commercial receivers. As an application, we configured generators as indoor positioning systems and tested them in a building. To improve the accuracy of indoor systems is our further study.

FPGA를 기반으로 한 GPS 신호생성기 구현 및 실내측위 시스템

본 논문에서는 소프트웨어로 검증된 GPS 신호생성 알고리즘을 FPGA 기반으로 구현함으로써 RF레벨에서 다중 위성신호를 실시간으로 생성 가능한 GPS 신호생성기에 대해 기술한다. 탑재된 신호생성 알고리즘은 궤도 및 환경 오차 모델을 반영하고 수신기 위치를 기반으로 위성 신호를 모의한다. GPS 신호생성기 하드웨어는 16개의 위성 신호를 실시간으로 생성할 수 있는 디지털보드와 IF Data를 RF 신호로 변환해주는 아날로그보드로 구성되어 있다. Windows 기반의 신호생성 시뮬레이터를 제어하는 소프트웨어를 통해 항법신호뿐만 아니라 기만신호, 재밍신호를 생성이 가능하며 GIS 화면위에서 수신기의 경로를 편집할 수 있는 시나리오 구성 기능이 제공된다. GPS 신호생성기는 성능은 상용수신기를 이용해 검증하였다. GPS 신호생성기를 이용한 응용 예로써 실내측위 시스템을 구성하고 시험하였으며 실내측위 시스템의 정확도를 개선하는 것은 추가적인 연구를 진행하고 있다.