Lim, Soon;Lim, Deok Won;Chun, Sebum;Heo, Moon Beom;Choi, Yun Sub;Lee, Ju Hyun;Lee, Sang Jeong
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제4권4호
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pp.173-180
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2015
In this study, an algorithm that detects a spoofing signal for a GPS L1 signal was proposed, and the performance was verified through RF spoofing signal simulation. The proposed algorithm determines the reception of a spoofing signal by detecting a correlation distortion of GPS L1 C/A code caused by the spoofing signal. To detect the correlation distortion, a detection criterion of a spoofing signal was derived from the relationship among the Early, Prompt, and Late tap correlation values of a receiver correlator; and a detection threshold was calculated from the false alarm probability of spoofing signal detection. In this study, an RF spoofing environment was built using the GSS 8000 simulator (Spirent). For the RF spoofing signal generated from the simulator, the RF spoofing environment was verified using the commercial receiver DL-V3 (Novatel Inc.). To verify the performance of the proposed algorithm, the RF signal was stored as IF band data using a USRP signal collector (NI) so that the data could be processed by a CNU software receiver (software defined radio). For the performance of the proposed algorithm, results were obtained using the correlation value of the software receiver, and the performance was verified through the detection of a spoofing signal and the detection time of a spoofing signal.
This paper presents new coherent and non-coherent detection methods for the IEEE 802.15.4a low-rate ultra-wideband physical layer with forward error correction (FEC) coding techniques. The coherent detection method involving channel estimation is based on the correlation characteristics of the preamble signal. A coherent receiver uses novel iterated selective-rake (IT-SRAKE) to detect 2-bit data in a non-line-of-sight channel. The non-coherent detection method that does not involve channel estimation employs a 2-bit data detection scheme using modified transmitted reference pulse cluster (M-TRPC) methods. To compare the two schemes, we have designed an IT-SRAKE receiver and a MTRPC receiver using an IEEE 802.15.4a physical layer. Simulation results show the performance of IT-SRAKE is better than that of the M-TRPC by 3-9 dB.
펄스 방식(Impulse radio)의 초광대역(Ultra-Wideband) 시스템의 타이밍 동기과정에서 획득/추적 과정이 이상적으로 수행되더라도 잔여 타이밍 오차는 존재하게 된다. 이러한 잔여 타이밍 오차는 시스템의 성능에 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 상관 검출 수신기에서 미세 타이밍 오차를 보상하기 위해 보조신호(Reference signal)를 이용한 디지털 위상고정 루프(Digital Phase-Locked Loop)를 제시한다. 우선, 미세 타이밍 오차에 의한 비트에러률(Bit Error Rate:BER)의 성능 열화를 고찰한 후, 타이밍 추적기를 사용함으로써 타이밍 오차가 보상되는 과정과 보상 후 BER 성능을 제시한다. 그리고 타이밍 검출기는 보조신호와 수신신호간의 상관을 이용하는 방식이 제안되었으며 샘플링 주기는 프레임 단위로 이루어지도록 설계되었다. 또한, 본 논문은 성능비교를 위해 여러 종류의 가우시안 모노사이클 펄스에 대해 성능 평가를 수행한다.
The following methods are proposed for implementing digital dual tone multi-frequency (DTMF) receiver: using infinite impulse response(IIR) digital filters, period-counting algorithm, discrete Fourier transform(DFT), and fast Fourier transform(FFT)[2]. The PARCOR(Partical Correlation) analysis method which has been widly used in the speech signal processing area is applied to the dual tone multi-frequency(DTMF) signal detection. This method is easy to implement digitally and stronger to digit simulation of speech than any other methods proposed up to date. Since sampling rate of 4KHz is used in the DTMF receiver for the detection of input DTMF signal originally sampled at 8KHz, it effects two times higher multiplexing efficiency.
본 논문은 PARCOR형 DTMF신호 수신방식을 이용하는 대역내 신호방식에 관하여 논한다. PARCOR 계수의 움직임에 관한 관찰 및 분석을 통하여 제안된 수신기의 성능평가, 즉 음성면역, 잡음면역 및 누화에 대한 면역 성능을 평가하고 이에 따른 수신 알고리즘 설계의 예를 제시한다.
본 논문에서는 2.45GHz 대역 IEEE 802.15.4 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network; ZigBee) 시스템의 수신기를 위한 개선된 방식의 Timing estimator의 알고리즘을 제안한다. 저가 구현을 지향하는 LR-WPAN 시스템의 특성상 고가의 오실레이터를 사용할 수 없으므로 반송파 중심 주파수의 80ppm에 해당하는 주파수 옵셋 환경에서 안정된 동작이 가능한 Timing estimator 알고리즘이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 수신 환경을 고려하여 Multiple delay differential filter를 적용함으로써 주파수 옵셋에 대한 강인성 및 수신 성능의 안정성을 증대시켰으며, Multiple delay differential filter의 출력 신호에 대한 reference 신호의 상관 결과가 I-channel 에만 국한되는 특성을 이용하여 일반적인 noncoherent 방식 대신 coherent 방식의 correlator를 적용함으로써 non-coherent 방식의 제곱 손실을 제거하여 검출 성능을 향상시킴과 동시에 복잡도를 감소시켜 초소형, 저전력, 저가를 지향하는 LR-WPAM 수신기에 보다 적합하도록 설계하였다. 다양한 채널 환경에서의 성능정가를 통하여 제안된 알고리즘이 differential detection 기반의 noncoherent 방식보다 평균적으로 2dB의 향상된 성능을 보임을 입증하였다.
본 논문에서는 일반적인 코드분할 다중화 시스템을 위해 저자가 제안하였던 유사 역상관기를 변형하여 광대역 코드분할 다중화 시스템에 적합한 수신기를 설계하고, 백색 가우시안 채널 환경에서 성능을 분석하고 있다. 설계된 수신기에서는 판단변수에 포함되어 있는 다중사용자 간섭신호를 분석하여, 송신된 신호의 각 비트에 대응되는 상호상관행렬을 얻게 된다. 이 상호상관행렬을 역변환시킨 후, 기존의 수신기에서 얻어진 판단변수에 적용한다. 이렇게 해서 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다. 제안된 수신기는 연속해서 3비트를 받은 후에 바로 검출과정을 수행할 수 있다는 잇점이 있다. 지연시간이나 반송파 위상 오차가 존재하는 상황에서 설계된 수신기의 성능변화를 백색 가우시안 채널에서의 여러 가지 시뮬레이션을 통해서 확인하였다. 그 결과 여기에서 제안한 수신기가 기존 수신기나, 병렬 간섭제거기에 비해 성능이 우수하다는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 GPS 전파 간섭 신호의 한 종류인 기만 신호를 검출하는 기법을 제안한다. 본 논문에서 기만의 대상이 되는 신호에는 민간에 구조가 공개된 GPS L1 C/A 신호로 선정하였으며 GPS L1 C/A 기만 신호의 영향을 분석하고 이를 통해서 기만 신호 검출 기법을 제안한다. 제안하는 기만 신호 검출 기법은 상관함수가 왜곡된 정도로 기만 신호의 인가를 판단한다. 기만 신호의 판단기준은 수신기 열잡음의 통계적 특성으로부터 정량적인 수치로 계산된 임계값을 이용하였다. 제안하는 기법을 검증하기 위한 시뮬레이션은 MATLAB을 기반으로 구성하였으며 기만 신호에 의한 상관함수 왜곡 및 코드 위상 오차를 확인하였다. 그리고 본 논문에서 제안하는 기만 신호 검출 기법을 적용하여 기만 신호의 검출 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 기법에 의한 기만 신호 검출성능을 확인하였다.
본 논문에서는 W-CDMA(Wide band Code Division Multiple Access) 시스템에서 채널 측정 및 프레임 동기 확인에 사용되는 파일럿 비트 패턴의 프레임 동기 단어(frame synchronization words) 성능을 분석한다. 또한 W-CDMA 시스템에서는 두 개의 수신 단말기를 갖지 않고도, 다른 주파수의 측정을 하기 위해 압축 모드(compressed mode)를 사용한다. 제안된 프레임 동기용 이원 부호의 우선 쌍 간의 보완 매핑(complementary mapping) 관계를 이용하면, 압축 모드에서도 프레임 동기 특성을 유지함을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확인한다. 검출 확률과 오 경보 확률을 갖는 수신기 동작 특성(ROC: Reciever Operating Characteristic) 곡선은 LLRT(Log Likely-hood Ratio Test), GLRT(Generalied Likeiyhood Ratio Test), 연판정(soft correlation test), 경 판정(hard correlarion test)과 같은 다양한 검출법(detection metrics)을 이용하여 레일레이 페이딩 채널에서 제안된 프레임 동기 단어의 성능 분석에 사용된다. 이 논문의 파일럿 비트 패턴의 성능에 대한 연구 결과는 3세대 W-CDMA 시스템에서 프레임 동기의 설계 및 구현에 유용한 참고 자료가 될 수 있을 것이다.
Lee, Sunyong;Jin, Mihyun;Choi, Heon Ho;Lee, Sang Jeong
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제5권3호
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pp.109-118
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2016
The present paper proposes a method that can estimate a roll rate of spinning vehicles utilizing GPS receivers. The proposed method analyzes a relation between received signal and correlation value and utilizes a phenomenon that received signal power that changes according to a signal incident direction affects a correlation value. That is, a roll-rate estimation method using zero crossing detection method for correlation value, which has sinusoidal periodicity according to rotations of vehicles, is proposed. A correlation value in real environments experiences a jitter so that the proposed method includes a pre-processing filter and detection threshold setting way is also considered to reduce the effect of received signal power. In order to verify the operation of the proposed method and analyze the performance, a signal generator and software-defined receiver (SDR) are designed. The signal generator generates intermediate frequency (IF) signal by taking the rotation of vehicles, antenna gain, and signal power into consideration, and a correlation value is acquired by taking the generated IF signals into consideration. Using the generated correlation value, the operation of the proposed roll rate estimation method is verified and the performance is analyzed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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