본 논문에서는 WCDMA 시스템을 위한 판정궤환 동기식 동기추적 회로 (decision-feedback coherent code tracking loop)를 설계하고 AWGN 환경과 페이딩 환경에서 위상 에러와 심볼 에러의 영향을 고려하여 지터 분산을 해석한다. 먼저, AWGN 환경에서의 지터 분산을 위상 에러와 비트 오율을 포함하여 펄스성형 필터(pulse-shaping filter), 타이밍 오프셋 (timing offset), 신호 대 잡음비 (signal-to-interferences ratio), 루우프 대역폭(loop-bandwidth)에 대한 일반식으로 유도하고 페이딩 환경에서 지터 분산의 상한치 (upper bonnd)를 유도한다. 끝으로, WCDMA 순방향 링크의 DPCH 프레임 포맷 #13을 목표 시스템(target system)으로 설정하여 2차 동기식 등기추적 회로를 설계하고 AWGN 환경과 Rayleigh 페이딩 환경에서 지터 분산의 이론치와 시뮬레이션 결과를 비교, 분석한다.
Park, Sang-Hyun;Cho, Deuk-Jae;Seo, Ki-Yeol;Suh, Sang-Hyun
한국항해항만학회지
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제31권9호
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pp.763-769
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2007
A narrow loop noise bandwidth method is desirable to reduce the error of raw measurements due to the thermal noise. However, it degrades the performance of GPS initial synchronization such as mean acquisition time. And it restricts the loop noise bandwidth to a fixed value determined by the lower bound of the allowable range of carrier-to-noise power ratio, so that it is difficult to optimally track GPS signal. In order to make up for the weak points of the fixed-type narrow loop noise bandwidth method and simultaneously minimize the error of code and carrier measurements, this paper proposes a stepwise-type adaptive bandwidth algorithm for DGPS reference receivers. In this paper, it is shown that the proposed adaptive bandwidth algorithm can provide more accurate measurements than those of the fixed-type narrow loop noise bandwidth method, in view of analyzing the simulation results between two signal tracking algorithms. This paper also carries out sensitivity analysis of the proposed adaptive bandwidth algorithm due to the estimation uncertainty of carrier-to-noise power ratio. Finally the analysis results are verified by the experiment using GPS simulator.
본 논문에서는 CDMA 이동전파 환경에서 두 가지 비동기식 동기 추적 회로 즉, TCTL과 MCTL의 성능을 비교, 분석한다. 먼저, 두 가지 방식에 대해 안정 상태에서의 지터 분산을 펄스 성형 필터, 타이밍 오프셋, 신호 대 잡음 비 및 루우프 대역폭의 함수로 이론적으로 유도한다. 또한, 루우프 필터의 설계 방법에 대해 2차 동기 추적회로를 중심으로 고찰한다. 끝으로, 동기 추적 오차에 의한 BER 성능 저하를 ETRI 에 의해 IMT-2000용으로 설계된 CDMA 시스템의 역방향 링크에 대해 분석한다.
본 논문에서는 CDMA 시스댐에 적용하기 위해 기저 대역에서 설계된 비동기식 동기 추적 회로의 성능을 이론적으로 분석하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증한다. AWGN 채널 환경에서 지터 분산을 펼스 성형 필터, 타이밍 오프셋, 신호 대 잡음 비, 루우프 필터 계수의 함수로 이론적으로 유도하고 2차 동기 추적 회로를 중심으로 루우프 필터의 설계에 판해 고찰한다. 끝으로, 설계된 동기 추적 회로를 ETRI에서 IMT-2000을 위해 설계한 동기식 CDMA 시스템의 역방향 링크에 적용하여 AWGN과 레일라이 페이딩 환경에서의 성능을 시율레이션을 통해 검증한다.
The robust output tracking control problem of general nonlinear MIMO systems is discussed. The robustness against parameter uncertainties is considered. In this paper, we proposed the robust output tracking control scheme for a class of MIMO nonlinear dynamical systems using output feedback linearization method. The presented control scheme is based on the VSS. We assume that the nonlinear dynamical system is minimum phase, the relative degree of the system is r$_{1}$+r$_{2}$+…r$_{m}$$\leq$ n and zero dynamics is stable. It is shown that the outputs of the closed-loop system asymptotically track given output trajectories despite the uncertainties while maintaining the boundedness of all signals inside the loop. And we verified that the proposed control scheme is then applied to the control of a two degree of freedom (DOF) robotic manipulator with payload.d.
The Global Positioning System (GPS) has become popular and widely used in many fields from military to civilian applications. However, GPS signals are suffered from interference due to its weak signal over wireless channel. There are many types of interference, such as jamming, blocking multipath, and spoofing, which can mislead the operation of GPS receiver. In this paper, vector-based tracking loop model with integrity check is proposed to detect and mitigate the harmful effect of interference on GPS receiver operation. The suggested methods are implemented in the tracking loop of GPS receiver. As a first method, integrity check with carrier-to-noise ratio (C/No) monitoring technique is applied to detect the presence of interference and prevent contaminated channels out of tracking channels to calculate position. As a second method, a vector-based tracking loop using Extended Kalman Filter with adaptive noise covariance according to C/No monitoring results. The proposed methods have been implemented on simulated dataset. The results demonstrates that the suggested methods significantly mitigate interference of Additive White Gaussian Noise (AWGN) and improve position calculation by 44%.
일반적인 위성 항법 장치 수신기는 루프 필터 기반의 스칼라 추적 루프를 통해 신호 추적이 이루어진다. 본 논문에서는 루프 필터를 LQG 제어기로, 스칼라 추적 루프를 벡터 추적 루프로 대체한 LQG 기반 벡터 추적 루프의 성능을 정확성과 강건성 측면에서 살펴보았다. 정확성을 판단하기 위해서, 일반적인 루프 필터 기반 스칼라 추적 루프 대비 LQG 기반 스칼라 추적 루프의 측정치 추정 오차가 60% 이상 향상됨을 확인하였다. 다음으로 LQG 기반 스칼라 추적 루프 대비 LQG 기반 벡터 추적 루프의 측정치 추정 오차의 성능 향상과 위성 개수 증가에 따른 위치/속도 추정 오차 성능 향상을 확인함으로써 정확성을 확인하였다. 마지막으로 4초 동안의 30 dB-Hz의 일시적 신호 감쇄 상황에서 루프 필터 기반의 스칼라 추적 루프는 신호 추적에 실패하는 반면, LQG 기반 벡터 추적 루프는 연속적으로 위치/속도, 측정치 추정이 가능함을 확인함으로써 강건성을 확인하였다.
This paper analyzes effect of the spinning vehicle on the GPS signal. In rapid spinning vehicles such as missiles and space rockets, carrier phase and frequency depend on the roll rate of the vehicle. It induces phase and frequency modulation caused by the roll rate. The modulated phase and frequency increase dynamic stress error of the tracking loop. Even though higher order tracking loop can remove dynamic stress error, the dynamic stress error can not be remove in this case. In order to analyze the effect of the spinning vehicle on the GPS signal, the experiments are carried out. The experiment results show the modulation of the carrier frequency and phase caused by the roll rate of the spinning vehicle.
디지털 위상추적 신호처리방식은 개회로 구성의 광섬유 자이로스코프를 위한 방식이면서도 개회로 방식 신호 처리의 한계로 지적되고 있는 다이내믹 레인지의 한계 및 광원의 세기변화 또는 신호처리상에서의 이득 변화에 대한 의존성 등의 단점을 해결할 수 있는 것으로 발표되었다. 본 논문에서는 디지털 위상추적 방식 신호처리기의 성능을 제한하는 요소로서 신호처리기의 구현 과정에서 도입될 수 있는 위상변조신호에 내포된 고조파 성분 및 이의 크기, 위상차, 변조진폭 변화, 신호 경로의 대역폭 제한, mixer의 구현방법 등을 찾아낸 후 각 요소의 영향을 정량적으로 분석하였다. 마지막으로 $1{\mu}rad$급의 분해능을 갖춘 신호처리기가 가져야할 조건을 계산함으로서 디지털 위상추적 신호처리기의 구현과정에서의 주의 사항을 제시하였다.
위성 기반 측위 시스템은 위치 기반 기술의 핵심 기술로서, CDMA 시스템을 사용한다. CDMA 시스템에서 원활한 위치 측위를 하기 위해서는 확산 부호의 정확한 동기가 이루어져야 한다. 본 논문은 확산 부호의 동기 기법 가운데 부호 추적 기법에 초점을 맞춘다. 특히 다중 경로 환경에서 기존의 부호 추적 기법인 DLL 방법은 적합하지 않다. 본 논문은 수신 신호에서 다중 경로 신호를 축출하여 이를 부호 추적 기법에 사용하는 방법을 제안한다. Spirent simulator를 이용하여 제안 기법을 검증하고 성능 평가를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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