• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제9권2호
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• pp.121-128
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• 2008

Modularized GPS software defined radio (SDR) has many advantages of applying and modifying algorithm. Hardware based GPS receiver uses many hardware parts (such as RF front, correlators, CPU and other peripherals) that process tracked signal and navigation data to calculate user position, while SDR uses software modules, which run on general purpose CPU platform or embedded DSP. SDR does not have to change hardware part and is not limited by hardware capability when new processing algorithm is applied. The weakness of SDR is that software correlation takes lots of processing time. However, in these days the evolution of processing power of MPU and DSP leads the competitiveness of SDR against the hardware GPS receiver. This paper shows a study of modulization of GPS software platform and it presents development of the GNSS software platform using MATLAB Simulink™. We focus on post processing SDR platform which is usually adapted in research area. The main functions of SDR are GPS signal acquisition, signal tracking, decoding navigation data and calculating stand alone user position from stored data that was down converted and sampled intermediate frequency (IF) data. Each module of SDR platform is categorized by function for applicability for applying for other frequency and GPS signal easily. The developed software platform is tested using stored data which is down-converted and sampled IF data file. The test results present that the software platform calculates user position properly.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.229-234
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• 2006

Acquisition is to detect the presence of the GPS signal. Once the signal is detected, the estimated frequency and code phase are passed to a tracking loop to demodulate the navigation data. In order to detect the weak signal, multiple length of data integration is always needed. In this paper, we present five different acquisition approaches based on circular correlation and Fast Fourier Transform (FFT), using coherent as well as non-coherent integration techniques for the multiple length of collected GPS satellite signal. Moreover a general approach of determining the acquisition threshold is introduced based on noise distribution which has been proved effective, and independent of the hardware. In the end of this paper, the processing speed and acquisition gain of each method are illustrated, compared, and analyzed. The results show that coherent approach is much more time consuming compared to noncoherent approaches, and in the case of multiple length of data integration from 2ms to 8ms, the processing times consumed by the fastest non-coherent acquisition method are only 25.87% to 1.52% in a single search, and 34.76% to 1.06% in a global search of those in the coherent acquisition. However, coherent acquisition also demonstrates its better performance in the acquisition gain, and in the case of 8ms of data integration it is 4.23 to 4.41 dB higher than that in the non-coherent approaches. Finally, an applicable scheme of combining coherent and non-coherent acquisition approaches in the development of a real-time Software GPS receiver in the University of Tokyo is provided.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.359-364
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• 2006

Interference can seriously degrade the performance of GPS receiver because GPS signal has extremely low power at earth surface. This paper presents a Narrowband Interference Excision Filter (NIEF) in frequency domain that removes narrowband interferences with small signal loss. A NIEF transforms the received GPS signals with interferences into the frequency domain with FFT and then compute statistics such as mean and standard deviation to determine an excision threshold. All spectrums exceeding the threshold are removed and the remaining spectrums are restored by IFFT. A NIEF effectively can remove various and strong interferences with a simple structure. However, the signal power loss is unavoidable during FFT and IFFT. Besides the hamming window and overlap technique, a threshold-whitening technique and an adaptive detection threshold are adopted to effectively reduce the signal power loss. The performance of implemented NIEF is evaluated using real signals obtained by 12 bit GPS signal acquisition board. The output of NIEF is fed into the Software Defined Receiver to evaluate the acquisition and tracking performance. Experimental results shows that many types of interference such as single-tone CWI, AM, FM, swept CWI and multi-tones CWI are effectively mitigated with small signal power loss.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권11호
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• pp.1428-1433
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• 2019

국내 재난 사고의 기술동향 중 산악사고에 대한 관심 또한 지속적으로 증가 추세에 있다. 사고 발생 시 보편적인 방법으로는 스마트폰을 이용한 위치 추적 및 사고신고 등이며, 이를 이용하여 구조 활동을 진행 하고 있으나, 산악지역의 특성상 음영현상의 발생하는 구역에 대한 해결책이 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 447 MHz 대역 FSK방식을 이용한 무선 통신 기반 산행 안전 휴대 시스템을 제시하였다. 447 MHz 대역 송·수신기를 이용하여 이상 현상 발생 시 위치 전송 및 구조 신호 전송을 통한 위치좌표 전송 및 데이터를 축적하며, 송신자가 설정된 구역범위의 임계치를 벗어날 경우 위험 경고 알림을 발생하여 위험지역을 신속히 벗어날 수 있는 서비스를 제공한다. 또한 송신자의 건강 상태를 지속적으로 체크하여, 지정된 임계치를 상위 할 경우 수신자에게 경고를 함으로, 송신자의 재난에 대응할 수 있을 것이라고 사료된다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제13권1호
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• pp.85-92
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• 2024

This study develops a Global Positioning System (GPS) Code Multipath Grid Map (CMGM) of each individual domestic reference station from the extracted code multipath of measurement data. Multipath corresponds to signal reflection/refraction caused by obstacles around the receiver antenna, and it is a major source of error that cannot be eliminated by differencing. From the receiver-independent exchange format (RINEX) data for two days, the associated code multipath of a satellite tracking arc is extracted. These code multipath data go through bias correction and interpolation to yield the CMGM with respect to the azimuth and elevation angles. The effect of the CMGM on multipath mitigation is then quantitatively analyzed to improve the Root Mean Square (RMS) of averaged pseudo multipath. Furthermore, the single point positioning (SPP) accuracy is analyzed in terms of the RMS of the horizontal and vertical errors. During two weeks in February 2023, the RMSs of the averaged pseudo multipath for five reference stations decreased by about 40% on average after CMGM application. Also, the SPP accuracies increased by about 7% for horizontal errors and about 10% for vertical errors on average after CMGM application. The overall quantitative analysis indicates that the proposed approach will reduce the convergence time of Differential Global Navigation Satellite System (DGNSS), Real-Time Kinematic (RTK), and Precise Point Positioning (PPP)-RTK correction information in real-time to use measurement data whose code multipath is corrected and mitigated by the CMGM.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.425-428
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• 2008

본 논문에서는 위성 항법 시스템(GPS)의 불연속성과 수신 음영 지역에서의 속도 추적 한계를 극복하기 위하여 가속도계와 GPS를 이용한 이동 물체의 속도를 추정하는 시스템을 제안한다. 시스템은 이동 물체에 부착된 GPS 수신기와 가속도계의 항법 정보를 입력받아 물체의 진동과 충격 그리고 가속도계 자체의 오차에 기인한 잡음을 보정하고, 이를 이용하여 GPS 음영 지역에서 이동 물체의 속도 추정과 GPS 항법 정보의 불연속성을 보완할 수 있도록 설계되었다. 본 시스템에 사용하기 위해 GPS와 가속도계를 이용한 칼만 필터 구조를 설계하고, GPS 수신 음영 지역에서도 물체의 속도를 추적할 수 있음을 검증하여, 향후 자동항법장치 등 텔레매틱스 산업에서의 응용 가능성을 제시하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권11C호
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• pp.641-648
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• 2011

주파수 영역 등화 기법은 다중 반송파 시스템의 대표적 특정으로 단일 탭의 채널 등화로 인한 낮은 구현 복잡도의 장점을 갖는다. SC-FDE (single carrier frequency domain equalization) 시스템은 단일 반송파 시스템에서 주파수 영역 등화 기법을 채택하고, 지연 확산에 대한 강점을 갖기 위해 CP(cyclic prefix)를 포함한 형태의 구조를 갖는다. 단일 반송파 시스템에서 동기 및 등화기를 거친 후 잔존하는, 공통 위상 오프셋 성분을 제거해야만 한다. 공통 위상 오프셋 성분은 송수신기 간 반송파 주파수 생성 시 발생하는 성분이기 때문에 이 오프셋이 큰 경우 성능 열화의 원인이 된다. 본 논문에서는 SC-FDE 시스템에서 공통 위상 오프셋 성분을 주파수 영역에서 보정하는 기법을 제안하였다. 동기 획득 및 등화를 위한 훈련 신호는 자기 상관관계 특성이 우수한 CAZAC (constant amplitude zero autocorrelation code) 시퀀스를 채택하였다. 제안한 공통 위상 오프셋 추적 성능은 컴퓨터 모의실험을 통해 평균 제곱 오차 (mean square error, MSE) 성능을 통해 확인하였고, 그 성능이 시간 영역에서 보정하는 것과 유사한 MSE 성능을 갖는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권2호
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• pp.15-21
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• 2007

본 논문에서는 Impulse-radio-based Ultra Wideband (IR-UWB)를 이용한 에너지 검출 기반의 비동기 수신기에서 저사양의 ADC와 간단한 디지털 회로 만으로 이루어진 심벌 동기 획득(acquisition) 및 심벌 동기 추적(tracking) 방식을 제안한다. 기존의 심벌 동기 방식이 정확한 심벌 동기 '시점을 찾는 것에 초점을 맞추었다면, 제안하는 방식은 심벌 동기 '구간'을 찾아 그 구간 내에서 데이터를 판단함으로써 하드웨어 복잡성을 낮추었고, 전력 소모를 줄였다. 이를 위해 심벌 동기 구간에 해당하는 BDW (Bit Decision Window)를 정의하고 SNR(Signal to Noise Ratio), 하드웨어 자원 및 BDW의 크기와 BER (Bit Error Rate)와의 관계를 분석하였다. 주어진 SNR과 하드웨어 자원으로 BER을 최소화하기 위한 BDW의 크기를 구한다. 제안한 알고리즘은 실제 임펄스 채널 특성을 고려하여 모의실험을 통하여 검증하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제45권3호
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• pp.165-176
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• 2009

The process of berthing/deberthing operations for entering/leaving vessels in Busan northern harbor was analyzed and evaluated by using an integrated VTS(vessel traffic service) system installed in the ship training center of Pukyong National University, Busan, Korea. The integrated VTS system used in this study was consisted of ARPA radar, ECDIS(electronic chart display and information system), backup(recording) system, CCTV(closed-circuit television) camera system, gyro-compass, differential GPS receiver, anemometer, AIS(automatic identification system), VHF(very high frequency) communication system, etc. The network of these systems was designed to communicate with each other automatically and to exchange the critical information about the course, speed, position and intended routes of other traffic vessels in the navigational channel and Busan northern harbor. To evaluate quantitatively the overall dynamic situation such as maneuvering motions for target vessel and its tugboats while in transit to and from the berth structure inside a harbor, all traffic information in Busan northern harbor was automatically acquired, displayed, evaluated and recorded. The results obtained in this study suggest that the real-time tracking information of traffic vessels acquired by using an integrated VTS system can be used as a useful reference data in evaluating and analyzing exactly the dynamic situation such as the collision between ship and berth structure, in the process of berthing/deberthing operations for entering/leaving vessels in the confined waters and harbor.

• 전기전자학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.95-101
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• 2008

본 논문에서는 2.45 GHz RFID eSeal(electrical seal)의 표준 ISO/IEC 18185-5와 24730-2의 물리적 계층을 지원하는 기저대역 모뎀의 동기 탐색 구조 설계에 대해 연구하였다. DSSS 모뎀 설계 시, 수신기에서 가장 중요한 기능인 코드 획득 및 추적 구조를 설계하였고 고려되어야 할 각 파라미터들에 대해서 살펴보았다. 제안된 모뎀의 데이터 전송률은 59.7 Kbps이며, PN 칩 전송률은 30.521875 Mcps로써 프로세싱 이득(Processing Gain)이 27 dB이다. 그러므로 상기 표준의 변조 특성은 현재 비슷한 모뎀 구조로 사용되고 있는 IEEE 802.11b 규격(프로세싱 이득이 10dB)에 비해 잡음에 대한 내성이 17dB 우수하다. 그러므로 상기 표준에 적합 한 모뎀의 동기 탐색 구조를 제시 하였다.