GPS 수신기에서 간섭신호 제거를 위한 배열 안테나 기반 다중 빔 MVDR 기법

• Published in: 한국정보통신학회논문지 Vol. 21; no. 3; pp. 491 - 498
• Main Authors: 정의림(Eui-Rim Jeong), 원현희(Hyun-Hee Won), 양기정(Gi-Jung Yang), 안병선(Byoung-Sun Ahn)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국정보통신학회 2017
• Subjects: 전자/정보통신공학; array antenna; MVDR; GPS receiver; 적응 빔 제어; 어레이 안테나; GPS 수신기; adaptive beam steering; GPS
• ISSN: 2234-4772; 2288-4165
• DOI: 10.6109/jkiice.2017.21.3.491

GPS (global positioning system) is a popular system that provides location information by measuring arrival time difference at the receiver between several GPS satellite signals. GPS is widely used in commercial area as well as military systems. Reliable GPS signal reception is more important in the military applications such as guided missiles. However, since the carrier frequencies of the GPS signals are well known and the received power is extremely low, the GPS systems are vulnerable to intentional jamming attacks. To remove jammers while maintaining GPS signals at the received signals, a popular technique is an adaptive beam steering method based on array antenna. Among adaptive beam steering techniques, this paper considers MVDR (minimum variance distortionless response) algorithm, and proposes a new adaptive technique that preserves the received signals at desired directions, but removes the unknown jamming signals adaptively. The performance of the proposed method is verified through computer simulation. GPS (global positioning system)는 지구 궤도를 도는 여러 GPS 위성의 신호를 수신하여 위성 별 수신 시간 차이를 이용하여 자신의 절대 위치를 알아내는 시스템으로 민간 목적뿐만 아니라 군용 목적으로도 널리 사용되고 있다. 특히 유도무기 등에 사용되기 때문에 신뢰성 있는 GPS 수신은 군에서 훨씬 더 중요하다. 하지만 GPS 는 사용 주파수 대역이 알려져 있고 수신신호 전력이 미약하기 때문에 인위적인 재밍신호를 송출하여 쉽게 GPS 시스템을 무력화 시킬 수 있는 문제가 있다. 이러한 간섭신호에 대응하기 위한 한 가지 방법은 GPS 수신기에 다중 안테나를 설치하고 디지털 빔포밍 기술을 이용하여 GPS 신호는 훼손하지 않으면서 재머만을 제거하는 기술이다. 본 논문에서는 MVDR(minimum variance distortionless response) 기술에 기반하여 새로운 적응형 빔 제어 기술을 제안한다. 제안하는 방식은 알려져 있는 위성 방향으로의 빔을 형성하고 재머 방향으로는 적응형 알고리즘에 의해 널을 형성하여 재머를 제거한다. 제안하는 방식의 성능은 컴퓨터 모의실험을 통해 검증한다.