다중 주파수, 다중 Constellation GNSS 수신기의 효율적 테스트
R&S®SMW200A의 GNSS 시뮬레이터는 모든 주요 Constellation과 주파수 대역을 동시에 시뮬레이션할 수 있어 연구소에서의 GNSS 수신기 테스트를 위한 가장 적합한 솔루션입니다.
목표
최신 GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou 등 가용한 모든 GNSS는 이미 L-대역의 다양한 주파수에서 위치 추적 서비스를 제공하고 있거나 계획 중입니다. 다른 캐리어에서 다양한 신호를 사용함으로써 수신기의 위치 추적(항법 솔루션)의 정확도와 안정성을 크게 향상할 수 있습니다. 그 이유는 L1과 L2에서 작동하는 수신기가 전리층 지연을 계산하여 해당 위치 오류를 제거할 수 있기 때문입니다. 가용한 모든 GNSS를 고려하면 우주에 있는 항법 위성의 총 수는 120대가 넘습니다. 평균적으로 약 30개의 위성은 전 세계 대부분의 위치에서 볼 수 있습니다. 이러한 SV(Space Vehicles, 우주 비행체)는 다른 주파수에서 다수의 위치 추적 서비스를 제공합니다.
또한 가시권 위성의 신호는 LOS(Line of Sight)를 통해 수신될 뿐만 아니라 인근 건물 또는 다른 물체에서 반사되기도 합니다. 당연하게도 GNSS Constellation이 진화할수록 수신기측의 요구사항이 증가하기 때문에, 현실적 시뮬레이션은 복잡해지고 계산적 비용도 높아집니다.
다중 Constellation 신호 처리가 가능한 새로운 수신기를 개발하는 엔지니어는 기능과 성능을 검증할 수 있는 매우 정확하면서도 다양하게 활용 가능한 시뮬레이터가 필요합니다. 시뮬레이터는 현실적으로 가능한 최대한의 임의 GNSS 조합(예: GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou) 및 주파수에 대해 신호를 제공할 수 있어야 합니다. 그러므로 모든 가시권 SV, 수많은 위치 추적 서비스(예: L1 C/A 또는 E1 OS)뿐만 아니라 반사 에코까지 지원할 수 있는 충분한 채널 예산을 확보해야 합니다. 또한 엔지니어는 대류권 및 전리층 효과와 같은 신호 전파 특성, 괘도 및 클록 오류 등의 시스템 특성, 사용자 환경(예: 섀도잉 또는 기타 장애물)을 고려해야 합니다.
R&S®SMW200A는 순수한 GNSS 시뮬레이터로 작동할 수 있습니다. 위: GPS(L1 C/A, L1 P, L2C, L5), Galileo(E1 OS, E5a, E5b), GLONASS(L1 C/A, L2 C/A) 및 BeiDou(B1I, B2I) 시뮬레이션
R&S®SMW200A는 순수한 GNSS 시뮬레이터로 작동할 수 있습니다. 위: GPS(L1 C/A, L1 P, L2C, L5), Galileo(E1 OS, E5a, E5b), GLONASS(L1 C/A, L2 C/A) 및 BeiDou(B1I, B2I) 시뮬레이션
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로데슈바르즈 솔루션
R&S®SMW200A Vector Signal Generator에 고급 GNSS 옵션인 R&S®SMW-K120을 장착할 경우 강력한 GNSS 시뮬레이터로 활용 가능하며, 초소형 솔루션으로 매우 효율적인 GNSS 수신기 테스트를 수행할 수 있습니다. 특수 GNSS의 첨단 GUI로 복잡한 테스트 시나리오를 간단하고 직관적으로 셋업할 수 있습니다.
144개 채널로 GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou 신호를 이용하는 다양한 시나리오를 실시간으로 생성할 수 있습니다. 수신기의 경우 시뮬레이션 위치가 정적일 수 있지만 사용자가 경유지 파일을 임포트해 움직이는 시나리오를 셋업할 수 있습니다. 차량 자세의 변화까지 시뮬레이션 가능합니다. 안테나 패턴을 개별적으로 변경하고 설치 위치도 설정할 수 있습니다. 안테나 하우징으로 인해 발생하는 잠재적 섀도잉은 차량의 차체 마스크 파일을 사용해 모델링할 수 있습니다.
R&S®SMW200A의 GNSS 시뮬레이터를 사용해 쉽고 사용자 친화적이며 효율적인 방식으로 다주파, 다성상 시나리오를 구성할 수 있습니다
R&S®SMW200A의 GNSS 시뮬레이터를 사용해 쉽고 사용자 친화적이며 효율적인 방식으로 다주파, 다성상 시나리오를 구성할 수 있습니다
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다중 주파수 시나리오 구성
R&S®SMW200A에는 다주파 시나리오를 위한 보조 RF 소스가 내장되어 있습니다. 따라서 이 기기 한 대로 L1, L2, L5와 같은 중요 GNSS 주파수 대역의 신호를 동시에 발생할 수 있습니다. 다양한 전리층 모델을 적용해 다중 주파수 수신기의 오류 감소 기능을 평가할 수 있습니다. GPS에서 사용하는 Klobuchar 모델과 같은 표준 모델 또는 Galileo에서 제안하는 NeQuick 모델을 사용할 수 있으며 기존 모델 또한 로드할 수 있습니다. 다중 주파수 수신기에서 테스트를 수행한 경우 모든 출력 신호가 컴바이너에 추가된 후 수신기의 안테나 포트로 입력됩니다. 또는 차폐 챔버에서 수신기를 OTA(Over the Air) 방식으로 테스트할 수 있습니다. 그런 다음 챔버 내 다수의 안테나를 통해 테스트 신호를 GNSS 수신기로 공급합니다.
GNSS Constellation 및 위성 출력 레벨을 내장된 시뮬레이션 모니터로 관찰할 수 있습니다
GNSS Constellation 및 위성 출력 레벨을 내장된 시뮬레이션 모니터로 관찰할 수 있습니다
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다중 GNSS Constellation 사용
R&S®SMW200A는 다른 GNSS에서 최대 144개 채널의 신호를 발생해 복잡한 테스트 신호의 수신기 테스트를 지원합니다. 이러한 방식으로 모든 GNSS의 SV가 존재하는 현실적 시나리오를 쉽게 셋업할 수 있습니다.
테스트 케이스에서 최소 및 최대 위성 수가 사전 정의된 혼합 GNSS 신호가 필요한 경우 GNSS별로 이러한 한도를 설정할 수 있습니다. 또한 모든 위성의 전원을 수동으로 즉시 켜거나 끌 수 있어 시뮬레이션이 중단되는 경우가 없습니다.
또한 개별 출력 레벨을 변경하거나 각 위성에 의사 거리 오류(Pseudorange Error)를 실시간으로 할당할 수 있습니다. 이 방식으로 수신기의 RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring) 기능을 테스트할 수 있습니다. 내장된 시뮬레이션 모니터에서 위성이 사라지고 다시 나타나는 실시간 상황을 관찰할 수 있습니다(왼쪽 하단 그림 참조).
| 시스템 | SV 수 | 신호 | 채널 수 |
|---|---|---|---|
| GPS | 8 | L1 C/A, L1 P, L2C, L5 | 8 · 4 = 32 |
| Galileo | 8 | E1 OS, E5a, E5b | 8 · 3 = 24 |
| GLONASS | 7 | L1 C/A, L2 C/A | 7 · 2 = 14 |
| BeiDou | 9 | B1I, B2I | 9 · 2 = 18 |
| 합계 | 32 | 88 |
장점 및 주요 특징
R&S®SMW200A는 다중 주파수, 다중 GNSS 수신기를 테스트하는 데 가장 적합한 솔루션입니다. 이 기기는 다음과 같은 핵심 기능을 갖춘 통제된 연구소 환경에서 현실적이고 반복 가능한 테스트 조건을 보장합니다.
- 최대 144개 채널의 다중 Constellation 시나리오 지원
- 모든 중요 GNSS 지원
- GPS L1/L2 (C/A 및 P 코드), L2C, L5
- GLONASS L1/L2 C/A 코드
- Galileo E1, E5a, E5b
- BeiDou B1I/B2I
- QZSS L1 C/A
- 다중 주파수 GNSS 시나리오를 손쉽게 구성
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