Open Source GPS L1 C/A SDR Implementation for Fast Processing of Acquisition and Tracking Using MATLAB PCT and CMEX

본 논문에서는 MATLAB의 PCT (Parallel Computing Toolbox)와 CMEX (C/C++ for Matlab EXcutable) 기능을 이용한 빠른 획득과 추적 처리를 위한 오픈 소스(open source) GPS (Global Positioning System) L1 C/A(Coarse/Acquisition) SDR (Software-Defined-Radio)을 구현하고, 그 성능을 평가한다. 본 논문에서 구현한 SDR은 가독성(readability)과 가변성(flexibility)에 중점을 둔 교육 및 연구용 SDR로서 MATLAB을 주 언어로 구성하였다. [9]의 대표적인 MATLAB 기반 오픈 소스 GPS L1 C/A SDR은 성능 평가를 위해 사용한 컴퓨터에서 약 37초의 IF (Intermidiate Frequency) 표본을 처리할 때, 총 처리 시간은 약 431.301초가 소요되며, 이 가운데 획득 시 약 3.78%인 약 16.296초가 소요되며, 추적 시 91.47%인 약 395.276초가 소요되는 것을 확인하였다. 이를 개선하기 위해 MATLAB에서 제공하는 PCT와 CMEX 기능 등을 활용해 빠른 획득과 추적을 위한 GPS L1 C/A SDR을 구현하였다. 같은 컴퓨터에서 구현한 SDR의 총 처리 시간은 약 73.086초로서 기존 SDR 대비 약 17.19%의 처리 시간만 소요되며, 획득은 기존 SDR의 약 16.296초 대비 약 60.85%인 약 9.916초, 추적은 기존 SDR의 약 395.276초 대비 약 9.05%인 약 35.79초로 빠른 획득과 추적을 할 수 있음을 확인하였다. 구현한 빠른 획득과 추적을 위한 SDR은 관련 교육 및 연구에 쉽게 활용할 수 있도록 [10]과 같이 오픈 소스로 공개한다.