센서 네트워크에서 이동체 트래킹, 상태 정보 관리 및 이벤트 순서화와 같은 기본적인 응용 서비스를 제공하기 위해서 시각 정보 제공 및 시각 동기는 기본적으로 요구되는 요소 중 하나이다. 제한된 자원과 에너지를 갖는 센서 네트워크의 특성을 고려하여 다양한 시각 동기 기법이 제시되어 왔으나, 시각 표현 방법에 대한 고려를 한 사례는 거의 없는 실정이다. UTC TOD와 같은 전역 시각 표현 방식은 센서 네트워크의 응용을 위해 매우 유용한 방식으로 볼 수 있다. 본 논문에서는 센서 네트워크에서 전역 시각 정보를 제공할 수 있는 시각 정보 관리 및 동기 기법에 대해 제시한다.
Ship ad-hoc network (SANET) extends the coverage of the maritime communication among ships with the reduced cost. To fulfill the growing demands of real-time services, the SANET requires an efficient clock time synchronization algorithm which has not been carefully investigated under the ad-hoc maritime environment. This is mainly because the conventional algorithms only suggest to decrease the beacon collision probability that diminishes the clock drift among the units. However, the SANET is a very large-scale network in terms of geographic scope, e.g., with 100 km coverage. The key factor to affect the synchronization performance is the signal propagation delay, which has not being carefully considered in the existing algorithms. Therefore, it requires a robust multi-hop synchronization algorithm to support the communication among hundreds of the ships under the maritime environment. The proposed algorithm has to face and overcome several challenges, i.e., physical clock, e.g., coordinated universal time (UTC)/global positioning system (GPS) unavailable due to the atrocious weather, network link stability, and large propagation delay in the SANET. In this paper, we propose a logical clock synchronization algorithm with multi-hop function for the SANET, namely multi-hop clock synchronization for SANET (MCSS). It works in an ad-hoc manner in case of no UTC/GPS being available, and the multi-hop function makes sure the link stability of the network. For the proposed MCSS, the synchronization time reference nodes (STRNs) are efficiently selected by considering the propagation delay, and the beacon collision can be decreased by the combination of adaptive timing synchronization procedure (ATSP) with the proposed STRN selection procedure. Based on the simulation results, we finalize the multi-hop frame structure of the SANET by considering the clock synchronization, where the physical layer parameters are contrived to meet the requirements of target applications.
본 논문에서는 AIS(Automatic Identification System)를 위한 새로운 시각 동기 방안을 제안한다. 제안방안은 TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)를 기준 클록으로 사용하고, 디지털 제어 발진기(DCO : Digitally Controlled Oscillator), 분주기, 위상 비교기, 그리고 레지스터블록으로 시각 동기를 유지하도록 구성되어 있다. 주 시각 동기원으로는 UTC(Universal Time Coordinated)와 동기된 GPS(Global Positioning System) 수신기의 IPPS(1 Pulse Per Second)를 사용하며 GPS 신호 수신이 불가능할 경우에는 수신 AIS 신호를 사용한다. 전송 클록과 GPS 수신기 IPPS 사이의 시각 오차를 측정하고, DCO를 조정해 측정한 시각 오차를 보상함으로써 전송 클록을 UTC(Universal Time Coordinated)에 동기시킨다. 동기된 전송 클록(960㎐)은 전송 슬롯 발생을 위해서 분주된다. 본 논문에서는 제안한 시각 동기 방안을 시험 제작한 자동 식별 장치와 상용 자동 식별 장치의 연동을 통하여 검증하였고, 실험 결과는 AIS 기술 표준(ITU-R M.1371-1)에서 제시한 시작 동기 사양을 만족함을 확인하였다.
본 논문에서는 의사위성과 GPS 위성 사이의 시각동기를 위한 세가지 동기 방안을 제안하고 시각동기 기법의 성능 분석에 필요한 의사위성 시각동기 오차요소에 대해 분석한다. 제시한 세가지 시각동기 방안으로는 의사위성 시각동기 스테이션 구축 방안, UTC(KRIS)의 시각정보원을 활용한 의사위성 시각동기 방안, GPS 시각용 수신기를 활용한 시각동기 방안이 있다. 또한 제안한 의사위성 시각동기 방안의 성능평가를 위한 시뮬레이션 구성을 위해 의사위성 시각동기 방안의 오차요소를 의사위성 및 기준 클럭의 오차, 전송선로에 의해 발생하는 오차, TIC에 의해 발생하는 오차, 클럭 동기 알고리즘에 의해 발생하는 오차로 구분하고 각 오차 요소를 분석하였다.
AIS의 내부 GPS는 UTC 동기 설정에 사용되며, AIS가 내부 GPS에 직접적으로 동기를 맞추지 못하면 직접동기를 하고 있는 주변 기지국 또는 선박국에 간접동기를 맞추도록 되어 있다. 그러나 내부 GPS 수신 상태가 불량하거나 GPS 접속 설정이 잘못된 경우 미송신이 발생하거나 잘못된 동적정보를 제공하는 등 AIS 동작에 오류가 발생하고 있다. 여기에서는 내부 GPS가 불량할 경우 AIS 작동에 어떤 영향을 미치는지 분석하였다.
eLoran (enhanced Long Range Navigation)의 구축을 위해서는 로란시스템 설비업그레이드, 시스템 정보데이터 채널추가, dLoran (differential Loran) 사이트, ASF(Additional Secondary Factor) 데이터베이스 등이 필요하다. 특히 eLoran 송신국들의 정확한 UTC (세계협 정시, Coordinated Universal Time) 동기는 eLoran 시스템의 항법성능 향상을 위해 필수적이다. 따라서 송신국들의 정확한 UTC 동기를 위해서는 송신국의 절대 지연시간 측정 및 모니터링이 필요하며, 측정된 송신국 지연시간의 변화량을 보정정보로 이용자에게 제공하여야 한다. 본 연구에서는 포항 LORAN-C 송신국(9930M)을 대상으로 수신지점에서의 TOA(Time of Arrival) 산출을 위한 송신신호의 기준시점을 측정하는 방법을 제시하였고 지연측정 시스템 및 송출신호 위상 모니터링 시스템을 개발하여 포항 송신국의 기준시점을 평가하였다. 측정결과 포항 송신국의 기준점 오프셋은 $-2.23{\mu}s$로 측정되었으며 송신 로란펄스의 위상을 관측한 결과 1 개월간에 약 $0.3{\mu}s$ 정도 흐르는 것이 관측되어 로란의 PNT(Positioning, Navigation and Timing) 활용을 위해 위상 모니터링과 보상이 필수적임을 알 수 있었다.
The issue of safety insurance in PES(Programmable Electronic Systems) has been provoked because PES is difficult to define failure modes which are appeared in many different ways. But the PES applications extend rapidly in various areas. One of the solutions for PES safety insurance is voting which PES is used by comparing the outputs of several PES. The time synchronization of the PES is necessary for this reliable voting. The voting must be carried out with the outputs from same time inputs. There are several methods for time synchronization of the PES. In this paper, we discussed two modes of the time synchronization which are mutual synchronization of several PES and using UTC(Universal Time Clock).
한국형발사체에 탑재되는 위성항법수신기는 발사체의 실시간 항법정보와 함께 정확한 시간정보를 제공한다. 한국형발사체에 탑재된 다른 시스템간의 시각동기나 온보드 측정데이터의 정확한 측정시간 분석 및 온보드와 지상국간의 시각동기 등에 활용하기 위해 제공되는 위성항법수신기의 시각동기신호에는 UTC(Coordinated Universal Time)에 동기된 1PPS(One Pulse Per Second) 신호와 직렬시각코드인 IRIG-B(Inter-Range Instrumentation Group Time Code B) 신호 및 제공되는 시각동기신호의 유효성을 알려주는 신호가 있다. 본 논문에서는 한국형발사체 위성항법수신기에서 제공되는 시각동기신호와 그에 대한 성능 평가에 대하여 설명한다.
Lee, Ju Hyun;Hwang, Soyoung;Yu, Dong-Hui;Park, Chansik;Lee, Sang Jeong
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제3권4호
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pp.163-170
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2014
A pseudolite is used as a GPS backup system, and is also used for the purpose of indoor navigation and correction information transmission. It is installed on the ground, and transmits signals that are similar to those of a GPS satellite. In addition, in recent years, studies on the improvement of positioning accuracy using the pseudorange measurement of a pseudolite have been performed. As for the effect of the time synchronization error between a pseudolite and a GPS satellite, a time synchronization error of 1 us generally induces a pseudorange error of 300 m; and to achieve meter-level positioning, ns-level time synchronization between a pseudolite and a GPS satellite is required. Therefore, for the operation of a pseudolite, a time synchronization algorithm between a GPS satellite and a pseudolite is essential. In this study, for the time synchronization of a pseudolite, "a pseudolite time synchronization method using the time source of UTC (KRIS)" and "a time synchronization method using a GPS timing receiver" were introduced; and the time synchronization performance depending on the pseudolite time source and reference time source was evaluated by designing a software-based pseudolite time synchronization performance evaluation simulation platform.
컴퓨터 시스템에서의 시각 메커니즘은 기본적이고 필수적인 요소로써 현재 시각의 유지 및 프로세스 점유 시간, 디스크 I/O 등, 시스템의 각종 성능 평가를 위한 척도이다. 분산 시스템에서 응용프로세스들은 시스템 내 여러 노드에서 동시에 수행되며 정확한 결과를 얻기 위해서는 노드 간 시각 동기가 이루어져야 한다. 현재 통신망이 보편적 요소가 되면서 분산 환경 구성 및 네트워크 기반 운용이 일반화됨에 따라 시각 동기는 필수 사항이 되었다. 네트워크 시각 서버는 시스템의 지역 클럭을 표준 참조 시각원에 동기시킴으로써 정확하고 정밀한 시각을 획득, 유지하고 표준 시각 동기 프로토콜을 통해 시각 정보를 네트워크에 분배한다. 본 논문은 네트워크 시각 동기를 위한 시각 서버의 설계 및 구현에 대해 제시한다. 시스템은 표준 참조 시각원으로 GPS (Global Positioning System)를 사용하며 NTP (Network Time Protocol)를 통해 표준시 (UTC: Universal Time Coordinated)를 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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