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Clock Synchronization for Multi-Static Radar Under Non-Line-of-Sight System Using Robust Least M-Estimation

로버스트한 최소 M-추정기법을 이용한 비가시선 상의 멀티스태틱 레이더 클락 동기 기술 연구

  • 신혁수 (고려대학교 전파통신공학과 통신신호처리 연구실) ;
  • 여광구 (고려대학교 전파통신공학과 통신신호처리 연구실) ;
  • 정명득 (국방과학연구소) ;
  • 양훈기 (광운대학교 전파공학과) ;
  • 정용식 (광운대학교 전파공학과) ;
  • 정원주 (고려대학교 전파통신공학과 통신신호처리 연구실)
  • Received : 2012.09.03
  • Accepted : 2012.10.16
  • Published : 2012.10.30

Abstract

In this paper, we propose the algorithm which considers applying recently proposed clock synchronization techniques with quite high accuracy in a few wireless sensor networks researches to time synchronization algorithm for multi-static radar system and especially overcomes the limitation of previous theory, cannot be applied between nodes in non-line of sight (NLOS). Proposed scheme estimates clock skew and clock offset using recursive robust least M-estimator with information of time stamp observations. And we improve the performance of algorithm by tracking and suppressing the time delays difference caused by NLOS system. Futhermore, this paper derive the mean square error (MSE) to present the performance of the proposed estimator and comparative analysis with previous methods.

논문에서는 최근에 무선 센서 관련 연구에서 제안된 높은 정확도를 가진 센서 간의 클락 동기 기술을 멀티스태틱 레이더 시스템을 위한 무선 시간동기 알고리즘에 적용을 고려하고 특히 비가시선 상에 있는 노드들 간에 적용 될 수 없는 기존 이론의 한계를 극복하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서는 두 노드에서의 얻어진 타임 스탬프 관찰 결과 정보를 바탕으로 recursive robust least M-estimation (RLM) 기법을 이용하여 두 개의 센서 노드 간의 상대적인 클락 스큐(skew)와 위상 차이를 추정한다. 그 과정에서 NLOS 환경으로 인해 uplink와 downlink시에 발생하는 지연시간의 차이를 추적하여 억제시킴으로써 알고리즘의 성능 향상시킨다. 또한 mean square error (MSE)를 계산하여 알고리즘의 성능을 기존 maximum-liklihood (ML) 기법을 이용한 알고리즘과 비교 분석한다.

Keywords

References

  1. Matthias weiB, "Synchronisation of Bistatic Radar System", Geoscience and Remote Sensing Symposium, pp.1750-1753, Wachtberg, Germany, Sept 2004
  2. K.-L. Noh, Q. M. Chaudhari, E. Serpedin, and B. W. Suter, "Novel clock phase offset and skew estimation using two-way timing message exchanges for wireless sensor networks," IEEE Trans. Commun., vol. 55,no. 4, pp. 766-777, Apr. 2007. https://doi.org/10.1109/TCOMM.2007.894102
  3. Mei Leng, Yik-Chung Wu, "On Clock Synchronization Algorithms for Wireless Sensor Networks Under Unknown Delay", IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, vol. 59, no. 1, pp.182-190, JANUARY 2010. https://doi.org/10.1109/TVT.2009.2028147
  4. Simon Haykin, Michael Moher, Modern Wireless communication, NJ: Prentice-Hall, 2005.
  5. S. H. Zhao and S. C. Chan, "A novel algorithm for mobile station location estimation with none line of sight error using robust least M-estimation," in Proc. IEEE ISCAS, pp. 1176-n1179., Seattle, WA, May 2008,
  6. S. C. Chan and Y. Zou, "recursive least M-estimate algorithm for robust adaptive filtering in impulsive noise: fast algorithm and convergence performance analysis," IEEE Trans. Signal Proces., vol 52, pp. 975-991, Apr. 2004. https://doi.org/10.1109/TSP.2004.823496
  7. R. E. Frank and M. Hampel, Robust Statistic: The Approach Based on Influence Fucntions, New York:John Wiley &Sons Inc., 1986.
  8. Miklos Maroti, Branislav Kusy, Gyula Simon, Akos Ledeczi, "The Flooding Time Synchronization Protocol", SenSys '04, pp.39-49 NY, USA, Nov. 2004
  9. Yik-Chung Wu, Qasim Chaudhari, and Erchin Serpedin "Clock Synchronization of Wireless Sensor Networks", IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE, pp.124-138, JAN 2011.
  10. Jang-Sub Kim, Jaehan Lee, Erchin Serpedin, and Khalid Qaraqe, "Robust Clock Synchronization in Wireless Sensor Networks Through Noise Density Estimation", IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING, vol. 59, no. 7, pp.3035-3047, July 2011. https://doi.org/10.1109/TSP.2011.2141660