한국통신학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences)

  • 제38B권7호
  • /
  • Pages.564-571
  • /
  • 2013
  • /
  • 1226-4717(pISSN)
  • /
  • 2287-3880(eISSN)
한국통신학회 (The Korean Institute of Commucations and Information Sciences)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

무선 네트워크 제어 시스템을 위한 클럭 동기화 메커니즘

A Mechanism of Clock Synchronization for Wireless Networked Control System

  • 트렁홉도 (숭실대학교 정보통신전자공학부 통신망 설계 및 분석 연구실) ;
  • 전문길 (숭실대학교 정보통신전자공학부 통신망 설계 및 분석 연구실) ;
  • 유명식 (숭실대학교 정보통신전자공학부 통신망 설계 및 분석 연구실)
  • 투고 : 2013.06.17
  • 심사 : 2013.06.24
  • 발행 : 2013.07.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

최근 무선 네트워크 기술이 많이 발전됨에 따라 많은 단말과 애플리케이션들은 무선 네트워크를 기반으로 연구되고 있다. 무선 네트워크는 유선 네트워크에 비해 편의성, 유동성, 확장성과 저렴한 가격으로 인하여 많이 사용되고 있지만, 안정성이 떨어지므로 실시간 제어시스템에서의 적용은 제한적이다. 무선 제어시스템에 있어서 가장 중요한 것은 클럭 동기화이다. 비록 기존 유선 네트워크와 무선 네트워크에서 많은 동기화 기법들이 제안 되었지만, 이러한 기법들은 무선 제어 시스템에 직접적으로 적용하기에는 부적절하다. 이에 본 논문에서는 무선 제어 시스템에서의 동기화 문제를 제기하고, 무선 네트워크의 특성들을 이용하여 클럭 동기화 기법을 제안하였다. 이와더불어 제안 알고리즘의 성능 분석을 위한 모의실험을 수행하였고, 기존 동기화 기법과 제안한 기법을 패킷 손실과 패킷 손실을 제외한 환경에서 비교 분석하였다.

Wireless network has been used in many applications due to its advantages such as convenience, mobility, productivity, easy deployment, easy expandability and low cost. When it comes to stability, wireless network still shows its limitation which makes it difficult to be used for real-time control system. One of the first problems of using wireless network for control system is clock synchronization. There have been synchronization schemes proposed for wired networked control system as well as wireless network. But these should not be applied directly in wireless network control system. In this paper, we point out the importance of clock synchronization in wireless network control system. Then based on the characteristic of wireless networked control system, we propose a clock synchronization scheme for it. Furthermore, we simulate our scheme and compare with previous synchronization scheme in wired and wireless environments.

키워드

참고문헌

  1. L. Lamport, "Time, clocks, and the ordering of events in a distributed system," Commun. ACM, vol. 21, no.1, pp. 558-565, July 1978. https://doi.org/10.1145/359545.359563
  2. H.-G. Lim, Y. J. Nam, J. W. Baek, S. Y. Ko, and D.-W. Seo "A Byzantine fault-tolerant clock synchronization scheme in wireless sensor networks," J. KISS, vol. 14, no. 5, pp. 487-491, July 2008.
  3. E. Daeipour, "Clock compensation in a data/fax relay system," in Proc. IEEE Int. Conf. Acoustics Speech Signal Process., vol. 4, no. 7, pp. 2199-2202, Phoenix, U.S.A., Mar. 1999.
  4. I. F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, and E. Cayirci, "Wireless sensor network: a survey," Computer Networks, vol. 38, no. 4, pp. 393-422, Mar. 2002. https://doi.org/10.1016/S1389-1286(01)00302-4
  5. F. Sivrikaya, and B. Yener, "Time synchronization in sensor networks: a survey," IEEE Network, vol. 18, no. 4, pp. 45-50, July-Aug. 2004. https://doi.org/10.1109/MNET.2004.1316761
  6. J. Elson and K. Romer, "Wireless sensor networks: a new regime for time synchronization," ACM SIGGOMM Comput. Commun. Review, vol. 33, no. 1, pp. 149-154, Jan. 2003. https://doi.org/10.1145/774763.774787
  7. A. R. Swain and R. C. Hansdah, "A weighted average based external clock synchronization protocol for wireless sensor networks," Int. J. Sensor Networks, vol. 12, no. 2, pp. 89-105, Oct. 2012. https://doi.org/10.1504/IJSNET.2012.050075
  8. J. E. Elson and D. Estrin, "Time synchronization for wireless sensor networks," in Proc. 2011 Int. Parallel Distributed Process. Symp. (IPDPS), vol. 28, no. 1, pp. 124-138, Alaska, U.S.A., Jan. 2011.
  9. M. L. Sichitiu and C. Veerarittiphan, "Simple, accurate time synchronization for wireless sensor networks," in Proc. IEEE Wireless Commun. Networking Conf., vol. 2, pp. 1266-1273, New Orleans, U.S.A., Mar. 2003.
  10. J. Elson, L. Girod, and D. Estrin, "Fine-grained network time synchronization using reference broadcasts," in Proc. 5th Symp. Operating Syst. Design Implementation, pp. 147-163, New York, U.S.A., Dec. 2002.
  11. D. Doley, J. Y. Halpern, B. Simons, and R. Strong, "Dynamic fault-tolerant clock synchronization," J. ACM (JACM), vol. 42, no. 1, pp. 143-185, Jan. 1995. https://doi.org/10.1145/200836.200870