• 제목/요약/키워드: Timing synchronization

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Study on Timing Failures in Cyber-Physical Systems

  • Kong, Joon-Ik
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제11권3호
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    • pp.56-63
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    • 2022
  • Cyber-physical systems (CPSs) can solve real problems by utilizing closely connected resources in the cyber world. Most problems arise because the physical world is uncertain and unpredictable. To address this uncertainty, information pouring from numerous devices must be collected in real-time, and each interconnected device must share the information. At this time, CPS must meet timing-related techniques and strict timing constraints that can deliver accurate information within predefined deadlines in order to interact closely beyond simply connecting the cyber and physical worlds. Timing errors in safety-critical systems, such as automobiles, aviation, and medical systems, can lead to catastrophic disasters. In this paper, we classify timing problems into two types: real-time delay and synchronization problems. The results of this study can be used in the entire process of CPS system design, implementation, operation, verification, and maintenance. As a result, it can contribute to securing the safety and reliability of CPS.

OFDM 방식을 이용한 무선 LAN 시스템의 동기 (Synchronization for Wireless LAN System Using OFDM Technique)

  • 윤경석;최승국
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권1B호
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    • pp.79-89
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    • 2002
  • IEEE 802.11a 무선 OFDM 시스템을 위한 동기 처리 방법을 연구하였다. 먼저 수신되는 포락선 신호의 평균 전력을 계속 측정하여 대략적인 심볼 동기를 수행한다. 이때 이 심볼 동기에 대한 판정 확률과 최적의 판별 경계치가 구해졌다. 이어서 짧은 훈련 신호와 수신된 포락선 신호간의 상관성을 측정하는 방법으로 정확한 심볼 동기가 수행된다. 그 다음 긴 훈련 신호를 이용한 주파수 동기가 이루어진다. 심볼 동기 과정에서 발생되는 미세한 심볼 동기 오차에 의한 성상도의 회전 효과는 채널 보상 과정에서 잘 교정될 수 있다. 이와 같이 고안된 동기 방법을 이용하면 주파수 선택적 페이딩 채널 하에서도 특성이 우수한 동기를 획득할 수 있다.

초소형 기지국에서 타이밍 품질 향상을 위한 PDV 제어 방안 (The study on effective PDV control for IEE1588)

  • 김현수;신준효;김정훈;정석종
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.275-280
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    • 2009
  • Femtocells are viewed as a promising option for mobile operators to improve coverage and provide high-data-rate services in a cost-effective manner Femtocells can be used to serve indoor users, resulting in a powerful solution for ubiquitous indoor and outdoor coverage. TThe frequency accuracy and phase alignment is necessary for ensuring the quality of service (QoS) forapplications such as voice, real-time video, wireless hand-off, and data over a converged access medium at the femtocell. But, the GPS has some problem to be used at the femtocell, because it is difficult to set-up, depends on the satellite condition, and very expensive. The IEEE 1588 specification provides a low-cost means for clock synchronisation over a broadband Internet connection. The Time of Packet (ToP) specified in IEEE 1588 is able to synchronize distributed clocks with an accuracy of less than one microsecond in packet networks. However, the timing synchronization over packet switched networks is a difficult task because packet networks introduce large and highly variable packet delays. This paper proposes an enhanced filter algorithm to reduce ths packet delay variation effects and maintain ToP slave clock synchronization performance. The results are presented to demonstrate in the intra-networks and show the improved performance case when the efficient ToP filter algorithm is applied.

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Method of Clock Noise Generation Corresponding to Clock Specification

  • Lee, Young Kyu;Yang, Sung Hoon;Lee, Chang Bok;Kim, Sanhae;Song, Kyu-Ha;Lee, Wonjin;Ko, Jae Heon
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제5권3호
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    • pp.157-163
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    • 2016
  • Clocks for time synchronization using radio signals such as global navigation satellite system (GNSS) may lose reference signals by intentional or unintentional jamming. This is called as holdover. When holdover occurs, a clock goes into free run in which synchronization performance is degraded considerably. In order to maintain the required precise time synchronization during holdover, accurate estimation on main parameters such as frequency offset and frequency drift is needed. It is necessary to implement an optimum filter through various simulation tests by creating clock noise in accordance with given specifications in order to estimate the main parameters accurately. In this paper, a method that creates clock noise in accordance with given specifications is described.

MQASK 디지털 수신기 타이밍 복원 루프 구조의 최적화 연구 (The Optimization of Timing Recovery Loop for an MQASK All Digital Receivers)

  • 서광남;김종훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권1C호
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    • pp.40-44
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    • 2010
  • MQASK 디지털 수신기의 타이밍 복원 루프에서는 self-noise의 영향으로 발생하는 타이밍 jitter에 의해 성능이 저하된다. 타이밍 jitter는 타이밍 복원 루프 내에 전치필터를 사용함으로써 해결할 수 있지만, 전치필터에 의해 루프지연이 발생하고, 타이밍 복원 루프의 안정성 및 acquisition 성능이 감소하게 된다. 또한, 전치필터에 의해 타이밍 복원 루프의 복잡도가 증가한다. 본 논문에서는 jitter-free 타이밍 복원 루프에서 전치필터로 인해 발생하는 루프지연을 제거하기 위해 정합필터, resampler, 그리고 전치필터의 기능을 포함한 다상필터 구조의 resampler를 제안하였다. 본 논문에서 제안한 다상필터 구조의 resampler를 사용한 타이밍 복원 루프에서는 타이밍 jitter를 제거하기 위해 사용된 전치필터로 인해 발생하는 루프지연을 해결함으로써 타이밍 복원 루프의 안정성을 향상시키고, 타이밍 jitter를 효과적으로 제거한다. 또한, 타이밍 복원 루프의 구조가 간단해지기 때문에 하드웨어 구현 시에 유리하다.

Low-Sampling Rate UWB Channel Characterization and Synchronization

  • Maravic, Irena;Kusuma, Julius;Vetterli, Martin
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권4호
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    • pp.319-327
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    • 2003
  • We consider the problem of low-sampling rate high-resolution channel estimation and timing for digital ultrawideband (UWB) receivers. We extend some of our recent results in sampling of certain classes of parametric non-bandlimited signals and develop a frequency domain method for channel estimation and synchronization in ultra-wideband systems, which uses sub-Nyquist uniform sampling and well-studied computational procedures. In particular, the proposed method can be used for identification of more realistic channel models, where different propagation paths undergo different frequency-selective fading. Moreover, we show that it is possible to obtain high-resolution estimates of all relevant channel parameters by sampling a received signal below the traditional Nyquist rate. Our approach leads to faster acquisition compared to current digital solutions, allows for slower A/D converters, and potentially reduces power consumption of digital UWB receivers significantly.

Phase Shitf Orthogonal Sequence를 이용한 OFDMA 상향 링크 시스템에서의 시간 및 주파수 오차 추정 알고리즘 (Joint Timing and Frequency Offset Estimation in OFDMA Uplink Systems Using Phase Shift Orthogonal Sequence)

  • 민현기;주형식;이성은;곽경철;홍대식
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.159-160
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    • 2006
  • We present a multiuser synchronization scheme for OFDMA uplink systems. First a new preamble structure is proposed by which timing and frequency offsets estimation is developed. Based on proposed structure a new joint synchronization scheme is presented and the simulation results show that the performance of this scheme don't suffer from the number of users.

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3GPP LTE 하향링크 시스템을 위한 초기 셀 탐색기 설계 (A Design of Initial Cell Searcher for 3GPP LTE Downlink System)

  • 신경찬;임세빈;옥광만;최형진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권7A호
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    • pp.733-742
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    • 2008
  • 3GPP LTE 하향링크 시스템의 초기 셀 탐색은 이동국이 기지국에 접속하기 위해 필수적인 과정이다. 하향링크 신호에는 primary synchronization channel (PSC) 과 secondary synchronization channel (SSC) 이 정의되어 있으며, 이동국은 두 채널로부터 프레임 시작위치, 주파수 오차, 셀 ID (identification) 및 프레임 위치 정보 등을 검출하여 기지국 정보를 얻는다. 이 과정에는 다양한 검출 방식이 이용될 수 있다. 본 논문에서는 인접 셀 간섭, 주파수 옵셋 및 다중 경로 페이딩 환경에서 초기 셀 탐색에 적용 가능한 다양한 검출 알고리즘에 대해 분석하고 컴퓨터 모의 실험을 통해 초기 셀 탐색에 적합한 수신기 구조를 제안한다. 컴퓨터 모의 실험 결과 PSC 검출 시 부분상관 방식의 성능이 가장 우수하며, SSC 검출 시 채널 보상에 간섭 제거 기법을 적용하였을 때 가장 우수한 성능이 나타난다. 두 가지 알고리즘을 적용한 수신기에서는 인접 셀 간섭 및 주파수 옵셋 환경에서 99%의 확률로 70ms 내의 초기 셀 탐색이 수행된다.

Burst OFDM 시스템을 위한 차동 상관 기반의 프레임 동기 알고리즘 (Frame Synchronization Algorithm based on Differential Correlation for Burst OFDM System)

  • 엄중선;도주현;김민구;최형진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권10C호
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    • pp.1017-1026
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    • 2005
  • 버스트 방식 OFDM 시스템에서의 프레임 동기는 수신된 프레임의 시작 위치를 판단하고, 정확한 FPT-window 위치 추정을 위해 가장 우선적으로 수행되어야 한다. 유효 OFDM 심볼 내의 규정된 반복 패턴 또는 보호 구간의 상관을 이용하는 기존의 일반적인 프레임 동기 방식은 연속적으로 증가하다 감소하는 상관 출력 특성에 의해 정확한 프레임 시작 지점 검출이 어려우며, 수신 신호와 기준 신호 간의 상관 특성을 이용하는 방식은 주파수 옵셋으로 인한 성능 열화를 초래한다. 따라서, 본 논문에서는 프레임 동기 방식으로서 주파수 옵셋에 강인하고 정확한 프레임 시점 검출이 가능한 차동 상관(Differential Correlation) 방식을 기반으로 한 새로운 알고리즘을 제안하였다. 그러나, 일반적인 차동 신호의 상관 결과는 프리앰블의 반복 구조에 의해 다수의 Peak를 가지게 되며 이로 인하여 정확한 프레임 동기의 검출 성능이 열화된다. 본 논문에서는 이러한 차동 검출 방식의 단점을 보완하기 위하여 차동 신호 생성 시 반복되는 동일 패턴 구간의 샘플을 이용하여 단일 상관 Peak를 갖는 알고리즘을 제안한다. 또한 다중경로 페이딩 채널 환경에서 페이딩에 의한 프레임 시작 위치 검출 에러를 줄이기 위하여 신호 전력으로 상관 출력 값을 정규화하는 블록을 도입함으로써 고속 이동 채널 환경에서의 프레임 시작 지점 검출 확률을 높였다.

OFDMA/TDD 시스템을 위한 효율적인 동기 추정 및 셀 탐색 기법 (An Efficient Synchronization and Cell Searching Method for OFDMA/TDD System)

  • 김정주;노정호;장경희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권9A호
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    • pp.714-721
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    • 2005
  • 본 논문에서는 직교 주파수 분할 다중 접속/시 분할 다중화(OFDMA/TDD :OFDM-FDMA/ Time Division Duplexing) 시스템에서의 프리앰블 모델을 분석하고, AWGN과 ITU-R M.1225 Ped-B 및 Veh-A 채널 환경에서 OFDMA/TDD 시스템에 적용된 심볼 타이밍 및 반송파 주파수 오프셋 추정과 셀 탐색 성능을 모의 실험을 통하여 그에 따른 성능을 Detection Probability, False Alarm, Missing Probability, Mean Acqusition Time 및 (MSE) Mean Square Error 로 확인한다. 특히, 심볼 타이밍 오프셋 추정에서는 향상된 성능을 가지는 프리앰블 구조 및 알고리즘을 제안한 후, 기존의 프리앰블 구조와 그에 따른 성능을 비교 분석한다.