• 융합신호처리학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.322-332
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• 2011

본 논문에서는 한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)의 핵심 구성시스템인 VLBI상관서브 시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS) 본제품의 1차 성능시험에 대해 기술한다. VCS 본제품의 1차 성능시험의 주요 목적은 현장에 설치하기 전에 제작사에서 다양한 시험항목을 대상으로 시험을 수행하여 문제점을 확인 후 전체 시스템의 완성도를 높이는 것이다. 이번 성능시험에서는 VCS 시작품에서 발견된 FFT 재양자화의 유효비트 부족으로 인한 오버폴로어 문제점을 포함한 기능적인 시험을 수행하였다. 이번 VCS 본제품의 공장시험을 통하여 2008년 VCS 시작품의 성능시험에서 발견한 FFT 의 재양자화 문제점이 완전히 해결되었으며 VCS 본제품에 지연추적, 지연보상, 주파수 묶음 등의 중요 기능도 추가되었다. 그리고 실제 관측 데이터(광대역/협대역)를 이용한 상관처리 시험에서도 예측되는 상관결과가 출력되는 것을 확인하였다.

• 천문학논총
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• 제27권1호
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• pp.1-16
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• 2012

In this paper, we describe the installation of VLBI Correlation Subsystem (VCS) main product and its performance at the Korea-Japan Correlation Center (KJCC). The VCS main product was installed at KJCC in August 2009. For the overall performance evaluation of VCS, playbacks, Raw VLBI Data Buffer (RVDB) system, and Data Archive (DA) system were installed together. The VCS main product was connected between RVDB and DA, and the correlation results were put into the DA to confirm the normal operation of VCS 16 station mode configuration. The evaluation test was first performed with 4 station mode, same as the factory test of VCS main product. Based on the results of 4 station mode, the same evaluation test was conducted for 16 station mode of VCS. We found that the correlation results of VCS were almost similarly compared to those of the Mitaka FX Correlator. Through the test results, we confirmed that the problems such as spectrum errors, delay parameter processing module and field programmable gate array errors in antenna unit, which were generated at the factory test of VCS main product, were clearly solved. And we verified the performance and connectivity of VCS by obtaining the expected correlation results and we also confirmed that the performance of VCS was sufficient for real VLBI observation data in both 4 and 16 station modes.

• 천문학논총
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• 제24권1호
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• pp.65-81
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• 2009

We present the performance test results of VLBI Correlation Subsystem (VCS) trial product which was being developed for 1 year from August 2007. It is a core component of Korea-Japan Joint VLBI Correlator (KJJVC). The aim for developing VCS trial product is to improve the performance of VCS main product to reduce the efforts and cost, and to solve the design problems by performing the preliminary test of the manufactured trial product. The function of VCS trial product is that it is able to process the 2 stations-1 baseline, 8 Gbps/station speed, 1.2 Gbps output speed with FX-type. VCS trial product consists of Read Data Control Board (RDC), Fourier Transform Board (FTB), and Correlation and Accumulation Board (CAB). Almost main functions are integrated in the FTB and CAB board. In order to confirm the performance of VCS trial product functions, the spectral analysis, delay compensation and correlation processing experiments were carried out by using simulation and real observation data. We found that the overflow problem of re-quantization after FFT processing was occurred in the delay compensation experiment. We confirmed that this problem was caused by valid bit-expression of the re-quantized data. To solve this problem, the novel method will be applied to VCS main product. The effectiveness of VCS trial product has been verified through the preliminary experimental results, but the overflow problem was occurred.

• 천문학논총
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• 제23권2호
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• pp.73-90
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• 2008

A software simulator is developed for verifying the VLBI Correlation Subsystem (VCS) trial product hardware. This software simulator includes the delay tracking, fringe rotation, bit-jump, FFT analysis, re-quantization, and auto/cross-correlation functions so as to confirm the function of the VCS trial product hardware. To verify the effectiveness of the developed software simulator, we carried out experiments using the simulation data which is a mixed signal with white noise and tone signal generated by software. We confirmed that the performance of this software simulator is similar as that of the hardware system. In case of spectral analysis and re-quantization experiment, a serious problem of the VCS hardware, which is not enough for expressing the data stream of FFT results specified in VCS hardware specification, was found by this software simulator. Through the experiments, the performance of software simulator was verified to be efficient. In future, we will improve and modify the function of software simulator to be used as a software correlator of Korea-Japan Joint VLBI Correlator (KJJVC).

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.567-588
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• 2009

한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)는 2010년 정상가동을 목표로 한국과 일본 간 공동으로 개발이 진행되고 있다. 이 연구에서는 KJJVC의 핵심이 되는 VLBI 상관 서브시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS)과 동일한 규격을 갖는 소프트웨어 상관기를 개발하였다. 소프트웨어 상관기는 VCS와 같은 8Gbps급, 8192출력채널, 262,144점 FFT(Fast Fourier Transform)의 규격을 갖고 있으며, VCS의 하드웨어 규격과 동일한 함수 알고리즘과 연산 레지스터를 적용하고 있다. 개발한 소프트웨어 상관기의 성능을 확인하기 위해 일본국립천문대의 VERA(VLBI Exploration of Radio Astrometry) 관측망으로 관측한 스펙트럼선과 연속파 천체를 대상으로 상관처리 실험을 수행하고, 그 결과는 미타카 FX 상관기의 스펙트럼 모양, 위상변화, 프린지 검출 등을 비교하였다. 실험을 통하여, VERA 관측데이터를 이용한 소프트웨어 상관기의 결과는 미타카 FX 상관기의 상관결과와 일치하는 것을 확인하여 그 유효성을 입증하였다. 향후 개발한 소프트웨어 상관기는 GUI와 같은 사용자 인터페이스와 상관 후 처리 부분을 개선하면 KJJVC와 함께 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN)의 소프트웨어 상관기로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.211-219
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• 2012

본 논문에서는 VLBI상관서브시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS)의 상관블록 TCP/IP 출력데이터의 무결성 검사를 위한 소프트웨어의 개발과 상관출력 데이터의 손실을 방지하기 위한 성능개선 방법에 대해 기술한다. VCS의 상관결과는 TCP/IP 패킷 통신으로 데이터아카이브(Data Archive)에 저장된다. 본 논문에서는 데이터아카이브에 저장된 상관결과의 무결성을 확인하기 위해 VCS의 TCP/IP 패킷 정보를 이용한 무결성 검사 소프트웨어를 개발하였다. 개발한 소프트웨어를 이용하여 3단계의 무결성 검사 과정을 제안하고, 상관처리 실험을 통하여 제안방법의 유효성을 확인하였다. 또한 VCS와 데이터아카이브 사이에는 최소 적분시간 이내에 TCP/IP 패킷 통신이 완료되어야 하지만, 짧은 적분시간에 다량의 패킷과 대용량 데이터로 인해 패킷 손실이 발생할 뿐만 아니라 상관결과의 무결성 문제에도 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 논문에서는 TCP/IP 패킷 손실의 원인을 분석하고 VCS의 FPGA(Field Programmable Gate Array) 설계에 대한 수정방법을 제시하여 상관결과의 무결성 문제를 해결하고자 한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.55-63
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• 2014

본 논문에서는 대전상관기의 상관결과를 고속으로 저장하기 위한 데이터아카이브 시스템의 성능시험에 대해 기술한다. 대전상관기는 다양한 관측모드를 지원하고 있는데, 이 관측모드 중에서 적분시간에 따라 상관기로부터 출력되는 상관결과의 속도에 영향을 받는다. 대전상관기의 상관결과를 가장 빠른 속도로 출력하는 것은 최대 1.4GB/s를 출력하며, C1 관측모드일 경우 25.6ms의 상관적분인 경우이다. 본 연구에서는 대전상관기의 핵심부분인 VLBI상관서브시스템(VLBI Correlation Subsystem)과 4개의 광케이블로 연결되어 상관결과를 저장하는 데이터아카이브 시스템의 성능시험을 수행하였다. 데이터아카이브 시스템은 본 연구를 위해 2개 회사의 제품을 선정하여 벤치마크테스트(Benchmark Test)를 진행하였다. 본 논문에서는 벤치마크테스트를 위해 개발한 VCS의 상관출력 파일 생성 프로그램과 시험결과에 대해 기술한다.

• 천문학논총
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• 제27권5호
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• pp.419-429
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• 2012

In this paper, we propose a new re-quantization method after FFT processing to prevent the distortion of correlation result of VCS (VLBI Correlation Subsystem). The re-quantization is used to rearrange the data bit so as to reduce the data rate processed as 16-bit of FFT result of VCS. Having done this procedure, we found that the distorted spectrum of correlation result occurred in the delay tracking experiments by the re-quantization method introduced for initial design of VCS. In order to solve this, two kinds of re-quantization method, that is, the comparison and selection-type, are proposed. The first is to re-quantize the FFT result as a valid-bit by comparing with the input data after determining the adequate threshold. The second is manually to select the valid-bit of FFT result after finding the valid-field of data according to the bit-distribution of input data. We confirmed that the second is more effective compared with the first through the experimental result, and it will be implemented without so much modification of applied method in the condition of the limited resource of FPGA. The re-quantization is, however, carried out with 4-bit in the proposed second method for FFT result, and then the distortion of correlation result is also appeared. To fix this problem, the bit for re-quantization is extended to 8-bit. The proposed 8-bit selection-type is effectively verified so that the distortion of correlation result disappeared by applying to VCS in consequence of the simulation and correlation experiments.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.220-232
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• 2012

본 논문에서는 VCS의 지연추적과 프린지 회전 모듈의 문제로 인한 상관결과에 대해 고찰한다. VCS는 FX 형식의 상관기로서 도플러 효과에 의한 전체로부터 도달하는 신호의 지연시간과 프린지 위상을 보정하기 위해 지연추적과 프린지 회전 모듈을 채용하고 있다. 관측데이터는 상관기에서 지연추적과 프린지 회전을 통하여 위상정보도 함께 보정되는데, AIPS에서 상관기보다 장시간의 상관적분을 수행함에 따라 위상이 안정되지 않은 것을 확인하였다. 그리고 상관결과의 해석에서 Delay 값이 정상보다 수십 nsec 정도 오차가 발생하였다. 또한 프린지 회전모듈에서 프린지 초기위상을 결정하지 않아서 상관결과의 위상이 FFT segment 단위로 연결되지 않는 것도 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위해 지연추적 모듈과 프린지 회전 모듈의 경우 위상보정을 담당하는 모듈의 부호가 반대로 동작하는 것과 관측데이터의 초기위상을 사용하도록 수정하였다. 그리고 프린지 회전 파라미터 계산모듈에 오류가 있는 것을 발견하여 VCS의 로직을 담당하는 프로그램을 개선하였다. 이상의 문제점들에 대해서 상관처리 실험을 통하여 본 논문에서 수정 제안한 알고리즘들이 데이터 해석결과에서 정확함을 확인하여, 개발한 VCS 하드웨어 상관기가 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다.

• 천문학회보
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• 제35권1호
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• pp.44.1-44.1
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• 2010

한국천문연구원에서는 2009년 1단계 한일공동VLBI상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)의 개발과 설치를 완료하였다. KJJVC는 한국우주전파관측망(Korean VLBI Network, KVN), KVN과 일본 내의 VLBI 관측망을 포함하는 한일공동VLBI관측망(Korea-Japan Joint VLBI Network, KJJVN), 그리고 한중일의 VLBI관측망인 동아시아 VLBI관측망(East Asian VLBI Network, EAVN)으로 관측한 VLBI 데이터를 상관처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 그리고 고속재생기, 데이터 동기재생처리시스템(Raw VLBI Data Buffer, RVDB), VLBI상관서브시스템(VLBI Correlation Subsystem, VCS), 데이터 아카이브 시스템(Peta-scale Epoch Data Archive, PEDA)로 구성된다. 특히 일본국립천문대 VERA에서는 테이프 형태의 DIR2000 고속기록기를 사용하고 있는데, DIR2000의 제품단종으로 인해 이 데이터를 VCS에 재생하기 위해 DIR1000을 개량한 VERA2000 고속재생기를 개발하였다. 즉, VSI 형태의 데이터를 1Gbps 속도로 재생만 하기 위해 기존의 시스템을 개량하였으며, 2009년 10월에 VLBI상관기실에 설치되었다. 본 논문에서는 VERA2000 시스템의 구성 및 개발, 시험운영 등에 대해 간략히 소개하고자 한다.