PPS와 PCO 기반 시간동기화 방식의 USRP 활용 구현 및 성능 분석
Implementation and performance analysis of PPS and PCO-based time synchronization schems using USRP
초록/요약
무선 네트워크에서 시간동기화는 둘 또는 그 이상의 노드에서 다르게 관리된 시간의 차이점을 없애고 모든 노드를 시간적으로 동기화 하는 것이다. 무선 네트워크에서는 네트워크를 구성하는 노드들 간의 동기화, 순서화, 그리고 일관성을 유지하기 위해 노드들 간의 시간 동기화는 반드시 필요하며 노드들 간의 올바른 데이터 전송을 위해서도 시간 동기화는 반드시 이루어 져야 한다. 동기화는 중앙 집중형 동기화 방식과 분산형 동기화 방식으로 나눌 수 있다. 중앙 집중형 시간동기화 방식은 전체 네트워크에 속한 노드들이 별도의 외부 장치를 설치하거나, 또는 중앙제어 노드가 위치하여 네트워크에 전체 노드들에게 같은 시간에 동기화 정보가 담긴 메시지를 전달하여 전체 네트워크의 동기화를 수행하는 방식이다. 분산형 동기화 방식은 분산형 시간 동기화 방식은 전체 네트워크에 속한 노드들이 별도의 외부 장치 없이 기준 노드와 인접 노드들이 시간 동기화 메시지를 교환하여 전체 네트워크의 시간 동기화를 수행하는 방식이다. 본 논문에서는 PPS 기반의 중앙 집중형 동기화 방식과 PCO 기반의 분산형 동기화 방식을 SDN(Software Defined Network) 플랫폼인 Universal Software Radio Peripheral)와 GNU Radio를 사용하여 실제환경에서 구현하고 성능을 분석한다.
more목차
1. 서 론 1
2. 연구배경 4
2.1. 시간 동기화 오차 발생 원인 4
2.2. 중앙 집중형 동기화 방식 6
2.2.1. GPS 기반 시간 동기화 6
2.2.2. NTP(Network Time Protocol) 7
2.3. 분산형 시간 동기화 방식 8
2.3.1. RBS 9
2.3.2. Desynchronization 10
2.4. GNU Radio와 USRP 13
3. 시간 동기화 방식의 구현 16
3.1. USRP를 활용한 구현 방법 16
3.2. PPS 기반 중앙 집중형 시간 동기화 19
3.3. PPS 기반 중앙 집중형 시간 동기화 구현 20
3.3.1. 송신 노드 20
3.3.2. 수신 노드 21
3.3.2.1. Linear Regression을 통한 오차 보정 23
3.3.2.2. CMA를 통한 오차 보정 23
3.4. PCO 기반 분산형 시간 동기화 24
3.5. PCO 기반 분산형 시간 동기화 구현 26
4. 실험 결과 29
4.1. PPS 기반 중앙 집중형 동기화 실험 환경 29
4.2. PPS 기반 중앙 집중형 동기화 실험 결과 31
4.2.1. 오차 보정 결과 32
4.3. PCO 기반 분산형 동기화 실험 환경 33
4.4. PCO 기반 분산형 동기화 실험 결과 35
5. 결 론 38
참고문헌 39
