KR100963650B1 - 무선 시각 동기 시스템 및 무선 시각 동기 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 시각 동기 시스템 및 무선 시각 동기 방법을 제공한다. 무선 시각 동기 시스템은 최상위 마스터 수신기의 클럭에 대한 정보를 포함하는 시각 동기 메시지를 슬레이브 수신기로 전송하는 마스터 수신기와, 시각 동기 메시지를 무선 통신으로 수신하고 시각 동기 메시지의 클럭에 따라 자신의 클럭을 동기화시키는 슬레이브 수신기 및 슬레이브 수신기로 시각 동기 메시지를 전송하는 전송 시점에 대한 정보를 마스터 수신기에 제공하는 브릿지 수신기를 포함한다.
시각 동기, 클럭 동기, RTLS(Real Time Locating System)

Description

무선 시각 동기 시스템 및 무선 시각 동기 방법{A high precision time synchronization system and method using wireless networks}
본 발명은 무선 시각 동기 시스템 및 무선 시각 동기 방법에 관한 것으로, 무선 통신을 통한 수신기들간의 정밀한 시각 동기를 제공하는 무선 시각 동기 시스템 및 무선 시각 동기 방법에 관한 것이다.
종래 실시간 위치 추적 시스템에 있어서, 송신기의 위치를 정확히 파악하기 위해서는, 수신기들 간에 시각 동기화가 나노초 단위까지 정밀하게 이루어져 있어야 한다. 이를 위해 시각 동기를 위한 시스템은, 기본적으로 참조시각을 제공하는 마스터(master)와 마스터로부터 참조시각을 제공받아 자신의 시각을 동기화하는 슬레이브(slave)로 구성되고, 수신기들 간의 시각 동기화는 메시지 교환을 통하여 이루어진다.
그러나, 종래의 기술들은 나노초 이하의 고정밀 시각 동기를 이루기 위해 유선 환경을 활용하고 있다.
따라서, 유선 환경에 대한 기반 시설의 설치는 확장성 어려움 및 비용의 증대를 초래하므로, 무선 통신을 통한 정밀한 시각 동기의 필요성이 제기된다.
본 발명은 무선 시각 동기 시스템 및 무선 시각 동기 방법을 제공하여, 무선 통신을 통한 수신기들간의 정밀한 시각 동기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시각 정보를 제공하는 외부 시각 서버가 별도로 존재하는 것이 아니라 수신기들 간에 지역적으로 시각 동기를 이루는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 마스터와 슬레이브 간의 메시지를 교환 하는 과정에서 발생하는 불확실도(uncertainty)를 제거하여 나노초 수준의 시각 동기를 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 수신기들의 구성요소이 동일한 발진자로부터 클럭을 수신하여 정밀한 시각 측정을 달성하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 데이터 통신과 시각 동기에 필요한 통신을 분리하여 무선 네트워크상에서 정밀한 시각 동기를 이루는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 네트워크 내에 배치된 복수개의 마스터 수신기를 통해 무선 네트워크의 한계인 제한된 전송 거리를 극복하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 시각 동기 시스템은 최상위 마스터 수신기의 클럭에 대한 정보를 포함하는 시각 동기 메시지를 슬레이브 수신기로 전송하는 마스터 수신기와, 시각 동기 메시지를 무선 통신으로 수신하고 시각 동기 메시지의 클럭에 따라 자신의 클럭을 동기화시키는 슬레이브 수신기 및 슬레이브 수신기로 시각 동기 메시지를 전송하는 전송 시점에 대한 정보를 마스터 수신기에 제공하는 브릿지 수신기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 시각 동기 슬레이브 수신기가 마스터 수신기로부터 마스터 수신기의 클럭을 포함한 시각 동기 메시지를 무선 통신으로 수신하는 (a) 단계와, 슬레이브 수신기가 마스터 수신기와 시각 동기 메시지를 수신하는 과정에서 발생하는 무선 통신의 해상도에 따른 오차를 제거하는 (b) 단계 및 슬레이브 수신기가 시각 동기 메시지의 클럭에 따라 자신의 클럭을 동기화시키는 (c) 단계를 포함한다.
본 발명의 무선 시각 동기 시스템 및 무선 시각 동기 방법에 따르면 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 유선망 없이 네트워크내의 수신기들 간 정밀한 시각 동기를 이룰 수 있는 장점이 있다.
둘째, 무선 통신 해상도를 극복하여 보다 정밀한 시각 동기를 이루며 통신 범위를 확장하여 사용할 수 있는 장점도 있다.
셋째, 본 발명은 마스터와 슬레이브 간의 메시지를 교환 하는 과정에서 발생하는 불확실도(uncertainty)를 제거하여 나노초 수준의 시각 동기를 제공할 수 있는 장점도 있다.
넷째, 본 발명은 데이터 통신과 시각 동기에 필요한 통신을 분리하여 무선 네트워크상에서 정밀한 시각 동기를 이룰 수 있는 장점도 있다.
다섯째, 네트워크 내에 배치된 복수개의 마스터 수신기를 통해 무선 네트워크의 한계인 제한된 전송 거리를 극복할 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 실시간 위치 추적 시스템의 개념도이다.
실시간 위치 추적 시스템은 RTLS 송신기(이하, 송신기라고도 함), RTLS 수신기(이하, 수신기라고도 함) 및 RTLS 엔진을 포함한다. 무선 주파수의 도착 시각 차이(TDOA : Time Difference Of Arrival)를 이용한 송신기는 자신의 정보를 무선 주파수를 통하여 전달하는 역할을 하며, 수신기는 송신기의 메시지를 수신하고, 메시지가 수신된 시점을 기록하여 RTLS 엔진으로 전달한다. RTLS 엔진은 리더(수신기)들로부터 메시지가 수신된 시각을 전달받아 이를 이용하여 송신기의 위치를 결정짓는다. 이하 보다 구체적으로 후술하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 마스터 수신기(11)는 참조시각을 제공한다. 여기서, 참조시각은 해당 마스터 수신기의 디지털 클럭(즉, 타이머 값)을 의미한다. 그 리고, 슬레이브 수신기(12a, 12b)는 마스터 수신기(11)로부터 전달받은 시각 정보(클럭)에 자신의 클럭을 동기화한다. 슬레이브 수신기(12a, 12b)와 마스터 수신기(11)는 무선 주파수(31a, 31b)를 통해 통신할 수 있다. 여기서, 송신기(21)는 자신의 ID, 상태 등의 정보를 포함한 메시지를 전달한다. 이후, 수신기는 송신기의 메시지를 수신하고, 메시지가 수신된 시점을 기록하여 RTLS 엔진(미도시)으로 전달한다. 이하, 도 2를 통해 무선 시각 동기화를 위한 수신기내에 포함된 무선 시각 장치에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기내에 포함된 무선 시각 동기 장치의 블록도이다.
무선 시각 동기 장치(100)는 데이터 송수신을 위한 안테나(110), RF 송수신부(120), RF 제어부(130), 프로세서부(140), 시각 측정부(150), 로컬 클럭(160) 및 데이터 버퍼를 위한 버퍼부(170)를 포함한다. 무선 시각 동기 장치(100)는 수신기 내(마스터, 슬레이브 수신기)에 구성된다.
마스터 수신기가 자신의 시각 정보를 포함한 시각 동기 메시지를 RF 송수신부(120)와 안테나(110)를 통하여 복수개의 슬레이브 수신기로 전달한다. 즉, 마스터 수신기의 시각 측정부(150)는 로컬 클럭(160)을 통해 자신의 (디지털) 클럭 값을 읽은 후, 도 3에 도시된 시각 동기 메시지(300)에 포함시켜, 무선 주파수를 통하여 네트워크 내에 존재하는 슬레이브 수신기에게 전달한다. 시각 동기 메시지(300)를 수신한 슬레이브 수신기의 프로세서부(140)는 자신의 클럭을 시각 측정부(150)를 통해 측정하고, RF 제어부(130)를 통해 상기 시각 동기 메시지(300) 내 의 클럭(참조시각)에 동기화 시킨다. 이를 통해, 종래 고정밀 시각 동기를 이루기 위해 유선 환경을 사용함으로 인한 확장성의 어려움 및 비용 증대에 대한 문제점을 해소시킬 수 있다.
여기서, 슬레이브 수신기에서의 동기화를 위한 시각 보정 방법은 마스터 수신기와 자신의 누적 클럭 시각 차이만큼 더하거나 빼주는 방법을 사용한다. 보다 구체적으로, 수신기는 각자 자신의 타이머를 가지고 있으며, 누적 클럭 시각은 타이머의 클럭을 카운팅(누적)한 횟수를 나타낸다. 수신기 간에는 독립적으로 클럭을 카운팅하며, 이를 보정하기 위해 클럭의 차이를 더하거나 빼준다. 예를 들어, 마스터 수신기의 누적 클럭 시각이 100이고, 슬레이브 수신기는 200일 경우, 슬레이브 수신기는 -100을 해서 수신기 간의 차이를 보정해 준다.
그리고, 마스터 수신기가 시각 동기 메시지를 전달하는 시점과 슬레이브 수신기가 시각 동기 메시지를 수신한 시점을 정확히 얻기 위하여, (마스터 또는 슬레이브 수신기의) 시각 측정부(150) 및 RF 송수신부(120)는 동일한 발진자(크리스탈 또는 오실레이터)로부터 (지역) 클럭을 수신하여 사용한다. 즉, 시각 측정부(150)는 RF 송수신부(120)를 통해 기본적으로 별도의 오실레이터로부터 지역 클럭을 입력받지만, 정확한 시각 측정을 위하여 하나의 오실레이터로부터 클럭을 입력받을 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, RF 송수신부(120), 프로세서부(140), 시각 측정부(150) 등은 각자 독립적으로 다른 발진자를 사용하게 되어 복수개의 발진자가 필요하다. 그러면, 각자 독립적인 클럭에 맞추어 동작을 하게 되고, 이에 따라 클럭 표류가 발생한다. 이를 제거하기 위해서 본 발명의 실시예에서는, 정밀한 시각 측정을 위해 시각 측정부(150)가 RF 송수신부(120)를 통해 동일한 발진자로부터 클럭을 입력받을 수 있다.
상기 마스터 수신기와 슬레이브 수신기 간의 시각 동기를 위해 마스터 수신기는 도 4에 도시된 바와 같이, 시각 정보가 포함된 시각 동기 메시지를 주기적으로 슬레이브 수신기로 보내며, 수신시각과 송신시각의 차는 바람직하게는 수식 1과 같이 표현될 수 있다.
수신시각 - 송신시각 = 전송시각 + 측정오차
[수식 1]
상기 수식 1에 있어서, 수신시각은 슬레이브 수신기에서 시각 동기 메시지를 수신한 시각이고, 송신시각은 마스터 수신기에서 시각 동기 메시지를 송신한 시각이다. 전송시각은 마스터 수신기에서 슬레이브 수신기까지의 무선을 통하여 전파로 수신기 간의 거리를 알면 계산할 수 있는 상수이다. 즉, 무신 신호의 전달 속도는 빛의 속도(3 x 10^8)이다. 1나노초당 30센티미터를 도달하므로, 마스터와 슬레이브 수신기 간에 거리를 알면 전송시각을 계산해 낼 수 있다. 즉, 전송시각은 마스터 수신기에서 슬레이브 수신기까지의 거리를 알고 있으면, 무선 신호의 전달 속도를 통하여 계산할 수 있다. 수신시각, 송신시각, 전송시각 값은 측정 및 계산을 통하여 알 수 있지만 측정오차는 알 수 없다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 시각 소인(306)을 찍은 값을 무선을 통하여 전달하기 위해서는 RF 송수신부(120)를 활용하여야 한다. 마스터 수신기와 슬레이브 수신기간 RF 송수신부(120)를 이용하여 (시각 동기) 메시지를 송수신하는 과 정에서, 인코딩(디지털 신호를 아날로그 신호로 변경) 및 디코딩(아날로그 신호를 디지털 신호로 복구)을 수행하는데 있어서, 전달 지연(304) 및 지터(jitter)가 발생한다. 이러한, 지연 및 지터가 측정오차로 존재하게 된다.
측정 오차는, 무선 통신 프로토콜에 의해 발생하는 무선 신호의 분해능, 즉, 시각에 대한 해상도(chip rate)와 이를 측정하는 모듈 간의 시각 오차라고 할 수 있다.
상기 측정 오차, 즉 무선 통신의 해상도에 따른 오차를 극복하기 위해서 칼만(Kalman) 필터가 이용될 수 있다. 칼만 필터는 최적화된 재귀적 자료 처리 알고리즘으로 실시간 자료 처리에 알맞다.
칼만 필터를 적용하기 위해서는 먼저 분석해야 되는 자료에 대한 가정이 필요하다. 이를, 선형 시스템으로 나타내면 바람직하게는 수식 2와 같이 표현될 수 있다. 참고로, A=f(a)이고 B=f(b)이면, A+B=f(a+b)이 되는 시스템을 선형 시스템이라 한다. 이와 같이, 마스터 수신기, 슬레이브 수신기에서 발생하는 에러요인을 분석 제거 하기 위해, 선형 시스템이 이용될 수 있다.
Figure 112008014820412-pat00001
[수식 2]
상기 수식 2에 있어서, 벡터 x는 선형 시스템의 현재 상태에 관한 정보를 포함하고 있다. 그러나, x는 직접 측정될 수 없고 대신에 z라는 측정 오류를 포함한 y를 측정한다. 즉, x의 상태를 예측하기 위해서 y가 이용될 수 있다. 또한, k+1 시각에서의 x를 구하기 위해서는, k 시각에서의 x와 x의 변화량 u, 프로세서 노이즈 w를 알면 된다. 하지만, 노이즈를 포함한 y가 있는 그대로 정보로 사용될 필요는 없다.
위의 선형 시스템에서 x의 상태를 구하기 위해, 칼만 필터는 다음과 같은 수식 3과 같이 생성될 수 있다.
Figure 112008014820412-pat00002
[수식 3]
상기 수식 3에 있어서, K는 칼만 이득이고, P 행렬은 예측 오류 공분산을 의미한다. 상태 예측 xk 방정식은 k+1 시각에서 예측을 이끌어 낸다. 이는, k 시각에서의 상태 예측
Figure 112008014820412-pat00003
k를 단지 A배하고, k 시각에서의 알고 있는 입력을 B 배수하여 직관적으로 만든 것이다.
상기 수식 3이 의미하는 바를 자세히 살펴보면, 측정 오류가 커지면 측정오류 공분산 Sz가 커질 것이다. 이에 따라, K는 작아지고 다음 상태
Figure 112008014820412-pat00004
를 계산할 때 측정된 y를 신뢰하기 힘들어진다. 즉, 만약 측정된 오류가 적을 때 Sz는 작아지고 이에 따라 K는 커진다. 따라서, 다음
Figure 112008014820412-pat00005
를 계산할 때 측정에 많은 신뢰성을 줄 수 있다.
상기 칼만 필터를 이용하면, 무선 통신 해상도의 배수로 이산적으로 발생하는 송수신 시각을 선형으로 변경할 수 있어서 해상도를 극복할 수 있다. 그러나, 해상도의 극복을 하였지만 해상도 안의 값을 예측하는 것이기 때문에 적절한 보정이 필요하다.
상기 보정은, RF 송수신부(120)에서 발생하는 지연 및 지터를 분석하여야 하는 내용으로, 이를 위해서 네트워크 내의 수신기들은 블링크 메시지를 서로 교환한다. 상기 지터는 마스터 수신기의 무선 통신 메시지 송신시 발생하는 지터, 슬레이브 수신기에서의 무선 통신 메시지 수신시 발생하는 지터를 의미한다. 그리고, 상기 블링크 메시지는 무선 통신 메시지를 인코딩, 디코딩 하는데 걸리는 시간을 알기 위해서 슬레이브 수신기들이 교대로 돌아가면서 보내는 메시지이다. 즉, 마스터 수신기의 입장에서는 시각 동기 메시지를 보내기만 하면 인코딩 시간은 알지만, 수신하는 메시지가 없어 디코딩 시간은 알 수 없으므로, 이를 보정하기 위해 블링크 메시지가 사용된다.
도 5는 슬레이브 수신기들(12a, 12b)이 순서대로 돌아가면서 블링크 메시지를 교환하는 것을 나타낸다. 수신기들(마스터, 슬레이브)이 교환한 블링크 메시지를 분석 및 학습하여 상기 칼만 필터에 활용한다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 주파수 활용의 예를 나타낸다. 정밀한 시각을 유지하기 위해서 시각 동기 메시지의 신뢰성이 보장되어야 한다.
상기 송신기(21)는 (나) 주파수를 사용하여 위치 정보를 포함한 메시지를 수신기들(11, 12a, 12b)에 전달하며, 수신기들(11, 12a, 12b)은 (가) 주파수를 사용하여 시각 동기 메시지를 서로 교환한다. 이와 같이, 이중 주파수를 활용함으로서 RTLS 송신기(21)의 메시지와 시각 동기 메시지간의 충돌이 제거될 수 있다.
한편, 시각 동기를 이루기 위해 네트워크 내의 노드들은, 무선을 이용하여 메시지를 교환 하지만 무선 통신의 단점은 거리의 제한을 가진다. 따라서, 이러한 거리의 제한을 해결하기 위해 도 7의 방법이 이용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 네트워크의 한계인 제한된 전송 거리를 극복하기 위해 네트워크 내에 배치된 복수개의 마스터 수신기를 이용한 무선 시각 동기 시스템의 개념도이며, 도 8은 이에 대한 순서도이다.
하나의 클러스터는 마스터와 슬레이브 수신기 구조로 칼만 필터와 수신기의 블링크 메시지를 통한 보정으로 시각 동기를 한다. 전송거리의 한계를 극복하기 위해 복수개의 마스터 수신기를 설정하고, 이를 기준으로 클러스터를 형성하도록 한다. 즉, 네트워크 내에 시각 정보(참조시각)을 제공하는 마스터 수신기는 복수개이며, 이때 마스터 수신기가 자신의 통신영역 내에 있는 슬레이브 수신기들과 클러스터를 형성하게 된다. 여기서, 각 클러스터의 마스터 수신기는 독립적으로 참조시각을 전달한다. 즉, 각 클러스터의 마스터 수신기는 최상위 마스터 수신기의 클러스터와는 독립적으로 자신의 클러스터내의 수신기들에게 참조시각을 전달한다. 이때, 마스터 수신기 간에 시각 동기 메시지 충돌이 발생하지 않게 하는 방법이 필요하며, 이하 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 모든 수신기는 고유의 기능이 할당되어있다. 즉, 하나의 최상위 마스터 수신기(341)와 여러 개의 마스터 수신기(321a, 321b), 마스터 수신기 간을 연결하는 브릿지 수신기(331a, 331b)와 슬레이브 수신기들로 구별된다.
상기 최상위 마스터 수신기(341)가 시각 동기 메시지를 브릿지 수신기(331a, 331b)로 전송한다(S801). 이때, 하나의 클러스터(311)가 통신영역 내에서 형성한다.　즉, 통신영역 내에서 시각 동기 메시지를 수신한 수신기는 해당 시각 동기 메시지를 송신한 수신기의 클러스터에 속하게 된다. 또한, 시각 동기 메시지에는 후술될 타임 슬롯에 대한 정보가 포함된다.
다음으로, 브릿지 수신기(331a, 331b)는 자신의 클럭을 최상위 마스터 수신기(341)로부터 전송받은 시각 동기 메시지의 클럭에 따라 동기화하고, 최상위 마스터 수신기(341)로부터 할당받은 타임 슬롯에 따라 복수개의 마스터 수신기(321a, 321b)에게 상기 시각 동기 메시지의 슬레이브 수신기로의 전송 시점을 알려준다(S811). 이렇게 알려진 전송 시점은, TDMA(Time Division Multiple Access)로 동작하게 된다. 이와 같이, 상기 브릿지 수신기(331a, 331b)는 복수개의 마스터 수신기(321a, 321b)와 통신이 가능하며, 최상위 마스터 수신기(341)로부터 타임 슬롯을 할당 받아 이웃의 복수개의 마스터 수신기(321a, 321b)에게 전달하고, 복수개의 마스터 수신기(321a, 321b)는 자신에게 할당된 타임 슬롯(채널)을 통해 시각 동기 메시지는 충돌없이 전송할 수 있게 된다.
다음으로, 각 클러스터(310, 312)의 마스터 수신기(321a, 321b)는 최상위 마스터 수신기(341)와는 독립적으로, 자신에게 할당된 타임 슬롯에 자신의 클러스터 내의 수신기들에게 시각 동기 메시지를 전달한다(S821).
다음으로, 각 클러스터의 슬레이브 수신기들은 시각 동기 메시지의 클럭에 따라 자신의 클럭을 동기화시킨다(S831).
이러한 일련의 과정을 반복함으로 전체 네트워크에 대해서 시각 동기 클러스터를 형성하며, 무선 통신의 한계를 극복할 수 있다.
도 9는 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 시각 동기 방법의 순서도이다.
마스터 수신기와 슬레이브 수신기간의 무선 시각 동기 방법에 있어서, 슬레이브 수신기를 기준으로 설명하기로 한다.
먼저, 슬레이브 수신기가 마스터 수신기로부터 마스터 수신기의 클럭을 포함한 시각 동기 메시지를 무선 통신으로 수신한다(S901). 여기서, 슬레이브 수신기는 마스터 수신기로부터 시각 동기 메시지를 수신한 시점을 정확히 하기 위해 동일한 발진자로부터 클럭을 입력받을 수 있다.
다음으로, 슬레이브 수신기가 마스터 수신기와 시각 동기 메시지를 수신하는 과정에서 발생하는 무선 통신의 해상도에 따른 오차를 제거한다(S911). 여기서, 슬레이브 수신기는 칼만 필터 알고리즘를 이용하여 무선 통신의 해상도에 따른 오차를 제거할 수 있다.
그리고, 슬레이브 수신기가 시각 동기 메시지의 클럭에 따라 자신의 클럭을 동기화시킨다(S921). 보다 상세한 무선 시각 동기 방법은 상술된 도 2 내지 도 6의 내용을 참조하기 바란다. 또한, 무선 네트워크의 한계인 제한된 전송 거리를 극복하기 위해 네트워크 내에 배치된 복수개의 마스터 수신기를 이용한 무선 시각 동기 방법에 대해서는 도 7의 내용을 참조하기 바란다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 실시간 위치 추적 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신기내에 포함된 무선 시각 동기 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 시각 동기 메시지 구조이다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 따른 주기적인 시각 보정의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 일 실시예에 따른 슬레이브 수신기의 블링크 메시지 전달에 대한 예를 도시한다.
도 6은 본 발명에 일 실시예에 따른 시각 동기 메시지와 RTLS 송신기 간의 충돌을 회피하기 위한 이중 주파수 활용에 대한 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 네트워크의 한계인 제한된 전송 거리를 극복하기 위해 네트워크 내에 배치된 복수개의 마스터 수신기를 이용한 무선 시각 동기 시스템의 개념도이다.
도 8은 상기 도 7의 무선 시각 동기 시스템에 있어서 무선 시각 동기 방법의 순서도이다.
도 9는 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 시각 동기 방법의 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
11, 321a, 321b : 마스터 수신기
12a, 12b : 슬레이브 수신기
21: 송신기 110: 안테나
120: RF 송수신부 130: RF 제어부
140: 프로세서부 170: 버퍼부
150: 시각 측정부 160: 로컬 클럭
300: 시각 동기 메시지
331a, 331b: 브릿지 수신기
341: 최상위 마스터

Claims (7)

  1. 슬레이브 수신기가 마스터 수신기로부터 상기 마스터 수신기의 클럭을 포함한 시각 동기 메시지를 무선 통신으로 수신하여 상기 클럭 값을 참조시각으로 활용하는 (a) 단계;
    상기 슬레이브 수신기가 상기 마스터 수신기와 상기 시각 동기 메시지를 수신하는 과정에서 발생하는 무선 통신의 해상도에 따른 오차를 제거하는 (b) 단계; 및
    상기 슬레이브 수신기가 상기 시각 동기 메시지의 클럭 값을 이용한 참조시각을 자신의 클럭에 동기화시키는 (c) 단계를 포함하는, 무선 시각 동기 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬레이브 수신기는 칼만 필터 알고리즘를 이용하여 상기 무선 통신의 해상도에 따른 오차를 제거하는, 무선 시각 동기 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 슬레이브 수신기는 상기 마스터 수신기로부터 상기 시각 동기 메시지를 수신한 시점을 정확히 하기 위해 동일한 발진자로부터 클럭을 입력받는, 무선 시각 동기 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 슬레이브 수신기는 상기 마스터 수신기와 상기 시각 동기 메시지를 수신할 때, RTLS 송신기가 자신의 위치 정보를 포함한 메시지를 전달하는 주파수와 다른 주파수를 이용하는, 무선 시각 동기 방법.
  5. 최상위 마스터 수신기의 클럭에 대한 클럭 값을 참조시각으로 정의하고, 상기 클럭 값을 갖는 참조시각 정보를 포함하는 시각 동기 메시지를 슬레이브 수신기로 전송하는 마스터 수신기;
    상기 시각 동기 메시지를 무선 통신으로 수신하고 내부 시각 측정부를 통해 상기 시각 동기 메시지에서 클럭 값을 갖는 참조시각 정보에 따라 자신의 클럭을 동기화시키는 슬레이브 수신기; 및
    상기 슬레이브 수신기로 상기 시각 동기 메시지를 전송하는 전송 시점에 대한 정보를 상기 마스터 수신기에 제공하는 브릿지 수신기를 포함하는, 무선 시각 동기 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 마스터 수신기는 상기 전송 시점에 대한 정보에 따라 상기 시각 동기 메시지를 상기 슬레이브 수신기에 전송하여 다른 마스터 수신기와의 상기 시각 동기 메시지 전송에 따른 충돌을 방지하는, 무선 시각 동기 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 브릿지 수신기는 상기 최상위 마스터 수신기로부터 상기 전송 시점을 할당받아 복수개의 마스터 수신기에 전달하는, 무선 시각 동기 시스템.
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