WO2022131431A1 - 하이브리드 동기화 방법 및 장치 - Google Patents

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WO2022131431A1
WO2022131431A1 PCT/KR2020/019056 KR2020019056W WO2022131431A1 WO 2022131431 A1 WO2022131431 A1 WO 2022131431A1 KR 2020019056 W KR2020019056 W KR 2020019056W WO 2022131431 A1 WO2022131431 A1 WO 2022131431A1
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WO
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anchor
master
slave
clock
anchors
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Application number
PCT/KR2020/019056
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English (en)
French (fr)
Inventor
김지성
Original Assignee
주식회사 지오플랜
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    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/001—Synchronization between nodes
    • H04W56/0015—Synchronization between nodes one node acting as a reference for the others
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
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    • H04W56/006—Synchronisation arrangements determining timing error of reception due to propagation delay using known positions of transmitter and receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H04W84/20—Master-slave selection or change arrangements

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a hybrid synchronization method and apparatus.
  • RTLS Real-Time Locating System
  • RFID Radio Frequency Identification
  • wireless LAN wireless LAN
  • an RTLS transmitter eg, RFID tag
  • the RTLS receiver eg, RFID reader
  • ID unique identifier
  • RTLS provides a location service for things by collecting, storing, processing, and tracking unique identifiers after being collected by the RTLS receiver.
  • the RTLS receiver recognizes the location of the RTLS transmitter by using location information including the signal strength and signal arrival time and signal reception direction according to the radio wave reception of the RTLS transmitter in order to determine the location of the RTLS transmitter.
  • the RTLS receiver In order to locate the RTLS transmitter, the RTLS receiver is required to be synchronized to a precise standard time, but there is a problem with the nanoscale error range so far.
  • an object of the present invention is to provide a hybrid synchronization method and apparatus for performing wired synchronization between some master anchors.
  • a clock generator for generating a clock synchronization signal at a preset period; It is connected to the clock generator by wire to receive the clock synchronization signal, synchronize clock information based on the clock synchronization signal, and wirelessly broadcast the clock synchronization signal to the periphery on a cell-by-cell basis.
  • a second slave anchor receiving the clock synchronization signal from the first master anchor and locally synchronizing clock information with the master anchor based on the clock synchronization signal; a second multi-slave anchor (Multi Slave Anchor) for calculating and transmitting a first temporal difference in reception times of the clock synchronization signals respectively received from the first master anchor and the N-th master anchor;
  • a second master anchor that is connected to the first master anchor by wire to receive the clock synchronization signal, synchronizes clock information based on the clock synchronization signal, and wirelessly broadcasts the clock synchronization signal around the cell unit (Master Anchor); a second slave anchor receiving the clock synchronization signal from the second master anchor and locally synchronizing clock information with the master anchor based on the clock synchronization signal; a second multi-slave anchor (Multi Slave Anchor) for calculating and transmitting the clock synchronization signal received from the second master anchor and the M-th master anchor by calculating a second temporal difference in reception time; After converting the first difference value and the second difference value
  • a process of generating a clock synchronization signal at a preset period in a clock generator It receives the clock synchronization signal from the clock generator connected by wire in a first master anchor, synchronizes clock information based on the clock synchronization signal, and surrounds the clock synchronization signal in units of cells.
  • a second multi-slave anchor (Multi Slave Anchor) transmitting the clock synchronization signal respectively received from the first master anchor and the N-th master anchor by calculating a first temporal difference value of the reception time; After receiving the clock synchronization signal from the first master anchor connected by wire in a second master anchor, the clock information is synchronized based on the clock synchronization signal, and the clock synchronization signal is transmitted wirelessly in cell units.
  • Multi Slave Anchor Multi Slave Anchor
  • a second multi-slave anchor (Multi Slave Anchor) transmitting the clock synchronization signal respectively received from the second master anchor and the M-th master anchor by calculating a second temporal difference value of the reception time;
  • a hybrid synchronization method is provided.
  • the master locally It synchronizes the clock information with the master anchor by itself based on the synchronization signal, reduces the load on the server, and can perform local synchronization stably even if the network is cut off.
  • UWB Ultra-Wideband
  • RTLS Real-Time Locating System
  • only the multi-slave anchors communicating with the plurality of master anchors transmit the time difference of the synchronization signals received from the plurality of master anchors to the location engine, so as to generate an offset value for synchronizing the master anchors in the location engine. and has the effect of performing wire synchronization between some master anchors.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless synchronization system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the operations of a master anchor, a slave anchor, and a multi-slave anchor according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a wireless synchronization method according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a wired synchronization concept according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a signal line of a LAN cable according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a wired/wireless hybrid synchronization system according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless synchronization system according to the present embodiment.
  • the wireless synchronization system includes a clock generator 110 , a multi-cell synchronization setting device 120 , a location engine 130 , a master anchor, a slave anchor, and a multi-slave anchor.
  • Components included in the wireless synchronization system are not necessarily limited thereto.
  • Master anchor, slave anchor, and multi-slave anchor are receivers and precisely synchronize the clocks via wired or wireless.
  • the master anchor, the slave anchor, and the multi-slave anchor perform synchronization precisely in pico units using the clock information and the synchronization signal received from the clock generator 110 .
  • n master anchors are required for each cell.
  • a master anchor is configured together with a multi-slave anchor.
  • the clock generator 110 generates clock information and a synchronization signal of a wireless ultra-wideband (UWB) band.
  • the clock generator 110 transmits clock information and a sync signal to the master anchor connected by a LAN cable.
  • UWB wireless ultra-wideband
  • the location engine 130 has a wireless synchronization method that accurately calculates the generated delay and reflects it to the offset.
  • the location engine 130 collects the time difference of the multi-slave anchors to generate an offset value to synchronize all the master anchors.
  • the location engine 130 converts the difference values received from the master anchors of different cells from the multi-slave anchors into an offset value form, and then synchronizes the deviation values between the master anchors of different cells to the same value.
  • the location engine 130 synchronizes the clocks of the other master anchors based on the reference master anchor among the master anchors of different cells by using the offset value. That is, the location engine 130 equally synchronizes the deviations of the master anchors of different cells based on the difference values received from the multi-slave anchors.
  • the location engine 130 synchronizes the clocks of the other master anchors based on the reference master anchor among the difference values received from the plurality of multi-slave anchors.
  • the location engine 130 When the location engine 130 receives the difference value between the master anchors of different cells from the multi-slave anchors and generates an offset value, the offset value is generated by cumulatively reflecting the difference value between the master anchors of different cells received thereafter. . In other words, the location engine 130 synchronizes the deviation values of the master anchors of different cells that are not adjacent to the reference master anchor to the same value. Since the location engine 130 accumulates and generates offset values, all master anchors have the same clock.
  • the location engine 130 creates a Time Sync Tree Map.
  • the location engine 130 configures a separate tab next to the anchor list on the time synchronization tree map to express only the master in a tree form.
  • the location engine 130 may be set in the order of master anchor B ⁇ master anchor C ⁇ master anchor A in the time synchronization tree map, and calculates in the final pico unit by summing the differences at the final end.
  • the location engine 130 manages the cell time difference between the master anchor A and the master anchor B, and calculates the tag reception time in a single time zone by calculating the time difference.
  • the location engine 130 applies standard time information for positioning a tag in one same time zone in the case of a multi-cell (multi-master).
  • the location engine 130 adds up all the time differences from the upper connected master anchors, manages the time difference, and calculates it as standard time. For example, the location engine 130 calculates a value obtained by adding the difference value between the master anchor A and the master anchor C and the difference value between the master anchor C and the master anchor B as the standard time of the area B.
  • the location engine 130 converts the difference value into an offset value and then synchronizes the deviation value between the master anchors of different cells based on the offset value.
  • the location engine 130 synchronizes the clocks of the other master anchors with respect to a master source anchor serving as a reference among master anchors of different cells by using the offset value.
  • the location engine 130 generates an offset value based on the difference value received from the multi-slave anchors, and then updates the offset value by cumulatively reflecting the difference value newly received from the multi-slave anchors of other cells.
  • the location engine 130 synchronizes the deviation values of the master anchors of different cells that are not adjacent to the same value based on the accumulated offset values.
  • the location engine 130 generates a time sync tree map including a master anchor, a slave anchor, and a multi-slave anchor, and configures a separate tab next to the anchor list on the time synchronization tree map to tree only the master anchor. expressed in the form
  • the multi-cell synchronization setting apparatus 120 configures any one of a plurality of slave anchors as a multi-slave anchor on a cell-by-cell basis.
  • the multi-cell synchronization setting device 120 sets the master anchor to at least two or more communicating with the multi-slave anchor.
  • the multi-cell synchronization setting device 120 determines a master source anchor as a reference among at least two or more master anchors communicating with the multi-slave anchors.
  • the multi-cell synchronization setting device 120 determines the communication order of the master anchor for each single cell. Thereafter, the multi-cell synchronization setting apparatus 120 may automatically set according to the communication order of the master anchors at the moment when at least two or more master anchors with which the multi-slave anchors communicate are set. The multi-cell synchronization setting device 120 sets at least two or more master anchors that communicate with the multi-slave anchors, and when determining a master source anchor as a reference, reverse the master according to the order of the master source anchors. After calculating the communication order of the anchor, it is confirmed to the user.
  • the master anchor includes a master anchor A 210 , a master anchor B 220 , and a master anchor C 230 .
  • the master anchor wirelessly broadcasts a clock sync signal to the surroundings on a cell-by-cell basis.
  • the master anchor transmits clock information and synchronization signals to a plurality of slave anchors existing in a single cell.
  • a plurality of master anchors within a single cell establish a communication multi-slave anchor.
  • the slave anchor is output by synchronizing the time stamp with the clock of the master anchor.
  • the slave anchors are: Slave Anchor A1 (212), Slave Anchor A2 (214), Slave Anchor A3 (216), Slave Anchor B1 (222), Slave Anchor B2 (224), Slave Anchor B3 (226), Slave Anchor C1 (232) ), including a slave anchor C2 (234), a slave anchor C3 (236), and a slave anchor C4 (238).
  • a specific slave anchor When a specific slave anchor has a synchronization error, it can be transmitted to the corresponding master anchor and server.
  • the slave anchors time series receive synchronization signals from the master anchors in a preset time period (eg, 200ms). When a deviation occurs in the received signal by more than a preset threshold, it recognizes that an error has occurred and may cause an error notification.
  • the slave anchor calculates the time difference in hardware using the time it receives clock information from the master anchor for each single cell, and calculates the arrival time for the TDOA operation received from the transmitter (tag) to the location engine 130 based on the master anchor. send.
  • the multi-slave anchors receive clock information from at least two or more master anchors, and transmit a time difference between clock information received from the two master anchors to the location engine 130 .
  • the slave anchor receives the clock synchronization signal from the master anchor and synchronizes the clock information with the master anchor locally based on the clock synchronization signal.
  • the slave anchor generates local time sync data based on the clock sync signal and then applies the local time sync data to match the clock to the master anchor's clock.
  • the slave anchor When receiving a tag event from a tag, the slave anchor applies local time synchronization data to match the clock to the master anchor's clock, and then transmits the tag event received from the tag to the location engine 130 .
  • the slave anchor receives the clock synchronization signal from the master anchor at a preset time period, and when the time period is more than a preset threshold, it recognizes that an error has occurred and generates an error alarm to the location engine.
  • the multi-slave anchor includes a multi-slave anchor A (218) and a multi-slave anchor B (228).
  • Multi-slave anchors may receive synchronization signals from master anchors of different cells. That is, the multi-slave anchor receives signals from two or more master anchors and processes synchronization.
  • the multi-slave anchor transmits the difference between the synchronization signals received from the master anchors of different cells to the server. In other words, the multi-slave anchor calculates a temporal difference between clock synchronization signals received from the master anchors of different cells and transmits them to the location engine 130 .
  • a multi-slave anchor does not necessarily exist between a single cell and different single cells, and may not exist when seamless operation is required.
  • the multi-slave anchor calculates a temporal difference in reception time of each clock synchronization signal received from a plurality of master anchors on a cell-by-cell basis and transmits it.
  • the multi-slave anchor calculates a difference in reception time of each clock synchronization signal received from a plurality of master anchors by using a Time Difference Of Arrival (TDOA) algorithm.
  • TDOA Time Difference Of Arrival
  • a multi-slave anchor communicates with at least two or more master anchors, and registers a master anchor MAC address for the communicating master anchor.
  • the multi-slave anchor automatically determines the communication order with a plurality of communicating master anchors according to the communication order of the master anchor for each single cell.
  • the multi-slave anchor determines the communication order of the master anchor inversely according to the communication order with a master source anchor serving as a reference among a plurality of master anchors that communicate.
  • FIG. 2 is a flowchart for explaining the operations of a master anchor, a slave anchor, and a multi-slave anchor according to the present embodiment.
  • the master anchor A (210) transmits the clock synchronization signal to the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), the slave anchor A3 (216), and the multi-slave anchor A (218).
  • the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), the slave anchor A3 (216), and the multi-slave anchor A (218) transmit the clock synchronization signal from the master anchor A (210) to the location engine (130). It is not transmitted directly, but is synchronized with the clock of the master anchor A 210 based on its own clock synchronization information.
  • the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), the slave anchor A3 (216), and the multi-slave anchor A (218) are the master anchor A based on the clock synchronization information received from the master anchor A (210). 210 and the clock are synchronized.
  • the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), and the slave anchor A3 (216) each apply their own synchronized clocks.
  • the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), and the slave anchor A3 (216) do not need to send the time difference received from the master anchor A 210 to the location engine 130, so the location engine 130 ) can be reduced, and even if the network is cut off, synchronization can be performed stably locally.
  • the multi-slave anchor A 218 calculates a temporal difference between the clock synchronization signals received from the master anchor A 210 and the master anchor C 230 , respectively, and transmits it to the location engine 130 .
  • the multi-slave anchor A 218 calculates a reception time difference between the clock synchronization signals respectively received from the master anchor A 210 and the master anchor C 230 using a Time Difference Of Arrival (TDOA) algorithm.
  • TDOA Time Difference Of Arrival
  • the master anchor B 220 transmits a clock synchronization signal to the slave anchor B1 222 , the slave anchor B2 224 , the slave anchor B3 226 , and the multi-slave anchor B 228 .
  • the slave anchor B1 (222), the slave anchor B2 (224), the slave anchor B3 (226), and the multi-slave anchor B (228) receive the clock synchronization signal from the master anchor B 220 to the location engine 130. It is not transmitted directly, but is synchronized with the clock of the master anchor B 220 based on its own clock synchronization information.
  • the slave anchor B1 (222), the slave anchor B2 (224), the slave anchor B3 (226), the multi-slave anchor B (228) is the master anchor B based on the clock synchronization information received from the master anchor B (220). Synchronize the clock with 220.
  • Each of the slave anchors B1 (222), the slave anchors B2 (224), and the slave anchors B3 (226) applies self-synchronized clocks to themselves.
  • the slave anchor B1 (222), the slave anchor B2 (224), and the slave anchor B3 (226) do not need to send the time difference received from the master anchor B 220 to the location engine 130, so the location engine 130 ) can be reduced, and even if the network is cut off, synchronization can be performed stably locally.
  • the multi-slave anchor B 228 calculates a temporal difference between the clock synchronization signals received from the master anchor A 210 and the master anchor C 230 , respectively, and transmits it to the location engine 130 .
  • the multi-slave anchor B 228 calculates a reception time difference between the clock synchronization signals respectively received from the master anchor B 220 and the master anchor C 230 using a Time Difference Of Arrival (TDOA) algorithm.
  • TDOA Time Difference Of Arrival
  • the master anchor C (230) transmits the clock synchronization signal to the slave anchors C1 (232), the slave anchors C2 (234), the slave anchors C3 (236), and the slave anchors C4 (238).
  • Slave anchor C1 (232), slave anchor C2 (234), slave anchor C3 (236), slave anchor C4 (238) receives the clock synchronization signal from the master anchor C (230) to the location engine 130 directly. Without transmission, it synchronizes with the clock of the master anchor C 230 based on its own clock synchronization information.
  • the slave anchor C1 (232), the slave anchor C2 (234), the slave anchor C3 (236), and the slave anchor C4 (238) are based on the clock synchronization information received from the master anchor C (230), the master anchor B ( 220) and the clock.
  • Each of the slave anchors C1 (232), the slave anchors C2 (234), the slave anchors C3 (236), and the slave anchors C4 (238) applies self-synchronized clocks to themselves.
  • the slave anchor C1 232 , the slave anchor C2 234 , the slave anchor C3 236 , and the slave anchor C4 238 need to send the time difference received from the master anchor C 230 to the location engine 130 . Since there is no , the load on the location engine 130 can be reduced, and even if the network is cut off, synchronization can be stably performed locally.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a wireless synchronization method according to the present embodiment.
  • the multi-cell synchronization setting device 120 checks whether the anchor is set as the master anchor (S310). As a result of checking in step S310, if the anchor is set as the master anchor, the multi-cell synchronization setting apparatus 120 sets the master anchor to generate a clock synchronization signal (S312). The master anchor broadcasts the clock synchronization signal to the slave anchors existing in the vicinity (S314).
  • the multi-cell synchronization setting apparatus 120 checks whether the anchor is set as the multi-slave anchor (S320). As a result of checking in step S320, if the anchor is set as a multi-slave anchor, the multi-cell synchronization setting device 120 registers master anchor MAC addresses for a plurality of master anchors with which the multi-slave anchors communicate (S322) (S322). ). The multi-slave anchors wait for reception of clock synchronization signals from a plurality of master anchors (S324). The multi-slave anchor calculates the time difference of the clock synchronization signal from the plurality of master anchors and transmits it to the location engine 130 (S326).
  • the slave anchor waits for reception of a clock synchronization signal from the master anchor (S330).
  • the slave anchor receives a clock synchronization signal from the master anchor (S332).
  • the slave anchor calculates local time synchronization data based on the clock synchronization signal received from the master anchor (S334).
  • the slave anchor applies the local time synchronization data by itself to match the clock with the clock of the master anchor (S336).
  • the slave anchor receives the tag event from the tag (S342).
  • the slave anchor applies the local time synchronization data by itself to match the clock with the clock of the master anchor, and then transmits the tag event received from the tag to the location engine 130 (S344).
  • steps S310 to S344 are sequentially executed in FIG. 3 , it is not necessarily limited thereto. In other words, since it may be applicable to changing and executing the steps described in FIG. 3 or executing one or more steps in parallel, FIG. 3 is not limited to a chronological order.
  • the wireless synchronization method according to the present embodiment illustrated in FIG. 3 may be implemented as a program and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium in which the program for implementing the wireless synchronization method according to the present embodiment is recorded includes all types of recording devices in which data readable by the computer system is stored.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a wired synchronization concept according to the present embodiment.
  • the clock generator 110 generates a clock at a preset period and transmits it to the master anchor B 220 .
  • the master anchor B 220 periodically transmits a clock signal for synchronization to the master anchor C 230 .
  • the master anchor C 230 sets the offset value to 0 while resetting the timer while receiving the clock signal.
  • the multi-cell synchronization setting device 120 provides a synchronization function with one cable rather than a separate cable for wired synchronization by mounting a communication function and a starter function together on one CAT5E cable.
  • the multi-cell synchronization setting device 120 is used for communication using CAT5E international standard 1,2,3,6 preferred lines.
  • the multi-cell synchronization setting device 120 accurately synchronizes the anchors in pico units by providing synchronization signals to No. 4 and 5, which are spare signal lines in the CAT5E cable, and clock information to No. 7 and 8.
  • the master anchor and slave anchor are also equipped with a clock generator function to provide clock information and synchronization signals to other slave anchors to enable self-wired synchronization.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a signal line of a LAN cable according to the present embodiment.
  • Eight lines pass through the LAN cable (RJ45). For general communication among the lines in the LAN cable, 1, 2, 3, 6 out of 8 lines are used.
  • the clock generator 110 transmits a synchronization pulse to Nos. 4 and 5 among lines in the LAN cable, and transmits clock information to Nos. 7 and 8. In other words, the clock generator 110 transmits clock information and a synchronization pulse while communicating using all eight lines in the LAN cable RJ45.
  • the clock generator 110 performs communication and synchronization together using one LAN cable connected to a plurality of anchors.
  • the clock generator 110 allows a plurality of anchors to perform communication and synchronization together using only one communication line without a separate cable for synchronization.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a wired/wireless hybrid synchronization system according to the present embodiment.
  • the multi-cell synchronization setting device 120 provides hybrid synchronization in which wired and wireless synchronization functions are integrated.
  • wired and wireless synchronization In the case of wireless synchronization, Line of Sight (LOS) must be guaranteed.
  • LOS Line of Sight
  • radio capacity As much as the corresponding UWB channel for radio synchronization is used.
  • each of the plurality of single cells wirelessly synchronizes the clocks of the slave anchors locally, respectively, but the curves between cells or the section bent in the letter L are wired between the master anchors.
  • the master anchor A (210) transmits the clock synchronization signal to the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), the slave anchor A3 (216), and the multi-slave anchor A (218).
  • the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), the slave anchor A3 (216), and the multi-slave anchor A (218) transmit the clock synchronization signal from the master anchor A (210) to the location engine (130). It is not transmitted directly, but is synchronized with the clock of the master anchor A 210 based on its own clock synchronization information.
  • the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), the slave anchor A3 (216), and the multi-slave anchor A (218) are the master anchor A based on the clock synchronization information received from the master anchor A (210). 210 and the clock are synchronized.
  • the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), and the slave anchor A3 (216) each apply their own synchronized clocks.
  • the slave anchor A1 (212), the slave anchor A2 (214), and the slave anchor A3 (216) do not need to send the time difference received from the master anchor A 210 to the location engine 130, so the location engine 130 ) can be reduced, and even if the network is cut off, synchronization can be performed stably locally.
  • the multi-slave anchor A 218 calculates a temporal difference between the clock synchronization signals received from the master anchor A 210 and the master anchor C 230 , respectively, and transmits it to the location engine 130 .
  • the multi-slave anchor A 218 calculates a reception time difference between the clock synchronization signals respectively received from the master anchor A 210 and the master anchor C 230 using a Time Difference Of Arrival (TDOA) algorithm.
  • TDOA Time Difference Of Arrival
  • the master anchor B 220 transmits the clock synchronization signal to the slave anchor B1 222 , the slave anchor B2 224 , the slave anchor B3 226 , and the multi-slave anchor B 228 .
  • the slave anchor B1 (222), the slave anchor B2 (224), the slave anchor B3 (226), and the multi-slave anchor B (228) receive the clock synchronization signal from the master anchor B 220 to the location engine 130. It is not transmitted directly, but is synchronized with the clock of the master anchor B 220 based on its own clock synchronization information.
  • the slave anchor B1 (222), the slave anchor B2 (224), the slave anchor B3 (226), the multi-slave anchor B (228) is the master anchor B based on the clock synchronization information received from the master anchor B (220). Synchronize the clock with 220.
  • Each of the slave anchors B1 (222), the slave anchors B2 (224), and the slave anchors B3 (226) applies self-synchronized clocks to themselves.
  • the slave anchor B1 (222), the slave anchor B2 (224), and the slave anchor B3 (226) do not need to send the time difference received from the master anchor B 220 to the location engine 130, so the location engine 130 ) can be reduced, and even if the network is cut off, synchronization can be performed stably locally.
  • the multi-slave anchor B 228 calculates a temporal difference between the clock synchronization signals received from the master anchor A 210 and the master anchor C 230 , respectively, and transmits it to the location engine 130 .
  • the multi-slave anchor B 228 calculates a reception time difference between the clock synchronization signals respectively received from the master anchor B 220 and the master anchor C 230 using a Time Difference Of Arrival (TDOA) algorithm.
  • TDOA Time Difference Of Arrival
  • the master anchor C (230) transmits the clock synchronization signal to the slave anchors C1 (232), the slave anchors C2 (234), the slave anchors C3 (236), and the slave anchors C4 (238).
  • Slave anchor C1 (232), slave anchor C2 (234), slave anchor C3 (236), slave anchor C4 (238) receives the clock synchronization signal from the master anchor C (230) to the location engine 130 directly. Without transmission, it synchronizes with the clock of the master anchor C 230 based on its own clock synchronization information.
  • the slave anchor C1 (232), the slave anchor C2 (234), the slave anchor C3 (236), and the slave anchor C4 (238) are based on the clock synchronization information received from the master anchor C (230), the master anchor B ( 220) and the clock.
  • Each of the slave anchors C1 (232), the slave anchors C2 (234), the slave anchors C3 (236), and the slave anchors C4 (238) applies self-synchronized clocks to themselves.
  • the slave anchor C1 232 , the slave anchor C2 234 , the slave anchor C3 236 , and the slave anchor C4 238 need to send the time difference received from the master anchor C 230 to the location engine 130 . Since there is no , the load on the location engine 130 can be reduced, and even if the network is cut off, synchronization can be stably performed locally.
  • the clock generator 110 generates a clock synchronization signal at a preset period.
  • the master anchor B 220 is connected to the clock generator 110 by wire to receive a clock synchronization signal.
  • the master anchor B 220 synchronizes clock information based on the clock synchronization signal.
  • the master anchor B 220 wirelessly broadcasts a clock synchronization signal to the periphery on a cell-by-cell basis.
  • the slave anchor B1 (222), the slave anchor B2 (224), and the slave anchor B3 (226) receive the clock synchronization signal from the master anchor B (220).
  • the slave anchor B1 222 , the slave anchor B2 224 , and the slave anchor B3 226 locally synchronize the clock information with the master anchor B 220 based on the clock synchronization signal.
  • the multi-slave anchor B 228 calculates and transmits a first temporal difference value of the reception time of the clock synchronization signals respectively received from the master anchor B 220 and the master anchor C 230 .
  • the master anchor D (610) is connected to the master anchor A (210) by wire to receive the clock synchronization signal, then synchronizes clock information based on the clock synchronization signal, and wirelessly broadcasts the clock synchronization signal to the surroundings in cell units. do.
  • the master anchor E (620) is connected to the master anchor D (610) by wire to receive the clock synchronization signal, then synchronizes clock information based on the clock synchronization signal, and wirelessly broadcasts the clock synchronization signal to the surroundings in units of cells. do.
  • the slave anchor E1, the slave anchor E2, and the slave anchor E3 receive a clock synchronization signal from the master anchor E 620 .
  • the slave anchor E1, the slave anchor E2, and the slave anchor E3 locally synchronize the clock information with the master anchor E 620 based on the clock synchronization signal.
  • the multi-slave anchor E 622 calculates and transmits a second temporal difference value of the reception time of the clock synchronization signals respectively received from the master anchor E 620 and the master anchor F 630 .
  • the location engine 130 converts the first difference value and the second difference value into an offset value, and then synchronizes the deviation values between the master anchors of different cells based on the offset value.
  • the clock generator 110 transmits a communication signal using some (No. 1, 2, 3, 6) of the signal lines in the LAN cable connected to the master anchor B 220 .
  • the clock generator 110 transmits a synchronization pulse using some of the remaining spare signal lines (No. 4 and 5) except for the signal lines for transmitting communication signals among the signal lines in the LAN cable.
  • the clock generator 110 transmits clock information using spare signal lines other than a signal line for transmitting a communication signal and a signal line for transmitting a synchronization pulse among signal lines in a LAN cable.
  • the clock generator 110 transmits all communication signals, synchronization pulses, and clock information through a single LAN cable.
  • the master anchor B 220 and the master anchor D 610 are connected by wire to a section bent at a right angle or a curve between cells.
  • the master anchor D (610) and the master anchor E (620) are connected by wire to a section bent at a right angle or a curve between cells.
  • the master anchor D 610 is connected to the master anchor B 220 by wire to receive a clock synchronization signal, and at the same time resets a timer and initializes an offset value to synchronize clock information.
  • the master anchor D 610 is connected to the master anchor B 220 by wire to receive a clock synchronization signal, and then synchronizes clock information based on the clock synchronization signal.
  • the master anchor E 620 is connected to the master anchor D 610 by wire, receives the clock synchronization signal, and then synchronizes clock information based on the clock synchronization signal.
  • the master anchor E 620 wirelessly broadcasts a clock synchronization signal to the periphery on a cell-by-cell basis.
  • the multi-slave anchor E 622 calculates a temporal difference between the clock synchronization signals received from the master anchor E 620 and the master anchor F 630 , respectively, and transmits it to the location engine 130 .
  • the multi-slave anchor G 642 calculates a temporal difference between the clock synchronization signals received from the master anchor E 620 and the master anchor G 640 , respectively, and transmits it to the location engine 130 .

Landscapes

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Abstract

하이브리드 동기화 방법 및 장치를 개시한다. 본 실시예는 UWB(Ultra-Wideband) 기반 RTLS(Real-Time Locating System)를 위한 유무선 하이브리드 동기를 위해 단일 셀별로 구성된 마스터 앵커와 통신하는 복수의 슬레이브 앵커마다 로컬에서 마스터 동기 신호를 기준으로 자체적으로 클락 정보를 마스터 앵커와 동기화시키며, 복수의 마스터 앵커와 통신하는 멀티 슬레이브 앵커에서만 복수의 마스터 앵커로부터 수신한 동기 신호의 시간차를 로케이션 엔진으로 전송하도록 하여, 로케이션 엔진에서 마스터 앵커를 동기화하기 위한 오프셋값으로 생성하도록 하며, 일부 마스터 앵커 간에 유선 동기화를 수행하도록 하는 하이브리드 동기화 방법 및 장치를 제공한다.

Description

하이브리드 동기화 방법 및 장치
본 발명의 일 실시예는 하이브리드 동기화 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
RTLS(Real-Time Locating System)은 실시간 위치추적 시스템으로서 사람이나 사물의 위치를 특정 기술을 기반으로 실시간으로 확인하는 시스템을 의미한다. RTLS는 RFID(Radio Frequency Identification) 기술이나 무선랜 기술을 이용하여 적용되고 있으며, 사용되는 목적이나 방법에 따라 다양한 분야에 적용 가능하다.
RTLS를 적용하기 위해서는 각 사물에 RTLS 송신기(예컨대, RFID 태그)가 부착된다. RTLS 수신기(예컨대, RFID 리더)는 RTLS 송신기가 부착된 사물의 고유 식별자(ID)를 무선으로 인식한다. RTLS는 RTLS 수신기에서 수집한 이후 고유 식별자를 수집, 저장, 가공, 추적하여 사물에 대한 측위 서비스를 제공한다. 여기서, RTLS 수신기는 RTLS 송신기의 위치를 파악하기 위해, RTLS 송신기의 전파 수신에 따른 신호의 세기와 신호 도착시간 및 신호 수신 방향을 포함하는 위치 정보를 이용하여 RTLS 송신기의 위치를 인식한다.
RTLS 송신기의 위치를 파악하기 위해, RTLS 수신기는 정밀한 표준 시간으로 동기화되도록 요구받지만, 현재까지는 나노 단위 오차 범위를 갖는 문제가 있다.
본 실시예는 UWB(Ultra-Wideband) 기반 RTLS(Real-Time Locating System)를 위한 유무선 하이브리드 동기를 위해 단일 셀별로 구성된 마스터 앵커와 통신하는 복수의 슬레이브 앵커마다 로컬에서 마스터 동기 신호를 기준으로 자체적으로 클락 정보를 마스터 앵커와 동기화시키며, 복수의 마스터 앵커와 통신하는 멀티 슬레이브 앵커에서만 복수의 마스터 앵커로부터 수신한 동기 신호의 시간차를 로케이션 엔진으로 전송하도록 하여, 로케이션 엔진에서 마스터 앵커를 동기화하기 위한 오프셋값으로 생성하도록 하며, 일부 마스터 앵커 간에 유선 동기화를 수행하도록 하는 하이브리드 동기화 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 기 설정된 주기로 클락 동기 신호를 발생하는 클락 생성기(Clock Generator); 상기 클락 발생기와 유선으로 연결되어 상기 클락 동기 신호를 입력받으며, 상기 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 상기 클락 동기 신호(Clock Sync Signal)를 무선으로 브로드캐스팅하는 제1 마스터 앵커(Master Anchor); 상기 제1 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 상기 마스터 앵커와 동기화시키는 제2 슬레이브 앵커(Slave Anchor); 상기 제1 마스터 앵커와 제N 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제1 차이값을 계산하여 전송하는 제2 멀티 슬레이브 앵커(Multi Slave Anchor); 상기 제1 마스터 앵커와 유선으로 연결되어 상기 클락 동기 신호를 수신한 후 상기 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 상기 클락 동기 신호를 무선으로 브로드캐스팅하는 제2 마스터 앵커(Master Anchor); 상기 제2 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 상기 마스터 앵커와 동기화시키는 제2 슬레이브 앵커(Slave Anchor); 상기 제2 마스터 앵커와 제M 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제2 차이값을 계산하여 전송하는 제2 멀티 슬레이브 앵커(Multi Slave Anchor); 상기 제1 차이값과 상기 제2 차이값을 오프셋값으로 변환한 후 상기 오프겟 값을 기반으로 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 편차값을 동기화시키는 로케이션 엔진(Location Engine);을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 클락 생성기(Clock Generator)에서 기 설정된 주기로 클락 동기 신호를 발생하는 과정; 제1 마스터 앵커(Master Anchor)에서 유선으로 연결된 상기 클락 발생기로부터 상기 클락 동기 신호를 입력받으며, 상기 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 상기 클락 동기 신호(Clock Sync Signal)를 무선으로 브로드캐스팅하는 과정; 제2 슬레이브 앵커(Slave Anchor)에서 상기 제1 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 상기 마스터 앵커와 동기화시키는 과정; 제2 멀티 슬레이브 앵커(Multi Slave Anchor)에서 상기 제1 마스터 앵커와 제N 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제1 차이값을 계산하여 전송하는 과정; 제2 마스터 앵커(Master Anchor)에서 유선으로 연결된 상기 제1 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신한 후 상기 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 상기 클락 동기 신호를 무선으로 브로드캐스팅하는 과정; 제2 슬레이브 앵커(Slave Anchor)에서 상기 제2 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 상기 마스터 앵커와 동기화시키는 과정; 제2 멀티 슬레이브 앵커(Multi Slave Anchor)에서 상기 제2 마스터 앵커와 제M 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제2 차이값을 계산하여 전송하는 과정; 로케이션 엔진(Location Engine)에서 상기 제1 차이값과 상기 제2 차이값을 오프셋값으로 변환한 후 상기 오프겟 값을 기반으로 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 편차값을 동기화시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, UWB(Ultra-Wideband) 기반 RTLS(Real-Time Locating System)를 위한 유무선 하이브리드 동기를 위해 단일 셀별로 구성된 마스터 앵커와 통신하는 복수의 슬레이브 앵커마다 로컬에서 마스터 동기 신호를 기준으로 자체적으로 클락 정보를 마스터 앵커와 동기화시키며, 서버의 부하를 줄일 수 있으며, 네트워크가 끊기더라도 안정적으로 로컬에서 동기를 수행할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 복수의 마스터 앵커와 통신하는 멀티 슬레이브 앵커에서만 복수의 마스터 앵커로부터 수신한 동기 신호의 시간차를 로케이션 엔진으로 전송하도록 하여, 로케이션 엔진에서 마스터 앵커를 동기화하기 위한 오프셋값으로 생성하도록 하며, 일부 마스터 앵커 간에 유선 동기화를 수행하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 무선 동기 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 마스터 앵커, 슬레이브 앵커, 멀티 슬레이브 앵커의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 무선 동기 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 유선 동기 개념을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 랜 케이블의 신호선을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 유무선 하이브리드 동기화 시스템을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요구성에 대한 부호의 설명>
110: 클락 생성기
120: 멀티셀 동기화 설정장치
130: 로케이션 엔진
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 무선 동기 시스템을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 무선 동기 시스템은 클락 발생기(Clock Generator)(110), 멀티셀 동기화 설정장치(120), 로케이션 엔진(130), 마스터 앵커, 슬레이브 앵커, 멀티 슬레이브 앵커를 포함한다. 무선 동기 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
마스터 앵커, 슬레이브 앵커, 멀티 슬레이브 앵커는 수신기로서 유무선으로 정밀하게 클락을 동기화한다. 마스터 앵커, 슬레이브 앵커, 멀티 슬레이브 앵커는 클락 발생기(110)로부터 수신한 클락 정보와 동기 신호를 이용하여 피코(pico) 단위로 정밀하게 동기화를 수행한다.
단일 셀인 경우, 셀 단위로 n개의 마스터 앵커를 필요로 한다. 셀 단위로 마스터 앵커는 멀티 슬레이브 앵커와 함께 구성된다.
클락 발생기(110)는 무선 UWB(Ultra-Wideband) 대역의 클락 정보와 동기 신호를 생성한다. 클락 발생기(110)는 랜 케이블로 연결된 마스터 앵커로 클락(Clock) 정보 및 동기(Sync) 신호를 전송한다.
로케이션 엔진(130)은 발생하는 딜레이를 정확하게 계산하여 오프셋에 반영하여 할 수 있도록 하는 무선 동기화 방식을 갖는다. 로케이션 엔진(130)에서 멀티 슬레이브 앵커의 시간차를 수집하여 오프셋값을 생성하여 전체 마스터 앵커를 동기화시킨다.
로케이션 엔진(130)은 멀티 슬레이브 앵커로부터 서로 다른 셀의 마스터 앵커로부터 수신된 차이값을 오프셋값 형태로 변환한 후 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 편차값을 동일한 값으로 동기화시킨다. 로케이션 엔진(130)은 오프셋값을 이용하여 서로 다른 셀의 마스터 앵커 중 기준 마스터 앵커를 기준으로 나머지 다른 마스터 앵커의 클락을 동기화시킨다. 즉, 로케이션 엔진(130)은 멀티 슬레이브 앵커로부터 수신된 차이값을 기반으로 서로 다른 셀의 마스터 앵커의 편차를 동일하게 동기화시킨다.
로케이션 엔진(130)은 복수의 멀티 슬레이브 앵커로부터 수신된 차이값을 중 기준 마스터 앵커를 기준으로 나머지 다른 마스터 앵커의 클락을 동기화시킨다.
로케이션 엔진(130)은 멀티 슬레이브 앵커로부터 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 차이값을 수신하여 오프셋값으로 생성할 때, 이후 수신되는 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 차이값을 누적 반영하여 오프셋값을 생성한다. 다시 말해, 로케이션 엔진(130)은 기준 마스터 앵커를 기준으로 인접하지 않은 서로 다른 셀의 마스터 앵커의 편차값을 동일한 값으로 동기화시킨다. 로케이션 엔진(130)은 오프셋값을 누적하여 생성하므로 모든 마스터 앵커가 동일한 클락을 갖게 된다.
로케이션 엔진(130)은 타임 동기 트리 맵(Time Sync Tree Map)을 작성한다. 로케이션 엔진(130)은 타임 동기 트리 맵 상에서 앵커 목록 옆에 별도 탭을 구성하여 마스터만 트리 형태로 표현할 수 있다.
예컨대, 로케이션 엔진(130)은 타임 동기 트리 맵에서 마스터 앵커 B → 마스터 앵커 C → 마스터 앵커 A 순서로 설정될 수 있으며, 최종말단에서는 각각의 차이를 합하여 최종 피코(pico) 단위로 계산한다.
로케이션 엔진(130)은 마스터 앵커 A, 마스터 앵커 B의 셀 시간차를 관리하여 태그의 수신 시간을 시간차를 연산하여 단일 시간대로 계산한다. 로케이션 엔진(130)은 멀티 셀(멀티 마스터)의 경우 하나의 동일 시간대로 태그의 위치 측위를 위한 표준 시간 정보로 적용한다.
로케이션 엔진(130)은 2단계 이상의 멀티 셀의 경우에는 상위 연결된 마스터 앵커로부터의 시간차를 전부 합산하여 시간차를 관리하여 표준시간으로 계산한다. 예컨대, 로케이션 엔진(130)은 마스터 앵커 A와 마스터 앵커 C와의 차이값과 마스터 앵커 C와 마스터 앵커 B의 차이값을 가산한 값을 B 영역의 표준시간으로 계산한다.
로케이션 엔진(130)은 차이값을 오프셋값으로 변환한 후 오프셋 값을 기반으로 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 편차값을 동기화시킨다. 로케이션 엔진(130)은 오프셋값을 이용하여 서로 다른 셀의 마스터 앵커 중 기준이 되는 마스터 소스 앵커(Master Source Anchor)를 기준으로 나머지 다른 마스터 앵커의 클락을 동기화시킨다.
로케이션 엔진(130)은 멀티 슬레이브 앵커로부터 수신된 차이값을 기반으로 오프셋값으로 생성한 후 다른 셀의 멀티 슬레이브 앵커로부터 새롭게 수신되는 차이값을 누적 반영하여 오프셋값을 갱신한다. 로케이션 엔진(130)은 누적된 오프셋값을 기반으로 인접하지 않은 서로 다른 셀의 마스터 앵커의 편차값을 동일한 값으로 동기화시킨다. 로케이션 엔진(130)은 마스터 앵커, 슬레이브 앵커, 멀티 슬레이브 앵커를 포함하는 타임 동기 트리 맵(Time Sync Tree Map)을 생성하고, 타임 동기 트리 맵 상에서 앵커 목록 옆에 별도 탭을 구성하여 마스터 앵커만 트리 형태로 표현한다.
멀티셀 동기화 설정장치(120)는 셀 단위로 복수의 슬레이브 앵커 중 어느 하나를 멀티 슬레이브 앵커로 환경설정(configuration)한다.
멀티셀 동기화 설정장치(120)는 멀티 슬레이브 앵커와 통신하는 적어도 2개 이상으로 마스터 앵커를 설정한다. 멀티셀 동기화 설정장치(120)는 멀티 슬레이브 앵커와 통신하는 적어도 2개 이상으로 마스터 앵커 중 기준이 되는 마스터 소스 앵커(Master Source Anchor)를 결정한다.
멀티셀 동기화 설정장치(120)는 단일 셀별로 마스터 앵커의 통신 순서를 결정한다. 이후 멀티셀 동기화 설정장치(120)는 멀티 슬레이브 앵커가 통신하는 마스터 앵커를 적어도 두 개 이상을 설정하는 순간 마스터 앵커의 통신 순서에 따라 자동으로 설정할 수 있다. 멀티셀 동기화 설정장치(120)는 멀티 슬레이브 앵커와 통신하는 마스터 앵커를 적어도 두 개 이상 설정하고, 기준이 되는 마스터 소스 앵커(Master Source Anchor)를 결정하면, 마스터 소스 앵커의 순서에 따라 역으로 마스터 앵커의 통신 순서를 계산한 후 사용자에게 확인시킨다.
단일 셀별로 마스터 앵커와 슬레이브 앵커를 구성한다.
마스터 앵커는 마스터 앵커 A(210), 마스터 앵커 B(220), 마스터 앵커 C(230)를 포함한다. 마스터 앵커는 셀 단위로 주변으로 클락 동기 신호(Clock Sync Signal)를 무선으로 브로드캐스팅한다.
마스터 앵커는 단일 셀 내의 존재하는 복수의 슬레이브 앵커로 클락 정보와 동기 신호를 전송한다. 단일 셀 내에 복수의 마스터 앵커는 통신하는 멀티 슬레이브 앵커를 설정한다.
슬레이브 앵커는 타임 스템프를 마스터 앵커의 클락을 기준으로 동기화하여 출력된다.
슬레이브 앵커는 슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216), 슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226), 슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)를 포함한다.
특정 슬레이브 앵커가 동기화 오류가 발생하는 경우, 해당 마스터 앵커 및 서버로 전송할 수 있다. 슬레이브 앵커는 기 설정된 시간 주기(예컨대, 200ms)로 마스터 앵커로부터 동기 신호를 시계열적으로 수신하는데, 수신된 신호에 기 설정된 임계치 이상으로 편차가 발생하는 경우, 오류가 발생한 것으로 인지하여 마스터 앵커 및 서버로 오류 알림을 발생시킬 수 있다.
전체 UWB 앵커를 1 nano second 이하의 정확도로 동기를 맞추기 위한 멀티셀(Multicell)을 무선으로 동기화한다. 단일 셀의 경우 2페이지의 방식으로 사용하여 동기화한다.
슬레이브 앵커는 단일 셀별로 마스터 앵커로부터 클락 정보를 수신한 시간을 이용하여 하드웨어에서 그 시간차를 계산하여 송신기(태그)에서 수신되는 TDOA 연산을 위한 도달 시간을 마스터 앵커를 기준으로 로케이션 엔진(130)으로 전송한다.
멀티셀인 경우, 멀티 슬레이브 앵커는 적어도 두 개 이상의 마스터 앵커로부터 클락 정보를 수신하고, 두 개의 마스터 앵커로부터 수신하는 클락 정보의 시간차를 로케이션 엔진(130)으로 전송한다.
슬레이브 앵커는 마스터 앵커로부터 클락 동기 신호를 수신하며, 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 마스터 앵커와 동기화시킨다. 슬레이브 앵커는 클락 동기 신호를 기반으로 로컬 타임동기 데이터(Local Timesync Data)를 생성한 후 로컬 타임동기 데이터를 자체적으로 적용하여 클락을 마스터 앵커의 클락으로 일치시킨다.
슬레이브 앵커는 태그로부터 태그 이벤트를 수신하는 경우, 로컬 타임동기 데이터를 자체적으로 적용하여 클락을 마스터 앵커의 클락으로 일치시킨 후 태그로부터 수신된 태그 이벤트를 로케이션 엔진(130)으로 전송한다. 슬레이브 앵커는 기 설정된 시간 주기로 마스터 앵커로부터 클락 동기 신호를 수신하며, 시간 주기가 기 설정된 임계치 이상으로 편차가 발생하는 경우, 오류가 발생한 것으로 인지하여 로케이션 엔진으로 오류 알람을 발생한다.
멀티 슬레이브 앵커는 멀티 슬레이브 앵커 A(218), 멀티 슬레이브 앵커 B(228)를 포함한다. 멀티 슬레이브 앵커는 서로 다른 셀의 마스터 앵커로부터 동기 신호를 수신할 수 있다. 즉, 멀티 슬레이브 앵커는 두 개 이상의 마스터 앵커로부터 신호를 받아서 동기화를 처리한다.
멀티 슬레이브 앵커는 서로 다른 셀의 마스터 앵커로부터 수신된 동기 신호의 차이를 서버로 전송한다. 다시 말해, 멀티 슬레이브 앵커는 서로 다른 셀의 마스터 앵커로부터 수신된 클락 동기 신호의 시간적인 차이를 계산하여 로케이션 엔진(130)으로 전송한다. 단일 셀과 서로 다른 단일 셀 사이에 멀티 슬레이브 앵커가 반드시 존재하는 것은 아니며, 심리스(Seamless)한 운영을 필요로 하는 경우 미존재할 수 있다.
멀티 슬레이브 앵커는 셀 단위로 별로 복수의 마스터 앵커로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 차이값을 계산하여 전송한다. 멀티 슬레이브 앵커는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 알고리즘을 이용하여 복수의 마스터 앵커로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 차이값을 계산한다.
멀티 슬레이브 앵커는 적어도 두 개 이상의 마스터 앵커와 통신하며, 통신하는 마스터 앵커에 대한 마스터 앵커 맥 어드레스(Master Mac Address)를 등록한다. 멀티 슬레이브 앵커는 통신하는 복수의 마스터 앵커와의 통신 순서를 단일 셀별로 마스터 앵커의 통신 순서 따라 자동으로 결정한다. 멀티 슬레이브 앵커는 통신하는 복수의 마스터 앵커 중 기준이 되는 마스터 소스 앵커(Master Source Anchor)와의 통신 순서에 따라 역으로 마스터 앵커의 통신 순서를 결정한다.
도 2는 본 실시예에 따른 마스터 앵커, 슬레이브 앵커, 멀티 슬레이브 앵커의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
마스터 앵커 A(210)는 클락 동기 신호를 슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216), 멀티 슬레이브 앵커 A(218)로 전송한다.
슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216), 멀티 슬레이브 앵커 A(218)는 마스터 앵커 A(210)로부터 클락 동기 신호를 수신한 시간을 로케이션 엔진(130)으로 직접 전송하지 않고, 자체적으로 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 A(210)의 클락과 동기화한다. 다시 말해서, 슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216), 멀티 슬레이브 앵커 A(218)는 마스터 앵커 A(210)로부터 수신된 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 A(210)와 클락을 동기화한다.
슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216) 각각은 각각 자체적으로 동기화된 클락을 자체 적용한다. 다시 말해, 슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216)는 마스터 앵커 A(210)로부터 수신한 시간차를 로케이션 엔진(130)으로 보낼 필요가 없으므로, 로케이션 엔진(130)의 부하를 줄일 수 있으며, 네트워크가 끊기더라도 안정적으로 로컬에서 동기를 수행할 수 있다.
멀티 슬레이브 앵커 A(218)는 마스터 앵커 A(210) 및 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 차이값을 계산하여 로케이션 엔진(130)으로 전송한다.
멀티 슬레이브 앵커 A(218)는 마스터 앵커 A(210) 및 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 TDOA(Time Difference Of Arrival) 알고리즘을 이용하여 수신 시간차를 계산한다.
마스터 앵커 B(220)는 클락 동기 신호를 슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226), 멀티 슬레이브 앵커 B(228)로 전송한다.
슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226), 멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 B(220)로부터 클락 동기 신호를 수신한 시간을 로케이션 엔진(130)으로 직접 전송하지 않고, 자체적으로 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 B(220)의 클락과 동기화한다. 다시 말해서, 슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226), 멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 B(220)로부터 수신된 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 B(220)와 클락을 동기화한다.
슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226) 각각은 각각 자체적으로 동기화된 클락을 자체 적용한다. 다시 말해, 슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226)는 마스터 앵커 B(220)로부터 수신한 시간차를 로케이션 엔진(130)으로 보낼 필요가 없으므로, 로케이션 엔진(130)의 부하를 줄일 수 있으며, 네트워크가 끊기더라도 안정적으로 로컬에서 동기를 수행할 수 있다.
멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 A(210) 및 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 차이값을 계산하여 로케이션 엔진(130)으로 전송한다.
멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 B(220) 및 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 TDOA(Time Difference Of Arrival) 알고리즘을 이용하여 수신 시간차를 계산한다.
마스터 앵커 C(230)는 클락 동기 신호를 슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)로 전송한다.
슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)는 마스터 앵커 C(230)로부터 클락 동기 신호를 수신한 시간을 로케이션 엔진(130)으로 직접 전송하지 않고, 자체적으로 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 C(230)의 클락과 동기화한다. 다시 말해서, 슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)는 마스터 앵커 C(230)로부터 수신된 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 B(220)와 클락을 동기화한다.
슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238) 각각은 각각 자체적으로 동기화된 클락을 자체 적용한다. 다시 말해, 슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)는 마스터 앵커 C(230)로부터 수신한 시간차를 로케이션 엔진(130)으로 보낼 필요가 없으므로, 로케이션 엔진(130)의 부하를 줄일 수 있으며, 네트워크가 끊기더라도 안정적으로 로컬에서 동기를 수행할 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 무선 동기 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
멀티셀 동기화 설정장치(120)는 앵커가 마스터 앵커로 설정되었는 지의 여부를 확인한다(S310). 단계 S310의 확인결과, 앵커가 마스터 앵커로 설정된 경우, 멀티셀 동기화 설정장치(120)는 마스터 앵커에서 클락 동기 신호를 생성하도록 설정한다(S312). 마스터 앵커는 클락 동기 신호를 주변에 존재하는 슬레이브 앵커로 브로드캐스팅한다(S314).
단계 S310의 확인결과, 앵커가 마스터 앵커로 미설정된 경우, 멀티셀 동기화 설정장치(120)는 앵커가 멀티 슬레이브 앵커로 설정되었는 지의 여부를 확인한다(S320). 단계 S320의 확인결과, 앵커가 멀티 슬레이브 앵커로 설정된 경우, 멀티셀 동기화 설정장치(120)는 멀티 슬레이브 앵커가 통신하는 복수의 마스터 앵커에 대한 마스터 앵커 맥 어드레스(Master Mac Address)를 등록한다(S322). 멀티 슬레이브 앵커는 복수의 마스터 앵커로부터 클락 동기 신호의 수신을 대기한다(S324). 멀티 슬레이브 앵커는 복수의 마스터 앵커로부터 클락 동기 신호의 시간차를 계산하여 로케이션 엔진(130)으로 전송한다(S326).
단계 S320의 확인결과, 앵커가 멀티 슬레이브 앵커로 미설정된 경우, 슬레이브 앵커는 마스터 앵커로부터 클락 동기 신호의 수신의 대기한다(S330). 슬레이브 앵커는 마스터 앵커로부터 클락 동기 신호를 수신한다(S332). 슬레이브 앵커는 마스터 앵커로부터 수신된 클락 동기 신호를 기반으로 로컬 타임동기 데이터(Local Timesync Data)를 계산한다(S334). 슬레이브 앵커는 로컬 타임동기 데이터를 자체적으로 적용하여 클락을 마스터 앵커의 클락으로 일치시킨다(S336).
슬레이브 앵커는 태그로부터 태그 이벤트를 수신한다(S342). 슬레이브 앵커는 로컬 타임동기 데이터를 자체적으로 적용하여 클락을 마스터 앵커의 클락으로 일치시킨 후 태그로부터 수신된 태그 이벤트를 로케이션 엔진(130)으로 전송한다(S344).
도 3에서는 단계 S310 내지 단계 S344를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 도 3에 기재된 본 실시예에 따른 무선 동기 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 무선 동기 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
도 4는 본 실시예에 따른 유선 동기 개념을 나타낸 도면이다.
마스터 앵커 간에 유선으로 동기화하는 경우, 하드웨적으로 동일한 클락을 갖게 된다. 마스터 앵커는 셀 간에 곡선이나 ㄱ 자로 꺾여 있는 경우, 해당 구역만을 유선으로 연결하면 동일한 클락을 갖도록 한다. 마스터 앵커 간에 유선으로 연결하는 경우 별도의 동기화를 수행하지 않더라도, 동일한 하드웨어로 동일한 오프셋값을 갖게된다.
클락 발생기(110)에서 기 설정된 주기로 클락을 생성하여 마스터 앵커 B(220)로 전송한다. 마스터 앵커 B(220)는 마스터 앵커 C(230)로 동기화를 위한 클락 신호를 주기적으로 전송한다. 마스터 앵커 C(230)는 클락 신호를 수신하는 동시에 타이머를 리셋하면서 오프셋값을 0으로 설정한다.
멀티셀 동기화 설정장치(120)는 하나의 CAT5E 케이블에 통신기능과 시동기 기능을 함께 탑재하여 유선동기를 위한 별도의 케이블이 아닌 하나의 케이블로 동기기능 제공한다.
멀티셀 동기화 설정장치(120)는 CAT5E 국제 표준기준 1,2,3,6 선호선을 이용하여 통신으로 이용한다. 멀티셀 동기화 설정장치(120)는 CAT5E 케이블 내 예비 신호선인 4,5번은 동기 신호, 7,8번은 클락 정보를 제공하여 앵커를 피코 단위 정확하게 동기화시킨다. 마스터 앵커 및 슬레이브 앵커에도 클락 생성기 기능을 탑재하여 다른 슬레이브 앵커에 클락 정보와 동기 신호를 제공하여 자체 유선 동기화가 가능하도록 한다.
도 5는 본 실시예에 따른 랜 케이블의 신호선을 나타낸 도면이다.
랜 케이블(RJ45) 내에 8개의 선이 지나간다. 랜 케이블 내의 선 중에 일반적인 통신을 위해서 8개의 선 중 1,2,3,6번을 사용한다. 클락 발생기(110)는 랜 케이블 내의 선 중 4,5번으로 동기화 펄스를 전송하고, 7,8번으로 클락 정보를 전송한다. 다시 말해, 클락 발생기(110)는 랜 케이블(RJ45) 내에 8개의 선 모두를 이용하여 통신하는 동시에 클락 정보와 동기화 펄스를 전송한다.
클락 발생기(110)는 복수의 앵커와 연결된 하나의 랜 케이블을 이용하여 통신 및 동기를 함께 수행한다. 클락 발생기(110)는 복수의 앵커가 동기를 위한 별도의 케이블 없이 통신선 하나만을 이용하여 통신 및 동기가 함께 수행되도록 한다.
도 6은 본 실시예에 따른 유무선 하이브리드 동기화 시스템을 나타낸 도면이다.
멀티셀 동기화 설정장치(120)는 유선과 무선 동기 기능을 통합한 하이브리드 동기화를 제공한다. 무선 동기의 경우 LOS(Line of Sight)가 보장되어야 한다. 무선 동기를 위한 해당 UWB 채널을 사용하는 만큼 무선 용량(Radio Capacity)에 제약이 있다. 유선으로 동기 시 로케이션 엔진(130)에서 시간차를 계산할 필요가 없어 정밀도가 높고 엔진의 연산부하가 줄어들게 된다.
단일 셀의 구성에 따라 복수의 단일 셀 들은 각각 로컬에서 슬레이브 앵커가 자체적으로 클락을 무선 동기화하지만, 셀 간의 곡선이나 ㄱ 자로 꺾여 있는 구간은 마스터 앵커 간에 유선으로 연결된다.
마스터 앵커 A(210)는 클락 동기 신호를 슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216), 멀티 슬레이브 앵커 A(218)로 전송한다.
슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216), 멀티 슬레이브 앵커 A(218)는 마스터 앵커 A(210)로부터 클락 동기 신호를 수신한 시간을 로케이션 엔진(130)으로 직접 전송하지 않고, 자체적으로 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 A(210)의 클락과 동기화한다. 다시 말해서, 슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216), 멀티 슬레이브 앵커 A(218)는 마스터 앵커 A(210)로부터 수신된 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 A(210)와 클락을 동기화한다.
슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216) 각각은 각각 자체적으로 동기화된 클락을 자체 적용한다. 다시 말해, 슬레이브 앵커 A1(212), 슬레이브 앵커 A2(214), 슬레이브 앵커 A3(216)는 마스터 앵커 A(210)로부터 수신한 시간차를 로케이션 엔진(130)으로 보낼 필요가 없으므로, 로케이션 엔진(130)의 부하를 줄일 수 있으며, 네트워크가 끊기더라도 안정적으로 로컬에서 동기를 수행할 수 있다.
멀티 슬레이브 앵커 A(218)는 마스터 앵커 A(210) 및 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 차이값을 계산하여 로케이션 엔진(130)으로 전송한다.
멀티 슬레이브 앵커 A(218)는 마스터 앵커 A(210) 및 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 TDOA(Time Difference Of Arrival) 알고리즘을 이용하여 수신 시간차를 계산한다.
마스터 앵커 B(220)는 클락 동기 신호를 슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226), 멀티 슬레이브 앵커 B(228)로 전송한다.
슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226), 멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 B(220)로부터 클락 동기 신호를 수신한 시간을 로케이션 엔진(130)으로 직접 전송하지 않고, 자체적으로 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 B(220)의 클락과 동기화한다. 다시 말해서, 슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226), 멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 B(220)로부터 수신된 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 B(220)와 클락을 동기화한다.
슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226) 각각은 각각 자체적으로 동기화된 클락을 자체 적용한다. 다시 말해, 슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226)는 마스터 앵커 B(220)로부터 수신한 시간차를 로케이션 엔진(130)으로 보낼 필요가 없으므로, 로케이션 엔진(130)의 부하를 줄일 수 있으며, 네트워크가 끊기더라도 안정적으로 로컬에서 동기를 수행할 수 있다.
멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 A(210) 및 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 차이값을 계산하여 로케이션 엔진(130)으로 전송한다.
멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 B(220) 및 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 TDOA(Time Difference Of Arrival) 알고리즘을 이용하여 수신 시간차를 계산한다.
마스터 앵커 C(230)는 클락 동기 신호를 슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)로 전송한다.
슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)는 마스터 앵커 C(230)로부터 클락 동기 신호를 수신한 시간을 로케이션 엔진(130)으로 직접 전송하지 않고, 자체적으로 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 C(230)의 클락과 동기화한다. 다시 말해서, 슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)는 마스터 앵커 C(230)로부터 수신된 클락 동기 정보를 기반으로 마스터 앵커 B(220)와 클락을 동기화한다.
슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238) 각각은 각각 자체적으로 동기화된 클락을 자체 적용한다. 다시 말해, 슬레이브 앵커 C1(232), 슬레이브 앵커 C2(234), 슬레이브 앵커 C3(236), 슬레이브 앵커 C4(238)는 마스터 앵커 C(230)로부터 수신한 시간차를 로케이션 엔진(130)으로 보낼 필요가 없으므로, 로케이션 엔진(130)의 부하를 줄일 수 있으며, 네트워크가 끊기더라도 안정적으로 로컬에서 동기를 수행할 수 있다.
클락 발생기(110)는 기 설정된 주기로 클락 동기 신호를 발생한다.
마스터 앵커 B(220)는 클락 발생기(110)와 유선으로 연결되어 클락 동기 신호를 입력받는다. 마스터 앵커 B(220)는 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화한다. 마스터 앵커 B(220)는 셀 단위로 주변으로 클락 동기 신호(Clock Sync Signal)를 무선으로 브로드캐스팅한다.
슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226)는 마스터 앵커 B(220)로부터 클락 동기 신호를 수신한다. 슬레이브 앵커 B1(222), 슬레이브 앵커 B2(224), 슬레이브 앵커 B3(226)는 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 마스터 앵커 B(220)와 동기화시킨다.
멀티 슬레이브 앵커 B(228)는 마스터 앵커 B(220)와 마스터 앵커 C(230)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제1 차이값을 계산하여 전송한다.
마스터 앵커 D(610)는 마스터 앵커 A(210)와 유선으로 연결되어 클락 동기 신호를 수신한 후 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 클락 동기 신호를 무선으로 브로드캐스팅한다.
마스터 앵커 E(620)는 마스터 앵커 D(610)와 유선으로 연결되어 클락 동기 신호를 수신한 후 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 클락 동기 신호를 무선으로 브로드캐스팅한다.
슬레이브 앵커 E1, 슬레이브 앵커 E2, 슬레이브 앵커 E3는 마스터 앵커 E(620)로부터 클락 동기 신호를 수신한다. 슬레이브 앵커 E1, 슬레이브 앵커 E2, 슬레이브 앵커 E3는 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 마스터 앵커 E(620)와 동기화시킨다.
멀티 슬레이브 앵커 E(622)는 마스터 앵커 E(620)와 마스터 앵커 F(630)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제2 차이값을 계산하여 전송한다.
로케이션 엔진(130)은 제1 차이값과 제2 차이값을 오프셋값으로 변환한 후 오프셋 값을 기반으로 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 편차값을 동기화시킨다.
클락 발생기(110)는 마스터 앵커 B(220)와 연결된 랜 케이블 내의 신호선 중에 일부(1,2,3,6번을)를 사용하여 통신 신호를 전송한다. 클락 발생기(110)는 랜 케이블 내의 신호선 중에 통신 신호를 전송하는 신호선을 제외한 나머지 스페어(Spare) 신호선 중 일부(4,5번)를 이용하여 동기화 펄스를 전송한다. 클락 발생기(110)는 랜 케이블 내의 신호선 중에 통신 신호를 전송하는 신호선과 동기화 펄스를 전송하는 신호선을 제외한 나머지 스페어(Spare) 신호선을 이용하여 클락 정보를 전송한다. 클락 발생기(110)는 통신 신호, 동기화 펄스, 클락 정보를 하나의 랜 케이블로 모두 전송한다.
마스터 앵커 B(220)와 마스터 앵커 D(610)는 셀 간의 곡선이나 직각으로 꺾여있는 구간을 유선으로 연결된다. 마스터 앵커 D(610)와 마스터 앵커 E(620)는 셀 간의 곡선이나 직각으로 꺾여있는 구간을 유선으로 연결된다. 마스터 앵커 D(610)는 마스터 앵커 B(220)와 유선으로 연결되어 클락 동기 신호를 수신하는 동시에 타이머를 리셋하고 오프셋값을 초기화하면서 클락 정보를 동기화한다.
마스터 앵커 D(610)는 마스터 앵커 B(220)와 유선으로 연결되어 클락 동기 신호를 수신한 후 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화한다. 마스터 앵커 E(620)는 마스터 앵커 D(610)와 유선으로 연결되어 클락 동기 신호를 수신한 후 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화한다. 마스터 앵커 E(620)는 셀 단위로 주변으로 클락 동기 신호를 무선으로 브로드캐스팅한다.
멀티 슬레이브 앵커 E(622)는 마스터 앵커 E(620) 및 마스터 앵커 F(630)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 차이값을 계산하여 로케이션 엔진(130)으로 전송한다. 멀티 슬레이브 앵커 G(642)는 마스터 앵커 E(620) 및 마스터 앵커 G(640)로부터 각각 수신된 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 차이값을 계산하여 로케이션 엔진(130)으로 전송한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 기 설정된 주기로 클락 동기 신호를 발생하는 클락 생성기(Clock Generator);
    상기 클락 발생기와 유선으로 연결되어 상기 클락 동기 신호를 입력받으며, 상기 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 상기 클락 동기 신호(Clock Sync Signal)를 무선으로 브로드캐스팅하는 제1 마스터 앵커(Master Anchor);
    상기 제1 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 상기 마스터 앵커와 동기화시키는 제2 슬레이브 앵커(Slave Anchor);
    상기 제1 마스터 앵커와 제N 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제1 차이값을 계산하여 전송하는 제2 멀티 슬레이브 앵커(Multi Slave Anchor);
    상기 제1 마스터 앵커와 유선으로 연결되어 상기 클락 동기 신호를 수신한 후 상기 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 상기 클락 동기 신호를 무선으로 브로드캐스팅하는 제2 마스터 앵커(Master Anchor);
    상기 제2 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 상기 마스터 앵커와 동기화시키는 제2 슬레이브 앵커(Slave Anchor);
    상기 제2 마스터 앵커와 제M 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제2 차이값을 계산하여 전송하는 제2 멀티 슬레이브 앵커(Multi Slave Anchor);
    상기 제1 차이값과 상기 제2 차이값을 오프셋값으로 변환한 후 상기 오프겟 값을 기반으로 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 편차값을 동기화시키는 로케이션 엔진(Location Engine);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클락 생성기는
    상기 제1 마스터 앵커와 연결된 랜 케이블 내의 신호선 중에 일부를 사용하여 통신 신호를 전송하며, 상기 랜 케이블 내의 신호선 중에 상기 통신 신호를 전송하는 신호선을 제외한 나머지 스페어(Spare) 신호선 중 일부를 이용하여 동기화 펄스를 전송하고, 상기 랜 케이블 내의 신호선 중에 상기 통신 신호를 전송하는 신호선과 상기 동기화 펄스를 전송하는 신호선을 제외한 나머지 스페어(Spare) 신호선을 이용하여 클락 정보를 전송하여, 상기 통신 신호, 상기 동기화 펄스, 상기 클락 정보를 하나의 랜 케이블로 모두 전송하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 마스터 앵커와 상기 제2 마스터 앵커는 셀 간의 곡선이나 직각으로 꺽여있는 구간을 유선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 마스터 앵커는,
    상기 제1 마스터 앵커와 유선으로 연결되어 상기 클락 동기 신호를 수신하는 동시에 타이머를 리셋하고 오프셋값을 초기화하면서 클락 정보를 동기화하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1,2 슬레이브 앵커는,
    상기 클락 동기 신호를 기반으로 로컬 타임동기 데이터(Local Timesync Data)를 생성한 후 상기 로컬 타임동기 데이터를 자체적으로 적용하여 클락을 상기 제1,2 마스터 앵커의 클락으로 일치시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1,2 슬레이브 앵커는,
    태그로부터 태그 이벤트를 수신하는 경우, 상기 로컬 타임동기 데이터를 자체적으로 적용하여 클락을 상기 제1,2 마스터 앵커의 클락으로 일치시킨 후 상기 태그로부터 수신된 태그 이벤트를 로케이션 엔진으로 전송하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1,2 슬레이브 앵커는,
    기 설정된 시간 주기로 상기 제1,2 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 시간 주기가 기 설정된 임계치 이상으로 편차가 발생하는 경우, 오류가 발생한 것으로 인지하여 상기 로케이션 엔진으로 오류 알람을 발생하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 멀티 슬레이브 앵커는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 알고리즘을 이용하여 상기 제1 마스터 앵커와 상기 제N 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 상기 제1 차이값을 계산하고,
    상기 제2 멀티 슬레이브 앵커는 TDOA 알고리즘을 이용하여 상기 제2 마스터 앵커와 상기 제M 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 상기 제2 차이값을 계산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 로케이션 엔진은,
    상기 오프셋값을 이용하여 서로 다른 셀의 마스터 앵커 중 기준이 되는 마스터 소스 앵커(Master Source Anchor)를 기준으로 나머지 다른 마스터 앵커의 클락을 동기화시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 로케이션 엔진은,
    상기 제1,2 멀티 슬레이브 앵커로부터 수신된 상기 제1,2 차이값을 기반으로 상기 오프셋값으로 생성한 후 다른 셀의 멀티 슬레이브 앵커로부터 새롭게 수신되는 차이값을 누적 반영하여 상기 오프셋값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로케이션 엔진은,
    누적된 오프셋값을 기반으로 인접하지 않은 서로 다른 셀의 마스터 앵커의 편차값을 동일한 값으로 동기화시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 멀티 슬레이브 앵커는 상기 제1 마스터 앵커 및 상기 제N 마스터 앵커와 통신하며, 통신하는 상기 제1 마스터 앵커 및 상기 제N 마스터 앵커에 대한 마스터 앵커 맥 어드레스(Master Mac Address)를 등록하며,
    상기 제2 멀티 슬레이브 앵커는 상기 제2 마스터 앵커 및 상기 제M 마스터 앵커와 통신하며, 통신하는 상기 제1 마스터 앵커 및 상기 제N 마스터 앵커에 대한 마스터 앵커 맥 어드레스(Master Mac Address)를 등록하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 멀티 슬레이브 앵커는 통신하는 상기 제1 마스터 앵커 및 상기 제N 마스터 앵커와의 통신 순서를 단일 셀별로 마스터 앵커의 통신 순서 따라 자동으로 결정하며
    상기 제2 멀티 슬레이브 앵커는 통신하는 상기 제2 마스터 앵커 및 상기 제M 마스터 앵커와의 통신 순서를 단일 셀별로 마스터 앵커의 통신 순서 따라 자동으로 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 멀티 슬레이브 앵커는 통신하는 상기 제1 마스터 앵커 및 상기 제N 마스터 앵커 중 기준이 되는 마스터 소스 앵커(Master Source Anchor)와의 통신 순서에 따라 역으로 마스터 앵커의 통신 순서를 결정하며,
    상기 제2 멀티 슬레이브 앵커는 통신하는 상기 제2 마스터 앵커 및 상기 제M 마스터 앵커 중 기준이 되는 마스터 소스 앵커(Master Source Anchor)와의 통신 순서에 따라 역으로 마스터 앵커의 통신 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 로케이션 엔진은
    상기 제1,2 마스터 앵커, 상기 제1,2 슬레이브 앵커, 상기 제1,2 멀티 슬레이브 앵커를 포함하는 타임 동기 트리 맵(Time Sync Tree Map)을 생성하고, 상기 타임 동기 트리 맵 상에서 앵커 목록 옆에 별도 탭을 구성하여 마스터 앵커만 트리 형태로 표현하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 시스템.
  16. 클락 생성기(Clock Generator)에서 기 설정된 주기로 클락 동기 신호를 발생하는 과정;
    제1 마스터 앵커(Master Anchor)에서 유선으로 연결된 상기 클락 발생기로부터 상기 클락 동기 신호를 입력받으며, 상기 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 상기 클락 동기 신호(Clock Sync Signal)를 무선으로 브로드캐스팅하는 과정;
    제2 슬레이브 앵커(Slave Anchor)에서 상기 제1 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 상기 마스터 앵커와 동기화시키는 과정;
    제2 멀티 슬레이브 앵커(Multi Slave Anchor)에서 상기 제1 마스터 앵커와 제N 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제1 차이값을 계산하여 전송하는 과정;
    제2 마스터 앵커(Master Anchor)에서 유선으로 연결된 상기 제1 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신한 후 상기 클락 동기 신호를 기반으로 클락 정보를 동기화하며, 셀 단위로 주변으로 상기 클락 동기 신호를 무선으로 브로드캐스팅하는 과정;
    제2 슬레이브 앵커(Slave Anchor)에서 상기 제2 마스터 앵커로부터 상기 클락 동기 신호를 수신하며, 상기 클락 동기 신호를 기준으로 로컬에서 자체적으로 클락 정보를 상기 마스터 앵커와 동기화시키는 과정;
    제2 멀티 슬레이브 앵커(Multi Slave Anchor)에서 상기 제2 마스터 앵커와 제M 마스터 앵커로부터 각각 수신된 상기 클락 동기 신호를 수신 시간의 시간적인 제2 차이값을 계산하여 전송하는 과정;
    로케이션 엔진(Location Engine)에서 상기 제1 차이값과 상기 제2 차이값을 오프셋값으로 변환한 후 상기 오프겟 값을 기반으로 서로 다른 셀의 마스터 앵커 간의 편차값을 동기화시키는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 동기화 방법.
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