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무선 채널을 활용한 제어 신호 컴퓨팅
Control Signal Computation using Wireless Channel 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.25 no.7, 2021년, pp.986 - 992  

정민규 (Department of Radio and Information Communications Engineering, Chungnam National University) ,  박판근 (Department of Radio and Information Communications Engineering, Chungnam National University)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

무선 기반 제어 시스템에서 안정성을 보장하기 위한 일반적인 설계 방식은 제어기가 무선채널을 통하여 개별 센서 값을 수신한 다음 계산된 제어신호를 액추에이터로 전송한다. 본 논문에서는 플랜트의 모든 센서가 동시에 스케일링된 신호를 액추에이터로 전송한 후, 액추에이터가 수신 된 신호를 추가적으로 스케일링하여 피드백 제어신호를 계산할 수 있는 Over-the-air controller 기법을 제안한다. 이러한 제어신호 컴퓨팅 기법은 기본적으로 Over-the-air computation 기술을 적용하여 무선 제어 시스템의 제어신호를 무선채널을 통하여 계산한다. 일반적인 센서-제어기-액추에이터 통신 방식과 대조적으로, Over-the-air controller는 다중 액세스 무선채널의 중첩 속성을 활용하여 단일통신 자원에서 다수 센싱 신호의 통신 및 컴퓨팅을 완료한다. 따라서 제안된 기법은 전용 제어기가 필요하지 않은 단순한 네트워크 구조로 피드백 지연시간 및 무선 자원 사용률을 개선시킬 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

To stabilize closed-loop wireless control systems, the state-of-the-art approach receives the individual sensor measurements at the controller and then sends the computed control signal to the actuators. We propose an over-the-air controller scheme where all sensors attached to the plant transmit sc...

주제어

#오버-디-에어 컴퓨테이션   #무선 통신   #무선 채널   #네트워크제어시스템  

표/그림 (3)

참고문헌 (9)

  1. P. Park, S. C. Ergen, C. Fischione, C. Lu, and K. H. Johansson, "Wireless network design for control systems: A survey," in IEEE Communications Survey & Tutorials, vol. 20, no. 2, pp. 978-1013, 2018. 

  2. J. Lunze, Control Theory of Digitally Networked Dynamic Systems. pringer, Heidelberg, 2014. 

  3. P. Park, P. D. Marco, and K. H. Johansson, "Cross-Layer Optimization for Industrial Control Applications using Wireless Sensor and Actuator Mesh Networks," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 64, no. 4, pp. 3250-3259, Apr. 2017. 

    상세보기

  4. P. Park, H. S. Ghadikolaei, and C. Fischione, "Proactive fault-tolerant wireless mesh networks for mission-critical control systems," in Journal of Network and Computer Applications, vol. 186, pp. 103082, 2021. 

    상세보기

  5. O. Abari, H. Rahul, and D. Katabi, "Over-the-air function computation in sensor networks," 2016. 

  6. H. Hellstrom, J. Mairton B. da Silva Jr, V. Fodor, and C. Fischione, "Wireless for machine learning," 2020. 

  7. X. Cao, G. Zhu, J. Xu, and K. Huang, "Optimized power control for over-the-air computation in fading channels," in IEEE Transactions on Wireless Communication, vol. 19, no. 11, pp. 7498-7513, 2020. 

  8. G. C. Goodwin, S. F. Graebe, and M. E. Salgado, Control System Design, Prentice Hall, 2000. 

  9. W. Liu, X. Zang, Y. Li, and B. Vucetic, "Over-the-air computation systems: Optimization, analysis and scaling laws," IEEE Transactions on Wireless Communication, vol. 19, no. 8, pp. 5488-5502, 2020. 

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