William Nordström gjorde sitt examensarbete vid Totalförsvarets forskningsinstitut via Security Link, och har nu fått Nordiska Navigationsnämndens pris för sitt exjobb. Exjobbet handlade om tidssynkronisering av sensornät i GPS-störda miljöer, genom att utnyttja befintlig bakgrundstrafik från mobilnätet. Arbetet blev belönat med en andraplats i Nordiska Navigationsnämndens årliga stipendium för årets bästa exjobb inom navigationsområdet. Efter exjobbet har William utökat arbetet och presenterat det på en vetenskaplig konferens i Rio de Janerio.
– Examensarbetet har varit det roligaste på hela civilingenjörsutbildningen! Jag skulle verkligen rekommendera andra studenter att ta chansen att göra sina exjobb via Security Link, säger William. Att få jobba med något som verkligen kan komma till nytta har varit mycket utvecklande.
Tidssynkronisering med hjälp av befintlig bakgrundstrafik från mobilnätet
Exjobbet handlade om tidssynkronisering. Tidssynkronisering är avgörande inom olika områden, t.ex. drift och övervakning av elnätet, kommunikationssystem och sammanslagning av information från olika sensorer. Globala Navigationssatellitsystem (GNSS) är för närvarande den mest avancerade tekniken för tidssynkronisering i distribuerade trådlösa sensornätverk. Dock är GNSS sårbart för störningar, vilket innebär att alternativa metoder behövs för att säkerställa robusthet i kritiska system. Helst bör ett sådant system inte kontrolleras av en enskild nation eller organisation, därför är GPS mindre lämpligt att använda. Tidssynkroniseringsmetoder som använder allmänt tillgängliga signaler, exempelvis radio- eller TV-sändningar, av däremot av stort intresse. I exjobbet användes Long Term Evolution (LTE), det fjärde generationens (4G) mobilnät, som är allmänt tillgängligt och ramverket är internationellt standardiserat.
Baserat på önskade egenskaper mellan mottagare valdes Scalable Wireless Network Synchronization (SWINS) och Reference Broadcast Synchronization (RBS) för att uppnå tidssynkronisering. RBS är en aktiv synkroniseringsmetod som kräver kommunikation inom sensornätverket, medan den passiva SWINS-metoden endast är beroende av självuppmätta data. Prestandan för tidssynkroniseringen utvärderades med Matlab. Simuleringar visar ökad noggrannhet för SWINS i synkroniserade LTE-nätverk, medan RBS är överlägsen i osynkroniserade mobilnät. Båda LTE-baserade metoderna uppvisar prestanda som är jämförbara med den tidssynkroniseringsnoggrannhet som garanteras med publikt tillgängliga GPS-signaler. En känslighetsanalys med varierande störningar visar att gemensam uppskattning av tidsförskjutning och position är att föredra framför enbart uppskattning av tidsförskjutning om osäkerheten i sändarens position överstiger 50 meter.
Forskningen inom området har fortsatt och även presenterats vid FUSION 2025 i Rio de Janerio.
Vill du veta mer?
Exjobbet finns att läsa i fulltext på Linköpings universitets publikationsdatabas. William kommer dessutom att presentera sitt arbete vid ett webbinarium arrangerat av NNF den 16 oktober kl 15:00.
Exjobb vid Security Link
Forskare som är aktiva inom Security Link publicerar varje år sina exjpbbsförslag i månadsskiftet september/oktober. Förslagen samlas i en katalog, och presenteras även vid en informell lunch på Campus Valla i Linköping. De som deltar vid lunchen får möjlighet att träffa sina blivande handledare och diskutera med deras doktorander, som ofta också deltar.