KR101556431B1 - 전력선 통신 시스템에서의 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 방법 및 전력선 통신 모뎀 - Google Patents

전력선 통신 시스템에서의 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 방법 및 전력선 통신 모뎀 Download PDF

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전력선 통신 시스템의 한 주파수에서의 공통 모드 신호의 강도를, 전력선 통신 시스템에서 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하는 단계와, 공통 모드 신호의 강도가 소정의 임계치를 넘으면 인그레스를 검출하는 단계를 포함하는, 전력선 통신 시스템에서의 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 방법이 제공된다. 대응하는 전력선 통신 모뎀(400, 500)이 또한 제공된다.

Description

전력선 통신 시스템에서의 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 방법 및 전력선 통신 모뎀{METHOD FOR DETECTING AN INGRESS OF A SHORT-WAVE RADIO SIGNAL IN A POWER LINE COMMUNICATION SYSTEM AND POWER LINE COMMUNICATION MODEM}
본 발명의 실시예는 전력선 통신 시스템에서의 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다른 실시예는 전력선 통신 모뎀에 관한 것이다.
메인즈(mains) 통신, 전력선 송신 또는 전력선 전기 통신(PLT), 광대역 전력선(BPL), 전력 밴드(power band) 또는 전력선 네트워킹(PLN)이라고도 하는 전력선 통신(PLC)이란, 데이터의 동시 배포(distribute)를 위해 배전용 배선(power distribution wire)을 이용하는 각종 시스템들을 설명하는 용어이다. 표준 50 또는 60Hz의 교류(AC) 아날로그 신호를 중첩시킴으로써 반송파(carrier)가 음성과 데이터를 전달할 수 있다. 옥내 용도로서, PLC 설비는 송신 매체로서 가정용 전력 배선(household electrical power wiring)을 이용할 수 있다. 이것은 예를 들어, 추가적인 배선을 설치하지 않고, 조명 및 가전 기기를 원격 조정하기 위한 홈 네트워킹 또는 홈 오토메이션에 이용되는 기술이다.
표준 PLC 시스템에서, 신호는 차동 모드(DM)에서 송신되고 수신된다. 차동모드 시그널링은 배선의 쌍을 통해 정보를 송신하는 방법이다. DM 시그널링에서는, 한 배선이 한 신호를 전달하고, 나머지 다른 배선이 그 역신호(inverse of the signal)를 전달하여, 두 배선에 대한 접지 전압의 합이 항상 0으로 상정된다. 따라서, PLC 모뎀은 통신을 목적으로 하는 가정의 전력선 네트워크의 아웃렛(outlet)의 중성선과 위상선 사이에 DM 신호를 투입한다. 다른 PLC 모뎀은 다른 아웃렛에서 이러한 DM 신호를 수신할 수 있고, 수신중인 PLC 모뎀과 연계된 가전 기기를 제어하는데 DM 신호를 이용할 수 있다.
그러나, 가정 내 전력선 그리드(grid)에서, 위상선과 중성선 사이에 예를 들어 오픈 라이트 스위치, 전류 바(bar) 및 퓨즈 캐비넷, 브랜치 등과 같은 비대칭 소자가 있다. 이러한 비대칭 소자에서, PLC 모뎀에 의해 투입된 DM 신호는 공통 모드(CM) 신호로 변환된다. 다중 입력-다중 출력 PLC 모뎀은 PLC 시스템의 커버리지를 향상시키기 위해서 다른 채널, 구체적으로 공통 모드 신호도 이용할 수 있다.
고정형 무선 방송 또는 다른 외부 송신은 전력선 통신에 영향을 미칠 수 있다. PLC 모뎀은 아마추어 무선 대역용의 고정형 노치 필터를 가질 수 있다. 예를 들어, ETSI TS 102 578에 설명된 것과 같은 다이내믹 혹은 스마트 노치의 개념에 의해, PLC 모뎀이 고정형 무선 방송국의 인그레스를 구현할 수 있게 된다. 무선 기지국(radio station)에서 검출된 주파수는 전력선 통신에서는 제외되어야 한다. PLC 송신기에서 제외될 수 있도록, 소정 주파수 대역에서 송신 신호 압축용 적응형 노치 필터가 이용될 수 있다. 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 것을 보다 개선할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 방법 및 인그레스 검출 능력이 향상된 전력선 통신 모뎀을 제공하는 데 있다.
이러한 목적은 본 발명에 따른 방법 및 전력선 통신 모뎀에 의해 해결될 수 있다.
본 발명의 상세 사항은 도면 및 다음의 설명을 참조함으로써 명백해질 것이다.
첨부된 도면은, 실시예를 보다 잘 이해하도록 하기 위해 포함되고, 본 명세서에 원용되며 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 실시예를 도시하고, 상세한 설명과 함께 실시예의 원리를 설명한다. 다른 실시예들 및 이들 실시예의 여러 의도된 이점은 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해되어 쉽게 인식될 것이다. 도면의 요소들을 반드시 서로 상대적인 크기로 맞출 필요는 없다. 유사한 참조 부호는 대응하는 유사 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예의 개략적인 흐름도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예의 개략적인 흐름도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예의 개략적인 흐름도를 나타낸다.
도 4는 전력선 통신 모뎀의 실시예를 나타낸다.
도 5는 전력선 통신 모뎀의 다른 실시예를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 다음에 설명되는 모든 실시예는 임의의 방식, 즉, 설명되는 특정 실시예가 다른 실시예들과 결합되는데 제한없이 결합될 수 있다. 또한, 도면 전반에 걸친 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 요소를 나타냄을 주목해야 한다.
다른 실시예가 이용될 수 있고 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 구조적 또는 논리적 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 한정적 의미를 갖는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해 규정된다.
본 명세서에서 설명된 여러 실시예의 특징은, 특별히 달리 언급하지 않으면, 서로 결합될 수 있음을 이해해야 한다.
도 1에서는, 전력선 통신에서의 단파장 무선 신호의 인그레스를 검출하는 방법의 개략적인 흐름도를 설명한다.
단계(S100)에서는, 전력선 통신 시스템의 한 주파수에서의 공통 모드 신호의 강도가, 전력선 통신 시스템에서 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정된다. 전력선 통신 시스템에서 통신이 발생하지 않기 때문에, 해당 주파수에서의 공통 모드 신호는, 해당 주파수에 외부 소스 또는 일부 노이즈가 있음을 나타낸다. "주파수" 라는 용어는, 본 출원의 문맥상, 전력선 통신 시스템에서 통신에 이용되는 "주파수 대역"으로서 이해될 수도 있다.
공통 모드 신호의 강도는 해당 주파수에서의 신호의 크기 또는 신호의 파워일 수 있다.
단계(S102)에서는, 공통 모드 신호의 강도가 소정의 임계치를 넘는지를 판정한다. 그 강도가 소정 임계치를 넘으면 인그레스가 검출되고(S104), 그렇지 않으면 인그레스가 검출되지 않는다.
공통 모드 신호(CM)는 차동 모드(DM) 신호보다 큰 용량의 단파장 무선 방송 신호의 인그레스 정보를 반송(carry)한다. 따라서, 차동 모드(DM) 신호를 이용할 때보다 공통 모드 신호를 이용하여 보다 정확한 검출이 실행될 수 있다. DM 신호가 전력선 네트워크의 비대칭성에 의해 변환되기 때문에, CM 신호는 DM 신호보다 높은 레벨을 나타낼 수 있다. 이용 가능한 방송 서비스의 인그레스 식별시에 오검출이 적을 것이다. 차동 모드 신호와 공통 모드 신호를 비교함으로써, 전력선으로의 의도하지 않은 노이즈 소스를 무선 방송 인그레스로부터 분리시킬 수 있다. 보통, 가전 기기는 차동 모드에서 노이즈를 전력선에 전달한다.
상이한 소정의 임계치들은 상이한 주파수들 또는 주파수 대역들에 이용될 수 있다. 따라서, 각각의 상이한 주파수에서의 공통 모드 신호의 각각의 강도를, 전력선 통신 시스템에서 각각의 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하고, 각각의 강도를 각각의 임계치와 비교하고, 각각의 강도 중 적어도 하나가 임계치를 넘어, 그 인그레스를 검출할 경우, 인그레스가 존재하는 상이한 주파수들을 식별할 수 있다.
도 2는 다른 실시예의 흐름도를 나타낸다. 단계(S104)에서 인그레스가 검출된 후, 그 인그레스를 갖는 주파수는, 전력선 통신 시스템에서 전력선 통신 신호를 송신하는 동안 노치(notch)된다(S106). 예를 들어, 그 인그레스의 주파수에 영향을 줄 수 있는 주파수 반송파를 이용하지 않음으로써 주파수가 노치된다. 따라서, 전력선 통신 시스템을 이용할 때 외부 단파장 무선 신호에 대한 간섭을 방해하지 않는다. 따라서, 전력선 통신 시스템과, 단파장 무선 신호 또는 방송 무선 신호가 공존할 수 있게 된다. 복수의 상이한 주파수 또는 주파수 대역에서 인그레스가 검출되면, 해당 복수의 상이한 주파수는 전력선 통신 네트워크를 통한 통신이 이루어지는 동안 노치될 수 있다.
도 3은 또 다른 흐름도를 나타낸다. 단계(S100)에서는, 전력선 통신 시스템의 한 주파수에서의 공통 모드 신호의 강도는, 전력선 통신 시스템에서 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않을 때 판정된다.
단계(S300)에서는, 백그라운드 노이즈가 판정된다. 백그라운드 노이즈는, 예를 들어 ETSI TS 102 578에 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 무선 방송에 이용되는 주파수 대역에 인접한 주파수 대역 내의 노이즈 레벨을 측정함으로써 판정될 수 있다.
그 강도가 백그라운드 노이즈를 넘는 소정치인 경우(S302), 해당 주파수 대역은 전력선 통신 신호가 송신되는 동안 노치된다(S304). 공통 모드 신호의 강도가 백그라운드 노이즈를 넘는 소정치에 있는 주파수 대역만을 노치하면, 이용 가능한 주파수 대역의 수를 더 향상시킨다. 백그라운드 노이즈가 강한 경우에는, 동작하고 있는 병렬 전력선 통신 시스템을 갖지 않더라도 충분한 품질의 단파장 무선 방송 신호를 수신할 수 없기 때문에 주파수 대역을 노치할 필요가 없다. 소정치는 예를 들어 14dB일 수 있다.
도 4는 전력선 통신 모뎀(400)을 나타낸다. 전력선 통신 모뎀(400)은, 공통 모드 신호의 강도 및 전력선 통신 시스템의 주파수를, 전력선 통신 시스템에서 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하도록 구성된 수신기(402) 및 공통 모드 신호의 강도가 소정의 임계치를 넘으면 인그레스를 검출하도록 구성된 검출기(404)를 포함한다.
수신기(402)는 전력선 네트워크에서의 보호 접지선 PE, 위상선 P 및 중성선 N의 3개의 배선에 접속된다.
도 5는 전력선 통신 모뎀(500)의 또 다른 실시예를 나타낸다. 전력선 통신 모뎀(500)은 수신기(402) 및 검출기(404) 이외에도, 해당 주파수에서의 백그라운드 노이즈를 판정하도록 구성된 노이즈 판정부(406)를 더 포함한다. 전력선 통신 모뎀(500)은 또한 보호 접지선 PE, 위상선 P 및 중성선 N에 또한 접속된 송신기(408)를 포함한다. 송신기(408)는 공통 모드 신호의 강도가 백그라운드 노이즈를 넘는 소정치에 있는 전력선 통신 신호를 송신하는 동안, 한 주파수, 또는 복수의 주파수나 주파수 대역을 노치하도록 구성된다.
수신기(402)는 위상선 P와 중성선 N 사이, 위상선 P과 보호 접지선 PE 사이, 및 중성선 N과 보호 접지선 PE 사이의 차동 모드(DM) 신호와, 공통 모드(CM) 신호를 수신하는 기능을 갖는다. 공통 모드 신호는 차동 모드 신호보다 큰 무선 방송 신호의 인그레스의 정보를 반송한다. 따라서, 전력선 통신 모뎀(400, 500)은 공통 모드 신호에 접근하여 저민감성(less sensitive) 아날로그 프론트 엔드(AFE)를 갖거나, 보다 정확한 인그레스를 검출할 수 있다.
다중 입력-다중 출력(MIMO) 전력선 통신 모뎀은 공통 모드 신호를 측정하는 기능을 가질 수 있다. 이러한 기능은 단파장 무선 방송의 유무를 식별하는데 재이용될 수 있다.
전력선 통신 시스템에서 한 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안의, 전력선 통신 시스템에서의 해당 주파수에서의 위상선과 중성선 사이, 위상선과 보호 접지선 사이, 및 중성선과 보호 접지선 사이의 적어도 하나의 차동 모드 신호의 강도를 공통 모드 신호의 강도들과 비교하면, 메인즈에 접속되어 있는 임의의 장치에 의해 유입된 의도되지 않은 노이즈 또한 식별할 수 있다. 이에 따라, 동적 적응형 노치에서의 오검출의 위험이 감소될 수 있다. 통상, 메인즈에 유입된 임의의 의도되지 않은 노이즈는 공통 모드 신호보다 강한 차동 모드 신호를 갖는다.
전력선 통신 모뎀과 이러한 방법으로, 보다 양호한 다이내믹(또는 스마트 또는 적응) 노치를 달성할 수 있다.
본 명세서에서 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 설명된 실시예의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 울트라넷 및/또는 등가 실시예들이 특정 실시예를 대체할 수 있음은 당업자에게 명백하다. 본 출원은 본 명세서에서 논의된 임의의 특정 실시예의 변형 및 변경을 망라하고자 의도한다. 따라서, 본 발명은 청구 범위 및 그 등가물에 의해서만 제한하고자 의도한다.
404: 검출기
402: 수신기
406: 노이즈 판정부
408: 송신기

Claims (11)

  1. 전력선 통신 시스템에서의 단파장 무선 신호의 인그레스(ingress)를 검출하는 방법으로서,
    상기 전력선 통신 시스템의 한 주파수에서의 공통 모드 신호의 강도를, 상기 전력선 통신 시스템에서 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하는 단계; 및
    상기 공통 모드 신호의 강도가 소정의 임계치를 넘으면 상기 인그레스를 검출하는 단계
    를 포함하고
    상기 전력선 통신 시스템의 한 주파수에서의, 위상선과 중성선 사이, 위상선과 보호 접지선 사이, 및 중성선과 보호 접지선 사이의 적어도 하나의 차동 모드 신호의 강도를, 상기 전력선 통신 시스템에서 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 인그레스를 검출하는 단계는 상기 적어도 하나의 차동 모드 신호의 강도에 기초하는, 단파장 무선 신호의 인그레스 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 상이한 주파수에서의 공통 모드 신호의 각각의 강도를, 상기 전력선 통신 시스템에서 각각의 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하는 단계;
    상기 각각의 강도를 각각의 임계치와 비교하는 단계; 및
    상기 각각의 강도 중 적어도 하나가 상기 임계치를 넘으면 상기 인그레스를 검출하는 단계
    를 더 포함하는, 단파장 무선 신호의 인그레스 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    전력선 통신 신호가 송신되는 동안, 인그레스가 검출되었던 주파수를 노치(notching)하는 단계를 더 포함하는, 단파장 무선 신호의 인그레스 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    백그라운드 노이즈를 판정하는 단계; 및
    전력선 통신 신호가 송신되는 동안, 상기 공통 모드 신호의 강도가 상기 백그라운드 노이즈를 넘는 소정치인 주파수를 노치하는 단계
    를 더 포함하는, 단파장 무선 신호의 인그레스 검출 방법.
  5. 삭제
  6. 전력선 통신 모뎀으로서,
    전력선 통신 시스템의 한 주파수에서의 공통 모드 신호의 강도를, 상기 전력선 통신 시스템에서 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하도록 구성된 수신기; 및
    상기 공통 모드 신호의 강도가 소정의 임계치를 넘으면 인그레스를 검출하도록 구성된 검출기
    를 포함하고,
    상기 수신기는 또한 상기 전력선 통신 시스템의 한 주파수에서의, 위상선과 중성선 사이, 위상선과 보호 접지선 사이, 및 중성선과 보호 접지선 사이의 적어도 하나의 차동 모드 신호의 강도를, 상기 전력선 통신 시스템에서 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하도록 구성되고, 상기 검출기는 또한 상기 적어도 하나의 차동 모드 신호의 강도에 기초하여 상기 인그레스를 검출하도록 구성된, 전력선 통신 모뎀.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수신기는 또한 각각의 상이한 주파수에서의 공통 모드 신호의 각각의 강도를, 상기 전력선 통신 시스템에서 각각의 해당 주파수로의 통신이 발생하지 않는 기간 동안 판정하도록 구성되고,
    상기 검출기는 또한 상기 각각의 강도를 각각의 임계치와 비교하여 상기 각각의 강도 중 적어도 하나가 상기 임계치를 넘으면 상기 인그레스를 검출하도록 구성된, 전력선 통신 모뎀.
  8. 제6항에 있어서,
    전력선 통신 신호가 송신되는 동안, 인그레스가 검출되었던 주파수를 노치하도록 구성된 송신기를 더 포함하는, 전력선 통신 모뎀.
  9. 제6항에 있어서,
    백그라운드 노이즈를 판정하도록 구성된 노이즈 판정부; 및
    전력선 통신 신호가 송신되는 동안, 상기 공통 모드 신호의 강도가 상기 백그라운드 노이즈를 넘는 소정치인 주파수를 노치하도록 구성된 송신기
    를 더 포함하는, 전력선 통신 모뎀.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전력선 통신 모뎀은 다중 입력 다중 출력 체계에서 전력선 통신 신호를 송수신하도록 구성된, 전력선 통신 모뎀.
  11. 삭제
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