KR20020035956A - 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산다중파 시스템의 통신 초기화 방법 - Google Patents

전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산다중파 시스템의 통신 초기화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 여러 개의 부반송파를 이용하여 통신 시스템의 활성화 및 승인과정에 대한 성공률을 향상시키고, 전력선의 낮은 신호 대 잡음비에 대한 특성과 채널 환경의 시변(Time Varying) 상태, 주파수의 선택적인 열화에 적응적으로 비트 에러를 최소화하면서 안정적인 초기화를 수행하기 위한 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법을 제공한다.
이를 위해 본 발명은 마스터 유니트와 슬레이브 유니트가 전력선에 의해 통신 채널이 연결되어 정상 상태에서의 전력선 통신(PLC)을 위한 이산 다중파(DMT) 방식의 초기화 과정을 수행하는 전력선 통신 시스템의 통신 초기화 방법에 있어서, 전력선의 주파수 선택적 열화에 대한 특성을 고려하여 상기 마스터 유니트와 슬레이브 유니트 간에 여러 개의 부반송파 채널을 이용하여 초기화의 활성화 및 승인 과정을 수행하는 단계와, 전력선의 낮은 신호 대 잡음비(SNR)에 대한 특성을 고려하여 상기 마스터 유니트와 슬레이브 유니트 간에 초기화 과정에서 교환되는 이산 다중파 1심벌 당 1비트의 정보만을 전달하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법{Method for initialization protocol of discrete multi-tone system for time division duplexing/time division multiple access type using power line communication}
본 발명은 전력선 통신용으로서 이용되는 시분할 이분/시분할 다중접속 방식을 적용하여 이산 다중파 방식으로 통신 시스템을 초기화하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여러 개의 부반송파(Tone 또는 Subcarrier 또는 Subchannel)를 이용하여 통신 시스템의 활성화 및 승인과정에 대한 성공률을 향상시키고, 전력선의 낮은 신호 대 잡음비에 대한 특성과 채널 환경의 시변(Time Varying) 상태, 주파수의 선택적인 열화에 적응적으로 비트 에러를 최소화하면서 안정적인 초기화를 수행하기 위한 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 일반 통신 사용자에게 멀티미디어 정보와 같은 대용량의 정보를 고속으로 제공하기 위한 통신 서비스로서 기존의 전화선을 통해 최대 하향전송(Downstream) 속도가 7 Mbps이면서 상향전송(Upstream) 속도가 640 Kbps 이상을 제공하는 비대칭 디지털 가입자라인(Asymmetric Digital Subscriber Line;ADSL) 서비스가 개발되어 널리 이용되고 있는 추세이다.
즉, 최대 56 Kbps의 전송속도를 제공하는 일반 공중전화망(PSTN) 서비스나, 128 Kbps의 전송속도를 제공하는 종합정보 통신망(ISDN) 서비스가 전화 회선 및 교환기의 점유율이 높기 때문에 교환기 및 회선 용량에 심각한 부하를 초래하는데 비해서, 이러한 비대칭 디지털 가입자라인 서비스는 회선 및 교환기의 점유율이 낮으면서 일반 사용자를 위한 통신 서비스의 한계성을 극복하기 위한 방안으로서 적용되고 있는 것이다.
한편, 이러한 비대칭 디지털 가입자라인 서비스에서는 일반적으로 고속의 하향전송 채널과, 중속의 전이분(Duplex) 채널, 저속의 POTS(Plain Old Telephone Service) 채널 중에서 중속의 채널을 상향전송 전용 채널로서 사용하는 주파수분할 다중화(Frequency Division Multiplexing; FDM) 방식과 같은 주파수에 의한 채널분할 방식이 적용되어 있고, 이러한 채널 분할 뿐만 아니라 비대칭 디지털 가입자라인 서비스의 주요 기술로서 이산 다중파(Discrete Multi Tone; DMT) 방식의 신호변조 기술이 적용되어 있다.
이러한 이산 다중파(DMT) 방식은 사용하는 주파수 대역을 4 KHz의 단위로 분할하여 256개의 채널로 구분하고, 부반송파를 사용하여 각 채널을 직교진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation; QAM) 방식이나 직교위상 편이키잉(Quadrature Phase Shift Keying; QPSK) 방식으로 변조하도록 되어 있는 바, 진폭변조와 위상변조가 동시에 이루어지도록 되어 있는 직교진폭 변조(QAM) 방식이 일반적으로 적용되어 있다.
한편, 이러한 직교진폭 변조(QAM) 방식의 경우에는 전송하고자 하는 정보신호를 2개의 베이스밴드(Baseband) 신호로 분할하여 I(In-Phase)신호와 Q(Quadrature-Phase)신호로 변조하여 두 신호의 차이 신호를 전송선을 통해서 전송할 수 있도록 하는 방식으로서, 주파수 대역이 적절하게 설정되어 있는 경우에 전송선로 상의 임펄스 잡음 및 기존 통신 서비스와의 간섭을 최소화 할 수 있도록 주파수 배치를 자유로이 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 비대칭 디지털 가입자라인(ADSL) 서비스에 따른 중앙서비스 장치(ATU-C)와 가입자 장치(ATU-R)의 포인트 투 포인트 방식 이산 다중파 시스템에 대한 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 비대칭 디지털 가입자라인 서비스의 이산 다중파 시스템은 중앙 서비스 부문으로서 중앙서비스 장치(ADSL Terminal Unit-Central Office; ATU-C)와, 그 중앙서비스 장치(ADSL Terminal Unit-Remote; ATU-C)의 가입자로서 가입자 장치(ATU-R)로 구성되는 바, 각각의 중앙서비스 장치(ATU-C)와 가입자 장치(ATU-R)는 포인트 투 포인트 방식으로 연결된 비대칭 디지털 가입자라인(ADSL)용 모뎀으로서 기능하고, 그 중앙서비스 장치(ATU-C)와 가입자 장치(ATU-R)의 사이에는 물리적인 전송선로를 통해서 통신 채널이 형성되어 있고, 그 통신 채널을 통해서 통신데이터를 상향/하향 전송 및 수신하기 위한 전송부(10)(30)와 수신부(20)(40)를 각각 갖추고 있다.
동 도면에서, 상기 중앙서비스 장치(ATU-C)의 전송부(10)와 상기 가입자 장치(ATU-R)의 전송부(30)에서는 이산 다중파(DMT) 방식의 역 고속 푸리에변환(IFFT)을 통해서 전송하고자 하는 정보데이터를 변조하여 통신 채널을 통해 상대방의 장치로 전송하고, 그 가입자 장치(ATU-R)의 수신부(40)와 중앙서비스 장치(20)의 수신부(20)에서는 각 상대방의 장치로부터 통신 채널을 통해서 전송되는 정보데이터를 고속 푸리에변환(FFT)에 의해 복조 처리하게 된다.
한편, 이러한 이산 다중파 시스템이 정상적으로 동작하기 위해서는 중앙서비스 장치(ATU-C)의 전송부(10) 및 수신부(20)와, 가입자 장치(ATU-R)의 전송부(30) 및 수신부(40)의 사이에 핸드쉐이킹(Handshaking)을 통하여 각 수신단의 동기화(Synchronization)와 등화기 트레이닝(Equalizer Training)은 물론, 채널 분석에 의한 송신단의 최적화 작업이 필수적으로 이루어져야 하는 바, 이러한 일련의 과정을 초기화(Initialization)라고 한다.
이러한 이산 다중파 시스템에서 중앙서비스 장치(ATU-C)와 가입자 장치(ATU-R) 사이에 수행되는 초기화 과정은 통신 채널에 의해 상호 물리적으로 연결된 각 전송부와 수신부 사이의 고효율의 통신 처리량(Throughput)과 안정성(Reliability)을 향상시키기 위해, 상호 약정된 프로토콜 신호를 송/수신하면서 그 중앙서비스 장치(ATU-C)와 가입자 장치(ATU-R) 간에 링크가 설정되었는지를 체크하는 활성화 및 승인(Activation And Acknowledgement) 과정을 수행하고, 전송 트레이닝 과정에 의해 자동 이득제어(Automatic Gain Control; AGC) 레벨의 조절과, 상향/하향 전송의 전력 레벨을 결정함과 더불어 동기화, 등화기 트레이닝 등을 수행하며, 채널 분석 과정에 의해 데이터율 및 데이터 포맷에 대한 4가지의 옵션을 전송하고, 송신 전력레벨 설정, 각 부반송파의 신호 대 잡음비(Signal To Noise Ratio; SNR)에 대한 특성을 측정하여 전체적인 전송속도를 결정할 수 있도록 하고, 신호 교환 과정에 의해 부반송파의 각 심벌(Symbol) 당 전송이 가능한 데이터 비트(Bit)의 수 및 각 옵션에 대한 적정한 실행마진(Performance Margin) 등을 결정할 수 있도록 하고 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 중앙서비스 장치와 가입자 장치 사이의 초기화를 위한 송/수신단 초기화 작업이 진행되는 상태를 예시적으로 설명하기 위한 타이밍차트이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 중앙서비스 장치(ATU-C)로부터의 C-QUIET2 신호와 가입자 장치(ATU-R)에서의 R-QUIET2 신호와 같이 송신신호가 없이 신호수신만을 진행하는 상태에서, 상기 중앙서비스 장치(ATU-C)의 전송부에서는 512개 채널의 부반송파 중에서 64번째 채널에 대해서만 C-PILOT 신호 즉, 클럭 동기를 위한 파일로트 신호를 전송하여 상기 가입자 장치(ATU-R)의 수신부에서 그 C-PILOT 신호를 이용하여 샘플링 클럭 동기를 조정할 수 있도록 한다.
그 다음에, 상기 중앙서비스 장치(ATU-C)로부터의 C-REVERB 신호와 가입자 장치(ATU-R)로부터의 R-REVERB 신호는 수신단의 자동이득조절(AGC)과, 샘플링 클럭 동기, 프레임 동기 및 등화기 값을 조정하기 위한 신호로서, 각 C-REVERB 신호와 R-REVERB 신호의 형태는 의사 랜덤시퀀스(Pseudo Random Sequence; PRS)로 이루어지고, C-REVERB 신호의 경우에 데이터 d(n)은 d(n) = 1(n=1 에서 9), d(n) = d(n-4) + d(n-9)(n=10 에서 511) 와 같이 구성될 수 있다.
즉, 각 부반송파의 채널은 2개씩의 데이터 d(n)을 이용하여 총 256개의 비트가 형성될 수 있도록 되어 있는 바, 제 1부반송파의 채널 = d(1)과 d(2), 제 2부반송파의 채널 = d(3)과 d(4), ... , 제 256부반송파 채널 = d(511)과 d(512)과 같이 형성되어 4-직교진폭변조(4-QAM) 방식으로 변조된 신호의 형태로 전송된다. 여기서, 상기 의사 랜덤시퀀스(PRS)의 주기는 511 비트이기 때문에 데이터 d(512)는 데이터 d(1)을 사용하게 되고, 파일로트 신호로서 사용하게 될 64번째의 부반송파 채널에서는 "0,0"의 값 즉, I채널의 신호와 Q채널의 신호가 각각 성상점(Constellation Point)로서 1사분면에 존재하는 값인 (+,+)으로 다시 오버라이트(Overwrite)하게 된다.
그 반면에, 상기 가입자 장치(ATU-R)로부터의 R-REVERB 신호의 경우에는 각 부반송파 채널의 2개씩의 데이터 d(n)을 이용하여 d(n) = 1(n=1 에서 6), d(n) = d(n-5) + d(n-9)(n=10 에서 63)와 같은 의사 랜덤시퀀스(PRS)를 생성하게 된다.
또한, 상기 중앙서비스 장치(ATU-C)로부터의 C-SEGUE 신호와 가입자 장치(ATU-R)로부터의 R-SEGUE 신호의 경우에는 상기 REVERB 신호의 각 부반송파 채널에 대한 위상을 180도만큼 반전시킨 신호로서, 각각의 수신부에서 다음에 수신되는 신호(예컨대 MEDLEY 신호와, RATES 신호 등)가 몇번째 채널의 신호인지를 정확하게 판별하기 위한 시작위치 표시기능을 갖추고 있다.
동 도면에서, 상기 중앙서비스 장치(ATU-C)로부터의 C-RATES1/C-CRC1/C-MSG1/C-CRC2 신호와 상기 가입자 장치(ATU-C)로부터의 R-RATES1/R-CRC1/R-MSG1/R-CRC2 신호는 이산 다중파(DMT)의 1심벌(Symbol) 당 1비트의 정보만을 전송할 수 있도록 하여 채널 상의 에러가 발생하지 않도록 하는 것으로서, 전송할 정보가 2진정보 중에 "0"이면 REVERB 신호를 전송하고, "1"이면 SEGUE 신호를 전송하도록 이루어지는 바, CRC 신호는 EXG 신호를 수신할 때 에러 여부를 감지하기 위한 것이다.
또한, 상기 중앙서비스 장치(ATU-R)로부터의 C-MEDLEY 신호와 가입자 장치(ATU-C)로부터의 R-MEDLEY 신호는 각 수신단에서 해당 신호에 대한 채널 분석을 수행하여 각 부반송파 채널마다의 신호 대 잡음비(SNR)를 측정할 수 있도록 하는 의사 랜덤시퀀스(PRS)로서, 각 부반송파의 채널은 2개씩의 데이터 d(n)을 이용하여 총 256개의 비트가 형성될 수 있도록 되어 있는 바, 상기 REVERB 신호와 달리 매 심벌마다 1비트씩 쉬프트 이동된 신호열이 전송될 수 있도록 한다.
즉, 상기 C-MEDLEY 신호와 R-MEDLEY 신호의 첫 번째 심벌에서는 제 1부반송파 채널=d(1)과 d(2), 제 2부반송파 채널=d(3)과 d(4), ... , 제 256부반송파 채널=d(511)과 d(1)으로 발생되고, 두 번째 심벌에서는 제 1부반송파 채널=d(2)과 d(3), 제 2부반송파 채널=d(4)과 d(5), ... , 제 256부반송파 채널=d(1)과 d(2)으로 1비트 만큼 쉬프트 이동되도록 발생되는 바, 512번째의 심벌에서는 제 1부반송파 채널=d(1)과 d(2), 제 2부반송파 채널=d(3)과 d(4), ... , 제 256부반송파 채널=d(511)과 d(1)으로 발생된다. 상기한 바와 같이 MEDLEY 신호를 전송하는 이유는 채널 상에서 상호 심벌간섭(Inter-Symbol Interference; ISI)을 발생시키기 위한 것으로서, 수신단에서는 이러한 상호 심벌간섭을 이용하여 신호 대 잡음비(SNR)를 측정함에 의해 각 부반송파 채널에 적합한 비트할당을 수행하게 된다.
한편, 동 도면에서 상기 중앙서비스 장치(ATU-C)로부터의 C-RATES-RA/C-CRC-RA1/C-MSG-RA/C-CRC-RA2 신호와, C-MSG2/C-CRC3/C-RATES2/C-CRC4 신호, C-B&G/C-CRC5 신호, 상기 가입자 장치(ATU-R)로부터의 R-RATES-RA/R-CRC-RA1/R-MSG-RA/R-CRC-RA2 신호와, R-MSG2/C-CRC3/R-RATES2/C-CRC4 신호, R-B&G/R-CRC5 신호들은 이산 다중파(DMT)의 1심벌 당 8비트의 정보를 전송하도록 되어 있는 바, 상기 신호를 생성하는 방식은 미리 약정된 4개의 부반송파 채널에 4-직교진폭변조 방식을 이용하게 된다.
즉, 종래의 포인트 투 포인트 방식의 비대칭 디지털 가입자라인 서비스에 따른 이산 다중파 시스템에서는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 과정에 의해 중앙서비스 장치(ATU-C)와 가입자 장치(ATU-R) 사이의 초기화를 진행함으로써, 정상적이고 안정적인 통신 채널이 형성되어 본격적인 데이터 통신을 진행하는 절차(SHOWTIME)가 이루어지게 된다.
상기한 바와 같이, 각 신호들의 역할과 전송방식에 대해서는 ITU-T 권고안 G.992.2 - Splitterless Asymmetric Digital Subscriber Line(ADSL)의 제 11번째 목차(초기화)의 내용에 잘 나타나 있다.
한편, 최근에는 일반적으로 사용되는 저압의 전력선을 전송로 로서 사용하여 문자, 정지화상, 동화상, 음성, 데이터 등을 전송할 수 있도록 하는 전력선 통신(PLC) 방식이 개발되어 상용화되고 있는 단계인 바, 이러한 전력선 통신 방식의 경우에는 포인트 투 멀티포인트 환경 하에서 다수의 사용자가 미디어를 공유할 수 있도록 하기 위해 시분할 이분/시분할 다중접속(TDD/TDMA) 방식이 적용된다.
이 때, 상기한 전력선 통신 방식의 경우에도 통신 시스템의 활성화 및 승인과정에 대한 성공률의 향상과, 전력선의 낮은 신호 대 잡음비에 대한 특성 및 주파수의 선택적인 열화에 대해 비트 에러를 최소화시키기 위한 안정적인 초기화를 수행해야 한다.
그러나, 이러한 비대칭 디지털 가입자라인(ADSL) 서비스가 포인트 투 포인트 방식이고 주파수분할 다중화(FDN) 방식을 사용하는데 비해서, 전력선 통신방식은 포인트 투 멀티포인트 방식이면서 시분할 이분/시분할 다중접속 방식을 사용하고 있기 때문에, 전력선 통신 방식에 대해서 비대칭 디지털 가입자라인 서비스의 이산 다중파 시스템에 이용되는 초기화 과정을 적용하기가 어렵게 된다는 불리함이 있다.
또한, 이러한 전력선 통신 방식의 경우에는 기존의 전화선을 이용하는 비대칭 디지털 가입자라인 서비스의 통신에 비해서 전력선의 신호 대 잡음비(SNR)가 상당히 낮고, 각 전력선 가구마다 다양한 가전기기 특히, 모터가 구비된 제품을 사용하는 경우에는 전력선 채널의 잡음 레벨이 상승하여 신호 대 잡음비가 현저하게 낮아지게 되기 때문에, 비대칭 디지털 가입자라인 서비스의 초기화 과정을 그 전력선 통신 방식에 적용하게 되는 경우에는 전송로의 활성화 및 승인 절차와, 파일로트 신호를 이용한 클럭복원, 채널 분석을 통한 비트 정보를 교환하는 과정에서 에러가 발생할 확률이 높아지게 된다는 문제점이 있다.
게다가, 전력선 사용자 가구마다 전력선이 설치된 환경이 다르고 전력선의중간에 브릿지탭(Bridge Tap)이 많아서 주파수에 따른 채널의 특성변화가 심한 주파수의 선택적인 열화(Frequency Selective Fading)가 빈발할 뿐만 아니라, 시간에 따른 채널 특성의 변화가 심한 시변(Time Varying)이 발생되기 때문에, 하나의 고정된 부반송파의 채널을 사용하는 비대칭 디지털 가입자라인(ADSL) 서비스의 초기화 과정을 그 전력선 통신 방식에 적용하는 경우에는 전송로의 활성화 및 승인 절차에서부터 실패할 가능성이 상존하게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 전력선의 주파수 선택적 열화 환경을 고려하여 미리 약정된 여러 개의 부반송파 채널을 동시에 전송함에 의해, 초기화의 실행을 위한 전송로의 활성화 및 승인 절차를 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전력선의 주파수 선택적 열화 환경을 고려하여 샘플링 클럭 동기를 위한 여러 개의 파일로트 신호를 동시에 전송할 수 있도록 함에 의해, 초기화의 실행 시에 발생되는 클럭복원(Clock Recovery)에 의한 성능 저하를 방지할 수 있도록 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전력선의 낮은 신호 대 잡음비에 의해 발생되는 비트 정보의 에러확률을 최소화 하기 위해, 초기화의 진행 시에 이산 다중파의 1심벌당 1비트의 정보만을 전달할 수 있도록 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전력선 환경의 시변 상태 및 시간에 따른 채널 환경의 변동에 적응적으로 초기화를 필수적으로 필요한 기능만을 이용하여 단시간 내에 수행할 수 있도록 하기 위한 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 비대칭 디지털 가입자라인(ADSL) 서비스에 따른 중앙서비스 장치(ATU-C)와 가입자 장치(ATU-R)의 포인트 투 포인트 방식 이산 다중파 시스템에 대한 구성을 나타낸 블록구성도,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 중앙서비스 장치와 가입자 장치 사이의 초기화를 위한 송/수신단 초기화 작업이 진행되는 상태를 예시적으로 설명하기 위한 타이밍차트,
도 3은 본 발명의 통신 초기화 방법이 적용되는 전력선 통신 라인에서의 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템에 대한 구성을 나타낸 블록구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 중앙서비스 장치로서의 마스터 유니트와 가입자 장치로서의 슬레이브 유니트 사이의 초기화를 위한 송/수신단 초기화 작업이 진행되는 상태를 예시적으로 설명하기 위한 타이밍차트이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
50:직/병렬 변환기, 52:QAM 엔코더,
54:신호 발생기, 56:역 고속 푸리에 변환부,
58:송신 전처리부, 60:하이브리드 연결부,
62:채널 전처리부, 64:고속 푸리에 변환부,
66:QAM 디코더, 68:병/직렬 변환기.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 마스터 유니트와 슬레이브 유니트가 전력선에 의해 통신 채널이 연결되어 정상 상태에서의 전력선 통신(PLC)을 위한 이산 다중파(DMT) 방식의 초기화 과정을 수행하는 전력선 통신 시스템의 통신 초기화 방법에 있어서, 전력선의 주파수 선택적 열화에 대한 특성을 고려하여 상기 마스터 유니트와 슬레이브 유니트 간에 여러 개의 부반송파 채널을 이용하여 초기화의 활성화 및 승인 과정을 수행하는 단계와, 전력선의 낮은 신호 대 잡음비(SNR)에 대한 특성을 고려하여 상기 마스터 유니트와 슬레이브 유니트 간에 초기화 과정에서 교환되는 이산 다중파 1심벌 당 1비트의 정보만을 전달하는 단계로 이루어진 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법이 제공된다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
즉, 도 3은 본 발명의 통신 초기화 방법이 적용되는 전력선 통신 라인에서의 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템에 대한 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법이 적용되는 이산 다중파 시스템은 중앙 서비스 장치로서의 마스터 유니트(MU)와, 해당 마스터 유니트(MU)와 전력선의 통신 채널을 통해 연결되어 있는 가입자 장치로서의 슬레이브 유니트(SU)로 구성된다.
동 도면에서, 상기 마스터 유니트(MU)와 슬레이브 유니트(SU)는 포인트 투 멀티포인트의 환경 하에서 동작될 수 있도록 되어 있기 때문에, 단일의 마스터 유니트(MU)에 대해서 다수개의 슬레이브 유니트(SU)를 전력선을 통해서 연결하는 것이 가능하다.
한편, 상기 마스터 유니트(MU)는 직/병렬 변환기(50)와, QAM 엔코더(52), 신호 발생기(54), 역 고속 푸리에 변환부(56; IFFT), 송신 전처리부(58)로 이루어진 전송부와, 채널 전처리부(62)와, 고속 푸리에 변환부(64; FFT), QAM 디코더(66) 및, 병/직렬 변환기(68)로 이루어진 수신부, 상기 전송부와 수신부를 전력선에 연결하는 하이브리드 연결부(60) 및, 마이크로 프로세서(70)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 슬레이브 유니트(SU)는 전송부(80)와, 수신부(90) 및, 마이크로 프로세서(100)를 포함하여 구성되는 바, 상기 전송부(80)는 상기 마스터 유니트(MU)를 구성하는 전송부의 구성과 동일하게 구성되고, 상기 수신부(90)는 그 마스터 유니트(MU)를 구성하는 수신부의 구성과 동일하게 구성되므로, 각 전송부(80)와 수신부(90)에 대한 상세한 구성 상태는 언급하지 않기로 한다.
상기 마스터 유니트(MU)의 전송부에 있어서, 상기 직/병렬 변환기(50)는 해당 마스터 유니트(MU)로 입력되는 입력 비트열을 직렬 데이터에서 병렬 데이터로변환하게 되고, 상기 QAM 엔코더(52)는 병렬 데이터로 변환된 비트열 정보를 직교진폭변조 방식으로 엔코딩처리하게 된다.
여기서, 상기 직/병렬 변환기(50)를 통해 병렬 데이터 변환되는 입력 비트열은 초(sec) 당 btotal/T (bits)의 속도로 전송되는 상태에서, btotal(bits)씩 모여서 이산 다중파(DMT) 심벌을 이루게 되고, 각 심벌의 주기는 T로 설정된다.
또한, 상기 신호 발생기(54)는 상기 마이크로 프로세서(70)에 의해 제어되어 NOSIG, TONES, TRAIN, NTRAIN, MEASURE, EXG, CRC 등과 같은 초기화 과정에서의 각종 신호를 발생하게 되고, 상기 역 고속 푸리에 변환부(56)는 초기화 과정에서 상기 신호 발생기(54)로부터 발생되는 초기화 신호를 역 고속 푸리에 변환 방식에 따라 변조함과 더불어, 상기 QAM 엔코더(52)로부터 엔코딩되는 정상상태(Steady State 또는 Show Time)에서의 입력 정보를 변조하게 된다.
여기서, 상기 역 고속 푸리에 변환부(56)는 i번째 부반송파 채널에 bi비트(bits)씩 변조하여 총 N개의 부반송파의 채널에 btotal비트(bits)를 변조하게 되고, 그 btotal비트(bits)를 갖는 각 이산 다중파의 심벌을 Ns개의 시간영역(Time Domain) 신호로서 생성하게 되는 바, 상기 Ns는 2N에 해당된다.
동 도면에서, 상기 송신 전처리부(58)는 상기 역 고속 푸리에 변환부(56)에 의해 다수개의 부반송파의 채널로 분할되어 각 채널대역별로 변조된 정보데이터를 전처리에 의해 아날로그 변환하여 전송하게 되고, 상기 하이브리드 연결부(60)는상기 전송부의 송신 전처리부(58)와 수신부의 채널 전처리부(62)를 전력선으로 이루어진 통신 채널과 연결하여 상기 슬레이브 유니트(SU)와의 데이터 통신이 가능하도록 하게 된다.
상기 마스터 유니트(MU)의 수신부에 있어서, 상기 채널 전처리부(62)는 상기 하이브리드 연결부(60)를 통해 상기 슬레이브 유니트(SU)로부터 수신받은 초기화 과정에서 이용되는 각종 신호와 정상 상태에서의 정보데이터를 전처리 과정으로서 디지털 변환하게 된다.
또한, 상기 고속 푸리에 변환부(64)는 고속 푸리에 변환 방식을 이용하여 상기 채널 전처리부(62)로부터의 초기화 과정에서 이용되는 각종 신호와 정상상태에서의 정보데이터를 복원하기 위한 것으로서, 이는 각 i번째 부반송파 채널에서 bi비트(bits)가 복원될 수 있도록 한다.
또, 상기 QAM 디코더(66)는 상기 고속 푸리에 변환부(64)로부터 복원된 초기화 과정에서의 각종 신호 또는 정상상태에서 전송받은 정보데이터를 직교진폭변조 방식에 따라 디코딩 처리하게 되고, 상기 병/직렬 변환기(68)는 상기 QAM 디코더(66)를 통해 디코딩된 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환한다.
한편, 상기 마이크로 프로세서(70)는 초기화 과정에서 상기 신호 발생기(54)를 제어하여 NOSIG, TONES, TRAIN, NTRAIN, MEASURE, EXG, CRC 등과 같은 각종 신호가 발생되도록 하고, 실질적인 정보데이터가 전송되는 정상 상태에서는 상기 QAM 엔코더(52)가 상기 역 고속 푸리에 변환부(56)에 연결되어 정보 데이터의 변조가이루어질 수 있도록 제어한다.
여기서, 상기 마이크로 프로세서(70)는 초기화 과정에서 신호를 전송하는 경우에, 통신 채널로서 형성되는 전력선의 특성상 유발되는 주파수 선택적 열화에 의해 부반송파 채널의 손실을 감안하여 예컨대 3∼5개 와같은 여러 개의 부반송파 채널을 이용하여 동일한 신호를 동시에 전송할 수 있도록 하여 관련 신호가 상대방 유니트의 수신부에 정상적으로 수신될 수 있도록 한다.
또한, 상기 마이크로 프로세서(70)는 부반송파 채널의 비트 테이블을 해당 마스터 유니트(MU)와 슬레이브 유니트(SU)의 사이에 상호 교환하는 상태에서, 이상 다중파(DMT) 1심벌당 1비트의 정보만을 전송하여 정보의 교환 도중에 채널 상에서 에러가 발생되지 않도록 제어한다.
또, 상기 마이크로 프로세서(70)에서는 전력선 환경이 시간의 경과에 따라 부하 임피던스 값이 바뀌거나 그 전력선에 연결된 각종 전기기기의 온/오프 조작 등에 의해 채널환경이 많이 바뀌는 시변(Time Varying) 상태가 지속되기 때문에, 초기화 과정의 진행 시에 전송부와 수신부 간의 신호 교환 횟수를 대폭적으로 감소시켜서 초기화를 단시간 내에 종료할 수 있도록 한다.
한편, 상기 마이크로 프로세서(70)의 초기화를 위한 제어기능은 소프트웨어 프로그램에 의해 구현이 가능하고, 그러한 소프트웨어 프로그램이 탑재된 디지털신호 처리기(Digital Signal Processor; DSP)를 사용하여도 해당 마이크로 프로세서(70)와 동등한 기능의 실현이 가능하다.
동 도면에서, 상기 슬레이브 유니트(SU)의 전송부(80)는 상기 마스터유니트(MU)의 전송부와 동일하게 상기 마이크로 프로세서(100)의 제어에 따라 초기화 과정에서 NOSIG, TONES, TRAIN, NTRAIN, MEASURE, EXG, CRC 등과 같은 각종 신호가 발생되어 역 고속 푸리에 변환 방식에 따라 다수개의 부반송파 채널의 대역별로 신호가 변조되어 그 마스터 유니트(MU) 측으로 전송될 수 있도록 한다.
또한, 상기 슬레이브 유니트(SU)의 수신부(90)에 있어서도 상기 마스터 유니트(MU)의 수신부와 동일하게 동작될 수 있도록 하고 있는 바, 전력선의 통신 채널을 통해서 그 마스터 유니트(MU)로부터 전송되는 초기화 과정에서의 각종 신호 또는 실질적인 정상상태에서의 정보데이터를 수신받아 고속 푸리에 변환 방식에 따라 다수개의 부반송파 채널 대역의 신호를 복원처리하게 된다.
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 도 4의 타이밍차트를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 마스터 유니트(MU)와 슬레이브 유니트(SU)가 전력선을 통한 통신 채널에 의해 연결되어 포인트 투 멀티포인트 방식으로 통신을 수행하는 경우에, 그 마스터 유니트(MU)와 슬레이브 유니트(SU)는 정상적인 통신을 수행하기 위한 일련의 정차로서 초기화를 수행하게 된다.
여기서, 상기 마스터 유니트(MU)에서는 초기화를 수행하기 위해, M-NOSIG, M-TONES, M-TRAIN, M-NTRAIN, M-MEASURE, M-EXG, M-CRC 신호와 같은 관련 신호를 전송하게 되고, 상기 슬레이브 유니트(SU)에서는 S-NOSIG, S-TONES, S-TRAIN, S-NTRAIN, S-MEASURE, S-EXG, S-CRC 신호와 같은 관련 신호를 상기 마스터 유니트(MU)에 전송하게 된다.
우선, 상기 마스터 유니트(MU)로부터의 M-NOSIG 신호와 슬레이브 유니트(SU)로부터의 S-NOSIG 신호는 신호가 없는 상태(No Signal)를 나타낸 것으로서, 송신 신호가 없이 신호 수신만을 하는 상태를 나타내는 것이다.
즉, 동 도면에 따른 본 발명에서는 상기 마스터 유니트(MU)와 슬레이브 유니트(SU) 중에 어느 하나의 유니트가 신호를 전송하게 되면, 다른 하나의 유니트는 신호를 전송할 수 없는 NOSIG 상태를 형성하게 되어 상대방 유니트로부터 전송되는 신호만을 수신받을 수 있도록 하게 된다.
동 도면에서, 상기 슬레이브 유니트(SU)로부터 S-TONES 신호가 발생되어 전송되면, 상기 마스터 유니트(MU)의 마이크로 프로세서(70)에서는 그 S-TONES 신호를 검출함에 의해, 그에 대한 응답으로서 신호 발생기(54)를 제어하여 M-TONES 신호를 전송하게 된다. 여기서, 상기 M-TONES 신호가 전송되는 이산 다중파(DMT)의 심벌수(T_m1)는 상기 슬레이브 유니트(SU)의 수신부(90)에서 부반송파 검출(Tone Detection)을 할 수 있도록 하기 위해 약 20∼40 DMT 심벌로 전송하게 된다.
이 때, 상기 M-TONES 신호는 여러 개의 주파수를 갖는 부반송파 채널 예컨대 3∼5 개 정도의 채널을 동시에 전송하게 되는 바, 통신 채널로서 형성되는 전력선의 특성상 주파수 선택적 열화에 의해 한, 두 개 정도의 부반송파 채널이 수신되지 않아도 나머지의 채널에 의해 신호가 정상적으로 수신될 수 있도록 하기 위한 것이다.
그 상태에서, 상기 마스터 유니트(MU)의 마이크로 프로세서(70)는 M-TONES 신호를 전송한 다음에, 연속하여 M-TRAIN1 신호와 M-NTRAIN1 신호 및 M-MEASURE 신호를 전송하게 되고, 상기 슬레이브 유니트(SU)에서는 전송신호가 없는 상태(S-NOSIG1)에서 각 신호를 수신받아 검출하게 된다.
여기서, 상기 TRAIN 신호는 수신단에서 자동이득제어(AGC) 트레이닝, 클럭복원, 프레임 동기화 및, 등화레벨 제어를 수행할 수 있도록 하는 트레이닝 시퀀스 신호로서, 의사 랜덤시퀀스(PRS)에 의한 데이터 패턴 d(n)(n=1에서 512)이 각 부반송파 채널에 대해 2개씩 발생하게 되는 바, d(n) = 1(n=1에서 9), d(n) = d(n) + d(n-9)(n=10에서 511)에 해당된다.
한편, 상기 M-TRAIN1 신호에서 제 1부반송파 채널=d(1)과 d(2), 제 2부반송파 채널=(d(3)과 d(4), ... , 제 256부반송파 채널=d(511)과 d(512)로 4-직교진폭변조(4-QAM) 방식에 의해 성상점을 형성하여 전송하게 되고(단, 의사 랜덤 시퀀스(PRS)의 주기는 511비트이므로, d(512)는 d(1)을 사용함), 파일로트 채널로 사용할 부반송파 채널에 대해서는 (+,+)의 성상점으로 오버라이트하게 되는 바, 이러한 신호는 매 심벌마다 동일한 절차에 의해 전송되도록 한다. 여기서, 상기 M-TRAIN 신호의 DMT 심벌수(T_m2)는 상기 슬레이브 유니트(SU)의 수신부(90)에서 자동이득제어, 프레임 동기, 등화레벨 조정을 정상적으로 수행할 수 있도록 하기 위해, 전력선의 특성에 따라 수백에서 1000 DMT 심벌로 전송하게 된다.
또한, 상기 NTRAIN 신호는 네가티브(Negative) TRAIN 신호로서, 그 TRAIN 신호를 매 채널마다 180도로 위상 변경한 신호에 해당되는 바, 다음에 전송되는 신호가 몇번째의 신호인지를 판별하기 위한 것이고, 그 DMT 심벌수(T_m3)는 10∼20 DMT 심벌로 전송하게 된다. 단, 파일로트 채널로 사용할 채널에 대해서는 (+,+)의 성상점으로 다시 오버라이트할 수 있도록 한다.
또, 상기 MEASURE 신호는 상기 마스터 유니트(MU)의 수신단이나 슬레이브 유니트(SU)의 수신단에서 채널 분석을 수행하여 각 부반송파 채널마다 의 신호 대 잡음비(SNR)를 측정할 수 있도록 하는 의사 랜덤시퀀스(PRS)로서, 상기 TRAIN 신호와는 달리 부반송파 채널이 매 심벌마다 1비트씩 쉬프트된 절차로 전송되는 것이다.
즉, 상기 MEASURE 신호의 첫 번째 심벌에서는 제 1부반송파 채널=d(1)과 d(2), 제 2부반송파 채널=d(3)과 d(4), ... , 제 256부반송파 채널=d(511)과 d(1)으로 발생되고, 두 번째 심벌에서는 제 1부반송파 채널=d(2)과 d(3), 제 2부반송파 채널=d(4)과 d(5), ... , 제 256부반송파 채널=d(1)과 d(2)으로 1비트 만큼 쉬프트 이동되도록 발생되는 바, 512번째의 심벌에서는 제 1부반송파 채널=d(1)과 d(2), 제 2부반송파 채널=d(3)과 d(4), ... , 제 256부반송파 채널=d(511)과 d(1)으로 발생된다. 이 때에도 파일로트 채널로 사용할 채널에 대해서는 (+,+)의 성상점으로 다시 오버라이트하게 된다.
상기한 바와 같이 MESURE 신호를 전송하는 이유는 채널 상에서 상호 심벌간섭(ISI)을 발생시키기 위한 것으로서, 수신단에서는 이러한 상호 심벌간섭을 이용하여 신호 대 잡음비(SNR)를 측정함에 의해 각 부반송파 채널에 적합한 비트할당(Bit Allocation)을 수행하게 된다. 여기서, 상기 MEASURE 신호의 DMT 심벌수(T_m4)는 각 부반송파 채널의 신호 대 잡음비(SNR)를 측정할 수 있도록 하기 위해, 1000∼2000 DMT 심벌 개수로 전송하게 된다.
상기 M-TONES 신호와, M-TRAIN1 신호, M-NTRAIN1 신호, M-MEASURE 신호가 전송된 상태에서, 상기 슬레이브 유니트(SU)의 마이크로 프로세서(100)에서는 상기 M-TRAIN1 신호를 수신받아 자동이득제어 트레이닝과, 클럭 복원, 프레임 동기, 등화기 트레이닝을 수행하게 되고, 상기 M-NTRAIN1 신호에 의해 M-MEASURE 신호의 시작점을 찾은 다음에, 그 M-MEASURE 신호에 의해 하향전송(Downstream) 채널의 신호 대 잡음비(SNR)을 구하여 부반송파 채널의 비트할당에 사용하게 된다.
한편, 상기 슬레이브 유니트(SU)의 마이크로 프로세서(100)에서는 상기 전송부(80)를 제어하여 S-TRAIN1 신호와, S-NTRAIN1 신호 및, S-MEASURE 신호를 발생하여 마스터 유니트(MU)에 전송하게 되고, 상기 마스터 유니트(MU)의 마이크로 프로세서(70)에서는 전송신호가 없는 상태(M-NOSIG2)에서 각각의 신호를 검출하게 된다.
상기 마스터 유니트(MU)의 마이크로 프로세서(70)에서는 상기 S-TRAIN1 신호를 수신받아 자동이득제어 트레이닝과, 클럭 복원, 프레임 동기, 등화기 트레이닝을 수행하게 되고, 상기 S-NTRAIN1 신호에 의해 S-MEASURE 신호의 시작점을 찾은 후에, 그 S-MEASURE 신호에 의해 상향전송(Upstream) 채널의 신호 대 잡음비(SNR)을 구하여 부반송파 채널의 비트할당에 사용하게 된다.
그 다음에, 상기 마스터 유니트(MU)의 마이크로 프로세서(70)에서는 M-TRAIN2 신호와, M-NTRAIN2 신호, M-EXG 신호 및, M-CRC 신호를 슬레이브 유니트(SU)에 전송하게 되고, 상기 슬레이브 유니트(SU)에서는 전송신호가 없는 상탱(S-NOSIG2)에서 각 신호를 수신받아 검출하게 된다. 여기서, 상기 M-TRAIN2 신호의 DMT 심벌수(T_m6)는 등화기 레벨을 다시 한번 조절해 주도록 하기 위해,1000∼2000 DMT 심벌 개수로 전송하게 된다.
여기서, 상기 EXG 신호는 상기 MEASURE 신호에 의해 생성되는 비트 테이블 정보를 상대방의 유니트에 전송하여 서로의 비트테이블 정보를 교환하기 위한 상태를 형성하는 것으로서, 이산 다중파(DMT) 1 심벌당 1비트의 정보만을 전송할 수 있도록 하여 정보 교환 중에 채널 상에서 에러가 발생되지 않도록 전송하게 되고, 전송할 정보가 "0"이면 TRAIN 신호를 전송하고 "1"이면 NTRAIN 신호를 전송하게 된다.
즉, 상기 EXG 신호는 상기 MEASURE 신호에서 구한 비트 테이블을 bi= {b0,b1,b2, ... , b255}로 나열한 이후에, 각 bi를 다시 비트 레벨의 메시지정보(m = {m255*n, ... , m1, m0} = {b0,b1,b2, ... , b255})로 바꾸어 전송하게 된다(여기서 mk가 "0"이면 TRAIN 신호이고, "1"이면 NTRAIN 신호가 전송된다).
상기 EXG 신호의 DMT 심벌 개수(T_m8)는 각 부반송파 채널의 비트 테이블 정보를 전송하기 위해서, 부반송파 채널의 개수가 256이고 그 최대 비트수가 4(3비트로 표현 가능)인 경우에, 768 개(즉 128×3)의 DMT 심벌 개수로서 전송하게 된다.
또한, 상기 CRC 신호는 상기 EXG 신호를 수신할 때 에러 여부를 검출하기 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check)의 용도로 사용되고, 그 CRC 비트는 상기 EXG 신호의 EXG 비트에 의해 하기한 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 계산된다.
여기서, 상기 a(D)는 메시지 다학식(Message Polynomial)이고, a0가 메시지의 최대 비트(Least Significant Bit)이다.
또한, 상기 g(D)는 CRC 발생기 다항식(Generator Polynomial)으로서 하기한 수학식 3에 의해 표현되고, c(D)는 CRC 체크 다항식(Check Polynomial)으로서 하기한 수학식 4에 의해 표현된다.
여기서, 상식 수학식 4에 따라 전송되는 비트는 c0∼c15이다.
이 때, 상기 슬레이브 유니트(SU)의 마이크로 프로세서(100)는 상기 M-TRAIN2 신호를 수신받아 클럭 복원과 등화기 트레이닝을 다시 수행하게 되고, M-NTRAIN2 신호에 의해 M-EXG 신호의 시작점을 찾은 이후에, 그 M-EXG 신호와 M-CRC 신호에 의해서 하향전송에 이용되는 비트 테이블(Bit Table)(또는 전력 테이블(Power Table))을 구하게 된다.
한편, 상기 슬레이브 유니트(SU)에서는 상기 M-CRC 신호를 수신받은 이후에, S-TRAIN2 신호와, S-NTRAIN2 신호 및, S-EXG 신호 및, S-CRC 신호를 마스터유니트(MU)에 전송하게 되고, 상기 마스터 유니트(MU)에서는 전송신호가 없는 상태(M-NOSIG3)에서 각 신호를 수신받아 검출하게 된다.
이 때, 상기 마스터 유니트(MU)에서는 상기 S-TRAIN2 신호에 의해 클럭 복원과 등화기 트레이닝을 다시 수행하게 되고, 상기 S-NTRAIN2 신호에 의해 S-EXG 신호의 시작점을 찾은 이후에, 그 S-EXG 신호와 S-CRC 신호에 의해 상향전송에 사용하는 비트 테이블을 구하게 된다.
한편, 상기 마스터 유니트(MU)에서는 상기 S-CRC 신호를 모두 수신한 이후에, 상기 슬레이브 유니트(SU) 측으로 M-TRAIN3 신호와 M-NTRAIN3 신호를 전송하게 되고, 상기 슬레이브 유니트(SU)에서는 전송신호가 없는 상태(S-NOSIG3)에서 각 신호를 수신받게 되고, 상기 M-NTRAIN3 신호가 수신되면 초기화 과정이 성공적으로 완료된 상태를 인식하게 된다.
한편, 본 발명에서는 전력선 통신이 포인트 투 멀티포인트 환경이기 때문에 단일의 마스터 유니트에 대해 다수개의 슬레이브 유니트가 연결될 수 있는 바, 그 마스터 유니트에 대해서 복수개의 슬레이브 유니트가 이미 초기화 과정을 완료하고 정상 상태에서 동작됨에 의해 각 슬레이브 유니트 마다 타임 슬롯(Time Slot)이 할당되어 미디어 소스(Media Source)를 공동으로 사용하고 있는 상태에서는 새로운 슬레이브 유니트가 접속을 시도하게 되면 마스터 유니트에서 새로운 타임 슬롯을 할당하여 주고 초기화 과정이 새로운 타임 슬롯 내에서 이루어지도록 한다.
여기서, 상기 각각의 슬레이브 유니트에 대한 타임 슬롯의 기간은 미리 결정되는 바, 예컨대 타임 슬롯의 길이가 N초(sec)이고 초기화 과정의 기간이 (3*N+??)초 이면, 4개의 타임 슬롯을 이용하여 초기화 과정을 수행한 이후에 5번째 슬롯에서는 정상 상태에서 시작하도록 하고, 그 초기화 과정은 수신단의 트레이닝이나 채널 분석 및 신호 교환의 연속성을 보장해 주기 위해 각각의 전송부와 수신부에서 신호가 전송되지 않는 상태(M-NOSIG, S-NOSIG)가 시작되는 부분에서 4부분으로 나누어 실행할 수 있도록 한다.
상기한 실시예를 갖는 본 발명은 그 실시양태에 구애받지 않고 그 요지를 벗어나지 않는 한도 내에서 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 포인트 투 멀티포인트의 환경에서 동작되는 전력선 통신에서 마스터 유니트와 슬레이브 유니트의 초기화 과정을 수행하는 경우에, 전력선의 특성 상 발생되는 낮은 신호 대 잡음비와 시간에 따른 채널 환경의 변화, 주파수 선택적 열화에 적응적으로 시분할 이분/시분할 다중파 방식에 의해 단시간 내에 최적으로 초기화를 수행할 수 있도록 함에 따라, 보다 안정적이고 최적화된 전력선 통신이 가능하게 된다는 효과를 갖게 된다.

Claims (8)

  1. 마스터 유니트와 슬레이브 유니트가 전력선에 의해 통신 채널이 연결되어 정상 상태에서의 전력선 통신(PLC)을 위한 이산 다중파(DMT) 방식의 초기화 과정을 수행하는 전력선 통신 시스템의 통신 초기화 방법에 있어서,
    전력선의 주파수 선택적 열화에 대한 특성을 고려하여 상기 마스터 유니트와 슬레이브 유니트 간에 여러 개의 부반송파 채널을 이용하여 초기화의 활성화 및 승인 과정을 수행하는 단계와,
    전력선의 낮은 신호 대 잡음비(SNR)에 대한 특성을 고려하여 상기 마스터 유니트와 슬레이브 유니트 간에 초기화 과정에서 교환되는 이산 다중파 1심벌 당 1비트의 정보만을 전달하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 수신단의 클럭 복원을 위한 파일로트(Pilot) 신호가 여러 개의 채널을 사용하여 전송되도록 하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 유니트와 슬레이브 유니트 사이의 초기화 과정에서 일측의 유니트에서 초기화를 위한 관련 신호를 전송하면, 다른 측의 유니트에서 전송신호가 없이 수신만을 진행하는 상태가 형성되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법.
  4. 마스터 유니트와 슬레이브 유니트가 전력선에 의해 통신 채널이 연결되어 정상 상태에서의 전력선 통신(PLC)을 위한 이산 다중파(DMT) 방식의 초기화 과정을 수행하는 전력선 통신 시스템의 통신 초기화 방법에 있어서,
    상기 마스터 유니트와 슬레이브 유니트 간에 여러 개의 주파수 채널을 갖는 부반송파 채널신호를 교환하는 단계와,
    수신단의 자동이득제어(AGC)와 클럭복원, 프레임 동기화, 등화 과정을 수행할 수 있는 트레이닝 시퀀스 신호를 교환하는 단계,
    다음 신호의 타임 마커(Time Marker)를 제공하는 신호를 교환하는 단계,
    신호 대 잡음비를 측정하기 위한 신호를 교환하는 단계,
    신호 대 잡음비의 측정에 의해 생성되는 비트 테이블 정보를 상대방의 유니트 측으로 이산 다중파 1심벌 당 1비트씩 전송하는 신호를 교환하는 단계 및,
    CRC에러의 검출을 위한 신호를 교환하여 통신 초기화를 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단계는,
    상기 마스터 유니트로부터 여러 개의 주파수 채널을 갖는 부반송파 채널신호와, 트레이닝 시퀀스 신호, 다음 신호의 타임 마커를 제공하는 신호, 신호 대 잡음비를 측정하기 위한 신호를 전송하는 단계와,
    상기 슬레이브 유니트에서 상기 마스터 유니트로부터 전송되는 관련 신호를 인식하여 자동이득제어와, 클럭복원, 프레임 동기화, 등화 과정을 수행하고, 하향 비트열 채널의 신호 대 잡음비를 측정하는 단계,
    상기 슬레이브 유니트로부터 트레이닝 시퀀스 신호와, 다음 신호의 타임 마커를 제공하는 신호, 신호 대 잡음비를 측정하기 위한 신호를 전송하는 단계,
    상기 마스터 유니트에서 상기 슬레이브 유니트로부터 전송되는 관련 신호를 인식하여 자동이득제어와, 클럭복원, 프레임 동기화, 등화 과정을 수행하고, 상향 비트열 채널의 신호 대 잡음비를 측정하는 단계,
    상기 마스터 유니트로부터 트레이닝 시퀀스 신호와, 다음 신호의 타임 마커를 제공하는 신호, 신호 대 잡음비의 측정에 의해 생성되는 비트 테이블 정보를 상대방의 유니트 측으로 전송하는 신호, CRC에러의 검출을 위한 신호를 전송하는 단계,
    상기 슬레이브 유니트에서 상기 마스터 유니트로부터 수신되는 관련 신호를 인식하여 자동이득제어와, 클럭복원, 프레임 동기화, 등화 과정을 수행하고, 하향 비트열 채널에 대해 측정된 신호 대 잡음비에 의해 비트 테이블을 구하는 단계,
    상기 슬레이브 유니트에서 트레이닝 시퀀스 신호와, 다음 신호의 타임 마커를 제공하는 신호, 신호 대 잡음비의 측정에 의해 생성되는 비트 테이블 정보를 상대방의 유니트 측으로 전송하는 신호, CRC에러의 검출을 위한 신호를 전송하는 단계,
    상기 마스터 유니트에서 상기 슬레이브 유니트로부터 수신되는 관련 신호를 인식하여 자동이득제어와, 클럭복원, 프레임 동기화, 등화 과정을 수행하고, 상향 비트열 채널에 대해 측정된 신호 대 잡음비에 의해 비트 테이블을 구하는 단계,
    상기 마스터 유니트에서 트레이닝 시퀀스 신호와, 다음 신호의 타임 마커를 제공하는 신호를 전송하는 단계 및,
    상기 슬레이브 유니트에서 상기 마스터 유니트로부터 트레이닝 시퀀스 신호와 타임 마커를 제공하는 신호를 수신받게 되면 초기화가 완료됨을 인식하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 트레이닝 시퀀스 신호를 교환하는 단계에서,
    상기 트레이닝 시퀀스 신호는 의사 랜덤시퀀스(PRS)에 따른 데이터 패턴으로 각각 2개씩의 부반송파 채널을 이용하여 4-직교진폭변조(QAM) 성상점(Constellation Point)을 형성하여 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 트레이닝 시퀀스 신호를 교환하는 단계와, 다음 신호의타임 마커를 제공하는 신호를 교환하는 단계는,
    파일로트 채널로 사용할 부반송파 채널을 (+,+)의 성상점으로 오버라이트하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 신호 대 잡음비를 측정하기 위한 신호를 교환하는 단계는,
    의사 랜덤시퀀스(PRS)에 따른 데이터 패턴으로 각각 2개씩의 부반송파 채널을 이용하여 4-직교진폭변조(QAM) 성상점(Constellation Point)을 형성하여 전송하되, 매 심벌마다 1비트씩 쉬프트된 시퀀스로 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산 다중파 시스템의 통신 초기화 방법.
KR1020000065784A 2000-11-07 2000-11-07 전력선 통신용 시분할 이분/시분할 다중접속 방식 이산다중파 시스템의 통신 초기화 방법 KR20020035956A (ko)

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