KR100309101B1 - 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스를 최적화시키기 위한장치 및 방법 - Google Patents

하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스를 최적화시키기 위한장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:전송시스템에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:데이터 전송시스템에 있어서 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 라인특성변화에 맞추어 최적화시킴으로써 데이터의 전송성능을 극대화시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
다. 그 발명의 해결방법의 요지:하이브리드 회로를 구비하는 데이터 전송 시스템의 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화장치에 있어서, 상기 하이브리드 회로에 접속되며 입력되는 조정제어신호에 의해 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값이 가변되는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정 회로부와, 일정한 파워레벨을 송출하여 되돌아오는 반사파의 존재유무와 데이터 에러율의 변화를 감지하여 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스를 가변 조정하기 위한 조정제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력되는 조정제어신호를 상기 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부를 인터페이싱하는 자동조정 인터페이스부를 적어도 포함함을 특징으로 한다.
라. 발명의 중요한 용도:ADSL전송 시스템에 사용할 수 있다.

Description

하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스를 최적화시키기 위한 장치 및 방법
본 발명은 데이터 전송시스템에 관한 것으로, 특히 전송시스템에서 종단간 하이브리드 밸런스(Hybrid Balance)값 및 특성 임피던스를 최적화시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
데이터 전송시스템의 일예인 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 전송시스템은 기존의 전화선로를 이용하여 고속으로 데이터를 전달할 수 있도록 전화선 양단(전화국, 가입자)에 설치되는 전송장치로서 인터넷, VOD 및 멀티미디어 서비스를 위한 장치이다.
도 1은 ADSL 전송시스템의 아나로그 프론트 엔드(Analog Front End)부의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시한 바와 같이 전송시스템의 구성은 데이터 전송매체인 전화선로(100)와, 상기 선로상의 상이한 신호들을 분리시켜 주는 스플리터기능의 LPF(Low Pass Filter)(102)와, 평형모드신호와 불평형모드신호간의 변환과 특성 임피던스의 매칭(matching)을 위한 라인트랜스포머(104)와, 시스템의 송신단 및 수신단을 분리시켜 주고 2-선식(wire)과 4-선식 간의 변환기능을 수행하는 하이브리드 회로(Hybrid Circuit)(106) 및 외부전송매체로 적정한 파워를 송출하기 위한 드라이버(108)와 데이터 송수신 처리부(110)로 구성되어 있으며, 상기 드라이버(108) 주변에는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 조정하기 위한 조정회로(112,114)가 존재한다.
상술한 구성의 아나로그 프론트 엔드부에서의 데이터 송수신 처리과정을 설명하면, 데이터 송수신 처리부(110)로부터 송신된 데이터는 드라이버(108)단을 거치면서 적정 파워레벨로 증폭되어 하이브리드 회로(106)의 송신단으로 입력되며 트랜스포머(104)에서 평형모드신호로 변환되어 외부전송매체인 전화선로(100)로 전송된다. 반면 외부전송매체인 전화선로(100)로부터 유입되는 평형모드신호는 트랜스포머(104)에서 불평형모드신호로서 변환된후 하이브리드 회로(106)의 수신단으로 유입되고 드라이버(108)단에서 수신된 신호에 대하여 복원이 용이하도록 증폭되어 최종적으로 데이터 송수신 처리부(110)의 수신모듈로 입력된다.
상술한 바와 같은 일련의 데이터 송수신과정은 이미 계산된 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값으로 조정되어 있는 조정회로(112,114)에 의해 송수신용 파워에 대한 손실과 반사가 최대한 방지되도록 되어 있다. 이를 상기 조정회로(112,114)의 설계방식을 인용하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 조정회로(112,114)의 설계방식은 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스에 대해 가장 도미넌트(dominent)한 전송라인을 모델링하여 수식적으로 얻은 값을 디스크리트(descrete)한 저항, 커패시터소자를 이용 그 값을 고정시켜 보드에 솔더링(soldering)하는 방식이었다.
그러나 전송시스템이 사용하는 물리적 전송매체의 특성 임피던스 및 하이브리드 밸런스 값은 항상 일정할 수는 없다. 동일 종류, 동일 용도의 케이블 매체간에도 브리지 탭과 같은 물리적 분기, 사용된 부품의 특성 임피던스 오차, 노이즈 및 신호 주파수 성분, 전송매체의 기본 물리적 상수인 레지스턴스, 인덕턴스, 커패시턴스, 컨덕턴스 오차등 여러가지 외적 요인에 의해 완벽하게 동일할 수는 없다. 그럼에도 불구하고 송수신용 파워에 대한 손실과 반사를 최대한 방지하도록 적용된 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로(112,114)를 구성하는 각 소자값이 일정한 값으로 고정되어 있기 때문에, 라인특성변화에 따라 정확한 매칭이 되지 않아 전송능력이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 데이터 전송시스템에 있어서 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 라인특성변화에 맞추어 최적화시킴으로써 데이터의 전송성능을 극대화시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하이브리드 회로를 구비하는 데이터 전송 시스템의 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화장치에 있어서,
상기 하이브리드 회로에 접속되며 입력되는 조정제어신호에 의해 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값이 가변되는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정 회로부와,
일정한 파워레벨을 송출하여 되돌아오는 반사파의 존재유무와 데이터 에러율의 변화를 감지하여 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스를 가변 조정하기 위한 조정제어신호를 출력하는 제어부와,
상기 제어부로부터 출력되는 조정제어신호를 상기 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부를 인터페이싱하는 자동조정 인터페이스부를 적어도 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 전송시스템의 일예인 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 전송시스템의 아나로그 프론트 엔드(Analog Front End)부 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 밸런스(Hybrid Balance) 및 특성 임피던스를 최적화시키기 위한 장치의 블럭구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스를 최적화시키기 위한 처리흐름도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 밸런스(Hybrid Balance) 및 특성 임피던스를 최적화시키기 위한 장치가 접속되어 있는 ADSL 전송시스템의 아나로그 프론트 엔드부의 블럭구성도를 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스를 최적화시키기 위한 마이크로 프로세서(200)의 처리흐름도를 도시한 것이다.
우선 본 발명의 구성은 동일 용도, 동일 종류의 케이블 전송매체간에도 물리적 분기나 사용된 부품의 특성 임피던스 오차, 노이즈 및 신호 주파수성분, 전송매체의 기본 물리적 상수인 레지스턴스, 인덕턴스, 컨덕턴스 오차등 여러 가지 외적요인에 의해 있을 수 밖에 없는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스의 변화를 수동 혹은 자동으로 조정할 수 있도록 하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 구성한다.
도 2를 참조하면, LPF(102)는 데이터 전송매체인 전화선로(100)로부터 유입되는 전화서비스 대역의 신호와 이와 다른 신호대역상의 상이한 신호들을 분리시켜 주는 스플리터장치로서 사용된다. 라인 트랜스포머(104)는 상기 LPF(102)의 출력단에 접속되어 평형모드신호와 불평형모드신호간을 변환시켜 주고 임피던스를 매칭시키는데 사용된다. 하이브리드 회로(106)는 전송매체의 2선식을 4선식으로 변환하고 전송시스템의 송신단 및 수신단을 분리시켜 준다. 상기 하이브리드 회로(106)회로와 데이터 송수신 처리부(110) 사이에 접속되는 드라이버(108)는 수신된 신호의 송출 및 복원이 용이하도록 파워증폭하여 출력하며, 데이터 송수신 처리부(110)는 사용자 인터페이스(230)와 데이터를 최종적으로 인터페이싱하기 위한 데이터로 처리하여 출력한다. 그리고 하이브리드 회로(106)에 접속된 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정 회로부(260)는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 다양한 값으로 조정 가능하도록 다수의 저항과 커패시터 및 릴레이 등으로 구성된다. 이러한 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부(260)의 구성소자들은 접속되어 있는 수동조정 인터페이스부(240) 및 자동조정 인터페이스부(250)로부터 입력되는 조정제어신호에 따라 그 값이 변화되므로써 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값이 가변된다.
한편, 수동조정 인터페이스부(240)는 사용자가 직접 시스템을 사용하면서 사용자 인터페이스(230)를 통해 다수의 데이터 에러상황이 발견되면 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 조정할 수 있도록 하기 위해서 구비된다. 즉, 수동조정 인터페이스부(240)는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 사용자가 수동조정하기 위해서 시스템 외장 밖에 구비된 수동조정수단으로부터 입력되는 조정제어신호를 상기 조정회로부(260)와 마이크로 프로세서(200)로 인터페이싱하는 역할을 수행한다. 자동조정 인터페이스부(250)는 마이크로 프로세서(200)로부터 출력되는 조정제어신호를 상기 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부(260)로 인터페이싱해 준다. 그리고 마이크로 프로세서(200)는 롬(210)에 저장된 제어프로그램에 따라 도 2에 도시한 아나로그 프론트 엔드부의 전반적인 동작을 제어한다. 일예로 마이크로 프로세서(200)는 익스클루시브 오어(exclusive or) 소프트웨어 알고리즘을 사용하여 데이터 에러율을 감지하고 에러율에 따라 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 조정하기 위한 조정제어신호를 출력한다. 이러한 조정제어신호는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부(260)를 구성하는 소자들의 변수값들을 가변시키기 위한 신호로서 상기 구성 소자들의 조합값에 따라 다른 값을 가진다. 그리고 롬(210)에는 본 발명의 실시예에 따른 제어프로그램이 저장되며, 램(220)에는 시스템 제어동작시 발생하는 데이터가 일시 저장된다.
이하 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 최적화시키는 과정을 상세히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 우선 마이크로 프로세서(200)는 시스템 초기화시에 300단계에서 미리 정해진 일정 파워량을 전화선로(100)로 송출한후 310단계로 진행한다. 그리고 마이크로 프로세서(200)는 310단계에서 데이터 송수신 처리부(110)를 통해 수신되는 반사파가 있는가를 검사한다. 만약 되돌아오는 반사파가 있다면 특성 임피던스의 매칭이 이루어지지 않은 것이기 때문에, 마이크로 프로세서(200)는 320단계로 진행하여 특성 임피던스를 매칭시켜 주기 위한 조정제어신호를 자동조정 인터페이스부(250)를 통해 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부(260)로 순차 출력한다. 이와 같이 특성 임피던스를 매칭시켜 주기 위한 조정제어신호의 출력중 수신되는 반사파가 없음이 310단계에서 검색되면 마이크로 프로세서(200)는 330단계 및 340단계에서 각각 기본 통신을 개통한후 분석결과 교환 및 접속을 수행한다.
한편 접속이 완료되면 마이크로 프로세서(200)는 350단계로 진행하여 익스클루시브 오아 알고리즘을 사용하여 데이터 에러율이 높아지는가를 검색한다. 만약 데이터 에러율이 높아진다면 마이크로 프로세서(200)는 360단계로 진행하여 하이브리드 밸런스값을 최적화시키기 위한 조정제어신호를 상기 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부(260)로 출력한다. 그리고 마이크로 프로세서(200)는 하이브리드 밸런스값을 최적화시키기 위한 조정제어신호 출력후 다시 350단계로 진행하여 데이터 에러율이 높아지는가를 검색하는데, 이때 데이터 에러율이 더 높아졌다면 최초 출력한 조정제어신호 보다 한 단계 낮은 조합을 가지는 조정제어신호를 출력하고, 데이터 에러율이 낮아진 경우에는 최초 출력한 조정제어신호 보다 한 단계 높은 조합을 가지는 조정제어신호를 출력하는 방식으로 하이브리드 밸런스값을 조정한다. 이와 같이 하이브리드 밸런스 조정중에 데이터 에러율이 반전됨이 350단계에서 검색되면, 마이크로 프로세서(20)는 상기 데이터 에러율이 반전되기 이전에 출력한 조정제어신호가 나타내는 조합값들을 시스템 메모리에 룩업 테이블형태로 저장한후 370단계로 진행하여 정상통신을 수행한다. 데이터 에러율이 반전되기 이전에 출력한 조정제어신호가 나타내는 조합값들을 저장하는 이유는 데이터 전송중 반사파의 수신 혹은 데이터 에러율의 증가와 같은 현상이 발생할때 다시 초기화과정을 거치지 않고 상기 시스템 메모리에 저장된 조합값을 이용할 수 있기 때문이다.
따라서 마이크로 프로세서(200)는 상술한 바와 같은 과정을 통해 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 전송매체의 특성 변화에 맞게 최적화할 시킬 수 있기 때문에 전송 데이터 에러율이 개선될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 데이터 전송 시스템에서 발생할 수 있는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 오차가 수동 혹은 자동으로 조정되어 보정되기 때문에 송신파워가 손실없이 수신기에 전달될 수 있고 데이터 에러율을 줄일 수 있는, 즉 데이터의 전송성능이 극대화될 수 있는 장점이 있게 되는 것이다.

Claims (5)

  1. 하이브리드 회로를 구비하는 데이터 전송 시스템의 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화장치에 있어서,
    상기 하이브리드 회로에 접속되며 입력되는 조정제어신호에 의해 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값이 가변되는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정 회로부와,
    일정한 파워레벨을 송출하여 되돌아오는 반사파의 존재유무와 데이터 에러율의 변화를 감지하여 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스를 가변 조정하기 위한 조정제어신호를 출력하는 제어부와,
    상기 제어부로부터 출력되는 조정제어신호를 상기 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부를 인터페이싱하는 자동조정 인터페이스부를 적어도 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값을 수동조정하기 위한 수동조정수단과,
    상기 수동조정수단으로부터 발생되는 조정제어신호를 상기 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 조정회로부로 인터페이싱하는 수동조정 인터페이스부를 더 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는;
    상기 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 가변 조정중 최적화된 값을 내부 메모리에 저장한후 시스템 구동중에 재사용함을 특징으로 하는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화장치.
  4. 하이브리드 회로와, 입력되는 조정제어신호에 의해 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스값이 가변되는 회로부를 가지는 전송 시스템의 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화방법에 있어서,
    일정 파워레벨을 전송매체로 송출하여 되돌아오는 반사파가 존재하는가를 검사하는 제1과정과,
    반사파 수신시 수신되는 반사파가 없도록 특성 임피던스값을 가변시키는 조정제어신호를 상기 회로부로 출력하는 제2과정과,
    통신접속상태에서 데이터 에러율이 증가하는가를 검사하는 제3과정과,
    상기 데이터 에러율 증가시 하이브리드 밸런스값을 가변시켜 데이터 에러율을 최소값으로 조정하기 위한 조정제어신호를 출력하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1과정 및 제4과정은 상기 시스템의 초기화중에 수행됨을 특징으로 하는 하이브리드 밸런스 및 특성 임피던스 최적화방법.
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