KR100463523B1 - 홈 네트워크 시스템의 통신장치 및 방법 - Google Patents

홈 네트워크 시스템의 통신장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

기기 및 전력선 상태를 고려한 최적의 주파수 대역을 선정하여 노이즈에 강하고 전송속도 및 데이터 신뢰도 저하를 방지할 수 있도록 한 홈 네트워크 시스템의 통신장치 및 방법에 관한 것으로, 전송할 데이터를 준비하고 해당 슬레이브로 소정 주파수 대역의 기준신호를 송신상태 그대로 응답하도록 전송하고 그에 따른 슬레이브의 응답신호를 기준신호와 비교하여 송신신호 대 수신신호 비율이 설정값 이상 유지되는 주파수 대역을 검출하고 검출된 주파수 대역을 해당 수신기기로 알린 다음 검출된 주파수 대역으로 데이터를 전송하는 마스터와, 마스터에서 전송된 기준신호를 수신하여 수신상태 그대로 마스터로 송신하고 마스터에서 알려준 주파수 대역으로 데이터를 수신하는 적어도 하나 이상의 슬레이브를 포함하여 구성되므로 시스템 설치환경을 최대한 고려하여 통신 속도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

홈 네트워크 시스템의 통신장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATION OF HOME NETWORK SYSTEM}
본 발명은 홈 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 특히 홈 네트워크 시스템의 통신장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 각 가정 또는 원격에서 가정에 있는 가전기기들을 자동으로 제어하기 위한 홈 네트워크 시스템이 상용화단계에 이르러 있다.
이와 같은 홈 네트워크 시스템의 경우, 가전기기(슬레이브) 및 이를 제어하기 위한 네트워크 제어기(마스터)간의 신호교환을 위한 통신라인 구축이 필수적인 요소인데, 별도의 통신라인을 이용하여 네트워크 망을 구축할 수도 있지만, 현재 모든 가정에 전기를 공급하기 위해 연결된 전력선을 이용하여 네트워크 망을 구축하는 것이 가장 합리적인 방법이고 현재 이 분야의 기술개발이 상당히 이루어진 실정이므로 향후 홈 네트워크 시스템은 전력선을 이용한 통신방식을 채택할 것이다.
그리고 네트워크 제어기로서, 별도의 기기를 적용할 수도 있지만, 대부분의 경우 가정내의 가전제품중 디스플레이가 가능하고 인터넷 연결 등이 가능한 기기(예를 들어, 인터넷 티브이, 퍼스널 컴퓨터)를 네트워크 제어기로 설정하여 시스템 구축이 이루어진다.
즉, 도 1과 같이, 가정에 티브이(20), 브이티알(VTR)(30), 세탁기(40), 냉장고(50), 에어컨(60) 등의 가전제품으로 홈 네트워크를 구축한 경우, 각 가전기기는 각각 전력선 통신 모뎀(10)을 통해 전력선과 연결된다.
이때 전력선 통신 모뎀(10)은 각 가전기기의 디지털 신호를 전력선을 통해 전송 가능한 형태 즉, 처프(Chirp) 신호로 변환하여 송신하고 다른 가전기기로부터 수신된 처프신호를 해당 가전기기에서 인식 가능한 디지털 신호로 변환하는 역할을 수행하는 구성이다.
이와 같은 홈 네트워크 시스템은 초기에는 간단한 제어 및 모니터링 기능만을 수행할 수 있었지만, 정보통신 기술의 발전에 힘입어, 대용량의 고속 데이터를 전송하는 것도 가능해졌다.
예를 들어, 티브이에서 현재 시청중인 방송 프로그램을 브이티알에 녹화하는데, 기존에는 별도의 영상 및 음성 케이블을 이용하였지만, 이제는 별도의 케이블 연결 없이, 전력선을 통해 직접적인 전송이 가능해진 것이다.
그러나, 상술한 전력선을 통한 신호전송 특히 대용량/고속 데이터 전송은 실제 가정내 전력선의 상태와 각 가전기기의 배치상태(신호 송/수신 거리, 전자레인지 등 고주파 노이즈 발생원의 위치) 등에 따라 노이즈에 대한 효율과 전송속도 측면에서 많은 차이를 나타내므로 각 상황에 따른 최적의 주파수 대역을 선정하여 수행되어야 하지만, 홈 네트워크 기술 특성상 이를 뒷받침해줄 수 있는 기술이 제공되지 않으므로 고정된 주파수 대역을 통해 데이터 전송이 이루어지고 있다.
종래의 기술에 따른 홈 네트워크 시스템은 상술한 바와 같이, 전력선의 상태 및 기기의 배치상태 등을 무시하고 고정된 주파수 대역을 사용하여 통신을 수행하므로 노이즈에 취약하고, 전송속도가 저하되며, 통신 데이터의 신뢰도 또한 저하되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 기기 및 전력선 상태를 고려한 최적의 주파수 대역을 선정하여 노이즈에 강하고 전송속도 및 데이터 신뢰도 저하를 방지할 수 있도록 한 홈 네트워크 시스템의 통신장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 홈 네트워크 시스템의 구성을 나타낸 블록도
도 2는 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신장치의 구성을 나타낸 블록도
도 3은 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신방법을 나타낸 플로우챠트
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 따른 주파수 대역 검출신호 및 응답신호를 나타낸 파형도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
22, 32: 데이터 송/수신부 23: 데이터 판단부
24: 주파수 비교 테이블 25, 33: 주파수 대역 조정부
26, 34: 신호 제어부
본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신장치는 전송할 데이터를 준비하고 해당 슬레이브로 소정 주파수 대역의 기준신호를 송신상태 그대로 응답하도록 전송하고 그에 따른 슬레이브의 응답신호를 기준신호와 비교하여 송신신호 대 수신신호 비율이 설정값 이상 유지되는 주파수 대역을 검출하고 검출된 주파수 대역을 해당 수신기기로 알린 다음 검출된 주파수 대역으로 데이터를 전송하는 마스터와, 마스터에서 전송된 기준신호를 수신하여 수신상태 그대로 마스터로 송신하고 마스터에서 알려준 주파수 대역으로 데이터를 수신하는 적어도 하나 이상의 슬레이브를 포함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신방법은 마스터가 소정 데이터를 전송 준비시키고 주파수 대역 검출신호를 슬레이브로 송신하는 단계와, 슬레이브가 마스터에서 송신된 주파수 대역 검출신호를 수신하여 수신신호 상태 그대로 마스터에게 다시 송신하는 단계와, 마스터가 슬레이브의 송신신호를 소정 기준값과 비교하여 송신 주파수 대역을 검출하고 이를 슬레이브에 알린 다음 검출된 주파수 대역을 통해 슬레이브로 데이터를 송신하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신장치 및 방법의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신장치의 구성을 나타낸 블록도, 도 3은 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신방법을 나타낸 플로우챠트이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 3에 따른 주파수 대역 검출신호 및 응답신호를 나타낸 파형도이다.
본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신장치는 전송할 데이터를 준비하고 해당 슬레이브로 소정 주파수 대역의 기준신호를 송신상태 그대로 응답하도록 전송하고 그에 따른 슬레이브의 응답신호를 상기 기준신호와 비교하여 송신신호 대 수신신호 비율이 설정값 이상 유지되는 주파수 대역을 검출하고 검출된 주파수 대역을 해당 수신기기로 알린 다음 상기 검출된 주파수 대역으로 데이터를 전송하는 마스터(20)와, 상기 마스터(20)에서 전송된 기준신호를 수신하여 수신상태 그대로 상기 마스터(20)로 송신하고 상기 마스터(20)에서 알려준 주파수 대역으로 데이터를 수신하는 적어도 하나 이상의 슬레이브(30)로 구성된다.
이때 도 2는 가정내 기기중 티브이를 마스터로 설정하고 VTR을 슬레이브로 설정한 실시예를 도시한 것으로, 먼저, 마스터(20)는 티브이 모듈(21)의 데이터를 전력선을 통해 송신하거나 전력선을 통해 수신된 데이터를 상기 티브이 모듈(21)로 송신하기 위한 데이터 송/수신부(22), 상기 데이터 송/수신부(22) 데이터의 용량 및 전송속도를 판단하기 위한 데이터 판단부(23), 주파수 대역 검출신호 즉, 소정 주파수대역의 기준신호값을 저장하고 있는 주파수 비교 테이블(24), 송/수신 데이터의 주파수 대역을 조정하기 위한 주파수 대역 조정부(25), 상기 데이터 판단부(23)의 판단결과에 따라 해당 슬레이브로 상기 주파수 비교 테이블(24)의 주파수 대역 검출신호를 송신하고 슬레이브로부터의 응답신호와 상기 주파수 비교 테이블(24)의 비교결과에 따라 소정 주파수 대역을 선정하여 슬레이브에 알리고 상기 주파수 대역 조정부(25)를 제어하여 해당 주파수 대역으로 상기 데이터송/수신부(22)의 데이터가 송신되도록 하는 신호 제어부(26)를 포함하여 구성된다.
다음으로, 슬레이브(30)는 VTR 모듈(31)의 데이터를 전력선을 통해 송신하거나 전력선을 통해 수신된 데이터를 상기 VTR 모듈(31)로 송신하기 위한 데이터 송/수신부(32), 송/수신 데이터의 주파수 대역을 조정하기 위한 주파수 대역 조정부(33), 상기 데이터 송/수신부(32)를 통해 상기 마스터(20)로부터 송신된 기준신호를 수신상태 그대로 상기 마스터(20)로 송신하고 상기 주파수 대역 조정부(33)를 제어하여 마스터(20)에서 알려준 주파수 대역으로 데이터를 수신하는 신호 제어부(34)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템의 통신방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 방송프로그램 녹화를 위해 영상 및 음성정보를 마스터(20) 즉, 티브이에서 슬레이브(30) 즉, VTR로 전송하는 경우를 들어 설명하면 다음과 같다.
먼저, 마스터(20)의 티브이 모듈(21)은 사용자가 녹화 선택한 채널의 방송신호를 데이터 송/수신부(22)로 전송하고 데이터 전송을 준비한다(S31).
이어서 마스터(20)의 데이터 판단부(23)는 준비된 데이터가 고속/대량 데이터인지 즉, 설정된 용량 및 전송속도 이상인지 판단하여(S32), 고속/대량 데이터가 아닐 경우 기설정된 주파수 대역을 통해 데이터를 전송한다(S40).
이때 고속/대량 데이터의 경우 본 발명 적용에 따른 전송신뢰도 및 속도 측면에서 효과를 기대할 수 있으나, 소량의 데이터일 경우 오히려 전송속도 저하가 우려되기 때문에 소량 데이터는 기존과 동일한 방법으로 전송하는 것이다.
그리고 데이터 판단부(23)는 상기 판단결과(S32), 고속 대용량 데이터일 경우 이를 신호 제어부(26)에 알린다.
이어서 신호 제어부(26)는 주파수 비교 테이블(24)을 참조하고 주파수 대역 조정부(25)를 제어하여 주파수 대역 검출신호를 슬레이브(30)로 송신한다(S33).
이때 주파수 대역 검출신호는 도 4a와 같이, 방송신호를 송신하기 위해 필요한 주파수 대역에 비해 넓은 대역폭에 걸쳐 일정한 크기를 갖는 신호이다.
또한 주파수 대역 검출신호는 수신측 즉, 해당 슬레이브에서 이 신호를 받으면 수신상태 그대로 다시 마스터로 돌려보내도록 정의된다.
그리고 상기 신호 제어부(26)에 의해 전송된 주파수 대역 검출신호는 전력선 통신 모뎀(10)을 통해 슬레이브(30)의 주파수 대역 조정부(33)를 거쳐 데이터 송/수신부(32)를 통해 수신된다.
이어서 슬레이브(30)의 신호 제어부(34)는 상기 마스터(20)에서 송신된 신호를 송신된 상태 그대로 전력선 통신 모뎀(10)을 통해 송신하여 마스터(20)에 응답한다.
따라서 마스터(20)의 신호 제어부(26)는 상기 슬레이브(30)의 응답신호 즉, 되돌아온 주파수 대역 검출신호를 수신한다(S34).
이때 슬레이브(30)의 응답신호는 원래 동일해야 하지만 전력선의 상태, 슬레이브 배치상태에 따라 도 4b 또는 도 4c와 같이, 주파수 대역별로 신호값이 다를 수 있다.
이어서 신호 제어부(26)는 상기 슬레이브(30)의 응답신호를 주파수 비교 테이블(24)을 참조하여 비교하고 송신신호(마스터에서 송신한 주파수 대역 검출신호) 대 수신신호(슬레이브 응답신호)의 비율(R)이 설정값('1'에 가까울수록 좋다) 이상인 주파수 대역이 있는지 판단하여(S35), 도 4b와 같이, 설정값 이상인 주파수 대역이 없으면 주파수 대역 판단횟수 카운트값(N)을 '1'증가시키고(S36), 판단횟수 카운트값(N)이 판단횟수 제한값(예를 들어, 5)을 초과하는지 판단한다(S37).
그리고 상기 판단결과(S37), 판단횟수 제한값을 초과하면 현재까지의 송신신호 대 수신신호 비율(R)중 최고값에 해당하는 주파수 대역 예를 들어, 도 4b의 'B'구간을 최적 주파수 대역으로 선정한다(S38).
또한 상기 판단결과(S37), 판단횟수 제한값을 초과하지 않으면 상기 단계(S33 ~ S35)를 반복 수행한다.
한편, 상기 판단결과(S35), 도 4c와 같이, 설정값 이상인 주파수 대역 'C'가 존재하면 해당 주파수 대역 'C'를 최적 주파수 대역으로 선정하여 슬레이브(30)에 알린 다음, 상기 단계(S31)에서 준비된 데이터를 해당 주파수 대역으로 슬레이브(30)에 전송한다(S39).
따라서 슬레이브(30)는 상기 마스터(20)에서 알려준 주파수 대역 'C'로 신호를 수신하여 VTR 모듈(31)로 전송하고 녹화를 수행한다.
상술한 본 발명의 실시예는 설명의 편의를 돕기 위하여 티브이를 마스터로 가정하고 VTR을 슬레이브로 가정한 것으로서, 별도의 장치 및 방법적 변동 없이 모든 홈 네트워크 시스템의 구성에 적용 가능하다.
본 발명에 따른 홈 네트워크 시스템은 해당 가정의 전력선 상태 및 기기의 배치상태를 고려하여 선정한 최적의 주파수 대역을 통해 통신을 수행하므로 통신 속도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 적어도 둘 이상의 가전기기가 전력선 통신모뎀을 통해 연결된 홈 네트워크 시스템에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 가전기기중 하나로서, 전송할 데이터를 준비하고 해당 슬레이브로 소정 주파수 대역의 기준신호를 송신상태 그대로 응답하도록 전송하고 그에 따른 슬레이브의 응답신호를 상기 기준신호와 비교하여 송신신호 대 수신신호 비율이 설정값 이상 유지되는 주파수 대역을 검출하고 검출된 주파수 대역을 해당 수신기기로 알린 다음 상기 검출된 주파수 대역으로 데이터를 전송하는 마스터; 그리고
    상기 마스터를 제외한 가전기기로서, 마스터에서 전송된 기준신호를 수신하여 수신상태 그대로 상기 마스터로 송신하고 상기 마스터에서 알려준 주파수 대역으로 데이터를 수신하는 적어도 하나 이상의 슬레이브를 포함하는 홈 네트워크 시스템의 통신장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 마스터는 데이터 송/수신부, 상기 데이터 송/수신부 데이터의 용량 및 전송속도를 판단하기 위한 데이터 판단부, 소정 주파수대역의 기준신호값을 저장하고 있는 주파수 비교 테이블, 송/수신 데이터의 주파수 대역을 조정하기 위한 주파수 대역 조정부, 상기 데이터 판단부의 판단결과에 따라 해당 수신기기로 상기 주파수 비교 테이블의 기준신호를 송신하고 슬레이브로부터의 반사신호와 상기 주파수 비교 테이블의 비교결과에 따라 소정 주파수 대역을 선정하여 슬레이브에 알리고 상기 주파수 대역 조정부를 제어하여 해당 주파수 대역으로 상기 데이터 송/수신부의 데이터가 송신되도록 하는 신호 제어부를 포함함을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템의 통신장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 슬레이브는 데이터 송/수신부, 송/수신 데이터의 주파수 대역을 조정하기 위한 주파수 대역 조정부, 상기 데이터 송/수신부를 통해 상기 마스터로부터 송신된 기준신호를 수신상태 그대로 상기 마스터로 송신하고 상기 주파수 대역 조정부를 제어하여 마스터에서 알려준 주파수 대역으로 데이터를 수신하는 신호 제어부를 포함함을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템의 통신장치.
  4. 전력선을 통해 통신하는 마스터와 적어도 하나 이상의 슬레이브를 포함하는 홈 네트워크 시스템에 있어서,
    상기 마스터가 소정 데이터를 전송 준비시키고 주파수 대역 검출신호를 상기 슬레이브로 송신하는 단계,
    상기 슬레이브가 상기 마스터에서 송신된 주파수 대역 검출신호를 수신하여 수신신호 상태 그대로 마스터에게 다시 송신하는 단계,
    상기 마스터가 상기 슬레이브의 송신신호를 소정 기준값과 비교하여 송신 주파수 대역을 검출하고 이를 상기 슬레이브에 알린 다음 상기 검출된 주파수 대역을 통해 슬레이브로 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 홈 네트워크 시스템의 통신방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    현재 전송 준비된 데이터의 양과 전송속도가 각각에 대해 기설정된 기준값 미만일 경우 주파수 대역 검출없이 기설정된 주파수 대역으로 준비된 데이터를 전송함을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템의 통신방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 주파수 대역 검출신호는 소정 주파수 대역에 걸친 동일한 레벨을 갖는 신호임을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템의 통신방법.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 마스터가 상기 슬레이브의 송신신호를 소정 기준값과 비교하여 송신 주파수 대역을 검출하는 단계는 송신신호에 대한 수신신호 비율이 설정값 이상이 되는 대역을 검출할 때까지 반복하고 그 반복횟수는 소정 횟수로 제한하는 것을 홈 네트워크 시스템의 통신방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 소정 횟수까지 반복한 결과 송신신호에 대한 수신신호 비율이 설정값 이상인 대역이 검출되지 않으면 산출된 비율중 가장 높은 값에 해당하는 대역을 검출하는 것을 특징으로 하는 홈 네트워크 시스템의 통신방법.
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