KR100584331B1

KR100584331B1 - 비대칭 가입자 선로를 이용하는 비대칭데이터 전송장치에서의전력관리방법

Info

Publication number: KR100584331B1
Application number: KR1019990014877A
Authority: KR
Inventors: 전필성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2006-05-26
Also published as: KR20000067240A

Abstract

본 발명은, 비대칭 가입자 선로를 이용하고 이산 멀티톤 변복조방식을 이용해서 데이터를 전송하는 비대칭 데이터 전송장치에서의 전력 관리방법에 있어서, 정상동작모드에서 슬립요구신호가 수신되면 슬립모드 상태로 진행하는 과정과, 상기 슬립모드상태에서, 루프 유지를 위한 파일럿 톤 전송에 관련된 비대칭 가입자 선로 모뎀의 송신블록과 정상동작모드 복귀요구를 위한 정상동작모드 복귀신호 수신에 관련된 비대칭 가입자 선로 모뎀의 수신블록을 각각 인에이블시켜 놓고 나머지 블록은 디스에이블시키는 과정과, 상기 정상동작모드 복귀신호가 수신되면 비대칭 가입자선로 모뎀의 모든 블록을 인에이블시키고, 정상동작모드 상태로 복귀하는 과정으로 이루어진다.

ADSL모뎀, 전력관리,

Description

비대칭 가입자 선로를 이용하는 비대칭 데이터 전송장치에서의 전력 관리방법{METHOD FOR MANAGING POWER IN ASYMMETRICAL DATA TRANSMITTING APPARATUS USING ADSL}

도 1은 ADSL망 구성을 보여주는 도면,

도 2는 ADSL모뎀의 기능 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리에 대한 이해를 돕기 위한 ADSL모뎀의 구체 블록구성도,

도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 U-ADSL모뎀에서의 모드천이 상태도,

도 5는 각 신호의 파일럿 톤 상태를 보여주는 도면,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 ADSL모뎀의 전력관리 방법에 대한 개념적 제어 흐름도.

본 발명은 고속 데이터 네트워크(network)를 가입자의 요구에 따라 가입자 선로에 접속하여 주는 전송장치에 관한 것으로, 특히 비대칭 디지털 가입자 선로(Asymmetric Digital Subscriber Line: 이하 "ADSL"이라 함)를 이용한 비대칭 데이터 전송장치에서의 전력관리를 위한 방법에 관한 것이다.

ADSL은 기존의 전화 가입자 선로를 이용하여 음성신호 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 사용하여 고속의 하향(downstream) 전송과 저속의 상향(upstream) 전송을 가능케 하는 전송기술이다. 하향 전송은 네트워크로부터 가입자에게로의 전송을 의미하고, 상향 전송은 가입자로부터 네트워크로의 전송을 의미한다.

이러한 ADSL을 이용한 비대칭 데이터 전송장치는 고속 데이터 네트워크(network)를 가입자의 요구에 따라 전화 가입자 선로에 접속하여 준다. 이에 따라 가입자는 가입자 선로를 통해 주문형 비디오(Video On Demand), 인터넷(Internet) 등과 같은 서비스를 제공받을 수 있다.

상기한 비대칭 데이터 전송장치는 통상적으로 각 가입자 선로에 하나씩 접속되는 비대칭 데이터 자국장치(이하 "자국장치"로 약칭함)와, 고속 데이터 네트워크와 가입자 선로간에 접속되는 비대칭 데이터 모국장치(이하 "모국장치"로 약칭함)로 구성된다. 이러한 모국장치와 자국장치는 음성신호 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 사용하여 통신을 한다. 그리고 모국장치는 고속 데이터 네트워크와 자국장치간에 전송되는 신호를 변복조하는 가입자 모뎀부를 구비하는데, 가입자 모뎀부는 가입자 선로마다 1개씩 고정적으로 할당되어 사용된다. 또한 가입자 모뎀부는 해당하는 가입자 선로의 음성신호와 아나로그신호를 분리하여 음성신호는 전화 교 환기측과 전송되도록 하며 아나로그신호는 전화 교환기측에 대해 차단하는 음성신호 스플리터(splitter)를 구비한다. 상기 음성신호는 전화 통화를 위한 신호이고, 상기 아나로그신호는 고속 데이터 네트워크와 전송되는 데이터 신호이다.

한편 ADSL모뎀이나 U-ADSL(Universal-ADSL)모뎀은 동일한 전화선으로 전화/팩스와 같은 기존의 음성대역 어플리케이션(voice-band apprication)을 동시에 사용할 수 있는 언제나 동작하는 모드(이하 "ALWAYS-ON"모드라 함)로 작동 가능하다. 따라서 가입자는 마치 집에서 LAN(Local Area Network)을 사용한 것과 같아 진다. 이 경우 서비스 요금은 월 정액제가 되므로 가입자에 따라 한달 내내 모뎀을 켜 놓을 수 있도 있을 것이다. 그런데 기존의 모뎀은 별도의 전력 관리에 대한 고려가 되어 있지 않아 사용자가 수시로 모뎀의 전원을 껐다 켰다해야 하는 번거로움이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 ADSL 디지털모뎀의 평균 소비전력을 줄이기 위한 전력관리 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적에 따라, 본 발명은, 비대칭 가입자 선로를 이용하고 이산 멀티톤 변복조방식을 이용해서 데이터를 전송하는 비대칭 데이터 전송장치에서의 전력 관리방법에 있어서, 정상동작모드에서 슬립요구신호가 수신되면 슬립모드 상태로 진행하는 과정과, 상기 슬립모드상태에서, 루프 유지를 위한 파일럿 톤 전송에 관련된 비대칭 가입자 선로 모뎀의 송신블록과 정상동작모드 복귀요구를 위한 정상 동작모드 복귀신호 수신에 관련된 비대칭 가입자 선로 모뎀의 수신블록을 각각 인에이블시켜 놓고 나머지 블록은 디스에이블시키는 과정과, 상기 정상동작모드 복귀신호가 수신되면 비대칭 가입자선로 모뎀의 모든 블록을 인에이블시키고, 정상동작모드 상태로 복귀하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들중 동일한 구성요소들 및 동일한 부품은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 참조번호 내지 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 ADSL망 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 ADSL모뎀의 기능 블록 구성도이다.

먼저 도 1을 참조하면, 모국장치측 ADSL모뎀(2)은 광대역데이터망(6)과 연결되어 있으며, 자국장치측 ADSL모뎀(4)은 가입자단말(8)과 연결되어 있다. ADSL은 기존의 전화망에서 이용하는 주파수 대역은 이용하지 않기 때문에 전화와 동시에 이용될 수 있는데, 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 모국장치측 및 자국장치측의 ADSL모뎀(2,4)는 포트(pots)분리기(10,12)를 포함하고 있다. 모국장치측 포트분리기(10)의 타단에는 PSTN전화망(14)이 연결되어 있고, 자국장측 포트분리기(12)에는 포트 전화기(16)가 연결되어 있다. 상기 포트분리기(10, 12)는 전화망이 이용하 는 주파수 대역을 분리해 내는 기능을 수행한다. 모국장치 및 자국장치의 ADSL모뎀간(2,4)에는 트위스트 페어(twist pairs) 전화선(18)으로 연결되어 있다.

도 1에 도시된 모국장치 및 자국장치측의 ADSL모뎀(2,4)의 기능 블록을 개략적으로 도시하면 도 2와 같다. 도 2에 도시된 ADSL모뎀은 자국장치측의 ADSL모뎀(4)으로서, 포트분리기(12) D/A,A/D변환기, 집선기, 채널분리기를 포함하는 블록(20), 송신기(22), 수신기(24), 다중화기(26), 및 역다중화기(28)로 구성되어 있다. 모국장치측 ADSL모뎀(2)은 상기 자국장치측의 ADSL모뎀(4)과는 대칭 구조를 가지고 있슴을 이해하여야 할 것이다.

한편 인터넷의 활용이 보편화되면서 고속 모뎀의 요구도 증가하고 있다. U-ADSL 디지털 모뎀은 주파수 분할방식의 DMT(Discrdte MultiTone) 변복조 기술을 이용, 최대 1.5Mbps(기존 아날로그 모뎀의 약 27배)의 고속데이터 전송이 가능한 모뎀으로 국제 표준화가 완료단계에 와 있다. 표준화된 DMT방식에서는 다운스트림에서 각각이 4.3125KHz폭을 가지는 256개의 톤을 사용한다. 발명자 John Cioffi에 의해서 발명되어 1997년 9월 30일자로 특허 허여된 미합중국 특허번호 제5,673,290호(발명의 명칭: ADSL COMPATIBLE DISCRETE MUTITONE APPARATUS)에서는 DMT 전송기법에 대해서 개시하고 있다.

U-ADSL 디지털 모뎀을 이용하여 인터넷에 접속할 경우 데이터 송수신 중간중간에 일정시간 아무런 데이터도 오가지 않는 슬립상태(sleep state)가 자주 발생할 수 있다. 따라서 U-ADSL표준안에는 슬립모드를 옵션으로 규정하고 있는데, 상기 슬립모드에서는 데이터 전송이 중단되고 모국장치(전화국) ADSL 모뎀에서 자국장치( 가입자) ADSL모뎀쪽으로 루프 타이밍(loop timing)을 유지하기 위한 파일럿 톤(pilot tone)만을 전송하도록 하고 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같이 옵션으로 규정된 슬립상태의 조건을 최대한 이용하여 시스템의 평균 소비전력을 최소화하고자 한다. 특히 노트북 PC(Personal Computor)와 같은 휴대용 기기에서는 저전력 설계가 반드시 요구되는 항목이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 관리에 대한 이해를 돕기 위한 ADSL모뎀의 구체 블록구성도이다.

도 3을 참조하면, ADSL모뎀의 구성중 송신부(30)는 QAM인코더(Quadrature Amplitude Modulation encoder; 32), 톤발생기(34), 다중화기(36), IFFT(Inverse Fast Fourier Transformer; 38), PAR리덕션부(Peak to Average power Ratio reduction; 40), 보간필터(inpolation filter; 42), DAC(Digital to Analog Converter; 44), 및 BPF(Band Pass Filter; 46)를 포함하고 있다. 그리고 수신부(50)는 BPF(52), ADC(Analog to Digital Converter; 54), 데시메이션 필터(decimation filter; 56), TEQ(Time domain EQualizer; 58), FFT(Fast Fourier Transform; 60), FEQ(Frequency domain EQualizer; 62), 및 QAM디코더(64)를 포함하고 있다.

도 4는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 U-ADSL모뎀에서의 모드천이 상태도로서, 정상동작(Full-On)모드 상태, 패스트-리트레인(Fast - retrain)모드 상태, 슬립(SLEEP)모드상태로 구분되어 있다.

도 5는 각 신호의 파일럿 톤 상태를 보여주는 도면이다. 도 5에서, x축에 있는 숫자는 DMT중 해당 신호에 상응하는 파일롯 톤이 존재하는 번째를 표시한 것이다. C-SLEEP신호는 자국장치가 슬립모드 상태로 들어가도록 하기 위해 모국장치에서 자국장치로 전송하는 신호이고, C-RECOV신호는 슬립모드상태에 있는 자국장치가 정상동작모드 상태로 복귀하도록 하기 위해 모국장치에서 자국장치로 전송하는 신호이다. 그리고 R-SLEEP신호는 모국장치가 슬립모드 상태로 들어가도록 하기 위해 자국장치에서 모국장치로 전송하는 신호이고, R-RECOV신호는 슬립모드상태에 있는 모국장치가 정상동작모드 상태로 복귀하도록 하기 위해 자국장치에서 모국장치로 전송하는 신호이다.

이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작을 상세히 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이 정상동작모드(FULL-ON) 상태에서, 모국장치에서 C-SLEEP신호를 전송하거나 또는 자국장치에서 R-SLEEP신호를 전송하면, C-SLEEP신호를 수신한 자국장치측의 ADSL모뎀 또는 R-SLEEP신호를 수신한 모국장치측의 ADSL모뎀은 슬립모드 상태로 들어간다. 슬립모드상태는 모국장치측의 ADSL모뎀에서 자국장치로 파일럿 톤만을 전송하여 루프 타이밍만 유지하고 있는 상태이다. 상기 슬립상태에서 웨이크 업(wake up)기능의 R-RECOV/C-RECOV신호가 수신되면 모국장치 또는 자국장치는 패스트 리트레인(FAST-RETRAIN)모드 상태를 거쳐 1초 이내에 정상동작모드 상태로 돌아간다.

슬립모드 상태에서는 도 5에 도시된 바와 같은 C-SLEEP신호의 톤(즉, 64번째 의 파일럿 톤(276KHz))과 R-RECOV/C-RECOV신호의 톤(즉, C-RECOV신호의 경우는 64번째 및 68번째 파일럿 톤, R-RECOV신호이 경우는 20번째 및 64번째 파일럿 톤)만 송수신할 수 있으면 되므로 ADSL모뎀은 송수신신호를 오버샘플링할 필요가 없다. 그러므로 ADSL모뎀의 구성내에서 동작이 불필요한 관련된 블록들을 부분적으로 디스에이블시키면 저전력모드로의 동작이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 ADSL모뎀의 전력관리 방법에 대한 개념적 제어 흐름도가 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예서는, 정상동작모드 상태(100단계)에서 슬립요구신호가 수신되면(102단계), 슬립모드 상태로 진행한다(104단계). 슬립모드상태에서는, 106단계와 같이, 루프 유지를 위한 파일럿 톤 전송에 관련된 ADSL모뎀의 송신블록과 정상동작모드 복귀요구를 위한 정상동작모드 복귀신호 수신에 관련된 ADSL모뎀의 수신블록을 각각 인에이블시켜 놓고 나머지 블록은 디스에이블시킨다. 이렇게 유지되고 있는 슬립모드상태에서 정상동작모드 복귀요구가 오면(108단계), ADSL모뎀의 모든 블록을 인에이블시키고, 정상동작모드 상태로 복귀한다(100단계).

상기 개념적으로 설명한 슬립모드상태일 경우 본 발명의 실시예에서는, 모국장치측 ADSL모뎀에서 파일럿 톤 송신과 R-RECOV신호 수신에 관련된 부분을 제외한 나머지 블록들 즉, 도 3에서 QAM인코더(32), PAR리덕션부(40), 보간필터(42)를 디스에이블시킨다. 그리고 자국장치측 ADSL모뎀에서 C-RECOV신호 수신에 관련된 부분을 제외한 모든 블록들, 즉 도 3에서 데시메이션필터(56), TEQ(58), FEQ(62), 및 QAM디코더(64)를 디스에이블시킨다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다. 일정시간동안 채널상에 송수신되는 데이터가 없을 경우, 모국장치측의 호스트 컨트롤러는 ADSL모뎀에 슬립명령을 내린다. 그에 따라 모국장치측 ADSL모뎀내의 톤 발생기(34)에서는 도 5에 도시된 바와 같은 C-SLEEP신호를 발생한다. 상기 C-SLEEP신호는 276KHz의 톤신호이므로 PAR리덕션부(40)에서의 PAR리덕션이 필요 없고, 보간필터(42)를 이용한 오버샘플링을 하지 않더라도 자국장치의 ADSL모뎀에서 상기 C-SLEEP신호의 톤을 검출할 수 있다. 이러한 사실은 본 발명자의 실험에 의해서 검증되었다. 그러므로, 슬립모드상태에서는 모국장치의 ADSL모뎀내의 QAM인코더(32), PAR리덕션부(40), 보간필터(42)를 디스에이블시켜 ADSL 모뎀에서의 전력소모를 감소시킨다.

한편 슬립모드상태에서, 자국장치측 및 모국장치측 ADSL모뎀의 수신부(50)에서는 C-RECOV/R-RECOV신호만 검출하면 되므로 데시메이션필터(56)가 필요없고, 반복적인 톤신호이므로 프레임간 간섭을 줄이기 위한 TEQ(58)도 사용되지 않는다. 그러므로, 슬립모드상태에서는 모국장치 및 자국장치의 ADSL모뎀내의 데시메이션 필터(56), TEQ(58)를 디스에이블시켜 ADSL 모뎀에서의 전력소모를 감소시킨다.

본 발명의 실시예서는 상기의 슬립모드상태 뿐만 아니라 아이들상태, C-T0NE상태, R-ACT-REQ상태에서도 전력관리를 수행한다.

먼저 아이들(IDLE) 상태에서는 송수신단이 모두 오프되어 호스트 컨트롤러의 명령만 기다리는 상태이므로, 이 때에는 송신단 클럭과 수신단 클럭을 모두 오프한다. C-TONE상태는 ATU-C가 통신할 준비가 안되었음을 알리는 상태이다. 이 때에는 송신단 클럭만을 온시키고, 수신단 클럭은 오프시킨다. R-ACT-REQ상태는 ATU-C의 요청에 대해 ATU-R이 통신할 준비가 되었음을 알리는 상태이다. 이 때에는 송신단 클럭은 오프시키고, 수신단 클럭만 온시킨다. C-QUIET1/R-QUIET1상태에서는 송신단의 클럭을 모드 오프시킨다.

상기 아이들상태, C-TONE상태, R-ACT-REQ상태에 대해서는 ANSI(American National STandard Institute) T.4133 등에서 규정하고 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 슬립상태에서는 동작이 불필할 ADSL모뎀내 해당 블록에 전력을 공급해주지 않으므로 ADSL 디지털모뎀의 평균 소비전력을 줄일 수 있다.

Claims

비대칭 디지털 가입자 선로(Asymmetric Digital Subscribe Line : ADSL)를 통해 이산 멀티톤 변복조(DTM)방식으로 데이터를 전송하는 자국 장치의 비대칭 데이터 전송장치에서 전력 관리방법에 있어서,

일정 시간 동안 모국 장치와 송수신하는 데이터가 존재하지 않는다면, 상기 모국 장치로부터 슬립 요구 신호(C-SLEEP)를 수신하는 과정과,

상기 슬립 요구 신호를 수신하면, 슬립 모드 상태로 진행하여 상기 비대칭 데이터 전송 장치에 포함된 데시메이션 필터, TEQ(Time domain EQualizer), FEQ(Frequency domain EQualizer) 및 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 디코더 블록 중 적어도 하나를 디스에이블 시키는 과정과,

상기 슬립 모드 상태에서 상기 모국 장치로부터 정상 동작 모드 상태 복귀 신호(C-RECOV)를 수신하면, 상기 슬립 모드 상태에서 디스에이블 되었던 블록을 다시 이네이블 시키는 과정을 포함함을 특징으로 하는 비대칭 데이터 전송 장치에서의 전력 관리 방법.
비대칭 디지털 가입자 선로(Asymmetric Digital Subscribe Line : ADSL)를 통해 이산 멀티톤 변복조(DTM) 방식으로 데이터를 전송하는 모국 장치의 비대칭 데이터 전송 장치에서 전력 관리 방법에 있어서,

일정 시간 동안 송수신되는 데이터가 존재하지 않는다면, 자국 장치로부터 슬립 요구 신호(R-SLEEP)를 수신하는 과정과,

상기 슬립 요구 신호를 수신하면, 슬립 모드 상태로 진행하여 상기 비대칭 데이터 전송 장치에 포함된 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 인코더, PAR(Peak to Average power Ratio) 리덕션부, 보간 필터 블록 중 적어도 하나를 디시에이블 시키는 과정과,

상기 슬립 모드 상태에서 상기 자국 장치로부터 정상 동작 모드 상태 복귀 신호(R-RECOV)를 수신하면, 상기 슬립 모드 상태에서 디스에이블 되었던 블록을 다시 이네이블 시키는 과정을 포함함을 특징으로 하는 비대칭 데이터 전송 장치에서의 전력 관리 방법.