KR100758151B1 - 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법 - Google Patents

전력선 모뎀에 의한 통신제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법에 관한 것으로, 제어기기로부터 송신데이터가 모뎀의 MCU에 전달되면, MCU는 수신한 데이터에서 송신목적지 주소와 데이터를 추출하여 네트워크프로토콜에 맞게 변경하는 네트워크프로토콜 처리를 행하는 제1과정과, MCU는 네트워크프로토콜에 맞게 변경된 데이터를 비트 보정 기본단위로 나누고 이에 에러비트 보정용 코드를 추가하여 보정 가능한 코드로 변환하여 보정가능데이터로 변경하는 제2과정과, MCU는 보정가능데이터에 확산코드를 적용하여 코드확산을 실시함에 의해 비트단위로 잡음에 강한 코드로 스크램블 코드확산 처리를 하는 제3과정과, MCU는 스크램블 코드확산 처리된 코드확산데이터를 모뎀칩의 동기신호에 맞추어 모뎀칩에 비트단위로 코드확산데이터를 송신하는 제4과정과, 모뎀칩은 송신된 코드확산데이터를 받아 H/W 모듈레이션을 행하여 전력선에 전송하는 제5과정을 수행하는 전력선통신 송신단계의 절차를 통하여 데이터의 송신 통신제어를 실행하며; 상기 전력선으로부터 모뎀의 모뎀칩으로 신호가 수신되면, 모뎀칩은 H/W 디모듈레이션된 데이터가 수신될 때마다 설정된 통신속도에 맞추어 데이터를 동기 출력하는 제1과정과, MCU는 모뎀칩에 의한 동기출력에 맞추어 수신데이터를 비트단위로 수신하는 제2과정과, MCU는 비트단위로 수신되는 데이터가 확산코드에 해당하는지를 비교하는 제3과정과, MCU는 수신데이터가 확산코드에 해당되는 경우 동기용 코드인지를 추적하는 제4과정과, MCU는 동기신호에 해당되는 경우 동기 이후 수신된 데이터를 확산코드와 비교하여 보정 및 역확산의 스크램블코 드 역확산을 실시하는 제5과정과, MCU는 역확산코드 데이터에 비트단위로 에러보정을 통한 보정가능코드로 코드보정변환을 실시하여 데이터를 보정하는 제6과정과, MCU는 보정된 수신데이터를 네트워크프로토콜 데이터로 제어기기에서 수신 가능하도록 변환하여 제어기기에 전달하는 제7과정을 수행하는 전력선통신 수신단계의 절차를 통하여 데이터의 수신 통신제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, MCU를 통하여 PLC모뎀에 잡음에 강한 코드를 코드확산시킴으로써 잡음에 강하게 되고, 송수신되는 통신 데이터에 코드보정을 행함으로써 손상되는 데이터를 보정하는 기능을 발휘하게 되며, PLC 상의 모든 모뎀에서 네트워크프로토콜 처리를 행하여 데이터를 중계하므로 멀리 떨어져있는 모뎀간 통신을 가능하게 하고 통신거리를 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 전력선 상의 통신제어를 MCU를 통해 구현하므로 통신제어의 유용성을 가지면서도 모뎀의 크기를 절감할 수 있고 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

전력선 모뎀에 의한 통신제어방법{COMMUNICATION CONTROL METHOD BY POWER LINE MODEM}
도 1 및 도 2는 전력선모뎀의 일반적인 구성 체계를 보인 구성도.
도 3은 본 발명의 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법에 있어 전력선통신 송신단계의 처리 흐름도.
도 4는 본 발명의 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법에 있어 전력선통신 수신단계의 처리 흐름도.
도 5는 본 발명의 송신단계에 있어 보정가능 코드변환 과정시 비트단위처리를 보인 개념도.
도 6은 본 발명의 송신단계에 있어 스크램블 코드확산처리를 보인 개념도.
도 7은 본 발명의 수신단계에 있어 스크램블 코드역확산처리를 보인 개념도.
도 8은 본 발명의 수신단계에 있어 코드보정변환 과정시 비트단위처리를 보인 개념도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 전력선 10: PLC모뎀
11: 모뎀칩 12: MCU
20: 제어기기
본 발명은 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특수 코드의 적용 및 네트워크프로토콜 처리를 행하여 전력선 상의 잡음 및 부하변동을 제어하여 통신의 신뢰성을 향상 및 통신거리를 늘릴 수 있도록 하는 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력선통신은 PLC(Power Line Communication)라고도 하며, 전기가 공급되는 전력선을 활용해 데이터를 실어 나르는 디지털 데이터통신 기술로서, 집 안의 어느 전원 코드에서도 인터넷 접속이 가능하고 새로운 통신 접속선의 설치가 필요 없으므로 사용이 간편하며, 전력선모뎀이 사용된다.
이러한 전력선을 이용한 전력선모뎀의 일반적인 구성 체계를 설명하면, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전력선(1)에 연결된 모뎀 칩(11) 및 상기 모뎀 칩(11)을 제어하고 데이터의 송수신을 처리하기 위한 마이크로컨트롤유닛(12)(이하 "MCU"라 한다.)으로 구성된 PLC모뎀(10)과, 상기 PLC모뎀(10)에 데이터를 송신하거나 또는 PLC모뎀(10)으로부터 데이터를 받는 대상 또는 주체가 되는 PC 또는 제어기 등의 제어기기(20)로 이루어진다.
이때, 상기 모뎀 칩(11)은 통신을 위한 변조(Modulation) 및 복조(Demodulation) 처리를 담당한다.
또한, 도시하지는 않았으나, 전력선(1)을 통해 공급되는 전력은 최대 전송을 위해 증폭기와 커플러를 통하여 모뎀 칩으로 전달되거나 전력선에 전송된다.
그런데, 상술한 바와 같은 종래의 전력선모뎀에 의한 전력선 통신방식은 전력선이 전력의 공급을 주요 목적으로 하므로 통신선로에 필요한 선로정수가 규정되어 있지 않아 선로정수가 불규칙적으로 변동하기 쉽고, 전력선에 있는 다양한 잡음이나 부하변동 등 외부 영향에 의해 통신을 제대로 수행하기가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점 등을 감안하여 창출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 전력선모뎀의 MCU를 통하여 데이터의 송수신시 잡음에 강한 코드 처리 및 데이터의 보정용 코드 처리를 행하고 이와 더불어 네트워크프로토콜 처리를 행하도록 함으로써 전력선 상의 잡음 및 부하변동을 제어하여 데이터의 송수신을 위한 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하고 통신거리를 늘릴 수 있도록 하는 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제어기기로부터 송신데이터가 모뎀의 MCU에 전달되면, MCU는 수신한 데이터에서 송신목적지 주소와 데이터를 추출하여 네트워크프로토콜에 맞게 변경하는 네트워크프로토콜 처리를 행하는 제1과정과, MCU는 네트워크프로토콜에 맞게 변경된 데이터를 비트 보정 기본단위로 나누고 이에 에러비트 보정용 코드를 추가하여 보정 가능한 코드로 변환하여 보정가능데이터로 변경하는 제2과정과, MCU는 보정가능데이터에 확산코드를 적용하여 코드 확산을 실시함에 의해 비트단위로 잡음에 강한 코드로 스크램블 코드확산 처리를 하는 제3과정과, MCU는 스크램블 코드확산 처리된 코드확산데이터를 모뎀칩의 동기신호에 맞추어 모뎀칩에 비트단위로 코드확산데이터를 송신하는 제4과정과, 모뎀칩은 송신된 코드확산데이터를 받아 H/W 모듈레이션을 행하여 전력선에 전송하는 제5과정을 수행하는 전력선통신 송신단계의 절차를 통하여 데이터의 송신 통신제어를 실행하며; 상기 전력선으로부터 모뎀의 모뎀칩으로 신호가 수신되면, 모뎀칩은 H/W 디모듈레이션된 데이터가 수신될 때마다 설정된 통신속도에 맞추어 데이터를 동기 출력하는 제1과정과, MCU는 모뎀칩에 의한 동기출력에 맞추어 수신데이터를 비트단위로 수신하는 제2과정과, MCU는 비트단위로 수신되는 데이터가 확산코드에 해당하는지를 비교하는 제3과정과, MCU는 수신데이터가 확산코드에 해당되는 경우 동기용 코드인지를 추적하는 제4과정과, MCU는 동기신호에 해당되는 경우 동기 이후 수신된 데이터를 확산코드와 비교하여 보정 및 역확산의 스크램블코드 역확산을 실시하는 제5과정과, MCU는 역확산코드 데이터에 비트단위로 에러보정을 통한 보정가능코드로 코드보정변환을 실시하여 데이터를 보정하는 제6과정과, MCU는 보정된 수신데이터를 네트워크프로토콜 데이터로 제어기기에서 수신 가능하도록 변환하여 제어기기에 전달하는 제7과정을 수행하는 전력선통신 수신단계의 절차를 통하여 데이터의 수신 통신제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도로서, 도 3은 본 발명에 있어 전력선통신 송신단계의 처리 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 있어 전력선통신 수신단계의 처리 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 송신단계에 있어 보정가능 코드변환 과정시 비트단위처리를 보인 개념도이고, 도 6은 본 발명의 송신단계에 있어 스크램블 코드확산처리를 보인 개념도이고, 도 7은 본 발명의 수신단계에 있어 스크램블 코드 역확산처리를 보인 개념도이고, 도 8은 본 발명의 수신단계에 있어 코드보정변환 과정시 비트단위처리를 보인 개념도이다. 여기서, 전력선 모뎀의 구성 체계에 대해서는 도 1 및 도 2를 참조하여 사용하기로 한다.
도 1 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법은 전력선(1)에 연결된 모뎀칩(11) 및 상기 모뎀칩(11)을 제어하고 데이터의 송수신을 처리하기 위한 MCU(12)으로 구성된 PLC모뎀(10)과, 상기 PLC모뎀(10)에 데이터를 송신하거나 또는 PLC모뎀(10)으로부터 데이터를 받는 대상 또는 주체가 되는 PC 또는 제어기 등의 제어기기(20)로 이루어지는 시스템이 구비되며, 데이터의 송신시 통신을 제어하기 위한 방법과 데이터의 수신시 통신을 제어하기 위한 방법으로 나누어진다.
이때, 본 발명에서는 상기 MCU(12)를 통하여 데이터의 송수신시 통신 신뢰성 향상을 위한 통신제어를 구현할 수 있도록 프로그래밍 처리되는 것이며, 안정적인 통신가능 범위에서 먼 거리까지의 통신이 원활하게 이루어질 수 있도록 중계의 개념을 도입하여 네트워크프로토콜 처리를 행하도록 한 것이다.
먼저, 데이터의 송신시 통신을 제어하기 위한 송신단계(S110)를 설명하면 다음과 같다.
상기 제어기기(20)로부터 송신데이터가 모뎀(10)의 MCU(12)에 전달되면, MCU(12)로 하여금 수신한 데이터에서 송신목적지 주소와 데이터를 추출하여 네트워크프로토콜에 맞게 변경하는 네트워크프로토콜 처리를 행하도록 한다(S111).
이때, MCU(12)는 송신데이터를 분석하고 본 PLC모뎀을 위한 데이터인지 또는 타 PLC모뎀으로 중계를 원하는 데이터인지를 구분하여 내부처리하거나 또는 중계 전송하게 된다.
MCU(12)에서는 네트워크프로토콜에 맞게 변경된 데이터를 도 5에서와 같이, 비트(bit) 보정 기본단위로 나누고 이에 에러비트 보정용 코드를 추가하여 보정 가능한 코드로 변환하여 보정가능데이터로 변경 처리한다(S112).
MCU(12)에서는 도 6에서와 같이, 보정가능데이터에 확산코드를 적용하여 코드확산을 실시함에 의해 비트단위로 잡음에 강한 코드로 스크램블(scramble) 코드확산 처리한다(S113).
MCU(12)에서는 스크램블 코드확산 처리된 코드확산데이터를 모뎀칩(11)의 동기신호에 맞추어 모뎀칩(11)에 비트단위로 코드확산데이터를 송신한다(S114).
모뎀칩(11)은 MCU(12)로부터 송신된 코드확산데이터를 받아 FSK,ASK,PSK 등의 H/W 모듈레이션(Modulation)을 행하여 전력선(1)으로 전송한다(S115).
또한, 데이터의 수신시 통신을 제어하기 위한 수신단계(S120)를 설명하면 다음과 같다.
상기 전력선(1)으로부터 모뎀(10)의 모뎀칩(11)으로 신호가 수신되면, 모뎀칩(11)에서 H/W 디모듈레이션(Demodulation)된 데이터가 수신될 때마다 설정된 통신속도에 맞추어 데이터를 동기 출력되게 한다(S121).
MCU(12)에서는 모뎀칩(11)에 의한 동기출력에 맞추어 수신데이터(확산코드)를 비트단위로 수신(S122)하고, 비트단위로 수신되는 데이터가 확산코드에 해당하는지를 비교(S123)하며, 수신데이터가 확산코드에 해당되는 경우 동기용 코드인지를 추적한다(S124).
MCU(12)에서는 동기용 코드의 추적을 통해서 동기신호에 해당되는 경우 도 7에서와 같이, 동기 이후 수신된 데이터를 확산코드와 비교하여 보정 및 역확산의 스크램블 코드 역확산을 실시한다(S125).
MCU(12)에서는 도 8에서와 같이, 역확산코드 데이터에 비트단위로 에러보정을 통한 보정가능코드로 코드보정변환을 실시하여 데이터를 보정한다(S126).
MCU(12)에서는 보정된 수신데이터를 네트워크프로토콜 데이터를 이용하여 네트워크프로토콜 처리하고 제어기기(20)에서 수신 가능하도록 데이터로 변환하여 제어기기(20)에 전달한다(S127).
따라서, 본 발명은 기 구축된 MCU를 활용하고 이를 통하여 데이터의 송수신시 전력선통신의 통신제어를 위한 처리를 실행함으로써 전력선에 있는 잡음이나 부하변동을 제어하게 된다.
부연하면, 본 발명은 MCU를 통하여 PLC모뎀에 잡음에 강한 코드를 코드확산시킴으로써 잡음에 강하게 되고, 송수신되는 통신 데이터에 코드보정을 행함으로써 손상되는 데이터를 보정하는 기능을 발휘하게 되며, PLC 상의 모든 모뎀에서 네트워크프로토콜 처리를 행하여 데이터를 중계하므로 멀리 떨어져있는 모뎀간 통신을 가능하게 하고 통신거리를 늘릴 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법은 상술한 바와 같은 구체적인 실시예 및 첨부한 도면을 참조하여 설명하였으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 다양한 치환, 수정 및 변형실시가 이루어질 수 있음은 자명하다 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법에 의하면, MCU를 통하여 PLC모뎀에 잡음에 강한 코드를 코드확산시킴으로써 잡음에 강하게 되고, 송수신되는 통신 데이터에 코드보정을 행함으로써 손상되는 데이터를 보정하는 기능을 발휘하게 되며, PLC 상의 모든 모뎀에서 네트워크프로토콜 처리를 행하여 데이터를 중계하므로 멀리 떨어져있는 모뎀간 통신을 가능하게 하고 통신거리를 늘릴 수 있다.
또한, 본 발명은 전력선 상의 통신제어를 MCU를 통해 구현하므로 통신제어의 유용성을 가지면서도 모뎀의 크기를 절감할 수 있으며, 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 전력선(1)에 연결된 모뎀칩(11) 및 상기 모뎀칩(11)을 제어하고 데이터의 송수신을 처리하기 위한 MCU(12)가 구비된 PLC모뎀(10)과, 상기 PLC모뎀(10)에 데이터를 송신하거나 또는 PLC모뎀(10)으로부터 데이터를 받는 대상 또는 주체가 되는 제어기기(20)로 구성되는 시스템에 의해 전력선을 이용한 데이터의 송신 및 수신시 전력선 통신을 제어하기 위한 방법에 있어서;
    상기 제어기기(20)로부터 송신데이터가 모뎀(10)의 MCU(12)에 전달되면, MCU(12)는 수신한 데이터에서 송신목적지 주소와 데이터를 추출하여 네트워크프로토콜에 맞게 변경하는 네트워크프로토콜 처리를 행하는 제1과정(S111)과, MCU(12)는 네트워크프로토콜에 맞게 변경된 데이터를 비트 보정 기본단위로 나누고 이에 에러비트 보정용 코드를 추가하여 보정 가능한 코드로 변환하여 보정가능데이터로 변경하는 제2과정(S112)과, MCU(12)는 보정가능데이터에 확산코드를 적용하여 코드확산을 실시함에 의해 비트단위로 잡음에 강한 코드로 스크램블 코드확산 처리를 하는 제3과정(S113)과, MCU(12)는 스크램블 코드확산 처리된 코드확산데이터를 모뎀칩(11)의 동기신호에 맞추어 모뎀칩(11)에 비트단위로 코드확산데이터를 송신하는 제4과정(S114)과, 모뎀칩(11)에서 송신된 코드확산데이터를 받아 H/W 모듈레이션을 행하여 전력선(1)에 전송하는 제5과정(S115)을 수행하는 전력선통신 송신단계(S110)의 절차를 통하여 데이터의 송신시 통신제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법.
  2. 전력선(1)에 연결된 모뎀칩(11) 및 상기 모뎀칩(11)을 제어하고 데이터의 송수신을 처리하기 위한 MCU(12)가 구비된 PLC모뎀(10)과, 상기 PLC모뎀(10)에 데이터를 송신하거나 또는 PLC모뎀(10)으로부터 데이터를 받는 대상 또는 주체가 되는 제어기기(20)로 구성되는 시스템에 의해 전력선을 이용한 데이터의 송신 및 수신시 전력선 통신을 제어하기 위한 방법에 있어서;
    상기 전력선(1)으로부터 모뎀(10)의 모뎀칩(11)으로 신호가 수신되면, 모뎀칩(11)은 H/W 디모듈레이션된 데이터가 수신될 때마다 설정된 통신속도에 맞추어 데이터를 동기 출력하는 제1과정(S121)과, MCU(12)는 모뎀칩(11)에 의한 동기출력에 맞추어 수신데이터를 비트단위로 수신하는 제2과정(S122)과, MCU(12)는 비트단위로 수신되는 데이터가 확산코드에 해당하는지를 비교하는 제3과정(S123)과, MCU(12)는 수신데이터가 확산코드에 해당되는 경우 동기용 코드인지를 추적하는 제4과정(S124)과, MCU(12)에서 동기신호에 해당되는 경우 동기 이후 수신된 데이터를 확산코드와 비교하여 보정 및 역확산의 스크램블 코드 역확산을 실시하는 제5과정(S125)과, MCU(12)는 역확산코드 데이터에 비트단위로 에러보정을 통한 보정가능코드로 코드보정변환을 실시하여 데이터를 보정하는 제6과정(S126)과, MCU(12)는 보정된 수신데이터를 네트워크프로토콜 데이터로 제어기기(20)에서 수신 가능하도록 변환하여 제어기기(20)에 전달하는 제7과정(S127)을 수행하는 전력선통신 수신단계(S120)의 절차를 통하여 데이터의 수신시 통신제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 전력선 모뎀에 의한 통신제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990079798A (ko) * 1998-04-09 1999-11-05 김영환 씨디엠에이 기지국용 모뎀에서의 패리티 비트를 이용한 데이터처리장치
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