KR100842982B1 - 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법 - Google Patents

Abstract

케이블모뎀이 초기화 과정을 수행할 경우에 빠른 시간 이내에 업스트림 파워레벨을 조절하여 초기화 시간을 단축시키고, 케이블모뎀과 CMTS(Cable Modem Termination System) 사이의 오퍼레이션(operation) 시간을 단축한다.

SNR(Signal to Noise Ratio)과 신호 파워레벨에 따른 업스트림 파워레벨을 룩업 테이블로 미리 저장하여 두고, 케이블모뎀이 다운스트림 채널을 스캔하여 CMTS로부터 수신하는 데이터에 따라 다운스트림 동기를 확정함과 아울러 그 수신 데이터에서 SNR 및 신호 파워레벨을 검출하며, 검출한 SNR 및 신호 파워레벨에 따른 업스트림 파워레벨을 룩업 테이블에서 찾아 초기 업스트림 파워레벨을 설정하며, 그 설정한 초기 업스트림 파워레벨부터 케이블모뎀이 업스트림 파워레벨을 증가시키면서 CMTS에 레인징 요청신호를 전송하고, CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신되는지를 판단하여 CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신될 경우에 케이블모뎀이 그 레인징 응답신호에 따라 최종 업스트림 파워레벨을 최종 설정한다.

케이블모뎀, 업스트림, 파워레벨, 레인징, 룩업테이블

Description

케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법{Method for controlling upstream power level in cable modem}

도 1은 일반적인 케이블 망의 구성을 보인 도면이고,

도 2는 종래의 케이블모뎀의 초기화 과정을 보인 신호흐름도이며,

도 3은 종래의 케이블모뎀의 초기화 과정에서 레인징 및 자동조절 동작을 보인 신호흐름도이며,

도 4는 본 발명의 방법에 따른 케이블모뎀의 초기화 과정을 보인 신호흐름도이며,

도 5는 본 발명의 방법에 따른 케이블모뎀의 초기화 과정에서 레인징 및 자동조절 동작을 보인 신호흐름도이며,

도 6 및 도 7은 본 발명의 방법에서 수신 데이터의 SNR 및 수신 파워레벨에 따라 설정되는 초기 업스트림 파워레벨을 설명하기 위한 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : CMTS(케이블모뎀 단말 시스템) 110 : 인터넷

120 : 복수의 케이블모뎀 130 : 복수의 개인용 단말기

140 : 케이블

본 발명은 케이블 텔레비전 네트워크에서 케이블모뎀이 케이블모뎀 단말 시스템(Cable Modem Termination System : 이하, 'CMTS'라고 약칭함)로 전송하는 데이터의 파워레벨을 조절하는 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 조절방법에 관한 것으로 특히 빠른 시간 이내에 업스트림 파워레벨을 조절할 수 있는 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 조절방법에 관한 것이다.

인터넷의 급속한 확산과 더불어 사용자들이 보다 빠르게 데이터 통신을 할 수 있는 케이블 텔레비전 네트워크가 개발되어 널리 사용되고 있다.

상기 케이블 텔레비전 네트워크는 케이블모뎀과 CMTS가 케이블을 통해 상호간에 고속으로 데이터 통신을 수행할 수 있도록 하는 것으로서 다운스트림 즉, CMTS에서 케이블모뎀으로 데이터를 전송할 경우에는 4∼300Mbps의 속도를 지원하고, 업스트림 즉, 케이블모뎀에서 CMTS로 데이터를 전송할 경우에는 0.5∼10Mbps의 속도를 지원하고 있다.

상기 케이블모뎀이 CMTS로 소정의 데이터를 전송할 경우에 그 데이터를 전송하는 업스트림 파워레벨이 낮을 경우에 CMTS가 수신하지 못하게 되고, 업스트림 파워레벨이 너무 높을 경우에는 케이블 텔레비전 네트워크에 연결되어 있는 다른 장치 또는 다른 대역과의 간섭 현상이 발생하게 된다.

그러므로 케이블모뎀은 초기화 과정을 수행할 경우에 케이블 텔레비전 네트 워크에 연결되어 있는 다른 장치 또는 다른 대역과의 간섭을 최소화하면서 전송하는 데이터가 CMTS에 정확하게 수신될 수 있도록 업스트림 파워레벨을 조절하고 있다.

도 1은 일반적인 케이블 텔레비전 네트워크의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 인터넷(110)에 연결되는 CMTS이고, 부호 120은 개인용 컴퓨터 등의 복수의 개인용 단말기(130)에 각기 고속 인터넷 서비스를 제공하는 복수의 케이블모뎀이다.

상기 CMTS(100)와 복수의 케이블모뎀(120)은 케이블(140)을 통해 상호간에 연결된다.

이러한 케이블 텔레비전 네트워크는 사용자가 개인용 단말기(130)를 조작하여 입력하는 소정의 데이터가 케이블모뎀(120)에서 변조된 후 케이블(140)을 통해 CMTS(100)로 입력되어 인터넷(110)으로 전송되고, 인터넷(110)의 데이터는 CMTS(100)가 수신 받은 후 케이블(140)을 통해 케이블모뎀(120)으로 전송되며, 케이블모뎀(120)이 상기 CMTS(100)로부터 전송 받은 정보를 복조한 후 개인용 단말기(130)로 입력시키게 된다.

이러한 케이블 텔레비전 네트워크에 있어서, 케이블모뎀(120)은 전원이 공급되는 초기에 초기화 동작을 수행하여 상기 CMTS(100)와 연결하게 된다.

도 2는 종래의 케이블모뎀의 초기화 과정을 보인 신호흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이 케이블모뎀(120)은 전원이 공급되는 초기에 단계(200)에서 CMTS(100)가 소정의 데이터를 전송하는 다운스트림 채널을 스캔하고, 다운스트림 채널이 검 색될 경우에 그 검색한 다운스트림 채널을 통해 CMTS(100)가 전송하는 소정의 데이터에 따라 단계(202)에서 다운스트림 동기를 설정한다.

다음 단계(204)에서 케이블모뎀(120)은 CMTS(100)가 전송하는 업스트림 파라미터가 획득될 때까지 대기하여 단계(206)에서 업스트림 파라미터의 획득을 완료한다. 업스트림 파라미터가 획득되면, 케이블모뎀(120)은 단계(208)에서 레인징 및 업스트림 파워레벨의 자동조절을 수행하여 단계(210)에서 레인징 및 자동조절을 완료한다.

상기 단계(208, 210)의 레인징 및 자동조절은 도 3에 도시된 바와 같이 케이블모뎀(120)이 단계(300)에서 통신 지속기회의 획득을 위하여 대기하고, 단계(302)에서 통신 지속기회의 맵이 획득되었는지를 판단한다. 상기 판단 결과 통신 지속기회의 맵이 획득되지 않았을 경우에 케이블모뎀(120)은 단계(304)에서 미리 설정된 소정의 시간이 경과되었는지를 판단하고, 설정된 소정의 시간이 경과되지 않았을 경우에 상기 단계(300)로 복귀하여 통신 지속기회의 획득을 위하여 대기하는 동작부터 반복 수행한다. 그리고 상기 단계(302)에서 통신 지속기회의 맵이 획득되지 않고, 상기 단계(304)에서 미리 설정된 소정의 시간이 경과되었을 경우에는 상기 단계(200)로 복귀하여 다운스트림 채널을 스캔하는 동작부터 반복 수행한다.

그리고 상기 미리 설정된 소정의 시간이 경과되기 전에 상기 단계(302)에서 통신기회 획득의 맵이 획득될 경우에 케이블모뎀(120)은 단계(306)에서 CMTS(100)에게 소정의 업스트림 파워레벨로 레인징 요청신호를 전송하고, 단계(308)에서 상기 레인징 요청신호에 따라 CMTS(100)로부터 레인징 응답신호가 입력되는 소정의 시간을 대기한 후 단계(310)에서 CMTS(100)로부터 레인징 응답신호가 입력되는지를 판단한다.

상기 단계(310)의 판단 결과 CMTS(100)로부터 레인징 응답신호가 입력되지 않았을 경우에 케이블모뎀(120)은 단계(312)에서 레인징 응답신호의 입력을 대기한 회수가 미리 설정된 회수 이상인지를 판단하여 미리 설정된 회수 이상이 아닐 경우에 케이블모뎀(120)은 단계(314)에서 업스트림 파워레벨을 증가시키고, 단계(316)에서 임의의 시간동안 대기한 후 상기 단계(306)로 복귀하여 CMTS(100)에 상기 증가시킨 업스트림 파워레벨로 레인징 요청신호를 전송하는 동작을 반복 수행한다.

그리고 상기 미리 설정된 회수 이상이 될 때까지 업스트림 파워레벨을 증가시키면서 레인징 요청신호를 전송하여도 CMTS(100)로부터 레인징 응답신호가 입력되지 않을 경우에 케이블모뎀(120)은 상기 단계(200)로 복귀하여 다운스트림 채널을 스캔하는 동작부터 반복 수행한다.

한편, 상기 미리 설정된 회수 이상이 되기 전에 CMTS(100)로부터 케이블모뎀(120)으로 레인징 응답신호가 입력될 경우에 케이블모뎀(120)은 단계(318)에서 그 레인징 응답신호에 따라 업스트림 파워레벨 등의 파라미터 값을 자동으로 조절하고 복귀한다.

여기서, 케이블모뎀(120)이 CMTS(100)로 레인징 요청신호를 전송할 경우의 업스트림 파워레벨은 예를 들면, 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)일 경우에 8∼55dBmV를 최소 값으로 시작하고, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)인 경우에는 8∼58dBmV를 최소 값으로 시작하며, 1dBmV 단위로 증가시켜 전송한다.

즉, 최초에 케이블모뎀(120)은 최저 레벨인 8dBmV의 업스트림 파워레벨로 CMTS(100)에 레인징 요청신호를 전송하게 된다. 상기 레인징 요청신호를 CMTS(100)가 수신하지 못하였을 경우에 CMTS(100)는 케이블모뎀(120)으로 레인징 응답신호를 전송하지 않으므로 케이블모뎀(120)은 소정의 시간을 대기한 후 업스트림 파워레벨을 이전보다 1dBmV 증가시키면서 CMTS(100)로 레인징 요청신호를 전송하는 것을 반복 수행한다. 그리고 상기 레인징 요청신호를 CMTS(100)가 정상으로 수신하였을 경우에 CMTS(100)는 케이블모뎀(120)으로 레인징 요청신호를 잘 받았다는 레인징 응답신호를 전송하게 되는 것으로서 이후에는 케이블모뎀(120)이 상기 레인징 요청신호를 전송한 업스트림 파워레벨의 레벨로 CMTS(100)에 데이터를 전송하게 된다.

이와 같이 하여 레인징 및 자동조절 동작이 완료되면, 케이블모뎀(120)은 단계(212)에서 CMTS(100)로부터 IP(Internet Protocol)가 획득될 때까지 대기하여 단계(214)에서 IP를 획득하고, 단계(216)에서 CMTS(100)로부터 시간 및 날짜가 획득될 때까지 대기하여 단계(218)에서 시간 및 날짜를 획득한다.

다음 단계(220)에서 케이블모뎀(120)은 CMTS(100)로 조작 파라미터를 전송하고, 단계(222)에서 CMTS(100)로부터 조작 파라미터의 전송완료가 입력될 경우에 단계(224)에서 케이블모뎀(120)은 자신이 CMTS(100)에 기록될 때까지 대기하여 단계(226)에서 CMTS(100)의 기록을 완료한다.

다음 단계(228)에서는 베이스라인 프라이버시가 인에이블되어 있는지를 판단하고, 판단 결과 인에이블 되어있을 경우에 단계(230)에서 베이스라인 프라이버시를 초기화하여 단계(232)에서 베이스라인 프라이버시의 초기화를 완료한다.

그리고 상기 단계(228)에서 베이스라인 프라이버시가 인에이블되어 있지 않거나 또는 베이스라인 프라이버시가 인에이블되어 베이스라인 프라이버시의 초기화가 완료될 경우에 케이블모뎀(120)은 단계(234)부터 정상 동작을 수행한다.

그러나 상기한 종래의 기술은 업스트림 파워레벨을 조절할 경우에 케이블모뎀(120)이 CMTS(100)로 최저 레벨로 레인징 요청신호를 전송하고, 그 레인징 요청신호를 전송하여도 CMTS(100)로부터 레인징 응답신호가 입력되지 않을 경우에 업스트림 파워레벨을 증가시켜 다시 레인징 요청신호를 전송하는 동작을 레인징 응답신호가 입력될 때까지 반복 수행하여 업스트림 파워레벨을 조절하는 것으로서 케이블(140)의 상태에 따라 업스트림 파워레벨을 조절하는데 많은 시간이 소요되고, 이로 인하여 초기화 동작을 수행하는데 많은 시간이 소요되는 등의 문제점이 있었다.

그러므로 본 발명의 목적은 케이블모뎀이 빠른 시간 이내에 업스트림 파워레벨을 조절할 수 있는 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 케이블모뎀이 보다 빠른 시간 내에 초기화 동작을 완료하고, CMTS와 데이터 통신을 할 수 있도록 하는 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 가지는 본 발명의 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법은, 케이블모뎀이 다운스트림 채널을 스캔하여 케이블모뎀 단말 시스템(CMTS)으로 부터 수신되는 데이터에 따라 다운스트림 동기를 확정하고 그 데이터의 수신상태를 판단하고, 판단한 데이터의 수신상태에 따라 케이블모뎀이 초기 업스트림 파워레벨을 설정하며, 설정한 초기 업스트림 파워레벨로 케이블모뎀이 CMTS에 레인징 요청신호를 전송하고 CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신되는지를 판단하여 CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신될 경우에 케이블모뎀이 그 레인징 응답신호에 따라 최종 업스트림 파워레벨을 설정하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신되지 않을 경우에 케이블모뎀이 상기 초기 업스트림 파워레벨부터 업스트림 파워레벨을 증가시켜 설정하고, 그 증가 설정한 업스트림 파워레벨로 레인징 요청신호를 전송하는 것을 CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신될 때까지 반복하는 것을 특징으로 한다.

상기 초기 업스트림 파워레벨은, 복수의 업스트림 파워레벨을 룩업 테이블로 저장하여 두고 상기 룩업 테이블에서 상기 판단한 데이터의 수신상태에 따라 하나의 업스트림 파워레벨을 선택하여 설정하고, 상기 데이터의 수신상태는, 그 데이터에서 검출한 SNR(Signal to Noise Ratio) 및/또는 신호 파워레벨로 판단하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도 4 내지 도 7의 도면을 참조하여 본 발명의 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법을 상세히 설명하겠으며, 종래와 동일한 부위에는 동일 부호를 부여한다.

도 4는 본 발명의 방법에 따른 케이블모뎀의 초기화 과정을 보인 신호흐름도 이다. 이에 도시된 바와 같이 단계(200)에서 케이블모뎀(120)이 다운스트림 채널을 스캔하여 SMTS(100)로부터 수신되는 데이터에 따라 단계(202)에서 다운스트림 동기를 확정한 후 단계(400)에서 케이블모뎀(120)은 상기 SMTS(100)로부터 수신한 데이터의 수신상태에 따른 SNR 및 신호 파워레벨을 검출하여 저장하여 둔다.

그리고 다음 단계(204)에서 업스트림 파라미터의 획득을 대기하여 단계(206)에서 업스트림 파라미터를 획득하고, 단계(208)에서 레인징 및 자동조절을 수행하여 단계(210)에서 레인징 및 자동조절의 수행을 완료한다.

상기 단계(208, 210)의 레인징 및 자동조절 수행은 도 5에 도시된 바와 같이 단계(300)에서 케이블모뎀(120)은 통신을 지속할 수 있는 기회의 획득을 대기하고 있다가 설정시간이 경과되기 전에 단계(302)에서 통신 지속기회의 맵의 획득이 판단될 경우에 단계(500)에서 상기 저장한 SNR 및 신호 파워레벨에 따라 초기 업스트림 파워레벨을 설정한다.

상기 초기 업스트림 파워레벨은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 SNR 및 신호 파워레벨이 낮을수록 높게 설정하는 것으로서 케이블모뎀(120) 내의 메모리에는 SNR 및 신호 파워레벨에 따라 설정할 업스트림 파워레벨을 룩업 테이블로 미리 저장하여 두고, 그 저장한 룩업 테이블에서 상기 케이블모뎀(120)이 수신한 데이터의 SNR 및 신호 파워레벨에 해당되는 하나의 업스트림 파워레벨을 찾아 초기 업스트림 파워레벨로 설정한다.

이와 같이 초기 업스트림 파워레벨을 설정한 후 케이블모뎀(120)은 단계(306)에서 CMTS(100)에 상기 설정한 초기 업스트림 파워레벨로 레인징 요청신 호를 전송하고, 단계(308)에서 소정의 시간을 대기한 후 단계(310)에서 CMTS(100)로부터 레인징 요청신호에 따른 레인징 응답신호가 입력되는지를 판단한다.

상기 단계(310)의 판단 결과 CMTS(100)로부터 레인징 응답신호가 입력되지 않았을 경우에 케이블모뎀(120)은 단계(312)에서 레인징 응답신호의 입력을 대기한 회수가 미리 설정된 회수 이상인지를 판단하고, 미리 설정된 회수 이상이 아닐 경우에 단계(314)에서 상기 설정한 초기 업스트림 파워레벨을 증가 예를 들면, 상기 설정한 초기 업스트림 파워레벨을 1dBmV 증가시키고, 단계(316)에서 임의의 시간동안 대기한 후 상기 단계(306)로 복귀하여 상기 증가시킨 업스트림 파워레벨로 CMTS(100)에 레인징 요청신호를 전송하는 동작을 반복 수행한다.

그리고 상기 미리 설정된 회수 이상이 될 때까지 업스트림 파워레벨을 증가시키면서 레인징 요청신호를 전송하여도 CMTS(100)로부터 레인징 응답신호가 입력되지 않을 경우에 케이블모뎀(120)은 상기 단계(200)로 복귀하여 다운스트림 채널을 스캔하는 동작부터 반복 수행한다.

또한 상기 미리 설정된 회수 이상이 되기 전에 CMTS(100)로부터 케이블모뎀(120)으로 레인징 응답신호가 입력될 경우에 케이블모뎀(120)은 단계(318)에서 그 레인징 응답신호에 따라 업스트림 파워레벨 등의 파라미터 값을 자동으로 조절하고 복귀한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니고 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. 예를 들면, 상기에서는 데이터의 수신상태에 따른 SNR 및 신호 파워레벨에 따라 초기 업스트림 파워레벨을 설정하여 그 초기 업스트림 파워레벨부터 레인징 요청신호를 전송하는 것을 예로 들어 설명하였다. 본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, SNR에 따라서만 초기 업스트림 파워레벨을 설정하거나 또는 신호 파워레벨에 따라서만 초기 업스트림 파워레벨을 설정할 수 있는 등 여러 가지로 변형 실시할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 케이블모뎀이 다운스트림 채널을 스캔하여 CMTS로부터 입력되는 데이터의 수신상태에 따라 초기 업스트림 파워레벨을 설정하고, 그 초기 업스트림 파워레벨부터 업스트림 파워레벨을 증가시키면서 레인징 요청신호를 전송하여 레인징 응답신호를 수신함으로써 업스트림 파워레벨의 설정시간을 단축시키고, 이로 인하여 케이블모뎀의 초기화 시간을 단축시켜 보다 빠른 시간 이내에 케이블모뎀이 CMTS와 정상으로 데이터 통신을 수행할 수 있다.

Claims (4)

1. 케이블모뎀이 다운스트림 채널을 스캔하여 케이블모뎀 단말 시스템(CMTS)으로부터 수신되는 데이터에 따라 다운스트림 동기를 확정하고 그 데이터의 수신상태를 판단하는 제 1 과정;

   상기 제 1 과정에서 판단한 데이터의 수신상태에 따라 케이블모뎀이 초기 업스트림 파워레벨을 설정하는 제 2 과정;

   상기 제 2 과정에서 설정한 초기 업스트림 파워레벨로 케이블모뎀이 CMTS에 레인징 요청신호를 전송하고, CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신되지 않을 경우에 상기 초기 업스트림 파워레벨부터 업스트림 파워레벨을 순차적으로 증가시켜 상기 CMTS로 레인징 요청신호를 전송하면서 CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신되는지를 판단하는 동작을 레인징 응답신호가 수신될 때까지 반복하는 제 3 과정; 및

   상기 제 3 과정에서 CMTS로부터 레인징 응답신호가 수신될 경우에 케이블모뎀이 그 레인징 응답신호에 따라 최종 업스트림 파워레벨을 설정하는 제 4 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 초기 업스트림 파워레벨은;

   복수의 업스트림 파워레벨을 룩업 테이블로 저장하여 두고 상기 룩업 테이블에서 상기 판단한 데이터의 수신상태에 따라 하나의 업스트림 파워레벨을 선택하여 설정하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 데이터의 수신상태는;

   그 데이터에서 검출한 SNR(Signal to Noise Ratio) 또는 신호 파워레벨로 판단하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀의 업스트림 파워레벨 제어방법.

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