KR100977548B1 - 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 시스템은 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스 신호를 발생하고 발생된 상기 CAZAC 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 반송파 신호를 이용하여 변조하여 전력선 통신 채널에 입력하는 신호 송신부; 및 상기 전력선 통신 채널로부터 신호를 수신하여 수신된 상기 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 CAZAC 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출하는 신호 수신부를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 임펄스 응답 특성을 보다 정확하게 파악하고, 전력 통신 시스템을 보다 안정적으로 운영할 수 있다.
Figure R1020080101123
전력선 통신 채널, 임펄스 응답, CAZAC 시퀀스 신호, Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호, 자기상관, 상관도

Description

전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법{system for measuring impulse response of power line communication channel and method thereof}
본 발명은 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
고속 데이터 통신을 위한 전력선 통신 채널에 대한 연구는 아직까지도 표준화되지 않은 실정이다. 몇 년 전만해도 전력선 통신 채널에 대한 연구는 가정 자동화(home automation) 등을 위한 수백 kHz 이하의 저주파 대역에 치중해 있었으며, 수년전부터 고속 데이터 통신을 위한 전력선 통신 채널에 관한 연구가 활발히 진행되기 시작했다.
아직까지도 전화선이나 무선 환경의 통신 채널 연구에 비해 전력선 통신 채널에 관한 연구는 상대적으로 미흡한 실정이고, 이는 전력선 매체가 옥내외 통신망으로서 가지는 장점이 많음에도 불구하고 산업 활성화가 늦어지는 원인 중 하나가 되고 있다.
특히, 전력선 통신은 기본적으로 데이터 전송용이 아닌 전력 전달을 목적으 로 설계된 전력선을 매체로 이루어지기 때문에 상당한 잡음과 다양한 감쇠 특성을 보이며, 또 전력선 토폴로지(topology)와 부하의 변화에 따라 채널 전달 함수의 변화도 심하다.
이로 인해, 전력선 통신에 사용할 변복조 방식, 채널 코딩(channel coding), 커플링(coupling), 필터링(filtering) 등을 적용함에 있어서 상당한 어려움과 문제점이 발생할 뿐만 아니라, 하나의 시스템에 채널 특성에 따라 적절히 구성되어도 환경 변화에 따른 채널 특성 변화로 인해 제대로 성능을 나타내지 못하는 문제점이 발생한다.
따라서 이러한 전력선 통신에 있어서, 전력선 토폴로지와 각종 부하들에 따라 다양하게 변화하는 통신 신호의 감쇠 크기, 위상 변화뿐만 아니라 다중 경로 전달 특성 즉, 임펄스 응답 특성까지 측정할 수 있는 시스템이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스를 이용한 자기 상관 방식으로 다중 경로의 신호의 크기정보와 위상정보를 산출하여 이를 기반으로 전력선 통신 채널의 임펄스 응답을 측정 및 분석함으로써, 임펄스 응답 특성을 보다 정확하게 파악할 수 있도록 하는 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 임펄스 응답 특성을 보다 정확한 파악이 가능하기 때문에, 이를 바탕으로 전력선 통신 시스템을 보다 안정적으로 운영할 수 있도록 하는 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
이를 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템은 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스 신호를 발생하고 발생된 상기 CAZAC 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 반송파 신호를 이용하여 변조하여 전력선 통신 채널에 입력하는 신호 송신부; 및 상기 전력선 통신 채널로부터 신호를 수신하여 수신된 상기 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 CAZAC 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출하는 신호 수신부를 포함할 수 있다.
특히, 상기 CAZAC 시퀀스 신호는 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호일 수 있다.
상기 신호 송신부는 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호를 발생하는 시퀀스 신호 발생기; 상기 반송파 신호를 발생하는 반송파 신호 발생기; 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 상기 반송파 신호를 이용하여 변조하는 신호 변조기; 변조된 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기; 및 전력 증폭된 상기 신호를 상기 전력선 통신 채널에 입력하는 송신 커플러를 포함할 수 있다. 상기 신호 변조기는 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 I채널 신호에 코사인 반송파 신호를 곱하여 변조하는 제1 신호 변조기; 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 Q채널 신호에 사인 반송파 신호를 곱하여 변조하는 제2 신호 변조기; 및 상기 제1 신호 변조기와 상기 제2 신호 변조기로부터 출력된 신호를 가산하는 가산기를 포함할 수 있다.
상기 신호 수신부는 상기 전력선 통신 채널로부터 신호를 수신하는 수신 커플러; 수신된 상기 신호를 오버 샘플링하는 디지털 오실로스코프; 및 오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출하는 단말기를 포함할 수 있다. 상기 단말기는 오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호 및 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스와의 자기상관을 이용하여 상관도를 산출하는 상관도 산출기; 검출된 상기 상관도를 이용하여 상기 신호의 크기정보를 산출하는 크기정보 산출기; 및 검출된 상기 상관도를 이용하여 상기 신호의 위상정보를 산출하는 위상정보 산출기를 포함할 수 있다.
이때, 상기 상관도 산출기는 오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호의 실수 부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 실수부와의 자기상관을 이용하여 제1 상관도를 산출하는 제1 상관도 산출기; 오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호의 허수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 허수부와의 자기상관을 이용하여 제2 상관도를 산출하는 제2 상관도 산출기; 오버 샘플링된 상기 신호의 Q채널 신호의 실수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 실수부와의 자기상관을 이용하여 제3 상관도를 산출하는 제3 상관도 산출기; 및 오버 샘플링된 상기 신호의 Q채널 신호의 허수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 허수부와의 자기상관을 이용하여 제4 상관도를 산출하는 제4 상관도 산출기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 크기정보 산출기는 상기 제1 상관도와 상기 제4 상관도를 가산하여 제곱한 값과 상기 제2 상관도와 상기 제3 상관도를 가산하여 제곱한 값을 가산하여 생성된 가산값을 제곱근 연산하여 상기 신호의 크기정보를 산출할 수 있다. 상기 위상정보 산출기는 상기 제2 상관도와 상기 제3 상관도를 가산한 값을 상기 제1 상관도와 상기 제4 상관도를 가산한 값으로 나눈 값을 아크탄젠트 연산하여 상기 신호의 위상정보를 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 한 측면에 따른 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 방법은 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스 신호를 발생하고 발생된 상기 CAZAC 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 반송파 신호를 이용하여 변조하여 전력선 통신 채널에 입력하는 단계; 및 상기 전력선 통신 채널로 부터 신호를 수신하여 수신된 상기 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 CAZAC 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
특히, 상기 CAZAC 시퀀스 신호는 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호일 수 있다.
상기 입력하는 단계는 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호를 발생하는 단계; 상기 반송파 신호를 발생하는 단계; 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 상기 반송파 신호를 이용하여 변조하는 단계; 변조된 신호를 전력 증폭하는 단계; 및 전력 증폭된 상기 신호를 상기 전력선 통신 채널에 입력하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 변조하는 단계는 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 I채널 신호에 반송파 신호를 곱하여 제1 변조하는 단계; 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 Q채널 신호에 사인 반송파 신호를 곱하여 변조하는 제2 신호 변조기; 및 상기 제1 및 상기 제2 변조된 신호를 가산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 검출하는 단계는 상기 전력선 통신 채널로부터 신호를 수신하는 단계; 수신된 상기 신호를 오버 샘플링하는 단계; 및 오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출 및 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 검출 및 저장하는 단계는 오버 샘프링된 상기 신호의 I채널 신호 및 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상관도를 산출하는 단계; 산출된 상기 상관도를 이용하여 상기 신호의 크기정보를 산출하는 단계; 및 산출된 상기 상관도를 이용하여 상기 신호의 위상정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 상관도를 산출하는 단계는 오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호의 실수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 실수부와의 자기상관을 이용하여 제1 상관도를 산출하는 단계; 오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호의 허수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 허수부와의 자기상관을 이용하여 제2 상관도를 산출하는 단계; 오버 샘플링된 상기 신호의 Q채널 신호의 실수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 실수부와의 자기상관을 이용하여 제3 상관도를 산출하는 단계; 및 오버 샘플링된 상기 신호의 Q채널 신호의 허수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 허수부와의 자기상관을 이용하여 제4 상관도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 크기정보를 산출하는 단계는 상기 제1 상관도와 상기 제4 상관도를 가산하여 제곱한 값과 상기 제2 상관도와 상기 제3 상관도를 가산하여 제곱한 값을 가산하여 생성된 가산값을 제곱근 연산하여 상기 신호의 크기정보를 산출할 수 있다. 상기 위상정보를 산출하는 단계는 상기 제2 상관도와 상기 제3 상관도를 가산한 값을 상기 제1 상관도와 상기 제4 상관도를 가산한 값으로 나눈 값을 아크탄젠트 연산하여 상기 신호의 위상정보를 산출할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법을 첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스 신호를 이용한 자기상관 방식으로 전력선 통신 채널의 임펄스 응답을 측정 및 분석할 수 있도록 하는 방안에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개략적인 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템(100)은 크게 신호 송신부(110) 및 신호 수신부(120) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 신호 송신부(110)는 시퀀스 발생기(111), 제1 변조기(112), 반송파 발생기(113, 114), 제2 변조기(115), 가산기(116), 전력 증폭기(117), 송신 커플러(118) 등을 포함하고, 신호 수신부(120)는 수신 커플러(121), 디지털 오실로스코프(122), 단말기(123) 등을 포함할 수 있다.
본 발명은 전력선 통신 채널의 임펄스 응답을 측정하기 위한 기준 기저대역 신호로서, CAZAC 시퀀스 신호를 이용할 수 있다. CAZAC 시퀀스 신호는 크기가 일정한 복소 시퀀스에 대해 시퀀스 열이 정확히 일치된 경우를 제외하고는 모든 자기 상관값이 0이 되는 특징을 가지고 있어, m-시퀀스와 더불어 채널 추정이나 시간 동기 검출 등 다양한 응용분야에서 활용될 수 있는데, 특히, m-시퀀스에 비해 중심 주파수에서의 신호 왜곡이 작다는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 CAZAC 시퀀스 신호의 대표적인 예인 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호(이하 'Chu 시퀀스 신호'라 한다)를 이용하여 고속 전력선 통신 채널을 측 정하고자 한다.
특히, 본 발명에 따른 신호 송신부(110)와 신호 수신부(120)에서 Chu 시퀀스 신호를 처리하기 위한 복소 신호 송신 및 복소 신호 상관 등의 방법이 적용될 수 있다.
시퀀스 신호 발생기(111)는 Chu 시퀀스 신호 c(t)를 발생하고, 반송파 신호 발생기(113,114)는 반송파 신호와 -90도 위상변화된 반송파 신호를 각각 생성할 수 있다.
신호 변조기(112,115)는 Chu 시퀀스 신호 c(t)를 반송파 신호를 이용하여 변조할 수 있는데, 즉, Chu 시퀀스 신호 c(t)는 다음의 [수학식 1]과 같이 복소 신호이기 때문에 실수부 CRe(t)와 허수부 CIm(t)을 각각 코사인 반송파를 기준으로 동상과 직교위상으로 나누어 전송하는 방식을 취한다.
[수학식 1]
c(t) = cRe(t) + jcIm(t)
따라서 하나의 신호 변조기(112)는 Chu 시퀀스 신호의 I(In-phase)채널 신호 cRe(t)를 코사인 반송파 신호를 이용하여 변조하고, 다른 하나의 신호 변조기(115)는 Chu 시퀀스 신호의 Q(Quadrature-phase)채널 신호 cIm(t)를 -90도 위상변화된 반송파 신호 즉, 사인 반송파 신호를 이용하여 변조하며, 가산기(116)는 이렇게 변조된 신호를 가산할 수 있다.
전력 증폭기(117)는 가산기(116)로부터 입력된 신호를 전력 증폭하고, 전력선에 연결된 송신 커플러(coupler)(118)는 전력 증폭된 신호를 전력선 통신 채널에 입력할 수 있다.
수신 커플러(121)는 전력선 통신 채널로부터 신호를 수신하고 디지털 오실로스코프(digital oscilloscope: DO)(122)는 수신된 신호를 고속으로 오버 샘플링(over sampling)할 수 있다. 예컨대, 디지털 오실로스코프(122)는 Nyquist 샘플링 이론에 따라 Chu 시퀀스 신호 주기의 2배 이상의 신호 샘플을 수집할 수 있다.
결국, 단말기(123)는 오버 샘플링된 신호에 대하여 Chu 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출 및 저장할 수 있다. 여기서, 단말기(123)는 소프트웨어적으로 신호 처리를 실시하여 전력선 통신 채널의 임펄스 응답을 측정할 수 있는 장치로서, 예컨대, PC(Personal Computer)를 포괄하는 개념일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 신호 수신부 내의 단말기(140)의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 단말기(140)는 크게 상관도 산출기(219,220,223,224), 크기정보 산출기(229) 및 위상정보 산출기(230) 등을 포함할 수 있다.
이를 상세히 설명하면, 먼저 신호 분배기(210)는 입력된 신호를 I채널 신호와 Q채널 신호로 분배하고, BPF(Band Pass filter)(211,212)는 분배된 I채널 신호 와 Q채널 신호 각각을 필터링하여 원하는 대역 이외의 영역에서 나타나는 잡음 신호를 제거할 수 있다.
신호 복조기(213,216) 필터링된 I채널 신호와 Q채널 신호는 각각 반송파 발생기(214,215)로부터 발생된 코사인 반송파 신호와 사인 반송파 신호를 이용하여 복조하고, LPF(Low Pass Filter)(217,218))는 복조된 I채널 신호와 Q채널 신호의 고주파 성분을 제거할 수 있다.
이러한 과정을 통해, 디지털 오실로스코프로부터 수집된 신호 샘플들에 대해, 대역통과필터를 이용해 관심 대역 외의 신호를 제거하고, 코사인 반송파 및 사인 반송파를 이용하여 복조하며 복조 과정에서 발생하는 2배 주파수 성분은 저역통과필터를 통해 제거함으로써 기저대역 신호만을 상관도 산출기에 출력할 수 있다.
이후, 저대역 필터링된 I채널 신호와 Q채널 신호에 Chu 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상관도를 산출하는데, 이러한 자기상관 함수는 다음의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112008071757009-pat00001
여기서, T는 한 주기이고, Tc는 한 칩(chip) 기간이며, τ는 시간 지연을 의미할 수 있다. 이를 통해, Chu 시퀀스 신호에 대한 자기상관 특성은 시퀀스가 정확히 일치했을 때 최대 상관값 1을 가지고 나머지 구간에 대해서는 상관값 0을 가질 수 있음을 알 수 있다.
이러한 특성에 따라, 제1 상관도 산출기(219)는 I채널 신호 rI(t)에 시퀀스 발생기(221)로부터 발생된 Chu 시퀀스 신호의 실수부 CRe(t)와의 자기상관을 이용하여 제1 상관도 ρIRe(t)를 산출하고, 제2 상관도 산출기(220)는 I채널 신호 rI(t)에 시퀀스 발생기(221)로부터 발생된 Chu 시퀀스 신호의 허수부 CIm(t)와의 자기상관을 이용하여 제2 상관도 ρIIm(t)를 산출할 수 있다.
마찬가지로, 제3 상관도 산출기(222)는 Q채널 신호 rQ(t)에 시퀀스 발생기(221)로부터 발생된 Chu 시퀀스 신호의 실수부 CRe(t)와의 자기상관을 이용하여 제3 상관도 ρQRe(t)를 산출하고, 제4 상관도 산출기(223)는 Q채널 신호 rQ(t)에 시퀀스 발생기(221)로부터 발생된 Chu 시퀀스 신호의 허수부 CIm(t)와의 자기상관을 이용하여 제4 상관도 ρQIm(t)를 산출할 수 있다.
이렇게 산출된 상관도를 이용하여 신호의 크기정보와 위상정보를 산출할 수 있다.
우선, 제1 상관도 ρIRe(t)와 제4 상관도 ρQIm(t)를 가산기(224)를 통해 가산하여 제곱한 값과 제2 상관도 ρIIm(t)와 제3 상관도 ρQRe(t)를 가산기(225)를 통해 가산하여 제곱기(227)를 통해 제곱한 값을 다시 가산기(228)를 통해 가산하여 가산값을 생성하며, 연산기(229)는 생성된 가산값을 제곱근 연산하여 신호의 크기정보를 산출할 수 있다. 이러한 m번째 다중 경로의 크기(magnitude) 정보는 다음의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112008071757009-pat00002
그리고 연산기(230)는 제2 상관도 ρIIm(t)와 제3 상관도 ρQRe(t)를 가산기(225)를 통해 가산한 값을 제1 상관도 ρIRe(t)와 제4 상관도 ρQIm(t)를 가산기(224)를 통해 가산한 값으로 나눈 값을 아크탄젠트(arctangent) 연산하여 신호의 위상정보를 산출할 수 있다. 이러한 m번째 다중 경로의 위상(phase) 정보는 다음의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112008071757009-pat00003
이렇게 산출된 신호의 크기정보와 위상정보를 기반으로 임펄스 응답을 측정 및 분석할 수 있다. 이러한 임펄스 응답은 다음의 [수학식 5]와 같이 모델링될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112008071757009-pat00004
이와 같이, 본 발명은 CAZAC시퀀스 특히, Chu 시퀀스를 이용한 자기 상관 방식으로 다중 경로의 신호의 크기정보와 위상정보를 산출하여 이를 기반으로 전력선 통신 채널의 임펄스 응답을 측정 및 분석함으로써, 임펄스 응답 특성을 보다 정확하게 파악할 수 있고 이로 인하여 전력선 통신 시스템을 보다 안정적으로 운영할 수 있다.
본 명세서에서 개시된 시스템에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명에 의한, 전력선 통신 채널의 임펄스 응답 측정 시스템 및 그 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개략적인 시스템의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 신호 수신부 내의 단말기(140)의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110: 신호 송신부
111: 시퀀스 발생기
112, 115: 신호 변조기
113, 114: 반송파 발생기
116: 가산기
117: 전력 증폭기
118: 송신 커플러
120: 신호 수신부
121: 수신 커플러
122: 디지털오실로스코프
123: 단말기

Claims (18)

  1. CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스 신호를 발생하고 발생된 상기 CAZAC 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 반송파 신호를 이용하여 변조하여 전력선 통신 채널에 입력하는 신호 송신부; 및
    상기 전력선 통신 채널로부터 수신된 상기 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 CAZAC 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출하는 신호 수신부
    를 포함하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 CAZAC 시퀀스 신호는,
    Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호인 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 신호 송신부는,
    상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호를 발생하는 시퀀스 신호 발생기;
    상기 반송파 신호를 발생하는 반송파 신호 발생기;
    상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 상기 반송파 신호를 이용하여 변조하는 신호 변조기;
    변조된 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기; 및
    전력 증폭된 상기 신호를 상기 전력선 통신 채널에 입력하는 송신 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 신호 변조기는,
    상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 I채널 신호에 코사인 반송파 신호를 곱하여 변조하는 제1 신호 변조기;
    상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 Q채널 신호에 사인 반송파 신호를 곱하여 변조하는 제2 신호 변조기; 및
    상기 제1 신호 변조기와 상기 제2 신호 변조기로부터 출력된 신호를 가산하는 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 신호 수신부는,
    상기 전력선 통신 채널로부터 신호를 수신하는 수신 커플러;
    수신된 상기 신호를 오버 샘플링하는 디지털오실로스코프; 및
    오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출하는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 단말기는,
    오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호 및 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상관도를 산출하는 상관도 산출기;
    산출된 상기 상관도를 이용하여 상기 신호의 크기정보를 산출하는 크기정보 산출기; 및
    산출된 상기 상관도를 이용하여 상기 신호의 위상정보를 산출하는 위상정보 산출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 상관도 산출기는,
    오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호의 실수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 실수부와의 자기상관을 이용하여 제1 상관도를 산출하는 제1 상관도 산출기;
    오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호의 허수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 허수부와의 자기상관을 이용하여 제2 상관도를 산출하는 제2 상관도 산출기;
    오버 샘플링된 상기 신호의 Q채널 신호의 실수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 실수부와의 자기상관을 이용하여 제3 상관도를 산출하는 제3 상관도 산출기; 및
    오버 샘플링된 상기 신호의 Q채널 신호의 허수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 허수부와의의 자기상관을 이용하여 제4 상관도를 산출하는 제4 상관도 산출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 크기정보 산출기는,
    상기 제1 상관도와 상기 제4 상관도를 가산하여 제곱한 값과 상기 제2 상관도와 상기 제3 상관도를 가산하여 제곱한 값을 가산하여 생성된 가산값을 제곱근 연산하여 상기 신호의 크기정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 위상정보 산출기는,
    상기 제2 상관도와 상기 제3 상관도를 가산한 값을 상기 제1 상관도와 상기 제4 상관도를 가산한 값으로 나눈 값을 아크탄젠트 연산하여 상기 신호의 위상정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 시스템.
  10. CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation) 시퀀스 신호를 발생하고 발생된 상기 CAZAC 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 반송파 신호를 이용하여 변조하여 전력선 통신 채널에 입력하는 단계; 및
    상기 전력선 통신 채널로부터 신호를 수신하여 수신된 상기 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 CAZAC 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출하는 단계
    를 포함하는 임펄스 응답 측정 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 CAZAC 시퀀스 신호는,
    Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호인 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 입력하는 단계는,
    상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호를 발생하는 단계;
    상기 반송파 신호를 발생하는 단계;
    상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 I채널 신호와 Q채널 신호 각각을 상기 반송파 신호를 이용하여 변조하는 단계;
    변조된 신호를 전력 증폭하는 단계; 및
    전력 증폭된 상기 신호를 상기 전력선 통신 채널에 입력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 변조하는 단계는,
    상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 I채널 신호에 코사인 반송파 신호를 곱하여 제1 변조하는 단계;
    상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호의 Q채널 신호에 사인 반송파 신호를 곱하여 변조하는 제2 신호 변조기; 및
    상기 제1 및 상기 제2 변조된 신호를 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계는,
    상기 전력선 통신 채널로부터 신호를 수신하는 단계;
    수신된 상기 신호를 오버 샘플링하는 단계; 및
    오버 샘플링된 상기 신호I채널 신호와 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스 신호와의 자기상관을 이용하여 상기 신호의 크기 정보와 위상 정보를 검출 및 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 검출 및 저장하는 단계는,
    오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호 및 Q채널 신호 각각에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스와의 자기상관을 이용하여 상관도를 산출하는 단계;
    산출된 상기 상관도를 이용하여 상기 신호의 크기정보를 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 상관도를 이용하여 상기 신호의 위상정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 상관도를 산출하는 단계는,
    오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호의 실수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스의 실수부와의 자기상관을 이용하여 제1 상관도를 산출하는 단계;
    오버 샘플링된 상기 신호의 I채널 신호의 허수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스의 허수부와의 자기상관을 이용하여 제2 상관도를 산출하는 단계;
    오버 샘플링된 상기 신호의 Q채널 신호의 실수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스의 실수부와의 자기상관을 이용하여 제3 상관도를 산출하는 단 계; 및
    오버 샘플링된 상기 신호의 Q채널 신호의 허수부에 대하여 상기 Frank-Zadoff-Chu 시퀀스의 허수부와의 자기상관을 이용하여 제4 상관도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 크기정보를 산출하는 단계는,
    상기 제1 상관도와 상기 제4 상관도를 가산하여 제곱한 값과 상기 제2 상관도와 상기 제3 상관도를 가산하여 제곱한 값을 가산하여 생성된 가산값을 제곱근 연산하여 상기 신호의 크기정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 위상정보를 산출하는 단계는,
    상기 제2 상관도와 상기 제3 상관도를 가산한 값을 상기 제1 상관도와 상기 제4 상관도를 가산한 값으로 나눈 값을 아크탄젠트 연산하여 상기 신호의 위상정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 임펄스 응답 측정 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103023535B (zh) * 2013-01-21 2014-11-05 国家电网公司 一种基于多端口电路网络的电力线信道响应方法及装置
KR101602352B1 (ko) * 2014-08-07 2016-03-10 국방기술품질원 위상 변이 분석 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002368659A (ja) 2001-05-29 2002-12-20 Denshi Buhin Kenkyuin 電力線通信のための適応形受信信号の検出装置及び検出方法
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030007570A1 (en) 2001-05-16 2003-01-09 Xeline Co., Ltd. Apparatus for modulating and demodulating multiple channel FSK in power line communication system
JP2002368659A (ja) 2001-05-29 2002-12-20 Denshi Buhin Kenkyuin 電力線通信のための適応形受信信号の検出装置及び検出方法
KR20040096394A (ko) * 2003-05-09 2004-11-16 한국전기연구원 전력선통신 채널 임펄스 응답 측정 장치 및 방법

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