KR101052083B1 - 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 프로그램 기록매체 - Google Patents

시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 프로그램 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시각 정보와 같은 적은 양의 데이터를 단반향으로 전송하며 저주파 대역의 반송파를 사용하여 원거리 전력선 방송이 가능한 시각 방송정보의 전력선 방송 시스템, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 프로그램 기록매체에 관한 것이다. 이를 위해 특히, 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100); 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 부호화하여 시각 방송신호를 생성하는 방송신호 생성수단(200); 시각 방송신호를 반송파로 변조하여 변조신호를 생성하는 변조수단(300); 변조신호를 전력신호에 결합하는 방송신호 결합수단(400); 전력선(100)으로부터 전력신호와 결합된 변조신호를 추출하는 필터(500); 변조신호로부터 시각 방송신호를 복조하는 복조수단(600); 및 복조된 시각 방송신호를 복호화하여 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하는 방송정보 획득수단(700);을 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치가 개시된다.
전력선 통신, 전력선 방송, 대한민국 표준시(KST), 방송국 시보, 시각 정보, 표준 단파 방송

Description

시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 프로그램 기록매체{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING TIME BROADCASTING INFORMATION USING POWER-LINE BROADCASTING AND PROGRAM RECORDING MEDIUM THEREOF}
본 발명은 시각 방송정보를 전달하는 전력선 방송 송수신 장치, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 기록매체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전력선을 통해 저주파에 실린 시각 방송정보를 불특정 다수에 방송하고 수신토록 함으로써 정확한 시각 정보를 간편하게 전달할 수 있는 시각 방송정보를 전달하는 전력선 방송 송수신 장치, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 기록매체에 관한 것이다.
<통신 및 방송>
통신이란 두 지점 또는 그 이상의 지점 사이에서 부호·음향·영상 등의 정보를 송수(送受)·교류하는 작용을 총칭하는 용어이다. 그 중에서 전력선 통신(Power Line Communicaton, PLC)은 전력을 공급하는 전력선을 매개로 음성과 데이터를 전력 신호에 실어 통신하는 기술이다.
통신에 대비되는 개념으로 방송이 있는데, 방송이란 적절한 수신장치를 갖춘 불특정 다수의 대중이 동시에 보거나 들을 수 있도록 오락·정보·교육 등의 여러 정보를 보급하는 것을 말한다.
본 발명에서 개시될 발명은 특히, 전력선 통신과 마찬가지로 전력선을 이용하는 점은 동일하지만 적은 양의 데이터를 단방향으로 송신하고 불특정 다수의 대중이 수신케 한다는 점에서 전력선 방송(PLB, Power Line Broadcasting) 이라 정의할 수 있을 것이다. 그 중에서도 본 발명은 전력선의 전력신호에 시각 방송정보를 실어 각종 기기에 전송하는 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로서 전력선 시간 방송(PLTB, Power Line Time Broadcasting)이라 정의할 수 있다.
이러한 전력선 방송은 전력선 통신과 달리 저주파를 이용하여 전력선을 이용한 원거리 송신이 가능하며 단방향의 정보 전달만이 목적인 경우에 기존의 전력선 통신과 비교하여 더 효과적으로 목적을 달성할 수 있다.
상술한 전력선 방송은 전력선 통신이 가지는 아래와 같은 이유로 인해 그 개념 및 기술의 도입이 필요하다.
전력선 통신은 유선통신으로서 그 매체가 전력선이므로 전파의 누설로 다른 무선 설비에 영향을 줄 가능성이 있으며 다량의 데이터를 주고 받기 위한 주파수 대역이 경우에 따라서는 전파법상 제한되는 주파수 대역일 수도 있다.
그리고 전력선 통신에 이용되는 전력선은 전화선이나 비대칭 디지털 가입자 회선(ADSL)처럼 단일 목적에 단일 기기로 이루어지는 통신선이 아니라, 가정의 냉 장고, TV에서부터 한국 전력의 계량 설비 등 다양한 기기들이 접속되어 있어 회선의 잡음 수준이 굉장히 높은데다 신호가 왜곡되거나 끊기는 현상이 빈발해 데이터 통신 회선으로는 부적합하다는 한계를 지니고 있다. 특히, 높은 부하와 간섭현상, 변동하는 임피던스와 신호 감쇠 현상 등의 특수한 환경을 극복하고, 제한된 신호 전력을 통해 데이터를 전달해야 하는 어려움이 존재한다.
<시각정보 방송의 필요성>
현대에 들어와 시간은 가장 정확히 측정할 수 있는 물리량으로서 그 정확성으로 인해 시각 정보는 산업 전반에 활용될 가치가 충분하며 그 활용을 위해 시각 정보를 관리하고 정확하게 유지하는 것이 중요하게 되었다.
이러한 시각 정보 중에는 국제원자시(TAI) 및 세계협정시(UTC) 이외에도 다수의 국가에서 관리, 유지되는 각국의 표준시가 있다. 또한 대한민국의 경우 대한민국 표준시(KST)가 있으며 GPS(Global Positioning System) 위성에 탑재된 원자시계의 기준시 또한 시각 정보로 활용된다.
현 단계에서 대한민국 표준시 정보를 획득하는 방법으로는 한국 표준과학 연구원 내의 표준주파수국 (호출부호: HLA)에서 24시간 송출 중인 5 MHz 표준시각 방송을 수신하는 방법이 있다. 또한 인터넷으로 UTCk 프로그램을 다운로드 받아 사용하거나 모뎀을 이용하여 한국 표준과학 연구원의 타임 서버에 접속하여 확보할 수 있다. 이 밖에도 116의 전화망을 통해 시보장치의 오디오 톤의 수신방법이 있다.
표준주파수 방송의 수신은 간단한 단파 라디오 수신장치로 수신이 가능하여 널리 이용되어 왔으며 선박, 군통신 등 통신전자장비를 사용하는 현지에서 시간주파수 교정이 가능하다. 방송되고 있는 5 MHz의 표준주파수는 길이시간 연구실에서 다수의 원자시계로부터 생성되며 국제비교를 통한 국제소급성이 확보된 가운데, 시각부호 발생장치에서 5 MHz 반송주파수에 1초 신호, BCD(Binary Coded Decimal) 타임 코드, 오디오 톤 등의 정보를 실어 방송한다.
그러나 단파대 통신은 공간파를 주로 이용하고 있으므로 실내 수신이 어렵고 전리층 상태 및 수신 안테나의 설치 장소에 따른 수신감도의 저하와 같은 단점이 있다.
그리고 인터넷 망 또는 전화 망을 이용하여 표준시 정보와 같은 시각 정보를 획득하는 방법도 각종 전자제품, 공장의 설비 및 연구소 등의 각종 계측기에 시각 정보를 공급하는데 있어서 우회적이거나 일정한 한계가 있다.
따라서 별도의 전용 배선의 설치 없이 시각 정보(예: 대한민국 표준시, GPS 이용한 기준시)를 전송하고 기 설치되어 있는 전기 설비를 그대로 이용하면서도 홈오토메이션의 실행에, 각종 계측기 또는 시스템 장비를 갖춘 산업현장 그리고 각종 국책, 민간과제 사업 등에 시각 정보를 활용하게 할 수 있는 기술의 필요성이 대두 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 전력선 통신이 많은 양의 데이터를 양방향으로 전송하기 위하여 고주파 대역의 반송파가 필요한 반면, 시각 정보와 같은 적은 양의 데이터를 단반향으로 전송하며 저주파 대역의 반송파를 사용하여 원거리 전력선 방송이 가능한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 프로그램 기록매체를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 제 2목적은 고비용의 클럭칩을 대체하여 노트북, 교통신호등, 가전제품 등에 내장되어 있는 각종 계측 장비에 클럭 신호를 제공할 수 있고 이로 인해 저비용으로 정확성과 편리함을 제공할 수 있는 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 프로그램 기록매체를 제공하는 데 있다.
그리고, 본 발명의 제 3목적은 정전 후 각종 계측 장비의 시간 세팅이 전력신호에 의해 자동으로 수행되어 별도로 이용자가 시간 세팅을 하는 행위가 불필요하며 기존의 전력선을 그대로 사용하는 그린 산업을 제공하기 위하여 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치, 시각 방송정보의 전력선 송수신 방법 및 송수신 방법을 기록한 프로그램 기록매체를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100); 전 력선의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 부호화하여 시각 방송신호를 생성하는 방송신호 생성수단(200); 시각 방송신호를 반송파로 변조하여 변조신호를 생성하는 변조수단(300); 및 변조신호를 전력신호에 결합하는 방송신호 결합수단(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
전력신호는 60 Hz 주파수를 갖는 교류신호인 것이 바람직하다.
부호화된 시각 방송정보는 이진수 십진화 타임 코드이며, 시각 방송신호는 이진수 십진화 타임 코드의 0과 1에 대응하는 각각의 펄스파 신호와 위치 인식용 펄스파 신호인 것이 바람직하다.
부호화된 시각 방송정보의 타임 프레임이 1 분인 경우, 0에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 200 ms이고 1에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 500 ms이며 위치 인식용 펄스파 신호의 출력시간은 800 ms인 것이 바람직하다.
변조수단(300)은 주파수 편이 방식, 진폭 편이 방식 및 위상 편이 방식 중 어느 하나의 방식에 의해 시각 방송신호를 변조하는 것이 바람직하다.
반송파는 수 내지 수십 kHz의 주파수를 사용하고 제로크로싱 검출기(440)와 동기되는 것이 바람직하다. 시각 방송은 정확한 시각 데이터를 전달하는 것 외에 방송된 시각 데이터가 의미하는 시간적 순간을 전달할 필요성이 있다. 단순히 데이터만 전달한다면 변조와 복조 전송과정에서 발생하는 시간 지연이 발생한다.
이러한 지연은 고속 광대역 통신매체를 사용하는 경우는 적으나 전력선과 같 이 채널용량이 적은 열악한 통신매체를 사용하는 경우 비교적 크게 발생할 수 있다. 그러므로 편이 변조가 가해지는 시점은 전력신호가 0 V 시점인 제로 크로싱 시점인 것이 바람직하다.
신호가 급격히 변하는 변조점은 전송선로를 지나는 동안 분산 및 지연에 의하여 신호파형의 변형이 발생하여 그 형태의 명확성을 상실한다. 제로 크로싱 시점이 변조점으로 사용되면 수신단에서 왜곡된 신호가 수신되더라도 정확한 변조점을 찾을 수 있으며 이를 이용하여 방송단과 수신단 간의 시각 방송정보가 의미하는 시점을 일치시킬 수 있다.
방송신호 결합수단(400)은 전력선(100)과 전자기 유도 결합으로 변조신호를 전력신호에 결합하는 것이 바람직하다.
시각 방송신호의 생성 및 변조의 기준 시점을 제공하는 제로크로싱 검출기(440)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적은 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100)으로부터 전력신호와 결합된 변조신호를 추출하는 필터(500); 변조신호로부터 시각 방송신호를 복조하는 복조수단(600); 및 복조된 시각 방송신호를 복호화하여 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하는 방송정보 획득수단(700);을 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 수신장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
시각 방송정보의 전력선 방송 수신장치는 전력신호의 0 V 시점을 검출하는 제로크로싱 검출기(550)를 더 포함하고, 제로크로싱 검출기(550)는 복조수단(600) 과 동기되는 것이 바람직하다.
복조수단(600)은 주파수 편이 방식, 진폭 편이 방식 및 위상 편이 방식 중 어느 하나의 방식에 의해 시각 방송신호를 복조하는 것이 바람직하다.
방송정보 획득수단(700)은 전력선(100)의 60 Hz 교류신호를 이용하여 시각을 유지하는 것이 바람직하다.
시각 방송정보의 전력선 방송 수신장치는 패턴 분석의 용이성을 위해 추출된 변조신호를 동일 패턴으로 반복 출력하는 에코회로(800)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 목적은 다른 카테고리로써, 방송신호 생성수단(200)이 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 부호화하는 단계(S100); 방송신호 생성수단(200)이 부호화된 시각 방송정보로부터 시각 방송신호를 생성하는 단계(S110); 변조수단(300)이 시각 방송신호를 반송파로 변조하여 변조신호를 생성하는 단계(S120); 및 방송신호 결합수단(400)이 변조신호를 전력선(100)의 전력신호에 결합하는 단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 송신 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
부호화된 시각 방송정보는 이진수 십진화 타임 코드이며, 시각 방송신호는 이진수 십진화 타임 코드의 0과 1에 대응하는 각각의 펄스파 신호와 위치 인식용 펄스파 신호인 것이 바람직하다.
부호화된 시각 방송정보의 타임 프레임이 1 분인 경우, 0에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 200 ms이고 1에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 500 ms이며 위치 인식용 펄스파 신호의 출력시간은 800 ms인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적은 전력선(100)과 연결된 필터(500)가 전력선(100)의 전력신호와 결합된 변조신호를 추출하는 단계(S200); 복조수단(600)이 변조신호로부터 시각 방송신호를 복조하는 단계(S210); 방송정보 획득수단(700)이 복조된 시각 방송신호로부터 부호화된 시각 방송정보를 복호화하는 단계(S220); 및 방송정보 획득수단(700)이 복호화된 시각 방송정보를 획득하는 단계(S230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 수신 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
부호화된 시각 방송정보는 이진수 십진화 타임 코드이며, 시각 방송신호는 이진수 십진화 타임 코드의 0과 1에 대응하는 각각의 펄스파 신호와 위치 인식용 펄스파 신호인 것이 바람직하다.
부호화된 시각 방송정보의 타임 프레임이 1 분인 경우, 0에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 200 ms이고 1에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 500 ms이며 위치 인식용 펄스파 신호의 출력시간은 800 ms인 것이 바람직하다.
필터(500)의 변조신호 추출단계(S200)와 복조수단(600)의 시각 방송신호 복조단계(S210) 사이에는, 에코회로(800)가 패턴 분석의 용이성을 위해 추출된 변조신호를 반복 출력하는 단계(S205);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 목적은 시각 방송정보의 전력선 송신 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공함으로써 달성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 목적은 시각 방송정보의 전력선 수신 방법을 실행하기 위 한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 전력선 통신이 많은 양의 데이터를 양방향으로 전송하기 위하여 고주파 대역의 반송파가 필요하다면, 전력선 방송은 시각 정보와 같이 적은 양의 데이터를 단반향으로 전송하기 때문에 저주파 대역의 반송파를 사용할 수 있으며 이로 인해 용이하게 원거리 전력선 방송이 가능한 효과가 있다.
또한, 고비용의 클럭칩을 대체하여 노트북, 교통신호등, 가전제품 등에 내장되어 있는 각종 계측 장비에 클럭 신호를 제공할 수 있고 이로 인해 저비용으로 정확성과 편리함을 제공하는 효과가 있다.
그리고, 정전 후 각종 계측 장비의 시간 세팅이 전력신호에 의해 자동으로 수행되어 별도로 이용자가 시간 세팅을 하는 행위가 불필요하다.
또한, 기존의 전력선을 그대로 사용하므로 추가 설비가 불필요한 그린 산업을 제공하는 효과가 있다.
전력선 통신의 경우 송수신자 양방향의 통신을 하고 데이터의 양이 많아 고주파를 이용하게 된다. 그러나 전력선은 높은 부하와 간섭현상, 변동하는 임피던스와 신호 감쇠 현상 등의 특수한 환경을 극복하고, 제한된 전력선의 전력을 통해 데이터를 전달해야 하는 어려움이 존재한다.
따라서 전력선을 통해 저주파 신호를 전송함으로써 단방향의 정보 전달을 수행함으로써 전력선의 활용을 극대화할 수 있는 데 이러한 전력선 전송을 PLB(Power Line Broadcasting) 즉, 전력선 방송이라 명명할 수 있다. 그 중에서도 전력선의 전력신호에 시각 방송정보를 실어 방송하는 것을 전력선 시각 방송(PLTB, Power Line Time Broadcasting)이라 정의할 수 있다. 이하, 복합 주파수 부호를 이용한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치 및 송수신 방법의 일 실시예에 대해서 설명한다.
< 실시예 >
<구성>
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 시각 방송정보를 전달하는 전력선 방송 송수신 장치는 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100)과 이와 연결되어 시각 방송정보를 송신하기 위한 송신장치로서 방송신호 생성수단(200), 변조수단(300) 및 방송신호 결합수단(400), 그리고 방송신호 생성수단(200)과 변조수단(300)에 동기를 제공하는 제로크로싱검출기(440)의 구성을 가지며, 시각 방송정보를 수신하기 위한 수신장치로서 필터(500), 복조수단(600), 복조수단(600)에 동기를 제공하는 제로크로싱검출기(550) 및 방송정보 획득수단(700)의 구성을 가진다. 이에 더해 신호에 대한 패턴 분석의 용이성을 위해 에코회로(800)가 더 부가될 수 있다.
본 발명인 시각 방송정보를 전달하는 전력선 방송 송수신 장치는 전력 선(100)을 통해 이진수 십진화 타임 코드를 방송함으로써 전력선(100)과 연결되어 시각 정보를 필요로 하는 모든 계량, 계측기기에 시각 방송정보를 제공하게 된다.
전력선(100)은 별도의 랜선이나 무선통신 장비 없이 콘센트에 전원만 꽂으면 전력선(100)을 통해 시각 방송정보를 저주파 신호에 실어 나를 수 있다. 전력을 공급하는 기존의 전력선(100)을 그대로 사용할 수 있으며 전력선(100)의 전력신호는 60 Hz의 교류신호가 이용됨이 일반적이다. 또한, 전력선(100)에 가해지는 전압은 110 Vrms 또는 220 Vrms일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 전압의 변동이 있는 배전선 또는 송전을 위한 송전선일 수 있다.
방송신호 생성수단(200)은 연(year), 월(month), 일(day), 시(hour), 분(minute) 및 초(second) 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 부호화하여 시각 방송신호를 생성하는 역할을 한다. 시각 방송정보는 유무선 통신으로 입력받을 수 있는데 표준시(ST) 정보 또는 GPS를 이용한 기준시 정보를 포함하며, 표준시 정보의 경우 한국에서는 한국 표준과학 연구원 길이시간 연구실의 세슘원자시계로부터 직접 입력받을 수 있다. 또한 시각 방송정보는 현재의 표준시뿐만 아니라 지역별 시각 정보 및 세계 시각 정보가 포함될 수 있다.
그리고 시간주파수 연구실에서 송출하는 단파 대역의 무선 방송으로 입력받거나 인터넷망(예: T1/E1 전용선, ADSL, HFC 등) 또는 전화망으로 입력받을 수도 있다. 이러한 방송신호 생성수단(200)은 아파트 단지(예: 단지 내 관리사무소)나 대형빌딩, 공장 등의 대규모 시설에 설치될 수 있다.
특히, 방송신호 생성수단(200)은 시각 방송정보를 부호화하여 시각 방송신호 를 생성하는데 본 실시예에서는 이진수 십진화 타임 코드로서 부호화하며 그 일예는 후술한다.
변조수단(300)은 시각 방송신호를 반송파로 변조하여 변조신호를 생성하는 역할을 하며, 복조수단(600)은 변조신호로부터 반송파를 제거하여 시각 방송신호로 복조하는 역할을 한다. 여기서, 변조수단(300) 및 복조수단(600)은 변복조 방식에 따라서 적절한 반송파를 이용하여 변복조 회로(미도시)로 구성될 수 있으며, 특히 본 발명에서는 디지털 신호를 변복조하는 방식인 주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying), 진폭 편이 변조(ASK, Amplitude Shift Keying) 및 위상 편이 변조(PSK, Phase Shift Keying) 중 어느 하나의 변조 방식이 사용될 수 있다.
방송신호 결합수단(400)은 변조신호를 전력신호에 결합하는 역할을 한다. 즉, 방송신호 생성수단(200)으로부터 출력된 시각 방송신호를 변조수단(300)이 변조신호로 변조하면 방송신호 결합수단(400)이 변조신호를 전력선(100)에 전자기 유도 결합(inductive coupling)으로 싣는 것이다.
방송신호 결합수단(400)은 전력신호의 한 주기 내의 임의의 시점에 변조신호를 결합하는 것이 가능하며, 이때 신호의 왜곡을 최소화하고 수신장치에서 검출을 용이하게 하기 위해 전력선(100) 내의 전력신호가 0 V 가 되는 순간을 검출하여 변조에 사용함으로써 변조를 용이하게 하고 방송단과 수신단 사이의 시각방송신호가 의미하는 시각 시점의 일치화를 기할 수 있다.
필터(500)는 전력선(100)으로부터 결합된 변조신호를 추출하는 역할을 한다. 수 내지 수십 kHz의 주파수 대역을 갖는 변조신호는 60Hz를 갖는 전력신호와는 용 이하게 구분될 수 있으므로 대역통과 필터를 사용하여 구성될 수 있다.
또한, 전력신호의 제로 크로싱 시점에서 변조신호가 결합된 경우 제로 크로싱 시점을 검출하는 제로 크로싱 검출회로(440)를 더 포함하여 그 시점에서의 변조신호를 추출한다.
복조수단(600)은 상술한 바와 같으며, 방송정보 획득수단(700)은 시각 방송정보를 필요로 하는 각종 계측/계량 기기로서 노트북, 교통신호등, 가전제품 등이 이에 해당될 수 있으며 복조된 시각 방송신호를 복호화하여 시각 방송정보를 획득하는 역할을 한다.
또한, 방송정보 획득수단(700)은 시각 방송신호를 복호화하는 역할을 하는데 본발명의 일 실시예는 이진수 십진화 타임 코드로 부호화된 시각 방송정보를 복호화하며 그 결과 초, 분, 시, 일, 월, 년 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하게 된다. 시각 방송정보는 초(second), 분(minute), 시(hour), 일(day)을 기본적으로 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 방송정보 획득수단(700)은 전력선(100)의 60 Hz 교류신호를 이용하여 별도의 내부 클럭 발생수단을 구비하지 않고도 시각을 유지할 수 있게 된다.
에코회로(800)는 함께 수신된 각종 노이즈 신호와 구별하여 추출된 변조신호의 패턴 분석을 용이하게 하기 위해 추출된 변조신호를 동일 패턴으로 반복 출력하는 역할을 한다.
<부호화 및 변조>
본 발명에서의 시각 방송정보의 부호화 및 변조방식은 여러 가지가 있을 수 있다. 부호화 방법의 경우 방송될 시각 방송정보의 내용에 따라 변경될 수 있으며, 변조 방식도 주파수 편이 방식, 진폭 편이 방식 및 위상 편이 방식 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 아래에서는 종래 무선통신으로 송출되는 이진수 십진화 타임 코드 예와 함께 본 발명에서 사용되는 이진수 십진화 타임 코드의 주파수 편이 변조의 실시예를 설명한다.
도 2는 종래 무선통신을 이용한 시간주파수 표준의 보급방법인 표준주파수국의 이진수 십진화 타임 코드의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 무선통신을 이용한 시간주파수 표준의 보급방법은 전체 타임 프레임을 1분으로 하여 분(minute), 시(hour), 일(day)의 시각 정보를 송출한다.
구체적으로는 매초 신호에 100 Hz 신호변조의 길이를 조정하는 4 비트 이진수 십진화 타임 코드가 매초 1 비트씩 연속적으로 송출되며 이때 송출되는 펄스는 '0'의 경우 a로 표시된 200ms, '1'의 경우 b로 표시된 500 ms 동안 송출되고 펄스의 동기를 위해 매 10초마다 위치 인식용 펄스가 c로 표시된 800 ms 동안 삽입된다.
도 3a는 본 발명에 따른 일 실시예 중 이진수 십진화 타임 코드의 주파수 편이 변조의 일 예를 설명하는 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 타임 프레임을 1초로 하여 1/6초씩 초(second), 분(minute), 시(hour), 일(day), 월(month), 년(year)의 시각 방송정보를 부호화하여 주파수 편이 변조로 나타낼 수 있다. 이 경우 부호화되는 시간 시점은 전력선 전력신호의 위상이 제로 크로싱되는 순간을 선택한다.
시각 방송정보에 해당하는 숫자는 2진수화 하여 0과 1로 부호화하되 시각 방송정보 각각의 숫자당 4 비트씩 할당하여 표현한다. 그리고 0과 1에 높은 주파수(F1)의 펄스 및 낮은 주파수(F2)의 펄스를 대응시키고 1/6초 마다 동기를 위한 위치 인식용 펄스를 출력토록 한다. 여기서 위치 인식용 펄스의 주파수는 F1과 F2와 구별되는 주파수를 사용하며 각각의 펄스 출력시간은 타임프레임에 따라 달라질 수 있지만 1초인 경우에는 1/60 초가 된다.
<부호화 및 변조의 제 1변형예 >
도 3b는 도 3a에 도시된 주파수 편이 변조의 제 1변형예를 설명하는 도면이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 시각 방송정보 중 초(second), 분(minute), 시(hour), 일(day) 까지는 도 3a의 주파수 변이 변조와 동일하나 경우에 따라서는 월(month), 년(year)을 대체하여 365일로 나타낼 수도 있으므로 이러한 경우 일(day)은 세 자리 숫자가 필요하다. 따라서 일(day)에 세 번째 숫자에 해당하는 2 비트를 더 할당할 수 있다. 그리고 타임 프레임(1초)의 나머지 시간은 낮은 주파수의 신호를 할당하여 신호를 구분하게 한다.
<부호화 및 변조의 제 2변형예 >
도 3c는 도 3a에 도시된 주파수 편이 변조의 제 2변형예를 설명하는 도면이다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 시각 방송정보 중 초(second), 분(minute), 시(hour), 일(day) 만을 방송하는 것은 제 1변형예와 동일하다. 다만, 1/6 초씩 시각 방송정보를 할당한 결과 나머지 시간의 경우에는 처음 1/6 초에 어떤 신호도 보 내지 않는 침묵(silence)을 부가함으로써 신호 구분을 명확히 할 수 있게 된다.
<시각 방송정보의 송수신 방법>
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서 시각 방송정보의 전력선 송신 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 시각 방송정보의 송신방법을 설명하면, 우선 방송신호 생성수단(200)이 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 부호화한다(S100). 부호화되는 시각은 전력선 전력신호 위상이 제로 크로싱되는 시각을 선택한다.
다음, 방송신호 생성수단(200)이 부호화된 시각 방송정보로부터 시각 방송신호를 생성한다(S110).
다음, 변조수단(300)이 시각 방송신호를 반송파로 변조하여 변조신호를 생성한다(S120). 그리고 변조신호의 비트 천이 시점은 전력선 교류신호의 제로 크로싱 시점을 사용한다.
마지막으로 방송신호 결합수단(400)이 변조신호를 전력선(100)의 전력신호에 결합함으로써(S130) 전력선을 통해 시각 방송정보의 송신이 수행된다.
특히, 시각 방송정보의 부호화단계(S100) 및 시각 방송신호 생성단계(S110)의 경우에는 미리 프로그램화되어 외부(예: 무선망, 전화망, 인터넷망 등)로부터 들어오는 시각 방송정보를 자동으로 부호화하고 시각 방송신호를 생성하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서 시각 방송정보의 전력선 수신 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 5를 참조하여 본 발명의 시각 방송정보 수신방법에 대하여 설명하면, 우선 전력선(100)과 연결된 필터(500)가 전력선(100)의 전력신호와 결합된 변조신호를 추출한다(S200).
다음, 에코회로(800)가 패턴 분석의 용이성을 위해 추출된 변조신호를 반복 출력한다(S205).
다음, 복조수단(600)이 변조신호로부터 시각 방송신호를 복조한다(S210). 이때 제로크로싱 검출기(550)의 출력을 비트 동기 및 시점판별 수단으로 사용한다.
다음, 방송정보 획득수단(700)이 복조된 시각 방송신호로부터 부호화된 시각 방송정보를 복호화한다(S220).
다음, 방송정보 획득수단(700)이 복호화된 시각 방송정보를 획득함으로써(S230) 전력선으로부터 시각 방송정보를 수신하게 된다.
필터(500)의 변조신호 추출단계(S200)의 경우 제로 크로싱 검출회로(미도시)에 의한 제로 크로싱 시점 검출 과정이 더 수행될 수 있으며, 에코회로(800)의 변조신호 반복단계(S205)는 전력신호가 양호한 경우에는 생략될 수도 있다.
그리고, 방송정보 획득수단(700)의 시각 방송정보 획득단계(S230)는 이후에는 방송정보 획득수단(700)을 구비한 각종 계측/계량 기기(예: 노트북, 교통신호등, 전자제품 등)에 의해 정확한 시각 방송정보에 기초한 기기 작동이 수행되거나 디스플레이 수단(미도시)에 의해 현재 시각 정보의 디스플레이가 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 종래 무선통신을 이용한 시간주파수 표준의 보급방법인 표준주파수국의 이진수 십진화 타임 코드의 일 예를 나타낸 도면,
도 3a는 본 발명에 따른 일 실시예 중 이진수 십진화 타임 코드의 주파수 편이 변조의 일 예를 설명하는 도면,
도 3b는 도 3a에 도시된 주파수 편이 변조의 제 1변형예를 설명하는 도면,
도 3c는 도 3a에 도시된 주파수 편이 변조의 제 2변형예를 설명하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서 시각 방송정보의 전력선 송신 방법을 순차적으로 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서 시각 방송정보의 전력선 수신 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 전력선
200: 방송신호 생성수단
300: 변조수단
400: 방송신호 결합수단
440: 제로크로싱 검출기
500: 필터
550: 제로크로싱 검출기
600: 복조수단
700: 방송정보 획득수단
800: 에코회로

Claims (24)

  1. 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100);
    연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 부호화하여 시각 방송신호를 생성하는 방송신호 생성수단(200);
    상기 시각 방송신호를 반송파로 변조하여 변조신호를 생성하는 변조수단(300); 및
    상기 변조신호를 상기 전력신호에 결합하는 방송신호 결합수단(400)을 포함하되, 상기 부호화된 시각 방송정보는 이진수 십진화 타임 코드이며,
    상기 시각 방송신호는 상기 이진수 십진화 타임 코드의 0과 1에 대응하는 각각의 펄스파 신호와 위치 인식용 펄스파 신호인 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전력신호는 60 Hz 주파수를 갖는 교류신호인 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시각 방송정보는 상기 전력신호의 제로크로싱 시점에 대응하는 시각을 부호화한 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 부호화된 시각 방송정보의 타임 프레임이 1 분인 경우, 상기 0에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 200 ms이고 상기 1에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 500 ms이며 상기 위치 인식용 펄스파 신호의 출력시간은 800 ms인 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 변조수단(300)은 주파수 편이 방식, 진폭 편이 방식 및 위상 편이 방식 중 어느 하나의 방식에 의해 상기 시각 방송신호를 변조하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 반송파는 수 내지 수십 kHz의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 방송신호 결합수단(400)은 상기 전력선(100)과 전자기 유도 결합으로 상기 변조신호를 상기 전력신호에 결합하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 시각 방송신호의 생성 및 변조의 기준 시점을 제공하는 제로크로싱 검출기(440)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 송신장치.
  10. 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100)으로부터 상기 전력신호와 결합된 변조신호를 추출하는 필터(500);
    상기 변조신호로부터 시각 방송신호를 복조하는 복조수단(600); 및
    상기 복조된 시각 방송신호를 복호화하여 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하는 방송정보 획득수단(700)을 포함하되, 패턴 분석의 용이성을 위해 상기 추출된 변조신호를 동일 패턴으로 반복 출력하는 에코회로(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 수신장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 시각 방송정보는 상기 전력신호의 제로크로싱 시점에 대응하는 시각을 부호화한 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 수신장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 전력신호의 0 V 시점을 검출하는 제로크로싱 검출기(550)를 더 포함하고,
    상기 제로크로싱 검출기(550)는 상기 복조수단(600)과 동기되는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 수신장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 복조수단(600)은 주파수 편이 방식, 진폭 편이 방식 및 위상 편이 방식 중 어느 하나의 방식에 의해 상기 시각 방송신호를 복조하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 방송 수신장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 방송정보 획득수단(700)은 상기 전력선(100)의 60 Hz 교류신호를 이용하여 시각을 유지하는 것을 특징으로 시각 방송정보의 전력선 방송 수신장치.
  15. 삭제
  16. 방송신호 생성수단(200)이 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 부호화하는 단계(S100);
    상기 방송신호 생성수단(200)이 상기 부호화된 시각 방송정보로부터 시각 방송신호를 생성하는 단계(S110);
    변조수단(300)이 상기 시각 방송신호를 반송파로 변조하여 변조신호를 생성하는 단계(S120); 및
    방송신호 결합수단(400)이 상기 변조신호를 전력선(100)의 전력신호에 결합하는 단계(S130)를 포함하되, 상기 부호화된 시각 방송정보는 이진수 십진화 타임 코드이며,
    상기 시각 방송신호는 상기 이진수 십진화 타임 코드의 0과 1에 대응하는 각각의 펄스파 신호와 위치 인식용 펄스파 신호인 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 송신 방법.
  17. 삭제
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 부호화된 시각 방송정보의 타임 프레임이 1 분인 경우, 상기 0에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 200 ms이고 상기 1에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 500 ms이며 상기 위치 인식용 펄스파 신호의 출력시간은 800 ms인 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 송신 방법.
  19. 전력선(100)과 연결된 필터(500)가 상기 전력선(100)의 전력신호와 결합된 변조신호를 추출하는 단계(S200);
    복조수단(600)이 상기 변조신호로부터 시각 방송신호를 복조하는 단계(S210);
    방송정보 획득수단(700)이 상기 복조된 시각 방송신호로부터 부호화된 시각 방송정보를 복호화하는 단계(S220); 및
    상기 방송정보 획득수단(700)이 상기 복호화된 시각 방송정보를 획득하는 단계(S230)를 포함하되, 상기 부호화된 시각 방송정보는 이진수 십진화 타임 코드이며,
    상기 시각 방송신호는 상기 이진수 십진화 타임 코드의 0과 1에 대응하는 각각의 펄스파 신호와 위치 인식용 펄스파 신호인 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 수신 방법.
  20. 삭제
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 부호화된 시각 방송정보의 타임 프레임이 1 분인 경우, 상기 0에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 200 ms이고 상기 1에 대응하는 펄스파 신호의 출력시간은 500 ms이며 상기 위치 인식용 펄스파 신호의 출력시간은 800 ms인 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 수신 방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 필터(500)의 변조신호 추출단계(S200)와 상기 복조수단(600)의 시각 방송신호 복조단계(S210) 사이에는,
    에코회로(800)가 패턴 분석의 용이성을 위해 상기 추출된 변조신호를 반복 출력하는 단계(S205);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 방송정보의 전력선 수신 방법.
  23. 제 16항 또는 제 18항에 따른 시각 방송정보의 전력선 송신 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  24. 제 19항, 제 21항, 제 22항 중 어느 한 항에 따른 시각 방송정보의 전력선 수신 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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