이하에서는 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
제 1 실시예
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 통신 장치(1)를 사용한 통신 네트워크 시스템의 구성 예를 나타낸 도면이다. 도 1 에서, 본 발명의 통신 네트워크 시스템 내의 복수의 통신 장치(1)는 전송 회선(2)에 의해 서로 연결된다. 전송 회선(2)은 유선 또는 무선으로 구성될 수 있다. 이 실시예는 일 예로써, 복수의 통신 장치(1) 중 하나가 마스터 유닛이고, 이 마스터 유닛은 다른 통신 장치(1, 슬레이브 유닛)의 통신을 제어하기 위한 비컨(beacon)을 주기적으로 전송하는 통신 네트워크 시스템을 이용하여 설명될 것이다.
통신 장치(1)는 통신 제어부(11), 전송 회선 평가부(12), 및 통신 파라미터 결정부(13)로 구성된다. 통신 제어부(11)는 통신 장치(1)에 의해 수행되는 대부분의 통신 프로세스를 다룬다. 기본적으로, 통신 제어부(11)는 통신 파라미터 결정부(13)에 의해 결정된 통신 파라미터를 사용하여 다른 통신장치(1)와 통신을 수행한다. 전송 회선 평가부(12)는 기설정된 주기적 타이밍에 전송 회선(2)의 특성을 평가하고 전송 회선(2)의 상태를 평가한다. 통신 파라미터 결정부(13)는 전송 회선 평가부(12)가 전송 회선(2)을 평가할 때 얻어지는 결과에 따라 통신 파라미터를 설정하거나 갱신한다.
이하에서는 이와 같이 구성된 통신장치(1)가 전송 회선의 특성을 평가하는 방법이 설명된다. 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 통신 장치(1)가 전송 회선을 평가하는 타이밍의 예를 각각 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 통신 장치(1)에 의해 전송 회선을 평가하는 과정을 나타낸 통신 시퀀스이다.
이 실시예에서, 통신 네트워크 시스템 내의 전송 회선(2)에서 도 2에 도시된 바와 같이 특정 패턴(도 2의 X)의 노이즈가 특정 간격으로 생성되는 경우가 설명되는 데, 상기 특정 간격은 전송 회선 특성의 변동 사이클에 상응한다. 이 경우, 통신 네트워크 시스템을 구성하는 각 통신 장치(1)의 통신 제어부(11)는 다음과 같은 방식으로 통신 주기가 될 비컨 주기를 설정한다. 여기서, 비컨 주기는 마스터 유닛에 의해 비컨이 전송되는 때와 다음 비컨이 전송될 때 사이의 시간 간격이다.
전력선에 연결된 가정용 전기 기구의 전력 회로의 영향으로 전력선 노이즈 패턴의 사이클이 상용 전압의 사이클(50Hz 또는 60Hz)의 1/2과 같은 경우가 있다. 따라서, 통신 네트워크 시스템이 전력선을 사용하는 경우, 위에서 설명한 바와 같은 상용 전원의 1/2 사이클에 동조하는 전송 회선의 특성을 고려할 필요가 있다(도 2의 사인파 참조).
설정 포인트는 전송 회선 특성의 변동 사이클(L)이 n 세트의 섹션(n 섹션)으로 나뉘고, 1 비컨 주기의 n 섹션 중 하나의 섹션에 대해서만 전송 회선 평가가 수행되는 과정이 반복되고, 이러한 전송 회선 평가가 n 섹션 모두에 대해 수행된다. 이 포인트를 구현하는 비컨 주기(T)는, "T = L×m/n" 에 근거하여 설정되는데, n 은 2 또는 그 이상의 정수이고, m 은 n 또는 그 이상의 정수이며, n과 최대 공약수가 1 이다. 또한, 오프셋 타임은, k가 0≤k<m 인 실수일 때, "L × k/n"에 근거하여 설정된다. 이런 방식으로, 오프셋 타임이 1 비컨 주기 내에서 섹션 별로 전송 회선을 평가할 수 있도록 설정될 때, 전송 회선의 변동을 빠르게 다룰 수 있다. 전송 회선의 변동을 신속히 다루는 것을 고려하지 않으면, 오프셋 타임은 자유롭게 설정될 수 있다.
도 2 및 도 3은 n = 3, m = 17 일 때의 실시예이다. 도 4는 n = 4, m = 19 일 때의 실시예이다. 통신 네트워크 시스템이 위에서 설명한 바와 같은 전력선을 사용하는 경우, 비컨 주기(T)는 상용 전력의 주파수가 60Hz 일때 L = 8.333 msec를 이용하고, 상용 전력의 주파수가 50Hz 일 때 L = 10 msec를 이용하여 연산된다. 도 2 내지 도 4에서, 비컨 그 자체의 설명은 생략되었다. 또한, 오프셋 타임을 고려하면, 도 2에서 k = 16 이고, 도 3에서 k = 15 이고, 도 4에서 k = 17이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 포인트에 근거하여 비컨 주기와 오프셋 타임을 설정하는 경우, 상기 오프셋 타임 경과 후, 각 전송 회선 평가 섹션은 상용 전력 사이클과 같은 타이밍을 갖지 않고, 그것으로부터 벗어난다. 그러므로, 상용 전력 사이클과 겹쳐지지 않고 시간상 연속인 전송 회선 평가를 실현하는 것이 용이하다.
도 5에서, 통신 장치(1)에 의해 전송 회선을 평가하는 과정을 순차적으로 자세히 설명한다.
전원 입력 또는 전송 회선의 특성 변화 감지할 때와 같이 최초 시작에서, 슬레이브 유닛으로 동작하는 통신 장치(1; 이하에서는 장치A라 함)는 마스터 유닛으로 동작하는 통신장치(이하에서, 장치 C라고 함)에 전송 회선을 평가하는 시간 할당을 요청한다(단계 1). 장치 A로부터 전송 회선 평가를 위한 시간 할당 요청을 수신하면, 장치 C는 비컨 전송을 위한 다음 시간 동안 전송 회선 평가를 위해 할당된 시간에 대한 정보가 더해진 비컨을 송신한다(단계 2). 전송 회선 평가를 위해 할당된 시간에 대한 이 정보는 전송 회선 평가를 위해 사용될 수 있는 섹션을 보여주는 정보를 나타내고, 일반적으로 비컨 주기의 시작 시간으로부터 오프셋 시간으로 주어진다.
장치 C로부터, 전송 회선 평가를 위한 시간 할당 정보가 더해진 비컨을 수신하면, 비컨 주기가 시작된 이후, 오프셋 타임이 지난 후에, 장치 A는 이 정보에 기초하여 전송 회선의 특성을 평가한다. 도 2의 예에서, 전송 회선의 특성은 전송 회선 평가 섹션 2/3 안에 평가된다(도면의 1/2-톤 부분2). 전송 회선의 특성을 평가하는 구체적인 방법은 장치 A 가 슬레이브 유닛으로 동작하는 통신 장치(1, 이하에서는 장치 B라 칭함)에 전송 회선 평가를 요청하고, 장치 B로부터 전송 회선의 평가 요청에 대한 응답을 수신한다(단계 4). 이러한 전송 회선에 대한 평가는 예를 들면 다음과 같은 방식으로 수행된다.
첫째, 전송 회선 평가 요청뿐만 아니라 기 설정된 일련의 평가도 장치 A에서 장치 B로 전달된다. 상기 일련의 평가에 기초하여, 장치 B는 수신 CNR(Carrier to Noise power Ratio)을 연산한다. 다음, 연산된 수신 CNR에 따라, 장치 B는 사용될 부반송자와 각 부반송자에 대한 변조 방법과 같은 통신 파라미터를 명확히 하는 톤맵을 작성한다. 톤맵의 일 실시예는 도 6에 도시된다. 여기서 톤맵은 다른 톤맵으로부터 이 톤맵을 구분하는 톤맵 번호, 이 톤맵에서 해당 부반송자를 나타내는 부반송자 번호, 그리고, 상기 부반송자와 변조 팩터의 사용/비사용의 정보로 구성된다. 부반송자 변조 팩터에 대한 정보는 도 6에 도시된 바와 같이 변조 타입(예를 들어, 16 QAM 또는 32 QAM)에 관한 정보 또는 부반송자 할당 비트 수(예를 들어, 16QAM일 경우 "4")가 될 수 있다. 다음, 장치 B는 톤맵을 포함한 전송 회선 평가를 보내어 장치 A에 응답한다. 상기에서 설명된 다중 전송자 전송 방법은 일 실시예로써 확산 스펙트럼 방법과 같은 다른 방법 역시 사용될 수 있다. 또한, 수신 CNR에 대한 정보가 통신 파라미터를 결정하기 위해 사용되나, 이 이상의 다른 정보 또한 사용될 수 있다.
비슷한 방법으로, 장치 A는 전송 회선 특성을 다른 전송 회선 평가 섹션에서 평가한다(단계 5 내지 10). 도 2의 실시예에서, 전송 회선의 특성은 전송 회선 평가 섹션 1/3(도면 중 1/2-톤 부분(1))과 전송 회선 평가 섹션 3/3(도면 중 1/2-톤 부분(3))에서 평가된다. 이 방법으로, 장치 A는 이러한 셋으로 분리된 전송 회선 평가 섹션 모두에 대해 전송 회선 평가, 즉 톤맵의 입수를 완료한다(단계 11). 다음 복수의 필요한 톤맵 중에서, 장치A는 통신에 사용하는데 최적인 톤맵을 선택장치 B에 알린다(단계 12). 이러한 방법으로, 장치 A 와 B 는 최적의 톱맵을 공유한다. 이후에, 통신은 이러한 최적의 톤맵을 사용하여 실행된다.
최적의 톤맵은 예를 들어 다음과 같은 방식으로 선택된다. 도 2의 예에서, 노이즈는 전송 회선 평가 섹션 1/3 과 2/3 에서 발생하고, 전송 회선 평가섹션 3/3에서는 노이즈가 발생하지 않는다(도 2를 부분적으로 추출하여 확대한 도 7 참조). 그러므로, 전송 회선 평가 섹션 3/3의 톤맵은 가장 높은 PHY 속도를 가진다. 따라서, 최고의 PHY 속도를 가진 이 톤맵은 통신을 위해 사용되는 톤맵으로써 선택된다.
전송 회선 평가 섹션의 모든 톤맵을 획득하지 못하더라고, 설정된 타임 아웃 시간이 경과되었을 때 획득된 톤맵 중에서 최적의 톤맵을 선택하는 것은 가능하다.
위에 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 통신장치(1)를 따르면, 배분된 방식으로 전송 회선 평가를 실현하는 것이 용이하다. 그러므로, 전송 회선의 특성은 정확하게 평가되고, 따라서 데이터 송수신 처리량을 높일 수 있게 된다.
제 1 실시예에서, 정수 n 과 m 은 고정된 값으로 설명되었으나, n 과 m 은 예를 들어 전송 회선의 평가 결과, PHY 속도값, 또는 PHY 속도의 변화 정도에 근거한 전송 회선의 변화에 따라 동적으로 변화될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 통신 시퀀스에서 장치 A, B, C 이외의 관련 장치가 도시되지 않았으나, 프로세스는 도 8에 도시된 바와 같이 전형적으로 수행된다.
도 8을 참조하면, 전송 회선 평가에 대한 시간 할당 정보는 장치 C로부터 전달된 비컨에 부가 된다. 장치 A에 대하여, 전송 회선 평가에 대한 시간 할당 정보는 전송 회선 평가 요청이 장치 B에 보내질 수 있는 시간을 일일이 명시하지 않을 뿐만 아니라, 장치 B, C 및 그 외의 장치가 데이터를 전달하는 것을 금지한다. 전송 회선 평가 요청이 보내지는 시간(도 8의 1/2-톤 주기)에 상기 요청을 전송하는 장치 이외의 장치의 전송을 금지하는 것에 의해, 예를 들어 전송 회선 평가 요청과 데이터 사이의 충돌을 피할 수 있게 된다.
장치 B에서 장치 A로 전송회선 평가 요청에 대한 응답이 보내지는 동안, 데이터 전송에 있어 처리량을 향상시키기 위해 장치 A,B 및 그 이외의 장치에 의한 데이터 전송은 금지 되거나 그렇지 않거나 한다. 도 8은 데이터 전송이 금지되지 않을 때의 통신 시퀀스이다. 여기서, 데이터 전송이 금지되지 않으면, 장치 B로부터 응답은 최고의 우선권이 주어지는 것이 바람직하다.
또한, 위에 설명한 것과 같은 매번 전송회선 평가를 보내는 것에 대해 수신장치 B가 송신 장치 A에 응답하는 방식 대신에, 복수의 전송 회선 평가가 한번에 보내지거나, 수신 장치 B는 복수의 전송 회선 평가에 근거하여 톤맵을 선택하고, 선택된 톤맵을 송신 장치 A에 알린다. 각 케이스에서, 본 발명의 효과는 잃지 않는다.
제 2 실시예
위에서 설명한 제 1 실시예는 전송회선의 특성의 변동 사이클이 미리 알려진 경우의 기술이다. 그러면, 아래의 제 2 실시예에서, 전송 회선 특성의 변동 사이클이 미리 알려지지 않은 경우에도 최적의 비컨 주기가 자동으로 설정될 수 있는 기술이 설명된다.
예를 들어, 통신장치(1)가, 상용 전원의 주파수 60Hz 에 동조된 전송 회선 특성의 변동 사이클(L)이 8.333 msec 이고, 정수 n=3, m=17 일 경우의 비컨 주기 T1(도 9)와, 상용 전원의 주파수 50Hz에 동조된 전송 회선 특성의 변동 사이클(L)이 10msec 이고 변수 n=3, m=17 일 경우, 비컨 주기 T(도 10)를 설정할 수 있는 케이스가 설명될 수 있다. 이 케이스에서, 통신장치(1)는 비컨 주기 이내에 모든 동일한 섹션에서 전송 회선을 평가하고 복수의 톤맵을 얻는다. 도 9와 도 10은 전송 회선 평가 섹션(2)(도면 중 1/2-톤 부분)을 보여준다. 오프셋 시간은 "L×k/n"(k는 0≤k<m 을 만족하는 실수)에 의해 주어지고, 도 9와 10에서 k=16이다.
여기서, 실제 상용 전압의 주파수는 60Hz로 한다.
결과적으로, 비컨 주기 T1 안에 전송 회선 특성의 변동 사이클 L은 도시된(도 9) 실제 상용 전압의 주파수(60Hz)와 동조되는 노이즈와 더 동조한다. 그러므로, 전송 회선 평가 섹션(2)에서 전송 회선의 특성은 실질적으로 같고, 각 톤맵의 통신 파라미터(PHY 속도)에 대해 유사한 값이 복수의 획득된 톤맵에서 얻을 수 있고, 그래서 노이즈에 관해 비컨 주기 T1과 변동 사이클 L 사이의 상호 관련도가 높다고 판단된다.
다른 한편, 비컨 주기 T2 안에 전송 회선의 특성의 변동 사이클 L은 도시된(도 10) 상용 전압의 주파수(60Hz)에 동조되는 노이즈에 동조되지 않는다. 그러므로, 전송 회선 평가 섹션(2)에서 전송 회선의 특성은 서로 다르고, 각 톤맵의 통신 파라미터(PHY 속도)는 복수의 획득된 톤맵 각각에 대해 다르다. 그러므로, 노이즈에 관해 비컨 주기와 변동 사이클 L 사이의 상호 관련성은 낮다고 판정된다.
위에 설명한 점에 근거하여, 가장 높은 상호 연관성을 가지도록 결정된 비컨 주기의 설정은 실제로 생성되는 노이즈와 가장 많이 동조된다. 따라서, 상호 관련성이 높도록 비컨 주기를 설정할 때에만 전송 회선 특성의 변동 사이클에 따르는 비컨 주기를 자동으로 세팅하는 것이 가능하다.
제 2 실시예에 따라 비컨 주기를 설정하고, 제 1 실시예에 따라 프로세스를 수행하는 것에 의해 최적의 항-노이즈 통신 파라미터가 선택된다.
위에 설명된 실시예는 저장 매체(예를 들어 ROM, RAM, 또는 하드디스크)에 저장된 위에 설명한 과정을 CPU에 실행 시킬 수 있는 프로그램을 CPU가 실행할 때 또한 실현될 수 있다. 이 경우 상기 프로그램은 저장 매체를 통해 저장 장치에 저장된 후 실행되거나, 저장 매체에서 직접 실행된다. 저장 매체는 여기서 ROM, RAM, 및 플래시 메모리 같은 반도체 메모리, FD, HD와 같은 자기 디스크 메모리, CD-ROM, DVD, BD와 같은 광 디스크와, 메모리 카드를 포함한다. 또한, 저장 매체의 개념은 전화선 또는 반송 회선과 같은 통신 매체를 포함한다.
도 1에서 점선으로 표시된 각 기능 블럭은 집적회로인 LSI에 의해 실현될 수 있다. 각 기능 블럭은 하나씩 단일 칩으로, 또는 부분 또는 전체가 하나의 칩 위에 형성될 수 있다. 실시예에서 LSI가 사용되더라도, 이 회로는 집적 정도의 차이에 따라 IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 또는 울트라 LSI라 부른다.
집적회로 형성 방법은 LSI를 사용하는 데 한정되지 않고, 회로 집적은 전용회로나 일반적인 목적의 프로세서에 의해 실현될 수 있다. 또한, LSI가 만들어진 후 프로그래밍 될 수 있는 FPGA(Field Programmarble Gate Array)와, LSI의 내부의 회로 셀의 연결과 세팅을 재구성할 수 있는 재구성 가능 프로세서의 사용이 가능하다.
또한, 회로 집적 기술이 반도체 기술의 발전에 의해 LSI로 대체되거나 다른 기술로 전환된다면, 기능 블럭은 그 기술에 의해 집적되는 것이 당연하다. 예를 들어 바이오 기술의 적용이 가능하다.
이하에서, 실시예에서 설명된 본 발명을 실제 네트워크 시스템에 적용하여 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명이 고속 전력 회선 전송에 적용된 네트워크 시스템의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 11에서, PC, DVD 레코더, 디지털 TV, 홈서버 시스템과 같은 멀티미디어 장치에 설치된 IEEE 1394 인터페이스, USB 인터페이스 등이 본 발명의 기능이 구비된 어댑터를 통해 전력 회선에 연결된다. 이러한 구성으로, 멀티미디어 데이터와 같은 디지털 데이터가 매체로서 전력회선을 통해 고속으로 전송될 수 있는 네트워크 시스템을 구축하는 것이 가능하다. 기존의 유선 랜에 비해, 이 시스템에는 네트워크 케이블을 새롭게 설치할 필요가 없고, 이미 집, 사무실 등에 설치된 전력 회선을 사용할 수 있게 되어, 설치가 간단하고, 비용면에서 편리함을 제공한다.
위에서 설명된 실시예는, 기존 장치의 신호 인터페이스를 전력 회선 통신의 인터페이스로 변환하는 어댑터를 통해 기존 멀티미디어 장치가 전력 회선 통신에 적용되는 예이다. 그러나, 장래에, 본 발명의 기능은 멀티미디어 장치에 포함되어, 멀티미디어 장치의 파워 코드를 통해 장치 사이에서 데이터 전송이 가능하게 된다. 이 경우 도 11의 어댑터, IEEE1394 케이블 또는 USB 케이블이 필요 없어지고 배선이 간단해 진다. 또한, 라우터를 통해 인터넷에 연결하거나 예를 들어 허브를 사용하여 유무선 랜을 연결하는 것이 가능하다, 그래서 본 발명의 고속 전력 회선 전송 시스템을 사용하여 LAN 시스템을 확대하는 것이 가능하다. 또한, 전력 회선 전송 방법에서 통신 데이터는 전력 회선을 통해 흐른다. 그러므로, 무선 랜과 비교하여, 전파의 차단에 의해 발생하는 데이터 누출 문제가 없다. 전력 회선 전송 방법은 데이터를 보호하는 보안 효과가 있다. 전력 회선을 흐르는 데이터는 IP 프로토콜의 IPsec에 의해, 콘텐츠 자체를 인코딩하는 것에 의해, 또는 다른 DRM 방법에 의해 보호될 수 있다.
위에 설명한 바와 같이, 컨텐츠 인코딩에 의한 저작권 보호기능을 포함한 QoS 기능을 설치하는 것과 본 발 명의 효과(유연한 대역 할당으로, 스루풋 향상, 증가된 재전송, 및 트래픽의 변동을 해결함)에 의해 양질의 AV 컨텐츠가 전력 회선을 통해 전송된다.