KR101386018B1 - 이종 시스템들의 상호공존을 위한 주파수 대역 할당 방식의 공통신호를 이용하는 고속 전력선 통신 방법 - Google Patents

이종 시스템들의 상호공존을 위한 주파수 대역 할당 방식의 공통신호를 이용하는 고속 전력선 통신 방법 Download PDF

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김영선
최성수
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명은 서로 다른 신호 및 프로토콜을 사용하는 이종 시스템들이 전력선을 통해 주파수 대역 할당 방식의 서브 캐리어들로 이루어진 공통신호를 이용한 동기화 방식으로 통신함으로써, 새로 설치되어 운용되는 이종 시스템의 확장이 용이하고, 상호 공존하는 이종 시스템들이 기존과 같이 고정 할당된 주기를 기다림 없이 항상 신호 송수신이 가능하여 고속 전력선 통신이 가능하며, 실수(real) 영역 뿐만 아니라 허수(imaginary) 영역을 이용한 서브 캐리어 신호 전송으로 노드간 우선권(priority) 정보 등 의미가 부여된 공통신호 방식을 위한 고속 전력선 통신 방법에 관한 것이다.

Description

이종 시스템들의 상호공존을 위한 주파수 대역 할당 방식의 공통신호를 이용하는 고속 전력선 통신 방법{Fast Power Line Communication Method using Common Signal of Frequency Allocation Scheme for Coexistence of Heterogeneous Systems}
본 발명은 전력선 통신 방법에 관한 것으로서, 특히, 서로 다른 신호 및 프로토콜을 사용하는 이종 시스템들이 전력선을 통해 주파수 대역 할당 방식의 공통신호를 이용한 동기화 방식으로 통신하여 상호 공존 형태로 설치되고 운영될 수 있는 고속 전력선 통신 방법에 관한 것이다.
현재 국내에서 개발된 고속 전력선통신(KS X 4600-1 Class-A) 기술이 ISO 국제 표준(ISO/IEC 12139-1)으로 제정되었으며, IEEE(P1901 등)와 ITU-T(G.9960, G.9961 등)에서도 고속 전력선통신 기술에 대한 단체 및 국제 표준 제정을 위한 표준화가 진행되어 각각의 Draft Standard가 발표되어 왔다(도 1참조).
그러나, 이와 같이 서로 다른 프로토콜을 사용하는 이종 시스템들이 전력선에 동시에 설치되어 운용되는 경우에 서로 다른 표준에 의한 신호 간섭이나 왜곡이 문제될 수 있으므로, 국제 전기 표준 회의(International Electrotechnical Commission,　IEC)의 SMB(Standard Management Board)에서는 이와 같은 이종 시스템들의 신호 간섭이나 왜곡 문제를 해결할 수 있는 상호 공존 방안을 요구하고 있는 실정이다.
예를 들어, 표준으로 제안되고 있는 ISP(Inter Symbol Protocol) 공통 신호의 경우에 각 시스템별로 기준 위상(phase)이 서로 다르게 쉬프트된 신호를 공통신호로 이용하여 전력선 상에서 송수신함으로써 상호 공존할 이종 시스템들을 구분할 수 있도록 하고 있다. 이때 일정 주기 마다 각 시스템별로 기준 위상이 고정 할당된 공통 신호에 동기된 신호들이 라운드 로빈(Round Robin) 방식으로 신호를 전송할 수 있도록 한다.
그러나, 이와 같은 방식은 신호 송수신을 위한 트랜시버(transceiver)의 설계가 간단하고 소규모에 적합할 수 있지만, 지원되는 시스템의 수가 증가할수록 주기가 길어지는 문제나 주기를 줄이기 위해서는 신호 전송 회수를 늘려야 하는 문제가 있다. 또한, 이와 같은 방식은 쉬프트 가능한 신호 위상의 수에 한정되어 공존 지원 시스템의 확장이 어렵고 실수(real) 영역의 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 디지털 신호만을 이용하므로 다른 의미나 정보를 부여하기 어려운 면이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 서로 다른 신호 및 프로토콜을 사용하는 이종 시스템들이 전력선을 통해 주파수 대역 할당 방식의 서브 캐리어들로 이루어진 공통신호를 이용한 동기화 방식으로 통신함으로써, 새로 설치되어 운용되는 이종 시스템의 확장이 용이하고, 상호 공존하는 이종 시스템들이 기존과 같이 고정 할당된 주기를 기다림 없이 항상 신호 송수신이 가능하여 고속 전력선 통신이 가능하며, 실수(real) 영역 뿐만 아니라 허수(imaginary) 영역을 이용한 서브 캐리어 신호 전송으로 노드간 우선권(priority) 정보 등 의미가 부여된 공통신호 방식을 위한 고속 전력선 통신 방법을 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 본 발명의 일면에 따른, 서로 다른 신호 및 프로토콜을 사용하는 전력선 통신을 위한 이종 시스템들의 상호공존을 위한 전력선 통신 방법은, 전력선 상에 조인(join)한 하나 이상의 이전 시스템이 전력선 통신을 수행하는 동안 상기 전력선 상에 이종 시스템을 설치하는 단계; 및 상기 이종 시스템이 상기 이전 시스템으로부터 일정 주기로 수신되는 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용하여 상기 주기에 동기된 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하여 상기 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하는 단계를 포함하고, 상기 이전 시스템과 상기 이종 시스템이 상기 주기에 동일하게 서로 다른 주파수 대역의 공통신호를 전송하여 같은 시간 상의 주기에 동기하여 각각의 상대방 시스템과 데이터를 송수신하도록 전력선 통신을 지원하기 위한 것을 특징으로 한다.
상기 미리 정해진 주파수 대역이 N*M*K개(N, M, K는 자연수)의 서브 캐리어 대역으로 이루어지며, 상기 전력선 상에 조인하는 시스템들이 각각 N개의 이웃하는 서브 캐리어 대역을 시스템 수 K 마다 M번 반복한 분산 대역들을 이용한N*M개의 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송할 수 있다.
상기 전력선 상에 조인하는 시스템들의 공통신호가 각각 상기 미리 정해진 주파수 대역 상에서 상기 서브 캐리어 대역들 중 서브 캐리어 번호 s=L+n+K*N*m (여기서, L은 서브 캐리어 시작 번호, n=0~N-1, m=0~M-1)에 할당될 수 있다.
상기 이종 시스템이 상기 이전 시스템으로부터 일정 주기로 수신되는 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역을 산출하고, 상기 이전 시스템 다음에 조인하는 자신의 상기 공통신호의 서브 캐리어 시작번호를 '상기 이전 시스템의 서브 캐리어 시작번호 + N'로 하여 조인할 수 있다.
상기 전력선 상에 조인하는 시스템들이 상기 공통신호로서 실수부 신호 또는 허수부 신호의 BPSK 형식인 상기 서브 캐리어의 신호를 사용할 수 있다.
상기 이종 시스템이 자신이 사용하는 상기 공통신호의 주파수 대역을 제거하는 대역 필터를 사용하여, 상기 이전 시스템으로부터 수신되는 신호에서 해당 대역을 제거하고, 상기 이전 시스템으로부터 수신되는 공통신호의 주파수 대역을 산출하여 상기 이전 시스템의 존재를 검출하며, 동시에 자신이 사용하는 상기 공통신호를 전송할 수 있다.
상기 이종 시스템이 상기 이전 시스템으로부터 상기 주기로 수신되는 신호에서 상기 이전 시스템의 공통신호의 주파수 대역을 산출하여 상기 이전 시스템의 존재를 검출하며, 상기 주기 마다의 일정 구간의 다음 필드에서 자신이 사용하는 상기 공통신호를 전송할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른, 전력선 상에 하나 이상의 시스템이 조인(join)된 상태에서 상기 전력선 상에 설치되어 상기 시스템과 상호공존하며 다른 프로토콜을 사용해 전력선 통신을 수행하기 위한 이종 시스템에 구비되는 전력선 통신 장치는, 상대방 시스템과의 전력선 통신을 지원하는 트랜시버를 포함하고, 상기 트랜시버는, 상기 이전 시스템으로부터 일정 주기로 수신되는 공통신호를 추출하는 수신 수단; 및 상기 이전 시스템의 상기 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용하여 상기 주기에 동기된 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하여 상기 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하는 송신 수단을 포함하고, 상기 이전 시스템과 상기 이종 시스템이 상기 주기에 동일하게 서로 다른 주파수 대역의 공통신호를 전송하여 같은 시간 상의 주기에 동기하여 각각의 상대방 시스템과 데이터를 송수신하도록 전력선 통신을 지원하기 위한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고속 전력선 통신 방법에 따르면, 주파수 대역의 확장으로 각 시스템이 할당 받는 서브 캐리어들의 대역 확장도 용이하므로 지원되는 이종 시스템 수의 확장이 용이하고, 상호 공존하는 이종 시스템들은 고정 할당된 주기를 기다림 없이 항상 동시에 신호 송수신이 가능하여 고속 전력선 통신이 가능하다.
또한, 네트워크 상태 모니터링을 위해서 신호 전송 주기에 맞춰 모니터링하면 모든 시스템이 동시에 네트워크 상태 검출 및 확인이 가능하고, 상호공존하는 전 시스템의 네트워크 상태를 검출 확인하는 주기가 짧아진다.
또한, 신호 전송 주기의 동기화 시점(Sync point) 검출 기능만 있으면, 시스템 내의 어떤 노드라도 제안하는 공통신호를 전송할 수 있고 hidden node의 발생을 피할 수 있다.
또한, 실수(real) 영역뿐만 아니라 허수(imaginary) 영역을 이용한 서브 캐리어 신호 전송으로 공통 신호에 의미가 부여된 정보를 담을 수 있으므로, 상호 공존하는 이종 시스템들 중 신호 송수신에 대한 우선권(priority) 정보 등 다양한 목적으로 활용될 수 있다.
도 1은 표준 고속 전력선통신 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력선 통신 방법의 공통신호 전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 전력선에 설치되어 운용되는 시스템들의 예시이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공통신호의 서브 캐리어 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 서브 캐리어를 주파수별 분포로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 서브 캐리어 신호의 실수(real) 영역과 허수(imaginary) 영역에 대한 BPSK 디지털 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공통신호 송수신 방식의 제1예(대역필터방식)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 방식 실현을 위한 대역필터 사용례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공통신호 송수신 방식의 제2예(시간상 2필드 사용 방식)를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력선 통신 방법의 공통신호 전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 전력선 상에 조인(join)한 하나 이상의 이전 시스템이 설치되어 전력선 상에서 같은 프로토콜을 사용하는 다른 소정의 시스템이나 서버와 전력선 통신(Power Line Communication)을 수행하는 동안 해당 전력선 상에 이종 시스템을 연결하여 설치한다(S110). 위에서도 기술한 바와 같이 전력선 상에 기 설치된 이전 시스템과 새로 설치하려는 이종 시스템은, ISO 국제 표준(ISO/IEC 12139-1), 표준 기고중인 IEEE(P1901 등)와 ITU-T(G.9960, G.9961 등), 또는 향후 표준으로 제정될 다양한 프로토콜을 사용하는 시스템들일 수 있으며, 본 발명에서는 이와 같은 이종 시스템들이 전력선 상에 상호공존하며 운영되어도 신호 간섭이나 왜곡 문제 없이 고속 전력선 통신이 가능하도록 하기 위한 방법을 제안한다.
이와 같이 기 설치된 이전 시스템과 상호공존하며 다른 프로토콜의 신호를 사용해 전력선 통신을 수행하도록 새로 설치되는 이종 시스템의 통신 장치는, 이종 시스템과 같은 프로토콜을 사용하는 전력선 상의 다른 소정의 시스템이나 서버와 전력선 통신을 지원하여 필요한 데이터를 송수신하기 위한 수신기와 송신기를 포함하는 트랜시버(transceiver)를 구비할 수 있으며, 이종 시스템은 트랜시버를 통하여 하기하는 바와 같은 본 발명의 공통신호를 전송하여 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하게 되며(S120), 하기하는 바와 같은 대역 필터 방식이나(S121) 시간상 2필드를 사용하는 방식으로 공통신호를 전송할 수 있다(S122). 전력선 상에서의 통신에 조인한 이종 시스템은 같은 프로토콜을 사용하는 전력선 상의 다른 소정의 시스템이나 서버 등 상대방 시스템과 필요한 데이터를 송수신하여 전력선 통신을 수행할 수 있다(S130).
예를 들어, 도 3과 같이, 서로 다른 프로토콜을 사용하는 이종 시스템들인 S1, S2, S3, S4, S5가 전력선 상에 산재하여 공존할 수 있으며, 같은 프로토콜을 사용하는 전력선 상의 시스템 간에 필요한 데이터를 송수신하여 전력선 통신을 수행할 수 있다.
이때, 시스템 S1이 기 설치되어 운영되는 동안, 시스템 S2가 설치되어 S120 단계와 같이 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하기 위하여, 이종 시스템인 S2의 수신기는 일정 주기로 수신되는 시스템 S1의 공통신호를 추출할 수 있으며, 이종 시스템인 S2의 송신기는 시스템 S1의 해당 공통신호에 대한 서브 캐리어(sub carrier)의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용하여 해당 동일 주기에 동기된 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하여 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하게 된다. 이에 따라 기 설치된 이전 시스템인 S1과 새로 설치되는 이종 시스템인 S2가 해당 주기에 동일하게 서로 다른 주파수 대역의 공통신호를 전송함으로써, S1과 S2가 같은 시간 상의 주기에 동기하여 각각의 상대방 시스템과 데이터를 송수신하도록 전력선 통신을 지원할 수 있게 된다(S130). 마찬가지로, 시스템 S1, S2가 설치 운영되는 상태에서 시스템 S3가 설치되는 경우도 위와 같은 방식으로 조인하며, 시스템 S1, S2, S3가 설치 운영되는 상태에서 시스템 S4가 설치되는 경우도 위와 같은 방식으로 조인하고, 시스템 S1, S2, S3, S4가 설치 운영되는 상태에서 시스템 S5가 설치되는 경우도 위와 같은 방식으로 조인할 수 있다. 또한, 여기서, 이종 시스템들이 S1, S2, S3, S4, S5로 5가지인 경우를 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 더 많은 이종 시스템들의 가짓수를 늘릴 수 있으며, 하기하는 바와 같은 시스템들의 사용 주파수 대역을 확장함으로써, 더욱 더 많은 이종 시스템들의 가짓수를 늘려 확장 운영될 수 있도록 가능하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공통신호의 서브 캐리어 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 4의 서브 캐리어를 주파수별 분포로 나타낸 도면이다.
예를 들어, S120 단계와 같이 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하기 위하여, 이종 시스템은 기 설치된 이전 시스템의 해당 공통신호에 대한 서브 캐리어(sub carrier)의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용하여 해당 동일 주기에 동기된 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하여 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하게 되는데, 이때, 도 4 및 도 5와 같이, 미리 정해진 사용 가능 주파수 대역이, N*M*K개(N, M, K는 자연수)의 서브 캐리어가 삽입되는 대역(서브 캐리어 대역)으로 이루어지며, 전력선 상에 조인하는 시스템들은 각각, N개의 이웃하는 서브 캐리어 대역을 시스템 수 K (예, 5)마다 M번 반복한 분산 대역들을 이용한N*M개의 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송한다.
즉, 도 4 및 도 5와 같이, 전력선 상에 조인하는 시스템들의 공통신호가 각각 미리 정해진 사용 가능 주파수 대역 상의 서브 캐리어 대역들 중 서브 캐리어 번호 s=L+n+K*N*m (여기서, L은 서브 캐리어 시작 번호, n=0~N-1, m=0~M-1)에 할당된다.
도 4 및 도 5에서는, 2~50MH의 미리 정해진 사용 가능 주파수 대역 상의 서브 캐리어 대역들을 0~255까지로 분류하고, N=4개의 이웃하는 서브 캐리어 대역을 시스템 수 K=5마다 M=12번 반복한 분산 대역들을 이용한N*M개(=48개)의 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하는 예를 나타내었다. 도 5에는 시스템 S1이 서브 캐리어 번호 s=L+n+K*N*m(L=11, n=0~3, m=0~12)에 할당된 예, 시스템 S2가 서브 캐리어 번호 s=L+n+K*N*m(L=15, n=0~3, m=0~11)에 할당된 예를 S1, S2로 표시하였고, 기타, 도 4의 표와 같이, 시스템 S3, S4, S5에 대하여도 N=4개의 이웃하는 서브 캐리어 대역을 시스템 수 K=5마다 M=11번 반복한 분산 대역들을 이용한N*M개(=48개)의 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송한다. 최초 설치 시스템 S1의 경우에는 남는 대역을 활용하기 위하여 m=0,1,2..12까지 M=13번 반복한 분산 대역들을 이용하는 것을 나타내었으나 m=0,1,2..11까지 사용하는 것을 배제하는 것은 아니다.
위와 같이 새로 조인하는 이종 시스템(트랜시버의 송신기)(예, S2)은, 기 설치된 이전 시스템(예, S1) 다음에 조인하는 자신(예, S2)의 공통신호의 서브 캐리어 시작번호(L)를 '해당 이전 시스템의 서브 캐리어 시작번호 + N'(예, L=11+4=15)로 하여 조인할 수 있다. 즉, 새로 조인하는 이종 시스템의 송신기(또는 트랜시버)는 일정 주기로 수신되는 기 설치된 이전 시스템들(예, S1)의 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역을 산출하여 파악하고, 해당 이전 시스템들(예, S1) 다음에 조인하는 자신(예, S2)의 공통신호의 서브 캐리어 시작번호를 '해당 이전 시스템의 서브 캐리어 시작번호 + N'(예, L=11+4=15)로 하여 전력선 상에 조인할 수 있다.
이와 같이 분산 대역들에 서브 캐리어를 실어 전송하는 것은, 주파수 선택적 페이딩(fading)의 존재로 인하여, 신호 왜곡이 발생하는 대역이 있더라도 신호 검출이 용이하도록 하기 위함이다. 위와 같은 공통 신호에 실리는 서브 캐리어들은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 형태의 신호로 이루어질 수 있고, 위와 같은 공통신호 주기에 수회 반복하여 동일하게 전송될 수 있으며, 이때 표준으로 제안되고 있는 ISP(Inter Symbol Protocol) 공통 신호와 유사하게 16번 반복하여 전송될 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 공통 신호의 전송 방법에 따라, 상호 공존하는 이종 시스템들은 동일한 공통 신호 전송 주기에 맞춰 동시에 네트워크 상태를 검출 및 확인하는 것이 가능하므로 고속 전력선 통신이 가능하다. 또한, 네트워크 상태 모니터링을 위해서 신호 전송 주기에 맞춰 모니터링하면 모든 시스템이 동시에 네트워크 상태 검출 및 확인이 가능하고, 상호공존하는 전 시스템의 네트워크 상태를 검출 확인하는 주기가 짧아지며, 또한, 공통 신호 전송 주기의 동기화 시점(Sync point) 검출 기능만 있으면, 전체 시스템 내의 어떤 노드라도 제안하는 공통신호를 전송할 수 있고 hidden node의 발생을 피할 수 있다.
한편, 전력선 상에 조인하는 이종 시스템들(트랜시버의 송신기)은, 도 6과 같이, 위와 같은 공통신호로서 실수부(real) 신호 또는 허수부(imaginary) 신호의 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 형식인 디지털 신호(1/0)를 위와 같은 서브 캐리어의 신호를 사용함으로써, 각 서브 캐리어에 위상에 따른 의미 있는 정보가 포함되어 전송되도록 할 수 있다.
다만, 상호공존을 위한 위와 같은 공통신호는 가능한 한 단순화하여, 해당 주기에 서로 다른 대역의 신호가 존재하는 지 여부의 검출만이 용이하면 되고, 일반적인 통신 시스템에서 데이터를 전송할 때 사용하는 것과 유사하게 공통신호의 서브 캐리어들에 여러 비트의 정보를 실어 다중화함으로써 그 정보를 오류정정 등에 활용할 필요까지는 없지만, 본 발명과 같이, 실수부(real) 신호와 허수부(imaginary) 신호에 각각 BPSK를 따로 적용하여, 시스템들이 실수부(real) 또는 허수부(imaginary)의 위상에 BPSK 형식으로 실리는 서브 캐리어 신호를 사용하여 우선권(priority) 정보 등 다양한 목적으로 활용될 수 있는 의미 있는 정보가 포함되어 전송되도록 하였다. 이에 따라 단순하게는 조인된 각 시스템은 서브 캐리어 신호의 주파수 대역 추출로 시스템의 존재 여부를 검출할 수 있으며, 타 시스템이 공존하기 위해 네트워크 상태를 검출할 때 서브 캐리어 신호의 위상 판정으로 실수부(real) 또는 허수부(imaginary) 여부를 확인하여 해당 의미 있는 정보를 확인할 수 있게 된다. 예를 들어, 상호공존 알고리즘을 확장할 때, 각 시스템이 동일하게 타임 슬롯(time slot)을 부여 받아 순차적으로 통신하는 방식보다는, 현재 네트워크에서 동작하는 동일 프로토콜의 시스템들의 수에 따라 우선권(priority)을 적용하여 동일 프로토콜의 시스템의 수가 많은 쪽이 더 많이 타임 슬롯(time slot)을 분배받을 수 있게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공통신호 송수신 방식의 제1예(대역필터방식)를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 7의 방식 실현을 위한 대역필터 사용례를 설명하기 위한 도면이다.
위와 같이 도 2의 S120단계에서, 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하기 위하여, 이종 시스템은 기 설치된 이전 시스템의 해당 공통신호에 대한 서브 캐리어(sub carrier)의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용하여 해당 동일 주기(도 7의 TTx)에 동기된 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하여 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하게 되는데, 예를 들어, 이종 시스템(예, S2) 트랜시버의 수신기는 대역 필터를 사용하여 기 설치된 이전 시스템(예, S1)으로부터 수신되는 신호에서, 새로 참여할 이종 시스템(예, S2) 자신이 사용할 공통신호의 주파수 대역을 제거할 수 있고, 이와 같이 해당 대역이 제거된 신호(도 8의810)로부터 송신기는 이전 시스템(예, S1)으로부터 수신되는 공통신호의 주파수 대역을 산출하여 이전 시스템(예, S1)의 존재를 검출(산출한 주파수 대역으로부터 현재 사용되고 있는 대역을 검출)하며, 동시에 자신이 사용하는 공통신호(기 설치된 이전 시스템의 해당 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용)(도 8의820)를 전송하여 조인할 수 있다. 이와 같이 소정의 대역 필터를 사용하는 경우, 위와 같이 제안된 상호공존 신호를 전송 및 수신하는 트랜시버는, 자신에게 할당된 대역의 서브 캐리어들 신호를 전송하는 중에도 다른 시스템이 전송하는 신호를 검출할 수 있도록 함으로써 다양한 상호공존 알고리즘을 빠르고 유연하게 적용시킬 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공통신호 송수신 방식의 제2예(시간상 2필드 사용 방식)를 설명하기 위한 도면이다.
위와 같이 도 2의 S120단계에서, 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하기 위하여, 이종 시스템은 기 설치된 이전 시스템의 해당 공통신호에 대한 서브 캐리어(sub carrier)의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용하여 해당 동일 주기(TTxRx)에 동기된 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하여 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하게 되는데, 예를 들어, 이종 시스템(예, S2) 트랜시버의 수신기가 첫번째 필드(Field1)에서 기 설치된 이전 시스템으로부터 일정 공통신호 주기(TTxRx)로 공통 신호를 수신하면, 송신기는 이전 시스템(예, S1)으로부터 수신되는 이와 같은 공통신호의 주파수 대역을 산출하여 이전 시스템(예, S1)의 존재를 검출(산출한 주파수 대역으로부터 현재 사용되고 있는 대역을 검출)할 수 있으며, 각 주기(TTxRx) 마다의 일정 구간의 다음 필드(Field2)에서 자신이 사용하는 해당 공통신호(기 설치된 이전 시스템의 해당 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용)를 전송하여 조인할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 서로 다른 신호 및 프로토콜을 사용하는 이종 시스템들의 통신 장치가 주파수 대역 할당 방식의 서브 캐리어들로 이루어진 공통신호를 이용하여 전력선을 통해 통신함으로써, 새로 설치되어 운용되는 이종 시스템의 확장이 용이하고, 상호 공존하는 이종 시스템들이 기존과 같이 고정 할당된 주기를 기다림 없이 항상 신호 송수신이 가능하여 고속 전력선 통신이 가능하며, 실수(real) 영역 뿐만 아니라 허수(imaginary) 영역을 이용한 공통신호에 실리는 서브 캐리어 신호 전송으로 우선권(priority) 정보 등 다양한 목적으로 활용될 수 있는 의미 있는 정보가 포함되어 전송되도록 할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 서로 다른 프로토콜을 사용하는 전력선 통신을 위한 이종 시스템들의 상호공존을 위한 전력선 통신 방법에 있어서,
    전력선 상에 조인(join)한 하나 이상의 이전 시스템이 전력선 통신을 수행하는 동안 상기 전력선 상에 이종 시스템을 설치하는 단계; 및
    상기 이종 시스템이 상기 이전 시스템으로부터 일정 주기로 수신되는 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용하여 상기 주기에 동기된 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하여 상기 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하는 단계를 포함하고,
    상기 이전 시스템과 상기 이종 시스템이 상기 주기에 동일하게 서로 다른 주파수 대역의 공통신호를 전송하여 같은 시간 상의 주기에 동기하여 각각의 상대방 시스템과 데이터를 송수신하도록 전력선 통신을 지원하기 위한 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    미리 정해진 상기 주파수 대역이 N*M*K개(N, M, K는 자연수)의 서브 캐리어 대역으로 이루어지며, 상기 전력선 상에 조인하는 시스템들이 각각 N개의 이웃하는 서브 캐리어 대역을 시스템 수 K 마다 M번 반복한 분산 대역들을 이용한 N*M개의 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력선 상에 조인하는 시스템들의 공통신호가 각각 상기 미리 정해진 주파수 대역 상에서 상기 서브 캐리어 대역들 중 서브 캐리어 번호 s=L+n+K*N*m (여기서, L은 서브 캐리어 시작 번호, n=0~N-1, m=0~M-1)에 할당되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이종 시스템이 상기 이전 시스템으로부터 일정 주기로 수신되는 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역을 산출하고, 상기 이전 시스템 다음에 조인하는 자신의 상기 공통신호의 서브 캐리어 시작번호를 '상기 이전 시스템의 서브 캐리어 시작번호 + N'로 하여 조인하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력선 상에 조인하는 시스템들이 상기 공통신호로서 실수부 신호 또는 허수부 신호의 BPSK 형식인 상기 서브 캐리어의 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이종 시스템이 자신이 사용하는 상기 공통신호의 주파수 대역을 제거하는 대역 필터를 사용하여, 상기 이전 시스템으로부터 수신되는 신호에서 해당 대역을 제거하고, 상기 이전 시스템으로부터 수신되는 공통신호의 주파수 대역을 산출하여 상기 이전 시스템의 존재를 검출하며, 동시에 자신이 사용하는 상기 공통신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이종 시스템이 상기 이전 시스템으로부터 상기 주기로 수신되는 신호에서 상기 이전 시스템의 공통신호의 주파수 대역을 산출하여 상기 이전 시스템의 존재를 검출하며, 상기 주기 마다의 일정 구간의 다음 필드에서 자신이 사용하는 상기 공통신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  8. 전력선 상에 하나 이상의 이전 시스템이 조인(join)된 상태에서 상기 전력선 상에 설치되어 상기 시스템과 상호공존하며 다른 프로토콜을 사용해 전력선 통신을 수행하기 위한 이종 시스템에 구비되는 전력선 통신 장치에 있어서,
    상대방 시스템과의 전력선 통신을 지원하는 트랜시버를 포함하고,
    상기 트랜시버는, 상기 이전 시스템으로부터 일정 주기로 수신되는 공통신호를 추출하는 수신 수단; 및
    상기 이전 시스템의 상기 공통신호에 대한 서브 캐리어의 주파수 대역 이외의 주파수 대역을 사용하여 상기 주기에 동기된 서브 캐리어를 갖는 공통신호를 전송하여 상기 전력선 상에서의 통신에 조인(join)하는 송신 수단을 포함하고,
    상기 이전 시스템과 상기 이종 시스템이 상기 주기에 동일하게 서로 다른 주파수 대역의 공통신호를 전송하여 같은 시간 상의 주기에 동기하여 각각의 상대방 시스템과 데이터를 송수신하도록 전력선 통신을 지원하기 위한 것을 특징으로 하는 전력선 통신 장치.
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JP2007019668A (ja) 2005-07-05 2007-01-25 Mitsubishi Electric Corp 電力線通信システム、宅内系ｐｌｃモデム、アクセス系ｐｌｃモデムおよび電力線通信方法
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