KR101455566B1

KR101455566B1 - 전력선 채널을 통한 신호 전송 방법 및 전력선 통신 모뎀

Info

Publication number: KR101455566B1
Application number: KR1020137034983A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 슈바게르; 디트마르 쉴
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2014-10-28
Also published as: EP2174426B1; EP2333974A3; US20120320958A1; EP2333974B1; ATE513371T1; BRPI0811836A2; RU2447580C2; EP2333974A2; KR20140021048A; WO2009015702A1; EP2174426A1; PL2174426T3; CN101772901A; RU2010107253A; US20100195744A1; JP2010534990A; KR101411118B1; ES2368020T3; US8724719B2; CN101772901B

Abstract

전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법이 제공되고, 신호는 일련의 부반송파들에 OFDM-변조되고, 부반송파들이 주파수 간격만큼 분리되어 있으며, 이러한 방법은, 전력선 채널을 통해 노이즈 신호를 수신하는 단계, 제1 분해능 대역폭을 갖는 복수의 소분할 주파수 대역들 내의 수신된 노이즈 신호의 각자의 신호값들을 결정하는 단계 - 제1 분해능 대역폭이 주파수 간격보다 작음 -, 각자의 신호값들에 기초하여 복수의 소분할 주파수 대역들 중 제1 방해된 주파수 대역을 결정하는 단계, 및 신호를 전송하기 전에 제1 방해된 주파수 대역 내의 신호를 노치하는 단계를 포함한다. 대응하는 전력선 통신 모뎀도 역시 제공된다.

Description

전력선 채널을 통한 신호 전송 방법 및 전력선 통신 모뎀{METHOD FOR TRANSMITTING A SIGNAL OVER A POWER LINE CHANNEL AND POWER LINE COMMUNICATION MODEM}

본 발명의 일 실시예는 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다른 실시예는 전력선 통신 모뎀에 관한 것이다.

전원선 통신(mains communication), PLT(power line transmission), BPL(broadband power line), PLN(power band 또는 power line networking)이라고도 하는 전력선 통신(power line communication, PLC)은 데이터의 동시 배포를 위해 배전선을 사용하는 몇가지 서로 다른 시스템을 말하는 용어이다. 표준의 50 Hz 또는 60 Hz 교류 전류(AC)에 아날로그 신호를 중첩시킴으로써 반송파가 음성 및 데이터를 전달할 수 있다. 실내 응용분야의 경우, PLC 장비는 전송 매체로서 옥내 전력 배선(household electrical power wiring)을 사용할 수 있다.

전력선 통신은 무선 방송국 또는 기타 외부 전송에 대한 간섭을 가질 수 있다. 현재, 전력선 통신 모뎀은 아마추어 무선 대역에 대한 고정형 노치 필터(fixed notch filter)를 갖는다. 동적 또는 스마트 노칭(dynamic or smart notching)이라는 개념에 의해, PLC 모뎀은 무선 방송국의 인그레스(ingress)를 검출할 수 있다. 인그레스는 무선 방송국의 주파수 대역에 대응하는 주파수 대역 내의 외란 또는 노이즈 성분이다. 따라서, 검출된 무선 방송국의 주파수가 전력선 통신에 의해 제거되어야 한다.

본 발명의 목적은 PLT 시스템의 처리 능력(throughput)을 향상시키는, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법 및 대응하는 전력선 통신 모뎀을 제공하는 데 있다.

이 목적은 제1항에 따른 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법 및 제13항에 따른 전력선 통신 모뎀에 의해 각각 해결된다.

다른 실시예들이 종속항들에 정의되어 있다.

본 발명의 추가적인 상세는 첨부 도면 및 이하의 설명을 살펴보면 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 단계들을 나타낸 도면.
도 2은 본 발명의 다른 실시예의 단계들을 나타낸 도면.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예의 예시적인 주파수 다이어그램.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 단계들을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀의 블록도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀의 블록도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선 통신 모뎀의 블록도.

이하에서, 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다. 이하에 기술되는 모든 실시예들이 임의의 방식으로 결합될 수 있다, 즉 어떤 기술된 실시예들이 다른 실시예들과 결합될 수 없다는 어떤 제한도 없다는 것에 유의하는 것이 중요하다.

도 1에서, 단계(S100)에서 노이즈 신호가 전력선 채널을 통해 수신된다. 본 설명에서 사용되는 용어 "노이즈 신호"는 또한 노이즈, 무선 방송의 인그레스 또는 외란 신호, 및 페이로드 신호의 혼합을 포함하는 "혼합 신호"도 포괄한다. 용어 "노이즈 신호"는 적어도 방해 신호(즉, 방송국 또는 어떤 백색 노이즈)가 "노이즈 신호" 내에 존재하고 또 페이로드 신호의 수신을 방해하거나 방해하게 될 거라는 것을 강조하기 위해 사용된다.

PLT 시스템에서, 신호들이 OFDM(orthogonal frequency division multiplex)-변조된다, 즉 복수의 부반송파들이 신호를 전송하는 데 사용된다. OFDM은 다중-반송파 변조 방식으로서, 간격이 좁은 다수의 직교 부반송파들을 사용한다. 각각의 부반송파가 낮은 심볼 레이트에서 종래의 변조 방식(QAM(quadrature amplitude modulation) 등)으로 변조되어, 동일한 대역폭에서의 종래의 단일 반송파 변조 방식과 유사한 데이터 레이트를 유지한다. 실제로, OFDM 신호는 고속 푸리에 변환 알고리즘을 사용하여 발생된다. 단일 반송파 방식에 대한 OFDM의 주된 장점은 심각한 채널 조건(예를 들어, 장거리 구리선에서의 고주파의 감쇠, 복잡한 등화 필터가 없는 경우 다중-경로 전송으로 인한 협대역 간섭 및 주파수-선택적 페이딩)에 대처할 수 있다는 것이다.

단계(S102)에서, 제1 분해능 대역폭(resolution bandwidth)을 갖는 복수의 소분할 주파수 대역들(fine frequency bands) 내에서 상기 수신된 노이즈 신호의 각자의 신호값들이 결정되고, 여기서 제1 분해능 대역폭은 신호의 OFDM 변조에 사용되는 부반송파들의 주파수 간격보다 작다. 신호값은, 예를 들어, 주파수 대역들 내에서의 노이즈 신호의 에너지 또는 전력일 수 있다.

이들 주파수 대역의 대역폭들의 관계를 정의하기 위해 용어 "소분할 주파수 대역(fine frequency band)" 및 "대분할 주파수 대역(coarse frequency band)"(이하 참조)이 본 설명 전반에 걸쳐 사용되고 있다. "대분할 주파수 대역"의 대역폭이 "소분할 주파수 대역"의 대역폭보다 크다.

단계(S104)에서, 상기 복수의 소분할 주파수 대역들 중 제1 방해된 주파수 대역(disturbed frequency band)이 각자의 신호값들에 기초하여 결정된다. 이 단계(S104)에서, 외부 무선 전송의 방해 부분, 즉 OFDM-변조된 신호를 전송하는 데 사용되는 주파수 구간에 속하는 채널 상의 무선 전송 신호가 결정될 수 있다.

단계(S106)에서, 결정된 제1 방해된 주파수 대역이 신호로부터 노치(notch)된 후에, 즉 필터링 제거(filter out)된 후에 상기 신호를 전력선 채널을 통해 전송한다.

노치하는 단계는 소위 노치 필터(예를 들어, 그의 출력에서 본질적으로 "노치된" 또는 "차단된" 주파수 대역을 제외한 주파수 성분만을 전달하도록 계산된 대응하는 일련의 필터 계수를 갖는 디지털 필터)를 사용하여 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 무선 방송국의 인그레스가 일어나는 정확한 주파수를 식별할 수 있다.

보통, 단파 무선 방송국은 10 kHz 대역폭을 사용하고, 5 kHz의 정수배의 주파수 격자(frequency grid)(또는 주파수 라스터(frequency raster))에 맞춰 정렬되어 있다. 현재의 OFDM 전력선 통신 모뎀은 19 kHz 내지 60 kHz의 반송파 간격을 사용한다. 이들 모뎀이 고속 푸리에 변환을 사용하여 전력선 상의 노이즈를 측정하는 경우, 이들 모뎀은 반송파 간격(주파수 간격)과 동일한 주파수점들을 분리시킬 수 있다. 단파 무선 방송국을 전력선 통신 시스템의 외란으로부터 보호하기 위해, 충돌하는 주파수 대역들이 전력선 통신 스펙트럼으로부터 필터링 제거된다. 따라서, 보다 정확하게는 고정된 무선 방송국의 인그레스, 즉 방해 신호를 검출함으로써, 노치 필터를 보다 정확하게 배치하는 것이 가능하다. 이러한 보다 정확하게 배치된 노치 필터는, 무선 방송국과 전력선 통신 시스템의 주파수 대역들이 충돌하지 않도록 하기 위해, 덜 정확하게 배치된 노치 필터보다 더 작은 차단 대역폭으로 수행될 수 있다. 이와 같이, 노치 필터의 차단 대역폭 밖에서 전력선 신호를 전송하기 위한 부가적인 부반송파들이 사용될 수 있다. 따라서, 전송 대역폭이 향상될 수 있고, 어쩌면 OFDM-변조 방식 내에서 보다 고도의 성상(higher constellation)이 사용될 수 있다.

도 2에는, 본 발명의 다른 실시예에 대한 단계들이 도시되어 있으며, 여기에서는 단계(S100)에서 노이즈 신호를 수신한 후에, 단계(S200)에서 제2 분해능 대역폭을 갖는 복수의 대분할 주파수 대역들 내에서의 상기 수신된 노이즈 신호의 각자의 신호값들이 결정된다.

상기 제2 분해능 대역폭이 상기 주파수 간격과 같은 경우, 전력선 통신 모뎀 내의 동일한 유닛, 즉 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘이 신호를 일련의 부반송파들에 변조하는 데 또 상기 복수의 대분할 주파수 대역에서의 주파수 구간(frequency interval)을 분할하는 데 사용될 수 있다.

그렇지만, 주파수 간격보다 크거나 작은 제2 분해능 대역폭을 사용하는 것도 가능하다.

단계(S202)에서, 상기 복수의 대분할 주파수 대역들 중 제2 방해된 주파수 대역(disturbed frequency band)이 상기 각자의 신호값들에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 방해된 주파수 대역의 각자의 신호값들이 미리 정해진 문턱값보다 높을 수 있으며, 그에 의해 상기 방해된 주파수 대역 내에 어떤 원하지 않는 노이즈 또는 부가의 신호가 존재함을 나타낸다.

단계(S204)에서, 상기 제2 방해된 주파수 대역 내의 제1 위치에서 상기 수신된 노이즈 신호에 상기 제2 분해능 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 제1 노치 필터를 적용함으로써 제1 필터링된 신호값이 결정된다. 상기 방해된 주파수 대역 내의 제1 위치에서 보다 작은 대역폭을 갖는 제1 노치 필터를 적용하는 동안, 상기 방해된 주파수 대역 내의 노이즈 신호의 일부가 노치되거나 필터링 제거되며, 그에 따라 제1 필터링된 신호값이 방해 신호의 위치에 좌우된다.

단계(S206)에서, 제2 방해된 주파수 대역 내의 제2 위치에서 상기 수신된 노이즈 신호에 상기 제2 분해능 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 제2 노치 필터를 적용함으로써 제2 필터링된 신호값이 결정된다. 제1 필터링된 신호값 및 제2 필터링된 신호값은 방해된 주파수 대역 내에서의 방해 신호의 정확한 위치에 좌우된다. 이와 같이, 방해 신호가 제1 노치 필터의 대역폭 내에 있는 경우, 제1 필터링된 신호값은 제2 필터링된 신호값보다 낮게 되는데, 그 이유는 방해 신호가 제2 노치 필터로부터 필터링 제거되지 않기 때문이다. 제1 노치 필터가 제1 일련의 필터 계수를 갖는 디지털 필터로 실현될 수 있고, 제2 노치 필터는 제2 일련의 필터 계수를 갖는 디지털 필터로 실현될 수 있다.

단계(S104)에서, 방해된 대분할 주파수 대역의 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 제1 방해된 주파수 대역이 상기 제1 필터링된 신호와 상기 제2 필터링된 신호의 비교에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 제1 방해된 주파수 대역은 상기 예에서의 제1 노치 필터의 대역폭 및 제1 위치에 대응하며, 이 경우 제1 필터링된 신호값이 제2 필터링된 신호값보다 낮다.

단계(S106)에서, 신호가 제1 방해된 주파수 대역에서 노치된 후에 상기 신호를 전송하며, 그에 따라 전력선 신호의 전송에 가능한 대역폭을 증가시키고 방해 신호로부터의 영향을 감소시킨다. 동시에, 무선 방송국의 서비스의 수신에 대한 전력선 통신의 영향도 감소된다.

다른 실시예에서, 상기 제1 노치 필터 및 상기 제2 노치 필터는 동일한 대역폭을 가지며, 따라서 유사한 필터 알고리즘이 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 제1 분해능 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 복수의 노치 필터들을, 상기 제2 방해된 주파수 대역 내의 대응하는 복수의 위치들에서 상기 수신된 노이즈 신호에 적용함으로써 복수의 필터링된 신호값들이 결정되고, 상기 방해된 주파수 대역을 결정하는 상기 단계는 복수의 필터링된 신호값들의 비교에 기초한다. 이러한 복수의 필터링된 신호값들을 사용할 때, 방해 신호의 정확한 위치가 보다 정밀하게 검출될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 복수의 노치 필터들의 수가 상기 노치 필터들의 대역폭, 부반송파들의 주파수 간격, 및 단파 무선 전송 시스템의 무선 신호 채널 간격에 기초하여 결정된다. 상기 복수의 노치 필터들의 수를 조정하는 동안, 방해 무선 신호의 정확한 위치를 결정하기 위해 전체 주파수 간격을 조사하는 것이 가능하다.

다른 실시예에서, 노치 필터의 위치가 단파 무선 전송 시스템의 잠재적인 무선 신호 채널 위치와 같다. 예를 들어, 앞서 이미 설명한 바와 같이, 단파 무선 방송국이 보통 10 kHz 대역폭을 사용하고 5 kHz의 정수배의 주파수 격자에 맞춰 정렬되어 있다는 것이 공지되어 있다. 단파 무선 방송국의 채널의 반송파에 직접 노치 필터를 배치하고 무선 방송국 신호의 대역폭에 따라 노치 필터의 대역폭을 조정할 때, 노치하는 것의 효과가 필터링된 신호값에 아주 뚜렷하게 존재한다.

다른 실시예에 따르면, 노치 필터의 위치가 등간격으로 있는 무선 신호의 채널 위치에 대응하도록 노치 필터의 위치가 등간격으로 있다.

다른 실시예에 따르면, 제1 필터링된 신호값 및/또는 제2 필터링된 신호값의 결정이 복수의 제2 방해된 주파수 대역들에 대해 병렬로 수행된다. 각자의 신호값들을 결정하기 위해 고속 푸리에 변환을 사용할 때, 노치 필터들이 수신된 노이즈 신호에 병렬로 적용될 수 있고, 제1 및/또는 제2 필터링된 신호값이 상기 제2 방해된 주파수 대역들 각각에 대해 결정된다.

다른 실시예에서, 전송하기 전에 신호를 노치하고 또 수신된 노이즈 신호를 필터링하기 위해, 노치 필터가 사용될 수 있다. 이와 같이, 단지 하나의 노치 필터만 구현되면 된다.

다른 실시예에서, 각자의 신호값들을 결정하는 단계가 제1 고속 푸리에 변환에 의해 수행되고, 상기 신호를 전송하는 단계가 상기 제1 고속 푸리에 변환보다 큰 분해능 대역폭을 갖는 제2 고속 푸리에 변환에 기초한다. 이와 같이, 신호를 전송하기 위해, 무선 방송국의 인그레스를 검출하는 것보다 컴퓨팅 능력을 덜 사용한다. 보통 고속 푸리에 변환이 인그레스를 검출하는 것보다 신호를 전송하는 데 더 빈번히 사용되기 때문에, 무선 방송국의 채널들이 그다지 자주 변경되지 않으며, 이 실시예에서 컴퓨팅 능력이 절감될 수 있다.

도 3a에는, 주파수 격자(300)가 5 kHz의 간격을 갖는 단파 무선 전송 시스템의 가능한 위치들을 보여주는 예시적인 주파수 다이어그램이 도시되어 있다. OFDM-변조된 신호에 대한 2 k-FFT(Fast Fourier Transformation)에서, 2048개 점이 계산되고, 그에 따라 40 MHz 대역폭의 경우, OFDM-신호의 부반송파들 간에 19.5 kHz의 간격이 있게 된다. 대응하는 분해능 대역폭(ResBW)(302)이 도 3a 내에 개략적으로 도시되어 있다.

도 3a로부터 알 수 있는 바와 같이, 분해능 대역폭(302) 내의 단파(SW) 무선 방송국의 AM(Amplitude modulated) 신호의 반송파(305, 307, 309, 311)에 대해 4개의 가능한 위치(304, 306, 308, 310)가 있을 수 있다. 반송파(305, 307, 309, 311)를 갖는 이들 신호 각각은 수신 신호를 방해하고 그 결과 검출되는 각자의 신호값에 노이즈가 증가된다. 각각의 반송파에 대해, 대응하는 LSB(lower side band, 하측대파) 및 USB(upper side band, 상측대파)도 역시 도시되어 있다. 반송파가 분해능 대역폭(302)의 양쪽 단부들 중 하나에 있는 위치(304, 310)에 있는지 여부가 명백하지 않기 때문에, 분해능 대역폭(302)에 대응하는 반송파 뿐만 아니라 인접한 부반송파들도 전력선 채널을 통해 신호를 전송하기 위해 노치되어야만 하는데, 그 이유는 그렇지 않은 경우 위치(304)에 있는 제1 반송파의 하측파대 또는 위치(310)에 있는 반송파의 상측파대가 방해되거나 전력선 전송을 방해하게 되기 때문이다.

통상, 무선 서비스가 전력선 통신 모뎀에 의해 복조될 수 없다.

도 3b에는, 동일한 주파수 격자(300) 및 분해능 대역폭(302)이 도시되어 있지만, 반송파(320)와 하측파대(322) 및 상측파대(324)를 갖는 단지 하나의 방해 신호(318)만이 도시되어 있다. 그에 부가하여, 제1 노치 필터의 전달 곡선(326)도 도시되어 있다. 제1 노치 필터는 분해능 대역폭(302) 내의 제1 위치(304)에 중심을 두고 있다. 방해 신호(318)의 어느 부분도 노치되지 않기 때문에, 제1 필터링된 신호값이 제1 노치 필터가 없는 경우와 본질적으로 동일하게 된다.

도 3c에는, 제2 노치 필터의 전달 곡선(328)이 도시되어 있고, 이 전달 곡선은 분해능 대역폭(302) 내의 제2 위치(306)에 중심을 두고 있다. 하측파대(322)는 전달 곡선(328)에 의해 부분적으로 노치된다. 따라서, 각자의 제2 필터링된 신호값이 제1 필터링된 신호값보다 낮거나, 신호값이 전체 분해능 대역폭(302)을 고려한다.

도 3d에는, 제3 노치 필터의 전달 곡선(330)이 도시되어 있고, 이 전달 곡선은 분해능 대역폭(302) 내의 주파수 격자(300)의 제3 위치(308)에 중심을 두고 있다. 제3 노치 필터의 전달 곡선(330)은 방해 무선 전송 신호의 반송파(320)의 위치와 동일한 위치에 중심을 두고 있고, 제3 일련의 필터 계수들을 갖는 디지털 필터로부터 도출될 수 있다. 반송파(320)는 물론 무선 전송 신호의 하측파대(322) 및 상측파대(324)의 대부분이 노치되기 때문에, 제3 필터링된 신호값이 제1 또는 제2 필터링된 신호값보다 낮게 되고 또한 전체 분해능 대역폭(302)에 대한 신호값보다도 낮게 된다.

도 3e에는, 주파수 격자(300)의 분해능 대역폭(302) 내의 제4 위치(310)에 제4 전달 곡선(332)이 도시되어 있다. 상측파대(324)의 일부만이 노치되고, 그에 따라 제4 필터링된 신호값의 값이 전달 곡선(330)의 제3 필터링된 신호값보다 더 크다.

따라서, 전달 곡선(326, 328, 330 및 332)이 방해된 신호가 검출된 분해능 대역폭(302) 내에서 주파수 격자(300)의 모든 경우들에 맞춰 천이 또는 조정된다. 각자의 필터링된 신호값들을 비교할 때, 각각의 조정 단계 후에 고속 푸리에 변환의 출력을 비교함으로써 위치(308)에서의 인그레스의 주파수 위치가 검출될 수 있다.

고속 푸리에 변환의 각자의 출력들을 비교함으로써 2개 이상의 위치에서의 인그레스도 검출될 수 있다는 것이 명백하다.

도 4에는, 다른 실시예의 단계들이 도시되어 있다. 단계(S400)에서, 주파수 대역에서의 노이즈가 측정되고, 단계(S402)에서, 고속 푸리에 변환의 분해능 대역폭 내에서 인그레스가 식별된다. 단계(S404)에서, 노치 필터가 라스터 주파수 k, 즉 분해능 대역폭 내에서의 라스터의 제1 주파수에 맞춰 조정된다. 그 다음 단계(S406)에서, 잠재적인 인그레스가 식별된다. 단계(S408)에서, 라스터 주파수의 수가 분해능 대역폭과 라스터의 간격(즉, 5 kHz)의 비보다 큰지 여부를 검사함으로써 마지막 조정 단계가 이미 달성되었는지 여부가 검사된다. 단계(S410)에서 그 수가 마지막 수에 도달하지 않은 경우, 그 수가 1만큼 증가되고, 증가된 수 k로 단계(S404)가 다시 수행된다. 단계(S412)에서 마지막 조정 단계가 수행된 경우, 전송 노치 필터가 필터링된 신호값들의 최소값으로부터 결정된 단지 10 kHz 대역만 제거하도록 프로그램된다. 도 3a 내지 도 3e의 예를 고려하여, 전송을 위한 노치 필터가 제3 위치(308)로 프로그램되며, 그에 의해 무선 신호와 전력선 통신 신호 간의 방해를 방지한다.

도 5에는, 수신기(502), 프로세서(504), 노이즈 검출 유닛(506) 및 송신기(508)를 포함하고 있는 전력선 통신 모뎀(500)의 블록도가 도시되어 있다. 수신기(502)는 전력선 채널(510)을 통해 신호를 수신하도록 구성되어 있고, 여기서 신호는 일련의 부반송파들에 OFDM-변조되며, 상기 부반송파들이 주파수 간격만큼 분리되어 있다.

수신기(502)는 프로세서(504)에 연결되어 있고, 프로세서(504)는 제1 분해능 대역폭을 갖는 복수의 소분할 주파수 대역들 내의 수신 신호의 각자의 신호값들을 결정하도록 구성되어 있으며, 여기서 제1 분해능 대역폭은 주파수 간격보다 작다. 프로세서(504)는 노이즈 검출 유닛(506)에 연결되어 있고, 노이즈 검출 유닛(506)은 각자의 신호값들에 기초하여 상기 복수의 소분할 주파수 대역들 중 제1 방해된 주파수 대역을 결정하도록 구성되어 있으며, 노이즈 검출 유닛(506)은 송신기(508)에 연결되어 있고, 송신기(508)는 노치 필터(510)로 제1 방해된 주파수 대역 내의 신호를 노치하도록 구성되어 있다.

전력선 통신 모뎀(500)은 신호를 OFDM-변조하기 위해 더 많은 수의 부반송파들을 사용할 수 있는데, 그 이유는, 이상에서 설명한 바와 같이, 보다 적은 부반송파들이 노치 필터(510)에 의해 노치되어야 하기 때문이다.

도 6에는, 전력선 통신 모뎀(600)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 6에는, 전력선 통신 모뎀(600)에서의 전송 데이터 경로(602)는 물론 수신 데이터 경로(603)도 도시되어 있다. 전송 데이터 경로(602)에서, 전송될 신호가 순방향 오류 정정(forward error correction) 블록(604)에서 순방향 오류 정정(FEC)되고, 그 후에 직교 진폭 변조기(606)에서 직교 진폭 변조(QAM)된다. 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transformation) 또는 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transformation, IFFT)을 수행하도록 구성되어 있는 프로세서(608)에서, 결합된 신호가 결정되고 프로그램가능 노치 필터(610)를 통해 디지털-아날로그 변환기(DAC)(612)로 전송된 다음에 전력선 채널(614)을 통해 전송된다.

전력선 채널(614)로부터 신호를 수신할 때, 이 신호는 변환기 블록(612)에서 아날로그-디지털 변환(ADC)되고, 그 후에 프로세서(608)는 복수의 주파수 대역들에 대한 신호값들을 계산한다. 신호값들의 출력은 노치 필터(610)를 프로그램하도록 구성되어 있는 노치 필터 제어 유닛(622)에 연결되어 있는 노이즈 검출 유닛(620)에서 사용된다. 따라서, 식별된 신호값들 또는 식별된 노이즈의 위치 및 각자의 주파수 대역들에 따라, 그렇지 않았으면 무선 방송국의 신호를 방해하거나 무선 방송국 신호에 의해 방해받게 되는 신호의 일부를 억압 또는 노치하기 위해 프로그램가능 노치 필터(610)가 정확한 대역폭으로 정확한 위치에 프로그램될 수 있다. 반면에, 프로세서(608)의 출력이 QAM(quadrature amplitude modulation) 복조기(622)에 입력되고, 그 후에 역 FEC(inverse forward error correction) 블록(624)에 입력되어, 수신 신호(630)를 얻게 된다.

도 7에는, 전력선 통신 모뎀(700)의 다른 실시예가 도시되어 있으며, 여기에서는 도 6의 실시예에서와 유사한 유닛들이 동일한 참조 기호로 도시되어 있다. 전력선 통신 모뎀의 이 실시예는 전송 경로(602)에 뿐만 아니라 수신 경로(603)에도 위치해 있거나, 선택적으로, 스위치에 의해 전송 경로(602)와 수신 경로(603) 간에 스위칭될 수 있는 프로그램가능 노치 필터(700)를 가지고 있다. 그에 부가하여, 노치 필터 천이 제어(notch filter shift control) 유닛(702)은 노이즈 검출 유닛 및 노치 필터 제어 유닛(622)에 연결되어 있다. 노치 필터 천이 제어 유닛(702)은 노치 필터를 고속 푸리에 변환의 분해능 대역폭 내의 서로 다른 위치들에 맞춰 조정하기 위해 상기 프로그램가능 노치 필터의 위치를 제2 방해된 주파수 대역 내의 복수의 위치들로 천이시키도록 구성되어 있다. 노이즈 검출 유닛(620)에서 외부 무선 소스로부터의 방해 신호의 정확한 위치를 식별하기 위해 프로세서(608)에서 FFT 프로세스가 구현된다.

본 발명의 실시예들에서, 고속 푸리에 변환 크기가 주파수 영역에서 보다 큰 분해능 대역폭을 제공하도록 설계되어 있더라도, 전력선 통신 시스템 내에서의 10 kHz 인그레스가 식별될 수 있다. 전송 경로에서 노치된 주파수를 제거하기 위해 이미 이용한 프로그램가능 노치 필터(700)가 용이하게 재사용될 수 있다. 따라서, 전력선 통신 모뎀의 성능, 즉 데이터 처리 능력 및 도달 범위(coverage)가 향상될 수 있고, 비전력선 통신 응용과의 공존이 용이하게 된다. 프로그램가능 노치 필터는 단파 무선 방송의 라스터 주파수에 맞춰 정렬되어 있는 10 kHz 노치를 제공하도록 프로그램될 수 있다. 관심의 주파수점들에서 고속 푸리에 변환의 분해능 대역폭 내의 각각의 라스터 주파수에 맞춰 노치가 순차적으로 조정될 수 있다. 각각의 조정 단계 후에 고속 푸리에 변환 후의 결과들을 비교하면, 인그레스가 10 kHz 대역에 위치될 수 있다. 이것은 인그레스가 검출된 모든 주파수 대역에 대해 병렬로 행해질 수 있다. 노이즈 측정이 문턱값을 향상시키는지의 비교에 의해 인그레스가 검출된다.

데이터 수신 모드에서, 전력선 통신 모뎀은 협대역 간섭자(narrowband interferer)의 인그레스도 역시 검출할 수 있다. 이들 주파수가 수신된 통신 스펙트럼으로부터 노치될 수 있다. 이것은 OFDM 데이터의 복조 이전에 원하지 않는 협대역 신호 인그레스를 제거한다. 전송 스펙트럼에 노치를 삽입하는 데 사용되는 프로그램가능 노치 필터(700)가 따라서 재사용될 수 있다.

다른 대안으로서, 노이즈를 측정할 때 보다 큰 분해능 대역폭을 갖는 보다 큰 고속 푸리에 변환 크기(즉, 2048개 점을 갖는 2k-FFT 대신에 4096개 점을 갖는 4k-FFT)를 사용하면 방해된 소분할 주파수 대역을 결정하기 위해 전력선 통신 모뎀의 분해능 대역폭을 증가시킬 수 있다.

Claims

전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법으로서,
상기 신호는 일련의 부반송파들에 OFDM-변조되고, 상기 부반송파들은 주파수 간격만큼 분리되어 있으며,
상기 방법이,
상기 전력선 채널로부터 노이즈 신호를 수신하는 단계,
제1 분해능 대역폭을 갖는 복수의 소분할 주파수 대역들 내의 상기 수신된 노이즈 신호의 각자의 제1 신호값들을 결정하는 단계 - 상기 제1 분해능 대역폭이 상기 주파수 간격보다 작음 -,
상기 각자의 제1 신호값들의 비교에 기초하여 상기 복수의 소분할 주파수 대역들 중 제1 방해된 주파수 대역을 결정하는 단계, 및
상기 수신된 노이즈 신호의 스펙트럼으로부터 상기 제1 방해된 주파수 대역을 노치하는 단계를 포함하는, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법.
제1항에 있어서,
각자의 제1 신호값들을 결정하는 상기 단계가,
제2 분해능 대역폭을 갖는 복수의 대분할 주파수 대역들 내의 상기 수신된 노이즈 신호의 각자의 제2 신호값들을 결정하는 단계,
상기 각자의 제2 신호값들에 기초하여 상기 복수의 대분할 주파수 대역들 중 제2 방해된 주파수 대역을 결정하는 단계,
상기 제2 방해된 주파수 대역 내의 제1 위치에서 상기 수신된 노이즈 신호에 상기 제2 분해능 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 제1 노치 필터를 적용함으로써 제1 필터링된 신호값을 결정하는 단계, 및
상기 제2 방해된 주파수 대역 내의 제2 위치에서 상기 수신된 노이즈 신호에 상기 제2 분해능 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 제2 노치 필터를 적용함으로써 제2 필터링된 신호값을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 제1 방해된 주파수 대역을 결정하는 상기 단계가 또한 상기 제1 필터링된 신호와 상기 제2 필터링된 신호 간의 비교에 기초하는 것인, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 제2 분해능 대역폭이 상기 주파수 간격과 같은 것인, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 노치 필터 및 상기 제2 노치 필터가 동일한 대역폭을 갖는 것인, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
각자의 제2 신호값들을 결정하는 상기 단계가,
상기 제1 분해능 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 복수의 노치 필터들을, 상기 제2 방해된 주파수 대역 내의 대응하는 복수의 위치들에서 상기 수신된 노이즈 신호에 적용함으로써 복수의 필터링된 신호값들을 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 방해된 주파수 대역을 결정하는 상기 단계가 복수의 필터링된 신호값들의 비교에 기초하는 것인, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 복수의 노치 필터들의 수가 상기 노치 필터들의 대역폭, 상기 주파수 간격, 및 충돌할지도 모르는 단파 무선 전송 시스템의 무선 신호 채널 간격에 기초하여 결정되는 것인, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 노치 필터들의 상기 위치들이 상기 단파 무선 전송 시스템의 잠재적인 무선 신호 채널 위치와 같은 것인, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 필터링된 신호값 및/또는 상기 제2 필터링된 신호값을 결정하는 상기 단계가 복수의 제2 방해된 주파수 대역들에 대해 병렬로 수행되는 것인, 전력선 채널을 통해 신호를 전송하는 방법.
전력선 통신 모뎀으로서,
전력선 채널을 통해 노이즈 신호를 수신하도록 구성되어 있는 수신기 - 상기 노이즈 신호는 일련의 부반송파들에 OFDM-변조되고, 상기 부반송파들이 주파수 간격만큼 분리되어 있음 -,
제1 분해능 대역폭을 갖는 복수의 소분할 주파수 대역들 내의 상기 수신된 노이즈 신호의 각자의 제1 신호값들을 결정하도록 구성되어 있는 프로세서 - 상기 제1 분해능 대역폭이 상기 주파수 간격보다 작음 -, 및
상기 각자의 제1 신호값들에 기초하여 상기 복수의 소분할 주파수 대역들 중 제1 방해된 주파수 대역을 결정하도록 구성되어 있는 노이즈 검출 유닛을 포함하고,
상기 수신기는 또한 상기 수신된 노이즈 신호의 스펙트럼으로부터 상기 제1 방해된 주파수 대역을 노치하도록 구성되어 있는, 전력선 통신 모뎀.
제9항에 있어서,
상기 프로세서가 또한 제2 분해능 대역폭을 갖는 복수의 대분할 주파수 대역들 내의 상기 수신된 노이즈 신호의 각자의 제2 신호값들을 결정하도록 구성되어 있고,
상기 노이즈 검출 유닛이 또한 상기 각자의 제2 신호값들에 기초하여 상기 복수의 대분할 주파수 대역들 중 제2 방해된 주파수 대역을 결정하도록 구성되어 있으며,
상기 모뎀이,
상기 제2 방해된 주파수 대역 내의 제1 위치에 상기 제2 분해능 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 제1 노치 필터를 제공하도록 구성되어 있고 또 상기 제2 방해된 주파수 대역 내의 제2 위치에 상기 제2 분해능 대역폭보다 작은 대역폭을 갖는 제2 노치 필터를 제공하도록 구성되어 있는 노치 필터 유닛을 더 포함하는 것인, 전력선 통신 모뎀.
제10항에 있어서,
상기 노치 필터 유닛이,
프로그램가능 노치 필터, 및
상기 프로그램가능 노치 필터의 대역폭 및 위치를 제어하도록 구성되어 있는 노치 필터 제어 유닛을 포함하는 것인, 전력선 통신 모뎀.
제11항에 있어서,
상기 프로그램가능 노치 필터의 위치를 상기 제2 방해된 주파수 대역 내의 복수의 위치들로 천이시키도록 구성되어 있는 노치 필터 천이 제어 유닛을 더 포함하는, 전력선 통신 모뎀.
제11항 또는 제12항에 있어서,
전송 경로 내의 전송 위치와 수신 경로 내의 수신 위치 간에 상기 노치 필터 유닛을 스위칭하는 스위치를 더 포함하는, 전력선 통신 모뎀.
전력선 통신 모뎀을 운영하는 방법으로서,
전력선 채널을 통해 신호를 수신하는 단계 - 상기 신호는 일련의 부반송파들에 OFDM-변조되고, 상기 부반송파들이 주파수 간격만큼 분리되어 있음 -,
상기 전력선 채널을 통해 노이즈 신호를 수신하는 단계,
제1 분해능 대역폭을 갖는 복수의 소분할 주파수 대역들 내의 상기 수신된 노이즈 신호의 각자의 제1 신호값들을 결정하는 단계 - 상기 제1 분해능 대역폭이 상기 주파수 간격보다 작음 -,
상기 각자의 제1 신호값들에 기초하여 상기 복수의 소분할 주파수 대역들 중 제1 방해된 주파수 대역을 결정하는 단계, 및
상기 수신된 노이즈 신호의 스펙트럼으로부터 상기 제1 방해된 주파수 대역을 노치하는 단계를 포함하는, 전력선 통신 모뎀을 운영하는 방법.