KR20020064488A - Magnetic field based power transmission line communication method and system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통상의 전력전송기능과 함께 통신망으로서 전력선망을 이용하는 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력선을 따라 형성되는 전자기적 복사에너지의 자기장 구성요소를 매개로 하여 전화(음성)통신을 포함한 가입자간 정보통신을 할 수 있는 전력선 자기장을 이용한 통신방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for using a power line network as a communication network with a general power transmission function, and more particularly, to telephone (voice) communication through a magnetic field component of electromagnetic radiation formed along a power line. It relates to a communication method and system using a power line magnetic field capable of information communication between subscribers, including.
종래의 통신매체로서 전력선을 이용하는 기술은 1930년대 전화선이 공급되지 않은 외곽지역의 전화통신을 위하여 개발된 시스템(미합중국 특허 제2,032,360호, 제2,264,385호 및 제2,264,396호)이 알려져 있다. 이들 시스템은 전력선을 따라 형성되는 전자기적 복사에너지의 전기적 구성요소에 반송파를 중첩하는 기술이나, 아날로그 대역폭의 제한성과, 신호의 감쇠 및 동시에 한 통화 이상의 처리할 수 없다는 문제점이 있다.Conventional technologies using power lines as communication media are known in the 1930's (US Pat. Nos. 2,032,360, 2,264,385 and 2,264,396) developed for telephony in an outlying area. These systems suffer from the technology of superimposing carriers on the electrical components of electromagnetic radiation formed along power lines, but with the limitations of analog bandwidth, attenuation of signals, and the inability to handle more than one call at the same time.
또한, 종래의 아날로그 기반의 다른 시스템(미합중국 특허 제5,565,450호)은 전력변압기 사이의 1MHz이상의 반송 주파수 전송에 관한 것이나, 전력 배선망에 연결된 전기설비에 전원을 넣었을 때, 전송신호를 간섭하는 전력선 전자기장 잡음이 발생하는 문제점이 있다.In addition, other conventional analog-based systems (US Pat. No. 5,565,450) relate to the transmission of carrier frequencies above 1 MHz between power transformers, but also to power line electromagnetic fields that interfere with transmission signals when power is supplied to electrical equipment connected to the power wiring network. There is a problem that noise occurs.
한편, 상기와 같은 아날로그 전송에 대한 잡음문제를 해소하기 위하여, 디지탈 패킷을 사용하여 아날로그 반송파 대신 디지털 신호를 전송하는 방법(미합중국 특허 제5,554,968호, 제5,559,377호 및 제4,471,399호)이 제시되었으나, 이들 기술은 전력선의 전자기적 복사에너지의 전기적 구성요소를 이용하는 것으로, 여전히 전송신호가 전력선을 통과하는 동안 다른 여러 신호와 섞이게 되어 잡음이나 간섭 등의 통신장애가 발생하거나 또한 데이타가 변압기를 통과하는 동안 왜곡되는 등의문제점이 있는 것이다.On the other hand, in order to solve the noise problem of the analog transmission, a method of transmitting a digital signal instead of an analog carrier using a digital packet (US Patent Nos. 5,554,968, 5,559,377 and 4,471,399) has been proposed, The technology uses the electrical components of the electromagnetic radiation of the power line, which still causes the transmitted signal to mix with other signals while passing through the power line, causing communication disturbances such as noise and interference, or distorting data while passing through the transformer. There is a problem.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 이미 구축된 전력 배선망을 통신매체로 이용하되, 종래의 전력선의 전기장 요소를 이용하는 것과는 달리, 전력선에 전기가 흐를 때 그 주위에 형성되는 자기장 영역을 정보전송의 매체로 이용할 수 있도록 함으로써, 보다 안정적인 데이타 전송과 함께, 빠른 전송속도와 경제적이고 효율적인 통신 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above-mentioned problems, and the power wiring network, which is already constructed, is used as a communication medium, but unlike the conventional electric field elements of the power line, it is formed around the power line when electricity flows. By using the magnetic field area as a medium for information transmission, the purpose of the present invention is to provide a more stable data transmission, a faster transmission speed and an economical and efficient communication system.
도 1 - 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통신방법 및 그 시스템 구성을 도시한 도면1 is a diagram illustrating a communication method and a system configuration according to an embodiment of the present invention.
도 2 - 도 1의 시스템의 컨트롤 센터를 나타낸 도면2-a control center of the system of FIG.
도 3 - 도 1의 시스템의 네트워크 전송시설을 나타낸 도면3 is a diagram showing a network transmission facility of the system of FIG.
도 4 - 도 1의 시스템의 지역에 대한 도식적 설명도4-Schematic explanatory diagram of the regions of the system of FIG.
도 5 - 도 1의 시스템에서 전력선을 따라 형성되는 전자기적 복사에너지에 대한 자기프레임 특성그래프Figure 5-Magnetic frame characteristic graph of electromagnetic radiation formed along the power line in the system of Figure 1
도 6 - 도 1의 시스템에서 전력선을 따라 형성되는 전자기적 복사에너지의 반주기에 대한 일련의 자기프레임 특성그래프6-Characteristic series of magnetic frame plots for half period of electromagnetic radiation formed along power lines in the system of FIG.
도 7 - 도 1의 시스템에서 전력선을 따라 형성되는 전자기적 복사에너지의 전주기에 대한 일련의 자기프레임 특성그래프7-Characteristic series of magnetic frame plots for the entire period of electromagnetic radiation formed along a power line in the system of FIG.
도 8 - 도 1의 시스템에서 전력선을 따라 형성되는 60Hz 전주기 전자기파에 대한 일련의 자기프레임 특성그래프 및 이 자기프레임의 반주기에 중첩된 60Hz신호를 도시한 그래프8-1 is a series of magnetic frame characteristic graphs for a 60 Hz full period electromagnetic wave formed along a power line in the system of FIG. 1 and a graph showing a 60 Hz signal superimposed on a half period of the magnetic frame.
도 9 - 도 7의 자속 포락선 내에 MASER 출력이 전송되는 상태를 나타낸 그래프9 to 7 are graphs showing a state in which the MASER output is transmitted in the flux envelope of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
26 : 전력선32 : 네트워크 전송시설26 power line 32 network transmission facility
36 : 컨트롤 센타50 : MASER36: control center 50: MASER
52 : 마이크로파 발생기54 : 마이크로파 시뮬레이션 챔버52: microwave generator 54: microwave simulation chamber
58 : Q-스위치60 : 합성천공렌즈58: Q-switch 60: synthetic perforated lens
68 : 컴퓨터70 : 신호처리기68: Computer 70: Signal Processor
72 : 서버74 : 네트워크 스위치72: server 74: network switch
76 : 유도정합기76: induction matching machine
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력선 자기장을 이용한 가입자간 정보통신방법은, 전기적 구성요소 및 자기적 구성요소의 전자기적 복사에너지를 갖는 전력선을 이용한 정보통신방법에 있어서, 상기 전력선의 전자기적 복사에너지의 자기적 구성요소를 통해 정보를 전송하는 단계, 전송된 정보의 제어단계, 전송된 정보의 선택적 수신단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the information communication method between subscribers using the power line magnetic field of the present invention for achieving the above object, in the information communication method using a power line having an electromagnetic component and an electromagnetic radiation of the magnetic component, the electromagnetic radiation of the power line And transmitting the information through the magnetic component of energy, controlling the transmitted information, and selectively receiving the transmitted information.
또한, 본 발명의 통신방법은 상기 정보전송단계에서 정보가 전력선의 자기적 구성요소 내에 간섭성 음향신호의 형태로 전송되고, 이 음향신호는 MASER에 의해 공급되는 것을 특징으로 한다.In addition, the communication method of the present invention is characterized in that in the information transmission step, information is transmitted in the form of a coherent acoustic signal in a magnetic component of a power line, and the acoustic signal is supplied by a MASER.
또한, 본 발명의 통신방법은 상기 제어단계에서 정보전송을 Q-스위치에 의해 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the communication method of the present invention is characterized in that the information transmission is controlled by a Q-switch in the control step.
또한, 본 발명의 통신방법은 상기 수신단계에서 전력선으로부터 전송된 정보를 유도 커플링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the communication method of the present invention is characterized in that it comprises the step of inductively coupling the information transmitted from the power line in the receiving step.
한편, 본 발명의 전력선을 이용한 가입자간 정보통신시스템은 전기적 구성요소 및 자기적 구성요소의 전자기적 복사에너지를 갖는 전력선을 이용한 정보통신장치에 있어서, 상기 전력선의 전자기적 복사에너지의 자기적 구성요소를 통해 정보를 전송하는 수단과, 상기 자기적 구성요소를 통해 전송된 정보를 선택적으로 수신하는 수단과, 상기 전송된 정보를 최소한 한 가입자에게 송신하는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the information communication system between subscribers using the power line of the present invention is an information communication device using a power line having electromagnetic radiation of electrical components and magnetic components, the magnetic component of the electromagnetic radiation of the power line Means for transmitting information via means, means for selectively receiving information transmitted through the magnetic component, and means for transmitting the transmitted information to at least one subscriber.
즉, 본 발명은 각기 다른 지역의 전기장치에 전력을 공급하기 위한 전력선을 기반으로 하는 가입자들간의 정보통신방법과 그 시스템으로 구성된다. 통신 네트워크상의 가입자들은 전기를 사용하는 지역에 위치하고 있으며, 전력선을 따라 운반되는 전력은 전기적 구성요소와 자기적 구성요소로 된 전자기적 복사에너지 형태를 가지고 있다.That is, the present invention consists of an information communication method and a system between subscribers based on a power line for supplying electric devices to different regions. Subscribers on telecommunication networks are located in areas where electricity is used, and the power carried along the power lines is in the form of electromagnetic radiation consisting of electrical and magnetic components.
본 발명에서 전화 음성통신 또는 데이터 등의 정보는 전력선을 따라 운반되는 전자기적 복사에너지의 자기장 구성요소를 통해 전송되며, 상기 자기장은 전기공급지역의 다양한 가입자간 통신이 가능하도록 MASER에 의해 여자(勵磁)된다. 본 발명의 시스템은 표준 프로토콜 주소를 사용하여 전송된 통신의 선택적 수신을 가능하게 한다.In the present invention, information such as telephone voice communication or data is transmitted through the magnetic field component of electromagnetic radiation carried along the power line, and the magnetic field is excited by the MASER to enable communication between various subscribers in the electricity supply area. Viii) The system of the present invention enables selective reception of communications transmitted using standard protocol addresses.
마이크로파 발생기를 이용한 MASER로부터 전송된 신호는 간섭성의 음향 신호이며, 이 음향신호는 전력선을 따라 전기가 흐를 때 발생되는 특정 자기모멘트 내에서, 예컨대 30GHz~24,000GHz 범위내에서, E1부터 E2로 원자전이를 일으킬 수 있는 출력주파수를 가진다. MASER는 Q-스위치와 통합구경렌즈를 통해, 원자전이 주파수의 음향파 진동을 생성하여, 전력선을 따라 형성되는 전자기파의 원자군 안에 반전된 원자군을 직접 공급하는 역할을 한다. MASER 출력은 전력선을 따라 운반되는 전자기적 복사에너지의 자기장에 의해 만들어진 자속 포락선 내로 전송되고, 전력선은 MASER로부터 자기프레임 주입을 위한 자기 도파관의 역할을 한다.The signal transmitted from the MASER using a microwave generator is a coherent acoustic signal, which is transposed from E1 to E2 within a specific magnetic moment generated when electricity flows along the power line, for example within the range of 30 GHz to 24,000 GHz. It has an output frequency that can cause MASER, through Q-switch and integrated caliber lens, generates acoustic wave vibrations at atomic transition frequency, and directly supplies the inverted atomic group into the atomic group of electromagnetic waves formed along the power line. The MASER output is transmitted into the magnetic flux envelope created by the magnetic field of electromagnetic radiation carried along the power line, which acts as a magnetic waveguide for magnetic frame injection from the MASER.
유도정합기는 전송된 정보를 수신하는데 사용되며, 전송된 정보를 검출하여 전자기적 영역을 전기적 신호로 변환한다. 신호처리는 쿨롱 에너지 네트워크 또는 RCE 및 통상의 퍼지도구 등과 같은 신경망 네트워크를 통해 이루어진다. 시스템은 경로을 지정하고 메세지를 가공하며 전력선에 연결된 다양한 전기장치를 제어할 수 있다. 전송되는 신호는 전력 변압기를 통과하며, 먼 거리까지 신호 감쇠없이 전송될 수 있으며, 상대적으로 잡음의 영향을 받지 않고, 외부의 장파 라디오통신에 영향을 받지 않는다. 본 발명에 채용된 MASER 증폭기는 극초단파와 라디오주파수 범위내에서, 같은 주파수대를 사용하는 다른 전자 증폭기보다 낮은 잡음 계수를 제공할 수 있다.An inductive matcher is used to receive the transmitted information and detects the transmitted information to convert the electromagnetic domain into an electrical signal. Signal processing is accomplished via a coulomb energy network or a neural network such as RCE and conventional fuzzy tools. The system can route, process messages, and control various electrical devices connected to the power line. The transmitted signal passes through the power transformer and can be transmitted over long distances without signal attenuation, relatively unaffected by noise, and not affected by external longwave radios. The MASER amplifier employed in the present invention can provide a lower noise coefficient than other electronic amplifiers using the same frequency band within the microwave and radio frequency ranges.
이하 본 발명의 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 전화음성 또는 데이터 등의 정보통신을 위한 시스템의 일반적 전력 배선망을 도시한 것이다. 도 1에서 도시한 바와 같이, 통상의 전력 배선망은, 고압선과 변전소(12,14)로 구성된 고압전력 배선망(10)과, 이 고압전력 배선망(10)으로부터 지역1 내지 지역N(20,22,24)으로 도시한 각 지역 가입자 또는 사용자에게 전력을 공급하기 위한 전력선(26), 변압기(28,30) 및 지역 배전소(16,18) 등으로 구성된다. 즉, 본 발명의 시스템은 상기 전력선을 따라 전자기파 형태로 전기를 전송하기 위한 통상의 전력 배선망을 포함하여 구성된다.1 shows a general power wiring network of a system for information communication such as telephone voice or data of the present invention. As shown in Fig. 1, a typical electric power wiring network includes a high voltage power wiring network 10 composed of a high voltage line and substations 12 and 14, and a region 1 to an area N (20) from the high voltage power wiring network 10. And a power line 26, a transformer 28, 30, and a local power distribution station 16, 18 for supplying power to each local subscriber or user shown in FIG. That is, the system of the present invention comprises a conventional power network for transmitting electricity in the form of electromagnetic waves along the power line.
공지된 바와 같이, 전자기적 복사에너지는 전류가 흐르는 모든 전선에서 발생된다. 전력선(26)을 따라 흐르는 전류는 하나의 변화가 또 다른 변화를 수반하듯이 각기 상호 의존하거나 연관된 자기장과 전기장을 생성한다. 이러한 연관성은 맥스웰 방정식에 의해 정의된다. 본 발명에 따른 방법과 시스템은 전력선(26)을 따라 운반되는 전자기적 복사에너지의 자기장 구성요소를 이용하고, 이 자기장 구성요소는 본 발명의 통신망에서 가입자들간의 정보신호의 전송매체로서 사용된다.As is known, electromagnetic radiation is generated in all wires through which current flows. The current flowing along the power line 26 generates mutually dependent or associated magnetic and electric fields, as one change entails another change. This association is defined by the Maxwell's equation. The method and system according to the present invention utilizes magnetic field components of electromagnetic radiation carried along power line 26, which are used as a transmission medium for information signals between subscribers in the communication network of the present invention.
즉, 본 발명의 시스템은 전력선(26)에 생성된 전자기파의 자기장 구성요소로 만들어진 자속의 포락선을 통하여 정보를 전송하기 위한 네트워크 전송시설(32,34), 전력선망에서 정보의 송수신을 제어하는 컨트롤 센터(36,38), 마이크로파의 주파수로 정보를 전송하기 위한 마이크로파 타워(40,42)를 포함하여 구성된다.That is, the system of the present invention is a network transmission facility (32, 34) for transmitting information through the envelope of the magnetic flux made of the magnetic field components of the electromagnetic wave generated in the power line 26, the control to control the transmission and reception of information in the power line network Centers 36, 38, and microwave towers 40, 42 for transmitting information at microwave frequencies.
또한, 본 발명의 시스템은 도 1과 같이, 본 발명의 통신망에 연결되지 않은 일반 전화가입자와 전화통화가 가능하도록 통상의 전화국(44)과 마이크로파 변환기(46)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the system of the present invention, as shown in Figure 1, may be configured to include a conventional telephone station 44 and the microwave converter 46 to enable a telephone call with a general subscriber not connected to the communication network of the present invention.
따라서, 본 발명에 따른 전력선 통신망의 전화가입자들은 전화선 및 전력선 양쪽에 연결될 수 있는 전화기(48)를 사용하는 것이 바람직하다. 이 전화기(48)는 후술되는 인터페이스 컨트롤러(50)에 의해 전력선망을 통한 전화통신이 가능하게 된다.Accordingly, it is preferable that telephone subscribers of the power line communication network according to the present invention use the telephone 48 which can be connected to both the telephone line and the power line. The telephone 48 is capable of telephone communication via a power line network by the interface controller 50 described later.
경우에 따라서는, 두 개의 일반 전화기를 각기 다른 통신망에 연결하거나, 또는 두 개의 분리된 선을 가진 전화기를 각각의 통신망에 연결하는 등, 본 발명의 기술범위 안에서 어떠한 배치도 적용할 수 있다.In some cases, any arrangement may be applied within the technical scope of the present invention, such as connecting two ordinary telephones to different communication networks, or connecting two separate telephones to each communication network.
도 2 및 도 3은 상기 컨트롤 센터(36)와 네트워크 전송시설(32)을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, MASER(50)는 전력선(26)을 따라 운반되는 전자기적 복사에너지의 자기적 구성요소에 정보를 전송하는데 사용된다. MASER(50)는 전력선의 전자기파에 의해 발생되는 자기장에 정보를 전송하기 위하여 마이크로파를 증폭한다. MASER(50)는 증폭된 펄스(56)를 제공하기 위하여 마이크로파 발생기(52)와 마이크로파 시뮬레이션 챔버(54)를 사용한다.2 and 3 show the control center 36 and the network transmission facility 32. As shown, the MASER 50 is used to transmit information to the magnetic components of electromagnetic radiation carried along the power line 26. The MASER 50 amplifies the microwaves to transmit information to the magnetic field generated by the electromagnetic waves of the power line. MASER 50 uses microwave generator 52 and microwave simulation chamber 54 to provide an amplified pulse 56.
상기 MASER(56)로부터 전송되는 신호(56)는, 30GHz~24,000GHz 범위에서 전력선(26)을 통해 흐르는 전기 때문에 존재하는 특정 자기모멘트의 전력선(26) 자기장 내에서 E1부터 E2까지 원자전이를 발생시키는데 적합한 주파수를 가진 간섭성 음향신호이다. 상기 자기모멘트에 대한 내용은 MECHANICS OF CONTINUA(Eringen, 1967, 1980, 1989년, Krieger 출판)에 공개되어 있다.The signal 56 transmitted from the MASER 56 generates an atomic transition from E1 to E2 within the magnetic field of the power line 26 of a specific magnetic moment present due to electricity flowing through the power line 26 in the range of 30 GHz to 24,000 GHz. A coherent acoustic signal with a suitable frequency. The magnetic moment is disclosed in MECHANICS OF CONTINUA (Eringen, 1967, 1980, 1989, published by Krieger).
상기 MASER(50)는, 전력선(26)을 따라 운반되는 전자기파의 원자군 내에 적절한 원자전이 주파수의 음향파 진동을 생성하기 위하여, LASERS(Anthony Sieman, 1986년, University Science Books 출판)에 게재된 공지의 Q-스위치(58)와 합성천공렌즈(60)를 통해, 전력선(26) 주위의 자기장에 반전된 원자군을 직접 주입한다.The MASER 50 is published in LASERS (Anthony Sieman, 1986, published by University Science Books) to generate acoustic wave vibrations of suitable atomic transition frequencies within an atomic group of electromagnetic waves carried along power line 26. Through a known Q-switch 58 and synthetic aperture lens 60, an inverted group of atoms is directly injected into the magnetic field around the power line 26.
상기 합성천공렌즈(60)는, 전력선(26)에 의해 운반되는 전자기파로 MASER(50)의 출력이 맞춰질 수 있도록, 초점이 전력선을 향하도록 한 펄스(62)를 제공할 수 있는 자기렌즈이다. 보다 상세하게, 상기 합성천공렌즈(60)는전력선(26)을 따라 운반되는 전자기파의 자기장으로 만들어진 자기 프레임(도 6의 66 참조)에 의해 형성된 자속 포락선(도 9의 64 참조) 안으로 상기 MASER(50)의 출력을 직접 주입하는 역할을 한다.The composite apertured lens 60 is a magnetic lens capable of providing a pulse 62 with the focal point directed at the power line so that the output of the MASER 50 can be tailored to the electromagnetic wave carried by the power line 26. More specifically, the synthetic perforated lens 60 includes the MASER (see 64 of FIG. 9) into a magnetic flux envelope formed by a magnetic frame (see 66 of FIG. 6) made of a magnetic field of electromagnetic waves carried along the power line 26. It directly injects the output of 50).
상기 Q-스위치(58)는 공지된 바와 같이 MASER(50)로부터 출력된 마이크로파 펄스를 전송할 정보에 따라 제어하는 역할을 한다.As known in the art, the Q-switch 58 controls the microwave pulse output from the MASER 50 according to information to be transmitted.
통상적으로 통신 프로토콜 또는 IP 주소는 가입자들에게 정보를 정확하게 전송하는 경로로서 사용된다. 본 발명에 따른 시스템은 선이 항상 개통된 상태이므로 통신요청에 따른 착·발신음을 필요로 하지 않는다. 본 발명의 시스템은 개인적 통화뿐 아니라 다자간 통화가 가능하도록 가입자의 전화에 IP 프로토콜을 사용하는 것이 바람직하다.Typically, a communication protocol or IP address is used as a path to correctly transmit information to subscribers. The system according to the present invention does not require an incoming / outgoing tone according to a communication request because the line is always open. The system of the present invention preferably uses the IP protocol for the subscriber's phone to enable multiparty calls as well as personal calls.
컨트롤 센터(36)는 통상의 컴퓨터(68), 신호처리기(70), 서버(72), 네트워크 스위치(74)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.Control center 36 is preferably configured to include a conventional computer 68, signal processor 70, server 72, network switch 74.
상기 네트워크 스위치(74)는 인터넷, 전화, 케이블 망과 같은 다양한 통신 매체를 호환하는 역할을 한다.The network switch 74 serves to compatible various communication media such as the Internet, a telephone, and a cable network.
상기 컴퓨터(68)는 Q-스위치(58)의 동작을 제어한다. 또한, 컴퓨터(68)는 메시지 라우팅을 선택하기 위해 프로그램 되고, 신호처리기(70)와 접속하여 메시지를 처리하며, 전력선에 연결되어 있는 전기장치 등에서 발생하는 이벤트, 예컨대 전등에 불이 커질 때 또는 전화 통화가 끝날 때 등의 이벤트를 관리한다.The computer 68 controls the operation of the Q-switch 58. In addition, the computer 68 is programmed to select message routing, and is connected to the signal processor 70 to process the message, and events occurring in electrical devices or the like connected to the power line, such as when a light is turned on or a telephone is called. Manage events such as when a call ends.
본 발명에서 제시된 신호처리기(70)는 쿨롱 네트워크 또는 RCE(DARPA NEURAL NETWORK STUDY, 1998년 11월, 1990년 3월, 1992년 10월, AFCEA International Press 출판)와 같이 퍼지 도구를 사용하는 통상의 신경망을 이용한다.The signal processor 70 presented in the present invention is a conventional neural network using a fuzzy tool such as a Coulomb network or RCE (DARPA NEURAL NETWORK STUDY, November 1998, March 1990, October 1992, published by AFCEA International Press). Use
도 2에 도시된 바와 같이, 유도정합기(76)는 전력선(26) 주위의 자기장으로부터 전송된 정보를 수신하는데 사용된다. 유도정합기(76)는 10-23volts 정도의 감도를 갖는 함철세라믹 타입이 바람직하다. 유도정합기(76)는 전송된 전자기파를 검출하여 전기적 신호로 변환하며, 이 변환된 전기신호는 상기 신호처리기(70)에 의해 분석되고, 통신내용이 확인된 후, 지정된 가입자가 IP 프로토콜을 통해 액세스할 수 있도록 전력선을 통해 각 지역(20,22,24)으로 전송된다.As shown in FIG. 2, inductive matcher 76 is used to receive information transmitted from the magnetic field around power line 26. The induction matching unit 76 is preferably an iron-containing ceramic type having a sensitivity of about 10 -23 volts. The induction matching unit 76 detects the transmitted electromagnetic wave and converts the converted electromagnetic signal into an electrical signal. The converted electrical signal is analyzed by the signal processor 70, and after the communication is confirmed, the designated subscriber is connected through the IP protocol. It is transmitted to each region 20, 22, 24 via a power line for access.
도 4는 지역(22)에서의 전화 음성통신을 도시한 것으로, 지역(22)의 전화기(48)는 주소화가 가능하고 전기콘센트(82)에 결합되는 인터페이스 컨트롤러(80)를 통해 전력선과 연결되어 있다. 즉, 가입자는 일반 전화선 대신 전력선으로 상대방과 통화할 수 있다.4 shows telephone voice communication in region 22, wherein telephone 48 in region 22 is connected to a power line via an interface controller 80 that is addressable and coupled to an electrical outlet 82; have. That is, the subscriber can talk to the other party by the power line instead of the general telephone line.
상기 주소화가 가능한 인터페이스 컨트롤러(80)는 RAM, 가입자 위치를 파악하는 수동 GPS 버퍼, 수동 TDR 버퍼, ROM칩/ASIC 및, 예컨대 전화 또는 비디오의 RJ-11 잭과 같은 네트워크 장비에 연결하기 위한 통상의 잭을 포함하여 구성하는것이 바람직하다.The addressable interface controller 80 is a RAM, a passive GPS buffer for locating subscribers, a passive TDR buffer, a ROM chip / ASIC, and conventional equipment for connecting to network equipment such as an RJ-11 jack for a telephone or video. It is desirable to include a jack.
디바이스 컨트롤러(86)는 컴퓨터(88), 텔레비전(90), 전기제품(92), 전등(94)과 같은 가전기기를 원격 제어하는데 사용된다. 이러한 기기제어정보는 전력선을 통해 전송될 수 있다.The device controller 86 is used to remotely control home appliances such as the computer 88, the television 90, the electrical appliance 92, the light fixture 94. Such device control information may be transmitted through a power line.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 시스템과 방법에 의해 정보전송의 매체가 되는 자기장을 그래프로 도시한 것이다.5 to 9 are graphs showing magnetic fields serving as mediums for information transmission by the systems and methods of the present invention.
먼저, 도 5는 전력선을 통해 전송되는 전기신호내에서 전류의 상승과 하강에 의해 발생되는 이상적인 자기프레임을, AC전압 예컨대 0 ~110 volts 사이에서 상승 또는 하강하는 일반적 가정용 전압에 대한 자속의 강도로서 나타낸 것이다.First, FIG. 5 shows the ideal magnetic frame generated by the rise and fall of an electric current in an electrical signal transmitted through a power line, as the intensity of the magnetic flux with respect to a typical household voltage rising or falling between an AC voltage such as 0 to 110 volts. It is shown.
도 6은 일련의 이상적인 자기프레임(66)을 AC신호의 반 주기에 대하여 정점과 정점으로 한정한 자기프레임으로 도시한 것으로, (+) 반 주기는 (-) 반 주기를 반전한 것과 같다.FIG. 6 shows a series of ideal magnetic frames 66 as magnetic frames defined by vertices and vertices with respect to half the period of the AC signal, where the positive half period is equivalent to the inversion of the negative half period.
도 7은 AC신호의 전 주기에 대한 일련의 이상적인 자기프레임을 도시한 것이다.7 shows a series of ideal magnetic frames for the entire period of the AC signal.
도 8은 AC신호와 60Hz 전 주기의 AC신호에 대한 일련의 이상적인 자기프레임과의 상호관계를 도시한 것이되, 상기 자기프레임의 (+)부분만 나타낸 것이다.FIG. 8 illustrates the interrelationship between a series of ideal magnetic frames for an AC signal and an AC signal of 60 Hz full cycle, showing only the positive portion of the magnetic frame.
마지막으로, 도 9는 AC신호의 전 주기에 대한 일련의 자기프레임을 도시한 것으로, 점선은 실제 자속을 나타낸다. 실제 자속은 0까지 감쇠하지 않으며 자속 포락선(64)을 제공한다. 이 자속 포락선을 통해 상기 합성천공렌즈(60)의 초점을 전력선(26) 주위의 자기장으로 맞춘 후 상기 MASER(50) 출력이 유도된다. 이때 전력선(26)은 MASER(50)의 간섭성 음향신호출력을 위한 자기 도파관 역할을 한다. 바람직하게는, 일반적인 전력 배선망의 범위를 넘어서는 과도한 복사에너지가 발생되지 않도록, 전송매체의 진폭을 통상적으로 전력선에 의해 운반되는 전자기파의 진폭보다 10% 정도 작게 하는 것이 좋다.Finally, Figure 9 shows a series of magnetic frames for the entire period of the AC signal, where the dotted line represents the actual magnetic flux. The actual flux does not attenuate to zero and provides a flux envelope 64. The magnetic envelope envelope focuses the synthetic perforated lens 60 on a magnetic field around the power line 26 and then outputs the MASER 50. At this time, the power line 26 serves as a magnetic waveguide for outputting the coherent acoustic signal of the MASER 50. Preferably, the amplitude of the transmission medium is typically about 10% smaller than the amplitude of the electromagnetic wave carried by the power line so that no excessive radiant energy is generated beyond the range of the general power network.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이미 구축된 전력 배선망과 이 전력선의 자기장을 이용하여, 전기가 공급되는 지역이면 음성, 영상, 데이타 등의 다양한 정보를 보다 안정적이고 빠른 속도로 전송할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, by using the already established power wiring network and the magnetic field of the power line, various information such as voice, video, data, etc. can be transmitted more stably and at high speed when electricity is supplied. .
Claims (46)
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KR1020010004986A KR20020064488A (en) | 2001-02-02 | 2001-02-02 | Magnetic field based power transmission line communication method and system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20160085808A (en) * | 2013-11-06 | 2016-07-18 | 에이티 앤드 티 인텔렉추얼 프라퍼티 아이, 엘.피. | Millimeter-wave surface-wave communications |
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2001
- 2001-02-02 KR KR1020010004986A patent/KR20020064488A/en not_active Application Discontinuation
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