KR20080017002A

KR20080017002A - 시스템의 공존을 가능하게 하는 통신 장치

Info

Publication number: KR20080017002A
Application number: KR1020077025629A
Authority: KR
Inventors: 고 구로다; 아키오 구로베; 코지 이케다; 히사오 고가; 유지 이가타
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2008-02-25
Also published as: JP4764880B2; EP1884034A1; JP2009159640A; EP2028770A1; US20110090067A1; US8774159B2; TWI375414B; JP2008543117A; US20060268790A1; EP2028770B1; EP1884034B1; KR101225269B1; TW200703952A; JP4918566B2; WO2006126724A1; DE602006007466D1; US7885246B2

Abstract

주파수 대역은 N 서브 채널로 나누어진다. 서브 채널은 먼저 퍼블릭 통신 등과 같이 더 높은 우선권을 가진 파워 라인 통신 시스템 A를 위하여 할당된다. 가정내 통신 등과 같은 비교적 낮은 우선권을 가진 파워 라인 통신 시스템 B를 위한 서브 채널은 자유 서브채널부터 할당된다. 이 경우, 높은 우선권을 가진 파워 라인 통신 시스템(A)에 의해 사용된 서브 채널은 주파수 대역의 상측 또는 하측부터 복수의 연속 서브채널에 제한된다.

Description

시스템의 공존을 가능하게 하는 통신 장치{COMMUNICATION APPARATUS ENABLING COEXISTENCE OF SYSTEMS}

본 발명은 시스템의 공존을 가능하게 하는 통신 장치에 관한 것으로, 보다 특히 복수의 사용자에 의해 공동으로 사용되는 액세스 시스템 및 각각의 사용자에 의해 분리되어 사용되는 가정내 시스템이 파워 라인 등과 같은 동일한 통신 매체에 공존하도록 할 수 있는 통신 시스템에 관한 것이다.

PLC(Power Line Communication)는 가정 내의 PC 등에서 인터넷으로 액세스하도록 하는 광대역 라우터 등과 같은 네트워크 장치의 연결에 관한 기술로서 주의를 끌고 있다. 기존 파워 라인이 통신 매체로 사용되므로, PLC에서는 새로운 인프라(infrastructure)를 구축할 필요가 없고, 가정내의 AC 메인 아웃렛(outlet) 안으로 AC 메인 플러그를 삽입하는 것만으로도 고속 통신이 달성될 수 있다. 그러므로, R&D 및 데모 실험이 전 세계와 유럽 및 미국 내에서 활발하게 수행되고, 다수의 PLC 프로젝트가 이미 상업화되었다.

도 18은 PC가 가정에서 인터넷으로 액세스하는데 사용되는 경우의 일반적인 구성을 나타낸 도면이다.

가정에서 사용자에게 사용되는 PC(201)는 이더넷(Ethernet)(211)을 경유하여 광대역 라우터(202)에 연결되고, 그를 통해 PC(201)가 액세스 라인(212)을 경유하여 인터넷(222)에 연결된다. 액세스 라인(212)으로, ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), FTTH(Fiber To The Home) 등이 일반적으로 사용된다. 여기서, 액세스 라인(212)이 가정내로 인출된 장소가 종종 PC가 위치하는 방과 상이하다. 이 경우, 이더넷(211)의 케이블은 광대역 라우터(202)에서 PC(201)로 연장될 필요가 있다.

PLC의 필드에서 연장을 감소시키기 위하여, PLC와 이더넷의 변환 어댑터(이후 여기서는 P/E 변환 어댑터로 불림)가 상업화되었다. 도 19는 P/E 변환 어댑터가 사용되는 경우 인터넷에 액세스와 관련된 일반적인 설정을 나타낸 도면이다.

가정에서 사용자에 의해 사용되는 PC(301)는 이더넷(311)을 경유하여 P/E 변환 어댑터(303)에 연결되고, 그를 통해 PC(301)는 아웃렛을 경유하여 가정내(in-home) 파워 라인(314)에 연결된다. 데이터는 PLC에 의해 광대역 라우터(302)를 위한 P/E 변환 어댑터(304)에 전송된다. P/E 변환 어댑터(304)는 이더넷(313)을 경유하여 광대역 라우터(302)에 연결된다. 광대역 라우터(302)는 액세스 라인(312)을 경유하여 인터넷(322)에 연결된다.

또한, 액세스 시스템으로 PLC를 이용하는 기술이 개발되었다. 도 20은 인터넷이 가정에서 PC로부터 액세스 되는 경우, 고속 파워 라인 기술이 가정내 시스템 및 액세스 시스템 모두에 사용되는 대표적인 구성을 나타낸 도면이다. 여기서, 가정에서 사용자에 의해 사용되는 PC(401)는 가정내 시스템 고속 PLC 기능을 가지고 있는 것으로 간주된다.

PLC가 적용된 가정내 시스템은 가정내 파워 라인(411)(전송 매체)과 가정내(외벽 포함)에 제공되는 파워 라인 아웃렛에 연결되는 장치로 구성된 통신 네트워크로 불린다. 가정내 시스템의 논리적 설정 범위는 집 내부이고, AV 스트리밍, 오디오 전송, 광대역 인터넷 액세스, 홈 제어 등에 사용된다.

한편, PLC가 적용된 액세스 시스템은 가정에서 옥외 유틸리티 폴과 가정내 파워 라인(411)(전송 매체)에 제공되는 폴 변압기로의 저전압 파워 분배 라인으로 구성되는 통신 네트워크라 불리고, 가정내 장치(403)는 옥내 및 옥외에 제공된 장치에 제공하고, 일부 경우, 폴 변압기에서 전기 파워 서브스테이션으로의 중간-전압 파워 분배 라인(413)을 포함한다. 액세스 시스템의 설정 범위는 가정내 장치(403)에서 인터넷의 연결 포인트까지의 범위이고, 광대역 인터넷 서비스, 오디오 서비스(VoIP), 비디오 서비스(IPTV, IP broadcasting) 등에 사용된다.

PLC가 적용된 액세스 시스템이 빌딩 또는 아파트 건물에 적용되는 경우, 빌딩의 각 실 또는 아파트의 각 가구에 제공되는 가정내 장치는 액세스 시스템을 구성한다.

PC(401)는 가정내 파워 라인(411)에 연결되는 AC 메인 아웃렛을 경유하여, 가정내 시스템 고속 PLC 기능을 가지는 라우터와 데이터 통신을 수행한다. 라우터(402)는 액세스 시스템 고속 PLC 기능을 가지는 가정내 장치(403)에 이더넷(414)을 경유하여 연결된다. 가정내 장치(403)는 가옥의 내부에서 외부로 연장된 저전압 파워 분배 라인(412)을 경유하여 유틸리티 폴 상의 폴 변압기(404)에 제공되는 액세스 시스템 고속 PLC 장치와 통신한다.

이 경우, 동일한 파워 라인이 PC(401)와 라우터(402) 사이의 통신과 액세스 시스템 가정내 장치(403)와 폴 변압기(404)에 포함되는 액세스 시스템 통신 장치 사이에 사용된다. 이 경우, 양 통신이 동일한 통신 스킴(scheme)에 기초하는 경우, 통신 매체가 TDM(Time Division Multiplexing) 또는 FDM(Frequency Division Multiplexing)에 의해 공통으로 사용되는 미디어 액세스는 기설정된 신호를 교환하는 것에 의해 용이하게 달성된다. 그러나 다양한 PLC 스킴이 실제로 이미 개발되었고, 복수의 스킴이 장래에 소개될 것으로 여겨진다. 그러므로, 가정내 시스템 통신에 사용되는 PLC 스킴과 액세스 시스템 통신에 사용되는 PLC 스킴이 반드시 동일한 기술에 따른 것으로 기대될 수는 없다. 또한, 가정내 시스템 통신에서, PLC가 복수의 상이한 기존 기술에 기초할 듯하다. 그러나, 서로 통신할 수 없는 통신 장치에 대하여, 일시적으로 또는 공간 주파수 방식(frequency-spatial manner)으로 통신 매체의 자원을 할당하는 것은 용이하지 않다.

그러한 문제를 해결하기 위하여, 간단한 구성을 가진 공존 신호가 정의되고, 여러 PLC 스킴이 적용된 통신 장치가 공존 신호를 송신 및 수신하는 것이 가능하게 되는 것이 고려되고, 그에 의해 일시적으로 또는 공간 주파수 방식으로 PLC 매체의 자원을 할당한다.

예를 들어, 특허문헌1(일본 공개 특허 번호 제2000-151547호)에서, OFDM 기술이 적용된 통신 단말기가 특정 서브캐리어만 사용하는 프레임 동기화신호를 포함하는 신호를 송신 및 수신한다. 통신 단말기는 액세스 시스템 베이스 스테이션과 가정내 시스템 베이스 스테이션 사이에서 동기화시키는 신호를 사용하고 그 후, 액 세스 시스템 베이스 스테이션은 가정내 시스템에 타임 슬롯을 할당한다. 그에 의해, 액세스 시스템과 가정내 시스템이 시간 도메인에 공존하는 동안, 복수의 가정에서 동시에 사용될 것으로 기대되는 액세스 시스템은 가정내 시스템보다 더 높은 우선권을 지닌 PLC 매체를 사용한다.

도 21은 특허문헌 1에 적용된 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 특허문헌 1에서, 통신은 도 21의 프레임을 반복하는 것에 의해 실행된다. 도 21에서, 동기화 슬롯(501)은 액세스 시스템과 가정내 시스템 사이에서 동기화를 실연시키는 데 사용되고 특정 동기화 신호를 포함한다. 그에 의해, 액세스 시스템 및 가정내 시스템은 프레임의 유닛에서 서로 동기화될 수 있다. 액세스 시스템의 베이스 스테이션은 사용 가능한 슬롯의 가정내 시스템의 각각의 베이스 스테이션을 안내하는 이 슬롯을 사용한다. 전술된 메커니즘으로, 액세스 시스템과 가정내 시스템의 시간 도메인에서의 공존이 안전하게 된다.

그러나, TDM으로 인한 그러한 공존은 QoS(Quality of Service)가 고려될 필요가 있는 통신에 대해서는 불리하다.

통신의 QoS는 데이터 전송 속도, 허용 가능 최대 전송 지연 등으로 나타내어진다. 일반적인 애플리케이션으로, 높은 데이터 전송 속도가 확보되더라도 비교적 지연을 허용할 수 있는 AV 스트림 전송과, 데이터 전송 속도가 낮더라도 지연에 대한 제한에 엄격한 요건이 있는 양방향 오디오 데이터 전송이 있다. 또한, 고해상도 비디오폰 등과 같은 애플리케이션은 비교적 높은 전송 속도와 지연에 대한 제한에 관한 엄격한 요건을 동시에 만족시킬 필요가 있다고 고려된다.

여기서, 디지털 데이터 통신에서 일반적인 프레임 구조가 도 22에 도시된다. 디지털 데이터 통신은 일반적으로 도 22의 프레임의 유닛 안에서 실행된다. 프레임은 노이즈에 대하여 비교적 견고한 변조 기술을 사용하는 헤더, 사용자 데이터 등을 운반하는 영역인 페이로드(602), 및 페이로드(602)가 전송 동안 전송 에러로 오염되었는지 여부를 검출하거나 전송 에러를 수정하는 검출 에러 검출/수정 코드(603)로 나누어질 수 있다. 여기서 헤더(601)는 고정된 길이를 가지고, 이 부분에서, 낮은 전송 속도를 가지는 고정된 변조 기술이 자주 사용된다. 페이로드(602)는 변화 가능한 길이와, 그 안에서 사용되는 변조 기술을 가지고, 그 사이즈는 일반적으로 헤더(601) 안에 기술된다. 에러 검출/수정 코드(603)는 검출/수정될 수 있는 에러의 양에 제한이 있고, 페이로드(602)에 발생하는 에러 비트의 수가 에러 검출/수정 가능한 범위 이내면, 검출/수정이 달성될 수 있다.

그러한 디지털 데이터 전송에서, 헤더(601)가 고정된 길이를 가지고, 페이로드(602)가 변화 가능한 길이를 가지므로, 전송 효율은 프레임을 차지하는 페이로드(602) 부분에서의 증가로 증가한다(즉, 기설정된 시간 내에 전송될 수 있는 더 큰 사용자 데이터). 거꾸로, 페이로드(602)가 증가하면서, 페이로드에서 발생하는 전송 에러의 양이 증가하므로, 페이로드가 수신 장치에 의해 수신될 때, 페이로드에서 발생하는 전송 에러의 양이 에러 검출/수정 코드(603)의 검출/수정 용량을 초과할 가능성을 증가시킨다. 디지털 데이터 전송에 대하여, 큰 페이로드와 전송 에러 사이에서 균형을 이루는 것은 최대 데이터 전송 효율을 달성하기 위해 중요하다.

위 설명의 관점에서, 높은 데이터 전송 속도를 요구하는 AV 스트림 전송을 위해서는 비교적 큰 페이로드를 가지는 프레임을 사용하는 것이 선호되고, 낮은 데이터 전송 속도를 요구하는 양방향 오디오 데이터 전송을 위해서는 작은 페이로드를 가지는 프레임을 사용하는 것이 선호된다.

도 23의 QoS 요건을 가지는 두 데이터 스트림, 즉, 24Mbps의 데이터 전송 속도를 가지고, 300msec의 최대 지연을 허용하는 AV 스트림과, 64kbps의 데이터 전송 속도를 가지고 10msec의 작은 최대 지연을 허용하는 두 개의 오디오 데이터를 가지는 양방향 스트림이 있다고 여기서 가정한다.

도 20에 도시된 바와 같이, 액세스 시스템 PLC와 가정내 시스템 PLC가 공존하는 환경에서, AV 스트림은 가정내 PC(401)에서 텔레비전(405)으로 통신 되고, 양방향 스트림은 인터넷을 경유하여 친구 집과 가정내 IP 전화(406) 사이에서 통신 된다는 것 또한 가정한다. 이 경우, 특허문헌1의 기술에 따라, 도 21의 프레임의 데이터 슬롯(503)에 양방향 스트림의 전송을 위한 충분한 공간이 액세스 시스템을 위해 할당될 필요가 있고, AV 스트림의 전송을 위한 충분한 공간이 가정내 시스템을 위해 할당될 필요가 있다. 여기서 양방향 스트림에 제한(10msec의 최대 지연)이 있으므로, 10msec의 최대 인터벌을 가지는 슬롯은 양방향 스트림을 전송하는 액세스 시스템과 가정내 시스템 모두를 위해 할당될 필요가 있다. 이를 달성하기 위해, 도 21의 프레임의 길이는 10msec 또는 그 이하가 될 필요가 있거나, 복수의 슬롯은 프레임의 데이터 슬롯(503)에서 10msec 또는 그 이상의 인터벌을 피하는 방식으로 할당될 필요가 있다. 그러나, 전자가 달성될 때, 높은 데이터 전송 속도를 요구하는 AV 스트림의 전송 효율이 감소하도록, 프레임 길이가 더 짧아진다. 이 경우, 양방향 스트림이 존재하지 않는 경우에도, 시스템의 전송 효율은 증가될 수 없다. 또한, 양방향 스트림의 QoS 요건을 만족시키는 후자를 사용하도록 시도되는 경우, 제어 슬롯(502)에서 전송된 정보의 양은 증가한다.

전술된 바와 같이, TDM으로 인한 공존의 경우, 높은 데이터 속도와 작은 지연 시간을 동시에 달성하는 것은 용이하지 않다.

FDM을 적용한 공존 제어는 복수 종류의 데이터 스트림의 상이한 QoS 요건을 만족시키는 부분에서 선호될 수 있다. FDM이 사용되면, 각각의 데이터 스트림은 특정 주파수 대역을 점유할 수 있고, 그리하여, 프레임은 할당된 주파수를 사용하여 임의의 시간에 전송될 수 있다.

서로 상이한 통신 스킴을 가진 시스템이 FDM을 사용하여 공존되는 경우, 제한된 대역을 사용할 수 없는 공존 메커니즘에서 복잡한 제어를 수행하는 것이 용이하지 않다. 이는, 서로 상이한 통신 스킴을 가진 시스템의 공존이 전체 시스템에 공통인 신호를 요구하더라도, 데이터 통신 효율의 측면에서, 공통 신호에 커다란 양의 주파수 또는 시간을 할당하는 것이 불가능하기 때문이다. 그러므로, 고정된 주파수 채널이 준비되고, 시스템은 그 각각의 채널을 이용하는 방법에 일반적으로 적용된다.

여기서, 액세스 통신 시스템에 의해 사용되는 주파수는 서비스의 설정 가격 구역, 시스템의 스케일 또는 타깃 서비스 중에서 변화한다. 그러므로, 액세스 통신 시스템 및 가정내 통신 시스템이 FDM으로 인해 공존하는 경우, 액세스 통신 시 스템이 넓은 주파수 대역을 요구하는 시스템일 경우를 고려하면, 액세스 통신 시스템을 위한 최대 주파수 대역이 고정된 주파수 할당의 경우에 확보될 필요가 있다. 실제로, 자유 공간은 액세스 통신 시스템 등에 의해 확보되는 주파수 대역에서 발생하고, 즉, 주파수 효율이 악화될 가능성이 있다. 한편, 가정내 통신 시스템에서, 품질을 개선 또는 유지하기위해 가능한 한 다수의 대역을 이용하는 것이 바람직하지만, 고정된 주파수 할당의 경우, 액세스 통신 시스템의 자유 주파수 대역은 이용될 수 없다.

그러므로, 본 발명의 목적은 상이한 종류의 데이터 스트림의 상이한 QoS 요건을 만족시키는 동안 간단한 방법을 사용하여 액세스 통신 시스템과 가정내 통신 시스템의 공존을 달성할 수 있는 통신 시스템을 달성하도록 작은 양의 신호를 이용하여 플렉시블 FDM 주파수 할당이 가능한 통신 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 주파수 밴드를 사용할 권리에 관하여 기설정된 우선권이 주어진 복수의 통신 시스템이 동일한 통신 매체 상에 공존하는 시스템에서, 최우선 사용권을 가지는 통신 시스템 A에 포함되는 통신 장치 A1 에 관한 것이다. 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 통신 장치는 상기 통신 시스템 A에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 나타내는 공존 신호를 생성하는 공존 신호 생성부(86)와 상기 공존 신호를 다른 통신 시스템에 송신하는 공존 신호 송신부(85)를 포함한다.

바람직하게, 상기 주파수 밴드는 첫 번째 내지 N 번째 서브채널로 분할되고, 상기 공존 신호 생성부(86)는 상기 첫 번째 서브채널 내지 R 번째 서브채널(1≤R≤N), 또는 S 번째 서브채널 내지 상기 N 번째 서브채널(1≤S≤N)이 점유되고 사용되는 것을 나타내는 공존 신호를 생성한다. 여기서, 상기 첫 번째 내지 N 번째 서브채널 모두는 동일한 주파수 폭을 가진다. 상기 첫 번째 내지 N 번째 서브채널은 상기 통신 시스템 A 및 다른 통신 시스템 양자에 의해 사용될 수 있는 하나 이상의 서브채널과, 상기 다른 통신 시스템에 의해서만 사용될 수 있는 하나 이상의 서브채널로 분할된다. 상기 다른 통신 시스템에 의해서만 사용될 수 있는 상기 서브채널의 수는 하나이다. 바람직하게, 상기 주파수 대역의 1/2은 상기 통신 시스템 A 및 상기 다른 통신 시스템 양자에 의해 사용될 수 있는 서브채널에 대하여 할당된다.

바람직하게, 데이터 통신 주기는 복수의 타임 슬롯으로 분할되고, 상기 공존 신호 생성부(86)는 서브채널과 사용되는 타임 슬롯이 동시에 특정되는 매트릭스 구조를 가지는 공존 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 한편, 바람직하게, 상기 공존 신호 생성부(86)는 첫 번째 서브채널 측과 N 번째 서브채널 측의 어느 것이 사용되는 지의 특정을 위한 1 비트와, 사용된 서브채널의 숫자를 특정하기 위한 복수의 비트로 구성되는 공존 신호를 베이스 포인트로 첫 번째 또는 N 번째 서브채널로부터 생성한다. 바람직하게, 상기 통신 시스템 A에 의해 사용되는 상기 통신 매체는 파워 라인 또는 무선 매체인 것을 특징으로 한다. 상기 통신 시스템 A은 액세스 시스템으로 사용된 시스템이고, 상기 다른 통신 시스템은 가정내 시스템으로 사용되는 시스템인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 주파수 밴드를 사용할 권리에 관하여 기설정된 우선권이 주어진 동일한 통신 매체 상에 공존하는 복수의 통신 시스템에서, 최우선 사용권이 아닌 사용권을 가지는 통신 시스템 B에 포함되는 통신 장치(B1)에 관한 것이다. 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 통신 장치는 상기 통신 시스템 A로부터 최우선 사용권을 가지는 통신 시스템 A에 의해 점유 및 사용되는 주파수를 나타내는 공존 신호를 수신하는 공존 신호 수신부와, 상기 공존 신호에 의해 나타내어지는 상기 주파수가 아닌 상기 통신 시스템에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 결정하고, 상기 결정된 주파수를 나타내는 제 2 공존 신호를 생성하는 공존 신호 생성부, 및 다른 통신 시스템으로 상기 제 2 공존 신호를 송신하는 공존 신호 송신부를 포함한다.

바람직하게, 상기 주파수 대역은 첫 번째 내지 N 번째 서브채널로 분할되고, 상기 공존 신호 수신부는 상기 첫 번째 서브채널 내지 R 번째 서브채널의 주파수(1≤R≤N), 또는 S 번째 서브채널 내지 N 번째 서브채널의 주파수(1≤S≤N)가 점유되고 사용되는 것을 나타내는 공존 신호를 상기 통신 시스템 A로부터 수신하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 첫 번째 내지 N 번째 서브채널 모두는 동일한 주파수 폭을 가진다. 상기 첫 번째 내지 N 번째 서브채널은 상기 통신 시스템 A 및 상기 다른 통신 시스템 모두에 의해 사용될 수 있는 하나 이상의 서브채널과 상기 다른 통신 시스템에 의해서만 사용될 수 있는 하나 이상의 서브채널로 분할되는 것을 특징으로 한다. 상기 다른 통신 시스템에 의해서만 사용될 수 있는 상기 서브채널의 수는 하나이다. 바람직하게, 상기 주파수 대역의 1/2은 상기 통신 시스템 A 및 상기 다른 통신 시스템 모두에 의해 사용될 수 있는 서브채널을 위해 할당되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 데이터 통신을 위한 주기는 복수의 타임 슬롯으로 분할되고, 상기 공존 신호 수신부는 서브채널 및 사용되는 타임 슬롯이 동시에 특정되는 매트릭스 구조를 가지는 제 2 공존 신호를 상기 통신 시스템 A에서 수신하고, 상기 공존 신호 생성부는 상기 공존 신호에 의해 나타내어지는 상기 주파수가 아닌, 상기 통신 시스템 B에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 결정하고, 매트릭스 구조를 사용하여 결정된 주파수를 나타내는 제 2 공존 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 한편, 바람직하게, 상기 공존 신호 생성부는 첫 번째 서브채널 측과 N 번째 서브채널 측 중 어느 것이 사용되는 지를 특정하기 위한 1 비트와, 사용된 서브채널의 수를 특정하는 복수의 비트로 구성된 제 2 공존 신호를, 베이스 포인트로 첫 번째 또는 N 번째 서브채널로부터 생성한다. 바람직하게, 상기 통신 시스템 B에 의해 사용된 상기 통신 매체는 파워 라인 또는 무선 매체인 것을 특징으로 한다. 상기 통신 시스템 B 는 액세스 시스템으로 사용되는 시스템이고, 상기 다른 통신 시스템은 가정내 시스템으로 사용되는 시스템인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액세스 통신 시스템 및 가정내 통신 시스템은 간단한 제어 신호(공존 신호)를 이용하여 동일한 통신 매체 위에 공존하도록 될 수 있다. 특히, 공존 신호가 시분할 및 주파수 분할 모두를 적용하므로, QoS 제어 및 공존 제어가 작은 수의 비트를 가지는 신호를 사용하여 수행될 수 있다.

본 발명의 이러한 그리고 다른 목적, 특징, 측면 및 이점은 첨부한 도면과 함께 본 발명의 다음 상세한 설명으로 보다 분명해 질 것이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 PLC 시스템의 대표적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 2 는 서브채널로의 각 통신 시스템 A 내지 C에 의해 사용될 수 있는 주파수 대역의 대표적인 부분을 나타내는 도면이다.

도 3 은 각 통신 시스템 B 및 C의 통신 신호와 공존 신호가 어떻게 시-분할 방식으로 송신 및 수신되는 지를 나타내는 도면이다.

도 4A 및 4B는 제 1 실시예에서 사용된 공존 신호의 상세한 예를 나타낸 도면이다.

도 5 는 통신 시스템 A 내지 C가 공존하는 프로세스를 설명하는 흐름도이다.

도 6 은 제 1 실시예에서 사용되는 대표적인 정의표(definition table)를 나타낸 도면이다.

도 7 은 도 4A의 공존 신호의 특정한 대표적인 구성이다.

도 8 은 도 1의 액세스 시스템 컨트롤러 A1의 대표적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 9A 내지 9C 는 도 1 의 가정내 시스템 컨트롤러B1 및 C1의 대표적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 10 은 제2 실시예에서 사용되는 서브 채널로의 각 통신 시스템 A 내지 C에서 사용될 수 있는 주파수 대역의 대표적인 부분을 나타내는 도면이다.

도 11 은 제 2 실시예에서 사용되는 공존 신호의 상세한 예를 나타내는 도면 이다.

도 12A 내지 12C는 제 2 실시예에서 사용되는 대표적인 정의표를 나타내는 도면이다.

도 13 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 PLC 시스템의 대표적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 14 는 서브채널로의 각 통신 시스템 A 내지 C에 의해 사용되는 주파수 대역의 대표적인 부분을 나타내는 도면이다.

도 15 는 제 3 실시예에서 사용되는 공존 신호의 상세한 예를 나타낸 도면이다.

도 16 은 제 3 실시예의 대표적인 정의표를 나타낸 도면이다.

도 17 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 PLC 시스템의 다른 대표적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 18 내지 20 은 PC가 집에서 인터넷으로 액세스하기 위해 사용되는 경우의 종래의 일반적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 21 및 22 는 종래 기술의 대표적인 프레임 구조를 나타내는 도면이다.

도 23 은 통신 매체에 제한되는 데이터 스트림을 나타내는 도면이다.

이하에서, 예를 들어 파워 라인이 통신 매체로 사용되는 PLC 시스템에 적용되는 경우를 나타내는 본 발명의 공존 제어가 설명될 것이다.

(제 1 실시예)

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 PLC 시스템의 대표적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 1 은 액세스 통신 시스템 A와 가정내 통신 시스템 B 및 C가 정의되는 예를 나타낸다. 액세스 통신 시스템 A는 주파수 대역의 사용에 관해 높은 우선권이 주어지고, 옥내에 제공된 파워 라인, 옥내에서 유틸리티 폴 상의 폴 변압기(pole transformer)로 연장하는 저전압 파워 분배 라인, 및 폴 변압기에서 전기 파워 서브스테이션으로 중간 전압 파워 분배 라인을 이용하는 PLC 시스템(예를 들어 공공 통신, 등)이다. 가정내 통신 시스템 B 및 C는 주파수 대역의 사용에 관하여 비교적 낮은 우선권이 주어지고, 옥내에 제공되는 파워 라인을 이용하는 각각의 PLC 시스템(예를 들어, 가정내 통신, 등)이다.

액세스 통신 시스템 A는 동일한 파워 라인을 사용하는 다른 통신 시스템 B 및 C에 대하여 공존 제어를 실행하기 위한 통신 장치(이하에서 액세스 시스템 컨트롤러 A1이라 칭함)와, 각 가정에 제공되는 통신 장치(이하에서 액세스 시스템 가정내 장치 A2라 칭함)로 구성된다. 가정내 통신 시스템 B는 동일한 파워 라인을 사용하는 다른 통신 시스템 A 및 C에 대하여 공존 제어를 실행하기 위한 통신 장치(이하에서 가정내 시스템 컨트롤러 B1라 칭함)와, 가정내 시스템 컨트롤러 B1의 제어 하에 작동되는 하나 이상의 통신 장치(이하에서 가정내 시스템 슬레이브(slave) B2라 칭함)로 구성된다. 가정내 통신 시스템 C는 동일한 파워 라인을 사용하는 다른 통신 시스템 A 및 B에 대하여 공존 제어를 실행하기 위한 통신 장치(이하에서 가정내 시스템 컨트롤러 C1이라 칭함), 및 가정내 시스템 컨트롤러 C1의 제어 하에 작동되는 하나 이상의 통신 장치(이하에서 가정내 시스템 슬레이브 C2라 칭함)로 구성된다.

이하에서, 그 사이에 통신 간섭이 없는, 도 1의 PLC 시스템 내의 액세스 통신 시스템 A와 가정내 통신 시스템 B 및 C의 공존 방법이 설명될 것이다. 제 1 실시예에서, 주파수 대역이 사용되는 우선권은 액세스 통신 시스템 A＞가정내 통신 시스템 B＞가정내 통신 시스템 C의 순서로 미리 설정된다. 바꾸어 말하면, 액세스 통신 시스템 A, 가정내 통신 시스템 B, 및 가정내 통신 시스템 C는 상기 순서로 우선권을 가진 주파수 대역을 사용할 권리를 가진다. 또한, 각 통신 시스템(A 내지 C)에서, 2MHz 내지 30MHz의 주파수 대역이 사용될 수 있다. 각 통신 시스템(A 내지 C)에 의해 사용될 수 있는 주파수 대역은 2MHz 내지 30MHz에 제한되지 않으며, 통신 시스템(A 내지 C)은 동일한 주파수 대역을 사용할 필요가 없다.

도 2 는 서브 채널로 각 통신 시스템(A 내지 C)에 의해 사용될 수 있는 주파수 대역의 대표적인 부분을 도시한다. 도 2의 실시예에서, 2MHz에서 16MHz는 2MHz의 유닛, 즉, 7개의 서브채널 #1 내지 #7로 나누어지고, 16MHz에서 30MHz는 서브채널 #8이다. 서브채널 #1에서 #7은 데이터 통신을 위한 통신 시스템 A 내지 C 각각에 의해 사용될 수 있다. 서브채널 #8은 가정내 통신 시스템 B와 C에 의해서만 사용될 수 있다. 서브채널의 수와 각 서브채널의 대역폭은 도 2에 도시된 것에 제한되지 않고, 임의로 설정될 수 있다.

도 3 은 어떻게 각각의 통신 시스템 B 및 C의 공존 신호와 통신 신호가 시분할 방식으로 송신 및 수신되는 지를 나타낸 도면이다. 공존 신호는 AC 메인(이하에 상세히 설명됨)의 제로-교차 포인트와 동기화하는 타이밍으로 전달되고, 각 공 존 신호 사이의 인터벌은 데이터 통신 주기이다. 또한, 제 1 실시예에서, 데이터 통신 주기가 복수의 TDM 유닛으로 나누어지고, TDM 유닛은 4개의 TDM 슬롯 1 내지 4로 나누어지는 실시예가 설명될 것이다. 이는 실시간 실행이 중요한 데이터 통신의 관점에서 설정된다. TDM 슬롯의 숫자와 각 TDM 슬롯의 길이는 이 실시예에 제한되지 않으며, 임의로 설계될 수 있다.

서브채널 #1 내지 #8과 TDM 슬롯 1 내지 4가 분배되고 사용되는 통신 시스템 A 내지 C가 공존하는 프로세스가 도 4A, 4B 및 5를 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 도 4A 및 4B는 도 3의 공존 신호의 상세 예를 나타낸 도면이다. 도 5 는 통신 시스템 A 내지 C가 공존하는 프로세스를 설명하는 흐름도이다.

도 4A의 공존 신호는 5X슬롯(즉, 슬롯 A 및 슬롯 H1 내지 H4)과 두 주파수 채널(즉, 채널 #x 및 #y)로 구성된 시간-주파수 매트릭스 구조를 가진다. 슬롯 A는 액세스 통신 시스템 A의 존재를 알리는 데 사용된다. 슬롯 H1 내지 H4는 가정내 통신 시스템 B에 의해 사용되는 서브채널을 나타내는 데 사용되고, 각각 TDM 1 내지 4에 상응한다. 채널 #x는 서브채널 #1 내지 #7에 상응하고, 채널 #y는 서브채널 #8에 상응한다. 시간-주파수 매트릭스 구조는 분할된 채널의 수와 분할된 슬롯의 수에 따라, 임의로 설정될 수 있다. 시간-축 파라미터는 TDM슬롯 대신 TDM 유닛이다. 처음에, 액세스 통신 시스템 A에서, 액세스 시스템 컨트롤러 A1은 비트 "1"이 그 자체에 의해 점유된 서브채널에 상응하는 시간-주파수 매트릭스의 위치에 설정되는 공존 신호를 생성한다(단계 S501). 예를 들어, 서브채널 #1 내지 #7이 사용되는 경우, 비트 "1"이 슬롯 A와 채널 #x의 위치에 설정되는 공존 신호가 생성 된다. 액세스 통신 시스템 A는 AC 메인의 제로-교차 포인트를 검출하고(단계 S502), 파워 라인에 검출된 타이밍으로 생성된 공존 신호를 전달한다(단계 S503).

제로-교차 포인트는 교류 전류가 0 또는 180도의 위상을 가지고, AC 메인 주파수(50Hz 또는 60Hz)에 따라 주기적으로 반복하는 포인트를 나타낸다. 제로-교차 포인트에서 기설정된 양의 위상만큼 벗어난 포인트가 전송 타이밍을 위한 참조로 사용될 수 있는 경우 사용된다. 공존 신호가 모든 제로-교차 포인트에서 송신되거나, 또는 모든 포인트가 제로-교차 포인트에서 기설정된 양의 위상만큼 편향될 필요는 없다. 예를 들어, 공존 신호는 6개의 제로-교차 포인트마다 송신된다. 공존 신호의 전송 타이밍 유닛은 제로-교차 포인트 또는 기설정된 양의 위상으로 제로-교차 포인트에서 편향된 포인트가 참조로 사용되는 인접 제로-교차 포인트 사이의 인터벌을 동일하게 분할하여 얻어진 시간이 된다. 특히, 공존 신호의 송신 인터벌은 파워 라인을 통과하는 60도 정도의 교류 전류의 위상에 상응하는 시간, 또는 제로-교차 포인트 또는 기설정된 양의 위상으로 제로-교차 포인트에서 편향된 포인트가 참조로 사용되는 복수 시각의 적분이다.

다음, 가정내 통신 시스템 B에서, 가정내 시스템 컨트롤러 B1은 액세스 통신 시스템 A에 의해 전달된 공존 신호를 수신한다(단계 S511). 그 다음, 가정내 시스템 B는 수신된 공존 신호에 기초하여 자유 서브 캐리어를 확인하고, 비트 "1"이 그 자체가 자유 서브 캐리어에 점유된 서브 채널에 상응하는 시간-주파수 매트릭스의 위치에 설정되는 공존 신호를 생성한다(단계 S512). 예를 들어, 서브 채널#8이 사용되고, 슬롯 H1 및 H2가 사용되는 경우, 비트 "1"이 슬롯 H1 및 H2와 채널 #y의 위치에 설정되는 공존 신호가 생성된다. 가정내 통신 시스템 B는 AC 메인 사이클을 가지는 제로-교차 포인트를 검출하고, 파워 라인 위로 검출된 타이밍으로 생성된 공존 신호를 전달한다(단계 S514).

가정내 통신 시스템(C)은 액세스 통신 시스템 A 및 가정내 통신 시스템 B 각각으로부터 공존 신호를 수신한다(단계 S521 및 S522). 그 후에, 가정내 통신 시스템 C는 수신된 공존 신호에 기초하는 자유 서브캐리어를 확인하고, 비트 "1"이 자유 서브 캐리어 내에 그 자체에 의해 점유되는 서브 채널에 상응하는 시간-주파수 매트릭스의 위치에 설정되는 공존 신호를 생성한다(단계 S523). 예를 들어, 서브 채널 #8이 사용되고 슬롯 H4가 사용되는 경우, 비트 "1"이 슬롯 H4와 채널 #y의 포인트에 설정되는 공존 신호가 생성된다. 가정내 통신 시스템 C는 AC 메인 사이클을 가지는 제로-교차 포인트를 검출하고(단계 S524), 검출된 타이밍으로 생성된 공존 신호를 파워 라인 위로 전달한다(단계 S526).

전술된 프로세스에 의해, 통신 시스템 A 내지 C는 오버래핑 또는 충돌없이 주파수 대역으르 분배할 수 있다. 전술된 실시예가 적용되는 공존 신호는 도 4B의 시간-주파수 매트릭스에 대한 정보를 가진다. 도 5에 가정내 통신 시스템 B 및 C가 제로-교차 포인트를 검출하고, 다른 시스템으로부터 공존 신호를 수신한 후 공존 신호를 송신하더라도, 가정내 통신 시스템 B 및 C는 공존 신호를 수신하려 하기 전에 제로-교차 포인트를 검출한다.

공존 신호 설정의 전술된 방법에서, 액세스 통신 시스템 A, 즉, 채널 #x의 슬롯 H1 내지 H4에 의해 점유된 서브 채널의 타임 슬롯은 사용되지 않는다. 그러 므로, 액세스 통신 시스템 A에 의해 실제로 사용된 주파수 대역의 가정내 통신 시스템 B 및 C를 안내하는 사용되지 않은 비트의 사용 방법이, 보다 상세하게 설명될 것이다.

이 방법에서, 예를 들어, 정의표는 도 6에 도시된 바와 같이 미리 준비된다. 정의표에서, 슬롯 H1, H2, H3, 및 H4의 비트 값은 사용된 주파수 대역과 관련된다. 예를 들어, 실제로 액세스 통신 시스템A에 의해 사용된 주파수 대역의 상단이 12MHz(서브채널 #1 내지 #5)일 경우, 비트 1,1,0 및 0이 각각 타임 슬롯 H1,H2,H3, 및 H4에 설정된다.

이 비트 정보는 액세스 통신 시스템A에 의해 실제로 사용된 주파수 대역을 안내하도록 사용될 수 있다. 그러므로, 가정내 통신 시스템 B 및 C 는 정보를 시험하고, 실제로 사용되지 않은 주파수 대역을 사용할 수 있으며, 그에 의해 높은 통신 효율을 가진 공존을 달성할 수 있게 된다. 전술한 실시예에서, 그러한 주파수 대역은 12MHz에서 16MHz이다(서프채널 #6 내지 #7). 또한, 가정내 통신 시스템 B 및 C가 액세스 통신 시스템 A에 의해 시간 슬롯 H1에서 H4에서 송신된 신호를 수신하지 못하는 경우라도, 다른 통신 시스템의 신호가 간섭되지 않도록, 채널 #8만 이용된다. 이 실시예가 적용되는 공존 신호는 도 7의 시간-주파수 매트릭스에 관한 정보를 가지고 있다.

다음, 액세스 시스템 컨트롤러 A1 및 가정내 시스템 컨트롤러 B1 및 C1의 구성이 설명될 것이다.

도 8 은 액세스 시스템 컨트롤러 A1의 대표적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 8의 액세스 시스템 컨트롤러 A1은 대체로 데이터 통신을 수행하도록 설정된 프레임 송신부(81), 프레임 수신부(82), 통신 제어부(83) 및 데이터 송/수신 I/F부(84)를 포함하고, 공존 제어를 수행하도록 설정된 공존 신호 송신부(85), 공존 신호 생성부(86), 제로-교차 포인트 검출부(87), 공존 신호 송신 I/F부(88), 및 공존 제어부(89)를 포함한다.

프레임 수신부(82)는 요구되는 프로세스로 데이터 송/수신 I/F부(84)에 의해 수신되는 전송 프레임이 수신된 데이터를 생성하도록 한다. 프레임 송신부(81)는 송신 데이터가 액세스 통신 시스템A 안에서 통신되도록 프레이밍하고, 데이터 송/수신 I/F부(84)를 경유하여 프레임 데이터를 송신한다. 통신 제어부(83)는 프레임 수신부(82)로부터의 정보를 참조하고, 데이터 송신 타이밍의 프레임 송신부(81)를 안내하고, 액세스 통신 시스템 A에 의해 사용되는 서브채널에 대한 정보를 공존 신호 생성부(86)로 출력한다. 정보에 기초하여, 공존 신호 생성부(86)는 액세스 통신 시스템 A에 의해 사용된 서브채널에 관한 정보를 포함하는 공존 신호를 생성한다. 제로-교차 포인트 검출부(87)는 파워 라인을 통과하여 흐르는 교류 전류의 제로-교차 포인트를 검출한다. 공존 제어부(89)는 검출된 제로-교차 포인트의 타이밍의 공존 신호 송신부(85)를 안내한다. 공존 신호 송신부(85)는 공존 제어부(89)에 의해 알려진 타이밍으로 공존 신호 송신 IF부(88)를 경유하여 공존 신호를 송신한다.

도 9A는 가정내 시스템 컨트롤러 B1 및 C1의 대표적인 구성을 나타낸 도면이다. 도 9A의 가정내 시스템 컨트롤러 B1 및 C1은 각각 데이터 통신을 수행하도록 설정된 프레임 송신부(91), 프레임 수신부(92), 통신 제어부(93), 및 데이터 송/수신 I/F부(94)를 포함하고, 공존 제어를 수행하도록 설정된 공존 신호 수신부(95a), 공존 신호 송신부(95b), 공존 신호 송/수신 I/F부(98), 및 공존 제어부(99)를 포함한다.

프레임 수신부(92)는 요구된 프로세스로 데이터 송/수신 I/F부(94)에 의해 수신된 송신 프레임이, 수신된 데이터를 생성하도록 한다. 프레임 송신부(91)는 가정내 통신 시스템 B 또는 C에서 통신되도록 송신 데이터를 프레임하고, 데이터 송/수신 I/F부(94)를 경유하여 프레임 데이터를 송신한다. 통신 제어부(93)는 프레임 수신부(92)로부터의 정보를 참조하고, 공존 제어부(99)로부터의 가정내 통신 시스템 B 또는 C에 의해 사용된 서브채널에 대한 정보를 얻기 위해 데이터 송신 타이밍의 프레임 송신부(91)를 안내한다. 공존 신호 수신부(95a)는 가정내 통신 시스템 B 또는 C에 의해 사용되는 서브채널에 대한 정보를 얻기 위해, 공존 신호 송/수신 I/F부(98)을 경유하여 수신된 공존 신호를 분석한다. 공존 제어부(99)는 가정내 통신 시스템 B 또는 C에 의해 사용되는 서브채널에 관한 정보를 통신 제어부(93)와 공존 신호 생성부(96)에 안내한다. 제로-교차 포인트 검출부(97)는 파워 라인을 통과하여 흐르는 교류 전류의 제로-교차 포인트를 검출한다. 공존 제어부(99)는 공존 신호 송신부(95b)로 검출된 제로-교차 포인트의 타이밍을 안내한다. 공존 신호 송신부(95b)는 공존 제어부(99)에 의해 알려진 타이밍으로 공존 신호 송/수신 I/F부(98)를 경유하여 공존 신호를 송신한다.

공존 신호를 다른 통신 시스템(예를 들어 통신 시스템이 가장 낮은 우선권을 가짐)에 송신할 필요가 없는 경우, 가정내 컨트롤러 B1 및 C1은 도 9B에 도시된 공존 신호의 송신 기능이 제거된 설정을 구비한다. 또한, 공존 신호의 제어만 수행되고, 가정내 시스템 컨트롤러 B1 및 C1와 그 시스템 내의 슬레이브 사이에서는 데이터 통신이 수행되지 않는 경우, 데이터 통신 수행을 위한 부분이 제거된다(도 9C).

전술된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 액세스 통신 시스템 및 가정내 통신 시스템은 단순 제어 신호(공존 신호)를 사용하여 동일한 통신 매체 상에 공존하도록 할 수 있다. 특히, 시분할 및 주파수 분할 모두를 적용하는 공존 신호가 사용되므로, QoS 제어 및 공존 신호는 작은 숫자의 비트를 가진 신호를 이용하여 실행될 수 있다.

가정내 컨트롤러 B1 및 C1은 작동하는 동안 능동적으로 특정되거나 고정적으로 특정된다. 또한, 복수의 가정내 컨트롤러 B1 또는 C1은 공존 신호의 송신이 동기화될 수 있으면, 하나의 가정내 통신 시스템에 존재하게 된다.

액세스 시스템 컨트롤러 A1은 액세스 시스템 가정내 장치 A2, 폴 변압기 등에 편입된다. 한편, 액세스 시스템 가정내 장치 A2는 옥외 저전압 파워 분배 라인에 제공되고, 액세스 시스템 가정내 장치 A2는 가정내 통신 시스템의 통신 기능이 첨가된다.

가정내 시스템 컨트롤러 B1 및 C1은 실제로 이더넷 등과 같은 통신 수단을 통하여 액세스 시스템 가정내 장치 A2와 연결된다. 한편, 단일 장치로 가정내 시스템 컨트롤러 B1 또는 C1과 액세스 시스템 가정내 장치 A2를 제공하여, 통신은 가 정내 시스템 컨트롤러 B1과 액세스 시스템 가정내 장치 A2 사이, 및 가정내 시스템 컨트롤러 C1과 액세스 시스템 가정내 장치 A2 사이에서 달성된다.

전술된 실시예에서, 컨트롤러가 슬레이브와 구분되는 것이 설명되었다. 한편, 예를 들어, 모든 슬레이브가 공존 신호를 핸들링하는 기능을 가지는 경우, 컨트롤러가 슬레이브와 구분될 필요는 없다. 또한, 공존하는 가정내 통신 시스템의 수는 3개 이상이다. 3개 이상의 가정내 시스템이 공존되는 경우, 우선권은 그들 중 하나에 주어지고, 통신은 신호 충돌을 고려하여 우선권을 부여받은 가정내 통신 시스템 사이에서 수행된다.

(제 2 실시예)

제 1 실시예에서, 시간-주파수 매트릭스 구조를 가지는 공존 신호의 경우가 설명되었다. 제 2 실시예에서, 약간 더 단순한 시간 매트릭스 구조를 가지는 공존 신호의 경우가 설명될 것이다. 제 2 실시예에 따른 PLC 시스템의 대표적인 실시예는 도 1의 것과 동일하고, 설명되지 않는다.

도 10 은 서브 채널로 통신 시스템 A 내지 C 각각에서 사용될 수 있는 주파수 대역의 대표적인 부분을 나타내는 도면이다. 도 10의 예에서, 2MHz에서 30MHz는 2MHz의 유닛으로, 즉, 14개의 서브 채널 #1 내지 #14로 분할된다. 서브 채널 #1 내지 #14 는 데이터 통신에 대한 통신 시스템 A 내지 C 각각에 의해 사용될 수 있다. 서브 채널로의 분할은 도 10의 것에 제한되지 않고 임의로 설정될 수 있다. 공존 신호 및 통신 시스템 B 및 C 각각의 통신 신호는 도 3에서와 같이 시 분할 방식으로 송신 및 수신된다.

제 2 실시예에서, 도 11 에 도시된 바와 같이, 복수의 타임 슬롯 A1 내지 A3, 및 H1 내지 H3로 구성된 공존 신호가 사용된다. 도 11의 예에서, 최대 6 비트의 정보가 송신될 수 있다. 슬롯 A1 내지 A3는 액세스 통신 시스템 A에 의해 사용되는 서브채널을 나타내기 위해 사용된다. 슬롯 H1 내지 H3는 가정내 통신 시스템 B에 의해 사용되는 서브 채널을 나타내기 위해 사용된다. 슬롯의 수는 6에 한정되지 않고, 임의로 설정될 수 있다. 또한, 제 2 실시예에서, 슬롯 A1 내지 A3에 대한 정의표(도 12A)와 슬롯 H1 내지 H3에 대한 정의표(도 12B와 12C)가 미리 준비된다. 정의표에 대해서는, 표의 숫자와 그 사이의 관련성은 임의로 설정될 수 있다.

액세스 통신 시스템 A는 비트 "1"이 정의표에 따라 그 자체로 점유된 서브채널에 상응하는 슬롯 A1 내지 A3로 설정되는 공존 신호를 생성한다. 예를 들어, 서브채널 #1 내지 #4가 사용되는 경우, 슬롯 A1, A2, 및 A3의 비트는 도 12A의 정의표를 참조하여 각각 0, 1, 및 1이 되도록 설정된다. 액세스 통신 시스템 A가 존재하지 않는 경우, {A1, A2, A3 = 0, 0, 0}이 디폴트로 설정된다.

가정내 통신 시스템 B는 액세스 통신 시스템 A로부터 수신된 공존 신호를 확인하고, 정의표에 따라, 비트 "1"은 액세스 통신 시스템 A에 의해 사용되지 않는 서브채널로부터 그 자체로 점유되는 서브채널에 상응하는 슬롯 H1 내지 H3로 설정되는 공존 신호를 생성한다. 예를 들어, 서브채널 #11 내지 #14(최고 주파수부터 4개의 채널)가 사용되는 경우, 슬롯 H1, H2, 및 H3의 비트는 도 12B의 정의표를 참조하여 각각 1, 1, 및 0으로 설정된다. 여기서, 우선권이 주어진 가정내 통신 시스템 B가 존재하지 않는 경우, {H1, H2, H3 = 0, 0, 0}이 디폴트로 설정된다.

가정내 통신 시스템 C는 액세스 통신 시스템 A와 가정내 통신 시스템 B로부터 수신된 공존 신호를 확인하고, 액세스 통신 시스템 A와 가정내 통신 시스템 B에 의해 사용되지 않은 서브채널 중에서 그 자체로 점유된 서브채널을 결정한다. 액세스 통신 시스템 A도 가정내 통신 시스템 B도 존재하지 않는 경우, 가정내 통신 시스템 C는 모든 서브채널을 사용할 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 액세스 통신 시스템 및 가정내 통신 시스템은 단순한 제어신호(공존 신호)를 이용하여 동일한 통신 매체 상에 공존하게 될 수 있다. 특히, 주파수 분할을 적용한 공존 신호가 사용되므로, QoS 제어가 용이하게 달성될 수 있다.

(제 3 실시예)

제 1 및 제 2 실시예에서, 특정 목적을 위한 고성능 공존 제어 방법을 사용하고, 고 효율이 설명되었다. 아래 설명되는 제 3 실시예에서, 더 간단한 공존 제어 방법이 설명될 것이다.

도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 PLC 시스템의 대표적인 구성이다. 도 13은 액세스 통신 시스템 A와 가정내 통신 시스템 B 만 정의된 실시예를 도시한다.

도 14는 통신 시스템 A 및 B 각각에 의해 서브채널 안에서 사용될 수 있는 대표적인 주파수 대역 분할을 나타낸 도면이다. 도 14의 예에서, 2MHz 내지 4MHz는 하나의 공존-신호 서브채널 #0이고, 4MHz 내지 28MHz는 2MHz의 유닛으로, 즉, 12개의 서브채널 #1 내지 #12로 분할된다. 서브채널 #0은 공존 신호의 전송을 위 한 액세스 통신 시스템 A에 의해 사용될 수 있다. 서브채널 #1 내지 #12는 데이터 통신을 위한 통신 시스템 A와 B 각각에 의해 사용될 수 있다. 서브채널의 수와 각각의 서브채널의 대역폭은 도 14에 도시된 것들에 제한되지 않고 임의로 설정될 수 있다.

제 3 실시예에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 타임 슬롯 A1 내지 A3로 구성된 공존 신호가 사용된다. 도 15의 실시예에서, 최대 3 비트의 정보가 전송된다. 슬롯 A1 내지 A3는 액세스 통신 시스템 A에 의해 사용되는 서브채널을 나타내도록 사용된다. 슬롯의 수는 3개에 제한되지 않고 임의로 설정될 수 있다 또한, 제 3 실시예에서, 슬롯 A1 내지 A3(도 16)에 대한 정의표가 미리 준비된다. 정의표에 대해서는, 표의 숫자와 그 사이의 관계는 임의로 설정될 수 있다.

액세스 통신 시스템 A는 비트 "1"이 정의표에 따라 그 자체로 점유된 서브채널에 상응하는 슬롯 A1 내지 A3로 설정되는 공존 신호를 생성한다. 예를 들어, 서브채널 #1 내지 #4가 사용되는 경우, 도 16의 정의표를 참조하여 슬롯 A1, A2, 및 A3의 비트는 각각 0, 1, 및 1이 되도록 설정된다. 액세스 통신 시스템 A가 존재하지 않는 경우, (A1, A2, A3 = 0, 0, 0)이 디폴트로 설정된다.

가정내 통신 시스템 B는 액세스 통신 시스템 A에서 수신된 공존 신호를 확인하고, 액세스 통신 시스템 A에 의해 사용되지 않은 서브채널 중에서 그 자체로 점유되지 않은 서브채널을 결정한다. 액세스 통신 시스템 A가 존재하지 않으면, 가정내 통신 시스템 B는 모든 서브채널을 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 액세스 통신 시스템과 가정내 통신 시스템은 간단한 제어 신호(공존 신호)를 사용하여 동일한 통신 매체 상에 공존하게 될 수 있다.

제 3 실시예에서, 액세스 통신 시스템 A와 가정내 통신 시스템 B 사이에서 수행된 공존 제어는 도 17에 도시된 가정내 통신 시스템 B와 가정내 통신 시스템 C 사이에 유사하게 적용될 수 있다.

제 1 내지 제 3 실시예는 지금까지 PLC를 사용하여 설명되어왔다. 또한, 가정내 시스템과 액세스 시스템 모두 무선 통신 기술을 사용하여 구성되는 경우, 여기 개시된 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다.

제 1 내지 제 3 실시예에서 설명된 각 컨트롤러를 구성하는 기능 블럭의 전체 또는 일부는 대체로 집적회로(패키징 밀도에 따라, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI 또는 울트라 LSI로 불리는 LSI)로 수행된다. 각 기능 블럭은 하나의 칩 상에 분리되어 설치되거나, 기능 블럭 전체 또는 일부가 하나의 칩 위에 설치된다.

집적 회로는 LSI에 제한되지 않는다. 집적 회로는 전용 회로 또는 일반-용도 프로세서에 의해 달성될 수 있다. 또한, LSI 제품 또는 LSI 내의 회로 셀의 연결 또는 설정이 재구성될 수 있는 재구성 가능한 프로세서가 차후 프로그램될 수 있는 FPGA(Field Programmable Gate Array)가 사용될 수도 있다.

또한, LSI를 재배치하는 집적 회로 기술이 반도체 기술의 발전 또는 거기에서 나온 다른 기술의 출현에 의해 개발되는 경우, 기능 블럭은 그러한 기술을 사용하여 패키징된다. 생명공학이 적용될 수도 있다.

제 1 내지 제 3 실시예의 PLC 시스템의 기능은 CPU가 전술된 절차를 실행하 는 것이 가능하도록 미리 결정된, 저장 장치(롬, 램, 하드 디스크 등)에 저장된 프로그램 데이터를 해석하고 실행하도록 하는 것에 의해 각각 수행될 수 있다. 이 경우에, 프로그램 데이터는 기록 매체를 경유하여 저장 장치에 저장되거나, 기록 매체로부터 직접 실행될 수도 있다. 기록 매체는 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 반도체 메모리; 플렉시블 디스크, 하드 디스크 등과 같은 자기 디스크 메모리; CD-ROM, DVD, BD 등과 같은 광 디스크; 등으로 불리 운다. 기록 매체는 전화선, 전송 선 등과 같은 통신 매체를 포함하는 개념이다.

본 발명의 가정내 통신 장치는 이더넷 인터페이스, IEEE1394 인터페이스, USB 인터페이스 등과 같은 신호 인터페이스를 PLC를 위한 인터페이스로 변환하는 어댑터의 형태이고, 그에 의해, 신호 인터페이스를 가지는 PC, DVD 리코더, 디지털 TV, 홈 시스템 서버 등과 같은 멀티미디어 장치로 연결될 수 있다. 멀티미디어 데이터 등과 같은 디지털 데이터를 전송하는 네트워크 시스템은 고속 매체로서 파워 라인을 경유하여 구축될 수 있다. 결과로서, 가정, 사무실 등에 이미 구비된 파워 라인은 종래의 유선 랜과 같은 네트워크 케이블을 새롭게 도입하지 않고 네트워크 라인으로 직접 사용될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 비용과 설치의 용이성에서 상당히 유용하다.

본 발명의 기능은 장래의 멀티미디어 장치에 결합될 수도 있다. 그에 의해, 데이터 전송은 멀티미디어 장치의 전원 케이블을 경유하여 장치 사이에서 달성될 수 있다. 이 경우, 어댑터, 이더넷 케이블, IEEE1394 케이블, USB 케이블 등이 필요하지 않으므로 배선을 단순화할 수 있다. 또한, 본 발명의 고속 파워 라인 송신 시스템은 라우터를 통해 인터넷으로, 또는 허브를 통해 무선 LAN 또는 종래 유선 케이블 LAN으로 연결될 수 있고, 그에 의해 본 발명의 고속 파워 라인 전송 시스템이 어떠한 문제도 없이 사용되는 LAN 시스템을 확장할 수 있다.

파워 라인 전송에 의해 파워 라인을 통해 전송된 통신 데이터는 파워 라인에 직접 연결된 장치에 의해 방해될 수도 있으나, 무선 LAN과 함께 도청 문제는 없다. 그러므로, 파워 라인 송신 스킴(scheme)은 보안 문제에서 데이터 보호에 효과적이다. 또한, 파워 라인에서 송신된 데이터는 IP 프로토콜, 컨텐츠 자체의 암호화, 다른 DRM 스킴 등의 IPSec에 의해 보호된다.

종래의 PLC와 비교한 바와 같이, 파워 라인 상의 고품질 AV 컨텐츠 송신은 전술된 컨텐츠 또는 효율적인 통신 매체의 암호화의 적용(본 발명의 효과), 및 QoS 기능의 추가 실행에 의해 달성될 수 있다.

본 발명이 상세하게 설명되었으나, 전술한 설명이 도시한 모든 측면이고 제한하지는 않는다. 다양한 여러 변경과 변형이 본 발명의 측면에서 벗어남 없이 고안될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.

본 발명은 파워 라인 또는 모뎀을 사용한 통신 기능을 구비한 통신 매체, 전자 제품 등과 같은 무선 매체를 적용한 모뎀에서 사용될 수 있고, 특히, 서로 연결될 수 없는 복수의 통신 시스템이 서로 간섭없이 동일 통신 매체에 공존되도록 하는 것이 필요한 경우에 적절하다.

Claims

주파수 밴드를 사용할 권리에 관하여 기설정된 우선권이 주어진 복수의 통신 시스템이 동일한 통신 매체 상에 공존하는 시스템에서, 최우선 사용권을 가지는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1)에 있어서,

상기 통신 시스템(A)에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 나타내는 공존 신호를 생성하는 공존 신호 생성부(86); 및

상기 공존 신호를 다른 통신 시스템에 송신하는 공존 신호 송신부(85)를 포함하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 1 항에 있어서,

상기 주파수 밴드는 첫 번째 내지 N 번째 서브채널로 분할되고;

상기 공존 신호 생성부(86)는 상기 첫 번째 서브채널 내지 R 번째 서브채널(1≤R≤N), 또는 S 번째 서브채널 내지 상기 N 번째 서브채널(1≤S≤N)이 점유되고 사용되는 것을 나타내는 공존 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 2 항에 있어서,

상기 첫 번째 내지 N 번째 서브채널 모두는 동일한 주파수 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 2 항에 있어서,

상기 첫 번째 내지 N 번째 서브채널은 상기 통신 시스템(A) 및 다른 통신 시스템 양자에 의해 사용될 수 있는 하나 이상의 서브채널과, 상기 다른 통신 시스템에 의해서만 사용될 수 있는 하나 이상의 서브채널로 분할되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 4 항에 있어서,

상기 다른 통신 시스템에 의해서만 사용될 수 있는 상기 서브채널의 수는 하나인 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 4 항에 있어서,

상기 주파수 대역의 1/2은 상기 통신 시스템(A) 및 상기 다른 통신 시스템 양자에 의해 사용될 수 있는 서브채널에 대하여 할당되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 2 항에 있어서,

데이터 통신 주기는 복수의 타임 슬롯으로 분할되고;

상기 공존 신호 생성부(86)는 서브채널과 사용되는 타임 슬롯이 동시에 특정되는 매트릭스 구조를 가지는 공존 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 시스 템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 2 항에 있어서,

상기 공존 신호 생성부(86)는 첫 번째 서브채널 측과 N 번째 서브채널 측의 어느것이 사용되는 지의 특정을 위한 1 비트와, 사용된 서브채널의 숫자를 특정하기 위한 복수의 비트로 구성되는 공존 신호를 베이스 포인트로 첫 번째 또는 N 번째 서브채널로부터 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 1 항에 있어서,

상기 통신 시스템(A)에 의해 사용된 상기 통신 매체는 파워 라인인 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 1 항에 있어서,

상기 통신 시스템(A)에 의해 사용된 상기 통신 매체는 무선 매체인 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
제 1 항에 있어서,

상기 통신 시스템(A)은 액세스 시스템으로 사용된 시스템이고, 상기 다른 통신 시스템은 가정내(in-home) 시스템으로 사용되는 시스템인 것을 특징으로 하는 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1).
주파수 밴드를 사용할 권리에 관하여 기설정된 우선권이 주어진 복수의 통신 시스템이 동일한 통신 매체 상에 공존하는 시스템에서, 최우선 사용권 이외의 사용권을 가지는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1)에 있어서,

상기 통신 시스템(A)으로부터, 최우선 사용권을 가지는 통신 시스템(A)에 의해 점유 및 사용되는 주파수를 나타내는 공존 신호를 수신하는 공존 신호 수신부(95a);

상기 공존 신호에 의해 나타내어지는 상기 주파수가 아닌 상기 통신 시스템에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 결정하고, 상기 결정된 주파수를 나타내는 제 2 공존 신호를 생성하는 공존 신호 생성부(96); 및

다른 통신 시스템으로 상기 제 2 공존 신호를 송신하는 공존 신호 송신부(95b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 12 항에 있어서,

상기 주파수 대역은 첫 번째 내지 N 번째 서브채널로 분할되고;

상기 공존 신호 수신부(95a)는 상기 첫 번째 서브채널 내지 R 번째 서브채널의 주파수(1≤R≤N), 또는 S 번째 서브채널 내지 N 번째 서브채널의 주파수(1≤S≤N)가 점유되고 사용되는 것을 나타내는 공존 신호를 상기 통신 시스템(A)으로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 13 항에 있어서,

상기 첫 번째 내지 N 번째 서브채널 모두는 동일한 주파수 폭을 가진 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 13 항에 있어서,

상기 첫 번째 내지 N 번째 서브채널은 상기 통신 시스템(A) 및 상기 다른 통신 시스템 모두에 의해 사용될 수 있는 하나 이상의 서브채널, 및 상기 다른 통신 시스템에 의해서만 사용될 수 있는 하나 이상의 서브채널로 분할되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 15 항에 있어서,

상기 다른 통신 시스템에 의해서만 사용될 수 있는 상기 서브채널의 수는 하나 인 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 15 항에 있어서,

상기 주파수 대역의 1/2은 상기 통신 시스템(A) 및 상기 다른 통신 시스템 모두에 의해 사용될 수 있는 서브채널을 위해 할당되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 13 항에 있어서,

데이터 통신을 위한 주기는 복수의 타임 슬롯으로 분할되고;

상기 공존 신호 수신부(95a)는 서브채널 및 사용되는 타임 슬롯이 동시에 특정되는 매트릭스 구조를 가지는 제 2 공존 신호를 상기 통신 시스템(A)에서 수신하고;

상기 공존 신호 생성부(96)는 상기 공존 신호에 의해 나타내어지는 상기 주파수가 아닌, 상기 통신 시스템(B)에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 결정하고, 매트릭스 구조를 사용하여 상기 결정된 주파수를 나타내는 제 2 공존 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 13 항에 있어서,

상기 공존 신호 생성부(96)는 첫 번째 서브채널 측과 N 번째 서브채널 측 중 어느것이 사용되는 지를 특정하기 위한 1 비트와, 사용된 서브채널의 수를 특정하는 복수의 비트로 구성된 제 2 공존 신호를, 베이스 포인트로 첫 번째 또는 N 번째 서브채널로부터 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 12 항에 있어서,

상기 통신 시스템(B)에 의해 사용된 상기 통신 매체는 파워 라인인 것을 특 징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 12 항에 있어서,

상기 통신 시스템(B)에 의해 사용된 상기 통신 매체는 무선 매체인 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
제 12 항에 있어서,

상기 통신 시스템(B)은 액세스 시스템으로 사용되는 시스템이고, 상기 다른 통신 시스템은 가정내 시스템으로 사용되는 시스템인 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1).
적어도 주파수 밴드의 최우선 사용권을 가진 통신 시스템(A)과, 상기 최우선 사용권과는 다른 사용권을 가지는 통신 시스템(B)이 상기 동일한 통신 매체에 공존하는 시스템에 있어서,

상기 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1)는:

상기 통신 시스템(A)에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 나타내는 공존 신호를 생성하는 공존 신호 생성부(86); 및

다른 통신 시스템에 상기 공존 신호를 송신하는 공존 신호 송신부(85)를 포함하고,

상기 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1)는:

상기 통신 시스템(A)에서 상기 공존 신호를 수신하는 공존 신호 수신부(95a);

상기 공존 신호에 의해 나타내어지는 주파수가 아닌 상기 통신 시스템(B)에 의해 사용되고 점유된 주파수를 결정하고, 상기 결정된 주파수를 나타내는 제 2 공존 신호를 생성하는 공존 신호 생성부(96); 및

다른 통신 시스템에 상기 제 2 공존 신호를 송신하는 공존 신호 송신부(95b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
적어도 주파수 대역의 최우선 사용권을 가진 통신 시스템(A)과 최우선 사용권이 아닌 사용권을 가진 통신 시스템(B)이 동일한 통신 매체에 공존하는 시스템에서 실행되는 공존 제어 방법에 있어서,

상기 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1)는:

상기 통신 시스템(A)에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 나타내는 공존 신호를 생성하는 단계; 및

다른 통신 시스템에 상기 공존 신호를 송신하는 단계를 수행하고,

상기 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1)는:

상기 통신 시스템(A)에서 상기 공존 신호를 수신하는 단계;

상기 공존 신호에 의해 나타내어지는 상기 주파수가 아닌 상기 통신 시스템(B)에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 결정하고, 상기 결정된 주파수를 나타내는 제 2 공존 신호를 생성하는 단계; 및

다른 통신 시스템에 제 2 공존 신호를 송신하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 공존 제어 방법.
주파수 대역을 사용할 권리에 관하여 미리 결정된 우선권이 주어진 복수의 통신 시스템이 동일한 통신 매체 상에 공존하는 시스템에서, 최우선 사용권을 가진 통신 시스템(A)에 포함되는 통신 장치(A1)에서 사용되는 집적 회로에 있어서,

상기 통신 시스템(A)에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 나타내는 공존 신호를 생성하는 공존 신호 생성부(86); 및

다른 통신 시스템으로 상기 공존 신호를 송신하는 공존 신호 송신부(85)와 같은 회로 기능이 상기 집적 회로 상에 집적되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에 포함되는 통신 장치(A1)에 사용되는 집적 회로.
주파수 대역을 사용하는 권리에 관하여 기설정된 우선권이 주어진 복수의 통신 시스템이 동일한 통신 매체 상에 공존하는 시스템에서, 최우선 사용권이 아닌 사용권을 가지는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1)에 사용되는 집적 회로에 있어서,

최우선 사용권을 가지는 통신 시스템(A)에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 나타내는 공존 신호를 상기 통신 시스템(A)으로부터 수신하는 공존 신호 수신부(95a);

상기 공존 신호에 의해 나타내어지는 상기 주파수와 다른 상기 통신 시스 템(B)에 의해 점유되고 사용되는 주파수를 결정하고, 상기 결정된 주파수를 나타내는 제 2 공존 신호를 생성하는 공존 신호 생성부(96); 및

상기 제 2 공존 신호를 다른 통신 시스템에 송신하는 공존 신호 송신부(95b)와 같은 회로 기능이 상기 집적 회로 상에 집적되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템(B)에 포함되는 통신 장치(B1)에 사용되는 집적 회로.