KR20140138219A - 홈 네트워크 식별 방법 및 장치 - Google Patents

홈 네트워크 식별 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140138219A
KR20140138219A KR1020147026922A KR20147026922A KR20140138219A KR 20140138219 A KR20140138219 A KR 20140138219A KR 1020147026922 A KR1020147026922 A KR 1020147026922A KR 20147026922 A KR20147026922 A KR 20147026922A KR 20140138219 A KR20140138219 A KR 20140138219A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
network
home network
function
delay spread
cds
Prior art date
Application number
KR1020147026922A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101529020B1 (ko
Inventor
해리스 가카닌
Original Assignee
알까뗄 루슨트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알까뗄 루슨트 filed Critical 알까뗄 루슨트
Publication of KR20140138219A publication Critical patent/KR20140138219A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101529020B1 publication Critical patent/KR101529020B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/12—Discovery or management of network topologies
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/542—Systems for transmission via power distribution lines the information being in digital form
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803—Home automation networks
    • H04L12/2807—Exchanging configuration information on appliance services in a home automation network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/04—Network management architectures or arrangements
    • H04L41/046—Network management architectures or arrangements comprising network management agents or mobile agents therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02—Topology update or discovery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5408—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines using protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5416—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines by adding signals to the wave form of the power source
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5429—Applications for powerline communications
    • H04B2203/5445—Local network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0222—Estimation of channel variability, e.g. coherence bandwidth, coherence time, fading frequency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)

Abstract

홈 네트워크 토폴로지 식별 방법으로서 - 홈 네트워크(10; 11)는 그들 중에서 가정용 게이트웨이(23)와 함께 복수의 네트워크 장치들(27, 28, 29)을 가짐 - , 방법은 (1a) 네트워크 장치들(27, 28, 29) 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 홈 네트워크 파라미터를 획득하는 단계; (1b) 네트워크 장치들(27, 28, 29) 중 하나로부터 홈 네트워크(10; 11)의 네트워크 채널 이득 함수(CGF)를 획득하는 단계; (1c) 등가 추정된 채널 지연 확산 함수(CDS)를 획득하기 위해 채널 이득 함수(CGF)를 시간 도메인으로 변환하는 단계; (1d) 추정된 채널 지연 확산 함수(CDS) 및 네트워크의 전파 속도로부터 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지를 획득하는 단계; 및 (1e) 적어도 하나의 구조적 네트워크 토폴로지 파라미터를 획득하기 위해 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지를 적어도 하나의 홈 네트워크 파라미터와 상관시키는 단계를 포함하고; 그들 중에서 가정용 게이트웨이(23)와 함께 복수의 네트워크 장치들(27, 28, 29)을 갖는 홈 네트워크(10; 11)로부터 멀리 떨어져 있는 관리 센터 장치(25)로서, 관리 센터 장치(25)는 상기 방법의 단계들 (1a) 내지 (1e)을 수행하기 위해 제공된다.

Description

홈 네트워크 식별 방법 및 장치{HOME NETWORK IDENTIFICATION METHOD AND DEVICE}
본 발명은 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법 및 방법을 수행하기 위해 제공되는 관리 센터 장치에 관한 것이다.
ITU(International Telecommunication Union) 표준 "G.hn" 은 사내 광대역 응용들에 의해 요구되는 광대역 통신을 가능하게 하는 것으로 정의되었다. G.hn에서, 상이한 도메인들은 구리 트위스트 페어들, 동축 케이블들, 및 전력선 케이블들과 같은 상이한 매체에 의해 구내 네트워크 액세스에 이용가능하다.
지금까지, 네트워크의 외부에 있는 원격 위치로부터, 또한 홈 네트워크들로 공지된 구내 네트워크들의 고장 해결 및 진단들은 도전적인 업무이다. 특히, 홈 네트워크의 크기 및 구조의 식별은 홈 네트워크 내의 잠재적인 다수의 분기들 및 종단들로 인해 도전적이다.
문제를 더 예시하기 위해, 비교적 간단한 구조들 및 1개의 분기 및 3개의 분기들을 각각 갖는 홈 네트워크들의 예들이 도 1에 도시된다. 채널 이득 함수들은 1개의 분기 망에 대해서는 도 2의 상부 부분에 도시되고, 도 1의 3개의 분기 망에 대해서는 도 2의 하부 부분에 도시된다.
홈 네트워크들의 더 복잡한 예들이 도 3에서 설명된다. 상부 부분에서, 도 3은 12개의 노드들 및 5개의 분기들을 포함하는 전력선 네트워크 또는 트위스트 페어 네트워크에 의해 형성된 홈 네트워크를 개략적으로 도시한다. 도 1의 하부 부분은 동축선 기술로 구축된 다른 홈 네트워크를 도시한다.
특히 다수의 노드들 및 지점들을 포함하는 PLC(Power Line Communication) 네트워크들과 같은 더 복잡한 홈 네트워크 토폴로지들을 고려할 때, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법들의 이용가능한 솔루션들은 훨씬 더 복잡한 채널 이득 함수 및 엄청나게 많은 수의 반사들이 홈 네트워크의 모든 분기들에서 발생하는 것으로 인해, 서비스 운영자의 관점에서 바람직한 만큼 그렇게 효율적이지 않다.
전력선 케이블들, 동축 케이블들 및 트위스트 페어 케이블들과 같은 매체에 기초한 홈 네트워크들은 다중 경로 전파 환경을 구축하는, 동축 네트워크들 내의 스플리터들 뿐만 아니라, 상이한 세그먼트들, 예를 들어 전력선들 및 트위스트 페어 네트워크들 내의 분기들을 포함한다.
일반적으로, 네트워크에서 경로들의 수에 특징이 있는 다중 경로 순서는 채널 임펄스 응답의 길이, 즉 채널 지연 확산에 의해 설명된다. 물론, 채널 지연 확산과 네트워크 토폴로지 사이의 관계는 분명하다. 네트워크 세그먼트들의 숫자가 증가함에 따라, 다중 경로 순서는 더 높아진다. 그 결과, 채널 지연 확산은 증가한다. 특히, 채널 지연 확산은 홈 네트워크 토폴로지의 함수이다.
이러한 관계는 그것의 채널 지연 확산을 통해 네트워크 서명을 추정함으로써 네트워크의 크기 및 그것의 구조를 식별하기 위해 이용될 수 있다. 더욱이, 네트워크 식별은 추정된 네트워크 서명 및 홈 네트워크 장치들로부터 획득된 네트워크 파라미터들을 상관시킴으로써 개선된다.
홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 예시적 실시예에 따르면, 홈 네트워크는 그들 중에서 가정용 게이트웨이와 함께 복수의 네트워크 장치들을 가지며, 방법은,
(a) 네트워크 장치들 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 홈 네트워크 파라미터를 획득하는 단계;
(b) 네트워크 장치들 중 하나로부터 홈 네트워크의 네트워크 채널 이득 함수를 획득하는 단계;
(c) 등가 추정된 채널 지연 확산 함수를 획득하기 위해 채널 이득 함수를 시간 도메인으로 변환하는 단계;
(d) 추정된 채널 지연 확산 함수 및 네트워크의 전파 속도로부터 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지를 획득하는 단계; 및
(e) 적어도 하나의 구조적 네트워크 토폴로지 파라미터를 획득하기 위해 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지를 적어도 하나의 홈 네트워크 파라미터와 상관시키는 단계를 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "가정용 게이트웨이"는 홈 네트워크를 WAN(wide area network)과 연결하기 위해 제공되는 홈 네트워크 장치로서 특별히 이해될 것이다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 구 "블라인드 네트워크 토폴로지"는 네트워크 상에 임의의 구조적 정보를 포함하지 않고, 네트워크의 다양한 네트워크 장치들 사이의 거리들에 대한 정보의 세트로서 특별히 이해될 것이다. 시간 도메인으로의 채널 이득 함수의 변환은 역 푸리에 변환에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 이산 측정의 경우, 역 FFT(Fast Fourier transformation)가 바람직하다.
적어도 하나의 홈 네트워크 파라미터는 TR-069와 같은 네트워크 내의 네트워크 프로토콜, 또는 당업자에게 적절해 보이는 임의의 다른 프로토콜을 통해 네트워크 장치들 중 적어도 하나로부터 획득될 수 있다.
방법들은 홈 네트워크 토폴로지의 신뢰성있는 고속 식별을 허용할 수 있다. 채널 지연 확산 함수로부터 추출된 정보를 적어도 하나의 홈 네트워크 파라미터와 상관시킴으로써, 연결된 분기들과 같은 추가 토폴로지 파라미터들은 네트워크 토폴로지에 관한 가정들의 확인을 위해 명료하게 유도될 수 있고, 추가 분석의 기초로서 사용될 수 있다. 분기들과 같은 홈 네트워크의 구조적 특성들은 신뢰성있게 식별되고 추정된 네트워크 토폴로지를 측정된 데이터에 추가로 피팅하는데 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 방법은 자동 방식으로 그리고 또한 홈 네트워크로부터 멀리 떨어져 있는 사이트로부터 수행될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 그리고 네트워크 채널 이득 함수의 위상 관계가 선험적으로 알려져 있지 않은 경우, 방법의 단계 (c)는,
(c1) 채널 이득 함수를 시간 도메인으로 변환하는 단계;
(c2) 채널 지연 확산 함수의 비제로 값들의 간격이 실질적으로 중심 시간에 대해 대칭이도록 채널 지연 확산 함수를 선택된 중심 시간으로 시프트시키는 단계;
(c3) 선택된 길이의 간격 외부에서 제로 값인 윈도우 함수를 채널 지연 확산 함수에 적용하는 단계 - 선택된 길이의 간격은 실질적으로 중심 시간에 대해 대칭임 - ;
(c4) 윈도우된 채널 지연 확산 함수를 시간 원점으로 시프트시키는 단계;
(c5) 계산된 채널 이득 추정값을 획득하기 위해 윈도우된 채널 지연 확산 함수를 주파수 도메인으로 변환하는 단계;
(c6) 차이의 측정값을 유도하는 메트릭 함수를 적용함으로써 계산된 채널 이득 추정값 및 채널 이득 함수를 비교하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 계산된 채널 이득 추정값 및 채널 이득 함수를 비교하기 위해 적용되는 메트릭 함수는 "참 값"으로서 채널 이득 함수에 대한 추정기로서 취해지는, 계산된 채널 이득 추정값의 평균 제곱 오차에 기초한다. 일반적으로, 당업자에게 적절해 보이는 임의의 다른 메트릭 함수가 또한 적용될 수 있다.
계산된 채널 이득 추정값 및 채널 이득 함수 사이의 차이의 측정값을 유도함으로써, 네트워크 채널 이득 함수의 위상 관계의 정확도에 대한 추정값이 획득될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 단계들(c3) 내지 (c6)은 선택된 간격 길이들 각각에 대한 차이의 측정값을 획득하기 위해 다른 선택된 간격 길이들로 연속적으로 수행되며, 등가 추정된 채널 지연 확산 함수는 차이의 측정값들에 미리 결정된 기준을 적용하는 것으로부터 윈도우 함수의 간격 길이를 선택함으로써 결정된다. 바람직하게는, 미리 결정된 기준은 계산된 채널 이득 추정값과 채널 이득 함수 사이의 평균 제곱 오차에 대한 상한일 수 있다. 따라서, 계산된 채널 이득 추정값은 원하는 정확도로 채널 이득 함수에 근사될 수 있다.
네트워크 채널 이득 함수의 위상 관계가 선험적으로 알려져 있는 경우, 단계들(c1) 내지 (c6)은 물론 생략될 수 있고, 위상 관계에 대한 정보를 이미 포함하는 추정된 채널 지연 확산 함수는 추가 식별에 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지와 상관되는 적어도 하나의 홈 네크워크 파라미터는 비트 오차율, 장치 아이덴티티, 타임 스탬프, 채널 이득, 도메인 아이덴티티, 및 데이터 속도로 구성되는 파라미터들의 그룹으로부터 선택된다. 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지에 대한 이러한 파라미터들 중 임의의 것의 상관은 홈 네트워크 토폴로지에 대한 획득된 정보의 신뢰성을 개선할 수 있고 식별 처리를 위해 요구되는 처리 시간을 단축시킬 수 있다.
더 바람직한 실시예에서, 수집된 홈 네트워크 파라미터는 방법을 수행하기 위해 제공되는 원격 관리 센터 장치에 전송된다. 그것에 의해, 홈 네트워크의 비용들이 실질적으로 감소될 수 있고 서비스 직원을 홈 네트워크의 사이트로 데려오는 노력이 회피될 수 있다. 이러한 실시예는 또한 홈 네트워크의 더 빈번한 분석을 허용하여, 예방 보수의 옵션을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 홈 네트워크 파라미터가 수집되어 가정용 게이트웨이에 의해 원격 관리 센터 장치에 전송될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 홈 네트워크는 실질적으로 전력선 네트워크이다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 구 "실질적으로 전력선 네트워크"는 전력선 케이블들에 기초하는 네트워크로서 특별히 이해되어야 하며, 홈 네트워크 내의 데이터 전송에 이용되는 모든 매체의 적어도 70%는 전력선 케이블들로 형성된다. 이들이 통상 가정들에 이용가능함에 따라, 방법은 기존 홈 네트워크들의 대부분에 적용될 수 있다.
홈 네트워크 토폴로지 식별을 위해 요구되는 처리 시간은 방법의 단계 (d)에서 채널 지연 확산 함수의 주요 반사들만이 고려된다면 짧게 유지되는 것이 바람직할 수 있다. 이론적으로, 무한 수의 반사들이 있어, 상관없는 것들을 선별하는 것은 실질적으로 처리 시간을 감소시킬 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 구 "주요 반사들"은 크기에 따라 선별되는 진폭들의 상위 70%, 바람직하게는 상위 60% 및, 가장 바람직하게는, 진폭들의 상위 50%에 상응하는 그러한 반사들을 포함하는 것으로 특별히 이해될 것이다.
다른 측면에서, 그들 중에서 가정용 게이트웨이와 함께 복수의 네트워크 장치들을 갖는 홈 네트워크로부터 멀리 떨어져 있는 관리 센터 장치가 제공되며, 관리 센터 장치는 설명된 방법의 단계들 (1a) 내지 (1e)을 수행하기 위해 제공된다. 이것은 감소된 비용들과 높은 신뢰성을 갖는 홈 네트워크의 빈번한, 자동 분석들을 허용할 수 있다.
본 발명의 이러한 및 다른 양태들은 이하 설명되는 실시예들을 참조하여 설명되고 분명해질 것이다.
도 1은 1개의 분기 및 3개 분기들을 각각 포함하는 홈 네트워크 토폴로지들을 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 홈 네트워크들의 측정된 채널 이득 함수들을 도시한다.
도 3은 홈 네트워크들의 추가 예들을 개략적으로 도시한다.
도 4는 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 일 실시예의 단계들의 흐름도를 도시한다.
도 5는 도 4에 따른 단계들의 결과들을 개략적으로 예시한다.
도 6은 도 1에 따른 홈 네트워크들의 추정된 채널 지연 확산 함수들로부터 획득된 반사들의 거리들을 도시한다.
도 7은 방법의 일 실시예의 기능 블록도를 도시한다.
홈 네트워크들(10, 10', 11, 11')의 예들은 이미 배경기술 부분에서 소개되었다. 이하, 도 1에 도시된 홈 네트워크들(10 및 10')에 대한 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 실시예의 출원이 설명될 것이다.
도 1의 하부 부분은 복수의 네트워크 장치들(27, 28, 29) 및 홈 네트워크(10)를 인터넷과 같은 WAN(wide area network)과 연결하기 위해 제공되는 가정용 게이트웨이(23)를 갖는 홈 네트워크(10)를 도시한다. 홈 네트워크(10)는 9개의 노드들(1-9) 및 3개의 분기들(12, 13, 14)을 갖는 전력선 네트워크로 설계된다.
관리 센터 장치(25)(도 7)를 갖는 관리 센터(24)는 홈 네트워크(10)로부터 멀리 떨어져 있고 가정용 게이트웨이(23)를 통해 그것에 연결된다. 소프트웨어 모듈은 이하 설명되는 바와 같은 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 단계들을 수행하기 위해 제공된다. 단계들(15-22)(도 4, 도 5, 및 도 7)은 관리 센터 장치(25)에서 구현가능하고 이 관리 센터 장치에 의해 실행가능한 소프트웨어 모듈의 프로그램 코드로 변환되어, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 단계들(15-22)은 원격 관리 센터 장치(25)에 의해 수행된다.
홈 네트워크 토폴로지 식별 방법(도 7)의 제1 단계에서, 홈 네트워크 파라미터들은 홈 네트워크(10) 내의 관리 프로토콜 TR(Technical Report)-069를 통해 가정용 게이트웨이(23)에 의해 네트워크 장치들로부터 수집된다. 수집된 파라미터들은 모든 연결된 네트워크 장치들(27, 28, 29)의 장치 아이덴티티들 및 전송 타임 스탬프들을 포함한다. 일반적으로, 그들은 비트 오차율, 장치 아이덴티티, 타임 스탬프, 채널 이득, 도메인 아이덴티티, 및 데이터 속도로 구성되는 파라미터들의 그룹으로부터 선택될 수 있다.
제2 단계에서, 네트워크 장치들(27, 28, 29) 중 하나로부터 홈 네트워크(10)의 네트워크 채널 이득 함수(CGF)는 가정용 게이트웨이(23)에 의해 획득된다. 수집된 홈 네트워크 파라미터들 및 네트워크 채널 이득 함수(CGF)는 단계들(15 및 16)에서 가정용 게이트웨이(23)를 통해 원격 관리 센터 장치(25)(도 7)에 전송된다.
다음 단계(17)에서, 관리 센터 장치(25)는 등가 채널 지연 확산 함수(CDS)(도 5, 상부 부분)를 획득하기 위해 iFFT(inverse Fast Fourier Transformation)를 적용함으로써 채널 이득 함수(CGF)를 시간 도메인으로 변환하기 위해 제공된다.
채널 이득 함수(CGF)의 선험적으로 알려지지 않은 위상으로 인해, 채널 지연 확산 함수(CDS)의 정확한 시작 및 끝은 알려지지 않고, 따라서 다른 단계(18)에서 추정되어야 한다. 이 때문에, 채널 지연 확산 함수(CDS)는 도 5의 중간 부분에 도시된 바와 같이, 채널 지연 확산 함수(CDS)의 비제로 값들의 간격이 중심 시간(26)에 대해 실질적으로 대칭이도록 선택된 중심 시간(26)으로 시프트된다. 그 다음, 채널 지연 확산 함수(CDS)에 대해 선택된 길이(α)의 간격의 외부에서 제로값인 윈도우 함수가 적용되며, 선택된 길이(α)의 간격은 실질적으로 중심 시간(26)에 대해 대칭적이다(도 4 및 도 5, 중간 부분). 이러한 단계(18)에서 기인하는 윈도우된 추정 채널 지연 확산 함수(CDS)가 좌측 상에서 도 5의 하부 부분에 도시된다.
방법의 다른 단계(19)에서, 윈도우된 추정 채널 지연 확산 함수(CDS)는 시간 원점(도 5에 도시되지 않은 결과)으로 이동되고, 윈도우된 추정 채널 지연 확산 함수(CDS)는 우측 상에서 도 5의 하부 부분에 도시된 바와 같이, 계산된 채널 이득 추정값(CCG)을 획득하기 위해 주파수 도메인으로 변환된다.
계산된 채널 이득 추정값(CCG) 및 채널 이득 함수(CGF)는 차이의 측정값을 유도하는 메트릭 함수를 적용함으로써 비교된다(도 4). 메트릭 함수는 계산된 채널 이득 추정값(CCG)을 추정기로 채널 이득 함수(CGF)를 "참" 값으로 취하고, 동일한 주파수에서 취해진 계산된 채널 이득 추정값(CCG)의 값들과 채널 이득 함수(CGF)의 값들 사이의 제곱 차이를 합산하는 평균 제곱 오차(MSE) 계산으로 구성되며, 합산은 등거리 주파수 단계들에서 도 2 하부 부분에 도시된 주파수 범위를 통해 수행된다.
차의 측정값에 대한 미리 결정된 기준은 관리 센터 장치(25)의 메모리 유닛(도시되지 않음)에 저장된다. 다음 단계(20)에서, 관리 센터 장치(25)는 계산된 채널 이득 추정값(CCG)과 채널 이득 함수(CGF) 사이의 획득된 차의 측정값에 미리 결정된 기준을 적용하기 위해 제공된다.
획득된 차이의 측정값이 미리 결정된 기준을 충족하지 않으면, 관리 센터 장치(25)는 다른 단계(21)(도 4)에서, 윈도우 함수의 선택된 간격 길이(α)를 증가시키고 이하의 단계들(18-20)을 반복하기 위해 제공된다.
- 윈도우 함수를 채널 지연 확산 함수(CDS)에 적용하는 단계 - 선택된 길이(α)의 간격은 중심 시간(26)에 대해 실질적으로 대칭임 - ;
- 윈도우된 채널 지연 확산 함수를 시간 원점으로 시프트시키는 단계;
- 계산된 채널 이득(CCG)의 새로운 추정값을 획득하기 위해 윈도우된 채널 지연 확산 함수(CDS)를 주파수 도메인으로 변환하는 단계; 및
- 새로운 차이의 측정값을 유도하는 메트릭 함수를 적용함으로써, 계산된 채널 이득(CCG)의 새로운 추정값 및 채널 이득 함수(CGF)를 비교하는 단계.
이러한 단계들(18-20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 획득된 차이의 측정값들 중 하나가 미리 결정된 기준을 충족할 때까지, 선택된 간격 길이(α)들 각각에 대한 차이의 측정값을 획득하기 위해 다른 선택된 간격 길이(α)들로 관리 센터 장치(25)에 의해 연속적으로 수행된다. 그 다음, 방법은 정지하고, 채널 지연 확산 함수(CDS)의 선험적으로 알려져 있지 않은 시작 및 끝은 차이의 측정값에 대한 기준이 충족되었던 윈도우 함수의 간격 길이(w)를 선택함으로써 결정된다.
윈도우된 채널 지연 확산 함수(CDS)가 결정되었다면, 관리 센터 장치(25)는 식을 사용함으로써 윈도우된 채널 지연 확산 함수(CDS) 및 네트워크의 전파 속도로부터 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지를 획득하기 위해 제공된다.
거리 = 전파 속도 x 추정 지연
거리들의 추정에 대해, 도 6에 도시된 바와 같이, 이론적으로 무한 수의 반사들로부터 채널 지연 확산 함수(CDS)의 지연 반사들만이 고려된다. 홈 네트워크 크기 및 상응하는 거리를 갖는 그것의 세그먼트들은 1개의 분기 망(10')에 대한 상부 부분, 및 3개의 분기 망(10)에 대한 하부 부분에서 도 6(변수 X는 거리를 나타냄)에 도시된 바와 같이, 피크들 및/또는 감쇠들과 같은 상이한 반사들("이벤트들")로서 식별된다. 그것에 의해, 블라인드 네트워크 토폴로지, 즉 거리들만이 추정된다.
블라인드 네트워크 토폴로지는 방법의 최종 단계(22)에서 시작점으로서 취해지며(도 7), 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지는 식별된 홈 네트워크 분기(12, 13, 14)와 같은 적어도 하나의 구조적 네트워크 토폴로지 파라미터를 획득하기 위해 모든 연결된 네트워크 장치들(27, 28, 29)의 장치 아이덴티티들 및 전송 타임 스탬프들을 포함하는, 수집된 홈 네트워크 파라미터들과 상관된다. 예를 들어, 특정 장치들의 전송 타임 스탬프 및 장치 아이덴티티들은 특정 마스터 장치 및 슬레이브 네트워크 장치들로 분기(12, 13, 14)를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 상관의 단계(22)는 홈 네트워크 토폴로지의 신뢰성있는 효율적인 식별을 가능하게 한다.
설명된 방법은 또한 홈 네트워크(10, 11)의 분기들(12, 13, 14) 중 하나에 존재하는 서브네트워크들에 적용가능하여, 복잡한 홈 네트워크는 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지를 식별된 서브네트워크 파라미터들 및/또는 토폴로지들과 상관시킴으로써 식별될 수 있다는 점이 당업자에게 명백하다.
본 발명이 도면들 및 전술한 설명에서 상세히 예시되고 설명되었지만, 그러한 예시 및 설명은 예시적이거나 설명적인 것이지 한정적이지 않은 것으로 간주되어야 하며; 본 발명은 개시된 실시예들에 제한되지 않는다.
개시된 실시예들에 대한 다른 변형들은 도면들, 명세서 및 첨부된 특허청구범위로부터, 청구된 발명을 실시할 시에 당업자들에 의해 이해되고 달성될 수 있다. 특허청구범위에서, 단어 "포함하는"은 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않고, 부정 관사 "하나의(a 또는 an)"는 복수를 배제하지 않는다. 특정 조치들이 서로 다른 종속항에 인용된다는 단순한 사실은 이러한 조치들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다. 특허청구범위 내의 임의의 참조 부호들은 제한된 범위로 해석되지 않아야 한다.

Claims (8)

  1. 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법으로서 - 홈 네트워크(10; 11)는 그들 중에 가정용 게이트웨이(23)를 가지는 복수의 네트워크 장치들(27, 28, 29)을 가짐 - , 상기 방법은,
    (1a) 상기 네트워크 장치들(27, 28, 29) 중 적어도 하나로부터 적어도 하나의 홈 네트워크 파라미터를 획득하는 단계;
    (1b) 상기 네트워크 장치들(27, 28, 29) 중 하나로부터 상기 홈 네트워크(10; 11)의 네트워크 채널 이득 함수(CGF)를 획득하는 단계;
    (1c) 등가 추정된 채널 지연 확산 함수(CDS)를 획득하기 위해 상기 채널 이득 함수(CGF)를 시간 도메인으로 변환하는 단계;
    (1d) 상기 추정된 채널 지연 확산 함수(CDS) 및 상기 네트워크의 전파 속도로부터 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지를 획득하는 단계; 및
    (1e) 적어도 하나의 구조적 네트워크 토폴로지 파라미터를 획득하기 위해 상기 추정된 블라인드 네트워크 토폴로지를 상기 적어도 하나의 홈 네트워크 파라미터와 상관시키는 단계
    를 포함하는, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 채널 이득 함수(CGF)의 위상 관계는 선험적으로 알려져 있지 않고, (1c) 단계는,
    (c1) 상기 채널 이득 함수(CGF)를 상기 시간 도메인으로 변환하는 단계;
    (c2) 상기 채널 지연 확산 함수(CDS)의 논제로(non-zero) 값들의 간격이 실질적으로 중심 시간(26)에 대해 대칭이도록 선택된 중심 시간(26)으로 상기 채널 지연 확산 함수(CDS)를 시프트시키는 단계;
    (c3) 선택된 길이(α)의 간격 외부에서 제로 값인 윈도우 함수를 상기 채널 지연 확산 함수(CDS)에 적용하는 단계 - 상기 선택된 길이(α)의 간격은 실질적으로 상기 중심 시간(26)에 대해 대칭임 - ;
    (c4) 윈도우된 채널 지연 확산 함수(CDS)를 시간 원점으로 시프트시키는 단계;
    (c5) 계산된 채널 이득 추정값(CCG)을 획득하기 위해 상기 윈도우된 채널 지연 확산 함수(CDS)를 주파수 도메인으로 변환하는 단계; 및
    (c6) 차이의 측정값을 유도하는 메트릭 함수를 적용함으로써 상기 계산된 채널 이득 추정값(CCG)과 상기 채널 이득 함수(CGF)를 비교하는 단계를 포함하는, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (c3) 내지 (c6) 단계는 선택된 간격 길이들(α) 각각에 대한 차이의 측정값을 획득하기 위해 상이한 선택된 간격 길이들(α)로 연속적으로 수행되고, 상기 등가 추정된 채널 지연 확산 함수(CDS)는 상기 차이의 측정값들에 미리 결정된 기준을 적용하는 것으로부터 상기 윈도우 함수의 간격 길이(w)를 선택함으로써 결정되는, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 홈 네트워크 파라미터는 비트 오차율, 장치 아이덴티티, 타임 스탬프, 채널 이득, 도메인 아이덴티티, 및 데이터 속도로 구성되는 파라미터들의 그룹으로부터 선택되는, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 홈 네트워크(10; 11)의 수집된 홈 네트워크 파라미터 및 상기 네트워크 채널 이득 함수(CGF)는 원격 관리 센터(23)에 전송되고, 상기 방법은 상기 홈 네트워크(10; 11)의 원격인 관리 센터 장치(25)에 의해 수행되는, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 홈 네트워크(10; 11)는 실질적으로 전력선 네트워크인, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법.
  7. 제1항에 있어서, (1d) 단계에서 상기 채널 지연 확산 함수(CDS)의 주요 반사들만이 고려되는, 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법.
  8. 그들 중에 가정용 게이트웨이(23)를 가지는 복수의 네트워크 장치들(27, 28, 29)을 갖는 홈 네트워크(10; 11)로부터 멀리 떨어져 있는 관리 센터 장치(25)로서, 상기 관리 센터 장치(25)는 제1항에 기재된 방법의 (1a) 내지 (1e) 단계를 수행하기 위해 제공되는 관리 센터 장치.
KR1020147026922A 2012-03-27 2013-03-25 홈 네트워크 식별 방법 및 장치 KR101529020B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12290102.8 2012-03-27
EP20120290102 EP2645626B1 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Home network identification method and device
PCT/EP2013/056179 WO2013144044A1 (en) 2012-03-27 2013-03-25 Home network identification method and device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140138219A true KR20140138219A (ko) 2014-12-03
KR101529020B1 KR101529020B1 (ko) 2015-06-15

Family

ID=48048007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147026922A KR101529020B1 (ko) 2012-03-27 2013-03-25 홈 네트워크 식별 방법 및 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9755908B2 (ko)
EP (1) EP2645626B1 (ko)
JP (1) JP2015514363A (ko)
KR (1) KR101529020B1 (ko)
CN (1) CN104221324A (ko)
WO (1) WO2013144044A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9386606B2 (en) 2014-09-03 2016-07-05 Motorola Solutions, Inc. Methods and systems for embedding supplementary data channel in LTE-based communication systems
US9331881B2 (en) * 2014-09-03 2016-05-03 Motorola Solutions, Inc. Methods and systems for embedding supplementary data channel in OFDM-based communication systems

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6704288B1 (en) * 1999-10-07 2004-03-09 General Instrument Corporation Arrangement for discovering the topology of an HFC access network
US20040203431A1 (en) * 2002-09-26 2004-10-14 Cooper Michael Jaimie Method and apparatus for determining the topology of a hybrid-fiber coaxial cable plant
CN101233721B (zh) 2005-07-10 2014-07-16 适应性频谱和信号校正股份有限公司 数字用户线路dsl系统估计
US7733989B2 (en) 2005-12-05 2010-06-08 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and system of channel estimation
KR100738342B1 (ko) * 2006-08-31 2007-07-12 한국전자통신연구원 광-동축 혼합망의 하향 토폴로지 결정 장치 및 그 방법
GB2443009A (en) * 2006-10-17 2008-04-23 Siconnect Ltd Optimising data communications in a power line communiation system
KR101454025B1 (ko) 2008-03-31 2014-11-03 엘지전자 주식회사 영상표시기기에서 녹화정보를 이용한 영상 재생 장치 및 방법
CN101552696B (zh) * 2009-04-17 2011-04-06 华为技术有限公司 一种家庭网络设备的管理方法、装置及系统
EP2365661A1 (en) * 2010-03-08 2011-09-14 Alcatel Lucent Method and devices for network topology identification

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013144044A1 (en) 2013-10-03
EP2645626B1 (en) 2015-05-13
US20150063162A1 (en) 2015-03-05
EP2645626A1 (en) 2013-10-02
JP2015514363A (ja) 2015-05-18
KR101529020B1 (ko) 2015-06-15
CN104221324A (zh) 2014-12-17
US9755908B2 (en) 2017-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tonello et al. In-home power line communication channel: Statistical characterization
KR101208941B1 (ko) 유선 송신 라인에서 고장의 위치를 확인하는 방법 및 시스템
Lehmann et al. A diagnostic method for power line networks by channel estimation of PLC devices
KR101529020B1 (ko) 홈 네트워크 식별 방법 및 장치
Oliveira et al. A sounding method based on OFDM modulation for PLC channel measurement
CN106655502A (zh) 获取配电网设备运行状态数据的方法和装置
EP2680494A1 (en) Home network trouble shooting
Hassen et al. Diagnosis sensor fusion for wire fault location in CAN bus systems
Mlynek et al. Experimental measurements of noise influence on narrowband power line communication
Fernandez et al. Power grid surveillance: Topology change detection system using power line communications
Gonzalez et al. Analysis of failures characteristics in the UNINETT IP backbone network
Mlynek et al. Noise modeling for power line communication model
WO2013144042A1 (en) Plc network topology extraction method using node-to-node transfer functions
Ding et al. Channel estimation and simulation of an indoor power-line network via a recursive time-domain solution
Della Giustina et al. Experimental performance characterization of a meshed network for the smart grid
Pagani et al. Path identification in a power-line network based on channel transfer function measurements
Graf et al. Validating broadband PLC for smart grid applications with field trials
CN108092695B (zh) 一种电力线检测信号发送方法及装置
Ravishankar et al. Extraction of two wire and power line loop topology using customized genetic algorithms
Papaleonidopoulos et al. An HF multipath-propagation analysing method for power delay profile estimations of indoor single-phase low voltage PLC channels
Moaveninejad et al. BER evaluation of post-meter PLC services in CENELEC-C band
Ravishankar et al. A hybrid method for physical and power line loop topology estimation using a broadband modem
CN109245954B (zh) 面向epon与lte无线双模融合通信的网络业务流建模方法
Zhu Power Line Communications over Time-Varying Frequency-Selective Power Line Channels for Smart Home Applications
Zhang et al. High-resolution and low-complexity topology estimation for power line communication networks

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee