KR20150125354A - Wireless Charging System for Electric Vehicle - Google Patents

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KR20150125354A
KR20150125354A KR1020140052591A KR20140052591A KR20150125354A KR 20150125354 A KR20150125354 A KR 20150125354A KR 1020140052591 A KR1020140052591 A KR 1020140052591A KR 20140052591 A KR20140052591 A KR 20140052591A KR 20150125354 A KR20150125354 A KR 20150125354A
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Abstract

The present invention relates to a wireless charging system for an electric vehicle which wirelessly transfers power to an electric vehicle and provides a system for transferring wireless power to an electric vehicle in connection with power line communication based on a magnetic field communication control protocol. According to the present invention, power is wirelessly provided to an electric vehicle through magnetic field communication between a wireless power transmitter and the electric vehicle while stably supplying power through power line communication.

Description

전기 자동차 무선 충전 시스템 {Wireless Charging System for Electric Vehicle}Technical Field [0001] The present invention relates to a wireless charging system for an electric vehicle,

본 발명은 전기 자동차의 배터리를 충전하는 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는, 자기장 통신 제어 프로토콜 기반으로 전력선 통신과 연계하여 전기 자동차의 배터리를 충전하는 전기 자동차 무선 충전 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for charging a battery of an electric vehicle, and more particularly, to an electric vehicle wireless charging system for charging a battery of an electric vehicle in connection with a power line communication based on a magnetic field communication control protocol.

경제환경이 윤택해짐에 따라 자동차에 대한 수요는 기하급수적으로 늘고 있으며 자동차 수요가 늘어남에 따라 자동차에서 배출되는 배기가스가 환경을 오염시키는 주요인이 되고 있다. 따라서 환경오염문제를 해소하기 위하여 자동차의 배기가스를 줄이도록 요구하고 있고 자동차 제조회사들은 배기가스를 감소시킬 수 있는 자동차의 개발에 집중하고 있다.Demand for automobiles is increasing exponentially as the economic environment is getting better. As automobile demand grows, exhaust gas emitted from automobiles is the main cause of environmental pollution. Therefore, in order to solve environmental pollution problem, automobile exhaust gas is required to be reduced, and automobile manufacturers are focusing on development of automobile which can reduce exhaust gas.

이에 따라 궁극적으로 배기가스를 발생시키지 않는 전기 자동차에 대한 관심이 증대되고 있어 현재 실용화 단계까지 오고 있으며, 환경오염문제는 전세계적인 문제이므로 환경을 보호하고자 하는 요구에 따라 전기자동차에 대한 수요는 증가하고 있다.As a result, interest in electric vehicles that do not generate exhaust gas ultimately increases, and they are now being put to practical use. Since environmental pollution is a global problem, demand for electric vehicles have.

이러한 전기 자동차는 전기에 의해 구동되어 전기 자동차를 운행시키는 전기모터와 그 전기모터에 전기를 공급하는 배터리로 구성된다. 즉, 전기모터와 배터리가 일반 자동차의 엔진과 연료를 대체하는 것이다.Such an electric vehicle is composed of an electric motor that is driven by electricity and runs an electric vehicle and a battery that supplies electricity to the electric motor. That is, the electric motor and the battery replace the engine and the fuel of the ordinary automobile.

그런데 전기자동차를 운행시키는 전기모터는 전기에너지를 과도하게 소모하므로 일회 충전으로 운행할 수 있는 거리가 일반 자동차의 운행거리에 비하여 상당히 짧다. 따라서 전기 자동차에 구비되는 배터리는 주기적으로 충전되어야 한다. 또한, 배터리를 충전하는 시간은 일반 연료를 급유하는 시간에 비하여 상당히 길어 충전을 하기 위해서는 적어도 몇 시간 동안 전기 자동차를 운행할 수 없다.However, the electric motor that drives the electric vehicle consumes the electric energy excessively, so that the distance that can be operated by a single charge is considerably shorter than the running distance of the general car. Therefore, the battery provided in the electric vehicle must be charged periodically. Further, the time for charging the battery is considerably longer than the time for refueling the general fuel, so that the electric vehicle can not be operated for at least several hours in order to charge the battery.

종래 전기 자동차의 충전 방법으로는 전력선 통신을 이용한 데이터 전달 방법, 및 이를 위한 전기 자동차, 전기 자동차용 충전 장치가 등록특허 제10-1225077호에 제시된 바 있다. 등록특허 제10-1225077호에 제시된 전기 자동차용 충전 장치의 경우 전력선을 이용하여 전기를 공급함과 동시에 데이터를 전달할 수 있으므로 가까운 미래에 상용화가 예상되는 전기 자동차의 이용에 큰 도움을 줄 수 있다.As a charging method of a conventional electric vehicle, a data transmission method using power line communication, and an electric vehicle and a charging device for an electric vehicle are disclosed in Patent Registration No. 10-1225077. In the case of the charging device for an electric vehicle disclosed in the Japanese Patent Registration No. 10-1225077, since electric power can be supplied and the data can be transmitted using the power line, it can greatly help the utilization of the electric vehicle which is expected to be commercialized in the near future.

종래 제시된 전기 자동차용 충전 장치는 전력선 통신(Power Line Communication, 이하 'PLC') 기술을 이용하여 전력선을 통해 수신되는 데이터 신호를 데이터 처리 장치에 전달하게 된다. 그런데 PLC 기술은 전력선에 잠재된 잡음, 높은 부하 간섭, 신호 왜곡 등으로 인하여 데이터를 효과적이고 신뢰성이 있게 전송하기 어려운 문제점이 존재한다.Conventionally, an electric vehicle charging apparatus transmits a data signal received through a power line to a data processing apparatus using power line communication (hereinafter, referred to as 'PLC') technology. However, PLC technology has a problem that it is difficult to transmit data effectively and reliably due to noise, high load interference, and signal distortion in the power line.

또한, PLC 기술은 전력선에 잠재된 잡음으로 인해 통신품질이 좋지 않을 뿐만 아니라 전송속도와 거리제한을 해결할 핵심 칩 기술 개발이 쉽지 않아 통신가능거리에 대한 제약이 존재한다. 따라서 중간 중간에 고출력 PLC 증폭 장비를 설치해야 하므로 인프라를 구축하기 위한 초기 비용인 많이 소요되는 단점이 존재한다.In addition, PLC technology is not only poor in communication quality due to latent noise on a power line, but also has difficulty in developing a core chip technology for solving the transmission speed and distance limitation, so there is a restriction on the communication distance. Therefore, it is necessary to install a high-power PLC amplifying device in the middle, so there is a disadvantage that it is a large initial cost for constructing an infrastructure.

전술한 바와 같이, 종래 PLC 기술을 이용한 전기 자동차용 충전 장치는 사용자가 원격지에서 차량에 신뢰성 있고 효과적으로 데이터를 전달하기 용이하지 않으며 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 비용이 소요되는 문제점이 존재한다.
As described above, the charging device for an electric vehicle using the conventional PLC technology has a problem that it is not easy for the user to reliably and effectively transmit data to the vehicle from a remote place, and it takes a lot of cost to solve such a problem.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 자기장 통신과 전력선 통신을 연계하여 전기 자동차를 무선으로 충전하는 전기 자동차 무선 충전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to solve the above-described problems, it is an object of the present invention to provide a wireless charging system for an electric vehicle, which wirelessly charges an electric vehicle by linking magnetic field communication and power line communication.

본 발명의 일면에 따르면, 전기 자동차에 무선전력을 전송하며 자기장 통신 프로토콜에 따라 데이터를 전송하는 무선전력송신기; 전력선 통신을 통해 상기 무선전력송신기에 전력을 공급하는 전원공급부; 및 상기 무선전력송신기와 상기 전원공급부를 연결하는 전력선을 포함하는 전기 자동차 무선 충전 시스템을 제공한다.According to an aspect of the invention, there is provided a wireless power transmitter for transmitting wireless power to an electric vehicle and for transmitting data in accordance with a magnetic field communication protocol; A power supply for supplying power to the wireless power transmitter through power line communication; And a power line connecting the wireless power transmitter and the power supply unit.

상기 무선전력송신기는 상기 전원공급부와 전력선 통신을 수행하는 전력선통신모뎀; 상기 전기 자동차와 자기장 통신을 수행하는 자기장통신모뎀; 및 상기 전력선통신모뎀과 상기 자기장통신모뎀의 작동을 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.The wireless power transmitter comprising: a power line communication modem for performing power line communication with the power supply; A magnetic field communication modem for performing magnetic field communication with the electric vehicle; And a controller for controlling operation of the power line communication modem and the magnetic field communication modem.

상기 무선전력송신기는 상기 전기 자동차의 충전 가능 상태가 확인되거나 상기 전기 자동차로부터 전력공급을 요청 받으면 상기 전원공급부로 전력공급을 요청하며, 상기 전원공급부는 상기 무선전력송신기로부터 전력공급을 요청받으면 상기 전력선을 통해 상기 무선전력송신기에 전력을 공급한다.Wherein the wireless power transmitter requests power supply to the power supply unit when the charging state of the electric vehicle is confirmed or when the electric vehicle is requested to supply electric power and the power supply unit is requested to supply power from the wireless power transmitter, Lt; / RTI > to the wireless power transmitter.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 배터리; 무선전력송신기로부터 송신되는 무선전력을 수신하는 수신코일; 상기 수신코일과 연결되며 상기 무선전력송신기와 공진 주파수를 매칭하는 매칭회로; 상기 매칭회로와 연결된 스위치; 상기 스위치와 연결되며 상기 수신코일을 통해 수신된 무선전력을 정류하는 정류회로; 일단이 상기 정류회로와 연결되고 타단이 상기 배터리와 연결된 DC-DC 컨버터를 포함하는 전기 자동차 무선 충전 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery comprising: a battery; A receiving coil for receiving wireless power transmitted from a wireless power transmitter; A matching circuit coupled to the receive coil and matching the resonant frequency with the wireless power transmitter; A switch coupled to the matching circuit; A rectifying circuit connected to the switch and rectifying the radio power received through the receiving coil; And a DC-DC converter having one end connected to the rectifying circuit and the other end connected to the battery.

상기 매칭회로는 상기 매칭회로와 병렬로 연결된 전력제어커패시터; 및 일단이 상기 매칭회로와 연결되고 타단이 상기 전력제어커패시터와 연결된 매칭스위치를 더 포함할 수도 있다.
The matching circuit comprising: a power control capacitor coupled in parallel with the matching circuit; And a matching switch having one end connected to the matching circuit and the other end connected to the power control capacitor.

본 발명은 자기장 통신과 전력선 통신을 연계하여 전기 자동차를 무선으로 충전할 수 있도록 함으로써 무선전력 송신기에 안정적으로 전력을 공급하며 전기 자동차가 주차된 상태에서 무선으로 전력을 공급받을 수 있도록 한다.
The present invention enables electric power to be supplied to a wireless power transmitter by allowing an electric vehicle to be charged wirelessly by linking magnetic field communication and power line communication so that an electric vehicle can be supplied with power wirelessly in a parked state.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템의 무선전력 송신기의 구조를 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템의 무선전력 수신기의 구조를 나타낸 블록도.
도 5는 자기장 통신 기반의 무선전력전송 슈퍼프레임의 구조를 나타낸 도면.
도 6은 자기장 통신 프로토콜의 포락선(Envelope) 형태를 나타낸 도면.
도 7은 자기장 통신 프로토콜의 FSK 변조된 신호를 나타낸 도면.
도 8은 자기장 통신 프로토콜의 물리계층의 프레임 구조를 나타낸 도면.
도 9는 자기장 통신 프로토콜의 프리앰블 구조를 나타낸 도면.
도 10은 자기장 통신 프로토콜의 헤더 구조를 나타낸 도면.
도 11은 자기장 통신 프로토콜의 헤더 검사 순회 잉여 부호의 부호화 회로를 나타낸 도면.
도 12는 자기장 통신 프로토콜의 페이로드 구조를 나타낸 도면.
도 13은 자기장 통신 프로토콜의 변조 방식을 나타낸 도면.
도 14는 자기장 통신 프로토콜의 맨체스터 코딩의 정의를 나타낸 도면.
도 15는 자기장 통신 프로토콜의 NRZ-L 코딩의 정의를 나타낸 도면.
도 16은 자기장 통신 프로토콜의 인터리빙 행렬을 나타낸 도면.
도 17은 자기장 통신 프로토콜의 스크램블러 구조를 나타낸 도면.
도 18은 자기장 통신 프로토콜의 프리앰블의 변조 및 코딩 과정을 나타낸 도면.
도 19는 자기장 통신 프로토콜의 헤더의 변조 및 코딩 과정을 나타낸 도면.
도 20은 자기장 통신 프로토콜의 페이로드의 변조 및 코딩 과정을 나타낸 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a wireless charging system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention. Fig.
2 illustrates a structure of a wireless charging system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power transmitter of an electric vehicle wireless charging system according to an embodiment of the present invention;
4 is a block diagram illustrating a structure of a wireless power receiver of an electric vehicle wireless charging system according to an embodiment of the present invention;
5 illustrates a structure of a wireless power transmission superframe based on magnetic field communication;
6 is a diagram illustrating an envelope form of a magnetic field communication protocol;
7 shows an FSK modulated signal of a magnetic field communication protocol;
8 is a diagram showing a frame structure of a physical layer of a magnetic field communication protocol;
9 is a diagram showing a preamble structure of a magnetic field communication protocol;
10 is a diagram showing a header structure of a magnetic field communication protocol;
11 is a diagram showing a coding circuit of a header check cyclic redundancy code of a magnetic field communication protocol.
12 shows a payload structure of a magnetic field communication protocol;
13 is a diagram showing a modulation method of a magnetic field communication protocol;
14 shows a definition of Manchester coding of a magnetic field communication protocol;
15 illustrates the definition of NRZ-L coding of a magnetic field communication protocol;
16 shows an interleaving matrix of a magnetic field communication protocol;
17 shows a scrambler structure of a magnetic field communication protocol;
18 shows a process of modulating and coding a preamble of a magnetic field communication protocol;
19 shows a process of modulating and coding a header of a magnetic field communication protocol;
20 shows a modulation and coding process of a payload of a magnetic field communication protocol;

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. And is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the claims.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. &Quot; comprises " and / or "comprising" when used in this specification is taken to specify the presence or absence of one or more other components, steps, operations and / Or add-ons. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1과 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템의 구조를 나타낸 것이다.1 and 2 show a structure of a wireless charging system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 자동차 무선 충전 시스템은 전원공급부(100), 전력선(200) 및 무선전력송신기(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an electric vehicle wireless charging system according to an embodiment of the present invention includes a power supply 100, a power line 200, and a wireless power transmitter 300.

전원공급부(100)는 전기 자동차에 공급하기 위한 전력을 저장하고 무선전력송신기(300)를 통해 전기 자동차에 전력을 공급한다. 전원공급부(100)는 전력선(200)과 연결되어 있으며 전력선 통신을 통해 무선전력송신기(300)에 전력을 전송한다.The power supply unit 100 stores electric power to be supplied to the electric vehicle and supplies electric power to the electric vehicle through the wireless power transmitter 300. The power supply unit 100 is connected to the power line 200 and transmits power to the wireless power transmitter 300 through power line communication.

전원공급부(100)는 무선전력송신기(300)로부터 전력공급 요청을 받으면 전력선 통신을 통해 무선전력송신기(300)로 전력을 공급하며, 다수의 무선전력송신기(300)와 전력선으로 연결되어 동시에 다수의 전기 자동차에 전력 공급이 가능하다.When the power supply unit 100 receives a power supply request from the wireless power transmitter 300, the power supply unit 100 supplies electric power to the wireless power transmitter 300 through the power line communication and is connected to the plurality of wireless power transmitters 300 through the power line, It is possible to supply electricity to electric vehicles.

전력선(200)은 전원공급부(100)와 무선전력송신기(300)를 연결하며, 무선전력송신기(300)로부터 전력공급 요청을 전원공급부(100)로 전달하고 전원공급부(100)로부터 전력공급을 요청한 무선전력송신기(300)로 전력을 전달한다.The power line 200 connects the power supply unit 100 and the wireless power transmitter 300 and transmits a power supply request from the wireless power transmitter 300 to the power supply unit 100 and requests power supply from the power supply unit 100 And transfers power to the wireless power transmitter 300.

무선전력송신기(300)는 전기 자동차의 무선전력수신기(400)가 감지되고 전기 자동차가 충전가능상태인 것이 확인되면 전력선 통신을 통해 전원공급부(100)로 무선전력 공급을 요청한다. 또는, 전기 자동차로부터 무선전력 공급 요청신호를 받으면 전원공급부(100)로 전력공급을 요청할 수도 있다.The wireless power transmitter 300 requests the wireless power supply 100 to the power supply unit 100 through the power line communication when the wireless power receiver 400 of the electric vehicle is detected and the electric vehicle is confirmed to be in chargeable state. Alternatively, upon receiving the wireless power supply request signal from the electric vehicle, the power supply unit 100 may be requested to supply electric power.

무선전력송신기(300)는 자기공진방식을 이용하여 전기 자동차의 무선전력수신기(400)에게 무선으로 전력을 전송하며, 자기장 통신을 통해 무선전력송신기(300)와 전기 자동차 사이에 데이터를 송수신할 수 있다.The wireless power transmitter 300 wirelessly transmits power to the wireless power receiver 400 of an electric vehicle using a self resonance method and transmits and receives data between the wireless power transmitter 300 and the electric vehicle through magnetic field communication have.

무선전력송신기(300)는 전원공급부(100)와 전력선(200)으로 연결되어 전원공급부(100)와 떨어진 위치에 설치될 수 있으며, 주차장과 같이 전기 자동차가 주차되는 위치에 설치될 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면, 전기 자동차가 주차장과 같은 공간에 주차되어 있는 시간 동안 전기 자동차의 주차 위치에 설치된 무선전력송신기(300)를 통해 전기 자동차에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.The wireless power transmitter 300 may be installed at a position away from the power supply unit 100 by being connected to the power supply unit 100 by the power line 200 and may be installed at a position where the electric vehicle is parked such as a parking lot. Therefore, according to the present invention, electric power can be wirelessly transmitted to the electric vehicle through the wireless power transmitter 300 installed in the parking position of the electric vehicle during the time when the electric vehicle is parked in a space such as a parking lot.

도 3은 무선전력송신기(300)의 구체적인 구조를 나타낸 것이다.3 shows a specific structure of the wireless power transmitter 300. As shown in FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 무선전력송신기(300)는 전력선통신모뎀(301), 제어기(302), 자기장통신모뎀(303), 인버터(304), 매칭회로(305) 및 송신코일(306)을 포함한다.3, the wireless power transmitter 300 includes a power line communication modem 301, a controller 302, a magnetic field communication modem 303, an inverter 304, a matching circuit 305, .

전력선통신모뎀(301)은 무선전력송신기(300)가 전원공급부(100)와 전력선 통신을 수행할 수 있도록 하며, 자기장통신모뎀(303)은 무선전력송신기(300)가 전기 자동차와 자기장 통신을 수행하도록 한다.The power line communication modem 301 allows the wireless power transmitter 300 to perform power line communication with the power supply 100 and the magnetic field communication modem 303 allows the wireless power transmitter 300 to perform magnetic field communication with the electric vehicle .

제어기(302)는 무선전력송신기(300)가 전원공급부(100) 또는 전기 자동차와 전력 송수신 또는 데이터 송수신을 수행하도록 제어한다. 제어기(302)는 전기 자동차의 충전가능상태가 감지되거나 전기 자동차로부터 전력공급 요청을 받으면 전원공급부(100)로 전력공급을 요청하며, 전원공급부(100)로부터 전력을 수신하면 전기 자동차로 무선전력을 전송하도록 한다.The controller 302 controls the wireless power transmitter 300 to perform power transmission / reception or data transmission / reception with the power supply unit 100 or the electric vehicle. The controller 302 requests power supply to the power supply unit 100 when the rechargeable state of the electric vehicle is sensed or a power supply request is received from the electric vehicle. When the electric power is received from the power supply unit 100, .

송신코일(306)은 전기 자동차로 무선전력을 송신하며, 송신코일(306)과 연결된 매칭회로(305)는 무선전력송신기(300)와 전기 자동차의 무선전력수신기(400) 간의 공진 주파수 매칭을 수행한다.The transmitting coil 306 transmits wireless power to the electric vehicle and the matching circuit 305 coupled to the transmitting coil 306 performs resonant frequency matching between the wireless power transmitter 300 and the wireless power receiver 400 of the electric vehicle do.

도 4는 전기 자동차에 탑재된 무선전력수신기(400)의 구조를 나타낸 것이다.4 shows a structure of a wireless power receiver 400 mounted on an electric vehicle.

도 4에 도시된 바와 같이, 무선전력수신기(400)는 배터리(401), DC-DC 컨버터(402), 정류회로(403), 스위치(404), 매칭회로(405), 수신코일(406), 제어기(407), 자기장통신모뎀(408), 아날로그회로(409)를 포함한다.4, the wireless power receiver 400 includes a battery 401, a DC-DC converter 402, a rectifying circuit 403, a switch 404, a matching circuit 405, a receiving coil 406, A controller 407, a magnetic field communication modem 408, and an analog circuit 409.

배터리(401)는 무선전력송신기(300)로부터 수신한 무선전력을 저장하며, 정류회로(403)는 수신한 무선전력을 정류한다. 스위치(404)는 ON/OFF 되어 무선전력의 수신을 제어하며, 스위치(404)의 ON/OFF는 제어기(407)에 의하여 제어될 수 있다.The battery 401 stores the wireless power received from the wireless power transmitter 300, and the rectifying circuit 403 rectifies the received wireless power. The switch 404 is turned ON / OFF to control the reception of the radio power, and ON / OFF of the switch 404 can be controlled by the controller 407.

수신코일(406)은 무선전력송신기(300)가 송신한 무선전력을 수신하며 매칭회로(405)는 무선전력송신기(300)로부터 무선전력 수신을 위한 공진 주파수 매칭을 수행한다.The receiving coil 406 receives the wireless power transmitted by the wireless power transmitter 300 and the matching circuit 405 performs the resonant frequency matching for the wireless power reception from the wireless power transmitter 300.

제어기(407)는 무선전력의 수신, 무선전력의 공급 요청을 제어하며, 자기장통신모뎀(408)을 통해 무선전력송신기(300)와 데이터 송수신을 수행한다.The controller 407 controls reception of wireless power, request for supply of wireless power, and data transmission / reception with the wireless power transmitter 300 via the magnetic field communication modem 408. [

도 5는 자기장 통신에 기반하여 무선전력을 전송하는 슈퍼프레임의 구조를 나타낸 것이다.5 shows a structure of a super frame for transmitting wireless power based on magnetic field communication.

도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 슈퍼프레임(Super Frame)은 요청구간(Request Period), 응답구간(Response Period) 및 자율구간(Spontaneous Period)으로 이루어지며, 요청 구간과 응답 구간의 길이는 가변적이다.5, one super frame is composed of a request period, a response period, and a spontaneous period, and the lengths of the request period and the response period are variable to be.

슈퍼프레임은 무선전력송신기(300)가 요청구간에서 응답 요청 패킷을 전송함으로써 시작된다. 응답 요청 패킷에는 응답구간 동안 응답 패킷을 전송할 수 있는 무선전력수신기(400)에 대한 정보를 가지고 있으며, 무선전력수신기(400)는 응답 요청 패킷에 있는 정보를 사용하여 응답구간 동안 응답 패킷을 전송한다.The superframe is initiated by the wireless power transmitter 300 transmitting a response request packet in the request interval. The response request packet has information on the wireless power receiver 400 that can transmit a response packet during the response period and the wireless power receiver 400 transmits the response packet during the response period using the information in the response request packet .

자율구간에서는 무선전력수신기(400)가 무선전력송신기(300)의 요청이 없더라도 무선전력송신기(300)에 데이터를 전송할 수 있다.
In the autonomous period, the wireless power receiver 400 may transmit data to the wireless power transmitter 300 without the request of the wireless power transmitter 300.

이하에서는 도 6 내지 도 20을 참조하여 이동형 자기장 통신 프로토콜을 설명한다.
Hereinafter, a mobile magnetic field communication protocol will be described with reference to FIGS.

1. 개요 1. Overview

이동형 자기장 통신 프로토콜은 저주파 대역(30 KHz~300 KHz)에서 이동 중에 자기장 신호를 이용하여 데이터를 송수신하는 무선 통신 기술이다. 무선 통신의 낮은 동작 주파수는 128 KHz이며, 변조 방식은 주파수편이(Frequency Shift Keying; FSK) 방식을 이용한다. 데이터율을 다양화하기 위하여 맨체스터(Manchester) 코딩과 비제로 복귀 레벨(Non-Return-to-Zero Level; NRZ-L) 코딩, 인터리빙(Interleaving) 코딩, 해밍(Hamming) 코딩, 스크램블링(Scrambling)을 사용함으로써 수 m의 거리에서 수 Kbps의 데이터율을 제공한다.The mobile magnetic field communication protocol is a wireless communication technology for transmitting and receiving data using a magnetic field signal in a low frequency band (30 KHz to 300 KHz) on the move. The lower operating frequency of the wireless communication is 128 KHz, and the modulation method uses a frequency shift keying (FSK) method. Manchester coding and non-return-to-zero level (NRZ-L) coding, interleaving coding, Hamming coding, and scrambling to vary the data rate. Thereby providing a data rate of several Kbps at a distance of several meters.

이동형 자기장 통신 프로토콜은 전송채널 상태가 유동적으로 변화하기 때문에 데이터 전송률에 영향을 준다. 전송채널 상태에 따라 데이터 전송 속도를 유동적으로 선택 가능하다. 또한 에러 정정기능이 있는 인터리빙 코딩 방식과 해밍 코딩 방식을 선택함으로써 데이터 전송률을 높일 수 있다. 이는 센서 네트워크, 홈네트워크 및 건설, 농업, 교통 등 응용 서비스 분야에 적용될 수 있다.
The mobile magnetic field communication protocol affects the data transmission rate because the transmission channel state changes flexibly. The data transmission speed can be flexibly selected according to the transmission channel state. Also, by selecting an interleaving coding method and a Hamming coding method having an error correction function, the data transmission rate can be increased. This can be applied to sensor networks, home networks, and application services such as construction, agriculture, and transportation.

2. 표준의 구성 및 범위 2. Composition and scope of standards

본 표준은 저주파 대역에서 이동 중에 자기장 신호를 이용하여 데이터를 전송하는 무선 네트워크의 물리 계층을 정의한다. 특히, 이동형 자기장 통신 물리계층 프레임 구조, 데이터 전송률, 코딩 및 변조에 대하여 규정한다. 본 표준에서는 수 m의 거리내 수 Kbps 무선 네트워크를 구성하여 저주파 대역(30 KHz~300 KHz)으로 통신하는 방법에 대해 규정한다. 이는 센서 네트워크, 홈 네트워크 및 건설, 농업, 교통 등 응용 서비스 분야에 적용될 수 있다. 본 표준은 각국의 비허가로 사용할 수 있는 기기에 허용되는 방사 제한치 규정을 준수하는 것으로 한다.
This standard defines the physical layer of a wireless network that transmits data using magnetic field signals during movement in the low frequency band. In particular, it defines the mobile field communication physical layer frame structure, data rate, coding and modulation. This standard specifies a method of communicating in a low frequency band (30 KHz ~ 300 KHz) by constructing a few Kbps wireless network within a few meters of distance. This can be applied to sensor networks, home networks, and application services such as construction, agriculture, and transportation. This standard is to comply with the emission limit regulations that are allowed for non-licensed devices in each country.

3. 참조 표준(권고)3. Reference standards (Recommendations)

- 해당 사항 없음
- None

4. 정의 4. Definitions

4.1. 용어 4.1. Terms

자기장 통신(Magnetic Field Communication): 저주파 대역에서 자기장 신호를 이용하여 데이터를 송수신하는 무선 통신 기술Magnetic Field Communication (Magnetic Field Communication): Wireless communication technology that transmits and receives data using magnetic field signals in low frequency band

이동형 자기장 통신(Mobile Magnetic Field Communication): 저주파 대역에서 이동 중에 자기장 신호를 이용하여 데이터를 송수신하는 무선 통신 기술
Mobile Magnetic Field Communication: Wireless communication technology that transmits and receives data by using a magnetic field signal while moving in a low frequency band

4.2. 약어 4.2. Abbreviation

CRC          순환 잉여 검사(cyclic redundancy check)CRC cyclic redundancy check

HCS 헤더 검사 수열 (header check sequence)HCS header check sequence

FCS 프레임 검사 수열 (frame check sequence)FCS frame check sequence

FSK          주파수 편이 변조 (frequency shift keying)
FSK frequency shift keying

5. 무선 인터페이스5. Wireless Interface

5.1 주파수 5.1 Frequency

이동형 자기장 통신에서는 이동 중에 효율적인 무선통신을 위해 최소 주파수 편이 변조(Minimum frequency-shift keying) 방식을 사용한다. 최소 주파수 편이 변조 방식에서 낮은 동작 주파수(f0)와 높은 동작 주파수(f1) 간의 차이는 비트율의 절반과 동일하다. 따라서 0과 1비트를 나타내는 파형 간의 차이는 반송 주기의 절반과 정확히 일치한다. 최대 주파수 편차(δ)는0.25 f1이다. 이때, 낮은 동작 주파수(f0)와 높은 동작 주파수(f1)의 중심 주파수(fc)는 128KHz이며, 주파수의 최대 허용 오차는 ±20ppm이다.
In mobile magnetic field communication, a minimum frequency-shift keying scheme is used for efficient wireless communication during movement. In the minimum frequency shift keying scheme, the difference between the low operating frequency (f 0 ) and the high operating frequency (f 1 ) is equal to half the bit rate. Therefore, the difference between the waveform representing 0 and 1 bit exactly matches half of the cycle. The maximum frequency deviation (δ) is 0.25 f 1. At this time, the center frequency f c of the low operating frequency f 0 and the high operating frequency f 1 is 128 KHz, and the maximum tolerance of the frequency is ± 20 ppm.

5.2 신호 파형5.2 Signal waveform

6장과 7장의 정의에 따라 변환된 비트 신호는 도 6과 표 1에 정의된 포락선(Envelope)으로 만들어진다.The converted bit signal according to the definitions in Chapters 6 and 7 is made up of the envelope defined in Fig. 6 and Table 1.

도 6은 포락선 형태를 나타내며, 표 1은 포락선 파라미터를 나타낸다. 표 1에서 A는 포락선의 크기이다. 포락선 크기의 변화폭은 양의 변화폭(Mh)과 음의 변화폭(MI)로 나눌 수 있는데, Mh와 MI의 최대값은 A의 10% 이내이다.Figure 6 shows the envelope shape, and Table 1 shows the envelope parameter. In Table 1, A is the size of the envelope. The magnitude of the envelope size can be divided into the positive change magnitude (M h ) and the negative change magnitude (M I ). The maximum value of M h and M I is within 10% of A

파라미터parameter 심볼symbol 최대maximum 양의 변화폭Amount of Change Mh M h 0.1A0.1A 음의 변화폭Change of sound MI M I 0.1A0.1A

안테나로 전송되는 신호는 도 7과 같이 본 절에서 정의된 포락선에 맞추어 FSK 변조된 신호이다.
The signal transmitted to the antenna is an FSK modulated signal according to the envelope defined in this section as shown in FIG.

6. 물리계층 프레임 구조6. Physical layer frame structure

본 장에서는 물리계층의 프레임 구조를 정의한다. 도 8에 나타나 있는 것과 같이 물리계층 프레임은 프리앰블, 헤더, 그리고 페이로드로 구성된다. 프레임은 최하위 비트(LSB)부터 송수신이 이루어진다.
This section defines the frame structure of the physical layer. As shown in FIG. 8, the physical layer frame includes a preamble, a header, and a payload. The frame is transmitted from the least significant bit (LSB).

6.1 프리앰블6.1 Preamble

프리앰블(Preamble)은 도 9와 같이 16 비트 수열로, 12 비트 '0(s)'과 16비트 8888h 그리고 4비트 01012로 구성된다. 프리앰블의 처음 12 비트는 수신단에서 패킷 동기, 심볼 시간 조정 등의 목적으로 사용한다. 12 비트 다음의 16 비트는 자기장 채널의 특성을 파악하는 목적으로 사용하며 이퀄라이져에서 수신신호의 정상적인 복원을 위해 사용된다. 프리앰블은 6.2절에 정의된 TYPE 0 방식으로 코딩을 한다.
Preamble (Preamble) is composed of a 16-bit sequence, a 12-bit '0 (s)' and 16-bit and 4-bit 0101 8888 h 2 as shown in FIG. The first 12 bits of the preamble are used for packet synchronization and symbol time adjustment at the receiving end. 12 bits The following 16 bits are used for characterizing the magnetic field channel and are used for normal recovery of the received signal in the equalizer. The preamble is coded using the TYPE 0 scheme defined in Section 6.2.

6.2 헤더6.2 Header

헤더는 도 10과 표 2와 같이 4비트의 데이터율 및 코딩 필드, 8비트의 페이로드 데이터 길이 필드, 4비트의 예약 필드, 8비트의 헤더 검사 수열 필드로 이루어진다. 헤더는 LSB부터 전송되므로 데이터율 및 코딩 필드의 LSB가 제일 먼저 전달되고 헤더 검사 수열의 최상위 비트(MSB)가 가장 나중에 전달된다. 헤더는 본 절에 정의된 TYPE 0 방식으로 코딩을 한다.As shown in FIG. 10 and Table 2, the header includes a 4-bit data rate and coding field, an 8-bit payload data length field, a 4-bit reserved field, and an 8-bit header check sequence field. Since the header is transmitted from the LSB, the data rate and the LSB of the coding field are transmitted first, and the most significant bit (MSB) of the header check sequence is transmitted last. Headers are coded using the TYPE 0 scheme defined in this section.

비트beat 내용Contents 비고Remarks b3-b0b3-b0 데이터율 및 코딩Data rate and coding b3-b0 (4비트)의 값은 데이터율 및 코딩 방식을 지정한다.The value of b3-b0 (4 bits) specifies the data rate and coding scheme. b11-b4b11-b4 페이로드 데이터 길이Payload data length b11-b4 (8비트)의 값은 페이로드의 데이터 길이를 바이트 단위로 나타낸다. MSB는 b11이고 LSB는 b4이다.The value of b11-b4 (8 bits) indicates the data length of the payload in bytes. The MSB is b11 and the LSB is b4. b15-b12b15-b12 ReservedReserved ReservedReserved b23-b16b23-b16 헤더 검사 수열Header check sequence b23-b16 (8비트)의 순회 잉여 부호로 이루어진 헤더 검사 수열이다.b23-b16 (8 bits) circulant residue code.

6.2.1 데이터율 및 코딩 필드6.2.1 Data rate and coding field

데이터율 및 코딩 필드는 전송되는 프레임의 페이로드에 적용되는 데이터 전송률 및 코딩 방식을 명시하며, 표 3과 같이 4비트로 표현된다.The data rate and coding field specifies the data rate and coding scheme applied to the payload of a frame to be transmitted, and is represented by 4 bits as shown in Table 3. [

비트 (b3 b2 b1 b0)The bits (b3 b2 b1 b0) 데이터율 및 코딩Data rate and coding 00000000 TYPE 0TYPE 0 00010001 TYPE 1TYPE 1 00100010 TYPE 2TYPE 2 00110011 TYPE 3TYPE 3 01000100 TYPE 4TYPE 4 01010101 TYPE 5TYPE 5 01100110 TYPE 6TYPE 6 01110111 TYPE 7TYPE 7 10001000 TYPE 8TYPE 8 10011001 TYPE 9TYPE 9 10101010 TYPE 10TYPE 10 10111011 TYPE 11TYPE 11 11001100 TYPE 12TYPE 12 11011101 TYPE 13TYPE 13 11101110 TYPE 14TYPE 14 11111111 TYPE 15TYPE 15

데이터율 및 코딩 필드값에 따른 데이터 전송률 및 코딩 방식은 표 4와 같이 정의한다. TYPE 0, TYPE 1, TYPE 2 는 맨체스터 코딩을 사용하며 데이터 전송률은 각각 1kbps, 2kbps, 4kbps이다. TYPE 3, TYPE 4, TYPE 5는 NRZ-L 코딩 후 스크램블링을 하며 데이터 전송률은 각각 2kbps, 4kbps, 8kbps이다. 또한 TYPE 6, TYPE 7, TYPE 8 는 인터리빙과 해밍 코딩 후, 스크램블링을 하며 데이터 전송률은 각각 1kbps, 2kbps, 4kbps이다.The data rate and coding method according to the data rate and the coding field value are defined as shown in Table 4. TYPE 0, TYPE 1, TYPE 2 use Manchester coding and the data rates are 1kbps, 2kbps and 4kbps, respectively. TYPE 3, TYPE 4, and TYPE 5 are scrambled after NRZ-L coding and the data rates are 2kbps, 4kbps and 8kbps, respectively. TYPE 6, TYPE 7 and TYPE 8 are scrambled after interleaving and Hamming coding, and data rates are 1kbps, 2kbps and 4kbps, respectively.

데이터율 및 코딩Data rate and coding 데이터 전송률Data rate 코딩 방식Coding method 비고Remarks TYPE 0TYPE 0 1 kbps1 kbps 맨체스터Manchester -- TYPE 1TYPE 1 2 kbps2 kbps 맨체스터Manchester -- TYPE 2TYPE 2 4 kbps4 kbps 맨체스터Manchester -- TYPE 3TYPE 3 2 kbps2 kbps NRZ-L + 스크램블링NRZ-L + scrambling -- TYPE 4TYPE 4 4 kbps4 kbps NRZ-L + 스크램블링NRZ-L + scrambling -- TYPE 5TYPE 5 8 kbps8 kbps NRZ-L + 스크램블링NRZ-L + scrambling -- TYPE 6TYPE 6 1 kbps1 kbps 인터리빙 + 해밍 + 스크램블링Interleaving + Hamming + Scrambling -- TYPE 7TYPE 7 2 kbps2 kbps 인터리빙 + 해밍 + 스크램블링Interleaving + Hamming + Scrambling -- TYPE 8TYPE 8 4 kbps4 kbps 인터리빙 + 해밍 + 스크램블링Interleaving + Hamming + Scrambling -- TYPE 9~15TYPE 9-15 ReservedReserved ReservedReserved --

6.2.2 페이로드 데이터 길이 필드6.2.2 Payload Data Length field

페이로드 데이터 길이 필드는 총 8비트로 이루어져 있다. 페이로드 데이터 길이는 전송되는 프레임의 페이로드 데이터 수를 바이트 단위로 나타낸다. 페이로드 데이터 길이는 0바이트부터 최대 255바이트이다.
The payload data length field consists of a total of 8 bits. The payload data length indicates the number of payload data of the transmitted frame in units of bytes. The payload data length is from 0 bytes to a maximum of 255 bytes.

6.2.3 헤더 검사 수열 필드6.2.3 Header Check Sequence Field

헤더는 헤더 검사 수열(HCS)을 이용하여 오류를 검사한다. 헤더 검사 수열은 8비트의 순회 잉여 부호(CRC)를 사용하여 생성되며 이를 위한 원시 다항식은 아래수학식 1과 같이 주어진다.The header checks for errors using a header check sequence (HCS). The header check sequence is generated using an 8-bit cyclic redundancy code (CRC), and a primitive polynomial for this is given by Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 11은 헤더 검사 순회 잉여 부호의 부호화 회로 예이다. 부호화 회로의 레지스터 초기값을 [0000 0000]으로 세팅하며 도 11에 표시된 스위치(S)가 '1'인 상태에서 데이터가 입력되고, 마지막 비트가 입력되었을 때는 S가 '2'인 상태로 바뀌어 검사 수열을 레지스터로부터 전송한다. 이때 D7에 저장된 값부터 전송한다.
11 is an example of a coding circuit of a header check cyclic redundancy code. Data is input in the state where the switch S shown in FIG. 11 is set to '1', and when the last bit is input, the state of S is changed to '2' to set the initial value of the register of the encoding circuit to [0000 0000] Transmits the sequence from the register. At this time, the value stored in D 7 is transmitted.

6.3 페이로드6.3 Payload

페이로드는 도 12와 같이 전송할 데이터 필드와 이에 대한 오류를 검사하기 위한 프레임 검사 수열(FCS) 필드로 이루어진다. 데이터의 길이가 0일 때는 프레임 검사 수열도 포함되지 않는다. 따라서 페이로드의 길이는 0바이트부터 최대 257바이트이다. 페이로드는 전송 채널 상태에 따라 6.2절에 정의된 데이터 전송률 및 코딩 방식을 선택하여 전송할 수 있다.
The payload is composed of a data field to be transmitted and a frame check sequence (FCS) field for checking an error therebetween as shown in FIG. When the length of the data is 0, the frame check sequence is not included. Therefore, the length of the payload is 0 to 257 bytes. The payload can select and transmit the data rate and coding scheme defined in Section 6.2 depending on the transmission channel state.

6.3.1 프레임 검사 수열 필드6.3.1 Frame Check Sequence Field

프레임 검사 수열 필드는 16비트의 순회 잉여 부호를 사용하여 생성된다. 프레임 검사 수열은 페이로드 데이터에 대하여 계산하며, 페이로드 데이터의 길이가 0이면 생성하지 않는다. 프레임 검사 수열은 표 5의 정의에 따라 계산한 뒤, 이를 다시 1의 보수로 바꿔서 데이터 이후에 보낸다.The frame check sequence field is generated using a 16-bit cyclic redundancy code. The frame check sequence is calculated for the payload data, and if the length of the payload data is 0, the frame check sequence is not generated. The frame check sequence is computed according to the definition in Table 5, and then it is replaced with 1's complement and sent after the data.

CRC 타입CRC type 길이Length 다항식Polynomial 초기값Initial value 잉여값Surplus value ISO/IEC 13239ISO / IEC 13239 16bits16bits X16+X12+X5+1X 16 + X 12 + X 5 + 1 0xFFFF0xFFFF 0x1D0F0x1D0F

7. 물리계층 변조 및 코딩 방식7. Physical layer modulation and coding scheme

7.1 변조 방식7.1 Modulation method

이동형 자기장통신에서는 이동 중에 효율적인 무선통신을 위해 최소 주파수 편이 변조(Minimum frequency-shift keying) 방식을 사용한다. 도 13과 같이 각각의 TYPE i (i=0~8)로 변환된 신호는 0은 낮은 동작 주파수(f c -x), 1은 높은 주파수(f c +x)로 변조되어 전송된다.
In mobile magnetic field communication, a minimum frequency-shift keying scheme is used for efficient wireless communication during movement. As shown in FIG. 13, a signal converted into each TYPE i (i = 0 to 8) is modulated to a low operating frequency ( f c -x ) and a high frequency ( f c + x ) to be transmitted.

7.2 코딩 방식7.2 Coding scheme

7.2.1 맨체스터7.2.1 Manchester

맨체스터 코딩은 도 14와 같이 각 비트 구간(Tbit)의 중간에서 신호 레벨이 변한다. 이때 데이터 비트가 '0'인 경우에는 레벨 '1'에서 레벨 '0'으로 변하고, 반대로 데이터 비트가 '1'인 경우에는 레벨 '0'에서 레벨 '1'로 변한다.
The Manchester coding changes the signal level in the middle of each bit interval (T bit ) as shown in FIG. At this time, when the data bit is '0', the level changes from level '1' to level '0'. Conversely, when the data bit is '1', the level changes from level '0' to level '1'.

7.2.2 NRZ-L7.2.2 NRZ-L

NRZ-L(Nonreturn-to-Zero Level)은 도 15과 같이 데이터 비트가 '0'인 경우에는 레벨 '0', 데이터 비트가 '1'인 경우에는 레벨 '1'로 매칭된다.
The Nonreturn-to-Zero Level (NRZ-L) is matched to level '0' when the data bit is '0' and to level '1' when the data bit is '1', as shown in FIG.

7.2.3 인터리빙7.2.3 Interleaving

인터리빙은 도 16과 같이 깊이(depth)는 6, 부호 워드(codeword) 길이는 8로 정의한다. 출력 데이터의 위치 i는 다음과 같은 수학식 2에 의해 결정된다. k는 0에서 (codeword-1)의 값을 의미한다.As shown in FIG. 16, the interleaving is defined as a depth of 6 and a codeword length of 8, as shown in FIG. The position i of the output data is determined by the following equation (2). k means a value of 0 (codeword-1).

Figure pat00002
Figure pat00002

7.2.4 해밍7.2.4 Hamming

해밍 코드는 데이터 비트와 에러 검출/수정을 위한 패리티 비트로 구성되는데 전송되는 데이터 비트 수에 따른 패리티 비트 수는 다음 수학식 3에 의해 구해진다.The Hamming code is composed of a data bit and a parity bit for error detection / correction. The number of parity bits according to the number of data bits to be transmitted is obtained by the following equation (3).

Figure pat00003
Figure pat00003

d은 데이터 비트 수이고 p는 패리티 비트 수이며, 패리티 비트 수는 수식을 만족하는 최소값으로 정한다. 패리티 비트는 최하위 1에서부터 2n 자리에 배치된다. 각 패리티 비트별 패리티 체크 비트는 자신을 포함하여 각 비트의 위치 수만큼 읽고 위치 수만큼 건너띄는 방식으로 한다. 단, 패리티 계산시 자신은 제외하고 짝수 패리티를 적용한다.
d is the number of data bits, p is the number of parity bits, and the number of parity bits is the minimum value satisfying the formula. The parity bits are placed in the 2 n positions from the lowest 1. The parity check bits for each parity bit are read by the number of positions of each bit including itself and skipped by the number of positions. However, when calculating the parity, it excludes itself and applies even parity.

7.2.5 스크램블링 7.2.5 Scrambling

NRZ-L 코딩과 인터리빙 코딩을 이용한 프레임의 페이로드는 스크램블러를 통하여 스크램블 된다. 단, 프리앰블과 헤더는 스크램블 되지 않는다. 스크램블러의 원시 다항식 g(D)는 다음 수학식 4와 같다.The payload of a frame using NRZ-L coding and interleaving coding is scrambled through a scrambler. However, the preamble and header are not scrambled. The primitive polynomial g (D) of the scrambler is given by the following equation (4).

Figure pat00004
Figure pat00004

이때 D는 비트 지연 요소 (delay element) 이다. 도 17은 스크램블러의 구조이다. 여기서 dk는 다음 수학식 5와 같이 만들어진다.Where D is a bit delay element. 17 shows the structure of a scrambler. Here, d k is made according to the following equation (5).

Figure pat00005
Figure pat00005

이때

Figure pat00006
는 GF(2) 덧셈(Exclusive OR)이다. 다항식의 초기값은 모두 1로 둔다. 데이터 입력 sk를 스크램블링 되기 전의 비트라 두면 스크램블된 데이터 출력 bk는 다음의 수학식 6과 같다.At this time
Figure pat00006
Is a GF (2) addition (Exclusive OR). The initial value of the polynomial is set to 1. If the data input s k is a bit before being scrambled, the scrambled data output b k is given by Equation 6 below.

Figure pat00007
Figure pat00007

7.3 변조 및 코딩 과정7.3 Modulation and coding process

본 절에서는 프리앰블, 헤더 그리고 페이로드 각각에 대하여 프레임을 구성한 뒤, 변조 및 코딩하는 일련의 과정을 정의한다.
In this section, a frame is formed for each of the preamble, the header, and the payload, and a series of processes for modulating and coding are defined.

7.3.1 프리앰블7.3.1 Preamble

도 18에 도시된 바와 같이, 프리앰블은 6.1절에서 정의한 프리앰블 수열을 6.2절에서 정의된 TYPE 0 방식으로 변환한 뒤, FSK 변조를 이용하여 전송한다.
As shown in FIG. 18, the preamble transforms the preamble sequence defined in section 6.1 into the TYPE 0 scheme defined in section 6.2, and then transmits using the FSK modulation.

7.3.2 헤더7.3.2 Headers

헤더는 6.2절에서 정의한 바와 같이 총 24비트를 전송한다. 도 19에서 보는 바와 같이 먼저 순수 헤더 정보 16비트에 헤더 검사 수열 8비트를 추가하고 6.2절에서 정의된 TYPE 0 방식으로 변환을 취한 뒤 FSK 변조를 이용하여 전송한다.
The header carries a total of 24 bits as defined in Section 6.2. As shown in FIG. 19, first, 8 bits of the header check sequence are added to 16 bits of the pure header information, and conversion is performed using the TYPE 0 scheme defined in Section 6.2, and then the FSK modulation is used.

7.3.3. 페이로드7.3.3. Payload

도 20에 도시된 바와 같이, 페이로드는 6.3절에서와 같이 전송할 데이터에 페이로드 검사 수열 16비트를 추가하고, 6.2절에 정의된 데이터 전송률 및 코딩 방식에 따라 9가지의 변환 방법 중 하나 TYPE i (i=0~8)를 선택하여 변환한 뒤 FSK 변조를 이용하여 전송한다.
As shown in FIG. 20, the payload adds 16 bits of the payload check sequence to the data to be transmitted as described in Section 6.3, and selects one of the nine conversion methods TYPE i (i = 0 to 8) are selected and converted and then transmitted using FSK modulation.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention, but are intended to be illustrative, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents, which fall within the scope of the present invention as claimed.

Claims (7)

전기 자동차에 무선전력을 전송하며 자기장 통신 프로토콜에 따라 데이터를 전송하는 무선전력송신기;
전력선 통신을 통해 상기 무선전력송신기에 전력을 공급하는 전원공급부; 및
상기 무선전력송신기와 상기 전원공급부를 연결하는 전력선
을 포함하는 전기 자동차 무선 충전 시스템.
A wireless power transmitter for transmitting wireless power to an electric vehicle and for transmitting data according to a magnetic field communication protocol;
A power supply for supplying power to the wireless power transmitter through power line communication; And
And a power line connecting the wireless power transmitter and the power supply unit
The electric vehicle charging system comprising:
제1항에 있어서, 상기 무선전력송신기는
상기 전원공급부와 전력선 통신을 수행하는 전력선통신모뎀;
상기 전기 자동차와 자기장 통신을 수행하는 자기장통신모뎀; 및
상기 전력선통신모뎀과 상기 자기장통신모뎀의 작동을 제어하는 제어기를 포함하는 것
인 전기 자동차 무선 충전 시스템.
2. The wireless power transmitter of claim 1,
A power line communication modem for performing power line communication with the power supply unit;
A magnetic field communication modem for performing magnetic field communication with the electric vehicle; And
And a controller for controlling operation of the power line communication modem and the magnetic field communication modem
Electric car wireless charging system.
제1항에 있어서, 상기 무선전력송신기는
상기 전기 자동차의 충전 가능 상태가 확인되면 상기 전원공급부로 전력공급을 요청하는 것
인 전기 자동차 무선 충전 시스템.
2. The wireless power transmitter of claim 1,
And requesting power supply to the power supply unit when the charging state of the electric vehicle is confirmed
Electric car wireless charging system.
제1항에 있어서, 상기 전원공급부는
상기 무선전력송신기로부터 전력공급을 요청받으면 상기 전력선을 통해 상기 무선전력송신기에 전력을 공급하는 것
인 전기 자동차 무선 충전 시스템.
The plasma display apparatus of claim 1, wherein the power supply unit
And supplying power to the wireless power transmitter via the power line upon receipt of a request for power supply from the wireless power transmitter
Electric car wireless charging system.
배터리;
무선전력송신기로부터 송신되는 무선전력을 수신하는 수신코일;
상기 수신코일과 연결되며 상기 무선전력송신기와 공진 주파수를 매칭하는 매칭회로;
상기 매칭회로와 연결된 스위치;
상기 스위치와 연결되며 상기 수신코일을 통해 수신된 무선전력을 정류하는 정류회로;
일단이 상기 정류회로와 연결되고 타단이 상기 배터리와 연결된 DC-DC 컨버터
를 포함하는 전기 자동차 무선 충전 시스템.
battery;
A receiving coil for receiving wireless power transmitted from a wireless power transmitter;
A matching circuit coupled to the receive coil and matching the resonant frequency with the wireless power transmitter;
A switch coupled to the matching circuit;
A rectifying circuit connected to the switch and rectifying the radio power received through the receiving coil;
A DC-DC converter having one end connected to the rectifying circuit and the other end connected to the battery
Wherein the electric charging system comprises:
제5항에 있어서,
상기 스위치와 상기 DC-DC 컨버터 사이에 연결된 자기장통신모뎀을 더 포함하는 전기 자동차 무선 충전 시스템.
6. The method of claim 5,
And a magnetic field communication modem coupled between the switch and the DC-DC converter.
제5항에 있어서,
상기 매칭회로와 병렬로 연결된 전력제어커패시터; 및
일단이 상기 매칭회로와 연결되고 타단이 상기 전력제어커패시터와 연결된 매칭스위치를 더 포함하는 전기 자동차 무선 충전 시스템.
6. The method of claim 5,
A power control capacitor coupled in parallel with the matching circuit; And
Further comprising a matching switch, one end of which is connected to the matching circuit and the other end of which is connected to the power control capacitor.
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