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KR101456098B1 - 고속전력선통신기술 기반의 채널 추정을 이용한 모뎀 위치 인식 방법 - Google Patents

고속전력선통신기술 기반의 채널 추정을 이용한 모뎀 위치 인식 방법 Download PDF

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KR101456098B1
KR101456098B1 KR1020130129398A KR20130129398A KR101456098B1 KR 101456098 B1 KR101456098 B1 KR 101456098B1 KR 1020130129398 A KR1020130129398 A KR 1020130129398A KR 20130129398 A KR20130129398 A KR 20130129398A KR 101456098 B1 KR101456098 B1 KR 101456098B1
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KR
South Korea
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slave
communication modem
powerline communication
modem
power line
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Active
Application number
KR1020130129398A
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English (en)
Inventor
박창운
이재조
오상기
오휘명
이원태
Original Assignee
한국전기연구원
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Abstract

본 발명은 전력선 기반의 버스 토폴로지로 연결된 다수의 전력선통신 모뎀 간의 위치를 인식하는 방법에 관한 것으로, (a)제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과 트레이닝 시퀀스를 이용한 채널 추정을 수행하는 단계; (b)상기 채널 추정 결과값에 기초하여 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 상대적 거리를 분석하여 위치 정보를 도출하는 단계; 및 (c)상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀은 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀 및 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신의 위치를 나타내는 전력선통신 모뎀 맵을 구성하는 단계; (d)상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 마스터 전력선통신 모뎀으로 상기 전력선통신 모뎀 맵을 소정 주기 또는 간헐적으로 전송하는 단계 및 (e)상기 마스터 전력선통신 모뎀은 상기 전력선통신 모뎀 맵과 다른 하나 이상의 슬레이브 전력선통신 모뎀으로부터 수신한 하나 이상의 전력선통신 모뎀 맵을 연산하여 통합 전력성통신 모뎀 맵을 구성하는 단계를 포함한다.

Description

고속전력선통신기술 기반의 채널 추정을 이용한 모뎀 위치 인식 방법 {Method of recognizing PLC modem location based on channel estimation}
본 발명은 전력선통신모뎀의 위치 인식을 통한 맵을 구성하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 고속전력선통신기술 기반의 채널추정기법을 이용하여 전력선통신모뎀의 위치를 인식하고 이를 기반으로 전체 모뎀의 위치정보를 포함하는 맵을 구성하는 방법을 제안한다.
국제적인 탄소 배출관련 제약 및 환경에 대한 관심이 급증하며, 에너지 효율을 최적화하는 스마트그리드(smratgrid) 기술이 빠르게 발전하고 있다.
스마트그리드란 기존 전력망에 정보통신기술을 더하여 전력공급자와 소비자간 양방향으로 실시간 전력사용에 대한 정보를 교환함으로써 에너지 수요를 분산하여 효율을 극대화하는 차세대 지능형 전력망이다. 이러한 스마트그리드가 현실화되기 위해서는 양방향 정보통신 기술, 스마트 미터링 기술, 분산형 에너지 관리 기술, 전기품질 보상 기술, 전기 에너지 저장 기술, 에너지 모니터링 및 진단 기술, 보안 기술 등의 핵심기술 개발이 필수적이다. 핵심요소 기술 중 하나인 양방향 정보통신 기술은 통신의 물리매체에 제한되어 있지 않다. 스마트그리드 양방향 정보통신 기술 중에 대표적인 전력선통신 기술은 기존의 전력선을 물리매체로 사용하는 기술로 원격검침 기술에 적용되고 있다.
최근 몇 년 동안 전력선통신은 저렴한 설치비용과 쉬운 구성 등의 장점으로 Outdoor, In-home, In-plane, In-ship, In-vehicle 등의 다양한 시나리오를 가정하여 연구되고 있다. 전력선통신이 다양한 응용분야에 적용되기 위해서는 각 분야의 주파수 응답, 노이즈와 같은 채널 특성, 임피던스 및 시스템 적용방법이 연구되고 있다.
구체적으로, 전력선 통신은 기존의 전력선을 통신매체로 활용하여 양방향 통신을 지원하는데, 버스 토폴로지(bus topology) 형태로 전력선통신 신호는 전력선을 따라 수 미터에서 수 킬로미터까지 전송될 수 있다. 이러한 전력선통신모뎀의 특성에 따라 종래에는 전력선통신모뎀의 위치 및 전력선통신모뎀 간의 토폴로지를 미리 정의하여 최초 등록과정을 통해 동작하도록 하였다.
그러나, 이러한 종래 방법은 전력선통신모뎀 간의 토폴로지가 정의되어 있지 않거나 간헐적으로 위치가 변경되는 경우를 지원하는데 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, ISO/IEC 12139-1 고속전력선통신기술 기반의 채널추정기법을 활용하여 소정 주기 또는 간헐적으로 채널추정을 수행하고, 채널추정결과를 이용하여 이웃한 전력선통신 모뎀의 위치를 인식하는 방법을 제안하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 ISO/IEC 12139-1 고속전력선통신기술 기반의 채널추정기법을 활용하는데 있어 이웃한 전력선토신 모뎀의 위치를 정확하게 인식하기 위한 전력선통신 모뎀 커플링 방법을 제안하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 기반의 버스 토폴로지로 연결된 다수의 전력선통신 모뎀 간의 위치를 인식하는 방법은, (a)제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과 트레이닝 시퀀스를 이용한 채널 추정을 수행하는 단계; (b)상기 채널 추정 결과값에 기초하여 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 상대적 거리를 분석하여 위치 정보를 도출하는 단계; 및 (c)상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀은 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀 및 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신의 위치를 나타내는 전력선통신 모뎀 맵을 구성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 위치 인식 방법은, (d)상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 마스터 전력선통신 모뎀으로 상기 전력선통신 모뎀 맵을 소정 주기 또는 간헐적으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 위치 인식 방법은, (e)상기 마스터 전력선통신 모뎀은 상기 전력선통신 모뎀 맵과 다른 하나 이상의 슬레이브 전력선통신 모뎀으로부터 수신한 하나 이상의 전력선통신 모뎀 맵을 연산하여 통합 전력성통신 모뎀 맵을 구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 상기 (a) 단계는, 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀으로 제1 트레이닝 시퀀스를 전송하는 단계; 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에서 상기 제1 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계; 및 상기 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀으로 채널 추정 결과값을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 실시예에 따른 상기 (a) 단계는, 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 제1 트레이닝 시퀀스에 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 대하여 트레이닝 시퀀스 제공을 요청하는 트레이닝 시퀀스 요청 필드를 포함시켜 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 (a) 단계는, 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에서 상기 트레이닝 시퀀스 요청 필드에 부합하는 제2 트레이닝 시퀀스를 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀으로 전송하는 단계; 및 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 제2 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 채널 추정시, 일정한 채널 추정 결과값을 도출하기 위해 전력선통신 모뎀의 전력 스펙트럼 밀도를 일정한 값으로 유지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 상기 (b) 단계는, 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 대하여 상기 채널 추정 결과값이 최대인 모뎀을 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 거리가 최소인 것으로 분석할 수 있다. 그리고, 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 대하여 상기 채널 추정 결과값이 최소인 모뎀을 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 거리가 최대인 것으로 분석할 수 있다. 이때, 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 대하여 상기 채널 추정 결과값이 소정 기준치 미만인 경우 해당 전력선통신 모뎀을 상기 전력선통신 모뎀 맵에서 제외할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 상기 (c) 단계는, 상기 전력선통신 모뎀 맵이 이전에 생성된 전력선통신 모뎀 맵과 비교하여 변동사항이 있는 경우, 상기 전력선통신 모뎀 맵이 이전에 생성된 전력선통신 모뎀 맵과 비교하여 변동사항이 있는 경우, 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀 맵이 추가적인 채널 추정을 수행하는 단계; 상기 추가 채널 추정 결과를 반영하여 상기 전력선통신 모뎀 맵을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 (d) 단계는, 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 마스터 전력선통신 모뎀으로 상기 전력선통신 모뎀 맵과 함께 맵 구성에 관한 시간정보, 메시지 식별정보 중 적어도 하나를 전송할 수 있다.
나아가, 상기 (d) 단계는, 상기 전력선통신 모뎀 맵이 이전에 생성된 전력선통신 모뎀 맵과 비교하여 변동사항이 있는 경우, 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀은 상기 전력선통신 모뎀 맵의 변동을 공지하기 위한 인덱스 정보를 함께 전송할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 상기 (b) 단계는, 상기 하나 이상의 제 2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 신호감쇄기를 추가하여 채널 추정 및 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 상대적 거리를 분석할 수 있다.
이때, 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀간에 전력선통신 주파수 대역의 필터를 더 추가하여 채널 추정 및 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 상대적 거리를 분석할 수 있다.
상기 실시형태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, ISO/IEC 12139-1 고속전력선통신기술 기반의 채널추정기법을 통해 모뎀의 사전등록과정 없이 채널추정결과를 이용하여 이웃한 전력선통신 모뎀의 위치를 용이하게 인식할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, ISO/IEC 12139-1 고속전력선통신기술 기반의 채널추정기법을 활용함에 있어 전력선통신모뎀 커플링 방법을 통해 이웃한 전력선토신 모뎀 위치 인식의 정확도를 높일 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 PLC 모뎀 및 다수의 슬레이브 PLC 모뎀으로 구성된 전력선 통신 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 PLC 모뎀이 슬레이브 PLC 모뎀과 어쏘시에이션을 수행하는 상태 메카니즘의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 PLC 모뎀이 마스터 PLC 모뎀과 어쏘시에이션을 수행하는 상태 메카니즘의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 PLC 모뎀 및 슬레이브 PLC 모뎀의 위치 인식 과정의 일 예를 나타내는 절차흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 채널 추정을 이용한 다수의 PLC 모뎀간의 위치 인식 결과의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신모뎀간의 신호감쇄기를 추가한 일 예를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
본 발명은 전력선통신모뎀의 위치 인식 및 신호감쇄를 수행하기 위한 방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 고속전력선통신기술 기반의 채널추정기법을 이용하여 전력선통신모뎀의 위치를 인식하고 전력선통신모뎀간의 신호감쇄기를 추가하는 방법을 제안한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스터 PLC 모뎀 및 다수의 슬레이브 PLC 모뎀으로 구성된 전력선 통신 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신 시스템(100)은 전력선 기반의 버스 토폴로지(bus topology) 형태로 연결된 다수의 PLC 모뎀으로 구성되며, 서로 이웃한 다수의 PLC 모뎀들 중 전력선 통신을 위한 모뎀간의 어쏘시에이션을 요청하는 모뎀이 마스터 PLC 모뎀(101)이 되고, 마스터 PLC 모뎀의 어쏘시에이션 요청을 수신하는 다른 PLC 모뎀이 슬레이브 PLC 모뎀(102)이 된다. 즉, 마스터 PLC 모뎀(101)과 슬레이브 PLC 모뎀(102)은 상황에 따라 변동될 수 있다.
마스터 PLC 모뎀(101)은 전력선 기반의 버스 토폴로지로 연결된 다수의 슬레이브 PLC 모뎀(102) 중 어느 하나의 위치를 인식하고 모뎀간의 어쏘시에이션을 요청하여 전력선 통신을 재개할 수 있다.
구체적으로, 마스터 PLC 모뎀(101)은 채널추정을 위해 다수의 슬레이브 PLC 모뎀(102)이 연결된 이웃노드에서 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)를 전송하거나 트레이닝 시퀀스 요청(Training Sequence Request) 필드를 이용하여 트레이닝 시퀀스를 요청할 수 있다. 그리고, 마스터 PLC 모뎀(101) 또는 슬레이브 PLC 모뎀(102)은 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널추정을 수행하고, 마스터 PLC 모뎀 및 다수의 슬레이브 PLC 모뎀에서 수행한 채널추정결과 중 적어도 하나를 이용하여 모뎀의 위치를 인식할 수 있다.
이와 같이, 서로 다른 PLC 모뎀간의 위치를 인식하게 되면 버스 토폴로지로 연결된 모든 PLC 모뎀의 위치정보를 포함하는 맵을 구성하고, 맵 정보를 이용하여 모뎀간의 어쏘시에이션을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 PLC 모뎀이 슬레이브 PLC 모뎀과 어쏘시에이션을 수행하는 상태 메카니즘의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 전력선 통신을 위한 전원이 ON인 상태의 마스터 PLC 모뎀(200)은 슬레이브 PLC 모뎀과 비연결(disconnection) 모드(210)에서 소정의 어쏘시에이션 과정을 거쳐 연결(connection) 모드(220)로 전환한다.
구체적으로, 마스터 PLC 모뎀은 비연결 모드(210)에서 언-어쏘시에이션 상태(211)에서 MME(MAC Management Entity)에서 생성한 MMI(MAC Management Information)로 어쏘시에이션을 요청함에 따라 프록시 대기 상태(212)가 되고, 주변 이웃 노드로 어쏘시에이션을 위한 프록시 요청신호(TxProxyReq)를 전송하거나 프록시 응답신호(RxProxyRsp)를 수신함에 따라 프록시 전송 상태(213)가 된다. 이때, 마스터 PLC 모뎀은 MMI 어쏘시에이션이 실패하는 경우 프록시 대기 상태(212)에서 다시 언-어쏘시에이션 상태(211)로 전환하게 된다.
그리고, 마스터 PLC 모뎀(200)은 MMI 어쏘시에이션 수행에 따른 프록시 대기 상태(212)에서 이웃 노드들에 대한 프록시 리스트를 구성하고, 구성한 프록시 리스트에 기초하여 어느 하나의 PLC 모뎀을 슬레이브 PLC 모뎀으로 특정하여 어쏘시에이션을 수행하기 위한 대기 상태(221)로 전환할 수 있다. 이때, 프록시 리스트에 기초하여 이웃 노드에게 트레이닝 시퀀스 전송을 요청하는 상태(221a)이거나 또는 모든 이웃 노드로 트레이닝 시퀀스를 전송하며 채널 추정 결과로 제공하는 상태(221b)가 될 수 있다.
이때, 마스터 PLC 모뎀은 자신이 전송한 트레이닝 시퀀스를 이용하거나 또는 슬레이브 PLC 모뎀으로부터 수신한 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있고, 또는 슬레이브 PLC 모뎀으로부터 채널 추정 결과를 수신할 수 있으며, 이러한 채널 추정 결과를 이용하여 다른 모뎀의 위치를 인식할 수 있다.
모뎀간의 채널 추정을 다수의 슬레이브 PLC 모뎀에 대하여 반복 수행함에 따라 버스 토폴로지로 연결된 모든 PLC 모뎀의 위치정보를 포함하는 맵을 구성할 수 있다.
이후, 마스터 PLC 모뎀(200)은 슬레이브 PLC 모뎀과의 연결 대기 상태(221)에서 어쏘시에이션 요청신호(TxAssociationReq)를 전송함에 따라 연결을 위한 환경설정 대기상태(222)로 전환하고, 슬레이브 PLC 모뎀으로부터 어쏘시에이션 응답신호(RxAssociationRsp)를 수신함에 따라 모뎀 구동 상태(223)로 전환하여 슬레이브 PLC 모뎀과 어쏘시에이션을 수행할 수 있다.
이때, 마스터 PLC 모뎀과 슬레이브 PLC 모뎀간에 어쏘이에이션이 수행되어 연결 모드(220)가 되더라도 어쏘시에이션 중단시 비연결 모드(210)로 전환되고, 상술한 어쏘시에이션 과정을 반복 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬레이브 PLC 모뎀이 마스터 PLC 모뎀과 어쏘시에이션을 수행하는 상태 메카니즘의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전력선 통신을 위한 전원이 ON인 상태의 슬레이브 PLC 모뎀(300)은 마스터 PLC 모뎀과 비연결(disconnection) 모드(310)에서 소정의 어쏘시에이션 과정을 거쳐 연결(connection) 모드(320)로 전환한다.
슬레이브 PLC 모뎀(300)은 비연결 모드(310)에서 언-어쏘시에이션 상태(311)에서 마스터 PLC 모뎀으로부터 어쏘시에이션 요청 신호(TxAssociationReq)를 수신함에 따라 모뎀간의 연결을 위한 환경설정 대기상태(321)가 되고, 마스터 PLC 모뎀으로 어쏘시에이션 응답신호(RxAssociationRsp)를 전송함에 따라 모뎀 구동 상태(322)로 전환한다.
그리고, 슬레이브 PLC 모뎀도 비연결 모드(310)에서 프록시 요청 및 프록시 제공 여부에 따라 프록시 대기 상태(312) 및 프록시 전송 상태(313)로 동작할 수 있다.
또한, 연결 모드(320)에서는 마스터 PLC 모뎀과의 어쏘시에이션을 수행하기 위한 대기 상태(323)로 동작할 수 있으며, 세부적으로는 마스터 PLC 모뎀으로 트레이닝 시퀀스 전송을 요청하는 상태(323a)이거나 또는 마스터 PLC 모뎀의 요청에 따라 트레이닝 시퀀스를 제공하는 상태(323b)가 될 수 있다.
이때, 슬레이브 PLC 모뎀(300)은 마찬가지로 자신이 전송한 트레이닝 시퀀스를 이용하거나 또는 마스터 PLC 모뎀으로부터 수신한 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있고, 또는 마스터 PLC 모뎀으로부터 채널 추정 결과를 수신할 수 있으며, 이러한 채널 추정 결과를 이용하여 다른 모뎀의 위치를 인식할 수 있다. 따라서, 모뎀간의 채널 추정을 다수의 슬레이브 PLC 모뎀에 대하여 반복 수행함에 따라 버스 토폴로지로 연결된 모든 PLC 모뎀의 위치정보를 포함하는 맵을 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마스터 PLC 모뎀 및 슬레이브 PLC 모뎀의 위치 인식 과정의 일 예를 나타내는 절차흐름도이다.
이때, 도 4에 도시된 버스 토폴로지로 연결된 다수의 PLC 모뎀(410, 420, 430, 440)은 어쏘시에이션 관계에 따라 상대적으로 마스터 PLC 모뎀 또는 슬레이브 PLC 모뎀이 될 수 있다. 예컨대, 마스터 PLC 모뎀(410)과 어쏘시에이션되는 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)은 다른 제2 슬레이브 PLC 모뎀(430) 및 제3 슬레이브 PLC 모뎀(440)과의 관계에서는 마스터 PLC 모뎀으로 동작할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)은 마스터 PLC 모뎀으로 동작하며 소정 주기 또는 실시간으로 프록시 리스트 기반의 이웃노드의 제2 슬레이브 PLC 모뎀(430)으로 트레이닝 시퀀스를 전송할 수 있다(S401).
이때, 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)은 트레이닝 시퀀스의 데이터 프레임 내 수신측의 트레이닝 시퀀스 제공을 요청하는 정보를 포함하는 트레이닝 시퀀스 요청 필드를 포함시켜 전송할 수 있다.
표 1은 본 발명의 실시예에 따른 채널 추정에 이용되는 트레이닝 시퀀스의 데이터 프레임 바디의 일 예를 나타내는 것이다.
Figure 112013098193075-pat00001
표 1을 참조하면, 트레이닝 시퀀스는 트레이닝 시퀀스를 요청하는 트레이닝 시퀀스 요청 필드(TSR), 별도의 정보를 포함시킬 수 있는 리저브드 필드(Reserved) 및 의사-난수 시퀀스 필드(pseudo-random sequences)로 구성될 수 있다. 트레이닝 시퀀스 요청 필드(TSR)는 1bit으로 할당하는 경우, 0 또는 1의 bit값으로 트레이닝 시퀀스의 요청 여부를 나타낼 수 있다. 예컨대, TSR필드의 비트값이 '1'인 경우 해당 데이터 프레임을 수신하는 수신측으로 트레이닝 시퀀스의 제공을 요청하는 것을 나타내고, 비트값이 '0'인 경우 해당 필드는 리저브르 필드로서 수신측으로 송신측의 트레이닝 시퀀스를 전송한 형태로 볼 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)으로부터 트레이닝 시퀀스를 수신한 제2 슬레이브 PLC 모뎀(430)은 상기 트레이닝 시퀀스의 분석 결과 트레이닝 시퀀스의 요청이 없는 경우(예, TSR 필드의 비트값이 '0'로 설정) 수신한 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있다(S402, S403).
그리고, 채널 추정 결과를 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)으로 전송할 수 있다(S404).
반면, 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)으로부터 수신한 트레이닝 시퀀스의 분석결과 소정의 트레이닝 시퀀스의 요청정보를 포함하는 경우(예, TSR 필드의 비트값이 '1'로 설정), 제2 슬레이브 PLC 모뎀(430)은 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)의 요청 조건에 부합하는 트레이닝 시퀀스를 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)으로 전송할 수 있다(S402, S405).
이 경우, 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)은 채널 추정을 수행하고, 채널 추정 결과를 다시 제2 슬레이브 PLC 모뎀(430)으로 피드백할 수 있다(S406, S407).
또한, 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)은 제2 슬레이브 PLC 모뎀(430)과 트레이닝 시퀀스 전송 및 채널 추정을 수행하면서 동시에 또는 순차적으로 제3 슬레이브 PLC 모뎀으로 상기 단계 S401 내지 단계 S406에 따른 트레이닝 시퀀스를 이용한 채널 추정 및 채널 추정 결과의 전송 과정을 반복 수행할 수 있다(S408).
이와 같이, 하나의 PLC 모뎀(제1 슬레이브 PLC 모뎀)은 하나 이상의 다른 PLC 모뎀(제2 슬레이브 PLC 모뎀, 제3 슬레이브 PLC 모뎀)과의 채널 추정을 수행하며, 자신이 수행한 채널 추정값과 다른 슬레이브 PLC 모뎀에서 제공한 채널 추정값 중 적어도 하나를 이용하여 이웃노드의 PLC 모뎀과의 상대적 거리에 따른 위치정보를 도출할 수 있다(S409).
그리고, 도출한 PLC 모뎀의 위치정보를 포함하는 PLC 모뎀 맵을 구성할 수 있다(S410).
이때, 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)에서 구성하는 PLC 모뎀 맵은 전체 PLC 모뎀에 대한 부분 맵으로 볼 수 있으며, 채널 추정값에 기초하여 위치를 인식하는 방법은 다양한 방식을 이용할 수 있는데, 일 예로 채널 추정값에 따른 상대적 거리량으로 분석할 수 있다.
나아가, 채널 추정값에 따른 모뎀 위치 맵 작성시 이전에 작성한 맵 정보와 비교하여 변경된 사항이 있는 경우 추가적인 채널 추정을 통해 PLC 모뎀 맵을 보정할 수 있다.
제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)은 마스터 PLC 모뎀(410)으로 PLC 모뎀 맵을 전송한다(S411).
이때, 해당 맵에 대한 버전정보를 확인하기 위하여 PLC 모뎀 맵에 맵 구성에 관한 시간정보, 메시지 식별정보 등을 동반하여 전송할 수 있다. 또한, 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)은 전송하고자하는 PLC 모뎀 맵이 이전에 전송한 맵과 비교하여 변동사항이 있는 경우, 변동사항에 관한 정보(예, 위치인식 맵 변경 인덱스)를 함께 전송할 수 있다.
또한, 도 4에서는 제1 슬레이브 PLC 모뎀(420)이 마스터 PLC 모뎀(410)으로 PLC 모뎀 맵을 전송하는 과정만을 도시하고 있으나, 다수의 슬레이브 PLC 모뎀이 각각 자신의 이웃노드에 대하여 구성한 PLC 모뎀 맵을 실시간 또는 소정 주기로 마스터 PLC 모뎀으로 전송할 수 있다.
마스터 PLC 모뎀(410)은 하나 이상의 슬레이브 PLC 모뎀으로부터 제공되는 하나 이상의 PLC 모뎀 맵을 연산하여 전체 전력선통신 모뎀에 대한 통합 맵을 도출할 수 있다(S412).
상기 도 4에 도시된 채널 추정을 이용한 위치 인식 방법은 일정한 채널 추정값을 도출하기 위하여, 바람직하게는, 모든 전력선통신 모뎀의 전력 스펙트럼 ㅁ미밀도(Power Spectrum Density)를 일정하게 유지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 채널 추정을 이용한 다수의 PLC 모뎀간의 위치 인식 결과의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 기준이 되는 마스터 PLC 모뎀(501)을 중심으로 다수의 슬레이브 PLC 모뎀(502, 503, 504, 505)과의 채널 추정을 수행하고, 채널 추정값의 크기에 따른 상대적 위치를 분석할 수 있다.
예를 들어, 마스터 PLC 모뎀(501)이 3개의 슬레이브 PLC 모뎀과의 채널 추정을 수행한 결과, 채널 추정값이 최소인 슬레이브 PLC 모뎀(504)을 마스터 PLC 모뎀과의 거리가 최대인 모뎀으로 인식할 수 있고, 반대로 채널 추정값이 최대인 슬레이브 PLC 모뎀(502)은 마스터 PLC 모뎀과의 거리가 최소인 모뎀으로 인식할 수 있다. 따라서, 채널 추정값이 동일한 슬레이브 PLC 모뎀(502, 503)은 마스터 PLC 모뎀과 동일한 거리로 위치하고 있음을 알 수 있다.
또한, 특정 슬레이브 PLC 모뎀(505)에 대한 채널 추정값이 소정 기준치보다 작은 경우 해당 PLC 모뎀(505)은 맵 구성시 제외시킴으로써 하나의 마스터 PLC 모뎀에서 생성할 수 있는 맵의 크기를 설정하며 부분적 맵 구성의 신속성 및 정확도를 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신모뎀간의 신호감쇄기를 추가한 일 예를 나타내는 도면이다
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력선통신 모뎀(601)의 커플링 뒷단에 신호감쇄기(602)를 연결하여, 전력선통신 모뎀간의 채널 상태를 손상시켜 가장 근접한 거리에 있는 전력선통신 모뎀과 그렇지 않은 전력선통신 모뎀간의 채널 추정값을 명확하게 구분하여 위치 인식의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 도 6에는 도시되지 않았으나, 전력선통신 모뎀간에 전력선통신 주파수 대역의 필터를 추가하여, 채널 추정값의 정확도를 높이고 전력선통신 모뎀과의 상대적 거리의 분석 효과를 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 전력선 기반의 버스 토폴로지로 연결된 다수의 전력선통신 모뎀 간의 위치를 인식하는 방법에 있어서,
    (a)제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과 트레이닝 시퀀스를 이용한 채널 추정을 수행하는 단계;
    (b)상기 채널 추정 결과값에 기초하여 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 상대적 거리를 분석하여 위치 정보를 도출하는 단계; 및
    (c)상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀은 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀 및 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신의 위치를 나타내는 전력선통신 모뎀 맵을 구성하는 단계를 포함하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (d)상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 마스터 전력선통신 모뎀으로 상기 전력선통신 모뎀 맵을 소정 주기 또는 간헐적으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    (e)상기 마스터 전력선통신 모뎀은 상기 전력선통신 모뎀 맵과 다른 하나 이상의 슬레이브 전력선통신 모뎀으로부터 수신한 하나 이상의 전력선통신 모뎀 맵을 연산하여 통합 전력성통신 모뎀 맵을 구성하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀으로 제1 트레이닝 시퀀스를 전송하는 단계;
    상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에서 상기 제1 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계; 및
    상기 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀으로 채널 추정 결과값을 전송하는 단계를 포함하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 제1 트레이닝 시퀀스에 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 대하여 트레이닝 시퀀스 제공을 요청하는 트레이닝 시퀀스 요청 필드를 포함시켜 전송하는 단계를 포함하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에서 상기 트레이닝 시퀀스 요청 필드에 부합하는 제2 트레이닝 시퀀스를 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀으로 전송하는 단계; 및
    상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 제2 트레이닝 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    채널 추정시, 일정한 채널 추정 결과값을 도출하기 위해 전력선통신 모뎀의 전력 스펙트럼 밀도를 일정한 값으로 유지하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 대하여 상기 채널 추정 결과값이 최대인 모뎀을 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 거리가 최소인 것으로 분석하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 대하여 상기 채널 추정 결과값이 최소인 모뎀을 상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 거리가 최대인 것으로 분석하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 대하여 상기 채널 추정 결과값이 소정 기준치 미만인 경우 해당 전력선통신 모뎀을 상기 전력선통신 모뎀 맵에서 제외하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 전력선통신 모뎀 맵이 이전에 생성된 전력선통신 모뎀 맵과 비교하여 변동사항이 있는 경우,
    제1 슬레이브 전력선통신 모뎀 맵이 추가적인 채널 추정을 수행하는 단계;
    상기 추가 채널 추정 결과를 반영하여 상기 전력선통신 모뎀 맵을 보정하는 단계를 더 포함하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀이 상기 마스터 전력선통신 모뎀으로 상기 전력선통신 모뎀 맵과 함께 맵 구성에 관한 시간정보, 메시지 식별정보 중 적어도 하나를 전송하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  13. 제2항 또는 제12항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 전력선통신 모뎀 맵이 이전에 생성된 전력선통신 모뎀 맵과 비교하여 변동사항이 있는 경우,
    상기 제1 슬레이브 전력선통신 모뎀은 상기 전력선통신 모뎀 맵의 변동을 공지하기 위한 인덱스 정보를 함께 전송하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 하나 이상의 제 2 슬레이브 전력선통신 모뎀에 신호감쇄기를 추가하여 채널 추정 및 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 상대적 거리를 분석하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
  15. 제1항 또는 제14항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀간에 전력선통신 주파수 대역의 필터를 추가하여 채널 추정 및 상기 하나 이상의 제2 슬레이브 전력선통신 모뎀과의 상대적 거리를 분석하는, 채널 추정을 이용한 전력선통신모뎀의 위치 인식 방법.
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KR20100042265A (ko) * 2007-06-26 2010-04-23 언디스 배전 전력선 통신 시스템

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