UWB 전송기술을 이용한 홈 네트워크용 고속 전력선 통신에 관한 연구

장철호 명지대학교 일반대학원 2008 국내박사

홈 네트워크에서의 정보량의 증가 및 다중접속에 따른 고속 데이터 전송의 필요성에 대응하기 위하여 광대역 채널에서의 전력선 통신 전송 기술이 요구된다. 광대역 스펙트럼 효율, 잡음 특성, 사용자간 간섭, 전력소모량, 기저대역 전송 면에서 기존의 광대역 통신에 비해 우수한 초광대역(UWB) 통신기술이 초고속 전력선 통신에 적용 가능함을 연구할 필요가 있다. 본 논문에서는 기존의 전력선 통신방식의 성능을 향상 시키고 실질적인 전력선 통신환경을 분석하고 모의하기 위하여 구내용 전력케이블 및 선로를 기반으로 UWB 기술을 이용한 전력선통신 시스템을 모델링하고 그 성능을 평가하였다. 구내용 전력케이블 및 선로를 이용한 UWB 통신시스템의 구현을 위하여 전력케이블의 매질특성 분석 및 초광대역 통신선로로서의 적합성 연구, 전력케이블에 적용되는 UWB 변복조 방식 및 다중접속 기술의 선정, 구내용 전력케이블 기반의 UWB 통신 시스템 모델링 및 통신 성능 평가를 위한 모의실험을 수행함으로써 선정한 전력케이블용 UWB 변복조 기법 및 다중접속 기술의 효용성을 제시하였다. 전력케이블의 매질특성을 분석하기 위하여 현재 상용으로 판매되고 있는 전력케이블 제작사의 케이블 명세서를 참조하여 전력케이블의 단면적과 특성값 및 선로정수값을 활용하여 주파수대역에 따른 임피던스의 변화를 모델링하였다. 또한 선로의 길이에 따른 단거리, 중거리 그리고 장거리로 구분되는 선로의 길이를 나누어서 선로를 구성하는 임피던스 성분을 조합하여 선로길이에 따른 임피던스를 계산하는 방법을 제안하였다. 실제 전력선로에 부하를 연계하여 부하변동에 따른 전력선상의 전압 및 전류신호를 측정하여 전력선 채널 환경에 반영하여 통신성능 평가에 활용하였다. 다양한 부하들 중에서 임펄스 잡음 특성의 변화가 심한 장치들을 선정하였으며 부하변동에 따른 통신 성능평가에 수행한 잡음은 부하변동 잡음과의 비교를 위한 가우스 잡음, 동기 임펄스 잡음이 발생하는 조광기, 비동기 임펄스 신호원으로서 스위칭 모드 전원장치, 그리고 비주기 임펄스 신호의 발생을 위하여 방열기 스위치 조작에 따른 부하모델로 선정하였다. 분석한 구내용 전력선 통신환경에서 광대역 통신을 모의실험하기 위하여, 협대역 확산용으로 8칩, 광대역 확산용으로 32칩 Walsh 확산 부호를 사용하여 구내용 전력선 통신환경을 평가하였다. 각각 8칩, 32칩으로 이루어진 Walsh 부호는 신호의 확산 및 칩 개수에 따른 광대역 전력선 통신 성능을 비교하기 사용하였다. 또한, 동일한 전력선 환경과 동일 장치의 다중 사용자의 접속을 위하여 사용자 수 1, 3, 5로 구분하여 각각 서로 다른 부호를 할당한 CDMA 기법을 이용하여 다중 접속에 따른 통신의 성능을 분석하였다. In order to meet with the needs of high speed data transmission due to increase of information contents and multiple access in the home network, the power line communication (PLC) technology in the broadband channel has been required. This requirement has led to research on ultra wideband (UWB) transmission technology applications in the high speed power line communication, where the UWB transmission technology outperforms the conventional broadband transmission technologies in respects of broadband spectrum efficiency, noise characteristics, user interference, power consumption and baseband transmission. Based on the home network power cables and power lines, we modeled the PLC system and then evaluated the performance to improve the performance of the conventional PLC and simulate the practical PLC environments. Through the characteristic analysis of power cable, conformance analysis for UWB communication line, selection of UWB modulation and demodulation and multiple access methods to be used in power cable and simulations on the UWB communication system for home network power cable and performance evaluation, we proposed the usefulness of the selected UWB modulation/demodulation and multiple access methods to implement UWB communication system using the home network power cable and power lines Power system network consist of the generation, the transmission and the distribution of power. These sections are connected with transformation equipment and build up network topology which is similar to wired communication networks. The power line communication channels are very complicated models for communication channels due to many distributed branches, extended power lines, various types of electrical equipments and load variations. UWB communication uses wide frequency band generating a pulse likes signals. Power line channel modeling and simulation for UWB communication are performed based on transient simulation models and power system to create precise and accurate models; indoor power lines and cable impedance for channel modeling, data acquisition form the actual loads and home electronics and appliances for load simulation and evaluation, bit error rate and multiple access performance under power line channel models for channel evaluation and estimation In this dissertation, we proposed the enhanced UWB communication system using home power cable and home power line, which increases information capacity, communication efficiency and multiple access in power line network.

Blind Equalizer를 이용한 UWB 전력선 통신에 관한 연구

임강일 울산대학교 2010 국내석사

전력선통신(Power Line Communication)은 전력선을 채널로 이용한 통신 방법으로 별도의 전용선 설치 없이 통신이 가능한 기술을 말한다. 이는 통신을 위해 별도의 배선공사 비용이 거의 들지 않는다는 경제적인 장점이 있어 오늘날 관심이 집중되는 Smart grid(지능형 전력망) 시스템에 가장 적합하고 강력한 솔루션으로 각광받고 있다. 그러나 전력선은 원래 전기 에너지를 전달하는 매체로 사용되기 때문에 통신선으로 이용할 경우 신호의 감쇠 및 왜곡, 전력부하들에 의한 잡음 등으로 많은 통신 에러를 유발할수 있다. 최근 무선 통신에서 이용되는 Ultra Wide Band(UWB) 전송기술은 기존의 통신 시스템과는 달리 초광대역을 점유하면서도 저전력의 초고속 데이터 전송이 가능하다는 독특한 UWB 만의 특성이 있다. 즉, 연속적인 정현파를 사용하는 시스템과는 달리 초단시간 펄스의 사용으로 인해 초광대역을 점유하면서도 단속적으로 데이터를 전송할 수 있는 독특한 특성을 갖는 기술이며 시스템 구성에서도 증폭기나 믹서 등의 불필요로 저가격, 짧은 펄스로 인한 보다 더 정교함 등의 장점이 있다. 본 논문은 감쇄와 왜곡이 심해 고속 데이터 전송이 어려운 전력선 채널에 광대역 통신인 UWB technique을 사용하기 위하여 Blind Equalizer를 이용하고자 한다. Blind Equalizer는 사전 정보 없이 사용이 가능하며 또한 에러 교정 능력도 검증된 기술이다. 본 논문은 . Blind Equalizer 를 이용한 UWB 전력선 통신에 대한 여러 시뮬레이션을 통하여 에러를 보정함과 동시에 전력선 채널에서 고속 통신의 가능성을 검증해본다.

전력선통신 기반의 통합검침 시스템

백종목 숭실대학교 대학원 2012 국내박사

전기 검침데이터 수집이 검침원의 방문검침에서 자동원격검침으로 전환되고 전력선통신기반의 검침인프라 기반구축이 확대됨에 따라 통합검침데이터를 활용한 다양한 시도가 전개되었다. 본 논문에서는 서울 목동에 운영중인 전력선통신 인프라기반 통합 원격검침시스템의 기능요소별 역할을 분석하고 취약한 부분에 대해서는 개선사항을 제안하였으며 수집된 에너지 사용량인 검침 데이터를 분석하여 사용자의 비정상적인 생활을 추정할 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 첫 번째 주제로 기술적인 완성도가 미흡하고 시범사업수준의 통합검침인프라의 기술수준 고도화를 위해 기술을 분석하고 개선요소들을 반영하여 통합 검침시스템을 설계하였다. ① 댁내 무선통신 경로방식은 자동경로탐색절차 프로토콜이 적용된 동적경로방식을 적용 한다 ② 통합검침시스템에서 무선구간과 계기의 단일화된 표준규격을 기반의 경량화된 통신프로토콜을 적용한다. ③ 방대한 검침데이터의 신뢰성과 원격검침대상 확대에 대응할 수 있는 자동화된 검침데이터 유효성검증단계 적용한다. ④ 무선통신노드 관리용 MIB정의를 통해 원격 망 관리체계를 확보한다. ⑤ 통합검침기기 및 메시지인증 기능보장, 검침 데이터중 중요한 패킷과 패킷의 중요부분의 경량암호화를 통한 기밀성과 무결성을 보장한다. ⑥ 검침기관별 검침데이터 관리의 독립성과 자율성을 보장하고 안전복지서비스를 제공할 수 있도록 제안된 서버들 상호간 연동모델을 적용한다. 두 번째 주제로 통합 검침데이터를 이용하여 비정상적인 생활상태를 판단하고자 검침 데이터의 고주파 성분을 제거한 후 원본 그래프와 비교하여 변환 전의 데이터 그래프 특성을 보유하고 있는지 확인하였다. 시험 결과 전체 주파수 대역이 포함된 원본 데이터 그래프에 비해서 저주파 대역만 선택하여 역변환 처리과정을 거친 그래프도 원본 데이터의 그래프 특성을 유지하면서 단순하고 매끄러운 패턴형태를 가지고 있었다. 이 특성을 다르게 해석하면 변환 전 검침 데이터 특성 그래프는 시간영역의 유틸리티 순시값 사용량의 평균치 데이터로 비정상적인 소비상태를 결정하기에 부적합한 형태였지만, 주파수처리를 거친 신호는 유틸리티의 소비형태를 단순하면서 직관적인 판단이 가능한 형태를 가지고 있음을 확인할 수 있었다. Recently, as the PLC based meter-reading infrastructure spreads out in the area of electric meter readings which replace meterman, a lot of applications of integrated meter reading technologies has been introduced. In this thesis we analyze the function elements of the integrated meter reading system, propose the enhancement methods to improve the vulnerability, and study the estimation of abnormal life pattern based on BPLC(Broadband Power Line Communication) operated in Mokdong, Seoul. As the first research topic, we analyze the fundamental technique for improving the pre-matured integrated metering infrastructure and propose constructive factors as follows; ① Dynamic path decision is applied in a home wireless path mechanism using the automatic path scan process algorithm. ② For integrated metering, the unified standardization in wire and wireless area may make the protocol light and useful. ③ VEE(Validation Estimation & Editor) stage to cope with the expansion of metering target range and guarantee accuracy of massive metering data should be applied. ④ By defining the management information bases for wireless communication nodes, the management structure of IMR(Integrated Meter Reading) system should be secured. ⑤ Confidentiality and integrity by light-weighted encryption functions should be applied for the essential message authentication in metering data. ⑥ Relation model between metering authorities should be supported through the independent and autonomous metering data management. As the second research topic, to determine the abnormal life cycle by using meter information, we verify that the graph patterns after removing the high-frequency components from the raw meter data show the same characteristics compared to the original ones. Through the testing, the fact that the graph of inverse transform of low-frequency signal results in the simpler and smoother curve than the original graph pattern has been found. In other words, the original graph with meter average values in time domain is not adequate to be used as a tool which may determine whether the residence's life pattern is normal or not. However the transformed graph with low pass filter is useful for the decision making process due to it's simple and intuitive graph patterns

전력선통신을 이용한 지하철 관제센터와 열차간 통신에 관한 설계

조광희 건국대학교 정보통신대학원 2007 국내석사

A mass radio communication network is not established, and animation transmission is impossible in case of subway running in undergrounds, and it is only possible to voice communication and data communication of a low speed for train control. Monitor a train at subway CCC(Command Control Center) as a real-time animation information transmission is impossible as being composed to radio communication networks of voice communication only in case of Train Radio, and there cannot but be a limit to controlling. Shall improve radio communication network configuration, but the problem that shall be allotted a broadband radio wave from the government, cost for purchasing new equipment to an underground occurs in order to improve this. Therefore, It will be a very efficient way to cost-cutting if use a power line(wire) to supply the power on a train, and realize this to PLC(Power Line Communication) methods. PLC is to carry data in a high frequency signal to intermediate, and communicating with an electric power line. Used in the past to a watch of a power-transmission&distribution network, control, communication between transformer stations, low-speed communication such as remote inspection of a meter only as used a low frequency band less than 450kHz because of the communication channel characteristics that an electric power good will was inferior. Use 2-30MHz high frequency band in developments technical a signal process and a semiconductor on the latest date, and implement by 10Mbps class transmission, and be using to a superhigh speed subscriber network, high-speed communication such as Home-networking. The characteristics of an electric railcar' power line is possible to the long-distance signal transmission as supply the electric railcar power only, a load is the same, and there are a few influences of frequency interference by electric power supplies of a direct current method. Also, a PLC network construction way to be economic as communication between CCC and trains is composed before the transformer passages, and do not pass through a transformer. However, As the train moving with high speed. It is necessary to the technology that can overcome about the separate line which is physical of pantograph of an electric railcar and power line. Confined in this study to the high-speed PLC parts that used a high voltage distribution of power line, and explained a kind of broadband PLC and concept with bases to study data of broadband PLC, and future development introduced the PLC network that used the electric railcar' power line that it is possible. Reviewed the OFDM and protocol that were a modulation method of the PLC modem, and the coupler technical which was devised a coupling capacitor to fit a subway supply power basis in order to protect a connection between high voltage & current feeder and PLC modem. The current PLC modem and protocol were proceeded a lot of study and commercializations at PLC technology, and I judged that subway PLC network configuration were not difficult for solving the problem of separate line between power line and pantograph through processes parallel a signal(dual operation of modem) and re-transmission. Proposed three plans. In the first, to the plan to transmit a picture information in a train guest room to CCC at train using subway PLC network, and CCC can quickly judge situation and execute guidance broadcast in case of the accident occurrence in a guest room according to transmit a watch screen on a train guest room to a train-operating room and CCC. In the second, to the plan to transmit a station-platform picture information to a train at station. If a train operator can confirm that a person or a thing drop to a track in platform by platform watch screen before station entries, and a train operator is helpful to the advance accident prevention, and occasion an adjacent station accident occurrence, can confirm a situation and drive carefully. In the third, to the plan to communicate between a train and CCC with driving information. With CCC transmit train driving information(a driving schedule, a train position) on a train, a train operator can confirm neighborhood train position information and be helpful to a train driving, and With a train transmit train driving information(a speed, trouble information, entrance opening and shutting state) to CCC, CCC can confirm train driving list(driving environment) by real time and can operate to a dual watch system with a train operator. In the study next, on consider that subway PLC network operate at the subway which a citizen uses very much. a related researcher shall be proceeded radio waves interference influences of broadband PLC equipment using a high frequency signal and electromagnetic wave radiation permission basis preparation. 전력선통신은 전력선을 매개체로 데이터를 고주파신호에 실어 통신하는 기술이다. 전력선의 열악한 통신채널 특성으로 인해 과거에는 450kHz 이하의 저주파 대역을 이용하여 송배전망의 감시?제어, 송?변전소간 통신, 원격검침 등 저속통신에만 이용하였다. 최근에는 신호처리와 반도체 기술의 발전으로 2 ~ 30MHz 고주파대역을 이용하여 10Mbps급 전송으로 구현하고 초고속가입자망, 홈네트워킹 등 고속통신에 이용하고 있다. 본 연구에서는 고압배전선을 이용한 고속 전력선통신부분으로 국한하였으며, 광대역 전력선통신의 연구자료를 바탕으로 광대역전력선통신의 종류와 개념을 설명하였고 앞으로 개발이 가능한 지하철 전차선을 이용한 전력선통신망을 소개하였다. 고압?고전류 급전선과 전력선통신(PLC) 모뎀간 연결 및 전력선통신 모뎀을 보호하기 위해서는 지하철 공급전원 기준에 맞는 Coupling capacitor가 고안된 커플러(Coupler) 기술과 전력선통신 모뎀의 변조방식인 OFDM 및 프로토콜을 검토하였다. 전력선통신 기술에서 현재의 전력선통신 모뎀(PLC modem)과 프로토콜은 많은 연구와 상용화가 진행되어 전차선과 판토그라프간 이선(離線)에 따른 문제 해결은 신호 병렬처리(모뎀 이중화) 및 재전송을 통하여 지하철 전력선통신망 구성에 어려움이 없을 것으로 판단하였다. 지하철 전력선통신망 활용으로는 세가지 방안을 제안하였는데 첫째 “열차객실내 화상정보”를 열차에서 관제센터로 전송하는 방안으로 열차 객실내 감시화면을 운전실과 관제센터로 전송하여 객실내 사고발생시 관제센터의 신속한 상황판단 및 안내방송 실시로 효율적으로 사고에 대처할 수 있다. 둘째 “역사 승강장 화상정보”를 역사에서 열차로 전송하는 방안으로 기관사가 승강장 감시화면을 역사 진입 전에 확인할 수 있어 인명이나 물건이 승강장에서 선로로 떨어지는 경우 기관사가 사전 대처를 할 수 있어 사고예방에 도움이 되며, 인접 역사 사고발생시에도 기관사가 상황을 확인할 수 있어 안전운전을 할 수 있다. 셋째 “열차운행정보”를 열차와 관제센터간 통신하는 방안으로 관제센터에서 열차운행정보(운행스케즐, 열차위치 등)를 열차에 전송하여 기관사가 인근 열차 위치정보를 확인할 수 있어 열차운전에 도움이 되며, 열차의 운행정보(속도, 고장정보, 출입문개폐상태 등)를 관제센터에 전송하여 열차운행목록상에 나타나는 기기이상 및 운전환경을 실시간으로 관제센터에서도 자동 확인할 수 있어 이중 감시체계로 운영할 수 있다. 향후 연구로는 지하철 전력선통신망 운영은 시민들이 많이 이용하는 지하철을 대상으로 한다는 점에서 고주파대 신호를 사용하는 광대역 전력선통신설비의 전파간섭 영향 및 전자파 방사 허용기준 마련과 관련한 연구가 진행되어야 할 것이다.

전력선통신기반 u-Care 시스템을 이용한 안부확인 알고리즘에 관한 연구

남도현 수원대학교 일반대학원 2011 국내석사

While entering an aging society, private health care has become a critical issue. Various techniques have been developed for the purpose of health care, technology is being developed for private health care, it is not a way which is provided with medical services in the form of a fixed, it is the U-Care which is being developed to mobile medical services that receive health care services anytime, anywhere as in the concept of ubiquitous. U-Care provides personalized health care services of prevention, state identification, a prognosis and health care anytime, anywhere by using a personal biometric information measuring device, including wired and wireless high-speed communications infrastructure etc. The existing u-Care Technology has built the system by mainly using separate private networks like PSTN. Because of this, system installation and maintenance costs have increased and it gives system provider large burden. Therefore power line communication technology is spotlighted for easing this burden. Because of using the existing power line for the communication line, this is the largest infrastructure construction when the power line communication technology is built by infrastructure, because there is no additional costs of separate lines of communication it is possible to operate the U-Care inexpensively.

협대역 주파수를 이용한 고속 전력선 통신 모뎀의 설계 및 성능분석

이원태 慶南大學校 2007 국내박사

기존의 협대역 전력선 통신기술은 전송 속도가 10kbps 이하로 네트워크 구축의 경제성, 설치 및 확장의 용이성 등의 장점에도 불구하고, 지능화되고 있는 정보가전 기기의 홈 네트워크 응용에 많은 제한이 있었다. 특히, 정보가전의 기능 다양화에 따른 전송 속도의 증가와 통신 신뢰성 문제는 기존의 협대역 전력선 통신 모뎀으로는 효율적인 홈 네트워크의 지원이 곤란하다. 본 논문에서는 450kHz 이하의 협대역 주파수에서 지능화된 디지털 정보가전 기기의 홈 네트워크 구축을 위한 고속 전력선 통신 모뎀을 설계하고 성능을 분석하였다. 제안된 모뎀은 전력선 통신 허가 주파수 대역인 50kHz∼450kHz의 협대역 주파수 대역을 사용하며, 최대 전송 속도는 480kbps를 지원한다. 그리고 협대역 주파수에서 고속 데이터 전송을 위하여 대역 효율이 높고 채널 추정이 간단한 다중 반송파 전송방식인 OFDM 방식으로 설계하고, 열악한 전력선 채널 환경에서 데이터 신호를 신뢰성 있게 검출하기 위하여 chirp 동기 알고리즘을 개발하였다. 설계한 모뎀은 다중 경로에 의한 주파수 선택적 페이딩 현상과 임펄스 잡음에 강한 특성을 가지도록 4개의 파일로트 신호를 포함한 52개의 부반송파 신호로 구성하고, 가정내 각종 가전제품에 의한 전자기적인 외부 간섭 영향과 전력선 채널 잡음 환경을 최소화할 수 있도록 송ㆍ수신기의 신호 대역폭을 200kHz로 설계하였다. 또한 모뎀의 QoS를 확보를 위하여 16-QAM 및 QPSK 변조 방식을 각각 구현하여 전력선의 채널 상태에 따라 데이터 전송 속도가 가변되도록 하였다. 전체 설계된 시스템은 HDL 기반의 시뮬레이션을 통하여 검증한 후, FPGA를 사용하여 테스트 보드를 제작하고, 성능을 분석하였다. 실험 결과 16-QAM 변조방식은 480kbps, QPSK 변조방식은 240kbps의 전송속도를 확인하였으며, 60dB의 감쇠까지 정상적인 데이터 송ㆍ수신이 이루어졌다. BER 성능 시험에서는 16-QAM 및 QPSK 변조방식 모두 전력선 통신 모뎀의 10-3 BER 성능 기준을 만족하였다. 또한 가정의 옥내 배선을 고려한 부하 특성 실험에서는 90m의 배선을 기준으로 30m, 60m, 90m의 지점에 0.5㎌에서 1㎌의 용량성 부하를 가변적으로 인가하여 실험하였으며, 그 결과 거리가 멀어질수록, 용량성 부하가 증가할수록 수신 신호가 감쇠하고 일부 주파수에서 노치 현상이 발생하였으나, 대부분의 신호 주파수 성분이 남아 있어 통신이 가능하였다. 이와 같은 실험을 통하여 본 논문에서 제안한 협대역 전력선 통신 기술은 기존의 협대역 전력선 통신 기술의 문제점으로 인식되고 있는 전송속도 및 신뢰성 문제를 해결하여, 지능화되고 있는 정보가전 기기의 대용량 정보전송에 대응할 수 있는 고속 홈 네트워크의 구축이 가능하게 되었다. 향후 과제로는 심각한 주파수 선택적 페이딩 현상이 나타나는 전력선 통신 채널에서 전송 효율을 증가시키기 위하여, 오류가 발생하는 전송 채널을 제거하여 데이터를 전송하는 적응적 비트 할당 알고리즘 개발과 함께 페이딩 현상에 따라 보호 구간을 유동적으로 변화시켜 에러율을 줄이는 연구가 필요하다. 이러한 기술들이 보완되면 본 연구에서 제안한 전력선 통신 기술은 홈 네트워크 구축을 위한 기반 기술로 큰 역할을 담당할 것으로 기대된다. Previous PLC technique using a narrow band frequency of lower than 450kHz has generally no more than 10kbps and many difficulties in application for home network of intelligent home appliance while a network based on it may be cost effective, easily implemented and extended. In particular, enhancement of data rate and improvement of communication reliability are seriously required as utility of information home appliance becomes various, but it is true that a conventional low-data-rate narrow band PLC technique is hard to support intelligent home network. In the dissertation, study on design and analysis of high speed PLC modem in narrow band frequency of lower 450kHz for home network using intelligent digital home appliance is presented. The proposed modem will use the frequency band allocated between 50kHz and 450kHz. Also maximum data rate of 480kbps is supported. For high speed communication in narrow band frequency, OFDM technique that supports high band efficiency and simple channel estimation is adopted and chirp synchronization algorithm is developed for reliable detection of data signal in tough power line communication channel. It has 52 sub-carriers, including 4 pilots in order to overcome problems of frequency selective fading by multipath fading and impulsive noise. Also, practical frequency bandwidth of 200kHz is selected to minimize influences of electromagnetic external interference and channel noise in PLC by various home appliance. Moreover, to support QoS of modem, modulations of both 16-QAM and QPSK are implemented and date rate comes to be changeable, depending on PLC channel. The proposed full system is simulated based on HDL, then FPGA test board is implemented and various performances of the final system are analyzed. From test, data rates of 480kbps and 240kbps are observed in the case of 16-QAM and QPSK, respectively. Also, data transmission between transmitter and receiver is possible up to 60dB attenuation. Regarding BER performance test, required BER performance of PLC modem, 10-3 is satisfied both 16-QAM and QPSK. To test load characteristics, considering indoor low voltage power line wiring, power line of 90m is used and it has three points of 30m, 60m, and 90m at which there are variable capacitive loads between 0.5㎌ and 1㎌. The measurement shows that the attenuation of the received signal is severer as the distance and capacitive load are increasing. Also, notch phenomena at some frequencies occur, but data transmission is possible since most of other frequencies bands have good received signal level. From the practical test, the proposed PLC modem is able to overcome the problem of low speed and relatively poor reliability of conventional narrow band PLC technology. Furthermore, it becomes a good candidate to implement next generation home network which is compatible with information transmission of intelligent home appliance. As further study, to enhance data transmission efficiency for PLC channel with serious frequency selective fading, the techniques of adaptive bit allocation algorithm which detects and discards distorted transmission channels and transmits data, and error reduction by varying guard interval depending on fading are necessary. It is expected that the proposed PLC plays a great role in supporting home network, if new concepts to support adaptive bit allocation algorithm and error reduction are provided.

전력선통신 기반의 지그비 센서 네트워크 구현

김효석 수원대학교 대학원 2008 국내석사

Basically, power lines which are designed to provide the power of 60Hz have many different electrical characteristics in frequency range of 1MHz to 35MHz for PLC. So, this thesis analyses the characteristic of MV(Medium voltage) distribution line according as impedance of MV distribution line is matching or dismatching. To do this, it made transformers which have many impedances for analysis the characteristic of MV power distribution line according as impedance of MV distribution line is matching or dismatching. From the result of analysis and experiment, a signal attenuation and reflection are the lowest when using couplers which have impedance of 250Ωand 350Ω.Also, this thesis analyses a characteristic of LV(Low Voltage) power line, a method of construction and installation of low voltage power line for effective PLC. From a result of analysis and experiment, a unshielded power line has a less attenuation than a shielded power line. The power line installed on the ground has a less attenuation than the power line installed on the air. On the base of these analysis and experiments of power line, it implements a Zigbee sensor network based on PLC. The Sensor network consist of many node with sensor. The zigbee is among these sensor network technologies. This thesis develops a sensor node constiting a sensor network which cons using CC2430 of Chipcon. Also, this thesis implements a sensor network base on PLC through interface between sensor node and PLC transceiver of LonWorks. The zigbee sensor network implemented in this thesis is more suitable for a ubiquitous environment.

고속 전력선 통신을 이용한 홈 제어기 개발

金容奭 全北大學校 大學院 2005 국내석사

오늘날 정보통신 인프라 확충에 따른 광대역 서비스의 인터넷 기술 개발과 정부의 차세대 성장 동력 사업 중의 하나인 지능형 홈네트워크 추진 사업으로 인해 디지털 정보 기기 및 가정 내 정보 가전의 유무선 원격 제어가 가능하게 되었고, 그에 따라 디지털 라이프스타일의 새로운 삶의 패러다임을 구축하게 되었다. 지능형 홈네트워크란 가정 내의 데스크톱 컴퓨터를 비롯한 정보가전기기를 유선 또는 무선의 네트워크 방식으로 연결하여 인터넷 및 데이터 공유, 스캐너, 프린터 등의 주변기기 공유 및 상호제어를 가능하게 하며, 인터넷이나 휴대용 정보 단말기 및 개인 휴대폰을 이용한 외부 네트워크와의 연동으로 언제 어디서나 자유롭게 가정의 디지털 TV Set, 인터넷 냉장고, 시스템 에어컨, DVD 플레이어, 디지털 캠코더 등의 디지털 가전기기를 원격 제어할 수 있는 시스템으로써 지능화 된 커뮤니케이션이 가능하도록 할 뿐만 아니라 가정의 방범, 방재, 에너지 관리, 건강 모니터링 등의 인간의 삶을 보다 안전하고 풍요롭게 하는 미래 가정환경인 디지털 홈을 구성하는 네트워킹 방식을 의미한다. 현재 홈네트워크 인터페이스 기술은 홈RF, 블루투스, 적외선, 홈PNA, 전력선 통신, IEEE1394, 이더넷 등의 무선과 유선 기술이 보완과 경쟁관계를 형성하고 있는 상태이며 유명기업들이 자사의 기술을 세계의 표준화된 홈네트워크 기술로 인정받기 위해 노력하고 있다. 본 논문에서는 유선 네트워크 기술 중 하나인, 일반 가정이나 사무실에 이미 구축되어 있어서 새로운 네트워크 구축에 필요한 비용을 효율적으로 절감할 수 있는 전력선 통신 기술을 이용한 홈 제어기를 설계하여 디지털 잠금장치를 제어하는 홈네트워크 시스템의 기반을 마련한다. 이 기술은 고주파 통신 신호를 고속으로 전송할 수 있으며 낮은 출력의 신호를 사용하기 때문에 일반 가전기기의 동작에는 영향을 주지 않지만 속도 및 안정성, 공유능력, 보안성 등의 차후 해결해야 할 문제점이 있다. 본 논문의 구성은 다음과 같다. 2장은 지능형 홈네트워크 정의와 역할, 국내외 기술 동향, 응용 현황 및 전망을 살펴보고 3장에서는 광대역 전력선 통신(BPLC) 기술의 개요와 전력선 통신 표준의 하나인 HomePlug에 대해 기술하며 제안한 홈네트워크 시스템의 전체적인 구조를 설명한다. 4장에서는 우리가 직접 제작한 전력선 통신 홈 제어기의 특징 및 기술 방안, 그리고 각 시스템의 하드웨어 설계와 소프트웨어의 구조를 살펴본다. 5장에서의 시스템 구현을 위한 직접적인 테스트가 이루어지고 손쉬운 제어를 위해 웹 서비스를 활용한 사용자 응용프로그램을 소개하며 6장 추후 과제를 언급하며 결론을 맺는다. The Home network system means that information appliances, Home PCs, etc., using wired or wireless network method enable to control and share with peripheral devices such as internet, shared data, a scanner and a printer, and it is networking solution, which intelligent communication will be possible as the system which can do a remote control such as TV Set, refrigerators, air conditioners, DVD players, digital camcoders based on external network using an internet, a potable information terminal and a mobile phone whenever, wherever and freely. In this study, the home network interface solution is used one of the wired network standards, PLC (Power-Line Communication) echnology, so we can construct of intelligent home network's home controller without re-build a network at home. On keeping with current waves of thought, we will focus on a home controller development with great interest which is enabled to do an effective managed control, applying intelligent home network technology which can be new paradigm like a cyber apartment.

VDSL모뎀을 이용한 고속 전력선 통신에 관한 연구

이창훈 울산대학교 대학원 2002 국내석사

전력선 통신은 이미 방대하게 구축되어져 있는 기존의 전력선망을 이용하므로 별도의 통신선로를 설치할 필요가 없는 경제적인 통신방식이다. 본 논문에서는 현재 많은 연구가 진행중인 고속 전력선 통신 분야에 DSL 기술중에서 가장 고속의 전송속도를 가진 VDSL모뎀 기술을 접목하여 1Mbps 이상의 고속 전력선 통신을 구현하였다. 전력선 통신을 구현하기 위해 전력선의 기본적인 특성들과 고속의 데이터전송을 위해 필요한 변조방식에 관해 연구하였으며, VDSL모뎀과 전력선을 결합하기 위해 VDSL모뎀의 통신주파수 특성에 맞는 커플러를 설계하여 적용하였다. 또한 전력선의 부하(Load)들이 전력선 통신에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 기초적인 실험을 하였고, 그 실험결과를 나타내었다. Lately, interest about that use power line by communication medium is increasing, and much researches about high speed power line communication are progressing. In this paper, we applied VDSL modem technologies that have the fastest transmission speed among xDSL technology to realize high speed power line communication. In order to use VDSL modem in power line communication, we studied basic characteristics for power line, frequency response, structural characteristic and load characteristic. Also, designed suitable coupler in frequency characteristic of modems to combine VDSL modems with power line. By the result, succeeded in high speed power line communication that have transmission speed more than 1Mbps in limited laboratory environment.

저속 전력선 통신용 OFDM 모뎀의 길쌈코드-비터비 디코더의 FPGA 구현

林姿蓉 경남대학교 대학원 2005 국내석사

전력선 통신 기술은 기존의 전력선을 이용하여 통신하므로 별도의 전송선로를 설치하지 않고 기존의 전력선을 이용하여 데이터 전송을 가능하게 하는 기술이므로 홈오토메이션, 원격 검침 분야에서 많이 사용되어진다. 전력선은 설치구조에 따라 열악한 채널환경을 가지며, 이에 따라 주파수 선택적 페이딩 현상이 나타난다. 이를 극복하기 위한 방안으로 전력선의 정확한 채널 모델링을 필요로 하며 디지털 통신기법을 적용해야하므로 본 논문에서는 비터비 알고리듬을 이용한 채널코딩 그리고 OFDM 기법을 적용한 전력선 통신 모뎀을 FPGA로 구현하였다. 전력선 통신을 위한 전송선로의 주파수에 대한 잡음과 임피던스 특성 및 전력선 채널에 채널코딩을 적용한 OFDM 신호 전송에 대한 시뮬레이션 결과와 설계된 FPGA 보드의 실험 결과를 비교 검증하였다. 채널 모델은 잡음과 감쇠 특성만을 고려하여 모델링 하였으며, 전력선 채널 상에서의 OFDM 기법의 적용을 위한 모뎀의 성능을 분석하였다. OFDM을 구현하기 위해 사용된 IFFT, FFT 블록은 Radix-2 SDF(Single-path Delay Feedback) 방식을 사용하였으며, 길쌈코드는 구속 장이 7이고, 생성 다항식 g_(0)=113_(8)과 g₁=171_(8)을 갖는 부호율 1/2를 갖도록 설계하였다. 실험 환경은 무부하시와 부하가 있을 때의 두 가지 환경을 구분하여 진행하였다. 실험에서는 45m 거리의 전력선에 부하로 15m, 30m, 45m 지점에서 1uF의 과부하를 연결하여 -40~-60dB의 감쇄에도 설계된 FPGA 보드가 정상적으로 통신하는 것을 확인할 수 있었으며, 채널 코딩과 OFDM 모뎀의 설계에 적용할 수 있다. Power line technology of communications is used much in home automation, automated meter reading field because is technology that permit data transmission using existent power line without establishing special transmission line and communicate using existent power line. Power line has weaked channel environments according to establishment structure, and frequency selective fading phenomenon appears accordingly. Embodied power line communication modem FPGA that apply channel coding and OFDM techniques to use Viterbi algorithm in thesis that need correct channel modelling of power line by way to overcome this and see because must apply digital communication techniques. Embodiment FPGA board compare and verified simulation result about OFDM signal transmission that apply channel coding and noise about frequency of transmission line for power line communication and impedance characteristic of power line channel. Channel model did modelling, and analyzed performance of modem for application of OFDM techniques in power line channel considering noise and attenuation characteristic. IFFT, FFT block of OFDM is used Radix-2 SDF(Single-path Delay Feedback) way, and constraint length is 7, creation polynomial expression is g_(0)=113_(8) and g₁=171_(8), and designed to have code rate 1/2. Experiment environment divides and progressed two environments of when is Environment with load and no-load. Could confirm that FPGA board that is designed to attenuation of -40 ~ -60 dB connecting 1uF overload at 15m, 30m, 45m point as subordinate to power line of 45m distance in an experiment communicate normally, and can apply channel coding and design of OFDM modem.