본 논문에서는 ITU-R M.1798-1 에 기반한 해상 HF 데이터 통신을 위한 세 가지 종류의 디지털 통신 방식을 소개하고 비교한다. 처음 두 개의 시스템은 3 kHz 대역폭을 사용하는 디지털 통신 방식으로서 OFDM 방식과 멀티 톤 방식의 디지털 모뎀이며, 마지막 세 번째 방식은 10-20 kHz 의 대역폭을 사용하는 OFDM 방식의 디지털 통신 모뎀이다. 본 연구를 통하여 각각의 통신 방식에 대한 물리계층 규격을 비교 분석한다.
기지국/단말 모뎀 검증 장치(MAT)는 기지국(AS) 모뎀, 단말(UE) 모뎀으로 구성되는 초고속 무선 전송 시스템(HM20) MIMO 구조 기지국/단말 모뎀의 자체 기능 검증과 기지국 모뎀과 단말 모뎀의 연동 시험시 오류 원인을 분석하기 위하여 상향 링크(UL)와 하향 링크(DL)의 송. 수신단의 정합부에 디지털 및 아날로그 정합을 이용하여 기지국모뎀과 단말 모뎀이 정상적으로 동작하는지를 시험하게 된다. 모뎀 검증 장치(MAT)는 상향 링크 신호는 단말 변조기의 송신 신호 수신과 기지국 복조기에 변조 신호를 송신, 하향 링크 신호는 기지국 변조기의 송신 신호 수신, 단말 복조기에 변조 신호를 송신하는 기능을 수행하여 상향 링크 신호와 하향 링크 신호를 시험 및 분석하는 기능을 수행한다.
최근 경제성장과 함께 생활수준의 향상으로 인하여 홈 게이트웨이는 디지털 홈 가전기기에 초고속 통신망 접속 기능을 제공하며 각종 기기들을 하나로 네트워크화 하는 중요한 기능을 담당하게 된다. 전력선 통신은 전력선을 매체로 하기 때문에 신규선로의 포설 없이 가전기기 및 정보화 서비스 모뎀들의 네트워크화에 용이할 뿐만 아니라 커버리지 확장에도 뛰어나서 디지털 가전, 원격검침, 전력설비 감시제어, 국가 재난 감시 시스템 등의 기본 통신 방식으로 가장 유력한 기술로써 디지털 가전을 포함한 유비쿼터스 전기설비 네트워크 구성에서 필수적 기술로 채택되고 있기 때문에 지능형 홈 네트워크, 전력IT 부가 서비스, 설비감시 네트워크, 유비쿼터스 네트워크 관련 기술에 대한 파급 효과가 매우 크며, 디지털 가전의 기본 통신 방식으로 가장 유력한 기술로써 디지털 가전 구성에서 필수적 기술로 채택되고 있다. 본 연구에서는 전력선통신모뎀을 이용하여 가전기기의 전력 소비를 감지할 수 있는 센서를 내장한 전력선 통신기반의 전력 감시 모듈을 개발하여 실시간 원격 모니터링을 통해 소비전력 패턴을 작성한다. 그리고 전력감시 모듈에 연결된 가전기기의 소비전력 패턴 분석을 통해 전력소비 이상 유무를 감지할 수 있는 알고리즘을 개발, 탑재하여 이상 유무를 판단하고 전력소비가 급증할 시 자동으로 전력을 차단하여 화재나 누전의 위험을 방지한다. 이에 본 연구는 전력감시 및 이상전력 차단기능을 갖는 저전력 전력선통신 모뎀 개발에 관한 것이다.
가정 내의 많은 정보 및 가전 기기들이 최근 급격히 디지털화가 진행됨에 따라서 가정내의 홈네트워크 구현에 대한 활발한 연구와 관련 업계들의 협력이 진행되고 있다. 디지털 TV를 필두로한 DVD 플레이어, 디지털 VCR,디지털 비디오 캠코더 둥 다양한 디지털 가전 기기들이 속속 선보이며 이들 간의 디지털 정보를 전송할 전송 채널로 IEEE 1394등이 많이 연구되고 있다. 또한 가정까지의 정보 전송을 위한 전화 업계와 케이블 업계의 경쟁이 치열해 지면서 정보를 가정까지 전달하기 위한 ADSL 및 케이블 모뎀등이 곧 보급될 전망이다. 홈네트워크 내의 다양한 기기들을 사용자가 편리하게 제어하기 위한 네트워크 구현을 위하여 HWW, HAVi UPnP, Jini 등 다양한 기법들이 선보이고 있다.
컴퓨터의 보급과 통신의 발달에 따라 많은 자료가 모뎀 등의 장비를 통하여 네트워크 상에서 이동하고, 인간의 음성, 혹은 소리가 컴퓨터에 사용되게 되었다. 이에 따라 소리, 네트워크 상의 자료와 같은 아날로그 신호와 컴퓨터가 처리할 수 있는 디지털 신호간의 변환이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 CCITT에서 제안한 아날로그, 디지털 변환 알고리즘인 ADPCM 알고리즘, G.721, G.726에 따라 아날로그, 디지털 변환기를 하드웨어 기술언어인 VHDL을 사용하여 실제적으로 구현하였다.
최근 홈 네트워킹 기술과 연동된 가전제어 및 서비스에 대한니즈가 증대�� 있어 다양한 디지털 가전기기가 개발되고 있다. 특히 국내외적으로 많은 홈 네트워크 관련 제품들이 생산되고 있으며 이는 궁극적으로 이기종 네트워크 환경에서 유무선 통신의 구된 없이 다양한 기기를 네트워크에 접속할 수 있는 서비스를 제공한다. 기존 중 저속 전력선 모뎀의 경우 홈 네트워크에서 전력선으로 들어오는 신호를 수신하기 위해 전력소모가 가장 많은 Main Processor에서는 항상 Wake-On 상태를 유지하고 있다. 하지만 중 저속 전력선 모뎀의 송수신을 관장하는 Main Processor를 보게 되면 크게 통신 프로토콜을 관장하는 Main CPU와 실제 전력선 신호 송수신을 관장하는 PLC Core로 나뉠 수 있다. 홈네트워크상에 전력선으로 들어오는 신호를 수신하기 위해서는 PLC Core는 항상 Wake-On 상태를 유지해야 하지만 Main CPU의 경우는 전력소모를 최소화하기 위해 Idle 상태를 유지하더라도 Host Controller와의 Stand-by & Wake On 신호와 인터럽트 발생기능을 이용하게 되면 전력선 통신에 문제가 없이 대기모드를 지원하는 저전력 전력선 통신 모뎀 개발이 가능하다. 이에 본 연구에서는 저전력 대기모드를 지원하는 전력선 통신 모뎀 개발에 관한 연구를 하고자 한다.
홈 네트워킹이 이슈화 되면서 많은 기능들을 내장한 홈 네트워크 제품이 개발되어지고 또한 판매되고 있다. 이러한 기능의 추가로 인하여 홈 네트워크 제품들의 소비전력 및 대기전력 또한 증가하고 있다. 본 고에서는 이러한 정보가전기기가 정상동작을 하지 않는 대기동작시의 전력소모량을 줄이기 위하여 기존에 많이 사용하였던 플라이백구조의 SMPS에 디지털 제어블럭 및 보조 SMPS를 이용하여 대기전력 소모량이 적은 디지털제어 전원공급시스템을 구현해 보았다. 이 시스템은 통신기능을 지원하도록 설계함으로써 네트워크 모뎀과의 통신을 통해 외부에서의 원격제어 및 모니터링이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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