KR101029121B1 - Apparatus and method for transmitting/receiving time broadcasting information coded with two tone fsk using power-line broadcasting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 정밀한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치 및 송수신 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 시각 방송정보의 정밀한 송수신을 위하여 2 개의 톤 주파수 신호를 주파수 편이 변조하여 전력선 교류의 특정 위상에 실음으로써 전력선 방송을 수행할 수 있는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치 및 송수신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power line broadcast transmission and reception apparatus and a transmission and reception method of precise visual broadcast information. More specifically, visual broadcasting through frequency shift modulation of two tone frequency signals capable of performing power line broadcasting by performing frequency shift modulation on two tone frequency signals and loading them on a specific phase of AC power line for precise transmission and reception of visual broadcasting information. The present invention relates to a power line broadcasting transmission / reception apparatus and a transmission / reception method of information.
<통신 및 방송><Communication and broadcasting>
통신이란 두 지점 또는 그 이상의 지점 사이에서 부호·음향·영상 등의 정보를 송수(送受)·교류하는 작용을 총칭하는 용어이다. 그 중에서 전력선 통신(Power Line Communicaton, PLC)은 전력을 공급하는 전력선을 매개로 음성과 데이터를 전력 신호에 실어 통신하는 기술이다.Communication is a general term for the operation of transmitting and exchanging information such as code, sound, video, etc. between two or more points. Among them, Power Line Communicaton (PLC) is a technology that communicates voice and data on a power signal through a power line that supplies power.
통신에 대비되는 개념으로 방송이 있는데, 방송이란 적절한 수신장치를 갖춘 불특정 다수의 대중이 동시에 보거나 들을 수 있도록 오락·정보·교육 등의 여러 정보를 보급하는 것을 말한다.In contrast to communication, there is broadcasting, which means distributing various information such as entertainment, information, and education so that a large number of unspecified masses with appropriate receivers can watch or listen at the same time.
본 발명에서 개시될 발명은 특히, 전력선 통신과 마찬가지로 전력선을 이용하는 점은 동일하지만 적은 양의 데이터를 단방향으로 송신하고 불특정 다수의 대중이 수신케 한다는 점에서 전력선 방송(PLB, Power Line Broadcasting) 이라 정의할 수 있을 것이다. 그 중에서도 본 발명은 전력선의 전력신호에 시각 방송정보를 실어 각종 기기에 전송하는 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로서 전력선 시간 방송(PLTB, Power Line Time Broadcasting)이라 정의할 수 있다. In particular, the invention to be disclosed in the present invention is defined as power line broadcasting (PLB) in that it uses the same power line as in power line communication, but transmits a small amount of data in one direction and receives it by an unspecified public. You can do it. In particular, the present invention relates to a transmission and reception apparatus and a method for transmitting visual broadcast information to a power line of a power line to various devices and may be defined as power line time broadcasting (PLTB).
이러한 전력선 방송은 전력선 통신과 달리 교류위상과 저주파를 이용하여 전력선을 통한 원거리 송신이 가능하며 단방향의 정확한 정보 전달만이 목적인 경우에 기존의 전력선 통신과 비교하여 더 효과적으로 목적을 달성할 수 있다.
Unlike power line communication, such power line broadcasting enables long-distance transmission through power lines using AC phase and low frequency, and can achieve the purpose more effectively than conventional power line communication when only one-way accurate information is transmitted.
상술한 전력선 방송은 전력선 통신이 가지는 아래와 같은 이유로 인해 그 개념 및 기술의 도입이 필요하다.The above-described power line broadcasting needs to introduce the concept and technology for the following reasons of power line communication.
전력선 통신은 유선통신으로서 그 매체가 전력선이므로 전파의 누설로 다른 무선 설비에 영향을 줄 가능성이 있으며 다량의 데이터를 주고 받기 위한 주파수 대역이 경우에 따라서는 전파법상 제한되는 주파수 대역일 수도 있다.Power line communication is a wired communication, and since the medium is a power line, there is a possibility that it may affect other wireless facilities due to leakage of radio waves, and a frequency band for transmitting and receiving a large amount of data may be a frequency band limited in some cases by radio wave law.
그리고 전력선 통신에 이용되는 전력선은 전화선이나 비대칭 디지털 가입자 회선(ADSL)처럼 단일 목적에 단일 기기로 이루어지는 통신선이 아니라, 가정의 냉장고, TV에서부터 한국 전력의 계량 설비 등 다양한 기기들이 접속되어 있어 회선의 잡음 수준이 굉장히 높은데다 신호가 왜곡되거나 끊기는 현상이 빈발해 데이터 통신 회선으로는 부적합하다는 한계를 지니고 있다. 특히, 높은 부하와 간섭현상, 변동하는 임피던스와 신호 감쇠 현상 등의 특수한 환경을 극복하고, 제한된 신호 전력을 통해 정확한 데이터를 전달해야 하는 어려움이 존재한다.
In addition, the power line used for power line communication is not a single line for a single purpose like a telephone line or an asymmetric digital subscriber line (ADSL), but a variety of devices such as refrigerators, TVs, and metering facilities of Korea Electric Power. The level is very high and the signal is distorted or dropped frequently, which makes it unsuitable for data communication lines. In particular, there is a difficulty in overcoming special environments such as high load and interference, fluctuating impedance and signal attenuation, and delivering accurate data through limited signal power.
<시각정보 방송의 필요성><Necessity of visual information broadcasting>
현대에 들어와 시간은 가장 정확히 측정할 수 있는 물리량으로서 그 정확성으로 인해 시각 정보는 산업 전반에 활용될 가치가 충분하며 그 활용을 위해 시각 정보를 관리하고 정확하게 유지하는 것이 중요하게 되었다. In modern times, time is the most measurable physical quantity, and its accuracy makes visual information worthwhile for the entire industry, and it is important to manage and maintain visual information accurately for its use.
이러한 시각 정보 중에는 국제원자시(TAI) 및 세계협정시(UTC) 이외에도 다수의 국가에서 관리, 유지되는 각국의 표준시가 있다. 또한 대한민국의 경우 대한민국 표준시(KST)가 있으며 GPS(Global Positioning System) 위성에 탑재된 원자시계의 기준시 또한 시각 정보로 활용된다.Among these visual information, in addition to the International Atomic Time (TAI) and the Universal Covenant Time (UTC), there is a standard time of each country managed and maintained in many countries. In Korea, there is Korea Standard Time (KST), and the reference time of the atomic clock mounted on the GPS (Global Positioning System) satellite is also used as time information.
현 단계에서 대한민국 표준시 정보를 획득하는 방법으로는 한국 표준과학 연구원 내의 표준주파수국 (호출부호: HLA)에서 24시간 송출 중인 5 MHz 표준시각 방송을 수신하는 방법이 있다. 또한 인터넷으로 UTCk 프로그램을 다운로드 받아 사용하거나 모뎀을 이용하여 한국 표준과학 연구원의 타임 서버에 접속하여 확보할 수 있다. 이 밖에도 116의 전화망을 통해 시보장치의 오디오 톤의 수신방법이 있다.At this stage, a method of acquiring Korean standard time information is to receive a 5 MHz standard time broadcast which is being transmitted for 24 hours from a standard frequency station (HLA) within the Korea Research Institute of Standards and Science. You can also download and use the UTCk program on the Internet, or use a modem to access the time server of the Korea Research Institute of Standards and Science. In addition, there is a method of receiving audio tones of the time signal device through the telephone network of 116.
표준주파수 방송의 수신은 간단한 단파 라디오 수신장치로 수신이 가능하여 널리 이용되어 왔으며 선박, 군통신 등 통신전자장비를 사용하는 현지에서 시간주파수 교정이 가능하다. 방송되고 있는 5 MHz의 표준주파수는 길이시간 연구실에서 다수의 원자시계로부터 생성되며 국제비교를 통한 국제소급성이 확보된 가운데, 시각부호 발생장치에서 5 MHz 반송주파수에 1초 신호, BCD(Binary Coded Decimal) 타임 코드, 오디오 톤 등의 정보를 실어 방송한다.The reception of standard frequency broadcasting has been widely used because it can be received by a simple shortwave radio receiver, and it is possible to calibrate time frequency locally using communication electronic equipment such as ship, military communication. The 5MHz standard frequency being broadcast is generated from multiple atomic clocks in a length time laboratory, and the international traceability is secured through international comparison. In the time code generator, 1 second signal at 5 MHz carrier frequency, Binary Coded Decimal) Broadcasts with information such as time code and audio tone.
그러나 단파대 통신은 공간파를 주로 이용하고 있으므로 실내 수신이 어렵고 전리층 상태 및 수신 안테나의 설치 장소에 따른 수신감도의 저하와 같은 단점이 있다.However, shortwave communication mainly uses spatial waves, which makes it difficult to receive indoors and has disadvantages such as deterioration in reception sensitivity depending on the ionospheric state and the installation location of the receiving antenna.
그리고 인터넷 망 또는 전화 망을 이용하여 표준시 정보와 같은 시각 정보를 획득하는 방법도 각종 전자제품, 공장의 설비 및 연구소 등의 각종 계측기에 시각 정보를 공급하는데 있어서 우회적이거나 일정한 한계가 있다.In addition, a method of acquiring visual information such as standard time information using an internet network or a telephone network also has a detour or constant limitation in supplying visual information to various measuring instruments such as various electronic products, facilities and research institutes.
따라서 별도의 전용 배선의 설치 없이 시각 정보(예: 대한민국 표준시, GPS 이용한 기준시)를 전송하고 기 설치되어 있는 전기 설비를 그대로 이용하면서도 홈오토메이션의 실행에, 각종 계측기 또는 시스템 장비를 갖춘 산업현장 그리고 각종 국책, 민간과제 사업 등에 시각 정보를 활용하게 할 수 있는 기술의 필요성이 대두 된다.Therefore, it is possible to transmit time information (e.g. Korea Standard Time, GPS standard time) without installing special wiring, and to use home-installed electric equipment as it is, to execute home automation, industrial sites equipped with various measuring instruments or system equipment, and There is a need for technology that can utilize visual information in various national and private projects.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 전력선 통신이 많은 양의 데이터를 양방향으로 전송하기 위하여 고주파 대역의 반송파가 필요한 반면, 시각 정보와 같은 적은 양의 데이터를 2 개의 톤 주파수 신호에 기초하여 부호화 및 변조하여 단방향으로 전송함으로써 저주파로 인한 원거리 전력선 방송이 가능한 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치 및 송수신 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made in accordance with the above-described needs, and the first object of the present invention is that a high-frequency carrier is required to transmit a large amount of data in both directions, while a small amount of information such as visual information is required. Provides a power line broadcasting transmission / reception apparatus and a transmission / reception method of visual broadcasting information through frequency shift modulation of two tone frequency signals capable of long-distance power line broadcasting due to low frequency by encoding and modulating data based on two tone frequency signals and transmitting them in one direction. There is.
본 발명의 제 2목적은 적절한 주파수 선정에 의하여 교류주파수의 비직선 특성에 의해 발생되는 고조파 신호의 상호 영향을 배제하여 신뢰성 있는 저속 데이터 전송을 수행할 수 있고, 선로가 긴 경우에도 선로의 저항과 커패시터 성분에 의한 에러나 왜곡이 적은 톤 주파수 신호를 이용하고, 장거리 전송에 따른 신호 분산에 의한 시간정보의 모호성을 명확한 교류전압의 위상정보로 보상할 수 있는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치 및 송수신 방법을 제공하는 데 있다.The second object of the present invention is to perform reliable low-speed data transmission by eliminating the mutual influence of harmonic signals generated by non-linear characteristics of AC frequency by appropriate frequency selection. The frequency shifting modulation of two tone frequency signals is performed by using a tone frequency signal with less error or distortion caused by capacitor components and compensating the ambiguity of time information due to signal dispersion due to long-distance transmission with phase information of clear AC voltage. The present invention provides a power line broadcasting transmission / reception apparatus and a transmission / reception method of visual broadcasting information.
또한, 본 발명의 제 3목적은 고비용의 클럭칩을 대체하여 노트북, 교통신호등, 가전제품 등에 내장되어 있는 각종 계측 장비에 클럭 신호를 제공할 수 있고 이로 인해 저비용으로 정확성과 편리함을 제공할 수 있는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치 및 송수신 방법을 제공하는 데 있다.In addition, the third object of the present invention can provide a clock signal to a variety of measurement equipment embedded in a notebook, traffic lights, home appliances, etc. by replacing the expensive clock chip, thereby providing accuracy and convenience at low cost Disclosed are a power line broadcast transmission / reception apparatus and a transmission / reception method of visual broadcasting information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
그리고, 본 발명의 제 4목적은 정전 후 각종 계측 장비의 시간 세팅이 전력신호에 의해 자동으로 수행되어 별도로 이용자가 시간 세팅을 하는 행위가 불필요하며 기존의 전력선을 그대로 사용하는 그린 산업을 제공하기 위하여 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치 및 송수신 방법을 제공하는 데 있다.In addition, the fourth object of the present invention is to provide a green industry using the existing power line as it is not necessary to perform the time setting of the user separately because the time setting of various measurement equipment is automatically performed by the power signal after the power failure. Disclosed are a power line broadcast transmission / reception apparatus and a transmission / reception method of visual broadcasting information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
상기와 같은 본 발명의 목적은 소정의 전력신호를 전달하는 전력선(100); 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 년, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 수신하여 2진수로 부호화하는 부호화수단(200); 부호화된 시각 방송정보에 대응되도록 서로 다른 2 개의 톤 주파수 신호를 주파수 편이 변조하여 시각 방송신호를 생성하는 방송신호 생성수단(300); 및 시각 방송신호를 전력신호에 결합하는 방송신호 결합수단(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.An object of the present invention as described above is a
본발명의 전력신호는 60 Hz 주파수를 갖는 교류신호인 것이 바람직하나 임의의 주파수를 사용하는 전력선에 확장 적용할 수 있다.The power signal of the present invention is preferably an AC signal having a frequency of 60 Hz, but can be extended to power lines using any frequency.
시각 방송정보는 주기적으로 갱신되는 타임 프레임으로 구성되며, 시각 방송신호는 타임 프레임의 프레임 구분을 위한 침묵 구간을 가질 수 있다.The time broadcast information may be configured of a time frame that is periodically updated, and the time broadcast signal may have a silence section for classifying a frame of the time frame.
2개의 톤 주파수 신호는 복합주파수부호의 주파수 중 고주파수그룹과 저주파수그룹에서 각각 선택된 톤 주파수 신호인 것이 바람직하다.The two tone frequency signals are preferably tone frequency signals selected from a high frequency group and a low frequency group among the frequencies of the complex frequency code.
방송신호 생성수단(300)은, 2 개의 톤 주파수 신호를 발진하는 발진기(310); 및 2 개의 톤 주파수 신호를 부호화된 시각 방송정보에 대응되도록 변조하는 변조수단(320);을 포함하는 것이 바람직하다.The broadcast signal generating means 300 includes: an
교류신호가 0 V 시점인 제로크로싱 시점을 검출하는 제로크로싱 검출기(440)를 더 포함하고, 변조수단(320)은 제로크로싱 검출기(440)와 동기되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable to further include a zero
방송신호 결합수단(400)은 교류신호의 제로크로싱 시점에 기반하여 반 주기의 특정 교류위상의 내에서 신호결합이 시작되고 종료되는 것이 바람직하다.The broadcast signal combining means 400 preferably starts and ends the signal combining within a specific AC phase of a half cycle based on the zero crossing timing of the AC signal.
또한, 본 발명의 목적은 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100)으로부터 전력신호와 결합되어 있으며 서로 다른 2 개의 톤 주파수 신호로 주파수 편이 변조된 변조신호를 추출하는 필터(500); 변조신호로부터 2 개의 톤 주파수 신호를 복조하는 복조수단(600); 및 복조된 2 개의 톤 주파수 신호를 복호화하여 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하는 방송정보 획득수단(700);을 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.In addition, an object of the present invention is a
필터(500)는 전력신호를 제거하여 변조신호를 추출하기 위한 고역통과필터인 것이 바람직하다.The
교류신호가 0 V 시점인 제로크로싱 시점을 검출하는 제로크로싱 검출기(550)를 더 포함하고, 복조수단(600)은 제로크로싱 검출기(550)와 동기되어 있는 것이 바람직하다.It is further preferable to further include a zero
2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 장치는 패턴 분석의 용이성을 위해 추출된 변조신호를 동일 패턴으로 반복 출력하는 에코회로(800)를 더 포함하는 것이 바람직하다.The power line broadcast receiving apparatus for visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals may further include an
한편, 본 발명의 목적은 다른 카테고리로서 부호화 수단(200)이 전력선(100)의 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 년, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 2진수로 부호화하는 단계(S100); 방송신호 생성수단(300)이 부호화된 시각 방송정보에 대응하도록 2 개의 톤 주파수 신호를 주파수 편이 변조하여 시각 방송신호를 생성하는 단계(S110); 및 방송신호 결합수단(400)이 생성된 시각 방송신호를 전력신호에 결합하는 단계(S120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.On the other hand, an object of the present invention is the category of at least one of the year, month, day, hour, minute and second corresponding to the specific zero crossing time of the AC signal that the encoding means 200 is a power signal of the
방송신호 결합수단(400)의 시각 방송신호 결합단계(S120)는, 제로크로싱 검출기(420)가 검출한 전력신호의 0 V 시점인 제로크로싱 시점에 기반하여 시각 방송신호를 교류신호에 결합하는 단계인 것이 바람직하다.In the visual broadcast signal combining step (S120) of the broadcast signal combining means 400, combining the visual broadcast signal with the AC signal based on the zero crossing time point, which is the 0 V time point of the power signal detected by the zero crossing detector 420. Is preferably.
부호화 수단(200) 시각 방송정보 부호화단계(S100)와 방송신호 생성수단(300)의 시각 방송신호를 생성단계(S110) 사이에는, 방송신호 생성수단(300)이 제로크로싱 검출기(440)를 사용하여 전력신호 교류위상을 판별하는 단계(S105); 및 방송신호 생성수단(300)이 판별된 교류위상에서 전송이 개시될 교류위상까지의 대기시간과 전송이 종료되는 교류위상의 후미 제로크로싱 시점까지의 소요시간을 가산하여 부호화된 시각 방송정보를 갱신하는 단계(S108);를 더 포함하는 것이 바람직하다.Between the encoding means 200 encoding the time broadcast information (S100) and generating the time broadcast signal of the broadcast signal generating means 300 (S110), the broadcast signal generating means 300 uses the zero
또한, 본 발명의 목적은 필터(500)가 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100)으로부터 전력신호와 결합되어 있으며 서로 다른 2 개의 톤 주파수 신호로 주파수 편이 변조된 변조신호를 추출하는 단계(S200); 복조수단(600)이 변조신호로부터 2 개의 톤 주파수 신호를 복조하는 단계(S210); 방송정보 획득수단(700)이 복조된 2 개의 톤 주파수 신호를 복호화하여 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하는 단계(S220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.In addition, the object of the present invention is the
방송정보 획득수단(700)의 시각 방송정보 획득단계(S220)는, 제로크로싱 검출기(420)가 검출한 전력신호의 0 V 시점인 제로크로싱 시점에 기반하여 시각 방송정보를 획득하는 단계인 것이 바람직하다.The visual broadcasting information acquiring step S220 of the broadcasting information acquiring means 700 is a step of acquiring the visual broadcasting information based on the zero crossing time point, which is the 0 V time point of the power signal detected by the zero crossing detector 420. Do.
필터(500)의 변조신호 추출단계(S200)와 복조수단(600)의 시각 방송신호 복조단계(S210) 사이에는, 에코회로(800)가 패턴 분석의 용이성을 위해 추출된 변조신호를 반복 출력하는 단계(S205);를 더 포함하는 것이 바람직하다.Between the modulation signal extraction step S200 of the
상기와 같은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 전력선 통신이 많은 양의 데이터를 양방향으로 전송하기 위하여 고주파 대역의 반송파가 필요한 반면, 시각 정보와 같이 적은 양의 데이터를 톤 주파수 신호에 기초하여 부호화 및 변조로 단방향으로 전송하기 때문에 저주파로 인해 원거리 전력선 방송이 가능한 효과가 있다.According to a preferred embodiment of the present invention as described above, while a power line communication requires a carrier of a high frequency band in order to transmit a large amount of data in both directions, a small amount of data such as visual information is encoded based on a tone frequency signal. And because it transmits unidirectionally by modulation, the long-range power line broadcasting is possible due to the low frequency.
또한, 적절한 반송파 주파수 선정에 의하여 교류주파수의 비직선 특성에 의해 발생되는 고조파 신호의 상호 영향을 배제하여 신뢰성 있는 저속 데이터 전송을 수행할 수 있고, 선로가 긴 경우에도 선로의 저항과 커패시터 성분에 의한 에러나 왜곡을 전력선 교류가 본질적으로 가지고 있는 위상 정보를 사용하여 보상가능하며 주파수가 일정하므로 자연적 시각 동기가 제공되는 효과가 있다.In addition, it is possible to perform reliable low-speed data transmission by eliminating the mutual influence of harmonic signals generated by non-linear characteristics of AC frequency by appropriate carrier frequency selection. Errors and distortions can be compensated using the phase information inherent in powerline alternating current, and the frequency is constant, thus providing natural visual synchronization.
또한, 고비용의 클럭칩을 대체하여 노트북, 교통신호등, 가전제품 등에 내장되어 있는 각종 계측 장비에 상용칩으로 장착함으로써 클럭 신호를 제공할 수 있고 이로 인해 저비용으로 정확성과 편리함을 제공하는 효과가 있다.In addition, it is possible to provide a clock signal by replacing the expensive clock chip as a commercial chip in various measurement equipment embedded in laptops, traffic lights, home appliances, etc., thereby providing accuracy and convenience at low cost.
그리고, 정전 후 각종 계측 장비의 시간 세팅이 전력신호에 의해 자동으로 수행되어 별도로 이용자가 시간 세팅을 하는 행위가 불필요하다.After the power failure, time setting of various measurement equipment is automatically performed by the power signal, so that the user does not need to set the time separately.
또한, 기존의 전력선을 그대로 사용하므로 추가 설비가 불필요한 그린 산업을 제공하는 효과가 있다.In addition, since the existing power line is used as it is, there is an effect of providing a green industry that requires no additional equipment.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서 전력신호의 교류신호에 시각 방송신호를 결합한 상태의 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서 전력신호의 교류신호에 결합된 시각 방송신호 그래프와 이에 대응하는 부호화된 시각 방송정보를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서 시각 방송정보의 전력선(100) 방송 송신 방법을 순차적으로 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서 시각 방송정보의 전력선(100) 방송 수신 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment according to the present invention,
2 is a graph showing a state in which a visual broadcast signal is coupled to an AC signal of a power signal according to an embodiment of the present invention;
3 is a graph illustrating a visual broadcast signal graph coupled to an AC signal of a power signal and coded visual broadcast information corresponding thereto according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart sequentially illustrating a method for transmitting
FIG. 5 is a flowchart sequentially illustrating a method for receiving
전력선 통신의 경우 송수신자 양방향의 통신을 하고 데이터의 양이 많아 고주파를 이용하게 된다. 그러나 전력선은 높은 부하와 간섭현상, 변동하는 임피던스와 신호 감쇠 현상 등의 특수한 환경을 극복하고, 제한된 전력선의 전력을 통해 데이터를 전달해야 하는 어려움이 존재한다.In the case of power line communication, two-way communication is performed by a transceiver and a large amount of data is used to use high frequency. However, power lines have to overcome special circumstances such as high load and interference, fluctuating impedance and signal attenuation, and have difficulty in transmitting data through limited power lines.
따라서 전력선을 통해 저주파 신호를 전송함으로써 단방향의 정보 전달을 수행함으로써 전력선의 활용을 극대화할 수 있는 데 이러한 전력선 전송을 PLB(Power Line Broadcasting) 즉, 전력선 방송이라 명명할 수 있다. 그 중에서도 전력선의 전력신호에 시각 방송정보를 실어 방송하는 것을 전력선 시각 방송(PLTB, Power Line Time Broadcasting)이라 정의할 수 있다. 이하, 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치 및 송수신 방법의 일 실시예에 대해서 설명한다.
Therefore, the transmission of low frequency signals through the power line enables unidirectional information transmission to maximize the utilization of the power line. Such power line transmission may be referred to as Power Line Broadcasting (PLB). Among them, broadcasting with time broadcast information on a power signal of a power line may be defined as power line time broadcasting (PLTB). Hereinafter, an embodiment of a power line broadcast transmission / reception apparatus and a transmission / reception method of visual broadcasting information through frequency shift modulation of two tone frequency signals will be described.
<< 실시예Example >>
<구성><Configuration>
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송수신 장치는, 전력선(100), 부호화수단(200), 방송신호 생성수단(300) 및 방송신호 결합수단(400)을 포함하는 전력선 방송 송신 장치와 필터(500), 복조수단(600) 및 방송정보 획득수단(700)을 포함하는 전력선 방송 수신 장치로 이루어진다. 그리고, 송수신 장치 모두에 제로크로싱 검출수단(440, 550)이 구비될 수 있다. 여기서, 방송신호 생성수단(300)은 발진기(310)와 변조수단(320)을 포함하며, 방송정보 획득수단(700)은 복호화수단(710)을 포함한다. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment according to the present invention. As shown in FIG. 1, a power line broadcast transmitting / receiving apparatus for visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals according to the present invention includes: a
본 발명의 일 실시예에 대해 간단히 설명하면, 전력선 방송 송신 장치의 경우, 부호화수단(200)이 시각 방송정보를 2진수로 부호화하고 방송신호 생성수단(300)이 부호화된 시각 방송정보에 대응하는 2 개의 톤 주파수 신호로 주파수 편이 변조를 통해 변조신호인 시각 방송신호를 생성한다. 그리고 방송신호 결합수단(400)이 시각 방송신호를 전력선(100)의 전력신호에 결합하여 전력송 방송을 하게 된다.An embodiment of the present invention will be described briefly. In the power line broadcast transmitting apparatus, the encoding means 200 encodes the time broadcast information in binary, and the broadcast signal generation means 300 corresponds to the encoded time broadcast information. Two tone frequency signals are used to generate a visual broadcast signal that is a modulated signal through frequency shift modulation. The broadcast signal combining means 400 combines the time broadcast signal with the power signal of the
전력선 방송 수신 장치의 경우, 필터(500)가 전력신호인 교류신호를 제거하고 2 개의 톤 주파수 신호로 이루어진 변조신호를 추출하면, 복조수단(600)이 추출된 변조신호를 2 개의 톤 주파수 신호로 복조한다. 그리고 방송신호 획득수단(700)이 복호화수단(710)을 통해 2 개의 톤 주파수 신호를 복호화하여 시각 방송정보를 획득하게 되는데 이로써 시각 정보를 필요로 하는 모든 계량, 계측기기에 시각 방송정보를 제공하게 된다.In the case of the power line broadcast receiving apparatus, when the
전력선(100)은 별도의 랜선이나 무선통신 장비 없이 콘센트에 전원만 꽂으면 전력선(100)을 통해 시각 방송정보를 저주파 신호에 실어 나를 수 있다. 전력을 공급하는 기존의 전력선(100)을 그대로 사용할 수 있으며 전력선(100)의 전력신호는 60 Hz의 교류신호가 이용됨이 일반적이다. 또한, 전력선(100)에 가해지는 전압은 110 Vrms 또는 220 Vrms일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 전압의 변동이 있는 배전선 또는 송전을 위한 송전선일 수 있다. The
부호화수단(200)은 연(year), 월(month), 일(day), 시(hour), 분(minute) 및 초(second) 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 2 진수로 부호화하는 역할을 한다. 여기서, 시각 방송정보는 유무선 통신으로 입력받을 수 있는데 표준시(ST) 정보 또는 GPS를 이용한 기준시 정보를 포함하며, 표준시 정보의 경우 한국에서는 한국 표준과학 연구원 길이시간 연구실의 세슘원자시계로부터 직접 입력받을 수 있다. 또한 시각 방송정보는 현재의 표준시뿐만 아니라 지역별 시각 정보 및 세계 시각 정보가 포함될 수 있다.The encoding means 200 encodes at least one time broadcast information of a year, month, day, hour, minute and second in binary. do. Here, visual broadcasting information may be input by wired or wireless communication, including standard time (ST) information or reference time information using GPS, and standard time information may be directly input from a cesium atomic clock of a length time laboratory of the Korea Research Institute of Standards and Science in Korea. Can be. In addition, the visual broadcast information may include local time information and world time information as well as the current standard time.
그리고, 시간주파수 연구실에서 송출하는 단파 대역의 무선 방송으로 입력받거나 인터넷망(예: T1/E1 전용선, ADSL, HFC 등) 또는 전화망으로 입력받을 수도 있다.In addition, it may be input through wireless broadcasting in a short-wave band transmitted from a time-frequency laboratory, or may be input through an internet network (eg, a T1 / E1 dedicated line, an ADSL, HFC, etc.) or a telephone network.
방송신호 생성수단(300)은 부호화된 시각 방송정보에 대응하는 시각 방송신호를 생성하는 역할을 한다. 방송신호 생성수단(300)은 발진기(310)와 변조수단(320)으로 구성될 수 있는데, 발진기(310)는 부호화된 시각 방송정보의 0과 1에 대응하는 2 개의 톤 주파수 신호를 생성하며, 변조수단(320)은 2 개의 톤 주파수 신호를 시각 방송정보에 대응하도록 주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying)하여 시각 방송신호를 생성하게 된다.The broadcast signal generating means 300 serves to generate a visual broadcast signal corresponding to the encoded visual broadcast information. The broadcast signal generating means 300 may include an
그리고, 방송신호 생성수단(300)의 변조수단(320)은 도 1에 도시된 바와 같이, 시각 방송정보가 수신되는 수신장치에서 정확한 시각 방송정보로 활용될 수 있도록 제로크로싱 검출기(440)로부터 전력선(100) 교류신호의 제로크로싱 시점을 제공받아 동기된다. 따라서, 전력신호인 교류신호의 제로크로싱 시점을 기준으로 하여 특정 시점의 전력신호에 결합시킬 수 있게 되는 것이다. 이는 시각 방송정보를 수신하는 수신장치에서 제로크로싱 시점의 검출로 어느 시점에 대한 시각 방송정보인가를 알려주기 위함이다.As shown in FIG. 1, the modulating means 320 of the broadcast signal generating means 300 includes a power line from the zero-crossing
방송신호 결합수단(400)은 변조신호인 시각 방송신호를 전력선의 전력신호에 결합하는 역할을 한다. 즉, 방송신호 생성수단(300)으로부터 출력된 시각 방송신호를 방송신호 결합수단(400)이 전력선(100)에 전자기 유도 결합(inductive coupling)으로 싣는 것이다.The broadcast signal combining means 400 serves to couple the visual broadcast signal, which is a modulation signal, to the power signal of the power line. That is, the broadcast signal coupling means 400 loads the visual broadcast signal output from the broadcast signal generating means 300 on the
방송신호 결합수단(400)에 의해 결합되는 시각 방송신호는 2 개의 톤 주파수 신호로 변조된 변조신호이고 하나의 톤 주파수 신호가 일반적으로 50 ms 내지 100 ms 의 톤 지속시간을 갖는다고 볼 때 60 Hz의 주파수를 갖는 전력신호에 싣는 경우 하나의 톤 주파수 신호가 몇 주기 이상 지속될 수 있다. The visual broadcast signal combined by the broadcast signal combining means 400 is a modulated signal modulated into two tone frequency signals and 60 Hz when one tone frequency signal generally has a tone duration of 50 ms to 100 ms. When mounted on a power signal having a frequency of, one tone frequency signal may last for several cycles or more.
그러므로 장거리 시각 방송정보 전송에 있어서, 동일 신호의 긴 지속시간에 의한 수신장치의 데이터 검출 용이성(또는 복조 용이성)을 유지하면서 데이터 트랜지션 시점을 정확히 판별하여 전송 시 오차를 줄이기 위해 제로크로싱 시점을 검출하고 이를 기준 시점으로 하여 제로크로싱 전후 교류위상에 결합토록 한다. 제로크로싱 시점 검출을 위해 제로크로싱 검출기(440)의 구성을 부가하여 변조수단(320)과 동기되도록 한 것은 상술한 바와 같다.Therefore, in the transmission of long-distance time broadcasting information, the zero crossing point is detected to reduce the transmission error by accurately determining the data transition point while maintaining the data detection ease (or demodulation ease) of the receiving apparatus due to the long duration of the same signal. Using this as a reference point, the phases are combined before and after zero crossing. As described above, the configuration of the zero
여기서, 톤 주파수 신호의 지속시간은 간단한 조작으로 변경가능하므로, 전력신호인 교류신호의 한 전력신호의 반 주기 내의 제로크로싱 통과후 초반부 시점에 시각 방송신호를 결합하고 종료하는 것도 가능하며, 제로 크로싱 시점의 전력신호를 동기신호로 사용하여 시각 방송정보의 방송시간 오차를 최소화하게 된다.Here, since the duration of the tone frequency signal can be changed by a simple operation, it is also possible to combine and end the visual broadcast signal at the beginning of the first half after passing zero crossing within one cycle of one power signal of the AC signal, which is the power signal. By using the power signal of the viewpoint as a synchronization signal, the broadcast time error of the time broadcast information is minimized.
필터(500)는 전력신호를 전송하는 전력선(100)으로부터 전력신호와 결합되어 있으며 서로 다른 2 개의 톤 주파수 신호로 주파수 편이 변조된 변조신호를 추출하는 역할을 한다. 전력신호는 일반적으로 60 Hz의 저주파수 대역이므로 2 개의 톤 주파수 신호와는 구별된다. 따라서 전력신호 제거를 위해 필터(500)는 고역통과필터 또는 전력선 교류주파수 제거기(cancealler)가 사용된다.The
복조수단(600)은 변조신호로부터 2 개의 톤 주파수 신호를 복조하는 역할을 한다. 2 개의 톤 주파수 신호가 섞여있는 변조신호로부터 2 개의 톤 주파수 신호 각각에 해당하는 2진화된 디지털 신호를 복조하게 된다. The demodulation means 600 serves to demodulate two tone frequency signals from the modulated signal. The demodulated digital signal corresponding to each of the two tone frequency signals is demodulated from the modulated signal in which the two tone frequency signals are mixed.
이때 복조수단(600)은 제로크로싱 검출기(550)와 동기되어 시각 방송정보의 정확한 시점을 제공받는데, 이는 시각 방송정보가 전력신호의 특정 제로크로싱 시점 전후로 변조 및 결합되어 있어 시각 방송정보라는 데이터 이외에도 시각 방송정보에 시점 정보를 제공할 필요가 있기 때문이다.In this case, the demodulation means 600 is synchronized with the zero
방송정보 획득수단(700)은 복조된 2 개의 톤 주파수 신호를 복호화하여 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하는 역할을 한다. 따라서, 2진화된 시각 방송정보를 복호화하는 복호화수단(710)을 구비하고, 이에 더해 시각 방송정보를 활용하는 계측/계량기 등의 계측기 제어수단(미도시)을 포함할 수 있다. 이 경우 복호화된 시각 방송정보가 의미하는 정확한 시점은 제로크로싱 검출기(550)에 의해 검출된 특정 제로크로싱 시점이 된다.The broadcast
또한, 방송정보 획득수단(700)에 포함될 수 있는 계측기 제어수단은 직접적으로 시각 방송정보를 획득하여 제어의 기준시로 사용한다. 여기서 계측기 제어수단은 예시적인 것이며, 각종 계측/계량 기기, 노트북, 교통신호등, 가전제품 등 시각 방송정보를 필요로 하는 모든 전자기기의 제어수단이 이에 포함된다. 그리고 시각표시수단을 더 구비하여 이를 통해 시각 정보를 디스플레이할 수도 있다.In addition, the instrument control means that may be included in the broadcast information acquisition means 700 directly obtains the visual broadcast information and uses it as a reference time for control. Here, the measuring instrument control means is exemplary, and includes control means for all electronic devices that require visual broadcasting information such as various measuring / measuring devices, laptops, traffic lights, home appliances, and the like. The display apparatus may further include visual display means to display visual information.
그리고 방송정보 획득수단(700)은 전력선(100)의 60 Hz 교류신호를 이용할 수 있으므로 별도의 내부 클럭 발생수단을 구비하지 않고도 시각을 유지할 수 있게 된다.In addition, since the broadcast
에코회로(800)는 필터(500)로부터 시각 방송신호와 함께 추출된 각종 노이즈 신호를 분별하고 패턴 분석을 용이하게 하기 위해 추출된 시각 방송신호를 반복 출력한다.The
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서 전력신호의 교류신호에 시각 방송신호를 결합한 상태의 그래프이다. 여기서 가로축은 시간축이고 세로축은 전압신호의 세기축이며, 도시된 정현파는 교류위상을 갖는 전력신호이다.2 is a graph illustrating a state in which a visual broadcast signal is coupled to an AC signal of a power signal according to an embodiment of the present invention. Here, the horizontal axis is the time axis and the vertical axis is the intensity axis of the voltage signal, and the illustrated sine wave is a power signal having an AC phase.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력신호의 0 V 시점인 특정 제로크로싱 시점을 전후로 2 개의 톤 주파수 신호(fH, fL)가 결합되어 있다. 상술하였듯이 일반적으로 하나의 톤 주파수 신호의 지속시간이 전력신호의 3 내지 5주기를 차지하여 시각 정보의 오차를 불러올 수 있지만 조작에 의해 지속시간을 줄일 수 있으며 제로크로싱 시점을 동기점으로 하여 수신장치에 시각 방송정보의 시점 정보를 제공함으로써 시각 정보 오차를 줄일 수 있다.As shown in FIG. 2, two tone frequency signals f H and f L are combined before and after a specific zero crossing time point, which is a 0 V time point of the power signal. As described above, in general, the duration of one tone frequency signal occupies 3 to 5 cycles of the power signal, so that the error of time information can be brought out, but the duration can be reduced by the operation, and the receiving device has a synchronization point as the zero crossing point. The visual information error can be reduced by providing the view information of the visual broadcast information.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서 전력신호의 교류신호에 결합된 시각 방송신호 그래프와 이에 대응하는 부호화된 시각 방송정보를 나타낸 그래프이다. 여기서 가로축은 시간축이고 세로축은 전압신호의 세기축이며, 도시된 정현파는 교류위상을 갖는 전력신호이다.3 is a graph illustrating a visual broadcast signal graph coupled to an AC signal of a power signal and coded visual broadcast information corresponding thereto according to an embodiment of the present invention. Here, the horizontal axis is the time axis and the vertical axis is the intensity axis of the voltage signal, and the illustrated sine wave is a power signal having an AC phase.
도 3에 도시된 바와 같이, fH는 2진수의 1에 대응하고 fL은 2진수의 0에 대응하므로 이러한 일련의 비트단위의 정보를 수신하여 시각 방송정보로 활용하고 특정 제로크로싱 시점을 동기점으로 하여 정확한 시각 방송정보로 획득하게 되는 것이다.
As shown in FIG. 3, since f H corresponds to 1 of binary number and f L corresponds to 0 of binary number, such a series of bit information is received and used as visual broadcasting information, and a specific zero crossing point is synchronized. The point is obtained by accurate visual broadcast information.
<전력선 방송 송수신 방법><Power line transmission and reception method>
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서 시각 방송정보의 전력선(100) 방송 송신 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 4를 참조하면, 우선 부호화 수단(200)이 전력선(100)의 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 년, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 2진수로 부호화한다(S100).4 is a flowchart sequentially illustrating a method for transmitting
다음, 방송신호 생성수단(300)이 제로크로싱 검출기(440)를 사용하여 현재의 전력신호 교류위상을 판별한다(S105). 이후, 방송신호 생성수단(300)이 현재의 교류위상에서 전송이 개시될 교류위상까지의 대기시간과 전송이 종료되는 교류위상의 후미 제로크로싱 시점까지의 소요시간을 가산하여 부호화된 방송정보를 갱신한다(S108).Next, the broadcast signal generating means 300 determines the current power signal AC phase using the zero crossing detector 440 (S105). Thereafter, the broadcast signal generating means 300 updates the encoded broadcast information by adding the waiting time from the current AC phase to the AC phase at which the transmission is to be started and the time required until the trailing zero crossing point of the AC phase at which the transmission ends. (S108).
다음, 방송신호 생성수단(300)이 부호화된 시각 방송정보에 대응하도록 2 개의 톤 주파수 신호를 주파수 편이 변조하여 시각 방송신호를 생성한다(S110).Next, the broadcast signal generation means 300 generates a time broadcast signal by frequency shifting modulation of two tone frequency signals to correspond to the encoded time broadcast information (S110).
다음, 방송신호 결합수단(400)이 생성된 시각 방송신호를 전력신호에 결합함으로써(S120) 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 방법이 수행된다. Next, the broadcast signal combining means 400 combines the generated time broadcast signal with the power signal (S120) to perform a power line broadcast transmission method of time broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
이때 전송의 종료도 교류 반주기 위상 초반부에 이루어지도록 톤의 길이가 조절될 수 있으며, 이러한 조절은 전력선과 같이 임피던스가 불균일한 환경에서 톤의 전송시 극심한 지연 및 분산이 존재하더라도 시각 방송정보가 의미하는 시점을 정확히 판별토록 해줄 수 있다.At this time, the length of the tone can be adjusted so that the end of the transmission is also made at the beginning of the AC half-period phase, and this adjustment means that even if there is an extreme delay and dispersion in the transmission of the tone in an environment where impedance is uneven, such as a power line, Can accurately determine the point of view.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 도 5를 참조하면, 우선 필터(500)가 소정의 전력신호를 전송하는 전력선(100)으로부터 전력신호와 결합되어 있으며 서로 다른 2 개의 톤 주파수 신호로 주파수 편이 변조된 변조신호를 추출한다(S200).5 is a flowchart sequentially illustrating a method for receiving power line broadcast of visual broadcast information according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, first, the
다음, 에코회로(800)가 패턴 분석의 용이성을 위해 추출된 변조신호를 반복 출력한다(S205).Next, the
다음, 복조수단(600)이 변조신호로부터 2 개의 톤 주파수 신호를 복조한다(S210).Next, the demodulation means 600 demodulates two tone frequency signals from the modulated signal (S210).
다음, 방송정보 획득수단(700)이 복조된 2 개의 톤 주파수 신호를 복호화하여 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득함으로써(S220) 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 방법이 수행된다.Next, the broadcast
여기서, 방송정보 획득수단(700)의 시각 방송정보 획득단계(S220)는, 제로크로싱 검출기(420)가 검출한 전력신호의 0 V 시점인 제로크로싱 시점에 기반하여 복조수단(600)이 특정 제로크로싱 시점의 시각 방송정보로 복조하면 이를 획득하게 되는 것이다.In this case, the visual broadcasting information acquiring step (S220) of the broadcasting
이러한 제로 크로싱 시점 검출 내지 시점 판별은 방송단에서 시각정보를 송신하기 위한 데이터 프레임 및 톤 전송시간(또는 톤 지속시간) 길이가 임의로 설정되고 변경되더라도 전송된 부호(시각 방송정보)가 의미하는 시점은 전송 종료 후 첫 제로크로싱이므로 방송망의 수신감도 향상 및 확장 등에 매우 유용한 융통성을 제공한다.
The zero crossing time detection or the time point detection may be performed by the transmitted code (visual broadcast information) even if the data frame and tone transmission time (or tone duration) length for transmitting the time information are arbitrarily set and changed. Since the first zero crossing after the transmission ends, it provides very useful flexibility for improving reception sensitivity and expansion of broadcasting network.
<< 변형예Variant >>
본 발명에 따른 정확한 시각 동기를 제공하는 방법의 변형예는 다음과 같다. 입력된 시각정보는 부호화수단(200)에 의해 그대로 부호화되지 않고 현재의 전력선(100) 전력신호의 교류위상에서 제로크로싱 통과후 새로운 위상이 시작되어 전송이 개시될 때까지 대기시간, 전송에 소요되는 시간, 전송이 종료된 후 출현하는 새로운 제로크로싱까지의 소요기간을 계산하여 부호화할 시각을 산출한다. 결국 부호화되어 전송되는 시각은 전송이 종료된 후 출현하는 최초의 제로크로싱 시각이 된다.A variation of the method for providing accurate time synchronization according to the present invention is as follows. The input time information is not encoded as it is by the encoding means 200. After passing zero crossing in the AC phase of the
이러한 변형예는 다양한 선로환경에 따른 통신신호의 전송 및 복호 과정에서 발생하는 신호의 분산, 지연, 복조시간 오차 등을 제거하게 되며 시각정보를 빈번히 전송치 않더라고 전력선 교류신호의 주파수가 급변하지 않고 일정하게 유지되는 특성이 있어 이를 연속된 시각 동기신호로 활용할 수 있기 때문이다.This modification eliminates signal dispersion, delay, and demodulation time error that occur during the transmission and decoding of communication signals according to various line environments, and the frequency of the power line AC signal does not change suddenly even if the visual information is not transmitted frequently. This is because there is a characteristic that is kept constant, it can be used as a continuous time synchronization signal.
그리고, 시각정보를 빈번히 전송할 필요가 없음으로 인해 1회의 시각정보 전송에 긴 전송시간을 사용하여 수신장치의 감도를 향상시킬 수 있기 때문이다. 즉 상대적으로 장거리 전송을 가능하게 한다는 것이다.This is because the sensitivity of the receiving apparatus can be improved by using a long transmission time for one time of information transmission because it is not necessary to transmit the time information frequently. That is, it enables relatively long distance transmission.
100: 전력선
200: 부호화수단
300: 방송신호 생성수단
310: 발진기
320: 변조수단
400: 방송신호 결합수단
440: 제로크로싱 검출기
500: 필터
550: 제로크로싱 검출기
600: 복조수단
700: 방송정보 획득수단
710: 복호화 수단
800: 에코회로100: power line
200: encoding means
300: broadcast signal generating means
310: oscillator
320: modulation means
400: broadcast signal combining means
440: zero crossing detector
500: filter
550: zero crossing detector
600: demodulation means
700: broadcasting information acquisition means
710: decryption means
800: echo circuit
Claims (17)
상기 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 년, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 수신하여 2진수로 부호화하는 부호화수단(200);
상기 부호화된 시각 방송정보에 대응되도록 서로 다른 2 개의 톤 주파수 신호를 주파수 편이 변조하여 시각 방송신호를 생성하는 방송신호 생성수단(300); 및
상기 시각 방송신호를 상기 전력신호에 결합하는 방송신호 결합수단(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 장치.
A power line 100 for transmitting a predetermined power signal;
Encoding means (200) for receiving at least one time broadcast information of year, month, day, hour, minute, and second corresponding to a specific zero crossing time point of the AC signal as the power signal and encoding the result in binary;
Broadcast signal generating means (300) for generating a time broadcast signal by frequency-shifting two different tone frequency signals corresponding to the encoded time broadcast information; And
And a broadcast signal combining means (400) for coupling the visual broadcast signal to the power signal. The apparatus for transmitting power line broadcasting of visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
상기 전력신호는 60 Hz 주파수를 갖는 교류신호인 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 장치.
The method of claim 1,
And the power signal is an alternating current signal having a frequency of 60 Hz. 2.
상기 시각 방송정보는 주기적으로 갱신되는 타임 프레임으로 구성되며,
상기 시각 방송신호는 상기 타임 프레임의 프레임 구분을 위한 침묵 구간을 갖는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 장치.
The method of claim 1,
The time broadcast information is composed of a time frame that is periodically updated,
And the visual broadcast signal has a silent section for distinguishing the frames of the time frame.
상기 2개의 톤 주파수 신호는 복합주파수부호의 주파수 중 고주파수그룹과 저주파수그룹에서 각각 선택된 톤 주파수 신호인 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 장치.
The method of claim 1,
And the two tone frequency signals are tone frequency signals selected from a high frequency group and a low frequency group among frequencies of a complex frequency code, respectively.
상기 방송신호 생성수단(300)은,
상기 2 개의 톤 주파수 신호를 발진하는 발진기(310); 및
상기 2 개의 톤 주파수 신호를 상기 부호화된 시각 방송정보에 대응되도록 변조하는 변조수단(320);을 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 장치.
The method of claim 1,
The broadcast signal generating means 300,
An oscillator 310 for oscillating the two tone frequency signals; And
And modulation means 320 for modulating the two tone frequency signals so as to correspond to the encoded visual broadcast information. Power line broadcasting transmission apparatus of time broadcast information through frequency shifting modulation of two tone frequency signals. .
상기 교류신호가 0 V 시점인 제로크로싱 시점을 검출하는 제로크로싱 검출기(440)를 더 포함하고,
상기 변조수단(320)은 상기 제로크로싱 검출기(440)와 동기되어 있는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 장치.
The method of claim 1,
And a zero crossing detector 440 for detecting a zero crossing time point at which the AC signal is at 0 V time point.
And the modulation means (320) is synchronized with the zero crossing detector (440). The apparatus for transmitting power line broadcasting of visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
상기 방송신호 결합수단(400)은 상기 교류신호의 제로크로싱 시점에 기반하여 반 주기의 특정 교류위상의 내에서 신호결합이 시작되고 종료되는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 장치.
The method of claim 1,
The broadcast signal combining means 400 is based on the zero crossing time point of the AC signal, the signal combination starts and ends within a specific AC phase of a half cycle through frequency shift modulation of the two tone frequency signals An apparatus for transmitting power line broadcasting of visual broadcasting information.
상기 변조신호로부터 상기 2 개의 톤 주파수 신호를 복조하는 복조수단(600); 및
상기 복조된 2 개의 톤 주파수 신호를 복호화하여 상기 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하는 방송정보 획득수단(700);을 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 장치.
A filter (500) for extracting a modulated signal that is frequency-modulated into two different tone frequency signals coupled to the power signal from a power line (100) for transmitting a predetermined power signal;
Demodulation means (600) for demodulating the two tone frequency signals from the modulated signal; And
Broadcast information acquiring means for decoding the demodulated two tone frequency signals to obtain visual broadcast information of at least one of year, month, day, hour, minute, and second corresponding to a specific zero crossing point of the AC signal as the power signal; Apparatus for receiving power line broadcast of visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals, characterized in that it comprises a.
상기 필터(500)는 상기 전력신호를 제거하여 상기 변조신호를 추출하기 위한 고역통과필터인 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 장치.
The method of claim 8,
The filter 500 is a high-pass filter for removing the power signal to extract the modulated signal, characterized in that the power line broadcast receiving apparatus for visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
상기 교류신호가 0 V 시점인 제로크로싱 시점을 검출하는 제로크로싱 검출기(550)를 더 포함하고,
상기 복조수단(600)은 상기 제로크로싱 검출기(550)와 동기되어 있는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 장치.
The method of claim 8,
And a zero crossing detector 550 for detecting a zero crossing point at which the AC signal is at 0 V.
And the demodulation means (600) is synchronized with the zero crossing detector (550). The apparatus for receiving power line broadcasting of visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
패턴 분석의 용이성을 위해 상기 추출된 변조신호를 동일 패턴으로 반복 출력하는 에코회로(800)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 장치.
The method of claim 8,
An apparatus for receiving power line broadcasting of visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals, further comprising an echo circuit 800 repeatedly outputting the extracted modulated signal in the same pattern for ease of pattern analysis. .
방송신호 생성수단(300)이 상기 부호화된 시각 방송정보에 대응하도록 2 개의 톤 주파수 신호를 주파수 편이 변조하여 시각 방송신호를 생성하는 단계(S110); 및
방송신호 결합수단(400)이 상기 생성된 시각 방송신호를 상기 전력신호에 결합하는 단계(S120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 방법.
Encoding means 200 encoding at least one time broadcast information of year, month, day, hour, minute, and second corresponding to a specific zero crossing point of an AC signal, which is a power signal of power line 100, by the encoding means 200 ( S100);
Generating, by the broadcast signal generating means (300), a frequency shift modulated two tone frequency signals so as to correspond to the encoded time broadcast information (S110); And
The broadcast signal combining means 400 combines the generated visual broadcast signal to the power signal (S120); power line broadcasting of visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals, comprising: Transmission method.
상기 방송신호 결합수단(400)의 시각 방송신호 결합단계(S120)는,
제로크로싱 검출기(420)가 검출한 상기 전력신호의 0 V 시점인 제로크로싱 시점에 기반하여 상기 시각 방송신호를 상기 교류신호에 결합하는 단계인 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 방법.
The method of claim 12,
The visual broadcast signal combining step (S120) of the broadcast signal combining means 400,
And combining the time broadcast signal with the AC signal based on a zero crossing time point, which is a 0 V time point of the power signal detected by the zero crossing detector 420. A power line broadcast transmission method of visual broadcasting information through.
상기 부호화 수단(200) 시각 방송정보 부호화단계(S100)와 상기 방송신호 생성수단(300)의 시각 방송신호를 생성단계(S110) 사이에는,
상기 방송신호 생성수단(300)이 제로크로싱 검출기(440)를 사용하여 상기 전력신호 교류위상을 판별하는 단계(S105); 및
상기 방송신호 생성수단(300)이 상기 판별된 교류위상에서 전송이 개시될 교류위상까지의 대기시간과 전송이 종료되는 교류위상의 후미 제로크로싱 시점까지의 소요시간을 가산하여 부호화된 시각 방송정보를 갱신하는 단계(S108);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 송신 방법.
The method of claim 12,
Between the encoding means 200 encoding the time broadcast information (S100) and generating the time broadcast signal of the broadcast signal generating means 300 (S110),
Determining, by the broadcast signal generating means (300), the AC signal phase using the zero crossing detector (440) (S105); And
The broadcast signal generating means 300 adds the waiting time from the determined alternating current phase to the alternating current phase to start transmission and the time required until the trailing zero crossing point of the alternating current phase at which the transmission ends. And updating (S108); power line broadcast transmission method of time broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
복조수단(600)이 상기 변조신호로부터 상기 2 개의 톤 주파수 신호를 복조하는 단계(S210); 및
방송정보 획득수단(700)이 상기 복조된 2 개의 톤 주파수 신호를 복호화하여 상기 전력신호인 교류신호의 특정 제로크로싱 시점에 대응하는 연, 월, 일, 시, 분 및 초 중 적어도 하나의 시각 방송정보를 획득하는 단계(S220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 방법.
Extracting, by the filter 500, the modulated signal, which is combined with the power signal from the power line 100 transmitting a predetermined power signal, and whose frequency shift is modulated into two different tone frequency signals (S200);
Demodulating means (600) by said demodulating means (600) from said modulated signal; And
The broadcast information acquiring means 700 decodes the demodulated two tone frequency signals and broadcasts at least one time of the year, month, day, hour, minute, and second corresponding to a specific zero crossing point of the AC signal as the power signal. Acquiring information (S220); power line broadcast receiving method of visual broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals.
상기 방송정보 획득수단(700)의 시각 방송정보 획득단계(S220)는,
제로크로싱 검출기(420)가 검출한 상기 전력신호의 0 V 시점인 제로크로싱 시점에 기반하여 상기 시각 방송정보를 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 방법.
16. The method of claim 15,
The visual broadcast information acquisition step (S220) of the broadcast information acquisition means 700,
The zero crossing detector 420 acquires the time broadcast information based on a zero crossing time point, which is a 0 V time point of the detected power signal, and the time broadcast information through frequency shift modulation of two tone frequency signals. Power line broadcast reception method.
상기 필터(500)의 변조신호 추출단계(S200)와 상기 복조수단(600)의 시각 방송신호 복조단계(S210) 사이에는,
에코회로(800)가 패턴 분석의 용이성을 위해 상기 추출된 변조신호를 반복 출력하는 단계(S205);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2 개의 톤 주파수 신호의 주파수 편이 변조를 통한 시각 방송정보의 전력선 방송 수신 방법.16. The method of claim 15,
Between the modulated signal extraction step (S200) of the filter 500 and the visual broadcast signal demodulation step (S210) of the demodulation means 600,
The echo circuit 800 repeatedly outputs the extracted modulated signal for ease of pattern analysis (S205). The power line of the visual broadcasting information through frequency shift modulation of two tone frequency signals. Broadcast reception method.
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