KR20080017017A

KR20080017017A - 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080017017A
Application number: KR1020077027557A
Authority: KR
Inventors: 스테펜 무 김; 스튜어트 로스 반니스터; 데니스 다니엘 보직; 송 o이
Original assignee: 세미테크 이노베이션스 피티와이 엘티디.
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2008-02-25
Also published as: RU2007143396A; US20090072954A1; EP1891750A4; WO2006113965A1; EP1891750A1; CN101180807A

Abstract

본 발명은 특히 전력선 네트워크의 분야에서의 통신 방법 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 일 형태에 있어서 오토매틱 미터 리딩, 데이터 집선 장치, 홈 게이트웨이, IR 게이트웨이 및 홈 오토메이션, 예컨대 파워 포인트, 광 스위치, 커튼 제어, 가스 밸브 제어, 에어 컨디셔너 & 히터 제어, 원격 장치 및/또는 어플라이언스 제어 및/또는 산업 제어 마켓 등에 적합한 통신 장치 및/또는 방법에 관한 다수의 양상을 갖는다. 특정 형태에 있어서, 본 발명 및 그 양상 중 어느 하나는 전력선 모뎀에 존재할 수 있다.

전력선 통신 시스템, 전력선 통신 디바이스, 인터페이스 디바이스

Description

통신 방법 및 장치{COMMUNICATIONS METHOD AND DEVICE}

본 발명은 특히 전력선 네트워크의 분야에서의 통신 방법 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 일 형태에 있어서 오토매틱 미터 리딩, 데이터 집선 장치, 홈 게이트웨이, IR 게이트웨이 및 홈 오토메이션, 예컨대 파워 포인트, 광 스위치, 커튼 제어, 가스 밸브 제어, 에어 컨디셔너 & 히터 제어, 원격 장치 및/또는 어플라이언스 제어 및/또는 산업 제어 마켓 등에 적합한 통신 장치 및/또는 방법에 관한 다수의 양상을 갖는다. 특정 형태에 있어서, 본 발명 및 그 양상 중 어느 하나는 전력선 모뎀에 존재할 수 있다.

전력선 모뎀에 대한 본 발명 및 그 양상을 이하에 기재하는 것이 편리하지만, 본 발명은 그 용도에만 한정되지 않는 것이 이해되어야 한다.

가정에서 정보 기술에 대한 최근 소비자의 요구는 최근 몇 년 동안 극적으로 증가되어 왔다. 이전보다 훨씬 더 많은 양의 정보를 도처에서 다루고 있는 사람들은 훨씬 더 빠른 처리 성능을 필요로 한다.

본 발명자는 새로운 집의 건축을 위한 하나의 선택이 업그레이드된 와이어링의 설치이지만, 건축 동안 기회를 가져야 하는 것을 파악했다. 현재의 구조에서 업 그레이드된 와이어링을 설치하는 것은 통상 높은 가격이 고려된다는 사실에도 불구하고, 홈 오토메이션 기능, 특히 현재의 가정에 부가된 통신을 다루는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 이것을 비교적 비용 효율이 높고 간단한 방법으로 제공할 필요가 있다.

3종류의 제품은 현재 홈 오토메이션(HA) 업그레이드, 즉 전력선 통신(PLC), 적외선, 및 무선 주파수를 리트로피트(retrofit)하는데 이용가능하다.

본 발명자는 PLC 기술이 전용 와이어링을 설치하기 위해서 벽을 해체할 필요가 없고 제어 지향 통신 네트워크의 설치를 가능하게 하기 때문에 홈 오토메이션(HA) 응용에 이용될 수 있다는 것을 파악했다. 또한, PLC는 현재의 IR 및 RF 솔로션보다 덜 비싼 것으로 생각된다.

그러나, 다수의 가정에서, 전기적 간섭은 PLC 수신기 모듈이 적절하게 동작되는 것을 방해할 수 있다. 가상적으로 모든 가정에서 발견되는 전자 장비는 TV, VCR, 오디오 장비, 퍼스널 컴퓨터와 주변 장치, 팩스기, 전자 조명 안정기, 및 다수의 다른 전자 장치 등의 파괴적인 잡음 간섭을 발생시킨다. 또한, 간섭과 관련된 문제점을 경감시키는 PLC 기술을 제공할 필요가 있다.

또한, 본 발명자는 PLC 기술이 가정에 제공되는 유틸리티의 관점에서 AMR(Automatic Meter Reading) 마켓에 사용될 수 있다는 것을 파악했다. 유틸리티 미터 마켓은 3개의 분리 섹터, 즉 전기, 가스, 및 수도의 계량기로 분할되어 있다.

전기 유틸리티 산업은 래디컬 비즈니스 및 구조적 변화를 겪고 있다. 발생, 분배, 및 송신의 언번들링(unbundling)에 따라 전력 규제 해제의 일부로서 유틸리 티는 다수의 비즈니스 프로세스를 면밀히 검사하고 있다. 현재 가장 재검토되는 영역 중 하나는 미터 데이터 수집이다. 더 빈번한 판독 주기의 요구가 증가함에 따라 전기 유틸리티는 그 동작을 최적화하고, 서비스를 향상시키고, 가격을 낮추며, 추가적인 서비스를 고객에게 제공하는 솔루션을 찾고 있다.

수도 및 가스 유틸리티 산업은 많고 적은 것을 행하는 압력의 증가에 직면하고 있다. 수도 및 가스 유틸리티는 고레벨의 고객 만족 및 효율적인 동작을 유지하면서 엄격한 정부 규제에 의해 음료수 품질, 가스 비용을 조절하는 방법, 보호 및 안전성 결과에 관한 높은 대중 기대를 만족하도록 촉구되고 있다.

현재, 다수의 진보적인 전기, 수도, 및 가스 유틸리티는 오토매틱 미터 리딩(AMR) 시스템을 수행하는 것이 현재 및 미래의 도전에 대해 위치 그 자체를 더 좋게 도울 수 있다는 것을 발견하고 있다.

또한, 본 발명자는 수개의 AMR 통신 기술, 즉 무선 주파수 통신, 전화선 리딩, 브로드밴드(섬유/동축 케이블) 및 전력선 통신(PLC)이 있다는 것을 파악했다. PLC는 AMR의 통신 링크로서 전기를 소비자에게 공급하는 현행의 와이어를 사용한다. 이것은 PLC AMR이 AMR 시스템, 특히 중국, 인도 및 대부분의 유럽 등의 고밀도 국가에 매우 매력적이게 한다. 종래의 PLC AMR의 단점은 신호가 신호가 전력선 잡음에 의해 용이하게 영향을 받게 된다는 것이다. 전원 케이블은 PLC 기술에 요구되는 바와 같이 데이터 애플리케이션에 필수적인 것이 아니고 전력을 분배하기 위해 설계되었다.

이와 관련하여, 본 발명자는 다수의 구체적인 문제점이 있다는 것을 확인했 다.

1. 잡음

전력선은 매우 시끄러운 환경이다. 모든 종류의 잡음은 진폭 영역에서 뿐만 아니라 위상 일그러짐의 형태에서도 존재한다. 메인 전력 사이클 동안 잡음량은 격렬하게 변화될 수 있다. 전력선상의 어떤 장치가 다른 잡음 및 부하를 사이클의 다른 부분에서 제공하는 경우가 종종 있다. 이것은 시끄러울뿐만 아니라 격렬하게 다이나믹한 환경을 조장한다. 패킷을 송신하는데 걸리는 시간은 다수의 메인 사이클보다 종종 더 길 수 있다. 이것은 부하 및 잡음이 패킷 송신의 지속 시간 동안 많은 시간을 변화시키는 것을 의미한다.

2. 위상 검출

종종 전력선 통신의 영역내에서 네트워크 설치 기술자는 서로 간에 통신하는 2개의 노드가 어느 위상을 사용하고 있는 지를 항상 결정할 수 것은 아니다. 위상 정보는 바르게 라벨링되지 않거나 상기 정보는 단순히 용이하게 이용가능하지 않다(예컨대, 빌딩용 배선도에 대한 접근성). 반송 주파수에서의 어떤 종류의 여분의 추가된 커플링없이 위상 커플링이 약해지는 경우가 대부분이다. 최상의 통신 결과를 생성하기 위해서 통신에 필요한 노드가 동일 위상에 있는 것이 바람직하다. 위상 검출은 트러블 슈팅에도 매우 유용하다.

3. 분리 솔루션

선행 기술의 시스템은 '분리 시스템'으로 불려질 수 있는 것을 사용한다. 즉, 제공되는 수개의 분리 장치, 다시 말해 UART, SPI 및 RTC 등의 전력선 송수신 기, MCU, 비휘발성 메모리, 및 몇몇 주변 장치가 있다. 이것은 PLC 시스템을 실질적으로 수행하고 유지하는 비용 또는 고장 발견을 적어도 증가시킨다.

4, 신호 대 잡음 평가

전력선 통신의 영역에서는 최상의 포인트 투 포인트 통신이 존재하는 곳을 발견하는 결정적 방법이 필요하다. 전력선상의 잡음은 다이나믹하다. 다른 시각은 매우 다른 잡음 프로파일을 종종 생성한다. 네트워크가 변동 잡음으로 인하여 수시간 동안 통신할 수 없기 때문에 잡음 프로파일을 설치시에만 측정하는 것은 거의 유용하지 않다. 이것은 라우터가 위치될 곳을 결정할 때 특히 필요하다. 본 발명자는 그러한 다이나믹 환경에서 언제나 잡음 및 신호 강도를 측정할 수 있는 것이 필요하다는 것을 파악했다.

5. 전력선 통신

데이터 저속 통신 및 범용 제어 애플리케이션의 인덴티드(indented) 사용을 갖는 전력선 통신 디바이스가 필요하다. 가정 및 상업용 전력선은 아마도 데이터 통신에 가장 부적당한 환경이다. 메인 네트워크에 접속된 장치는 신호를 데이터 송신을 방해하는 전력선으로 인젝트한다. 복조 시스템은 상당한 잡음의 존재하에 반송 주파수를 검색해야 한다. 이들 잡음원의 다수는 EIA-709.2 표준 문서에 개설되어 있다. 전력선 통신 디바이스가 확실히 기능하기 위해서 그것은 상기 표준에 개설된 명세를 초과할 수 있어야 한다. 본 발명자는 복조를 달성하는 메인(유일하지 않음) 잡음원이 임펄스 잡음, 랜덤 잡음, 및 계조 잡음이라는 것을 파악했다. 랜덤 잡음은 데이터를 검색하는 컨텍스트에서 극복하기 위한 가장 어려운 것 중 하나인 것으로 고려된다.

이 명세서에서의 문서, 장치, 작용 또는 지식의 논의는 본 발명의 컨텍스트를 설명하는데 포함되어 있다. 어떤 재료가 호주나 다른 장소에서 또는 명세서 및 청구범위의 우선일 전에 선행 기술 베이스의 일부 또는 공통적인 일반 지식을 형성하는 것은 인정되지 않아야 한다.

본 발명의 목적은 개선된 PLC 기술, 장치, 및/또는 동작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 선행 기술과 관련된 하나 이상의 단점을 경감시키는 것이다.

본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 데이터 송신 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 복수의 가능한 송신 주파수를 제공하는 단계, 상기 복수의 가능한 주파수로부터 하나의 주파수를 선택하는 단계, 및 상기 선택된 하나의 주파수를 사용하여 데이터를 송신하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 데이터의 송신에 사용되는 주파수의 선택을 결정하는 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 밴드 잡음 레벨의 추정치를 결정하는 단계, 수신된 신호 강도의 추정치를 결정하는 단계, 및 상기 결정에 의거하여 주파수를 선택하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 양상에 있어서, 본 발명은 데이터 통신 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 제 1 특성에 의거하여 데이터를 송신하는 단계, 상기 데이터를 수신하는 단계, 및 제 2 특성에 의거하여 데이터를 재송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 본 발명은 데이터 통신 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 전력의 일 위상의 제로 레벨 크로싱을 결정하는 단계, 지연 시간을 결정하는 단계, 상승 에지에 데이터를 송신하는 단계; 및 상기 제로 크로싱으로부터 지연 시간까지 지연되는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 본 발명은 데이터 통신 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 잡음 레벨을 결정하는 단계, 및 전압이 잡음 레벨을 초과하면 데이터를 송신하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 에러 정정 제공 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 리드 솔로몬 에러 정정을 수신된 적어도 일부의 데이터에 임포우징하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 전력선 시스템에서의 데이터 송신 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 데이터를 송신하기 전에 데이터를 암호화하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 2개의 노드가 동일 위상에 결합되는 지를 결정하는 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 송신시에 송신 노드의 위상을 나타내는 제 1 바이트의 데이터를 포함하는 데이터 패킷을 선택된 노드에 송신하는 단계, 상기 패킷을 선택된 노드에서 수신하는 단계, 상기 패킷을 수신할 시에 상기 선택된 노드의 위상을 결정하는 단계, 및 상기 제 1 바이트의 데이터와 선택된 노드 위상간의 차이를 결정하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 2개의 노드간의 위상 차이를 결정하는데 사용되도록 된 데이터 패킷을 제공하며, 상기 패킷은 데이터를 송신하는 노드의 위상을 나타내는 제 1 데이터, 및 패킷을 수신할 시에 데이터를 수신하는 노드의 위상을 나타내는 제 2 데이터를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 위상 변화 매칭을 결정하는 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 신호의 진폭 및 직교 성분을 분리하는 단계, 및 비교적 무잡음 캐리어에서의 위상 변화와 잡음이 부과된 캐리어에서의 비교적 유사한 위상 변화를 비교하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 전력선 시스템에서의 비트 동기화 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 초기-말기 동기화를 사용하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 위상 동기 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 위상이 실질적으로 안정한 것으로 결정될 때 위상을 비교하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 실질적으로 풀리 인터그래터블(integratable) 전력선 통신 디바이스를 제공한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 본 발명은 전력선 시스템에 사용되고, 로우 패스부 및 하이 패스부를 포함하는 인터페이스 디바이스를 제공한다.

또한, 본 발명의 일양상에 있어서, 통신 방법, 디바이스, 및/또는 장치를 제공하며, 상기 방법은 메시지 페이로드에 프리펜딩된(pre-pended) 최종 목적지 어드레스 및 페이로드 코드를 갖는 라우터 노드에 메시지를 어드레싱하는 단계를 포함한다.

일실시형태에 있어서, 본 발명은 전력선 시스템에 사용된다.

다른 양상 및 바람직한 양상은 명세서에 기재되어 있고 또는 본 발명의 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 청구범위에 규정되어 있다.

본 발명은 다수의 장점에 귀착되는 것으로 발견되었다.

■ ANSi/EIA 709.1 컴플라이언트 코어와 ANSI/EIA 709.2 컴플라이언트 전력선 송수신기를 단일 칩으로 결합하는 것

■ CENELEC EN50065-1 : 2001 컴플라이언트

■ 동적으로 선택가능한 8 프로그래머블 송신 주파수

■ 듀얼 반송 주파수

■ 엠베디드 에러 정정을 전송

■ 매우 높은 계조 및 임펄스 잡음 이뮤니티

■ 사용된 DSP 기술

■ 현행의 EIA709.1 프로토콜 컴플라이언트 네트워크로 용이하게 통합하거나 새로운 EIA709.1 네트워크와 STAPLM-300를 단독으로 안출하는 것

■ 효율적인 STAPLM-300 아키텍쳐는 네트워크 패킷 및 애플리케이션 코드의 확실한 프로세싱을 가능하게 하는 것

■ 애플리케이션 코드 프로그래밍용 표준 GNU C

■ o 애플리케이션 코드 프로세싱용

o 이벤트 드라이븐 태스크 스케쥴러 프로세싱용

o EIA709.1 프로토콜 펌웨어 프로세싱용 단일 32비트 EISC 프로세서

■ 태스크 스페시픽 하드웨어 모듈

o 전력선 송수신기

o MAC 레이어

o 유저가 구성가능한 IO 인터페이스

o 배터리 백업을 갖는 프로그래머블 리얼 타임 클록

o 와치 도그 타이머

o 리셋 및 클로킹

o 2개의 16-비트 타이머/카운터

■ ANSI/EIA 709.2 심볼 레이트 서포트(symbol rate support), 131.98kHz에서의 5.4 kbps

■ -8OdBV 수신 감도

■ 트이스트 페어 송수신기로 동작시키는 능력

■ 메모리 리소스:

o EIA709.1 프로토콜 펌웨어, 구성 데이터, 애플리케이션 코드, 및 노드 스페시픽 정보용 온 칩 96K 바이트 플래시

o 버퍼링 네트워크 및 애플리케이션 데이터용 온 칩 8K 바이트 RAM

■ 2개의 임베디드 UART

■ 임베디드 저전압 검출기

■ 5V 내성 IO를 갖는 3.3V 전압원

■ 5 x 8-비트 GPIO 포트

■ 풀 마스터/슬레이브 SPI 포트

■ 100-핀 PQFP 패키지

■ 각 칩에서의 48-비트 유니크 ID 넘버

■ -40℃ ~ 85℃의 공업용 온도 범위

■ 애플리케이션 개발용 자바 기반 노드 개발자 소프트웨어 툴

■ 임의의 노드가 임베디드 라우팅 메카니즘을 통하여 리피터가 될 수 있는 것

본 발명의 적용의 다른 범위는 이하에 제공된 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 동안 상세한 설명 및 구체 예는 본 발명의 정신 및 범위내의 변화 및 수정이 상세한 설명으로부터 당업자에게 분명해지기 때문에 예시로 제공될 것이다.

당업자는 예시로 제공되고 본 발명을 제한하지 않는 첨부 도면과 관련된 바람직한 실시예의 이하의 설명을 참조하여 본 출원의 다른 개시, 목적, 장점, 및 양상을 더 좋게 이해할 수 있다.

도 1은 오토매틱 미터 리딩(AMR) 및 and 홈 오토메이션(HA) 등의 전력선(PLC) 유저 애플리케이션에 수행되는 본 발명의 실시예의 시스템 블록도를 나타 내며,

도 2는 ASIC에 제공된 본 발명의 실시예의 블록도를 나타내며,

도 3은 ASIC의 다른 블록도 표현을 나타내며,

도 4a는 수신기 블록도의 일실시예를 나타내며,

도 4b는 수신기 및 송수신기 블록도의 일실시예를 나타내며,

도 4c는 교대 비트 패턴 및 데이터에 대한 위상 변화 매칭 카운트의 플롯을 나타내며,

도 4d는 위상 신호(델타 위상) 및 비트 동기화 프로세스에서의 변화를 도시하는 시뮬레이션 출력을 나타내며,

도 4e는 비트 동기화 프로세스를 나타내며,

도 4f는 위상 비교를 나타내며,

도 5는 본 발명의 하나의 홈 오토메이션 구현을 나타내며,

도 6은 본 발명의 일양상에 의한 AMR 시스템을 나타내며,

도 7은 본 발명의 일양상에 의한 송수신기의 일실시예의 블록도를 나타내며,

도 10은 고층 아파트와 관련된 문제를 나타내며,

도 11은 카운터 동작을 나타내며,

도 12는 동기화를 나타내며

도 13은 제로 크로싱 주위의 잡음을 나타내며,

도 14는 위상 카운터가 잡음뿐만 아니라 메인 사이클과 어떻게 관련되는 지를 나타내며,

도 15는 패킷 모드 시스템이 패킷을 송신하지만 일그러진 영역 주위의 송신을 어떻게 중지시키는 지를 나타내며,

도 16은 네트워크의 컨텍스트에서의 위상 검출 시스템을 나타내며,

도 17은 선행 기술의 제로 크로싱 검출 시스템을 나타내며,

도 18은 본 발명의 일양상에 의한 위상 검출을 나타내며,

도 19는 위상간의 상대 카운트를 나타내며,

도 20은 본 발명의 일실시예에 의한 필터 네트워크에 대한 주파수 응답을 나타내고,

도 21은 도 20에 적용가능한 회로의 일실시예의 개략도를 나타낸다.

개관

본 발명은 일실시예에 있어서 고도 집적 시스템온칩(SoC) 제품으로 제공된다. 그것은 강력한 전력선 송수신기 및 컨트롤 네트워킹 프로토콜 펌웨어를 단일 칩에 결합시킨다. SoC 솔루션은 몇 개의 칩을 필요로 하는 다른 유사한 제품에 비해 가격을 크게 감소시킨다고 생각된다.

임베디드 전력선 송수신기는 신뢰성있는 데이터 통신을 제공하기 위해 최신식 DSP 기술을 이용함으로써 하쉬(harsh) 전력선 환경에서 동작하도록 설계되어 있다. 그것은 ANSI/EIA 709.2 및 CENELEC EN50065-1:2001 표준에 합치되는 것이 바람직하다.

개선된 성능을 제조하기 위해 유저는 듀얼 밴드 송신, 각종 반송 주파수, 포 워드 에러 정정, CENELEC 액세스 프로토콜, 패킷 모드, 데이터 암호화, 및 각종 송신 출력 전압을 선택하는 옵션을 갖는다. 이들 옵션은 지방 조례에 합치하는 능력도 가지면서 송수신기가 잡음이 있는 전력선 환경에서 동작하는 것을 보장한다.

본 발명의 일실시예는 32비트 프로세서를 사용하여 애플리케이션 코드 및 네트워크 트래픽을 처리한다. 그 임베디드 프로토콜은 ANSI/EIA 709.1, LonTalk® 컨트롤 네트워크 프로토콜에 합치한다.

도 1은 저가격 및 고성능 특징이 요구되는 오토매틱 미터 리딩(AMR) 애플리케이션에 비중을 두어 설계된 본 발명의 일실시예를 나타낸다.

도 2는 ASIC에 제공된 본 발명의 실시예의 블록도를 나타낸다. 도 2에서:

● PLI - 전력선 인터페이스: 이것은 메인 전력 네트워크와 인터페이스되는 ASIC에 요구되는 회로이다.

● 제 1 및 제 2 수신기 - 이것은 본원에서 나중에 더 상세히 기재된다. 그들은 전력선 네트워크로부터 신호를 신뢰성있게 송신하고 그것을 디지털 데이터로 변결할 책임이 있다. 상이한 밴드에서 동시 수신을 허용하는 2개의 분리 수신기(제 1 및 제 2)가 있다.

● 송신기는 디지털 데이터를, 전력선 테트워크를 가로질러 트랜스포트되고 수신기측에서 재구축될 수 있는 신호로 변경할 책임이 있다.

● DLL 및 네트워크 프로세서는 데이터를 해석하고 프로토콜 스택을 실행시킬 책임이 있다.

도 3은 ASIC의 다른 블록도 표현을 나타낸다.

블록도와 관련하여:

● 풀 마스터 & 슬레이브 SPI - STALON과 SPI를 갖는 다른 칩간의 풀 ㅁ마맛마스터 및 슬레이브 SPI(Serial Peripheral Interface)를 지원한다.

● GPIO 포트 - 5개의 8비트 범용 입력/출력(GPIO) 컨트롤러가 있다.모든 포트는 3.3 볼트, 양지향성, 및 바이트 어드레스가능하다. 각 핀은 핀 "1"의 언드리븐 로직값을 구성하는 내부 풀업 저항기를 갖는다.

● UART 포트 - 2개의 풀 듀플렉스 비동기 수신기/송신기(UARTs)가 있다. 그 프레임 포맷은: 1 스타트 비트, 8 데이터 비트, 및 1 스톱 비트이다. 보 레이트(baud rate)는 153 보 ~ 1.25M 보이다.

● 배터리 백업 실시간 클록은 32비트 실시간 클록(RTC)이다. 그것은 디바이스 전원 장애의 경우에 배러티 백업을 갖는다. 이 모드에서 그것은 그 백업 배터리로부터 3□A보다 더 적게 소비된다.

● 32,768KHz 클록 입력 - 실시간 클록은 RTC 클록 핀으로부터 그 자체의 오실레이터의 32,768KHz를 방출시킨다.

● 저전압 모니터 - 2개의 저전압 모니터가 있다. 하나는 저전압에 의해 발생되는 로직 레어로부터 디바이스를 보호한다. 그것은 위상 동기 루프에서뿐만 아니라 상기 디바이스에서도 로직을 리셋시킨다. 그것은 2.7과 3 볼트 사이에서 다른 하나는 저전압 장애의 외부 디바이스에 신호를 주는데 사용되고, VDD_SENSE 핀을 제어한다. 이 모니터는 1.2과 1.3 볼트 사이에서 스위칭되고, VDD_SENSE 핀을 VDD로부터 0 볼트까지 구동시킨다. 그것은 내부 칩에 충격을 주지 않는다.

● 와치도그 타이머는 프로세서가 스톨되는(stalled) 지를 결정하고, 스톨로부터 회복하는데 사용된다.

● 16비트 유저 타이머 - 2개의 16비트 카운트 다운 타이머가 있다. 각 타이머는 0 또는 주기 모드로 카운트 다운되도록 설정될 수 있다. 타이머가 그 제로값에 도달할 때마다 인터럽트가 발생된다.

● 디버거 스터브 - GNU 디버깅 스터브.

● 32비트 EISC 프로세서 -

o 애플리케이션 코드 프로세싱용

o 이벤트 드리븐 태스크 스케쥴러 프로세싱용

o EIA709.1 프로토콜 펌웨어 프로세싱용

32비트 EISC(Extendable Instruction Set Computer) 프로세서

● MAC - 매체 접근 제어(MAC) 서브 레이어(레이어 2의 서브 레이어):

EIA709.1 섹션 5에 개설되어 있음. MAC 서브 레이어는 전력선 통신 매체용 접근 프로토콜을 제공한다. 또한, 서브 레이어는 125kHz to 14OkHz(섹션 5에 정의되어 있음) 표준 밴드용 CENELEC 표준 EN 50065-1 시그너링 접근 프로토콜과의 컴플라언스를 제공한다.

● DLL - 데이터 링크 레이어(계층 2): EIA709.1 섹션 6에 개설되어 있음. DLL은 CRC16을 사용하고, 레이어간의 버퍼링을 포함하는 컨트롤 마이크로프로세서에 위치된 하이 레벨 레이어에 인터페이스되어 데이터 에러를 검출할 책임이 있다.

● 전력선 송수신기 - 피지컬 레이어 (레이어 1 ): 전체 EIA709.2 및 CENELEC EN50065-1:2001 표준을 포함한다. 그것은 레이어의 최대 복잡성을 구성하고, 전력선 커플링, 송신 전력선 구동 회로, 변조, 복조, 데이터 프레밍, 단일 에러 검출/정정, 및 아날로그 회로 인터페이싱의 양상을 포함한다. 그것은 듀얼 밴드 송신, 각종 반송 주파수, 포워드 에러 정정, CENELEC 접근 프로토콜, 패킷 모드, 데이터 암호화, 및 각종 송신기 출력 전압 등의 그 고유의 특징을 포함한다. 이들 개선된 옵션은 지방 조례에 합치하는 능력도 가지면서 송수신기가 잡음이 있는 전력선 환경에서 동작하는 것을 보장한다.

● 외부 인터럽트 입력 - 선택가능한 에지 트리거 인터럽트.

● 리모트 부트스트랩 - GNU 디버거를 통한 부트스트랩 - 시리얼 프로토콜을 이용한다.

● EIA709.1 펌웨어 - 온 칩 플래시는 ANSI/EIA 709.1, LonTalk® 컨트롤 네트워크 프로토콜을 포함한다.

● 96KByte 플래시 - EIA709.1 프로토콜 펌웨어, 구성 데이터, 애플리케이션 코드, 및 노드 구체적 정보용 온 칩 96KByte 플래시.

● 8KByte RAM - 네트워크 및 애플리케이션 데이터를 버퍼링하는 온 칩 8KByte RAM.

● 메모리 보호 - 메모리로의 불법 접근에 의해 트리거되는 메모리 바이올레이션 인터럽트.

일실시예 구현

본 발명은 EIA709 표준 및 OSI 레이어 모델에 의거된 레이어링 구성을 사용 한다. 레이어링 시스템은 통신 프로토콜을 분할하고 실행하는 논리적이고 적절한 방법이라고 생각된다. 이 실시예에서, 레이어는 다음과 같이 구성된다:

본 발명의 바람직한 실시예는 느린 데이터 속도 통신 및 전반적인 컨트롤 애플리케이션의 사용 목적을 갖는 전력선 통신 장치이다. 상기 장치는 전력선 통신의 컨텍스트내에서 처음인 것으로 생각되는 다이내믹 멀티밴드, 멀티 수신기 송수신기를 포함한다. 본 발명은 전력선 통신과 관련된 일부 문제를 경감하는 유연성의 목적을 위해 설계되었다. 이들 장애를 극복하는 프로세스 동안 다수의 특징이 추가되었다. 이들의 독특한 양상은 다수의 채널에 대하여 동시에 통신하는 능력 및 주파수 다이버시티를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 다른 양상은 잡음 및 신호 강도에 관하여 중간 채널 특성을 측정하는 능력이다.

본 발명의 복조 시스템은 EIA-709.2 표준 문서에 개설되어 있는 바와 같이 상당한 톤 간섭 및 임펄스 잡음의 존재하에 반송 주파수를 검색해야 한다. 가정용 및 상업용 전력선은 어쩌면 데이터 통신에 대하여 가장 적대적인 환경이다.메인 네트워크에 접속된 디바이스는 신호를, 데이터 송신을 방해하는 전력선으로 인젝트한 다. 상세한 설명은 여기에 더 기재되어 있다.

도 4a는 수신기 및 송수신기 블록도의 일실시예를 나타낸다.

메인 사이클

● 메인 신호 컨디셔닝은 메인 신호를 고전압으로부터 저전압으로 다운 변화시키고, STALON에 진입할 준비가 된 신호를 필터링하고 클램핑한다.

● 메인 사이클 검출 - 라이징 제로 크로싱은 이 섹션에서 검출된다.제로 크로싱은 이 때 메인 사이클의 위치 결정의 트랙을 유지하는 카운터를 리셋하는데 사용된다. 이것은 위상 검출 및 패킷 모드 시스템에 사용된다.

● 패킷 모드 서브시스템 - 이 시스템은 잡음을 회피하는데 사용되고 패킷 모드 특허 출원에서 많이 논의되었다.

수신기

● 밴드 패스 필터링 - 매우 좁은 필터링은 사용 주파수 범위 외의 신호가 통과하는데 사용되게 한다. 이것은 전력선 네트워크에 대한 잡음을 제거할 수 있다.

● 임펄스 상관 및 검출 - 이 섹션은 임펄스가 존재하면 들어오는 신호내에서 검색한다. 임펄스는 원하는 신호의 파괴에 영향을 미치는 큰 과도 전압이다. 임펄스는 최소로 영향을 미치는 시스템에서 초기에 검출되어야 한다.

● 임펄스 캔설레이션 - 임퍼스는 그것이 임펄스를 드로잉아웃하는 효과를 갖기 때문에 시스템에 진입하기 전에 제거되는 것이 바람직하다. 임펄스가 임펄스 상관 및 검출로부터 검출되자 마자 임펄스는 밴드 패스 필터로부터 소멸되고 영향을 받지 않은 신호는 시스템의 나머지에 진입할 수 있다.

● 리샘플링 - 이것은 복조 프로세스를 원조한다.

● BIU 및 채널 메트릭스(metrics) - 이 섹션은 잡음 및 신호 강도 등의 채널 메트릭스를 상부 레이어에 제공할 뿐만 아니라 사용 신호의 밴드를 MAC 서브레이어에 제공한다.

● 캐리어 - 위상 매칭 - 데이터가 리샘플링되면 신호의 위상이 획득되어야 한다. 이것은 위상 매칭이라 불리는 STALON을 위해 개발된 기술을 통하여 행해진다. 그것은 신호의 위상을 결정하는 신뢰성있는 방법이라 생각되고 또한 신호에서 비트 경계의 위치를 검출한다. 비트 경계 신호는 비트 동기화 섹션상으로 통과된다.

● 비트 싱크 - 위상 매칭 섹션으로부터의 신호는 비트 경계가 인커밍 신호에 존재하는 지를 결정하는데 사용된다. 비트 싱크는 신호를 수신할 때마다 접근하고 그들의 평균을 취함으로써 이것을 행한다.

● 복조기 - 이것은 인커밍 신호를 취해서 획득된 기준 위상과 비교한다. 위상이 비교될 때 수신기를 통하여 들어오는 데이터를 결정하는 것이 가능하다.

● 데이터 디코딩 및 검출 - 들어오는 것은 미가공 형태이다. 데이터는 우선 패킷 비트 시퀀스의 개시에 대해 체크되는 요구된다. 그 다음, 데이터는 패리티에 대해 프레임되어 체크되는 것이 요구된다. 이 프레임 데이터는 CRC 및 어드레싱 등 의 여분의 프로세싱을 위해 하리 레이어로 송신된다.

송신기

● 데이터 프레밍 - 상부 레이어 프로세서로부터 나오는 데이터는 번호순으로 나열되어 프레임되어야 한다. 이 프레밍은 패리티 및 폴라리티(polarity) 체크를 포함한다. 패킷 필드의 프리앰블, 시작, 및 끝은 패킷에도 추가된다.

● 변조기 - 변조기는 시리얼 데이터를 반송 주파수에 BPSK의 형태로 첨가한다. 이것은 데이터가 전력선을 통해 더 신뢰성있게 전송되게 한다.

● 밴드 패스 필터링 - 매우 좁은 필터링은 사용 주파수 범위 외의 신호가 통과하는데 사용되게 한다. 가능한 한 스펙트럼으로 효과있게 신호를 구성한다.

도 4b는 수신기 블록도의 일실시예를 나타낸다. 수신기는 전력선 매체에서 발견되는 잡음의 종류를 제거하기 위해 구체적으로 설계된다. 초기에 기재한 바와 같이, 전력선 매체에서 발견되는 잡음의 주요 종류는 다음과 같다:

● 임펄스 잡음: 전압 및 진폭이 큰 쇼트 듀레이션 "스파이크". 본 발명자는 이것이 매체에 존재하는 작은 신호도 작게 하는 효과를 갖는다는 것을 파악했다. 그것이 초기에 수신기 체인에서 제거되지 않으면 복조에 대해 제거하고 파괴하는 것이 곤란하다. 프로토콜로 인하여 조명 등의 1회성의 임펄스는 패킷이 재송신됨에 따라 통신 문제를 발생시키지 않는다. 문제의 임펄스는 본래 주기적이고 통과되는 패킷의 확률이 낮아지는 것을 의미한다. 임펄스는 필터링 등을 통과하면 위상 변화의 출현을 본래 가지지만, 캐리어 위상 변화의 예상된 파형과 잘 상관되지 않는다. 또한, 임펄스는 검출되어 복조되는 것이 어렵게 되도록 위상 변화를 왜곡하는 효과 를 갖는다. 위상 변화의 임펄스는 그것을 효과적으로 스너브하여(snub) 검출이 약해진다. 임펄스는 특정 위치에 대해 주목되고 설명될 수 있다.

● 계조 잡음: 일정한 또는 버스팅, 주기적 전압. 본 발명자는 이것이 종종 스위치 모드 전원을 포함하는 컴퓨터 등의 디바이스에 의해 발생되는 것을 파악했다. 그들은 특정 주파수의 톤을 전력선에 위치시킨다. 그것은 종종 진폭에서 변화되고 진폭에서 매우 커질 수 있다. 또한, 인터콤 등의 디바이스는 변조도 될 수 있는 톤을 전력선에 위치시킨다. 이 변조는 통신을 방해하는 효과를 갖는다.

● 랜덤 잡음: 랜덤 잡음은 네임이 본래 비결정론적인 것을 나타내는 것이다. 본 발명자는 랜덤 성질때문에 랜덤 잡음을 완전히 제거하는 것이 어렵다는 것을 파악했다. 좁은 필터링 후의 이러한 형태의 잡음은 반송 주파수에서의 극심한 지터와 비슷하다. 랜덤 잡음의 효과는 평균화 또는 다른 기술을 통하여 감소될 수 있다. 평균은 심벌간 간섭의 효과로 인하여 제한되어야 하므로 간단한 기술을 사용하여 포인트에 대한 잡음만을 제거할 수 있다. 이 때문에 복조 프로세스는 지터에 대하여도 견뎌야 한다.

본 발명의 이하의 상세한 설명의 양상은 상기 열거된 형태의 잡음을 제거하고 또는 적어도 개선하기 위해 제공된다. 상기 양상은, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 수신기에 포함될 수 있다.

복조

캐리어 위상 매칭

복조 인코히어런트 이진 위상 편이 방식은 초기 위상 정보의 부족으로 인하 여 어려운 프로세스인 것으로 생각된다. 기준 위상은 복조가 발생될 수 있기 전에 발견되어야 한다. 위상 변화 매칭 또는 위상 변화 상관 기술은 상당한 지터 및 다른 잡음에도 불구하고 비교적 신뢰성이 있는 것으로 개발되었다(상당한 연구 후에). 솔루션에 의거된 간단한 디지털 PLL 등의 종래의 기술은 왜곡된 캐리어 신호에도 불구하고 신뢰성이 없다고 생각된다. 지터 및 잡음은 PLL이 로크될 수 없어서 복조될 수 없게 하는 효과를 갖는다. 이것은 전력선 애플리케이션에 부적당하고 더 많은 신호 조건은 이들 종래 기술을 사용가능하게 하기 위해 요구될 수 있다.

초기 연구는 (소위) '인테그레이트 및 덤프' 기술, 통상 BPSK 시스템을 사용하여 수행되었다. 그것은 인커밍 캐리어 신호와 동일 주파수의 내부 클록의 위상을 비교하는 단계를 포함한다. 위상은 비트 주기에 걸쳐 비교되고, 이 위상이 동일할 경우 카운터를 인크리먼트하고 다른 경우 카운터를 인크리먼트하지 않는다. 엔드 어큐머레이션(end accumulation)은 이 때 최대 가능한 카운트의 반과 비교되어 캐리어의 위상을 결정한다. 비트 주기에 걸친 상기 어큐머레이션은 평균화의 효과를 가지므로 복조가 잡음을 일으키기 쉽다. 이 기술은 다수의 예측가능한 문제점을 갖는다. 첫째, 신호의 위상이 내부 클록의 위상과 초기에 일치되지 않으면 캐리어 및 내부 신호가 위상 동기되어야 하거나 명확한 결정이 이루어질 수 없다. 이전에 언급한 바와 같이, 위상 동기는 잡음 문제를 일으키기 쉽고 적절해지도록 그것에 대한 상당한 노력을 필요로 한다. 둘째, 비트 신싱(syncing) 방법은 비트 경계를 결정하기 위해서도 요구되고 부분 변조를 행하는 다른 시스템을 필요로 한다. 비트 신싱이 수행되지 않을 경우 축적된 값의 덤핑은 위상 결정 프로세스가 부정확하면 잘못된 위치(비트 경계의 사이)에서 발생할 수 있다.

위상 변화 매칭의 양상은 신호의 진폭 및 직교 성분을 분할하는 휴버트 트랜스포머의 형태로부터 유도된다. 위상 변화를 비교적 잡음이 없는 캐리어에서 관찰함으로써 2개를 비교하여 그것에 임포우징된 잡음을 갖는 캐리어에서 유사한 위상 변화를 검출하는 것이 가능하다. 본 발명은 우리가 기대하는 잡음없는 캐리어와 인커밍 신호를 비교한다. 이 2개는 그들을 상관시키기 위해 함께 승산된다. 그들이 이 때 잘 상관되면 승산될 때 다수를 얻을 것이다. 2개가 잘 상관되면 옳은 위상 변화가 있게 된다. 그들이 잘 상관되지 않으면 이 때에는 위상 변화가 없게 된다. 이진 위상 편이 방식에서 2개의 상태는 서로 위상으로부터 180도 벗어난 사인파에 의해 다음과 같이 정의된다:

S₀(t) = Asinω_ct 및 S₁(t) = Asin(ω_ct + π) = -A sinω_ct, 여기서 S₀은 논리 0이고, S₁은 논리 1이다.

따라서, 연속 시간에 대한 위상 변화 매칭 시스템의 함수는 다음과 같이 정의될 수 있다.

................. 식 1

위상 변화가 발생된 것을 결정하기 위해 상관이 충분히 높은 포인트에 관한 결정이 이루어져야 한다. 이 시스템은 긴 시간 주기에 걸쳐 원하는 신호를 비교하 고 있는 사실로 인하여 잡음에 실질적으로 안전하다. 이것은 지터 및 다른 원하지 않는 잡음을 평균화하는 효과를 갖는다. 도 4c는 패킷의 대표적인 초기 부분이 제공될 때의 위상 변화 매칭 시스템을 나타낸다. 처음에 0.004s 시간이 될 때까지 그것이 위상 변화와 잘 매칭되지 않으므로 작은 카운트를 생성하는 라인의 잡음이 조재한다. 캐리어는 이제 수신되고 초기 교대 비트 패턴은 데이터가 패킷 필드의 개시가 되는 0.010s까지 디스플레이된다. 패킷 시퀀스의 개시가 검출된 후 데이터는 패킷 시퀀스의 종료가 검출될 때까지 수신된다. 비트 패턴의 프레밍 및 검출은 데이터 디코딩 및 패리티 체크 서브섹션에 의해 다루어진다.

카운트 값의 각 스파이크는 필요한 위상 변화에 강한 상관을 나타내므로 캐리어에 위상 변화를 표시한다. 결정 회로는 시스템의 출력에 위치되어 출력 카운트가 충분히 높은 포인트를 결정해서 위상 변화가 발생된 것을 확실히 알린다. 이것은 최대 카운트의 3/4에서 비교기로 간단히 수행된다. 이 값이 선택되어 위상 변화없이 반송 주파수가 제공될 때의 시스템은 1/4 및 3/4 마크에 도달할 수 있는 카운트를 생성할 수 있기 때문에 그 보다 높은 어떠한 것도 위상 변화가 된다. 결정 레벨은 틀린 위상 변화 검출로 인하여 과도한 에러가 발생되면 변화될 수 있다. 또한, 약한 위상 변화와 강한 위상 변화간의 차이를 결정하는데 이용가능한 다수의 임계값이 존재한다. 이것은 수신된 비트가 잘못된 지를 결정하는 에러 정정에 사용될 수 있다. 이 신호의 추가적인 프로세싱은 데이터를 복구하는데 필요하다.

위상 상관 시스템의 출력은 위상 변화가 발생된 것만을 우리에게 알려준다. 또한, 이 위상 변화는 데이터에서의 변화를 나타내므로 데이터 복구는 간단히 위상 변화가 발생될 때 이진 신호의 토글링일 수 있다. 다른 방법은 복조에 사용되는 듀얼 상관 방법이다. 위상 변화 매칭 시스템이 인커밍 신호의 제로 크로싱에 의존한다는 사실로 인하여 복조의 포인트에 DC 오프셋이 존재하지 않는다는 것이 중요하다. 임계값이 위상 변화 매칭 카운트에 의해 도달된 후 신호가 생성되어 위상(델타 위상)에서의 변화를 나타낸다. 이 신호는 로그(lock)를 캐리어의 위상으로 토글하는데 사용되고, 다음 섹션에서 논의될 비트 동기화에도 사용된다. 도 4d에 도시된 예에서 임펄스는 대략 시간=0.0125s에 추가되어 복조에 관한 효과를 나타낸다. 시뮬레이션의 출력으로부터 카운트는 위상 변화의 것을 밀접하게 매칭하지 않는 신호로 인하여 높아짐에 따라 도달되지 않는 것은 명백하다. 그것은 위상 변화를 마스킹하는 효과를 가지므로 캐리어에 인코딩된 데이터를 놓친다. 초기의 임펄스 캔설레이션은 그러한 효과를 극복하기 위해 개발되었다.

위상 변화 매칭 시스템은 FIR 필터와 유사한 방식으로 수행된다. 그들은 본래 승산 및 축적 기술을 사용하는 평균화 기술이므로 동일하다. 각 복조 사이클동안 시프트 레지스터에 포함된 비트는 필터링 후에 이상적인 위상 변화를 나타내는 데이터를 포함하는 어레이에 의해 승산된다. 사인 비트만이 사용되므로 승산 프로세스는 간단히 2개의 비트의 가산이다. 이들 승산된 수는 함께 가산되어 매칭되면 높아지고 매칭되지 않으면 낮아지는 카운트를 형성한다. 직렬 가산은 사용된 로직의 영역을 최소화하는데 사용된다. 이 방법은 로직 영역에서 매우 효율적이고, 비트 동기화 및 또한 캐리어의 위상을 결정하는데에도 신뢰성이 있다.

위상 변화 매칭 기술은 복조의 매우 효율적인 방식으로서 사용될 수 있고, 복조 기술로서 상당히 신뢰성이 있지만, 연구에 의해 복조의 듀얼 상관 방법도 신뢰성이 있고 2개가 함께 사용되어 매우 강한 복조 시스템을 제공하는 것이 발견되었다.

비트 동기화

비동기 데이터 전송에 대한 내부 클록의 동기화는 인커밍 데이터에 이루어진 결정의 신뢰성을 보장하는데 중요하다고 생각된다. 클록 에지가 위상 변화 신호에 대하여 유사한 시간에 발생되면 지터는 몇몇 사이클의 클록 바로 전에 그리고 다른 것의 클록 바로 후에 위상 변화가 발생될 수 있으므로 데이터 출력에 상당히 영향을 줄 수 있다. 패킷의 헤더는 24 사이클의 교대 1 및 0 패턴을 포함하며, 이는 비트 동기화를 위해 구체적으로 설계되었다. 위상 변화 매칭 스테이지는 위상 신호(델타 위상)에서의 변화를 출력하여 위상 변화가 발생되는 확정된 시간을 발생시킨다. 패킷 헤더의 교대 1 및 0 시퀀스 플러스 델타 위상을 사용하여 내부 클록은 비동기 데이터로 정렬될 수 있다. 초기-말기 결정 프로세스는 클록 얼라인먼트를 수행하는데 사용된다. 초기-말기 동기화는 내부 클록과 위상 변화 매칭 프로세스의 출력에서 상승 에지를 찾음으로써 사용된다. 내부 클록이 수신된 위상 변화 전에 발생되면 데이터가 이 때 늦어지고 내부 데이터 클록이 진행되어 보상된다. 그 반대는 위상 변화가 늦지 않고 내부 클록이 스톨되어 보상될 때의 경우에 발생한다. 교대 비트 주기의 24 사이클은 정확한 동기화를 발생하기에 충분히 많다. 도 4e는 이 프로세스를 나타낸다.

데이터 결정 프로세스는 실제로 리딩 에지 대신에 내부 동기화 클록(반 사이 클)의 하강 에지에서 발생된다(도 4e에 도시된 바와 같이). 이것은 지터의 효과를 최소화하는 것을 결정하는 위상 변화 회로에 대하여 양 방향으로 가장 긴 시간을 나타내기 때문이다. 비트 동기화는 라인이 활성화되는 동안 그리고 패킷 필드의 개시가 검출될 때까지만 발생한다. 이것은 시스템이 비주기적인 위상 변화에 동기화되는 것을 중단시키므로 동기화에 부적당하다. 또한, 동기화 프로세스는 데이터 주기 또는 내부 데이터 클록이 계속해서 변화되고 있는 동안에 발생되지 않아야 한다. 도 4d는 실제 수신된 데이터에 대한 비트 동기화 프로세스를 더 상세히 나타낸다.

위상 동기

델타 위상 신호가 나타날 경우 그것은 캐리어의 위상이 실질적으로 안정될 때의 시간 및 특정 위상각을 나타낸다. 이 기술은 캐리어 위상이 안정한 것을 알 때 캐리어의 위상만을 얻고 상기 위상이 변화되고 있을 때 얻지 못한다는 사실로 인하여 다른 기술보다 우수하다. 위상 동기 루프는 캐리어의 위상을 계속해서 헌팅하고 있고, 이것은 실제 위상이 위상에 대하여 항상 "피싱"되지 않기 때문에 결코 발견되지 않으므로 그것을 신뢰성없게 한다. 위상 변화 매칭 기술은 위상을 결정하는 결정론적인 방식이고, 지터 및 잡음으로 인한 다른 효과에 대하여 매우 강하다.

데이터를 실제로 복구하기 위해 듀얼 상관 방식과 유사한 기술이 사용될 수 있다. 듀얼 상관 방법은 인커밍 신호와 2개의 위상(사인 및 코사인)을 비교한다. 이들 2개의 위상은 인커밍 신호에 의해 승산된다. 인커밍 신호와 가장 강하게 상관하는 위상은 실제 위상과 가장 밀접한 것을 결정하는데 사용된다. 2개의 기준 위상 이 이 때 변화되어 신호를 더욱 밀접하게 매칭한다. 이 방법은 옳은 위상 매치를 여전히 계속해서 "피시"한다. 본 발명에서 개발된 방법은 위상이 실질적으로 안정하다고 알려질 때 위상이 비교되므로 더 결정론적이다. 복조는 사인 및 코사인의 것과 비교해서 더 정확한 방법을 사용하여 수행된다. 델타 위상 신호가 나타날 때를 안다는 사실로 인하여 위상은 안정하고 우리는 특정 위상 범위와 밀접하고, 우리는 비교되는 위상 기준의 미세한 그래뉼래러티(granularity)를 사용할 수 있다. 복조기는 2개의 위상 기준을 포함하며, 하나는 현재의 위상 추정치 전의 22.5도이고, 다른 하나는 위상 추정치 뒤의 22.5도이다. 이들은 인커밍 신호에 의해 승산되고, 가장 강하게 상관되는 2개 중 하나는 새로운 위상 추정치로서 선택된다. 이것은 도 4f에 예시되어 있다.

이 시스템은 내부 위상 추정치가 인커밍 신호의 위상의 것을 매우 밀접하게 트랙하는 것을 보장한다. 그것은 계속해서 트랙하려고 시도하는 대신에 위상이 실질적으로 안정하다는 것으로 알려질 때 위상을 트랙하는 것만을 시도하기 때문에 지터에도 불구하고 매우 강하다.

홈 오토메이션

대표적인 HA 시스템은 도 5에 예시되어 있다. 이 시스템은 인터넷에 대한 게이트웨이를 포함한다. 이 게이트웨이는 제어되는 디바이스를 위해 웹 호스트 역할을 하고, 유저가 인터넷으로부터 직접 디바이스에 액세스하게 한다. 따라서, 소비자는 이 때 인터넷을 액세스하는 어디든지(PC 또는 인터넷 가능 TV) 광 또는 가전용 기구를 용이하게 제어할 수 있다(스위칭 온/오프).

게이트웨이용 하드웨어는 단지 이더넷(예컨대, Wildcat BL2000)을 갖는 단일 보드 컴퓨터 또는 웹 호스팅 능력을 갖는 셋톱 박스 등의 싼 디바이스일 수 있다. 또한, 하드웨어는 더 복잡한 디바이스 또는 심지어 추가된 기능성의 가정용 PC일 수 있다. 게이트웨이로의 디바이스의 접속은 외부 전력선 모뎀[PLU) 유닛(본 발명의 양상임)을 전원 출력으로 간단히 플러그함으로써, 또는 하나 이상의 가정용 기구에 내장된 내부 또는 통합 PLM 회로를 통하여 달성될 수 있다.

본 발명의 일양상에 의한 PLM HA 솔루션은 개방 시스템이다. 그것은 대부분의 가정용 기구, 핸드헬드 컴퓨터, 셋톱 박스, 및 PC와 용이하게 인터페이싱할 수 있다. 더욱이, PLM 기술은 네트워킹과 관련된 어려움을 해결한다고 생각된다. OEM은 PLM 기술로 강력한 제품을 용이하게 그리고 신속히 디자인할 수 있다. PLM은 한 세트의 강력한 네트워킹 기능을 포함하고, 디자이너를 저레벨의 지루한 네트워킹 상세로부터 구제하고, 강력한 네트워킹된 제품을 엔드 유저에게 제공한다.

오토매틱 미터 리딩(AMR)

수개의 AMR 통신 기술, 즉 무선 주파수 통신, 전화선 리딩, 브로드밴드(섬유/동축 케이블) 및 전력선 통신(PLC)이 있다.

PLC는 AMR에 대한 통신 링크로서 전기를 소비자에게 주는 현존하는 와이어를 사용한다. 이것은 PLC가 AMR 시스템, 특히 중국, 인도, 및 대부분의 유럽 등의 고밀도 국가에 매우 매력적이라고 생각된다. 종래의 PLC AMR의 단점은 신호가 전력선 잡음에 의해 용이하게 영향을 받게 된다는 것이다. 전원 케이블은 데이터를 위한 것이 아니고 전력을 분배하기 위해 디자인된 것은 분명하다. 본 발명의 일양상에 의한 전력선 송수신기는 PLC AMR을 실현한다고 생각된다. 다이나믹하게 변경가능한 8개의 유일한 주파수 밴드는 STAPLM-300이 잡음 환경하에 신뢰성 통신의 최상의 채널을 선택할 수 있게 한다. 이하 본원에 더 설명될 것이다.

도 6은 본 발명의 일양상에 의한 PLM AMR 시스템의 일실시형태이다. PLM AMR은 적어도 이하의 주요 특징을 갖는다:

● 개방형 LON 프로토콜, AMR용 드 팩토(de facto) 표준, 및 컨트롤 네트워크와의 호환성. 프로토콜은 전세계에 걸쳐서 시스템에 플렉시블하고 분석된 이익을 갖는다. STALON은 동일한 프로토콜을 사용하는 임의의 디바이스와 통신할 수 있다. 또한, 프로토콜은 27 밀리언 미터를 현재 포함하는 이탈리아의 와이드 AMR 시스템에 사용되어 왔다.

● 국제 동작용 CENELEC EN50065-1 규정을 만족한다. CENELEC 컨포먼스는 다수의 유럽 국가에 사용될 수 있다는 것을 의미한다.

● 유리한 중국 시장을 포함하는 거대 아시아 시장에 겨냥된 특징을 갖는 고성능.

● 단일 칩 솔루션의 저가격.

● 고잡음 면역. 증가된 통신 신뢰성.

● 고수신 감도. 고감쇠 환경하의 증가된 통신 신뢰성.

● 빌드인 에러 정정. 극도의 잡음성 조건에도 불구하고 에러를 자동 수정하는 능력. 재차 증가하는 통신 신뢰성.

● 각 디바이스의 유일한 ID. kr 디바이스의 유일한 ID는 모든 디바이스가 복잡하거나 비효율적인 어드레싱 시스템없이 개별적으로 어드레싱되는 것을 의미한다.

● 그리드 관리를 어시스트하는 것, 고객 서비스를 증대시키는 것, 새로운 가격 옵션을 개발하는 것, 및 동작을 향상시키는 것.

● 실시간 모니터링, 고객 요구 & 로드의 컨트롤.

● 시간 & 머니 세이빙.

● 멀티 태리프 기능. 각 고객은 라이터 그리드 로딩의 전원 사용을 제때에 촉진하기 위해 일 또는 주 등의 상이한 시간에 상이한 요금으로 청구될 수 있다.

● 폴티(Faulty) 미터 검출 & 기록. 미터와 그리드에서의 폴트는 즉시 메인티넌스 및 고객 서비스를 즉각적으로 제공함으로써 검출된다.

● 스마트 리피터 능력을 갖는 증가된 패킷 성공율. 스마트 리피터 기능은 송수신기가 먼거리에 걸쳐 더 신뢰성있게 통신할 수 있는 것을 의미한다.

● 네트워크를 통하여 미터를 컨트롤, 구성, 및 업그레이드하는 능력. 이 시스템은 다이나믹한 능력을 갖는다. 그것은 상이하게 작용하도록 구성될 수 있거나, 또는 그 기능도 전력선 네트워크를 통하여 코드를 업로드 및 변경함으로써 변화되거나 추가될 수 있다.

● 데이터가 암호화되는 높은 데이터 보안. DES 암호화는 공중 매체를 ㅌ토통하여 전송되는 민감한 데이터로 판독 및 간섭하는 사람을 정지시킨다.

도 6을 참조하면, PLM AMR 시스템에서 미터 데이터는 미터로부터 미터에 통합되거나 미터에 첨부되는 PLM 노드까지 통과된다. 전력선 모뎀으로부터, 데이터는 전력선을 통하여 집선 장치에 송신된다. 집선 장치는 산업용 PC 또는 하드 디스크 저장을 갖는 단일 보드 컴퓨터일 수 있으며, 여기서 미터 데이터는 스케쥴 시간까지 통상 기억되고, 이 때 그것은 GSM, GPRS 또는 인터넷에 의해 유틸리티 서버로 업로드된다. 집선 장치는 필수적인 것이 아니라, 본 발명을 수행하는 하나의 방법으로 고려된다. 그 포함은 애플리케이션에 의존한다.

STA-PLM AMR 솔루션은 완전 개방 시스템이다. 그것은 미터, 핸드헬드 컴퓨터 및 관리 소프트웨어를 포함하는 다른 시스템 컴포넌트와 용이하게 인터페이스될 수 있다.

산업 제어

본 발명에 의한 PLM은 디바이스를 모니터하고 컨트롤하도록 산업용 제어 시장에 사용될 수 있다. 그것은 수 개를 명명하도록 컨트롤 스위치, 신호기, 산업용 오토메이션 시스템 및 데이터 모니터링 디바이스에 사용될 수 있다.

PLM이 산업용 제어에 사용되는 예는 공장 및 비지니스 애플리케이션이다. PLM은 컨베이어 벨트, 로봇 등의 아이템을 자동화하는데 사용될 수 있다. 전기적으로 잡음성 환경이 되는 공장 및 공장의 크기로 인해 종종 길어지는 케이블때문에 이더넷 등의 종래의 통신, 무선 통신 등이 작용하지 않는다. 잡음 면역 및 감도에 우수한 본 송수신기는 산업용 제어를 이상적이게 한다.

또한, 트위스티드 페어 케이블은 전력선 케이블 대신에 산업용 제어 마켓에 사용될 수 있다. 트위스티드 페어는 HA에 사용될 수 있고 와이어가 용이하게 레이드(laid)될 수 있으면 종종 사용된다. PLM은 하드웨어를 변경하지 않고 EIA709.2 프로토콜을 사용함으로써 양 매체에 실행될 수 있다.

모뎀

전력선 모뎀 기술의 일실시형태는 고도 집적 시스템 온 칩(SoC) 제품에 의거된다. 그것은 강력한 전력선 송수신기, EIA709.1 컨트롤 네트워킹 프로토콜 펌웨어 및 앰플(ample) 임베디드 플래시 메모리를 단일 칩에 결합시킨다. 다른 특징 및 기능도 제공될 수 있다. SoC 솔루션은 수 개의 칩을 필요로 하는 다른 유사한 제품에 비해 비용을 감소시킨다.

엠베디드 전력선 송수신기는 신뢰성 데이터 통신을 제공하기 위해 최신식 DSP 기술을 이용함으로써 하쉬(harsh) 전력선 환경에서 동작되도록 설계되어 있다. 바람직하게도, 그것은 ANSI/EIA 709.2 및 CENELEC EN50065-1:2001 표준에 적합하다.

바람직하게도, 개선된 성능을 발생시키기 위해 유저는 듀얼 밴드 송신, 각종 반송 주파수, 포워드 에러 정정, CENELEC 액세스 프로토콜, 패킷 모드, 데이터 암호롸, 및 각종 송신기 출력 전압을 선택하는 옵션을 갖는다. 이들 개선된 옵션은 포컬 레귤레이션(focal regulations)에 적합한 능력도 가지면서 송수신기가 잡음성 전력선 환경에 동작하는 것을 보장한다.

STAPLM-300 애플리케이션 코드 및 네트워크 트래픽을 처리하기 위해 32비트 프로세서를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직하게도, 그 임베디드 프로토콜은 ANSI/EIA 709.1 컨트롤 네트워크 프로토콜에 적합하다.

EIA709.1 프로토콜은 모니터링 및 컨트롤 프로토콜이다. 그것은 에첼 론(EchelonIt)이라는 명칭의 미국 회사에 의해 개발된 "개방형 표준" 프로토콜이다. 이 컨트롤 프로토콜을 사용하는 디바이스에 대한 마켓은 1991년 제 1 제품의 도입 이래로 실질적으로 성장되었다. 대략 54 밀리언 에첼론 브랜드 뉴론 칩은 2004년 중반 현재 선적되었고, 그 결과 수천개의 제품은 전세계적인 애플리케이션의 인상적인 컬렉션에서 이러한 개방형 프로토콜을 사용한다. EIA709.1 프로토콜은 네트워크 또는 네임의 토폴로지, 어드레스, 또는 다른 디바이스의 기능을 아는 것을 필요로 하지 않고 디바이스내의 애플리케이션이 네트워크를 통하여 메시지를 다른 디바이스로부터 송신 및 수신하게 하는 한 세트의 통신 서비스를 제공한다. 네트워크 관리 서비스의 서포트는 네트워크 어드레스와 파라미터의 재구성, 애플리케이션 프로그램의 다운로딩, 네트워크 문제의 보고, 및 디바이스 애플리케이션 프로그램의 개시/정지/리셋을 포함하는 네트워크를 통하여 디바이스와 상호 작용하는 원격 네트워크 관리를 제공한다.

본 발명의 PLM은 EIA709.1 프로토콜과 호환되고 모든 이들 애플리케이션은 본 발명의 PLM과 상호운용가능한 것이 바람직하다.

STAPLM-300은 STAPLM-300의 저가격 및 고성능 특징이 매우 매력적인 오토매틱 미터 리딩(AMR) 및 홈 오토메이션(HA) 애플리케이션을 강조하여 디자인되었다. 그러나, 본 발명은 홈 게이트웨이, IR 게이트웨이, 파워 포인트, 점등 스위치, 커튼 컨트롤, 가스 밸브 컨트롤, 에어 컨디셔녀 & 히터 컨트롤 및 파라미터의 임의의 컨트롤, 센서 인터페이스, 산업용 오토메이션에서의 로봇 컨트롤 등의 다른 애플리케이션의 사용에 동일하게 적합해질 수 있다.

더구나, STAPLM-300은 상기 지시된 바와 같이 송신 매체로서의 트위스티드 페어에 있어서 산업용 제어 애플리케이션에도 사용될 수 있다.

일실시형태에 의한 PLM은 다음과 같은 다수의 특징을 포함한다:

■ ANSI/EIA 709.1 호환성 코어와 ANSI/EIA 709.2 호환성 전력선 송수신기를 단일 칩으로 결합하는 것.

■ CENELEC EN50065-1:2001 컴플라이언트.

■ 다이나믹하게 선택가능한 8 프로그래머블 송신 주파수.

■ 듀얼 반송 주파수.

■ 임베디드 포워드 에러 정정.

■ 매우 높은 계조 및 임펄스 잡음 면역.

■ 사용된 DSP 기술.

■ 현재의 EIA709.1 컴플라이언트 네트워크로 용이하게 통합하거나 또는 자신의 네트워크를 STAPLM-300로 단독으로 생성하는 것.

■ 효율적인 STAPLM-300 구조는 네트워크 패킷 및 애플리케이션 코드의 신뢰성 프로세싱을 허용한다.

■ 애플리케이션 코드 프로그래밍용 표준 GNU C 인터페이스.

■ o 애플리케이션 코드 프로세싱용

o 이벤트 드리븐 태스크 스케쥴러 프로세싱용

o EIA709.1 프로토콜 펌웨어 프로세싱용

단일 32비트 EISC 프로세서

■ 태스크 스페시픽 하드웨어 모듈:

o 전력선 송수신기

o MAC 레이어

o 유저가 구성가능한 IO 인터페이스

o 배터리 백업을 갖는 프로그래머블 실시간 클록

o 와치 도그 타이머

o 리셋 및 클로킹

o 2개의 16비트 타이머/카운터

■ ANSI/EIA 709.2 심벌 레이트 서포트, 131.98kHz에서의 5.4 kbps

■ -8OdBV 수신기 감도

■ 트위스티드 페어 송수신기로 동작되는 능력.

■ 메모리 리소스:

■ 2개의 임베디드 UART

■ 임베디드 저전압 검출기

■ 5V 내성 IO를 갖는 3.3V 전압원

■ 5 x 8-비트 GPIO 포트

■ 풀 마스터/슬레이브 SPI 포트

■ 100-핀 PQFP 패키지

■ 각 칩에서의 48-비트 유니크 ID 넘버

■ -40℃ ~ 85℃의 공업용 온도 범위

전력선 송수신기

본 발명의 일양상에 의한 엠베디드 전력선 송수신기는 신뢰성 데이터 통신을 제공하기 위해 최신식 DSP 기술을 이용함으로써 하쉬 전력선 환경에서 동작되도록 설계되어 있다.

반송 주파수

STAPLM-300 반송 주파수는 발진기 주파수를 변경하는 것을 필요로 하지 않고 송신 스펙트럼의 유저 컨트롤을 제공하는데 플렉시블하다고 생각된다. 유저는 8개의 상이한 반송 주파수간을 선택할 수 있을 뿐만 아니라 패킷당 기초하여 심지어 소프트웨어를 통하여 다이나믹하게 컨트롤될 수도 있다. 이 컨트롤은 2개의 방식으로 달성될 수 있다:

1) 유저는 동작하는 밴드를 변경하도록 네트워크에 다른 노드의 전력선을 통한 요청을 위치시킬 수 있다. 이것은 다른 노드에 어드레스된 전력선상에 특수 네트워크 관리를 위치시킴으로써 행해진다.

2) 유저는 밴드를 변경할 능력을 갖는 특수 소프트웨어 기능을 호출함으로써 로컬 송수신기(예컨대, 그 자체)를 변경할 수 있다. 이 기능은 패킷이 송신되어 패킷이 송신될 밴드를 변경하기 바로 전에 호출될 수 있다. 이것은 패킷 기초에 의 한 패킷으로서 알려져 있다.

이것은 통신 매체 조건에 의한 다이나믹 주파수 할당을 가능케 한다. 8개의 주파수는 CENELEC A 및 C 밴드내에 위치된다. 이하의 표는 이용가능한 반송 주파수 및 대응하는 데이터 레이트의 예를 개설한다.

본 발명의 다른 양상에 의하면, 2개의 통신 주파수는 듀얼 밴드 모드에 구성될 때 동시에 수신될 수 있다. STAPLM-300은 FO 및 F1의 반송 주파수를 디폴트한다. 통신 매체와 함께 메트릭 평가 네트워크는 특정 설치에 사용되는 최적 통신 주파수를 다이나믹하게 결정할 수 있다. STA- PLM은 FO 또는 F4가 선택되고 모든 다른 적절한 특징이 올바르게 구성될 때 다른 EIA709.1 프로토콜 기반 시스템과 통신할 수 있다.

도 7은 본 발명에 의한 송수신기의 블록도를 나타낸다. 도 7과 관련하여:

● PLI - 전력선 인터페이스: 이것은 메인 전력 네트워크와 인터페이스되는 ASIC에 필용한 회로이다.

● 제 1 및 제 2 수신기는 여기서 이하에 더 상세히 기재되어 있다. 그들은 송신된 신호를 전력선 네트워크로부터 신뢰성있게 선택하고 그것을 디지털 데이터로 변경할 책임이 있다. 상이한 밴드에 대하여 동시 수신을 허용하는 2개의 분리 수신기(제 1 및 제 2)가 존재한다.

● 송수신기는 디지털 신호를, 전력선 네트워크를 가로질러 트랜스포트될 수 있고 수신기 엔드에서 재구축될 수 있는 신호로 변경할 책임이 있다.

● 잡음 및 신호 매트릭스 평가는 잡음 및 신호 강도 등의 채널 메트릭스를 상부 레이어에 제공한다.

● 상위 레이어 프로세서는 데이터를 해석하고 프로토콜 스택을 실행할 책임이 있다.

● 외부 애플리케이션 - 칩이 시스템 예컨대 HA에 사용되는 방식은 셋톱 박스 전력선 인터페이스로 이용된다.

송수신기 시스템은 전력선 통신의 컨텍스트에서의 용이한 통신에 추가된 다수의 특징을 포함한다. 전력선 매체를 통하여 통신될 때 어떤 주파수 밴드는 데이터의 더 많은 고장이 없는 전송을 제공한다고 확인되었다. 주위 환경에 적합해질 수 없는 통신 시스템은 반 이상은 데이터 전송에 유효하지 않은 것은 아니다. 이것은 특히 환경이 거칠게 그리고 랜덤하게 변경할 수 있는 전력선 통신에 해당된다. 본 송수신기는 철학적 사고에 의해 디자인되었다. 이 시스템의 3개의 양상은 환경 적합성의 프로세스를 촉진하는데 추가되었다. 이들 양상은 이하에 더 완전히 기재될 주파수 다이버시티, 듀얼 밴드 수신기, 및 메트릭스 평가이다.

멀티 밴드 주파수 다이버시티

본 발명의 실시형태는 데이터 통신이 발생될 수 있는 8개의 가능한 반송 주파수를 갖는다. 보다 많거나 또는 보다 적은 주파수는 본 발명의 이 양상의 정신으로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있다. 이 실시형태에 대하여, 이하의 표 문서에는 8개의 주파수가 있다:

본 발명은 패킷당 기초하여 반송 주파수를 다이나믹하게 변경할 능력을 갖는다. 이것은 소프트웨어를 통하여 수신기가 다수의 다른 전력선 통신 제품의 경우와 같이 하나의 주파수에 변경되고 고정되지 않는 능력을 갖는다는 것을 의미한다. 이 주파수 다이버시티는 대단한 잡음성의 환경에 있을 때 다수의 이익을 갖는다. 이들 이익 중 첫번째는 종종 전력선 매체에서 주파수의 각종 밴드가 잡음원에 의해 차단된다는 것이다. 컴퓨터 및 텔레비젼 세트에 사용된 스위치모드 전원 등의 디바이스는 어떤 주파수에서 통신의 어려움을 제공하는 본래 큰 계조인 전력선에 잡음을 위치시킨다. 도 8은 이러한 공통 문제점을 나타내는데 도움을 준다.

이들 통신의 어려움이 확인될 때 본 발명은 이러한 잡음원을 회피하기 위해 필드에서 캐리어 주파수를 다이나믹하게 변경할 수 있다. 종종 최후의 통신이 개시되는 것으로부터 전력선 매체가 랜덤하게 변경되는 경우가 있다. 간단한 경우는 통신이 수 분전에만 가능한 주파수를 차단하는 컴퓨터에서 누군가가 플러그하는 것이다. 본 발명의 다이나믹 양상은 이들 문제를 극복하는 몇몇 방식을 제공한다.

통신 매체 메트릭스 평가

각 STAPLM-300은 2개의 통신 매체 메트릭스를 평가하는 능력을 갖는다. 얼마나 많은 잡음이 수신된 각 패킷의 신호 강도 및 통신 밴드에 존재하는 것이 있다. 이것은 네트워크가 리피터와 라우터를 놓는 곳 및 어느 주파수가 사용되는 것의 더 정확한 결정을 발생하게 하는 것이다. 또한, 유저는 각 노드에서 개별 메트릭스를 찾음으로써 네트워크를 진단할 수 있다. 메트릭스는 밴드 제한후에 인커밍 신호의 이동 평균에 의거된다. 각 메트릭스는 국부적으로 또는 원격 노드에서 판독될 수 있는 16비트 정수의 형태이므로 전체 네트워크가 정보를 공유하게 한다.

밴드 잡음 레벨의 추정치인 제 1 메트릭을 고려하면 아이들 동안 PLM은 송신 주파수내에서 노드에 제공되는 잡음량에 근접하는 16비트 값을 얻을 수 있다. 이것은 밴드 잡음 메트릭에서 4ms에 걸쳐 평균되는 수신된 아이들 잡음 레벨이다. 다수의 판독은 전력선에서 통신으로 보여지는 잡음의 큰 변동으로 인하여 다시 한번 취해지고 평균화되는 것이 추천된다. 일반적으로, 잡음이 적으면 적을수록(얻어진 인밴드 잡음 메트릭이 낮으면 낮을수록) 신뢰성 통신이 더 많아진다.

수신된 신호 강도(RSSI)의 추정치인 제 2 메트릭을 고려하면 수신된 각 패킷은 그 평가된 신호강도에 인테러게이트될 수 있다. 이것은 네트워크에 대해 상이한 노드의 신호 대 잡음비를 결정하는데 매우 유용하다. 특정 밴드에서의 잡음은 저하되지만, 신호도 데이터 송신이 신뢰성없게 되도록 상당히 감쇠될 수 있다. 또한, 네트워크 관리 시스템은 모든 송신로 조건의 데이터베이스를 생성하도록 신호 대 잡음에 대해 각 노드를 인테러게이트할 수 있다. 이것은 리피터가 다이나믹할 지라도 어려운 환경에서 필요한 곳을 발견하는 결정론적인 방식을 발생시킨다.

듀얼 채널 모드

STAPLM-300은 2개의 상이한 반송 캐리어에서 동시에 동작하는 능력을 갖는다. 본 발명은 본 발명의 이 양상에 의하면 더 많은 수신기를 제공함으로써 2이상의 주파수에서 간단히 동작하도록 구성될 수 있다.

바람직한 실시형태에서는 송신동안 하나의 채널에 데이터만을 송신할 수 있지만, 하나(예컨대, 2개의 상이한 노드로부터)에서의 양 채널에 수신할 수 있다.

송수신기는 제 1 및 제 2 수신기로 알려진 2개의 수신기 모듈을 포함한다. 이 듀얼 수신기 구성은 본 발명에 2개의 주파수에서 동시에 통신하는 능력을 제공한다. 이것은 전력선 통신의 컨텍스트에서 유익한 다수의 동작 모드에 가능성을 개시한다. 특정 반송 주파수가 차단되면 네트워크가 단일 수신기 시스템에서 반송 주파수를 다이나믹하게 변경하는 것이 가능하다. 네트워크는 여전히 각 노드의 반송 주파수를 공통 네트워크 주파수로 변경하기 위해 통신해야 한다. 제 2 밴드는 이것을 허용한다. 리던던시 채널로 작용하면 메시지는 제 1 밴드가 실패할 때 제 2 밴드에 송신될 수 있다. 이것은 제 1이 잡음원에 의해 차단될 때에도 심지어 본 발명에 수신 능력을 제공한다. 도 9는 예컨대 반송 주파수의 제 1 채널이 컴퓨터 통신 등의 간섭원에 의해 차단될 때 예컨대 96kHz 반송 주파수의 제 2 채널에서 여전히 가능하다는 생각을 나타낸다. 유저는 상기 표 1에서 정의된 8개의 반송 주파수의 어떤 것에 제 1 및 제 2 채널을 할당할 수 있다.

이들 2개의 송신 주파수는 다양한 애플리케이션에 사용될 수 있다. 다른 EIA709.1 프로토콜 기반 시스템의 경우에 제 2 채널은 불필요하고 제 1의 통신이 더 이상 가능하지 않을 때에만 사용된다. 이것은 제 1 반송 주파수에서 파워 파인(power fine) 방해 통신에 관한 특정 디바이스로 인한 것일 수 있다. 듀얼 채널 도므가 가능하면 확인된 서비스 메시지의 2이상의 재시도는 제 2 반송 주파수를 사용하여 송신된다. 이것은 데이터 송신 트랜잭션을 끝마치는 시도에서 리던던트 반송 주파수를 자동적으로 가능하게 할 수 있다. 이러한 방식으로 통신하고자 하는 모든 PLM은 통신을 가능하게 하기 위해서 동일 반송 주파수에 대해 구성되어야 한다. 최소 2개의 재시도는 송신된 제 2 패킷이 제 1 밴드에 대해 시도된 다음 제 2 밴드가 사용되도록 이 모드에서 사용되어야 한다. 또한, 듀얼 채널 모드는 공통 채널 반복이 필요한 애플리케이션에 사용될 수 있다. 네트워크의 일부는 통신 채널을 효과적으로 아이솔레이트하기 위해 상이한 주파수로 분리될 수 있다. PLM은 이 때 상이한 반송 주파수를 가로질러 패킷을 반복하도록 구성될 수 있다. 2개의 반송 주파수는 반송 주파수 섹션에 개설된 8개의 주파수 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

듀얼 밴드 수신기 동작

주파수 다이버시티 및 듀얼 수신기의 개념은 상이한 환경에서 다이나믹 라우팅의 가능성도 개시한다. 전력선 등의 공통 채널의 반복은 1 이상의 수신기가 존재하면 문제점을 발생시킨다. 무한 반복은 리피터를 설치할 때 네트워크를 배치하는 사람이 매우 주의깊어야 하는 것을 의미하는 리피터의 빈약한 위치의 결과를 고려한다. 본 발명의 듀얼 리시버는 네트워크가 반복되기 보다는 오히려 라우트되도록 주파수를 통하여 분리될 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 각 노드는 이 때 라우팅을 허용하기 위해 여분의 하드웨어를 추가하지 않고 라우터가 되는 능력을 갖는다. 도 10은 고층 아파트 블록에서 미터 리딩 시스템의 공통 문제점을 나타낸다. 레벨 7로부터 레벨 1로의 통신은 레벨 3 근방에 위치되는 감쇠 및 잡음원으로 인하여 항상 가능한 것은 아니다. 네트워크는 이 때 공통 매체 반복을 허용하다록 2개의 채널로 분리될 수 있다. 예컨대, 96kHz 캐리어의 패킷은 레벨 7로부터 레벨 3으로 수신될 것이다. 이 패킷은 이 때 예컨대 131kHz 캐리어에서 레벨 7로 재송신될 것이다. 반 이상은 각 레벨에서 잡음원으로 인하여 하나 이상의 라우터/리피터가 필요할 수 있다. 본 발명은 리피터가 위치되는 곳 및 네트워크가 동작중에 있을 때에도 주파수 사용되는 것을 다이나믹하게 변경하는 장점을 갖는다. 채널 메트릭스 평가는 리피터가 놓이는 곳 및 밴드가 사용되는 것을 결정할 시에 이용된다. 각 수신기는 채널을 완전히 분리하여 유지하게 위해 그 자체의 MAC 레이어를 갖는다.

매체 액세스 프로토콜/CENELEC 액세스 프로토콜

STAPLM-300은 선택가능한 액세스 프로토콜을 가져서 국부 규제 기관과의 라인에서 유지한다. STAPLM-300은 CENELEC 또는 EIA709.1 액세스 프로토콜을 사용하도록 구성될 수 있다. CENELEC 모드가 선택될 때 그것은 EN 50065-1:2001 표준, 서브-클로즈 5에 개설된 액세스 프로토콜과 컴플라이언트한다. 최대 이론 처리율은 이 모드에서 감소된다.

CENELEC은 모든 전력선 통신 디바이스가 밴드를 131.5kHz로부터 133.5kHz로 모니터링하고 적어도 4ms 및 적어도 86dBμVrms 진폭으로 나타나는 신호의 존재를 검출할 수 있다는 것을 개설한다. 전력선 시스널링 디바이스는 매체가 적어도 85 밀리세컨드에 액티브되지 않는다는 것을 밴드 인 유스(band-in-use)(BIU)가 나타내는 지를 송신할 수 있다. 각 디바이스는 이 때 송신을 위해 랜덤 간격을 선택해야 하고, 적어도 7개가 균일하게 분배된 간격은 랜텀 선택에 이용되어야 한다.

패킷 모드

패킷 모드는 전력선에서 심한 잡음을 회피하는데 도움을 주도록 설계된 ㅌ트특수 공식화된 데이터 전송 모드이다. STA-PLM은 대량의 잡음이 발생될 때 감지하고 이에 따라 그 전송 레이트를 조정할 수 있다. 패킷 모드가 가능할 때 데이터 처리율은 대략 30%까지 저하된다. 이 모드는 제 2 주파수 밴드에서 소프트웨어를 통해 다이나믹하게 가능하고 불가능할 수 있다.

아마도 극복하기에 가장 곤란한 잡음은 위상 왜곡의 잡음이다. 시스템은 전력선 매체를 통하여 데이터를 전송하기 위해 이진 위상 편이 방식(BPSK)이라 불리는 변조 기술을 사용한다. 그것은 데이터가 전송되는 위상에 의존한다. 위상이 전력선에서 외부 방법으로부터 변화되면(예컨대, 전력선에서 로드 임피던스를 변경함으로써) 이 때 에러 데이터없이 패킷을 전송하는 것이 가상적으로 불가능할 수 있다. 본 발명은 문제가 발생할 것 같은 메인 사이클에서 포인트를 회피하고 이하에 더 기재된 유니크 내부 시스템을 포함한다. 이것은 가장 강한 환경에 전송되는 에러 데이터의 가능성을 감소시킨다.

정의, 약성어, 및 약어

PL: 전력선

PLI: 전력선 인터페이스

Tx: 송신

Rx: 수신

ASIC: 특정 용도용 집적 회로

SNR: 신호 대 잡음비

MAC: 매체 액세스 프로토콜

Node: 데이터를 송신 및 수신할 수 있는 전력선 네트워크에서의 단일 엔드 포인트

BPSK: 이진 위상 편이 방식

STALON Semiconductor Technologies Australian LON

STAPLM Semiconductor Technologies Australian Power Line Modem

본 발명에 의한 각 노드는 메인 전력 50/60Hz 사이클의 현재의 위치를 감지하는 능력을 갖는다. 이것은 제로 크로싱 센서를 통하여 행해진다. 메인 전력은 신호의 저전압 표현을 발생시키기 위해 아이솔레이션 디바이스(옵토 아이솔레이터 또는 스텝다운 트랜스포머)를 통하여 취해진다. 이 신호에는 동기화 시스템을 부정확하게 트리거할 수 있는 전원에서 원하지 않는 과도 현상 등을 제거하기 위해 몇몇 아날로그 로우 패스 필터링이 제공된다. 이 신호는 이 때 GND에 클램핑되고 예컨대 3.3V는 어떠한 손상도 과도 현상 및 서지(surge)를 통하여 칩에 발생될 수 없다는 것을 확신한다.

신호가 본 발명에 입력되면 그것은 준안정성의 발생을 정지하고 필터링을 위해 유리한 몇몇 히스테리시스를 한번 더 도입하도록 슈미트 트리거된다. 디지털 로우 필터 필터링은 이 때 제로 크로싱이 부정확하게 검출되지 않는 것을 보장하기 위해 도입된다. 또한, 필터링은 제로 크로싱 포인의 일치를 보장하며, 여기서 어떤 고주파수 잡음은 검출 포인트에 지터를 발생시킬 수 있으므로 불일치 및 부정확한 리딩을 제공한다. 신호는 이 때 검출된 최종 상승 에지이며, 여기서 그것은 본 시스템을 통하여 동기화 신호로서 사용된다.

상승 제로 크로싱이 검출될 때마다 내부 카운터는 위상(위상 카운터)에 기준으로서 리셋된다. 이 카운터는 다음 상승 제로 크로싱이 도달될 때까지 카운터 프리 런(free-run)을 보장하도록 미세한 그래뉼래러티를 갖는다. 그것은 상승 제로 크로싱이고 기준 이유를 위해 간단히 제로 크로싱이 아닌 것이 중요하다. 도 11은 카운터가 어떻게 동작하는 지를 나타낸다.

동작 주파수는 노드의 구성동안 소프트웨어를 선택된다. 노드가 사용되고 있는 곳에 따라 50 또는 60Hz가 선택된다. 이 모드 선택은 그 주파수에 도달될 수 있는 최대 카운트를 결정한다. 이렇게 추가된 인 케이스(in case)의 작은 서지는 전력에서 발생되므로 상승 제로 크로싱이 지연된다. 이 조건을 사용하여 동기화가 유지되고 다음 상승 제로 크로싱이 무시된다. 이것은 도 12에 예시되어 있다.

호주 등의 몇몇 국가에서 메인 사이클의 타이밍은 매우 정확하므로 각 시간에 동일 카운트에 거의 항상 리셋된다. 그러한 국가에서 상기 메카니즘은 메인 사이클의 일치 정확성으로 인하여 요구될 수 없다. 그러나, 상기 메카니즘은 이 일치가 존재하지 않는 국가에서 더 적절하므로 신뢰성을 손상시킨다. 이 위상 카운터는 송수신기의 다수의 서브시스템에 의해 사용된다.

전력선에 포함된 잡음은 일정하지 않다. 그것은 종종 메인 사이클의 위치에 따라 다이나믹하게 변화되고 있다. 연구를 통하여 종종 대부분의 잡음이 제로 크로싱 포인트 주위에서 발생되는 것이 발견되었다. 도 13은 전력선에 대해 얻어진 몇몇 실제 데이터를 갖는 사실을 나타낸다(두꺼운 라인은 밴드 제한 잡음이고, 단일 라인 사인파는 메인 사이클 위치이다).

잡음은 제로 크로싱 포인트에 더 근접함에 따라 증대되는 것을 알 수 있다. 이것은 메인의 최대 및 최소에서 전력선 도체에 관한 다수의 로드로 인한 것이다. 이렇게 증가된 전도는 전력선의 잡음을 로드 다운하므로 효과적으로 더 조용한 것처럼 보인다. 또한, 이러한 로드는 잡음뿐만 아니라 신호도 감쇠시키는 역효과를 갖는다. 임펄스 잡음은 메인 사이클과 동기되는 트라이액 등의 디바이스로 인하여 제로 크로싱 포인트 주위에서 발생한다. 고감쇠 및 상당한 임펄스 잡음이 제공되면 이 때 가장 많은 잡음을 포함하는 메인 사이클의 부분을 회피하는 것이 유리하다. 이것은 본 발명의 패킷 모드 시스템이 동작하는 이유이다. 이전에 기재된 위상 카운터는 메인 사이클이 임의의 시간에 위치되는 곳을 비교적 정확히 측정하는데 사용된다. 이렇게 정확한 감지 메카니즘은 우리가 전력선 네트워크에서 잡음을 회피하게 한다. 도 14는 위상 카운터가 잡음뿐만 아니라 메인 사이클에 어떻게 관련되는 지를 나타낸다.

도 14의 바닥은 패킷이 통상 어떻게 왜곡되고 왜곡되는 곳을 나타낸다. 메인 사이클의 최대 및 최소에서 이전에 언급된 바와 같이, 진폭 및 위상 왜곡은 캐리어 신호에 도입된다. 도 14로부터 왜곡이 도입되는 영역을 회피하는 것이 유리하다. 이것은 10 내지 20 및 42 내지 52의 위상 카운트 주위에 있다. 도 15는 패킷 모드 시스템에 패킷을 송신하지만, 왜곡된 영역 주위에서 송신을 어떻게 정지시키는 지를 나타낸다. 모드(및 그러므로 정지)는 패킷 모드를 가능하게 하도록 플래그가 설정되는 소프트웨어를 통하여 가능하게 되는 것이 바람직하다. 유저는 패킷이 자동적으로 정지되는 위치를 세트한다. 예컨대, 상기 예에서 위상 카운트 10(시작) 및 20(끝)은 칩의 구성 섹션으로 프로그램된다. 정지는 이때 10 내지 20 섹션에서 발생된다.

에러 정정 모드

전력선상의 파괴적인 잡음은 다수의 형태로 나온다. 본래 버스팅 또는 임펄스 잡음은 데이터의 전체 바이트를 파괴하는 효과를 갖는다. 대부분의 전력선 통신 시스템은 그러한 잡음으로부터 회복될 수 없다. 잡음도 본래 반복되면 이 때 통신은 결코 통상적으로 가능할 수 없다. 에러 정정 모드가 가능할 때 PLM은 통상적으로 대부분의 다른 시스템에서 회복될 수 없는 다수의 에러를 정정하는 능력을 갖는다. 이 모드에 있을 때 데이터 처리율은 대략 20%까지 저하된다. 에러 정정은 소프트웨어를 통하여 가능하고 불가능할 수 있다.

바람직하게도, 송수신기는 다른 에러 정정 방법이 본 발명과 관련하여 사용될 수 있을 지라고 리드 솔로몬 에러 정정으로 알려진 에러 정정 방법을 사용한다. 리드 솔로몬 정정의 특수 형태는 가변가능한 크기의 패킷때문에 사용되고 가장 작은 크기의 패킷을 보장한다. 가장 공통적으로 다양한 리드 솔로몬은 리드 솔로몬(255,223)으로 불려진다. 이것은 255바이트의 블록이 되는 것을 언급하고, 223바이트는 실제 데이터이고, 32바이트는 에러 정정 신드롬으로 알려진 것이다. 정정 신트롬은 그것을 정정하는 에러의 경우에 추가적인 바이트 용도이다. 이것은 10바이트가 송신될 지라도 이 때 신드롬의 32바이트가 송신될 필요가 있기 때문에 파괴적이다. 송수신기는 리드 솔로몬을 사용하고, 이것은 15바이트 블록과 신드롬의 4바이트에 의거되는 것을 의미한다. 이것은 파괴를 최소화하는 것을 얻으려고 한다. 또한, 신드롬은 패킷의 끝에 첨부된 것이라기 보다는 패킷을 통하여 스프레드될 수 있다. 이것은 행에서 4바이트를 노크 아웃하도록 오히려 가능한 주기적 잡음의 효과를 최소화하는 것이다.

암호화 모드

본 발명은 예컨대 인테그레이티드 트리플 DES 암호화/복호화 코드를 포함한다. 개방 매체가 되는 전력선으로 인하여 어떤 개인은 송신된 패킷을 판독하는 능력을 갖는다. 패킷을 인터셉트하는 가능성이 심지어 존재하고, 이때 데이터를 처리하여 정보를 왜곡한다. 강한 암호화는 데이터를 스니프(sniffing) 및 처리하는 패킷의 문제를 극복한다. EIA709.1 프로토콜이 암호화를 갖도록 청구될 지라도 그것은 경우가 아니다. 그것은 암호하기에 매우 용이한 데이터를 인코딩하는 하나의 방법을 간단히 사용하다. 3개의 암호화 키는 상당한 양의 데이터가 전송되면 소프트웨어를 통하여 저장되고 키 회전을 허용하기 위해 업데이트가능한 필드이다.

가변성 BIU 임계값

CENELEC EN50065-1: 2001 표준, 서브 클로즈 5는 밴드인 유스(Band-In-Use) 임계값 레벨이 86dBμVrms의 진폭에 위치된다는 것을 지정한다. 이 레벨은 다수의 설치에서 항상 실제적인 것은 아니다. 다수의 환경은 신뢰성 매체 액세스가 불가능한 상기 임계값 레벨을 초과하는 잡음 레벨을 포함한다. 이러한 이유로, 본 발명은 광범위한 설치의 주위 잡음 레벨을 수용하도록 가변성 밴드인 임계값을 제공한다.

BIU 임계값이 잡음의 임계값에 근접하여 세팅되면 송신이 불가능해지는 것이 가능하다. 시스템으로 인한 것은 전력선에 송신될 패킷이 현재 존재한다는 것을 평가한다. 이러한 "패킷"과 충돌하지 않게 하기 위해 송신기는 진행되지 않을 것이다. 잡음성 환경에 존재하는 문제를 어드레스하기 위해 임계값은 변화되는 능력을 갖는다.

메인 동기화

ACSYNC 핀이 정확한 방식으로 접속될 때 STA-PLM은 AC 전력의 위상에 동기화될 수 있다. 메인 동기화는 AC 전력 사이클의 유저 정의 포인트에서 송신함으로써 전력선에서 어떤 잡음원을 극복하는데 도움을 줄 수 있다.

위상 검출

본 발명은 2개의 노드가 동일 위상에 접속되는 지를 검출하는 능력을 갖는다. 본 발명은 2개의 노드간에 상대 위상각 차이를 제공할 수 있다. 센서(ACSYNC 핀)는 메인 동기화 구성 세팅에 도시된 바와 같이 접속될 수 있다. 상기 노드는 특정하게 공지된 노드에 어드레스된 위상 검출 패킷을 송신할 수 있다. 원격 노드는 이 때 상대 위상에 응답할 것이다. 이것은 종종 설치시에 2개의 전력선이 동일 위상에 있는 지를 확인할 수 없으므로 필드에 사용될 수 있다. 위상간 통신은 위상 커플링을 가로질러 대량의 감쇠로 인하여 종종 어려워진다. 설치동안 동일 위상에서 통신하는 것이 거의 항상 최적이라고 생각된다.

본 발명은 모든 칩으로 내장된 위상 검출 시스템을 제공한다. 이것은 특수 장비가 본 발명에 의한 네트워크의 설치에 필요하지 않아서 노드간의 위상 차이를 결정하는 것을 의미한다. 기술자는 원격으로 진단할 수 있으므로 위상이 와이어 업되는 지를 보도록 사이트로부터 호출되지 않는 것이 필요하다.

위상 검출 메카니즘은 네트워크로부터 모든 다른 노드를 제거해야 하는 것보다 오히려 포인트 투 포인트 리딩을 발생시키기 위해 시스템으로 임베디드된 어드레싱 정보를 갖는다. 이하, 도 16은 네트워크의 컨텍스트에서의 위상 검출 시스템을 나타낸다.

정의, 약성어, 및 약어

PL: 전력선

PLI: 전력선 인터페이스

Tx: 송신

Rx: 수신

ASIC: 특정 용도용 집적 회로

SNR: 신호 대 잡음비

MAC: 매체 맥세스 컨트롤

각 노드는 메인 전력 50/60Hz 사이클의 현재 위치를 감지하는 능력을 갖는다. 이것은 예컨대 ACsync 핀의 제로 크로싱 센서를 통하여 행해지고, 이 예는 '패킷 노드"와 관련하여 상술되어 있다.

종래의 검출 시스템은 제로 크로싱에 대하여 송신되는 것 및 마지막 제로 크로싱이래로 경과되는 시간을 측정하는 것으로 구성된다. 이것은 도 17에 도시되어 있다.

종래의 방법이 간단할 지라도 그것은 매체 액세스 알고리즘을 차단한다는 사실로 문제점을 갖는다. 이 알고리즘은 EIA709.2 및 CENELEC 표준에 지정되어 있다. 기본적으로, 전력선에 캐리어의 제공이 있으면 이 때 충돌을 야기함에 따라 전송되는 것이 허용되지 않는다. 종래의 방법은 송신될 패킷이 존재하는 지에 관계없이 특정 시간 포인트에서 송신하기 때문에 이 알고리즘을 차단하다. 이것은 이미 의뢰된 네트워크내에 공통 전력선 매체에 충돌을 일으키는 결점을 갖는다고 생각된다. 본 위상 검출 시스템은 매체 액세스에 영향을 주지 않으므로 유일하다고 생각된다.

그것은 이하의 방식으로 동작한다. 위상 검출 패킷은 애플리케이션 레이어로부터 위탁된다. 그것은 상대 위상 차이가 결정될 수 있는 특정 노드에 어드레스된다. 이것은 다음 송신 슬롯에서 대기하는 매체 액세스 컨트롤(MAC) 서브레이어상으로 통과된다. MAC 서브레이어가 제공되면 패킷을 송신하는 신호는 이 때 피지컬 레이어에서 어셈블리된다. 패킷의 데이터 필드의 2바이트가 비축된다. 현재의 위상 카운터는 패킷의 비축 바이트 및 접촉되지 않은 데이터의 나머지로 위치된다. 이 패킷이 어드레스된 노드에 의해 수신될 때 수신시의 위상 카운트는 패킷으로 획득되어 저장된다. 위상 차이는 이 때 패킷에 임베디드된 위상 카운트와 패킷이 수신될 때의 위상간의 불일치에 따라 계산된다. 도 18은 이것을 나타낸다.

패킷 필드의 시작이 도달된 것을 수신기가 확인하기 전에 소향이 지연이 존재한다. 이 지연은 위상 카운트로부터 지연을 간단히 차감함으로써 비교적 일정한 것으로 간주된다. 전력선 송신 네트워크에서는 3개의 가능한 위상만이 존재하기 때문에 상대 위상 카운트의 3개의 범위가 있다. 도 19는 위상 A로 참조될 때 위상간의 상대 카운트를 나타낸다.

53 내지 11의 상대 카운트는 동일 위상인 것을 나타낸다. 12 내지 32의 상대 카운트는 위상으로부터 벗어난 240도를 나타낸다.

이 방법은 매체 액세스 알고리즘에 영향을 주지 않으므로 이미 위탁된 네트워크에 유용하고 필드에서 실행된다.

트위스티드 페어 동작

STAPLM-300이 전력 네트워크를 위해 설계될 지라도 그것은 트위스티드 페어 네트워크를 통해 우수한 통신을 제공하는 능력도 갖는다. 수신기의 고감도로 인하여 넓은 거리의 통신이 가능하다. 이것은 기존의 트위스티드 페어 또는 유선 통신을 갖는 빌딩에 이상적이다.

STAPLM-300에 백업 배터리가 공급되면 트이스티드 페어처럼 전력이 끊길 때에도 동일 전력선 케이블을 통하여 송신하는 것이 가능하다.

인테그러테이블(INTEGRATABLE)

본 발명은 실질적으로 완전히 인테그러테이블하다. 소개된 새로운 기술과는 별도로, 칩에 수행된 본 발명은 개방 표준 LONWORKS(EIA709.1 프로토콜) 전력선 통신 프로토콜에 완전히 적합하도록 설계된다. 그것은 동일 프로토콜을 사용하는 어떤 다른 디바이스와 완전히 통합될 수 있다. 따라서, 그것은 제품 또는 네트워크에 존재하는 디바이스와 인터오퍼레이트할 수 있다.

LONWORKS 인터오퍼러빌러티(INTEROPERABILITY)

가장 기본적인 모드 STAPLM-300에서 노드는 다른 LonWorks®(EIA709.1 프로토콜) 기반 시스템 및 모든 다른 EIA709.2 호환성 디바이스와 호환가능하다. 에러 정정, 패킷 모드 및 암호화는 다른 LonWorks® 기반 시스템으로부터 통신을 가능하게 하기 위해 턴오프되어야 한다. 또한, 다른 LonWorks® 기반 노드는 EIA709.2 프로토콜을 사용하여 132kHz 및 86kHz 반송 주파수에서만 수신 및 송신할 수 있으므로 이들 주파수도 인터오퍼러빌러티을 가능하게 하기 위해 선택되어야 한다.

고집적(낮은 시스템 비용) 및 강력한 전력선 송수신기는 오토매틱 미터 리딩(AMR) 및 홈 오토메이션(HA)에 대하여 전력선을 사용하는 위너(winner)인 STA-PLM을 형성한다.

전력선 인터페이스 회로

STAPLM-300 전력선 인터페이스 모듈은 디지털 ASIC을 아날로그 전력선에 인터페이스하는 모든 필요한 회로로 구성된다.

일실시형태에서, 아날로그 프런트 엔드는 로우 패수 및 하이 패스 컴포넌트로 구성되는 2개의 섹션을 포함한다. 그것은 본 발명이 동작하는 모든 반송 주파수를 통합하기 위해 작은 임펄스 응답 및 와이드 패스밴드를 갖도록 구체적으로 설계되어 있다. 또한, 그것은 샘플링 주파수에 대하여 나이퀴스트 레이트 위의 임의의 주파수를 거절하기 위해 에일리어싱 필터로 작용한다. 또한 중요하게도, 하나의 애플리케이션에서는 반송 주파수 밴드 외부의 강한 계조 잡음을 거절하기 위한 필터로서 동작한다는 사실이다.

추천된 계조 거절 프로파일은 EIA 709.2 표준에 기입되어 있다. 프로파일은 전력선에서 발견된 일부 공통 계조 잡음에 의거된다. 즉, 이것은 15OkHz 위의 인터컴 등의 다바이스이고 스위치 모드 전력은 낮은 범위로 공급된다. 또한, 적용가능한 표준에서 이상적으로 지정된 것보다 전력선에서 종종 더 많은 실제 잡음이 존재하는 것이 결정된다. 이것은 전력으로 동작하는 다수의 디바이스가 그들의 적용가능한 표준 범위내에서 적합하지 않은 것을 나타낸다. 이것을 염두해 두고 프런트 엔드는 실제 환경에서 더 많이 동작할 수 있도록 표준에 개설된 최대 방해를 초과하는 간섭에 대처하도록 설계되었다. 2차 샐런 키 필터 구조는 단일 전력 레일 시스템에 이용되도록 그 유니티(unity), 안정성, 및 능력에 다시 사용된다. 필터는 2차 밴드 패스 기능을 제공한다. 그것은 가격, 성능, 및 복잡성간의 최상의 트레이드로서 선택된다.

도 20은 본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에 의한 필터 네트워크의 주파수 응답을 나타낸다. -3dB 포인트는 대략 65kHz 및 14OkHz에 위치된다. 이것은 모든 반송 주파수가 필터에 의해 감쇠되는 것이 아니라 동시에 가능한 한 많이 잡음을 감쇠시키는 것을 보증하는 것이다. 또한, 주파수 응답은 변경에 필요한 2개의 컴포넌트만으로 용이하게 수정된다. 이것은 어떤 주파수 밴드만이 사용될 때 유리하다. 필터는 계조 잡음 거절을 증가시키기 위해 좁혀질 수 있다. 또한, 아날로그 프런트 엔드는 올바르게 동작하도록 ADC에 필요한 DC 오프셋을 추가한다. 개략도는 도 21에 도시되어 있다.

라우팅

본 발명자는 STAPLM-300이 잡음, 간섭, 및 신호 감쇠의 이유로 인하여 모든 시간에 다른 노드와 직접 통신할 수 없는 것을 실현했다. 이 때문에, 노드가 때때로 간접 통신되는 것이 필요하다.

본 발명의 모든(또는 적어도 일부) 디바이스(STAPLM-300)가 라우터로 작용할 수 있고, 라우팅이 네트워크 관리 커맨드로 수행되는 것이 바람직하다. 메시지는 STALON_NM_STALON_ROUTE (0x7E)의 페이로드 코드 및 메시지 페이로드에 프리펜드된 최종 목적지 어드레스 정보를 갖는 라우터 노드에 어드레스된 다음, 라우터는 첨부 패킷을 목적지에 전송한다. 라우팅이 애플리케이션에서 수행되기 때문에 그것은 네트워크 조건이 변화됨에 따라 다이나믹하게 스위치 온 및 오프될 수 있다.

라우터 노드가 라우트 메시지를 수신할 때 그것은 메시지의 시작으로부터 라우트 정보를 스트립하여 결과를 목적지 노드에 전송한다. 목적지 노드는 라우터에 의해 발생되므로 인커밍 메시지를 볼 것이다. 목적지 노드가 응답하면 그 응답은 라우터 노드의 어드레스에 전송될 것이다. 그 다음, 라우터 노드는 그 응답을 개시 노드에 전송한다. 응답이 목적지까지 리턴될 때 라우터 노드의 어드레스를 갖는 개시 노드에 도달한다.

라우팅 노드가 그 목적지와 접촉할 수 없다면 그것은 라우트를 개시하는데 사용되는 코드 STALON_NM_STALON_ROUTE를 리턴시킨다. 이것은 라우터와 목적지간의 통신 곤란함으로 인하여 트랜잭션 실패가 된다는 것을 이니시에이터(initiator)에게 알린다.

라우트는 네트스(nest)될 수 있다(즉, 메시지는 목적지에 도달하기 전에 다수의 노드를 통하여 라우트될 수 있다). 여분의 라우트를 아웃고잉 메시지에 추가하기 위해서는 어떤 기존의 것 앞에 다른 라우트 요청을 간단히 프리펜드한다.

라우터의 예

3개의 노드 A, B, 및 C:

A는 B와 통신할 수 있다.

B는 A와 통신할 수 있다.

B는 C와 통신할 수 있다.

C는 B와 통신할 수 있다.

A 는 C와 통신할 수 없다.

C는 A와 통신할 수 없다.

노드 A는 메시지를 B에서 C로 전송할 수 있고, 메시지 응답(만일 있으면)은 B를 경유하여 A로 리턴될 것이다.

라우팅 이슈

라우트는 패킷 크기를 증가시키기 때문에 그것은 유저가 패킷을 구성할 수 있는 최대 크기에 충격을 가한다.

라우팅은 여분의 네트워크 트래픽(라우트의 각 스테이지는 혼잡을 증가시켜 메시지를 전송함) 및 증가된 응답 시간(라우트된 패킷은 목적지에 도달하는 시간이 길어지고 그 응답은 리턴하는 시간이 길어짐)을 발생시킨다. 각 스테이지의 재시도 타이밍을 턴하는 것이 처리되어야 한다. 노드가 매우 빈번히 재시도되면 재시도는 라우터로부터의 응답 패킷과 충돌할 수 있다.

라우트 예

이하의 예는 이니시에이터가 서브네트 어드레스된 메시지를 도착하지 않은 노드에 송신하기를 원하는 시나리오를 나타낸다. 전송될 페이로드는 0x20의 코드 및 0x10의 데이터이다. 라우터 노드가 선택되고, 그것은 표 인뎃스 1에서의 어드레스 표에 도착하지 않은 목적지를 포함시킨다.

목적지 어드레스(원(raw) 바이트): 0x01 0x00 0x44 0x44 0x05

라우트 어드레스 1(원 바이트): 0x01 0x02 0x44 0x44 0x05

오리지널 패킷(노 라우팅)

어드레스	페이로드 코드	페이로드 데이터
0x01 0x00 0x44 0x44 0x05	0x20	0x10

라우트된 패킷(어드레스 인덱스가 공급되면

어드레스	페이로드 코드	페이로드 데이터
0x01 0x02 0x44 0x44 0x05	0x7E	0x01 0x20 0x10

라우트된 패킷(풀 어드레스가 공급되면)

어드레스	페이로드 코드	페이로드 데이터
0x01 0x02 0x44 0x44 0x05	0x7E	0x0F 0x01 0x00 0x44 0x44 0x05 0x20 0x10

비동기 수신기/송신기(UART)

STAPLM-300에는 2개의 풀 듀플렉스 비동기 수신기/송신기(UART's)가 존재한다. 그들은 1.25 메가 보로부터 300보로 보 레이트를 서포트한다. 프레임 포맷은 1 개시 비트, 8 데이터 비트, 노 패리티, 및 1 정지 비트이다. 각 UART는 수신 버퍼 풀을 발생시키거나 버퍼 엠프티(empty) 인더럽트를 송신할 수 있다.

하드웨어 타이머

2개의 16lxm 카운트 다운 타이머가 존재하며, 그들은 인터럽트를 각각 발생시킬 수 있다. 타이머는 50ns 타임 베이스를 갖는다.

디폴트 타임 베이스를 수정하는 프리스케일 세팅이 존재한다. 프리스케일 세팅은 원 ms 프리스칼라(pre-scalar), 실시간 클록 유닛, 또는 UART 보 레이트 타이머로 될 수 있다.

타이머는 GPIO 포트로부터, 또는 다른 타이머로부터 카운트 인터럽트까지 세팅될 수 있다. 타이머는 장도적으로 리로드(reload)되는 주기 모드에 세팅될 수 있어서 그들이 주기적 타이밍 기능에 유용하게 한다.

GPIO

STAPLM-300에는 5개의 8비트 범용 입력/출력(GPIO) 포트가 존재한다. 그들은 A에서 E까지 라벨링된다. 모든 포트는 3.3V, 5V 허용, 양방향, 및 비트 어드레스가능하다. 각 포트의 BitO은 레벨 민감 인터럽트 입력으로 사용될 수 있고, 인터럽트 극성은 프로그램될 수 있다.

포트 E의 핀은 하드웨어 특수 동작에 사용될 수 있다: 진폭 편이 변조, 시리얼 시프트 출력, SPI, 및 실시간 클록 캘리브레이션.

진폭 편이 변조 유닛

이 컨트롤러는 GPIO 포트에 의해 발생된 입력을 변조하고, 유저 타이머 중 하나에 의해 발생된 캐리어를 갖는 UART 송신 핀으로부터 변조한다. 이 유닛은 적외선 통신과 같은 액티비티에 유용하다.

시리얼 시프트 출력

이것은 버퍼링된 타이머 구동 출력이다. 출력은 타이머 레이트에서 정확히 업데이트된다. 이것은 타이밍/위상 민감 애플리케이션의 고정밀도를 발생시킨다.

버퍼링된 타이머 구동 출력없이 마이크로프로세서 실행 시간은 핀의 위상 에러(지터)에 추가되고, 이 위상 에러는 입력 클록에서의 잠재적인 에러보다 더 큰 진폭의 다수의 오더일 것이다.

SPI 입력/출력

핀은 시리얼 주변 인터페이스(SPI) 포트로 구성될 수 있다. STAPLM-300은 이하의 특징을 갖는 풀 마스터/슬레이브 SPI 모듈을 포함한다:

■ 마스터 또는 슬레이브 모드

■ 멀티 마스터 버스 컨텐션 검출 및 인터럽트

■ 선택가능한 클록 극성 및 클록 위상에 이용가능한 4개의 전송 프로토콜

■ 16비트까지의 전송 워드의 가변 길이

■ SPI(Motorola Semiconductor의 상표) 및 Microwire/Plus(National Semiconductor의 상표)

■ 마스터 모드에서 발생된 비트 레이트: 시스템 클록의 ÷2 down to ÷256

■ 슬레이브 모드에서 발생된 비트 레이트: SCK = 시스템 클록 ÷4

브레이크 포인트 레지스터

마이크로프로세서 프로그램 카운터가 이 레지스터와 같을 때는 언제나 ㅂ브브레이크 포인트 인터럽트가 발생된다. 이 레지스터는 GNU 디버거에 의해 사용된다.

와치 도그 타이머

이 타이머는 1 ms와 2sec간의 주기를 가질 수 있다. 그것은 인터럽트를 발생키고 STAPLM-300을 리셋하도록 구성될 수 있다.

인터럽트 컨트롤러

모든 인터럽트는 소프트웨어에 블록, 클리어, 또는 세팅된다. 인터럽트는 기존의 인터럽트가 취급되고 있는 동안에 발생되는 새로운 인터럽트의 경우에 버퍼링된다. 인터럽트는 UART 버퍼 인터럽트, SPI 인터럽트, GPIO 인터럽트, 타이머 인터럽트, 실시간 클록 알람 인터럽트, 와치도그 인터럽트, 및 브레이크 포인트 인터럽트를 포함한다.

본 발명이 그 구체적인 실시형태와 관련하여 설명될 지라도 다르게 수정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이 출원은 당업계에 공지되거나 습관적인 실시내에 포함되고 여기서 이전에 정의된 본질적인 특징에 적용될 수 있으므로 일반적으로 본 발명의 원리에 따르고 본 공개로부터의 그러한 출발을 포함하는 본 발명의 어떤 변형 사용 또는 개조를 커버한다.

본 발명이 본 발명의 본직질인 특징의 정신으로부터 벗어남이 없고 몇몇 형태로 실시될 수 있으므로 상술한 실시형태는 다르게 지정하지 않으면 본 발명을 제한하는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위내에서 넓게 해석되어야 하는 것이 이해되어야 한다. 각종 수정 및 균등 배치는 첨부된 청구범위 및 본 발명의 정신 및 범위내에 포함된다. 따라서, 구체적인 실시형태는 본 발명의 원리가 실시될 수 있는 다수의 방법을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이하의 청구범위에서, 수단 플러스 기능절은 정의된 기능을 수행하는 구조, 구조적 균등뿐만 아니라, 균등 구조도 커버한다. 예컨대, 못 및 나사는 못이 목재 부분을 함께 고정하기 위해 원통형 면을 사용하는 반면, 나사가 목재 부분을 함께 고정하기 위해 나선형 면을 사용한다는 점에서 구조적 균등물이 아닐 지라도 고정 목재 부분의 환경에서 못 및 나사는 균등 구조물이다.

이 명세서에서 사용될 때의 "포함한다/포함하는"는 지정된 특징, 정수, 스텝, 또는 컴포넌트의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 스텝, 컴포넌트, 또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 따라서, 컨텍스트가 명백히 명세서 및 청구항을 통해 다르게 요구되지 않으면 단어 "포함한다", "포함하는", 등은 배타적 또는 철저한 센스에 반대하여 포함하는 센스, 즉 포함하지만, 한정되지 않는 센스로 해석될 수 있다.

Claims

복수의 가능한 송신 주파수를 제공하는 단계;

상기 복수의 가능한 주파수로부터 하나의 주파수를 선택하는 단계; 및

상기 선택된 하나의 주파수를 사용하여 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 송신용 주파수의 선택은 시스템에서의 잡음의 측정에 의거되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 주파수의 선택은 비교적 저레벨의 잡음을 갖는 주파수에 대하여 적어도 부분적으로 의거되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복수의 가능한 주파수로부터 선택된 하나의 주파수 또는 다른 주파수에서 데이터를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

복수의 주파수에서 데이터를 동시에 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 주파수는 상기 복수의 가능한 주파수로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 저레벨의 잡음은 시간 주기에 걸쳐 아이들 잡음 레벨에 의거되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 시간 주기는 2 msec 이상인 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
복수의 가능한 주파수를 제공하는 수단; 및

상기 복수의 가능한 주파수 중 선택된 하나를 사용하여 데이터를 송신하도록 된 송신 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 데이터의 송신은 잡음 측정에 의거하여 선택된 주파수에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 시스템.
데이터의 송신에 사용되는 주파수의 선택을 결정하는 방법에 있어서:

밴드 잡음 레벨의 추정치를 결정하는 단계;

수신된 신호 강도의 추정치를 결정하는 단계; 및

상기 결정에 의거하여 주파수를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수의 선택을 결정하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 주파수의 선택은 비교적 저잡음 레벨, 및 비교적 고신호 강도에 의거되는 것을 특징으로 하는 주파수의 선택을 결정하는 방법.
제 10 항에 있어서,

하나 이상의 주파수가 선택되는 것을 특징으로 하는 주파수의 선택을 결정하는 방법.
제 1 특성에 의거하여 데이터를 송신하는 단계:

상기 데이터를 수신하는 단계; 및

제 2 특성에 의거하여 데이터를 재송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 제 1 또는 제 2 특성은 주파수인 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방 법.
제 13 항에 있어서,

상기 제 1 또는 제 2 특성은 어드레스인 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
전력의 일 위상의 제로 레벨 크로싱을 결정하는 단계;

지연 시간을 결정하는 단계;

상승 에지에 데이터를 송신하는 단계; 및

상기 제로 크로싱으로부터 지연 시간까지 지연되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
잡음 레벨을 결정하는 단계; 및

전압이 잡음 레벨을 초과하면 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 데이터를 송신하는 단계는 전력 사이클의 상승 에지에서 발생하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
리드 솔로몬 에러 정정을 수신된 적어도 일부의 데이터에 임포우징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에러 정정 제공 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 에러 정정은 리드 솔로몬(255,223)인 것을 특징으로 하는 에러 정정 제공 방법.
데이터를 송신하기 전에 데이터를 암호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 시스템에서의 데이터 송신 방법.
제 21 항에 있어서,

3개 이상의 키가 사용되고, 상기 키는 주기적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 전력선 시스템에서의 데이터 송신 방법.
송신시에 송신 노드의 위상을 나타내는 제 1 바이트의 데이터를 포함하는 데이터 패킷을 선택된 노드에 송신하는 단계;

상기 패킷을 상기 선택된 노드에서 수신하는 단계;

상기 패킷을 수신할 시에 상기 선택된 노드의 위상을 결정하는 단계; 및

상기 제 1 바이트의 데이터와 선택된 노드 위상간의 차이를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2개의 노드가 동일 위상에 결합되는 지를 결정하는 방법.
제 23 항에 있어서,

제 2 바이트의 데이터는 상기 패킷을 수신할 시에 상기 선택된 노드의 위상을 나타내는 것을 특징으로 하는 2개의 노드가 동일 위상에 결합되는 지를 결정하는 방법.
제 24 항에 있어서,

상기 제 1 바이트와 제 2 바이트간의 차이가 53 ~ 11 사이인 경우, 상기 노드는 동일 전력선 위상에 있고,

상기 제 1 바이트와 제 2 바이트간의 차이가 12 ~ 32 사이인 경우, 상기 노드는 위상이 120도 벗어나 있으며,

상기 제 1 바이트와 제 2 바이트간의 차이가 33 ~ 52 사이인 경우, 상기 노드는 위상이 240도 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 2개의 노드가 동일 위상에 결합되는 지를 결정하는 방법.
2개의 노드간의 위상 차이를 결정하는데 사용되도록 된 데이터 패킷에 있어서:

데이터를 송신하는 노드의 위상을 나타내는 제 1 데이터; 및

패킷을 수신할 시에 데이터를 수신하는 노드의 위상을 나타내는 제 2 데이터 를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 패킷.
신호의 진폭 및 직교 성분을 분리하는 단계; 및

비교적 무잡음 캐리어에서의 위상 변화와 잡음이 부과된 캐리어에서의 비교적 유사한 위상 변화를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 변화 매칭을 결정하는 방법.
제 27 항에 있어서,

상기 위상 매칭은

에 따라 실질적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 위상 변화 매칭을 결정하는 방법.
초기-말기 동기화를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 시스템에서의 비트 동기화 방법.
위상이 실질적으로 안정한 것으로 결정될 때 위상을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 방법.
제 30 항에 있어서,

델타 위상 신호가 나타날 때 비교되는 위상 기준의 비교적 미세한 그래뉼래러티를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 위상 기준은 현재의 위상 추정치 앞의 대략 22.5도인 제 1 기준과 상기 위상 추정치 뒤의 대략 22.5도인 제 2 기준을 포함하며,

새로운 위상 추정치로서 상기 제 1 및 제 2 기준으로부터 가장 강하게 상관하는 기준을 선택하는 것을 특징으로 하는 위상 동기 방법.
실질적으로 풀리 인터그래터블 전력선 통신 디바이스.
제 33 항에 있어서,

상기 디바이스는 전력선 모뎀인 것을 특징으로 하는 실질적으로 풀리 인터그래터블 전력선 통신 디바이스.
로우 패스부 및 하이 패스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 시스템에 사용되도록 된 인터페이스 디바이스.
제 35 항에 있어서,

제 2차 샐런 키 필터 구조 및 제 2차 밴드 패스 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 시스템에 사용되는 인터페이스 디바이스.
메시지 페이로드에 프리펜딩된 최종 목적지 어드레스 및 페이로드 코드를 갖는 라우터 노드에 메시지를 어드레싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제 37 항에 있어서,

상기 메시지를 라우터에 어드레싱하는 단계를 더 포함하며, 상기 라우터는 이 때 첨부 패킷을 목적지에 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제 37 항 또는 제 38 항에 있어서,

상기 페이로드 코드는 실질적으로 STALON_NM_STALON_ROUTE(0x7E)인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
제 1 항 내지 제 8 항, 제 10 내지 제 25 항, 제 27 항 내지 제 32 항, 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 기재된 방법의 전력선 시스템.
제 1 항 내지 제 8 항, 제 10 내지 제 25 항, 제 27 항 내지 제 32 항, 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 따라 동작되는 디바이스.
제 1 항 내지 제 8 항, 제 10 내지 제 25 항, 제 27 항 내지 제 32 항, 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 따라 동작되도록 된 전력선 시스템.
소정의 인스트럭션 세트에 따라 동작되도록 된 프로세서 수단을 포함하며;

상기 인스트럭션 세트와 관련하여 제 1 항 내지 제 8 항, 제 10 내지 제 25 항, 제 27 항 내지 제 32 항, 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 전력선 시스템에서 동작되도록 된 장치.
전력선 시스템에서 통신을 가능하게 하는 매체에 포함된 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드 및 컴퓨터 판독가능한 시스템 코드를 갖는 컴퓨터 사용가능한 매체; 및

제 1 항 내지 제 8 항, 제 10 내지 제 25 항, 제 27 항 내지 제 32 항, 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 따라 동작을 가능하게 하는 상기 컴퓨터 사용가능한 매체내의 컴퓨터 판독가능한 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
여기에 개시되어 있는 방법.
여기에 개시되어 있는 장치 및/또는 디바이스.