직접대역확산 기법을 적용한 전력선 모뎀의 구현

Implementation of Power Line Modem Using a Direct Sequence Spread Spectrum Technique

전력선을 통신선로로 이용시 전송신호는 전력선 채널특성인 주파수 선택적인 페이딩(fading)과 간섭 그리고 시변감쇠에 많은 영향을 받을 수 있다. 이러한 영향은 시변이며 임의의 주파수에서 일어나므로 예측하기 어렵다. 본 논문에서는 가정 혹은 소규모 사무실 내에서 비교적 저속 데이터를 안전하게 전송하는 전력선 모뎀을 구현하기 위해 대역확산 기법 중 실현이 비교적 용이하고 잡음 특성이 우수한 직접확산 방식을 적용하였다. 대역확산 기법을 적용할 경우 PN(pseudo noise)부호 발생회로와 복잡한 동기회로 등의 부가적인 하드웨어가 요구되지만, 본 논문에서는 이러한 하드웨어의 일부를 시스템 자체에 내장된 프로세서를 이용한 소프트웨어로 처리하였고, 복잡한 동기회로 대신 60 Hz의 전력신호를 이용한 간단한 동기 회로를 구성하였다. 구현된 동기회로는 대역확신 기법에 본질적인 동기획득 시간의 소요 문제를 제거할 수 있으며, 아울러 60 Hz의 전력신호 자체의 영교차 지터의 영향을 피하도록 설계되었다. 결과적으로 본 논문에서는 대역확산 기법을 적용하면서도 대역확산에 필요한 일부 하드웨어를 소프트웨어화함으로써 소형, 경량화를 이루며, 전력선 상에서 데이타를 안전하게 전송하는 전력선 모뎀을 구현하였다.

A power line modem(PLM) which transfers data safely through power lines in houses or small offices is considered. When a power line is used for communications, transmitted signals could be affected by the channel characteristics such as frequency-selective fading, interference, and time-varying attenuation. In order to overcome these impairments, a direct sequence(DS) technique which is well known as an effective instrument against a variety of interferences and hostile channel properties is employed. Using a DS technique, however, requires more circuits such as PN code generator circuits, code modification circuits, and complicated synchronization circuits, and it also results in substantial acquisition delay. In this paper, some of these circuits are implemented via software programmed in the system controller, and the complicated synchronization circuits are replaced by simple circuits utilizing a 60 Hz power signal for synchronization. The synchronization ciruits used in this paper virtually eliminate the substantial acquisition delay, and is also designed to free influence of 60 Hz zero crossing jitters which reside in a power signal. As a result, a PLM using a DS technique is realized in the form of wall-socket plug, and the PLM hardware would be very much simplified.