선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이에 따라 본 논문에서는 저주파 전력선 채널 환경에 적합한 첩 확산 변복조 기술을 기반으로 하는 기본적인 전송 모드와 외부 잡음과 부하변동의 영향이 있을 때 통신의 신뢰성을 보장할 수 있는 새로운 전송모드를 포함하는 듀얼모드 형 PLC 모뎀을 제안하고, 이를 실제 Chartered 0.18/im CMOS 공정기술을 이용한 송수신 단일 칩으로 구현하고자 한다.
제안 방법
- 또한 갑작스런 시변 채널의 영향에도 강인하도록 식(2)에서 표현된 첩 심볼 신호를 사용하는 듀얼 모드 방식을 제안한다. 제안된 송신 신호는 주어진 전력선 채널 환경에 따라 RM (Robust Mode) 모드 또는 ZERM(ZCP Extremely Robust Mode) 모드로 전송된다.
- 제안한다. 제안된 송신 신호는 주어진 전력선 채널 환경에 따라 RM (Robust Mode) 모드 또는 ZERM(ZCP Extremely Robust Mode) 모드로 전송된다. 즉, 채널 상태가 양호한 경우 일반적인 RM 모드로 전송되다가 외부 잡음 및 부하변동에 의해 열악한 채널 상태로 변할 때에는 ZERM 모드로 전송하게 된다.
- 수신기 구조의 복잡도 등에 영향을 미친다. 이러한 열악한 채널 하에서도 통신 성능의 효율성을 만족시키기 위해 채널 모델링이 필요하며, 본 논문에서는 전력선 채널 특성을 다중경로 형태로 해석하고자 거리에 따른 감쇠를 나타낸 식 (6)과 같은 전파다중경로모델을 고려한다[4].
- 및 합성을 수행한다. 합성된 회로는 송수신기 내 모듈별로 시간에 따른 동작 기능 시뮬레이션을 하고, 구현한 PLC 모뎀의 회로검증을 위하여 시뮬레이션을 통하여 얻어진 각 모듈의 입출력 파형을 비교. 분석하였다.
- 본 논문에서는 제안된 듀얼 모드형 고신뢰 PLC 모뎀을 SoC(System-on-Chip) 단일칩으로 구현한다. 듀얼 모드형 단일 칩은 모뎀의 핵심부분인 변복조부와 내부 디지털 신호처리 및 모듈 제어를 위한 MCU부, 그리고 신호의 효율적인 전달을 위한 임피던스 매칭 및 전력신호와 모뎀의 송수신 신호를 분리하기 위한 아날로그부로 구성되며, 블록 다이어그램은 그림 6과 같다.
- 최종적으로 소자 및 선로 지연과 타이밍 정보를 분석한 후, 1 차 공정승인(sign off)을 한다. 후 단계 설계는 전 단계 설계작업에서 추출된 네트리스트(Netlist)를 기준으로 칩 내에 설계 블록들의 위치를 결정하는 플로우 플랜(Floor Plan)을하고, 플레이스 앤 라우팅 (Place & Routing) 작업을 통해서 셀(Cell) 및 매크로(Macro), 패드(Pad)를 설계 블록들과 배선하고 시뮬레이션을 수행한다. 마지막으로 최종 설계 된 칩의 타이밍 정보를 분석한 후, 2차 공정승인(sign off)을 하고, 칩 제조를 위한 펩-인(Fab-IN)에 들어가게 된다.
- 마지막으로 최종 설계 된 칩의 타이밍 정보를 분석한 후, 2차 공정승인(sign off)을 하고, 칩 제조를 위한 펩-인(Fab-IN)에 들어가게 된다. 이러한 과정으로 설계된 단일칩은 생성된 Mask Data를 바탕으로 Chartered 0.18iim CMOS 혼성공정 라이브러리를 이용하여 구현하였다.
- 구현된 칩의 통신성능을 확인하기 위하여, 간단한 테스트 보드를 제작하여 전송 속도 테스트를 수행하였다, 그림 9는 RM 모드와 ZERM 모드에 대해 각각의 패킷단위 심볼을 전송했을 때 수신측 테스트보드에서 측정된 파형을 보여준다. 측정된 파형을 살펴보면, RM 모드의 경우 첩 심볼 주기 1.
- 본 논문에서는 첩 확산 변복조 기술을 기반으로 전력선 채널 상태에 따라 RM 모드와 ZERM 모드가 지원되는 듀얼모드 형 고신뢰 PLC 모뎀을 제안하고, Chartered 0.18um CMOS 혼성공정을 이용하여 실제 칩으로 구현하였다. 제안된 듀얼 모드형 PLC 변복조부는 RTL 설계 및 검증을 하였다.
- 18um CMOS 혼성공정을 이용하여 실제 칩으로 구현하였다. 제안된 듀얼 모드형 PLC 변복조부는 RTL 설계 및 검증을 하였다. 구현된 모뎀 칩의 동작성능은 별도로 제작된 테스트 보드 상에서 전송 속도 테스트를 수행하여 확인하였다.
- 제안된 듀얼 모드형 PLC 변복조부는 RTL 설계 및 검증을 하였다. 구현된 모뎀 칩의 동작성능은 별도로 제작된 테스트 보드 상에서 전송 속도 테스트를 수행하여 확인하였다. 실험 결과, 전력선 채널 상태가 양호한 경우 RM 모드가 사용되며, 그때의 전송 속도로 2.
- 혼성 단일 칩을 설계하는 과정은 크게 전 단계(Frond-End) 설계와 후 단계(Back-End) 설계로 나뉜다. 전 단계 설계는 작성된 디자인 개발 사양을 가지고 RTL 설계 및 검증하고, 제조공정에서 제공되는 로직 셀(Logic Cell)로 합성한 후에, 칩의 동작 테스트 과정을 거친 후 시뮬레이션을 수행한다. 최종적으로 소자 및 선로 지연과 타이밍 정보를 분석한 후, 1 차 공정승인(sign off)을 한다.
대상 데이터
- 표 2와 표 3에 나타내었다. 모뎀의 변복 조부에서 송신기와 수신기는 각각 9.2만과 11.3만 게이트로 총 20.5 만 게이트가 사용되었고, MCU부 및 기타 블록에 29.1만 게이트로 약 50만 게이트 수의 전체 칩 복잡도를 갖는다.
- 6k의 동작 전압범위를 갖는다. 사용된 패키지는 64-lead LQFP(Low profile Quad Flat Package) 이다.
이론/모형
- 표 1에서 살펴 보면, 주파수 대역폭은 95〜125#压 의 주파수 범위 (CENELEC B대역) 30»压를 사용하고, 변조 방식 은 첩 대 역확산 방식을 사용한다. 전송모드에 따라 2.
성능/효과
- 송신 데이터를 살펴보면, 7개 심볼로 구성된 프리앰블과 헤더, 오류정정, 그리고 데이터로 구성된 심볼들이 하나의 송신 데이터 패킷을 형성한다. 수신 신호에 대한 상관값은 ZCP 동기와 상관없이 검출됨을 볼 수 있고, 수신 데이터는 검출된 상관값에 맞춰서 수신됨을 확인할 수 있다. 그림 5(b)는 ZERM 모드 수신 시뮬레이 션 결과를 나타낸다.
- 송신 데 이 터를 살펴보면, 프리앰블의 수가 4개 심볼로 구성되는 것을 제외하고 패킷의 나머지 구성은 RM 모드와 동일하다. 상관값은 ZCP에 동기를 맞추어 검출되고, 수신 데이터는 ZCP 주기마다 수신되는 것을 확인할 수 있다.
- 표 3은 구현된 칩의 전력 소비량을 보여준다. 모뎀의 변복 조부에서 송신기와 수신기가 각각 6.4mW와 9.9m甲로 총 16.3m甲가 소비되었고, MCU 및 기타 블록이 10.3洲〃로 전체 칩 동작에 약 27mW의 전력이 소비됨을 확인하였다.
- 보여준다. 측정된 파형을 살펴보면, RM 모드의 경우 첩 심볼 주기 1.6 ms 에 심볼당 4비트를 전송하므로 2.5用率s 의 전송속도를 가짐을 확인할 수 있고, ZERM 모드의 경우 ZCP 주기가 약 8.3ms 에 심볼당 4비트를 전송하므로 480bps 전송속도를 가지는 것을 확인할 수 있다.
- 구현된 모뎀 칩의 동작성능은 별도로 제작된 테스트 보드 상에서 전송 속도 테스트를 수행하여 확인하였다. 실험 결과, 전력선 채널 상태가 양호한 경우 RM 모드가 사용되며, 그때의 전송 속도로 2.5kbps를 얻었다. 한편, 전력선 잡음 및 임의적으로 변화하는 부하변동에 의해서 채널 상태가 불안정할 때는 ZERM 모드가 사용되며, 외부잡음 간섭의 영향이 적은 영교차점마다 데이터를 안정적 전송하여 4806ps 의 전송 속도가 나오는 것을 확인하였다.
- 5kbps를 얻었다. 한편, 전력선 잡음 및 임의적으로 변화하는 부하변동에 의해서 채널 상태가 불안정할 때는 ZERM 모드가 사용되며, 외부잡음 간섭의 영향이 적은 영교차점마다 데이터를 안정적 전송하여 4806ps 의 전송 속도가 나오는 것을 확인하였다. 성공적인 실험 결과를 볼 때, 향후 홈 내 가전기기 제어를 위한 PLC 모뎀 플랫폼의 물리계층에 요구되는 신뢰성을 충분히 확보할 수 있으리라 생각된다.
후속연구
- 한편, 전력선 잡음 및 임의적으로 변화하는 부하변동에 의해서 채널 상태가 불안정할 때는 ZERM 모드가 사용되며, 외부잡음 간섭의 영향이 적은 영교차점마다 데이터를 안정적 전송하여 4806ps 의 전송 속도가 나오는 것을 확인하였다. 성공적인 실험 결과를 볼 때, 향후 홈 내 가전기기 제어를 위한 PLC 모뎀 플랫폼의 물리계층에 요구되는 신뢰성을 충분히 확보할 수 있으리라 생각된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.