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비접촉식 유도성 결합기를 이용한 다중경로 전력선 채널 특성
Channel characteristics of multi-path power line using a contactless inductive coupling unit 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.40 no.9, 2016년, pp.799 - 804  

김현식 (Mattron Corporation) ,  손경락 (Major of Electronics and Communications Engineering, Korea Maritime and Ocean University)

초록
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광대역 전력선 통신은 전류의 흐름과 함께 효과적인 양방향 통신을 얻기 위하여 전력선 분배망을 통신 매체로 이용한다. 그러나 전력선은 통신에 최적화된 채널이 아니므로 인터넷, 음성 및 데이터 서비스에 대한 통신 시스템의 개발은 시뮬레이션에 의한 성능 분석에 적합한 측정 기반의 전송 모델을 필요로 한다. 본 논문에서는 복잡한 전달 함수를 기술하는 분석 모델을 다중 전력선 모델의 감쇠 및 경로 파라미터를 획득하는데 이용하였으며 이를 바탕으로 주파수 응답특성을 계산하였다. 계산된 결과는 다중경로에 의한 주파수 선택성 페이딩과 주파수에 대한 신호의 감쇄를 보여주었으며 이는 실험 결과와 잘 일치하였다. 이론모델에 적용한 배전선을 실험적으로 구성한 후 배전선에 전기적인 신호를 인가하는 방법으로 비접촉식 결합을 위한 페라이트 코어로 구성된 유도 결합 장치를 사용하였다. 신호 결합 손실은 커플러에 감긴 권선수에 의해 최소화 될 수 있다. 3회 권선 결합 효율은 일회 권선 결과보다 6dB 이상 개선됨을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Broadband powerline communication (BPLC) uses distribution lines as a medium for achieving effective bidirectional data communication along with electric current flow. As the material characteristics of power lines are not good at the communication channel, the development of power line communicatio...

주제어

#전력선 통신   #유도성 결합기   #전달함수   #다중경로 배전선 모델   #페라이트 코어  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 다중경로 전력선 채널 모델로 부터 채널의 주파수 응답특성을 결정하는 감쇠 파라미터와 경로 파라미터를 구하여 유도성 결합기가 다중 경로 배전선에서 보이는 주파수 응답 특성과 신호결합특성을 보이고자 한다. 또한 결합기에 감기는 배전선의 권선 수에 의한 인덕턴스 변화가 신호 결합효율에 미치는 영향을 분석하여 최적의 조건을 도출하고자 한다.
  • 유도성 결합기가 전력선 인프라 기반 통신 또는 전력선을 포함하고 있는 이동체의 내부 통신에 확대 적용될 수있는 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고 다중경로를 포함하는 배전선에서 동작 특성을 분석한 연구결과를 찾아보기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 다중경로 전력선 채널 모델로 부터 채널의 주파수 응답특성을 결정하는 감쇠 파라미터와 경로 파라미터를 구하여 유도성 결합기가 다중 경로 배전선에서 보이는 주파수 응답 특성과 신호결합특성을 보이고자 한다. 또한 결합기에 감기는 배전선의 권선 수에 의한 인덕턴스 변화가 신호 결합효율에 미치는 영향을 분석하여 최적의 조건을 도출하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유도성 신호결합기가 개발되면서 고속전력선 통신에 대해 어떤 개발이 되었는가? 유도성 신호결합기가 2-30MHz의 주파수 범위에서 통신 신호를 전력선으로 실어 보내고 다시 신호를 분리해 낼 수있는 방법이 개발되면서 고속전력선 통신에 대한 다양한 응용 연구가 진행되었다. 최근에는 열차 내 무배선 통신시스템을 구축하기 위하여 유도성 결합기가 적용된 통신연결 장치가 개발되었다[3]. 선박의 경우 브리지에서 선박의 다양한 정보를 수집하는 방법으로 기존의 통신전용선을 이용하는 방법과 더불어 신규선로 가설없이도 선박 내부의 전력선, 전화선, 또는 스피커선 등으로 통신할 수 있는 방법이 발표되었다[4]. 유도성 결합기의 가장 큰 장점중 하나는 기존의 배선구조를 변경하거나 전선을 훼손할 필요가 없기 때문에 도체가 설치된 곳이라면 어느 곳이든 적용 가능하다는 것이다.
광대역 전력선 통신은 효과적인 통신을 얻기위해 무엇을 이용하는가? 광대역 전력선 통신은 전류의 흐름과 함께 효과적인 양방향 통신을 얻기 위하여 전력선 분배망을 통신 매체로 이용한다. 그러나 전력선은 통신에 최적화된 채널이 아니므로 인터넷, 음성 및 데이터 서비스에 대한 통신 시스템의 개발은 시뮬레이션에 의한 성능 분석에 적합한 측정 기반의 전송 모델을 필요로 한다.
전력선은 통신에 최적화된 채널이아니여서 무엇을 필요로 하는가? 광대역 전력선 통신은 전류의 흐름과 함께 효과적인 양방향 통신을 얻기 위하여 전력선 분배망을 통신 매체로 이용한다. 그러나 전력선은 통신에 최적화된 채널이 아니므로 인터넷, 음성 및 데이터 서비스에 대한 통신 시스템의 개발은 시뮬레이션에 의한 성능 분석에 적합한 측정 기반의 전송 모델을 필요로 한다. 본 논문에서는 복잡한 전달 함수를 기술하는 분석 모델을 다중 전력선 모델의 감쇠 및 경로 파라미터를 획득하는데 이용하였으며 이를 바탕으로 주파수 응답특성을 계산하였다.
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참고문헌 (8)

  1. Y. Murata and T. Kimura, "Inductive coupling unit and bypass tool for power line communications," Advance, vol. 109, pp. 18-20, 2005. 

  2. J. R. Kim, H. S. Kim, J. S. Huh, H. Y. Lee, J. H. Lee, Y. W. Oh, and W. B. Byun, "The design and characteristics of the inductive coupler using the Nanocrystalline materials," Journal of the Korean Magnetics Society, vol. 16, no. 6, pp. 300-304, 2006 (in Korean). 

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  3. H. S. Kim, S. H. Park, and S. G. Kang, "Development of communication joint tools for implementing a legacy-line communication system in a train," Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 19, no. 4, pp. 877-887, 2015 (in Korean). 

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  4. H. I. Jun, H. S. Kim, K. S. Jung, and K. R. Sohn, "Development of bypass unit for ship area network based on legacy-line communication," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 39, no. 3 pp. 292-297, 2015 (in Korean). 

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  5. K. R. Sohn, K. H. Kim, S. U. Jeong, S. Y. Nam, and H. S. Kim, "Performance analysis of the powerline communication for condition monitoring system of an MW class offshore wind turbine's nacelle," Journal of Navigation and Port Research, vol. 40, no. 3, pp. 159-164, 2016 (in Korean). 

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  6. K. H. Kim, S. U. Jeong, S. Y. Nam, H. S. Kim, and K. R. Sohn, "Performance analysis of legarcy line communication using high current powerlines in midrange wind turbines," Journal of the Korean Society of Marine Engineering, vol. 40, no. 4 pp. 336-341, 2016 (in Korean). 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. P. Mlynek, M. Koutny, and J. Misurec, "Multipath channel model of power lines," Elektrorevue, vol. 1, no. 2, pp. 48-53, 2010. 

  8. M. Zimmermann and K. Dostert, "A multipath model for the powerline channel," IEEE Transactions on Communications, vol. 50, no. 40, pp. 553-559, 2002. 

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