A study for chirp signal method & system implementation in the PLC modem with low speed

저속 PLC 모뎀에서의 Chirp 신호 방식과 시스템 구현에 관한 연구

The representative communication method which is applied in the low-speed power line communication modem with 60bps is single carrier method. It has been used mainly for the control. The single carrier method is very sensitive to a power line communication channel environment. Specially, the severe attenuation of the transmission signal according to the notch characteristics of channel becomes the main cause of communication error. Domestic power line channel environment has this notable feature. In this paper, we implemented the low-speed power line communication system which used the chirp signal method to be strong in notch and noise characteristics. In this research, we proposed the method which transmits 1- '1 Unit symbol Chirp signal' with a 100${\mu}s$ time within 1ms for 1 bit. Also it applied for the Convolution code for an error correction and the Manchester code for a collision perception and an error detection. It used the method which uses the bit correlator for signal detection in the receiver parts. We confirmed that the communication method of the chirp method has a excellent performance compared to single carrier methods with a result of experiment of the low-speed power line communication system with the 60bps.

제어 목적으로 주로 사용되는 기존의 60bps 급 저속 전력선 통신 모뎀에 적용된 대표적인 통신 방식은 단일 캐리어 방식이다. 단일 캐리어 방식은 전력선 통신 채널 환경에 매우 민감하다. 특히 채널의 notch 필터 특성에 따른 송신 신호의 극심한 감쇄는 통신 에러의 주 원인이 된다. 국내 전력선 채널 환경은 이러한 특징이 매우 강하다. 본 논문에서는 notch 특성 및 잡음 특성에 강한 Chirp 신호 방식을 이용한 저속 전력선 통신 시스템을 구현하였다. 본 연구에서는 1 비트에 대해 1ms 내에 100${\mu}s$의 1 Unit 심볼 Chirp 신호 10개를 전소하는 방식을 제안하였다. 또한 오류 정정을 위한 Convolution 부호와 충돌 감지 및 에러 검출을 위한 맨체스터 부호를 적용하였으며, 수신부에서 신호 검출을 위해 비트 상관기를 이용한 방식을 사용하였다. 60bps급 저속 전력선 통신 시스템을 구현하여 실험한 결과 Chirp 방식의 통신 방식이 단일 캐리어 방식에 비해 뛰어난 성능을 가짐을 확인하였다.