비접촉식 유도성 결합기를 이용한 다중경로 전력선 채널 특성
Channel characteristics of multi-path power line using a contactless inductive coupling unit
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초록
광대역 전력선 통신은 전류의 흐름과 함께 효과적인 양방향 통신을 얻기 위하여 전력선 분배망을 통신 매체로이용한다. 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 함수를기술하는 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 신호를인가하는 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
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 communication (PLC) systems for internet, voice, and data services requires measurement-based models of the transfer characteristics of the network suitable for performance analysis by simulation. In this paper, an analytic model describing a complex transfer function is presented to obtain the attenuation and path parameters for a multipath power line model. The calculated results demonstrated frequency-selective fading in multipath channels and signal attenuation with frequency, and were in good agreement with the experimental results. Inductive coupling units are used as couplers for coupling the signal to the power line to avoid physical connections to the distribution line. The inductance of the ferrite core, which depends on the frequency, determines the cut-off frequency of the inductive coupler. Coupling loss can be minimized by increasing the number of windings around the coupler. Coupling efficiency was improved by more than 6 dB with three windings compared to the results obtained with one winding.
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