Dsp를 사용하는 장점 Power Line Communication의 프로세서 시스템

이 시스템은 기존의 전기 배선을 활용하고 데이터를 전송하기 위해 기존의 전기 배선을 활용하고 인터넷 액세스, 스마트 그리드 관리 및 사내 네트워킹을위한 비용 효율적인 및 ubiquitous 솔루션을 제공합니다. 그러나 전원 라인은 유독하게 hostile 통신 채널이며, 임피던스 변이 및 주파수 선택적 인 감쇠로 인해 불평하게됩니다. PLC 시스템의 Digital Signal Processors (DSP) 통합은 성능, 신뢰성 및 기술적인 관점에서 볼 수 있는 핵심 요소가 있습니다. 이 기능은 DSP-Tech의 핵심 요소인 DSP-C(DSP)를 사용하여 기술적인 관점에서 볼 수 있는 핵심 요소입니다.

PLC에 있는 DSP 통합의 핵심 이점

DSP 프로세서는 필터링, 볼트로션, 네이처 변형과 같은 실시간 수학 작업을 위해 최적화된 마이크로 제어기를 전문으로 합니다. 이 아키텍처는 일반용 프로세서에 의해 요구되는 시간의 분수에서 복잡한 알고리즘을 실행할 수 있습니다. PLC에 적용할 때 DSP는 여러 가지 중요한 개선을 잠금 해제합니다.

향상된 Signal Processing 기능

현대 PLC 표준 (예 :, 홈펄스 AV2, IEEE 1901, G.hn)은 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)에서 사용 가능한 스펙트럼을 수백 개의 좁은 서브카리더로 분할합니다. DSP는 빠른 네이어 트랜스폼 (FFT) 및 그 역방향 (IFFT)을 효율적으로 구현하는 데 필수적입니다. 전용 DSP는 실시간 처리율이 높을 수 있습니다.

OFDM을 넘어, DSP는 Low-Density Parity-Check (LDPC) codes와 ]Reed-Solomon coding와 같은 고급 오류 교정 기술을 가능하게 합니다. 이 알고리즘은 현저한 조건에서 비트 오류율(BER)을 크게 감소시키고, PLC 시스템을 유지하여 이전 아날로그 또는 간단한 디지털 방식으로 계획이 실패할 수 있도록 합니다. 결과적으로, 데이터가 손실이 감소하고, 전체적으로 전송된 패킷을 통해 손실이 감소됩니다.

고급 잡음 완화 전략

전력선은 가전, 모터 드라이브, 스위칭 전원 공급 장치 및 라디오 방송에서 외부 간섭으로 인해 심각하게 노이즈가 있습니다. DSP 프로세서는 간단한 필터링을 넘어가는 정교한 소음 감소 알고리즘을 구현합니다.

적응성 잡음 취소: DSPs는 수신 신호에서 실시간으로 소음 환경을 모델링하고 손상된 잡음 구성품을 빼낼 수 있습니다. 이것은 특히 솔 모터 또는 디머 스위치에 의해 생성된 정기적인 불순 소음에 대하여 효과적입니다.
Wavelet-based Denoising: 비 정지되는 소음 파열을 위해, 파렛은 DSPs에 능률적으로 비교하고, underlying 자료 신호를 낭비하지 않고 일시적인 스파이크를 제거할 수 있습니다.
]동적인 조정으로 필터링: DSPs는 아마추어 라디오 밴드 또는 기타 서비스에서 방해를 방지하기 위해 센터 주파수를 자동으로 조정하는 소프트웨어 정의 노치 필터를 허용하고, 처리량을 유지하면서 규제 요건을 준수합니다.

이 기술은 가장 도전적인 주거 또는 산업 환경에서도 훨씬 안정적이고 일관된 통신 링크를 생성합니다. 현장 테스트에서 DSP-enabled PLC 모뎀은 ]40% 패킷 전송률에 비해 초기 설계에 비해.

Adaptive Real-Time 전송 최적화

PLC의 DSPs의 가장 강력한 기능 중 하나는 비행에 전송 매개 변수를 적응하는 능력입니다. 전원 라인 채널은 1 층에 끊임없이 전자 레인지, 다른에 헤어 드라이어 또는 산업용 설정에서 커패시터 은행 스위칭을 밀리 초 내에 임피던스 및 소음 수준을 변경할 수 있습니다.

DSP는 bit-loading 알고리즘을 활성화하여, 높은 신호 대역 비율(SNR)과 약간의 (또는 0) 비트를 가진 하위카리더에 더 많은 데이터를 할당합니다. 이로 인해 허용된 오류율을 유지하면서 전체 처리량을 극대화합니다. 또한 DSP는 동적으로 변조 계획을 조정할 수 있습니다 (예: QPSK에서 1024-QAM) 및 전원을 전달하는 QPSK에서.

]스마트 그리드 애플리케이션, 대기시간과 신뢰성은 원격 스위치 또는 독서 미터를 명령하는 데 중요합니다, DSP-adaptive PLC 시스템은 하나의 AC 사이클 (16.67 ms 60 Hz에서 하나의 AC 사이클 내에서 더 강력한 변조로 전환 할 수 있습니다), 명령을 지키지 않는 기간 동안도 전달됩니다.

에너지 효율 및 운영 비용 절감

에너지 소비는 네트워킹 장비에 있는 성장 관심사입니다. DSP 가공업자는 효과적인 계산을 위해, 생성한 CPU 또는 FPGAs 보다는 가동 당 두드러지게 더 적은 힘을 실행할 때 신호 처리 일을 실행할 때 디자인됩니다. 이것은 선에 강화되는 건전지 더 적은 똑똑한 미터 또는 장치에서 특히 귀중한 PLC 모뎀에 있는 힘 분산을 낮추기 위하여 직접 번역합니다.

또한 DSP 처리에 의해 달성된 개량한 자료 완전성은 재전송을 위한 필요를 감소시킵니다. 각 전송은 대역폭과 가공 에너지를 소모합니다. 재전송 비율을 낮추기 위하여는, 말하십시오 15%에서 3%, DSP 근거한 체계는 20-30 % 더 높은 효과적인 처리량 ] 동일한 힘 수준에, 또는 conversely, 주어진 자료 비율을 위한 힘을 감소시킬 수 있습니다.

총 소유 비용 (TCO) 관점에서, 몇몇은 재전송도가 더 낮은 대기 시간, 행복 최종 사용자 및 몇몇 고객 지원 전화를 의미한다. 대규모 배포에서 유틸리티 고급 미터 인프라 (AMI)와 같은, 이러한 저축은 실질적일 수 있습니다.

확장성 및 프로토콜 유연성

DSP 가공업자는 inherently software-defined, 동일한 기계설비를 의미하는 것은 다른 굳힌모를 적재해서 간단하게 다 PLC 의정서 (HomePlug, G.hn, PRIME, G3-PLC, 등)를 지원할 수 있습니다. 이 융통성은 각 기준을 위한 기계설비를 재설계하지 않고 세계적인 시장을 봉사하는 제조자를 위해 유효합니다.

또한 DSP는 버그를 수정하거나 새로운 규정에 맞게 공기 (OTA)를 통해 다시 프로그래밍 할 수 있습니다. 예를 들어, 유틸리티 회사는 새로운 주파수 할당을 사용하거나 물리적 액세스없이 소음 완화 알고리즘을 개선하기 위해 수천 개의 스마트 미터를 업데이트 할 수 있습니다.

확장성은 또한 다중 밴드 및 다중 입력 다중 출력 (MIMO) PLC 체계에 확장합니다. 현대 DSPs는 다수 공간 시내를 동시에 취급할 수 있고, 중립과 방어적인 지구 철사를 두 배 또는 세겹 처리량을 더 두배로 늘릴 수 있습니다. 이것은 가정 4K 영상 스트리밍 및 가상 현실과 같은 신청을 위해 점점 중요합니다.

Practical 구현 고려

DSPs는 immense 이익을 제안하는 동안, 성공적인 통합은 대기권, 아날로그 정면 최후 (AFE) 디자인 및 열 관리 주의를 요구합니다. 다행히, 현대 DSPs는 통합 고속 ADCs 및 DACs를, 외부 성분 조사 감소시키기 포함합니다. 엔지니어는 또한 주의깊게 힘으로 균형을 잡는 공정 시계 비율 및 산법 복잡성을 선정해야 합니다.

실제 배포를 위해 DSP 기반 PLC 칩은 Texas Instruments과 Maxim Integrated이 노드의 수백만에서 입증되었습니다. 이 장치는 메모리, 주변 장치 및 보안 기능을 갖춘 DSP 코어를 통합하여 디자인을 단순화합니다.

미래 동향 및 개발

DSP 기술의 진화는 PLC 성능을 계속합니다. ]Machine Learning 알고리즘]는 예측 채널 동등화 및 자동 이득 제어를위한 DSP에 배포되기 시작합니다. ]IEEE Communications Society]와 같은 기관에서 연구는 신경 네트워크 기반 소음 클래스터가 고전적인 방법의 30%에 의한 임펄스 잡음의 탐지를 향상시킬 수 있다는 것을 보여줍니다.

또한, ]배양 MIMO의 힘 선 ]을 통해 멀티 위상 배선을 통해 기가비트 속도를 약속하고, 전적으로 진보된 DSP 처리에 의해 가능하게. 규칙 진화와 대역폭 수요가 성장함에 따라, DSP 전원 PLC는 연결 생태계의 중요한 구성 요소를 남아 있을 것입니다.