KR102513379B1 - 통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents

통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치는, 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나와, 제1 내지 제3 안테나에 각각 접속되며, 제1 내지 제3 안테나로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제3 안테나로부터 각각의 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제3 송수신부와, 제1 내지 제3 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제3 안테나에 수신되는 제3 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산한다. 이에 의해, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.

Description

통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기{Communication device and electronic device including the same}
본 발명은, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있는 통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.
통신 장치는, 외부 통신 장치와 데이터 통신을 수행할 수 있다.
한편, 외부 통신 장치의 위치 파악을 위해, 통신 장치는, 위치 측위 방식을 사용할 수 있다.
알려진 위치 측위 방식으로, 전파도달시간과 삼각 방정식에의한 TDoA(Time Difference of Arrival), 전파도달시간을 계산한 TOA(Time of Arrival), 전송되는 신호각도를 이용한 AOA(Angle of Arrival), 수신전계강도(RSSI)를 이용한 방식, 무선 AP 를 이용한 WiFi 포지셔닝 기법 등이 예시된다.
한편, 위치 측위시의 정확성을 향상시키기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다.
본 발명의 목적은, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있는 통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치는, 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나와, 제1 내지 제3 안테나에 각각 접속되며, 제1 내지 제3 안테나로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제3 안테나로부터 각각의 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제3 송수신부와, 제1 내지 제3 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제3 안테나에 수신되는 제3 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 장치는, 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나와, 제1 안테나에 접속되는 제1 송수신부와, 제2 안테나 및 제3 안테나에 접속되며 스위칭 동작을 수행하는 스위치와, 스위치에 접속되는 제2 송수신부와, 제1 내지 제2 송수신부, 및 스위치를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 스위치가 제2 안테나에 스위칭된 상태에서, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며, 스위치가 제3 안테나에 스위칭된 상태에서, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나에서 수신되는 제3 수신 신호와 제3 안테나에서 수신되는 제4 수신 신호에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 장치는, 이격되어 배치되는 제1 내지 제2 안테나와, 제1 내지 제2 안테나에 각각 접속되며, 제1 내지 제2 안테나로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제2 안테나로부터 각각의 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제2 송수신부와, 제1 내지 제2 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 제1 안테나에 수신되는 제1 주파수의 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제1 주파수의 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나에 수신되는 제2 주파수의 제3 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 주파수의 제4 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기는, 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나와, 제1 내지 제3 안테나에 각각 접속되며, 제1 내지 제3 안테나로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제3 안테나로부터 각각의 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제3 송수신부와, 제1 내지 제3 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제3 안테나에 수신되는 제3 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산하는 통신 장치와, 위치 정보 연산된 외부 통신 장치와 접속을 유지하도록 제어하는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른, 통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기는, 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나와, 제1 내지 제3 안테나에 각각 접속되며, 제1 내지 제3 안테나로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제3 안테나로부터 각각의 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제3 송수신부와, 제1 내지 제3 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제3 안테나에 수신되는 제3 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산함으로써, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다. 특히, 노이즈에 강인하며, 정확한 위치 정보의 연산이 가능하게 된다.
한편, 프로세서는, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보 중 각도 정보를 연산할 수 있다. 이와 같이, 전송되는 신호각도를 이용한 AOA(Angle of Arrival) 방식에서, 외부 통신 장치에 대한 각도 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
한편, 프로세서는, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나에서 수신되는 제4 수신 신호와, 송신 신호의 시간 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 거리 정보를 연산함으로써, 외부 통신 장치에 대한 거리 정보도 획득할 수 있게 된다.
한편, 프로세서는, 제1 안테나에 수신되는 복수의 수신 신호 중 레벨이 가장 큰 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행함으로써, 복수의 외부 장치 중, 지향되는 외부 통신 장치와의 접속 수행이 가능하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기는, 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나와, 제1 안테나에 접속되는 제1 송수신부와, 제2 안테나 및 제3 안테나에 접속되며 스위칭 동작을 수행하는 스위치와, 스위치에 접속되는 제2 송수신부와, 제1 내지 제2 송수신부, 및 스위치를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 스위치가 제2 안테나에 스위칭된 상태에서, 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며, 스위치가 제3 안테나에 스위칭된 상태에서, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나에서 수신되는 제3 수신 신호와 제3 안테나에서 수신되는 제4 수신 신호에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산함으로써, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 통신 장치 및 이를 구비하는 전자기기는, 이격되어 배치되는 제1 내지 제2 안테나와, 제1 내지 제2 안테나에 각각 접속되며, 제1 내지 제2 안테나로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제2 안테나로부터 각각의 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제2 송수신부와, 제1 내지 제2 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 제1 안테나에 수신되는 제1 주파수의 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제1 주파수의 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나에 수신되는 제2 주파수의 제3 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 주파수의 제4 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산함으로써, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시에에 따른 통신 장치의 통신 개념도를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 통신 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1 또는 도 2의 통신 장치를 구비하는 전자 기기의 다양한 예를 도시한다.
도 4는 도 3a의 원격제어장치를 이용한 디바이스 원격제어시스템을 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5f는 도 4의 원격제어장치의 지향 방향에 따라 제어되는 디바이스의 종류가 가변되는 것을 예시하는 도면이다.
도 6은 도 4의 원격제어장치의 내부 블록도이다.
도 7a 내지 도 9d는 통신 장치의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 동작방법의 일예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 12는 도 11의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 14a 내지 도 14b는 도 13a 내지 도 13c의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 16은 도 15의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 순서도이다.
도 17 내지 도 18은 도 15 또는 도 16의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 19 내지 도 20b는 본 발명의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시에에 따른 통신 장치의 통신 개념도를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 제1 통신 장치(50a)와 제2 통신 장치(50b)는 서로 데이터를 교환할 수 있다.
제1 통신 장치(50a)와 제2 통신 장치(50b) 사이에 데이터 교환을 위해, 먼저, 페어링(pairing) 등이 수행될 수 있다.
제1 통신 장치(50a)와 제2 통신 장치(50b) 중 어느 하나가, 다른 하나로 접근하는 경우, 또는 지향되는 경우, 제1 통신 장치(50a)와 제2 통신 장치(50b) 중 제1 통신 장치(50a)가 제2 통신 장치(50b)로 페어링 요청 신호를 전송하고, 제2 통신 장치(50b)가 제1 통신 장치(50a)로, 페어링 요청 신호에 응답하여 페어링 응답 신호를 전송할 수 있다.
페어링 요청 신호는, 제1 통신 장치(50a)의 기기 정보, 주파수 정보, 활용 가능한 주파수 채널 정보 등을 포함할 수 있다.
페어링 응답 신호는, 제2 통신 장치(50b)의 기기 정보, 활용 가능한 주파수 채널 정보 중 선택된 주파수 채널 정보 등을 포함할 수 있다.
한편, 각 통신 장치는, 다른 전자 기기 내부에 배치되어 사용될 수 있다. 특히, 이동 단말기, 원격제어장치 등의 휴대 가능한 기기 내부에 배치되어 사용될 수 있다.
한편, 다른 전자 기기 내부에 배치되는 경우, 해당 전자 기기의 위치 정보 파악이 점차 중요해지고 있다.
예를 들어, 위치 정보 및 기기 정보 파악 이후, 해당 전자 기기에 대한, 원격제어 등을 수행할 수 있게 된다.
한편, 외부 통신 장치를 포함하는 전자 기기의 위치 정보 파악을 위한, 위치 측위 방식으로, 전파도달시간과 삼각 방정식에의한 TDoA(Time Difference of Arrival), 전파도달시간을 계산한 TOA(Time of Arrival), 전송되는 신호각도를 이용한 AOA(Angle of Arrival), 수신전계강도(RSSI)를 이용한 방식, 무선 AP 를 이용한 WiFi 포지셔닝 기법 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서는, 이 중 전송되는 신호각도를 이용한 AOA(Angle of Arrival) 방식에서의, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있는 방안을 제시한다.
이하에서는, 제1 통신 장치(50a)와 제2 통신 장치(50b)에 대한 내부 블록도로서, 도 2의 통신 장치(50)의 내부 블록도를 설명한다.
도 2는 도 1의 통신 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하면, 도 1의 통신 장치(50)는, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)와, 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)와, 프로세서(70)를 포함할 수 있다.
추가로, 도 1의 통신 장치(50)는, 통신 장치(50)의 동작을 위해 필요한 데이터를 저장할 수 있는 메모리(40)와, 외부 장치와의 유선 접속 등을 위한 인터페이스부(20) 등을 더 구비할 수 있다.
제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)는, 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.
제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)는, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)에 각각 접속되며, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)로부터 각각의 수신 신호를 수신할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)를 제어할 수 있다. 그외, 메모리(40)와, 인터페이스부(20) 등을 더 제어할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 수신 신호와 제3 안테나(A3)에 수신되는 제3 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산할 수 있다. 이에 의해, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
특히, 프로세서(70)는, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보 중 각도 정보를 연산할 수 있다. 이와 같이, 전송되는 신호각도를 이용한 AOA(Angle of Arrival) 방식에서, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(70)는, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나(A1)에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나(A1)에서 수신되는 제4 수신 신호와, 송신 신호의 시간 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 거리 정보를 연산할 수 있다. 이에 따라, 외부 통신 장치의 거리 정보 및 각도 정보 연산이 가능하게 된다.
한편, 프로세서(70)는, 상술한 위치 정보 연산을 반복하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(70)는, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제4 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제5 수신 신호의 차이에 기초하여, 제3 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제4 수신 신호와 제3 안테나(A3)에 수신되는 제6 수신 신호의 차이에 기초하여, 제4 위상 차이를 연산하며, 제3 위상 차이와 제4 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 복수의 수신 신호 중 레벨이 가장 큰 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 이에 따라, 지향되는 외부 통신 장치 또는 가장 근접한 외부 통신 장치와, 최적의 데이터 통신을 수행할 수 있게 된다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1 또는 도 2의 통신 장치를 구비하는 전자 기기의 다양한 예를 도시한다.
본 발명의 실시예에 따른 통신 장치(50)는, 다양한 전자 기기에 채용 가능하다.
도 3a는, 원격제어장치(200) 내에, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)가 배치되는 것을 예시한다. 특히, 도면에서는, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)가 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 것을 예시한다.
그 외, 원격제어장치(200)는, 도 2에서 기술한, 통신 장치(50) 내의 각 구성 요소들, 예를 들어, 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)와, 프로세서(70), 메모리(40)와, 인터페이스부(20) 등을 더 구비할 수 있다.
한편, 도 3a의 원격제어장치(200)는 지향되는 다른 전자 기기 내의 통신 장치와, 페어링되어, 다양한 데이터를 교환할 수 있다. 이때, 다른 전자 기기의 위치 정보, 특히 각도 정보(상대 각도 정보), 및 거리 정보(상대 거리 정보)의 연산은, 도 2에서 기술한 바와 같이, 통신 장치(50) 내의 프로세서(70) 또는 원격제어장치(200) 내의 프로세서(도 6의 480)가 수행할 수 있다.
도 3b는, TV, 모니터 등과 같은 고정형 영상표시장치(100a) 내에, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)가 배치되는 것을 예시한다. 특히, 도면에서는, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)가 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 것을 예시한다.
영상표시장치(100a)는, 원격제어장치(200) 또는 이동 단말기(미도시)와의 페어링, 및 데이터 통신을 위해, 도 2에서 기술한 통신 장치(50)를 구비할 수 있다.
특히, 영상표시장치(100a)는, 도 2에서 기술한, 통신 장치(50) 내의 각 구성 요소들, 예를 들어, 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)와, 프로세서(70), 메모리(40)와, 인터페이스부(20) 등을 더 구비할 수 있다.
도 3c는, 오디오 출력 장치(100j) 내에, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)가 배치되는 것을 예시한다. 특히, 도면에서는, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)가 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 것을 예시한다.
오디오 출력 장치(100j)는, 원격제어장치(200) 또는 이동 단말기(미도시)와의 페어링, 및 데이터 통신을 위해, 도 2에서 기술한 통신 장치(50)를 구비할 수 있다.
특히, 오디오 출력 장치(100j)는, 도 2에서 기술한, 통신 장치(50) 내의 각 구성 요소들, 예를 들어, 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)와, 프로세서(70), 메모리(40)와, 인터페이스부(20) 등을 더 구비할 수 있다.
도 3d는, 웨어러블 기기로서, 스마트 워치(100k) 내에, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)가 배치되는 것을 예시한다. 특히, 도면에서는, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)가 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 것을 예시한다.
스마트 워치(100k)는, 이동 단말기(미도시) 또는 다른 전자 기기와의 페어링, 및 데이터 통신을 위해, 도 2에서 기술한 통신 장치(50)를 구비할 수 있다.
특히, 스마트 워치(100k)는, 도 2에서 기술한, 통신 장치(50) 내의 각 구성 요소들, 예를 들어, 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)와, 프로세서(70), 메모리(40)와, 인터페이스부(20) 등을 더 구비할 수 있다.
한편, 도 3a 내지 도 3d에서 기술한 것 외에, 도 2에서 기술한, 통신 장치(50)는, 스마트 폰과 같은 이동 단말기, 스마트 글래스, 조명 장치, 에어컨, 공기 청정기와 같은 공기 조화기, 세탁기, 건조기와 같은 세탁물 처리기기, 냉장고, 로봇 청소기, 드론(drone), 차량, 에너지 저장 장치, 태양광 모듈과 같은 에너지 생성장치, 온도조절장치, 등 다양한 전자 기기에 채용 가능하다.
도 4는 도 3a의 원격제어장치를 이용한 디바이스 원격제어시스템을 도시한 도면이다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한, 디바이스 원격제어시스템(10)은, 원격제어장치(200), 복수의 디바이스들(100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h), 및 각 디바이스 내에 장착되거나, 디바이스 주변에 배치되는 송신 장치(101a,101b,101c,101d,101e,101f,101g,101h)를 포함할 수 있다.
한편, 디바이스 원격제어시스템(10)은, 게이트 웨이(400), 서버(700a,...,700n) 등을 더 포함할 수 있다.
도면에서는, 디바이스(device)의 예로, TV와 같은 영상표시장치(100a), 셋탑 박스(100b), 에어컨(100c), 조명 장치(100d), 로봇 청소기(100e), 냉장고(100f), 공기 청정기(100g), 온도조절장치(100h) 등을 예시하나, 그 외 다양한 예가 가능하다. 한편, 도면에 도시된 디바이스는, 홈 디바이스(home device)라고 명명할 수도 있다.
예를 들어, 디바이스(device)로, 세탁기, 광디스크 재생장치, 게임 기기, 가스 밸브, 보안 카메라 등의 보안 장치, 전자식으로 개폐되는 도어(door), 전자식으로 개폐되는 창문, 음향출력기기, 게임 기기, 전자 액자, 에너지 저장장치(ESS), 디지털 카메라, 향기 발생 장치, 차량(vehicle), 드론(drone) 등이 더 예시될 수 있다.
이하에서는, 도면에 도시된 디바이스들 위주로 설명한다.
각 송신 장치(101a,101b,101c,101d,101e,101f,101g,101h)는, 다른 디바이스와의 식별을 위해, 디바이스 식별(ID) 신호를 송신할 수 있다.
디바이스 식별 신호는, 각 디바이스에 대한, 디바이스 종류 정보, 제조사 정보, 디바이스 모델명 정보, 디바이스 상태 정보, 디바이스 제어 명령과 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 디바이스 상태 정보는 디바이스의 온/오프 상태, 디바이스 동작 시의 동작 값 상태 등을 포함할 수 있다.
또는, 디바이스 식별 신호는, 각 디바이스의 식별이 가능하도록, 설정된 특정 신호일 수 있다. 예를 들어, 시간 기반의 패턴 신호, 또는 공간 기반의 패턴 신호일 수 있다. 보다 구체적으로, 디바이스 식별 신호는, 시간 기반의 적외선 패턴 신호, 또는 공간 기반의 적외선 패턴 신호일 수 있다.
한편, 각 송신 장치(101a,101b,101c,101d,101e,101f,101g,101h)는, 지향되는 원격제어장치(200)에서 출력되는 출력 신호를 반사하여, 디바이스 식별(ID) 신호를, 원격제어장치(200) 방향으로 송신할 수도 있다.
한편, 디바이스 식별 신호는, 지향성이 좋은 신호로서, 적외선(Infra Red) 신호, RF(Radio Frequency) 신호, 와이파이 (Wi-Fi)신호, 지그비(ZigBee) 신호, 블루투스(bluetooth) 신호, 레이저 신호, UWB(Ultra Wideband) 신호 중 어느 하나일 수 있다.
원격제어장치(200)는, 각 송신 장치(101a,101b,101c,101d,101e,101f,101g,101h)로부터의, 복수의 식별 신호를 수신할 수 있다.
이때, 원격제어장치(200)가, 복수의 디바이스들(100a,100b,100c,100d,100e,100f,100g,100h) 중 어느 하나, 또는, 복수의 송신 장치(101a,101b,101c,101d,101e,101f,101g,101h) 중 어느 하나에 지향되는 경우, 원격제어장치(200)는, 수신되는 적어도 하나의 식별 신호 중 하나의 식별 신호를, 대표 식별 신호로서 검출할 수 있다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 검출된 식별 신호 또는 대표 식별 신호에 대한 신호 처리를 수행하고, 검출된 식별신호 내에 포함되는 디바이스 종류 정보, 제조사 정보, 디바이스 모델명 정보, 디바이스 상태 정보, 디바이스 제어 명령과 관련된 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 식별 신호에 대응하는, 디바이스를 확인 또는 식별할 수 있다.
또는, 원격제어장치(200)는, 검출된 식별 신호 또는 대표 식별 신호와, 원격제어장치(200)에 기 저장된 식별 신호와 관련된 데이터를 비교하여, 디바이스를 확인 또는 식별할 수 있다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 구비되는 복수의 키(key) 중 적어도 일부를, 확인된 디바이스 제어를 위한, 제어 명령으로 매칭(matching)할 수 있다. 또는, 원격제어장치(200)는, 구비되는 복수의 키(key) 중 적어도 일부를, 해당 디바이스 제어를 위한, 특정 동작키로서, 설정할 수 있다.
그리고, 디바이스 제어를 위한, 제어 명령 설정 이후 또는 키 설정 이후, 복수의 키(key) 중 어느 하나가 사용자에 의해 선택되는 경우, 원격제어장치(200)는, 선택된 키의 제어명령에 대응하는 신호, 즉 원격제어신호를 출력, 송신할 수 있다.
예를 들어, 원격제어장치(200)가, 에어컨(100c)을 지향하는 경우, 원격제어장치(200)는, 복수의 키 중 제1 키를, 에어컨에 대한 바람 세기 조정을 위한, 제어 명령으로 매칭하고, 제1 키의 동작시, 에어컨에 대한 바람 세기 조정과 관련된 원격제어신호를 출력, 송신할 수 있다.
결국, 원격제어장치(200)는, 제1 디바이스 방향으로 지향되는 경우, 제1 디바이스로부터의 수신된 제1 식별 신호를 검출하고, 검출된 제1 식별 신호에 기초하여, 복수의 키 중 적어도 하나를, 제1 디바이스의 원격 제어를 위한, 제어 명령에 매칭하고, 제2 디바이스 방향으로 지향되는 경우, 수신된 제2 식별 신호를 검출하고, 검출된 제2 식별 신호에 기초하여, 복수의 키 중 적어도 하나를, 제2 디바이스의 원격 제어를 위한, 제어 명령에 매칭할 수 있다.
이에 따라, 하나의 원격제어장치(200)로, 다양한 디바이스에 대한 원격제어가 가능하게 된다.
즉, 원격제어장치(200)의 지향 방향에 따라, TV와 같은 영상표시장치(100a), 셋탑 박스(100b), 에어컨(100c), 조명 장치(100d), 로봇 청소기(100e), 냉장고(100f), 공기 청정기(100g), 온도조절장치(100h) 등이 각각 원격제어가 가능하게 된다.
한편, 원격제어장치(200)에서 출력되는 원격제어신호는, 적외선(Infra Red) 신호, RF(Radio Frequency) 신호, 와이파이 (Wi-Fi)신호, 지그비(ZigBee) 신호, 블루투스(bluetooth) 신호, 레이저 신호, UWB(Ultra Wideband) 신호 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 원격제어장치(200)는, 각 디바이스에 대한 원격 제어를 위해, 복수의 키(key) 중 적어도 일부에 대한, 제어 명령 정보를, 게이트 웨이(400)로부터, 수신할 수 있다.
또는, 원격제어장치(200)는 각 디바이스에 대한 원격 제어를 위해, 복수의 키(key) 중 적어도 일부에 대한, 제어 명령 정보를, 게이트 웨이(400)로, 송신할 수도 있다.
특히, 게이트 웨이(400)는, 네트워크(550)를 통해, 외부 서버(700a,...,700n) 등으로 부터, 각 디바이스에 대한 원격 제어를 위해, 복수의 키(key) 중 적어도 일부에 대한, 제어 명령 정보를, 수신할 수 있다.
이때의 외부 서버(700a,...,700n)는, 각 디바이스 제조사가 운영하는 서버, 또는 각 디바이스에 대한 정보를 저장하는 서버 등일 수 있다.
한편, 상술한 각 송신 장치(101a,101b,101c,101d,101e,101f,101g,101h)는, 도 2의 통신 장치와 다를 수 있으나, 도 2의 통신 장치(50)를 포함하는 개념일 수 있다.
한편, 원격제어장치(200)는, 도 2의 통신 장치(50)를 포함하며, 도 2의 설명과 동일한 동작을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 보다 간편하게, 복수의 디바이스들에 대한 원격제어가 가능한, 원격제어장치를 제시한다.
도 5a 내지 도 5f는 도 4의 원격제어장치의 지향 방향에 따라 제어되는 디바이스의 종류가 가변되는 것을 예시하는 도면이다.
도 5a는, 집안 내의 다양한 디바이스들(100a,100b,100c,100d,100e) 중 에어컨(100c) 방향으로 원격제어장치(200)가 지향되는 경우를 예시한다.
원격제어장치(200)는, 에어컨(100c)에 대응하는 송신 장치(101c)로부터의 식별 신호를 포함한 적어도 하나의 식별 신호를 수신한다. 그리고, 원격제어장치(200)는, 수신된 적어도 하나의 식별 신호에서, 식별 신호를 검출하고, 검출된 식별 신호에 기초하여, 원격 제어 가능한 디바이스가, 에어컨(100c)인 것을 확인 또는 식별할 수 있다.
예를 들어, 원격제어장치(200)는, 검출된 식별 신호 내에, 디바이스 종류 정보, 제조사 정보, 디바이스 모델명 정보 중 적어도 하나가 포함되는 경우, 식별 신호에 대한 신호 처리를 수행하여, 디바이스 종류 정보, 제조사 정보, 디바이스 모델명 정보 중 적어도 하나를 추출하고, 추출된 디바이스 종류 정보, 제조사 정보, 디바이스 모델명 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 식별 신호에 대응하는, 디바이스를 확인 또는 식별할 수 있다.
다른 예로, 원격제어장치(200)는, 수신, 검출되는 식별 신호가, 각 디바이스의 식별이 가능하도록, 설정된 특정 신호인 경우, 수신, 검출되는 식별 신호와, 저장부(470)에 저장된 식별 신호와 관련된 데이터와 비교하여, 디바이스를 확인 또는 식별할 수 있다.
보다 구체적으로, 수신, 검출되는 식별 신호가, 시간 기반의 패턴 신호인 경우, 원격제어장치(200)는, 저장부(470)에 저장된 시간 기반의 패턴 신호 관련 데이터와, 수신된 패턴 신호를 비교하여, 디바이스를 확인 또는 식별할 수 있다.
또는, 수신, 검출되는 식별 신호가, 공간 기반의 패턴 신호인 경우, 원격제어장치(200)는, 저장부(470)에 저장된 공간 기반의 패턴 신호 관련 데이터와, 수신된 패턴 신호를 비교하여, 디바이스를 확인 또는 식별할 수 있다.
또는, 원격제어장치(200)는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 통신 장치(50)에서 파악되는 위치 정보, 특히, 거리 정보, 각도 정보에 기초하여, 지향되는 위치의 디바이스를 확인 또는 식별할 수도 있다.
이때, 주변에 위치하는 디바이스에 대한 정보는 미리 메모리 등에 저장된 것일 수 있으며, 원격제어장치(200)는, 미러 저장된 주변 전자 기기 정보와, 연산된 위치 정보를 이용하여, 최종적으로, 지향되는 위치의 전자 기기, 즉, 디바이시를 확인 또는 식별할 수도 있다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 지향되는 디바이스가 에어컨(100c)인 것으로 식별한 이후, 복수의 키 중 적어도 일부를, 에어컨(100c)에 대한 제어 명령으로 매칭할 수 있다.
한편, 원격제어장치(200)는, 식별 신호 검출에 기초하여, 디바이스 식별이 완료되거나, 키 설정이 완료되는 경우, 디바이스 제어 가능 메시지(311a)를 사운드로 출력하거나, 원격제어장치(200)에 포함된 LED를 소정 시간 동안 발광하거나, 진동 출력 등을 할 수 있다. 이에 의해, 사용자는, 에어컨 제어가 가능함을 인식할 수 있게 된다. 한편, 도면 3a에서는 "에어컨을 제어합니다"와 같은 에어컨 제어 가능 메시지(311a)를 사운드로 출력하는 것을 도시한다.
또는, 사용자의 이용 편의를 위해, 원격제어장치(200)에 의해 식별이 완료거나, 제어가 가능한 디바이스는, 디바이스 또는 송신장치에 포함되어 있는 LED를 소정시간 동안 발광하거나, 디바이스 또는 송신장치에 포함되어 있는 음향장치에서 특정한 소리를 내거나, 디바이스 또는 송신장치에 포함되어 있는 디스플레이에서 원격제어장치(200)의 원격 제어 가능 메세지 등을 표시하는 것도 가능하다.
특히, 키 설정이 완료 후, 원격제어장치(200)의 특정 키가 동작하는 경우, 원격제어장치(200)는, 해당 키의 제어명령에 대응하는 원격제어신호를, 에어컨(100c)으로 전송할 수 있다.
한편, 에어컨(100c)은, 원격제어신호 수신 이후, 에어컨(100c)에 내장된 LED 를 소정 시간 동안 발광할 수도 있다. 이에 의해, 사용자는, 에어컨 제어가 수행되고 있음을 인식할 수 있게 된다.
다음, 도 5b는, 집안 내의 다양한 디바이스들(100a,100b,100c,100d,100e) 중 영상표시장치(100a) 방향으로 원격제어장치(200)가 지향되는 경우를 예시한다.
원격제어장치(200)는, 영상표시장치(100a)에 대응하는 송신 장치(101a)로부터의 식별 신호를 수신한다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 영상표시장치(100a)로부터 수신된 식별신호를 포함한 적어도 하나의 식별 신호에서 식별 신호를 검출하고, 검출된 식별 신호에 기초하여, 원격 제어가 가능한 디바이스가, 영상표시장치(100a)인 것을 확인 또는 식별할 수 있다. 영상표시장치(100a) 확인 방법은, 도 5a의 설명을 참조하여 생략한다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 지향되는 디바이스가 영상표시장치(100a)인 것으로 확인한 이후, 복수의 키 중 적어도 일부를, 영상표시장치(100a)에 대한 제어 명령으로 매칭할 수 있다.
다음, 도 5c는, 집안 내의 다양한 디바이스들(100a,100b,100c,100d,100e) 중 조명 장치(100d) 방향으로 원격제어장치(200)가 지향되는 경우를 예시한다.
원격제어장치(200)는, 조명 장치(100d)에 대응하는 송신 장치(101d)로부터의 식별 신호, 예를 들어, 적외선(IR) 신호를 수신한다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 적외선(IR) 신호에 기초하여, 지향되는 디바이스가, 조명 장치(100d)인 것을 확인할 수 있다. 조명 장치(100d) 확인 방법은, 도 5a의 설명을 참조하여 생략한다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 지향되는 디바이스가 조명 장치(100d)인 것으로 확인한 이후, 복수의 키 중 적어도 일부를, 조명 장치(100d)에 대한 제어 명령으로 매칭할 수 있다.
다음, 도 5d는, 집안 내의 다양한 디바이스들(100a,100b,100c,100d,100e) 중 로봇 청소기(100e) 방향으로 원격제어장치(200)가 지향되는 경우를 예시한다.
원격제어장치(200)는, 로봇 청소기(100e)에 대응하는 송신 장치(101e)로부터의 식별 신호를 수신한다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 로봇 청소기(100e)로부터 수신된 식별신호를 포함한 적어도 하나의 식별 신호에서 식별 신호를 검출하고, 검출된 식별 신호에 기초하여, 원격 제어가 가능한 디바이스가, 로봇 청소기(100e)인 것을 확인 또는 식별할 수 있다. 로봇 청소기(100e) 확인 방법은, 도 5a의 설명을 참조하여 생략한다.
그리고, 원격제어장치(200)는, 지향되는 디바이스가 로봇 청소기(100e)인 것으로 확인한 이후, 복수의 키 중 적어도 일부를, 로봇 청소기(100e)에 대한 제어 명령으로 매칭할 수 있다.
한편, 도 5e는, 에어컨(100c)에 대한 원격 제어를 위한 설정이 완료된 경우, 원격제어장치(200)에서, 에어컨(100c)으로, 원격 제어 가능 신호(Skeystc)가, 에어컨(100c)으로 전송되는 것을 예시한다.
에어컨(100c)은, 원격 제어 가능 신호(Skeystc)를 수신한 후, 에어컨 원격 제어 가능 메시지(311ac)를 디스플레이(180c)에 표시하거나, 에어컨 원격 제어 가능 메시지(311ab)를 사운드로 출력할 수도 있다.
즉, 도 5a와 달리, 원격제어장치(200)에서, 에어컨을 제어합니다"와 같은 에어컨 제어 가능 메시지(311a) 출력 대신에, 에어컨(100c)으로, 원격 제어 가능 신호(Skeystc)가, 에어컨(100c)으로 전송되어, 에어컨(100c)에서, 에어컨 원격 제어 가능 메시지(311ab,311ac)가 출력되는 것도 가능하다.
한편, 도 5f는, 영상표시장치(100a)에 대한 원격 제어를 위한 설정이 완료된 경우, 원격제어장치(200)에서, 영상표시장치(100a)로, 원격 제어 가능 신호(Skeysta)가, 영상표시장치(100a)로 전송되는 것을 예시한다.
영상표시장치(100a)는, 원격 제어 가능 신호(Skeysta)를 수신한 후, 영상표시장치 원격 제어 가능 메시지(311bc)를 디스플레이(180a)에 표시하거나, 영상표시장치 원격 제어 가능 메시지(311bb)를 사운드로 출력할 수도 있다.
도 6은 도 4의 원격제어장치의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 원격제어장치(200)는 무선통신부(420), 키 입력부(430), 마이크(435), 센서부(440), 출력부(450), 전원공급부(460), 저장부(470), 프로세서(480), 카메라(495), 지문 인식부(499)를 포함할 수 있다.
여기서, 무선 통신부(420)는, 도 2의 통신 장치(50)를 구비할 수 있다.
무선통신부(420)는 전술하여 설명한 바와 같이, 디바이스들 중 어느 하나와 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 무선 통신부(420)는, 수신부(423)와, 송신부(421)를 구비할 수 있다.
본 실시예에서, 원격제어장치(200)는, 디바이스 식별 신호를 수신하는 수신부(423)와, 원격제어신호 또는 출력 신호 또는 호출 신호를 출력하는 송신부(421)를 구비할 수 있다.
수신부(423)는, 적외선(Infra Red) 신호, RF(Radio Frequency) 신호, 와이파이 (Wi-Fi)신호, 지그비(ZigBee) 신호, 블루투스(bluetooth) 신호, 레이저 신호, UWB(Ultra Wideband) 신호 중 어느 하나의, 디바이스 식별 신호를, 송신 장치(101)로부터 수신할 수 있다.
한편, 송신부(421)는, 적외선(Infra Red) 신호, RF(Radio Frequency) 신호, 와이파이 (Wi-Fi)신호, 지그비(ZigBee) 신호, 블루투스(bluetooth) 신호, 레이저 신호, UWB(Ultra Wideband) 신호 중 어느 하나의, 원격제어신호를, 출력할 수 있다.
한편, 송신부(421)는, 복수의 디바이스 별로, 서로 다른 원격제어신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, IR 신호로서, 원격제어신호를 출력하는 경우, 서로 다른 패턴 또는 다른 주파수 대역의 IR 신호를 출력할 수 있다.
한편, 송신부(421)는, 도 11a의 경우에 대응하여, 출력 신호(Sout)를 출력할 수도 있다. 이때의 출력 신호(Sout)는, 적외선(Infra Red) 신호, RF(Radio Frequency) 신호, 와이파이 (Wi-Fi)신호, 지그비(ZigBee) 신호, 블루투스(bluetooth) 신호, 레이저 신호, UWB(Ultra Wideband) 신호 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 송신부(421)는, 도 43a의 경우에 대응하여, 호출 신호(Scall)를 출력할 수도 있다. 이때의 호출 신호(Scall)는, 적외선(Infra Red) 신호, RF(Radio Frequency) 신호, 와이파이 (Wi-Fi)신호, 지그비(ZigBee) 신호, 블루투스(bluetooth) 신호, 레이저 신호, UWB(Ultra Wideband) 신호 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 원격제어장치(200)는, 디바이스가 영상표시장치(100a)인 경우, 원격제어장치(200)의 포인팅 정보, 예를 들어, 움직임 등에 관한 정보가 담긴 신호를, 전송할 수 있다.
키 입력부(430)는 복수의 키를 구비할 수 있다. 복수의 키는, 키패드, 버튼, 터치 패드, 또는 터치 스크린 등으로 구현 가능하다.
마이크(435)는, 사용자의 음성을 수신하고, 수신된 사용자 음성을 전기 신호로 변환하여, 프로세서(480)에 전달할 수 있다.
센서부(440)는 자이로 센서(441) 또는 가속도 센서(443)를 구비할 수 있다. 자이로 센서(441)는 원격제어장치(200)의 움직임에 관한 정보를 센싱할 수 있다.
일예로, 자이로 센서(441)는 원격제어장치(200)의 동작에 관한 정보를 x,y,z 축을 기준으로 센싱할 수 있다. 가속도 센서(443)는 원격제어장치(200)의 이동속도 등에 관한 정보를 센싱할 수 있다.
출력부(450)는 키 입력부(430)의 조작에 대응하는 진동 또는 사운드 신호를 출력하거나 LED를 발광할 수 있다. 출력부(450)를 통하여 사용자는 키 입력부(430)의 조작 여부를 인지할 수 있다.
일예로, 출력부(450)는 키 입력부(430)가 조작되거나 무선 통신부(425)을 통하여 IR 신호가 송신 또는 수신되면 점등되는 LED 모듈(451), 진동을 발생하는 진동 모듈(453), 음향을 출력하는 음향 출력 모듈(455)을 구비할 수 있다.
전원공급부(460)는 원격제어장치(200)로 전원을 공급한다. 전원공급부(460)는 원격제어장치(200)이 소정 시간 동안 움직이지 않은 경우 전원 공급을 중단함으로서 전원 낭비를 줄일 수 있다. 전원공급부(460)는 원격제어장치(200)에 구비된 소정 키가 조작된 경우에 전원 공급을 재개할 수 있다.
저장부(470)는 원격제어장치(200)의 제어 또는 동작에 필요한 여러 종류의 프로그램, 애플리케이션 데이터 등이 저장될 수 있다.
특히, 복수의 디바이스 정보 또는 복수의 디바이스 식별정보를 저장할 수 있다. 프로세서는 저장된 복수의 디바이스 정보 또는 복수의 디바이스 식별정보와 검출된 식별정보를 기초로 하여 원격 제어가 가능한 디바이스의 확인 또는 식별이 가능하도록 할 수 있다. 그리고, 복수의 디바이스로부터 수신되는 복수 신호의 패턴 관련 데이터를 저장할 수 있다. 그리고, 각 디바이스 별, 동작키 설정을 위한, 제어 명령 데이터를 저장할 수 있다. 그리고, 각 디바이스 별, 동작키에 대한 신호 패턴을 저장할 수도 있다.
프로세서(480)는 원격제어장치(200)의 제어에 관련된 제반사항을 제어한다.
프로세서(480)는, 적어도 하나의 디바이스 또는 디바이스에 대응하는 송신 장치로부터의, 디바이스 식별 신호를 포함한 적어도 하나의 식별 신호를, 수신부(423)를 통해, 수신하는 경우, 수신된 적어도 하나의 식별 신호에서 식별 신호를 검출하고, 검출된 식별 신호에 기초하여, 디바이스를 확인 또는 식별하며, 복수의 키 중 적어도 하나를, 디바이스의 원격 제어를 위한 제어 명령에 매칭하며, 제어 명령에 매칭된 키가 선택되는 경우, 제어 명령에 대응하는 신호를 송신하도록, 송신부(421)를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(480)는, 원격제어장치가, 디바이스 방향으로 지향되는 경우, 디바이스 또는 디바이스에 대응하는 송신 장치로부터 수신되는 식별 신호에 기초하여, 디바이스를 식별할 수 있다.
한편, 프로세서(480)는, 원격제어장치(200)가 제1 디바이스 방향으로 지향되는 경우, 제1 디바이스로부터 수신된 제1 식별 신호를 포함하는 적어도 하나의 식별 신호에서 제1 식별 신호를 검출하고, 검출된 제1 식별 신호에 기초하여, 복수의 키 중 적어도 하나를, 제1 디바이스의 원격 제어를 위한, 제어 명령에 매칭하고, 원격제어장치(200)가 제2 디바이스 방향으로 지향되는 경우, 제2 디바이스로부터 수신된 제2 식별 신호를 포함하는 적어도 하나의 식별 신호에서 제2 식별 신호를 검출하고, 검출된 제2 식별 신호에 기초하여, 복수의 키 중 적어도 하나를, 제2 디바이스의 원격 제어를 위한, 제어 명령에 매칭할 수 있다.
한편, 프로세서(480)는, 키 입력부(430)의 소정 키 조작에 대응하는 신호를 무선 통신부(425)를 통하여, 디바이스로 전송하도록 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(480)는, 원격제어장치(200)가 영상표시장치(100a) 방향으로 지향하여, 영상표시장치(100a)를 식별하고, 제어 키 중 일부가 영상표시장치(100a)의 제어 명령에 매칭되는 경우, 센서부(440)에서 센싱한 원격제어장치(200)의 움직임에 대응하는 신호, 또는 포인팅 신호를 무선 통신부(425)를 통하여, 영상표시장치(100a)로 전송할 수 있다.
한편, 카메라(495)는, 이미지를 캡쳐할 수 있다. 특히, 카메라(495)가 사용자 얼굴 방향으로 향하는 경우, 사용자 얼굴을 포함하는 이미지를 캡쳐할 수 있다.
프로세서(480)는, 캡쳐된 사용자 얼굴 이미지와 기 저장된 사용자 이미지 관련 데이터에 기초하여, 사용자를 식별 또는 확인할 수 있다.
한편, 지문 인식부(499)는, 사용자의 손가락 지문을 포함하는 이미지를 캡쳐할 수 있다. 이러한 경우, 프로세서(480)는, 캡쳐된 사용자 손가락 지문 이미지와 기 저장된 사용자 손가락 지문 이미지 관련 데이터에 기초하여, 사용자를 식별 또는 확인할 수도 있다.
한편, 프로세서(480)는, 카메라(495)에서 캡쳐된 이미지에 기초하여, 사용자 인증을 수행하고, 사용자 인증에 성공하는 경우, 디바이스에 대한 원격제어가 가능하도록 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(480)는, 사용자 정보를, 식별이 완료되어 제어가 가능한 디바이스에 전송하도록 제어하고, 디바이스로부터 사용자 인증 확인 정보를 수신하는 경우, 디바이스에 대한 원격제어가 가능하도록 제어할 수 있다.
한편, 디바이스(100)는, 원격제어장치(200)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있는 무선통신부(411)와, 수신되는 무선 신호에 대응하는 동작 제어를 위한 제어부(170)를 구비할 수 있다.
무선통신부(411)는, 원격제어장치(200)와 무선으로 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 무선통신부(411)는, 원격제어장치(200)가 다양한 통신 규격에 따라 전송한 신호를 수신할 수 있다.
한편, 원격제어장치(200)의 프로세서(480)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 수신 신호와 제3 안테나(A3)에 수신되는 제3 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산할 수 있다. 이에 의해, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
특히, 원격제어장치(200)의 프로세서(480)는, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보 중 각도 정보를 연산할 수 있다. 이와 같이, 전송되는 신호각도를 이용한 AOA(Angle of Arrival) 방식에서, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
한편, 원격제어장치(200)의 프로세서(480)는, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나(A1)에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나(A1)에서 수신되는 제4 수신 신호와, 송신 신호의 시간 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 거리 정보를 연산할 수 있다. 이에 따라, 외부 통신 장치의 거리 정보 및 각도 정보 연산이 가능하게 된다.
한편, 원격제어장치(200)의 프로세서(480)는, 상술한 위치 정보 연산을 반복하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 원격제어장치(200)의 프로세서(480)는, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제4 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제5 수신 신호의 차이에 기초하여, 제3 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제4 수신 신호와 제3 안테나(A3)에 수신되는 제6 수신 신호의 차이에 기초하여, 제4 위상 차이를 연산하며, 제3 위상 차이와 제4 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산할 수 있다.
한편, 원격제어장치(200)의 프로세서(480)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 복수의 수신 신호 중 레벨이 가장 큰 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 이에 따라, 지향되는 외부 통신 장치 또는 가장 근접한 외부 통신 장치와, 최적의 데이터 통신을 수행할 수 있게 된다.
한편, 원격제어장치(200)의 프로세서(480)는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 통신 장치(50)에서 파악되는 위치 정보, 특히, 거리 정보, 각도 정보에 기초하여, 지향되는 위치의 디바이스를 확인 또는 식별할 수도 있다.
이때, 주변에 위치하는 디바이스에 대한 정보는 미리 메모리 등에 저장된 것일 수 있으며, 원격제어장치(200)의 프로세서(480)는, 미러 저장된 주변 전자 기기 정보와, 연산된 위치 정보를 이용하여, 최종적으로, 지향되는 위치의 전자 기기, 즉, 디바이시를 확인 또는 식별할 수도 있다.
도 7a 내지 도 9d는 통신 장치의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
먼저, 도 7a는, 소정 거리(d)만큼 이격된 2개의 안테나(A1,A2)를 구비하는 통신 장치(50x)를 예시한다.
측위 방식에 있어 AoA(Angle of Arrival)을 사용하기 위해서는 안테나를 포함하는 복수 개의 송수신부가 필요하다.
이에 따라, 도 7a는, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2), 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)에 각각 접속되는 제1 송수신부(30a)와 제2 송수신부(30b)를 구비하는 통신 장치(50x)를 예시한다.
외부 통신 장치(50b)에서 송신 신호를 송신하게 되면, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)에서 각각 신호를 수신하게 되는데, 거리 l 이 d 보다 많이 길거나 수신 신호가 평면파 형태로 구성될 경우, 도 7a와 같은 입사 형태를 보이게 된다.
한편, 프로세서(70)은, 하기의 수학식 1을 이용하여, 통신 장치(50x)와 외부 통신 장치(50b) 사이의 각도 정보를 연산할 수 있다.
Figure 112015124436549-pat00001
도 7b는 통신 장치(50x)와 외부 통신 장치(50b) 사이의 신호 흐름을 도시한 도면이다.
외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)에서, 통신 장치(50x)로 신호(Sa)를 전송하는 경우, 프로세서(70)는, 통신 장치(50x)의 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)에서 수신되는 신호의 위상 차이(θ1)를 연산할 수 있다.
통신 장치(50x)의 제1 안테나(A1)는 송신 신호(Sb)를 전송하고, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)에서, 통신 장치(50x)로 신호(Sc)를 전송하는 경우, 프로세서(70)는, 통신 장치(50x)의 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)에서 수신되는 신호의 위상 차이(θ2)를 연산할 수 있다.
하지만, 도 7a 내지 도 7b와 같은, 2개의 송수신부(30a,30b)로는 정확도에 한계가 있어, 고정밀 측위를 필요로 하는 통신 장치에서는, 도 8a 내지 도 8d와 같이, 2개 이상의 송수신부를 직선, 2차원 평면, 3차원 공간 상에 배치하여 사용한다.
도 8a는, 2개의 안테나(A1,A2)가 직선 배치되는 것을 예시하며, 도 8b는, n개의 안테나(A1,A2,..., An)가 직선 배치되는 것을 예시하며, 도 8c는, 4개의 안테나(A1,A2, A3,A4)가 사각형 형태로 평면 배치되는 것을 예시하며, 도 8d는, 6개의 안테나(A1~A6)가 6면체 형태로 입체 배치되는 것을 예시한다.
그러나, 도 8a 내지 도 8d와 같은 안테나 배치시, 동일 간격으로 배치하는 경우, 노이즈에 약하게 된다.
한편, 수신 안테나 간격이 멀수록, 신호의 위상 차 변화가 커서, 노이즈 환경에서도 입사각 분별에 보다 유리하다.
그러나, 도 8a 내지 도 8d와 같은 안테나 배치시, 안테나 간격을 멀리하게 되면, 도 9a 내지 도 9d에서와 같이, 입사각의 해가 복수개로 구해져 어느 것이 실제 해인지 알기 어려워지게 된다.
도 9a는 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)의 간격이 신호(Sa 또는 Sc)의 파장의 절반(0.5λ)인 경우를 예시한다.
도 9b는 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)의 간격이 신호(Sa 또는 Sc)의 파장(λ)인 경우를 예시하며, 도 9c는 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)의 간격이 신호(Sa 또는 Sc)의 파장의 3배(3λ)인 경우를 예시하며, 도 9d는 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)의 간격이 신호(Sa 또는 Sc)의 파장의 0.8125배(0.8125λ)인 경우를 예시한다.
도 9a 내지 도 9d의 도면에서, 가로축은, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)의 위상차를 나타내며, 세로축은, 입사각을 나타낸다
도 9a에서는, 위상차가 Ag1인 경우, 입사각이 50도 인것이 예시되며, 도 9b에서는, 위상차가 Ag1인 경우, 입사각이 50도 인것이 예시되며, 도 9c에서는, 위상차가 Ag1인 경우, 입사각이 50도 인것이 예시되며, 도 9d에서는, 위상차가 Ag1인 경우, 입사각이 50도 인것이 예시된다.
한편, 수신 안테나 간격이 멀어지면 신호의 주기성에 의해 구해야 하는 입사각의 해가 복수개로 구해져 어느 것이 실제 해인지 알기 어려워지게 된다.
도 9b의 경우, 신호의 위상 차이가 0도인 경우의 해는 2개이며, 도 9c의 경우, 신호의 위상 차이가 0도인 경우의 해는 5개가 발생하게 되며, 도 9d와 같이, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)의 간격이, 정수배가 아닌 경우라도, 신호의 위상 차이가 0도인 경우의 해는 2개가 발생하게 된다.
이에 따라, 본 발명에서는, 노이즈에 강인하고, 입사각을 정확하게 연산할 수 있는 통신 장치에 대해 기술한다.
이에 대해서는, 도 10 이하를 참조하여 기술한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 동작방법의 일예를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 내부 블록도의 일예이고, 도 12는 도 11의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 10을 참조하면, 통신 장치(50) 내의 프로세서(70)는, 외부로부터 제1 주파수의 수신 신호를 복수의 안테나를 통해 수신한다(S1010).
그리고, 통신 장치(50) 내의 프로세서(70)는, 각 안테나에서 수신한 신호에 기초하여 외부 대상 기기의 각도를 연산한다(S1020).
통신 장치(50)는, 도 11과 같이, 서로 다른 거리로 이격되는, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3), 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)에 각각 접속되며, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)로부터 각각의 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)와, 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)를 제어하는 프로세서(70)를 포함할 수 있다.
제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2) 사이의 거리는 dx1이고, 제1 안테나(A1)와 제3 안테나(A3) 사이의 거리는 dx2이다.
예를 들어, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2) 사이의 거리는, 각 수신 신호의 파장의 0.5배(0.5λ)에 대응하는 거리이고, 제1 안테나(A1)와 제3 안테나(A3) 사이의 거리는, 각 수신 신호의 파장의 1.5배 내지 3배(1.5λ~3λ)에 대응하는 거리일 수 있다.
한편, 도 12와 같이, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)와 제3 안테나(A3)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 송신 신호(S1)를 각각 수신할 수 있다. 이때 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)와 제3 안테나(A3)에서 각각 수신되는 신호는, 제1 수신 신호, 제2 수신 신호, 제3 수신 신호라 명명할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이(θ1a)를 연산하고, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 수신 신호와 제3 안테나(A3)에 수신되는 제3 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이(θ1b)를 연산하며, 제1 위상 차이(θ1a)와 제2 위상 차이(θ1b)에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
프로세서(70)는, 서로 다른 간격으로 이격되는 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)로부터의 수신 신 신호에 기초하여, 위상 차이를 연산함으로써, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보, 특히, 각도 정보(θ)를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(70)는, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나(A1)에서, 송신 신호(S2)가 출력되도록 제어할 수 있다.
외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)는, 송신 신호(S2)를 수신하고, 송신 신호(S2)에 대응하는 송신 신호(S3)를 송신할 수 있다.
한편, 도 12와 같이, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)와 제3 안테나(A3)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 송신 신호(S3)를 각각 수신할 수 있다. 이때 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)와 제3 안테나(A3)에서 각각 수신되는 신호는, 제4 수신 신호, 제5 수신 신호, 제6 수신 신호라 명명할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제4 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제5 수신 신호의 차이에 기초하여, 제3 위상 차이(θ2a)를 연산하고, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제4 수신 신호와 제3 안테나(A3)에 수신되는 제6 수신 신호의 차이에 기초하여, 제4 위상 차이(θ2b)를 연산하며, 제3 위상 차이(θ2a)와 제4 위상 차이(θ2b)에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보를 연산할 수 있다.
즉, 프로세서(70)는, 추가적인 송신 신호에 기초하여, 위상 차이 연산을 반복함으로써, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보를 보다 더 정확히 연산할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(70)는, 송신 신호(S2)에 대응하여, 제1 안테나(A1)에서 수신되는 제4 수신 신호와, 송신 신호(S2)의 시간 차이에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 거리 정보(l)를 연산할 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)의 배치는, 상술한 노이즈 및 분해능을 고려하여, 제1 및 제2 안테나(A1,A2)에 의한 입사각 추정 분해능이, 제1 및 제3 안테나(A1,A3)에 의 한 입사각 추정해에서 동일해 간의 입사각 차이 보다 작은 것으로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 도 12의 송신 신호(S1), 송신 신호(S2), 송신 신호(S3)는, 각각 Blink 신호, response 신호, final 신호일 수 있다.
이러한, Blink 신호, response 신호, final 신호는, 페어링 신호이거나, 또는 페어링 이후의 접속 신호일 수 있다.
한편, 도 11의 통신 장치(50a)의 구조에 의하면, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)에 각각접속되는 제1 내지 제3 송수신부(30a,30b,30c)가 필요하게 된다.
한편, 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)의 개수를 안테나 개수 보다 줄이는 것도 가능하다. 이하에서는, 스위치를 사용하여, 안테나 개수를 줄이는 방안을 예시한다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 장치의 내부 블록도의 일예이고, 도 14a 내지 도 14b는 도 13a 내지 도 13c의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 13a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 장치(50aa)는, 서로 다른 거리로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나(A1,A2,A3)와, 제1 안테나(A1)에 접속되는 제1 송수신부(30a)와, 제2 안테나(A2) 및 제3 안테나(A3)에 접속되며 스위칭 동작을 수행하는 스위치(45)와, 스위치(45)에 접속되는 제2 송수신부(30b)와, 제1 내지 제2 송수신부, 및 스위치(45)를 제어하는 프로세서(70)를 포함할 수 있다.
도 13a의 통신 장치(50ab)의 동작 설명을 위해, 도 14a를 참조한다.
한편, 도 14a와 같이, 스위치(45)가 제2 안테나(A2)에 스위칭된 상태에서, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 송신 신호(S1)를 각각 수신할 수 있다. 이때 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)에서 각각 수신되는 신호는, 제1 수신 신호, 제2 수신 신호라 명명할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이(θ1)를 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나(A1)에서, 송신 신호(S2)가 출력되도록 제어할 수 있다.
외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)는, 송신 신호(S2)를 수신하고, 송신 신호(S2)에 대응하는 송신 신호(S3)를 송신할 수 있다.
스위치(45)가 제2 안테나(A2)에 스위칭된 상태에서, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 송신 신호(S3)를 각각 수신할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 수신 신호의 차이에 기초하여, 위상 차이(θ2)를 연산할 수 있다.
한편, 스위치(45)가 제3 안테나(A3)에 스위칭된 상태에서, 제1 안테나(A1)와 제3 안테나(A3)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 송신 신호(S4)를 각각 수신할 수 있다. 이때 제1 안테나(A1)와 제3 안테나(A3)에서 각각 수신되는 신호는, 제3 수신 신호, 제4 수신 신호라 명명할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제3 수신 신호와 제3 안테나(A3)에 수신되는 제4 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이(θ3)를 연산할 수 있다.
그리고, 프로세서(70)는, 연산된 제1 위상 차이(θ1) 및 제2 위상 차이(θ3)에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보를 연산할 수 있다. 특히, 프로세서(70)는, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 연산할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(70)는, 연산된 제1 위상 차이(θ1)에 기초하여, 송신 신호의 입사 각도, 즉, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 대략적으로 연산하며, 연산된 제2 위상 차이(θ3)에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 보다 세밀하게 연산할 수 있다.
또는, 프로세서(70)는, 연산된 위상 차이(θ2) 및 제2 위상 차이(θ3)에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보를 연산할 수 있다. 특히, 프로세서(70)는, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 연산할 수 있다.
또는, 프로세서(70)는, 연산된 제1 위상 차이(θ1), 위상 차이(θ2) 및 제2 위상 차이(θ3)에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보를 연산할 수 있다. 특히, 프로세서(70)는, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 송신 신호(S2)에 대응하여, 제1 안테나(A1)에서 수신되는 수신 신호(S3)와, 송신 신호(S2)의 시간 차이에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 거리 정보(l)를 연산할 수 있다.
한편, 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 장치(50ab)를 예시한다.
도 13a와의 차이를 중심으로 기술하면, 도 13b의 통신 장치(50ab)는, 제4 안테나(A4), 제5 안테나(A5), 제4 안테나(A4) 및 제5 안테나(A5)에 접속되며 스위칭 동작을 수행하는 제2 스위치(45b), 및 제2 스위치(45b)에 접속되는 제3 송수신부(30c)를 더 구비한다.
제2 스위치(45b)의 동작, 및 제3 송수신부(30c)의 동작, 및 프로세서(70)의 동작은, 도 13a 내지 도 14a의 스위치(45a)의 동작, 및 제2 송수신부(30b)의 동작, 및 프로세서(70)의 동작과 유사하다.
다음, 도 13c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 장치(50ac)를 예시한다.
도 13a와의 차이를 중심으로 기술하면, 도 13c의 통신 장치(50ac)는, 제4 안테나(A4) 및 제5 안테나(A5)를 더 구비하며, 스위치(45)가, 제2 내지 제5 안테나(A2!A5)에 접속되는 것에 그 차이가 있다.
한편, 스위치(45)에는 제2 송수신부(30b)가 접속된다.
도 13c의 동작 설명을 위해, 도 14b를 설명하면, 신호(S1)의 수신, 신호(S2)의 송신, 신호(S3)의 수신, 신호(S4)의 수신하는 동안의 동작은, 도 14a와 동일하다.
즉, 스위치(45)가, 제2 안테나(A2)에 스위칭된 상태에서, 프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나(A1)에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며, 스위치(45)가 제3 안테나(A3)에 스위칭된 상태에서, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나(A1)에서 수신되는 제3 수신 신호와 제3 안테나(A3)에서 수신되는 제4 수신 신호에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산할 수 있다.
특히, 프로세서(70)는, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보 중 각도 정보를 연산할 수 있다.
한편, 스위치(45)가 제4 안테나(A4)에 스위칭된 상태에서, 제1 안테나(A1)와 제4 안테나(A4)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 송신 신호(S5)를 각각 수신할 수 있다. 이때 제1 안테나(A1)와 제4 안테나(A4)에서 각각 수신되는 신호는, 제5 수신 신호, 제6 수신 신호라 명명할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제5 수신 신호와 제4 안테나(A4)에 수신되는 제6 수신 신호의 차이에 기초하여, 제3 위상 차이(θ4)를 연산할 수 있다.
그리고, 프로세서는, 제3 위상 차이(θ4)에 더 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 보다 더 정확히 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나(A1)에서 수신되는 제3 수신 신호와, 송신 신호의 시간 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 거리 정보를 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 복수의 수신 신호 중 레벨이 가장 큰 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다.
한편, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2) 사이의 거리는, 각 수신 신호의 파장의 0.5배(0.5λ)에 대응하는 거리이고, 제1 안테나(A1)와 제3 안테나(A3) 사이의 거리는, 각 수신 신호의 파장의 1.5배 내지 3배(1.5λ~3λ)에 대응하는 거리일 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 장치(50c)는, 이격되어 배치되는 제1 내지 제2 안테나(A1,A2)와, 제1 내지 제2 안테나(A1,A2)에 각각 접속는 제1 내지 제2 송수신부(30a,30b)와, 제1 내지 제2 송수신부(30a,30b)를 제어하는 프로세서(70)를 포함할 수 있다.
또한, 통신 장치(50c)는, 메모리(40) 및 인터페이스부(20)를 더 포함할 수도 있다.
제1 내지 제2 송수신부(30a,30b)는, 제1 내지 제2 안테나(A1,A2)로 송신 신호를 출력하거나, 제1 내지 제2 안테나(A1,A2)로부터 각각의 수신 신호를 수신할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 주파수의 제1 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제1 주파수의 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제2 주파수의 제3 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제2 주파수의 제4 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산할 수 있다.
이와 같이, 다른 주파수의 송신 신호를, 외부의 통신 장치(50b)가 송신하는 경우, 3개의 안테나가 아닌 2개의 안테나만으로도 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
특히, 프로세서(70)는, 제1 위상 차이와 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보 중 각도 정보를 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나(A1)에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나(A1)에서 수신되는 제1 주파수의 제5 수신 신호와, 송신 신호의 시간 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 거리 정보를 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 송신 신호에 대응하여, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 주파수의 제5 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제1 주파수의 제6 수신 신호의 차이에 기초하여, 제3 위상 차이를 연산하고, 제3 위상 차이에 더 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 복수의 수신 신호 중 레벨이 가장 큰 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 그 외의 다른 전자 기기로부터 수신되는 신호는 무시할 수 있으며, 이에 따라, 복수의 전자 기기 중 어느 하나에 대한 페어링 또는 무선 접속 등이 가능하게 된다.
한편, 신호(S1 내지 S5) 등은, 페어링을 위한 페어링 요청 신호, 페어링 응답 신호일 수 있다. 또는 비콘(beacon) 신호 등일 수 있다.
도 16은 도 15의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 순서도이다.
도면을 참조하면, 프로세서(70)는, 외부로부터 제1 주파수의 송신 신호를 복수의 안테나를 통해 수신한다(S1610).
다음, 프로세서(70)는, 각 안테나에서 수신된 신호에 기초하여 외부 전자 기기의 제1 각도를 연산한다(S1620).
다음, 프로세서(70)는, 외부로부터 제2 주파수의 송신 신호를 복수의 안테나를 통해 수신한다(S1630).
다음, 프로세서(70)는, 각 안테나에서 수신된 신호에 기초하여 외부 전자 기기의 제2 각도를 연산한다(S1640).
다음, 프로세서(70)는, 연산된 제1 각도 정보와 제2 각도 정보에 기초하여 외부 전자 기기의 최종 각도를 연산한다(S1650). 이에 따라, 외부 통신 장치에 대한 위치 정보를 정확하게 연산할 수 있게 된다.
도 17 내지 도 18은 도 15 또는 도 16의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 17은 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2) 사이의 거리가, dx1 만큼 이격된 것을 예시한다.
제1 안테나(A1)는, 제1 주파수의 제1 수신 신호, 제2 주파수의 제3 수신 신호를 수신할 수 있다.
제2 안테나(A2)는, 제1 주파수의 제2 수신 신호, 제2 주파수의 제4 수신 신호를 수신할 수 있다.
도 18을 참조하면, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 제1 주파수의 송신 신호(Sf1)를 각각 수신할 수 있다. 이때 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)에서 각각 수신되는 신호는, 제1 주파수의 제1 수신 신호, 제2 수신 신호라 명명할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제1 주파수의 제1 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제1 주파수의 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이(θa)를 연산할 수 있다.
한편, 프로세서(70)는, 제1 주파수의 제1 수신 신호에 기초하여, 제1 안테나(A1)에서, 송신 신호(Sf2)가 출력되도록 제어할 수 있다.
한편, 송신 신호(Sf2)는, 변경할 주파수 정보 등을 포함할 수 있다.
외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)는, 송신 신호(Sf2)를 수신하고, 송신 신호(Sf2)에 대응하는 제2 주파수의 송신 신호(Sf3)를 송신할 수 있다.
제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 송신 신호(Sf3)를 각각 수신할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제2 주파수의 제3 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제2 주파수의 제4 수신 신호의 차이에 기초하여, 위상 차이(θb)를 연산할 수 있다.
프로세서(70)는, 연산된 제1 위상 차이(θa) 및 제2 위상 차이(θb)에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보를 연산할 수 있다. 특히, 프로세서(70)는, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 연산할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(70)는, 연산된 제1 위상 차이(θa)에 기초하여, 송신 신호의 입사 각도, 즉, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 대략적으로 연산하며, 연산된 제2 위상 차이(θb)에 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 보다 세밀하게 연산할 수 있다.
한편, 송신 신호(Sf3) 수신 이후, 제1 안테나(A1)와 제2 안테나(A2)는, 외부 통신 장치(50b)의 안테나(T1)로부터, 송신 신호(Sf4)를 각각 더 수신할 수 있다.
프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 제2 주파수의 제5 수신 신호와 제2 안테나(A2)에 수신되는 제2 주파수의 제6 수신 신호의 차이에 기초하여, 제3 위상 차이(θc)를 연산할 수 있다.
프로세서(70)는, 연산된 제3 위상 차이(θc)에 더 기초하여, 외부 통신 장치(50b)의 위치 정보를 연산할 수 있다. 특히, 프로세서(70)는, 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 연산할 수 있다. 이에 따라, 보다 정확한 외부 통신 장치(50b)의 각도 정보를 연산할 수 있게 된다.
도 19 내지 도 20b는 본 발명의 통신 장치의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 19는 복수의 통신 장치(ta,Tb,Tc)로부터의 신호가, 통신 장치(50a)에 수신되는 경우를 예시한다.
도면에서는, 통신 장치(50a)가, 제1 내지 제2 안테나(A1,A2)만을 구비하는 것을 예시하나, 이에 한정되지 않고, 서로 다른 간격으로 이격되어 배치되는 3개 이상의 안테나를 구비하는 것도 가능하다.
통신 장치(50a) 내의 프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 복수의 수신 신호 중 레벨이 가장 큰 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다.
예를 들어, 통신 장치(50a) 내의 프로세서(70)는, 도 19에 도시된 복수의 통신 장치(ta,Tb,Tc)와 통신 장치(50a) 사이의 거리가 유사한 경우, 상술한 바와 같이 연산된 각도가 작을수록, 통신 장치와, 다른 통신 장치 사이가 대향되게 되어, 수신되는 신호 레벨이 커지게 된다.
이에 따라, 통신 장치(50a) 내의 프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 복수의 수신 신호 중 레벨이 가장 큰 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다.
또는, 통신 장치(50a) 내의 프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 복수의 통신 장치에 대한 각도 연산을 수행하고, 연산된 각도가 가장 작은 통신 장치를 선택하고, 선택된 통신 장치로부터의 수신 신호만을 신호 처리하도록 제어할 수 있다.
또는, 통신 장치(50a) 내의 프로세서(70)는, 제1 안테나(A1)에 수신되는 복수의 통신 장치에 대한 각도 연산을 수행하고, 연산된 각도가 가장 작은 통신 장치와의 페어링 수행 등에 의해, 접속하도록 제어할 수 있다.
도 20a는 통신 장치(20a)가 스위치(45)를 구비하는 경우, 제1 안테나(A1), 제2 안테나(A2)를 통한 신호 수신(Sx,Sy) 등이 2회 반복되는 것을 예시한다.
도 20b는 통신 장치(20a)가 스위치(45)를 구비하지 않는 경우, 제1 안테나(A1), 제2 안테나(A2)를 통한 신호 수신(Sx,Sy)이 1회 수행되는 것을 예시한다.
이러한 신호 수신 등에 의해, 통신 장치(50a) 내의 프로세서(70)는, 상술한 바와 같이, 외부 통신 장치(50b)에 대한 위치 정보(각도 정보, 거리 정보)를 정확히 연산할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 통신 장치, 및 이를 구비하는 전자 기기의 동작방법은, 각 장치에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (17)

  1. 서로 다른 거리로 일렬로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나;
    상기 제1 내지 제3 안테나에 각각 접속되며, 상기 제1 내지 제3 안테나로 송신 신호를 출력하거나, 상기 제1 내지 제3 안테나로부터 각각의 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제3 송수신부;
    상기 제1 내지 제3 송수신부를 제어하는 프로세서;
    복수의 주변 전자 기기의 위치 정보를 저장하는 메모리;를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 제2 안테나에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고, 상기 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 상기 제3 안테나에 수신되는 제3 수신 신호의 차이에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하며, 상기 제1 위상 차이와 상기 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산하며,
    상기 연산된 위치 정보와, 상기 메모리에 저장된 주변 전자 기기의 위치 정보에 기초하여,상기 제1 내지 제3 안테나에 지향되는 디바이스를 확인 또는 식별하는하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 위상 차이와 상기 제2 위상 차이에 기초하여, 상기 외부 통신 장치의 위치 정보 중 각도 정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 수신 신호에 기초하여, 상기 제1 안테나에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며,
    상기 송신 신호에 대응하여, 상기 제1 안테나에서 수신되는 제4 수신 신호와, 상기 송신 신호의 시간 차이에 기초하여, 상기 외부 통신 장치의 거리 정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 송신 신호에 대응하여, 상기 제1 안테나에 수신되는 제4 수신 신호와 상기 제2 안테나에 수신되는 제5 수신 신호의 차이에 기초하여, 제3 위상 차이를 연산하고, 상기 제1 안테나에 수신되는 제4 수신 신호와 상기 제3 안테나에 수신되는 제6 수신 신호의 차이에 기초하여, 제4 위상 차이를 연산하며, 상기 제3 위상 차이와 상기 제4 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 안테나에 수신되는 복수의 수신 신호 중 레벨이 가장 큰 수신 신호에 대한 신호 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이의 거리는, 상기 각 수신 신호의 파장의 0.5배에 대응하는 거리이고,
    상기 제1 안테나와 상기 제3 안테나 사이의 거리는, 상기 각 수신 신호의 파장의 1.5배 내지 3배에 대응하는 거리인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  7. 서로 다른 거리로 일렬로 이격되어 배치되는 제1 내지 제3 안테나;
    상기 제1 안테나에 접속되는 제1 송수신부;
    제2 안테나 및 제3 안테나에 접속되며 스위칭 동작을 수행하는 스위치;
    상기 스위치에 접속되는 제2 송수신부;
    상기 제1 내지 제2 송수신부, 및 상기 스위치를 제어하는 프로세서;
    복수의 주변 전자 기기의 위치 정보를 저장하는 메모리;를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 스위치가 상기 제2 안테나에 스위칭된 상태에서, 상기 제1 안테나에 수신되는 제1 수신 신호와 상기 제2 안테나에 수신되는 제2 수신 신호의 차이에 기초하여, 제1 위상 차이를 연산하고,
    상기 제1 수신 신호에 기초하여, 상기 제1 안테나에서, 송신 신호가 출력되도록 제어하며,
    상기 스위치가 상기 제3 안테나에 스위칭된 상태에서, 상기 송신 신호에 대응하여, 상기 제1 안테나에서 수신되는 제3 수신 신호와 상기 제3 안테나에서 수신되는 제4 수신 신호에 기초하여, 제2 위상 차이를 연산하고,
    상기 제1 위상 차이와 상기 제2 위상 차이에 기초하여, 외부 통신 장치의 위치 정보를 연산하며,
    상기 연산된 위치 정보와, 상기 메모리에 저장된 주변 전자 기기의 위치 정보에 기초하여,상기 제1 내지 제3 안테나에 지향되는 디바이스를 확인 또는 식별하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 위상 차이와 상기 제2 위상 차이에 기초하여, 상기 외부 통신 장치의 위치 정보 중 각도 정보를 연산하며,
    상기 프로세서는,
    상기 송신 신호에 대응하여, 상기 제1 안테나에서 수신되는 제3 수신 신호와, 상기 송신 신호의 시간 차이에 기초하여, 상기 외부 통신 장치의 거리 정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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  17. 제1항 내지 제8항의 통신 장치; 및
    상기 위치 정보 연산된 상기 외부 통신 장치와 접속을 유지하도록 제어하는 프로세서;를 구비하는 전자기기.
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