KR20180015741A - 무선 전력 트랜스퍼 기능을 위해 디바이스의 기존 구성요소를 활용하기 위한 기술 - Google Patents
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Abstract
무선 전력 트랜스퍼를 가능하게 하면서 전자 디바이스(600, 900)의 비용, 크기 및 복잡성을 줄이기 위해 무선 또는 인터넷 접속(610, 910, 950, 960)을 갖는 전자 디바이스의 기존 구성요소를 활용하는 기술이 본 명세서에 설명된다. 본 명세서에 설명된 기술들은 또한 무선 접속 및 무선 전력 트랜스퍼 모두에 대해 하나 이상의 동일한 구성요소를 이용하는 새로운 저가의 이중 기능 디바이스에 이용될 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015년 6월 8일자로 출원된 "무선 전력 트랜스퍼 개선을 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭의 미국 가출원 제62/172,752호 및 2016년 6월 7일자로 출원된 "무선 전력 트랜스퍼 기능을 위해 디바이스의 기존 구성요소를 활용(leverage)하기 위한 기술"이라는 명칭의 미국 정식 출원 제15/175,756호의 우선권 및 이익을 주장하며, 둘 다 본 명세서에서 참조로서 명시적으로 인용된다.
기술 분야
본 명세서에 설명된 기술은 일반적으로 무선 전력 전송 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 전력 트랜스퍼 기능을 위해 디바이스의 기존 구성요소를 활용하기 위한 기술에 관한 것이다.
다수의 전자 디바이스는 배터리에 의해 전력이 공급된다. 충전가능 배터리는 흔히 종래의 건전지를 교체하는 데 드는 비용을 피하거나 귀중한 자원을 절약하기 위해 사용된다. 그러나 종래의 충전가능 배터리 충전기로 배터리를 충전하려면 교류(AC) 전원 콘센트에 액세스해야 하는데, 때때로 사용할 수 없거나 편리하지 않을 수도 있다. 그러므로, 전자기기를 위한 전력을 무선으로 도출하는 것이 바람직할 것이다.
따라서, 추가적인 이점을 제공하는 기술뿐만 아니라 전술한 문제점을 극복하는 기술에 대한 필요성이 존재한다. 몇몇 종래의 또는 관련된 시스템 및 이와 연관된 제한에 대해 본 명세서에 제공된 예들은 예시적이며 배타적이지 않은 것으로 의도된다. 기존의 또는 종래 시스템의 다른 제한은 다음의 상세한 설명을 읽을 때 당업자에게 명백해질 것이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예가 첨부 도면에 한정이 아닌 예로서 도시되며, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달 환경 내에서 하나 이상의 무선 전력 전송 시스템으로부터 다양한 무선 디바이스로의 무선 전력 전달을 나타내는 예시적인 무선 전력 전달 환경을 포함하는 블록도를 도시한다.
도 2는 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달을 개시하기 위한 무선 전력 전송 시스템과 무선 수신기 클라이언트 간의 예시적인 동작을 나타내는 순서도를 도시한다.
도 3은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전송 시스템의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 4는 일부 실시예에 따라 무선 전력 수신기 클라이언트의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 일부 실시예에 따라 예시적인 다중경로 무선 전력 전달 환경을 나타내는 도면을 도시한다.
도 6은 일부 실시예에 따라 무선 전력 트랜스퍼를 가능하게 하기 위해 하나 이상의 기존 구성요소를 활용하도록 구성되는 전자 디바이스의 예시적인 구성요소를 도시하는 블록도이다.
도 7은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달 환경에서 무선 전력 수신을 위해 기존 구성요소를 활용하도록 전자 디바이스를 작동시키는 예시적인 동작을 나타내는 순서도를 도시한다.
도 8은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달 환경에서 무선 전력 수신을 위해 기존 구성요소를 활용하도록 전자 디바이스를 작동시키는 예시적인 프로세스를 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 9는 일부 실시예에 따라 무선 전력 트랜스퍼를 가능하게 하기 위해 하나 이상의 기존 구성요소를 활용하도록 구성되는 다른 전자 디바이스의 예시적인 구성요소를 도시하는 블록도이다.
도 10은 일부 실시예에 따라, 모바일(또는 스마트) 폰 또는 태블릿 컴퓨터 디바이스의 형태의 하나 이상의 무선 전력 수신기 클라이언트를 갖는 대표적인 모바일 디바이스 또는 태블릿 컴퓨터의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 11은 컴퓨터 시스템의 머신으로 하여금 본 명세서에서 논의된 임의의 하나 이상의 방법을 수행하게 하는 명령어 세트가 실행될 수 있는 예시적 형태의 컴퓨터 시스템의 머신의 도식적 표현을 도시한다.
도 1은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달 환경 내에서 하나 이상의 무선 전력 전송 시스템으로부터 다양한 무선 디바이스로의 무선 전력 전달을 나타내는 예시적인 무선 전력 전달 환경을 포함하는 블록도를 도시한다.
도 2는 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달을 개시하기 위한 무선 전력 전송 시스템과 무선 수신기 클라이언트 간의 예시적인 동작을 나타내는 순서도를 도시한다.
도 3은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전송 시스템의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 4는 일부 실시예에 따라 무선 전력 수신기 클라이언트의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 일부 실시예에 따라 예시적인 다중경로 무선 전력 전달 환경을 나타내는 도면을 도시한다.
도 6은 일부 실시예에 따라 무선 전력 트랜스퍼를 가능하게 하기 위해 하나 이상의 기존 구성요소를 활용하도록 구성되는 전자 디바이스의 예시적인 구성요소를 도시하는 블록도이다.
도 7은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달 환경에서 무선 전력 수신을 위해 기존 구성요소를 활용하도록 전자 디바이스를 작동시키는 예시적인 동작을 나타내는 순서도를 도시한다.
도 8은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달 환경에서 무선 전력 수신을 위해 기존 구성요소를 활용하도록 전자 디바이스를 작동시키는 예시적인 프로세스를 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 9는 일부 실시예에 따라 무선 전력 트랜스퍼를 가능하게 하기 위해 하나 이상의 기존 구성요소를 활용하도록 구성되는 다른 전자 디바이스의 예시적인 구성요소를 도시하는 블록도이다.
도 10은 일부 실시예에 따라, 모바일(또는 스마트) 폰 또는 태블릿 컴퓨터 디바이스의 형태의 하나 이상의 무선 전력 수신기 클라이언트를 갖는 대표적인 모바일 디바이스 또는 태블릿 컴퓨터의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도를 도시한다.
도 11은 컴퓨터 시스템의 머신으로 하여금 본 명세서에서 논의된 임의의 하나 이상의 방법을 수행하게 하는 명령어 세트가 실행될 수 있는 예시적 형태의 컴퓨터 시스템의 머신의 도식적 표현을 도시한다.
이하의 설명 및 도면은 예시적인 것이며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 다수의 특정 세부사항이 본 명세서의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 어떤 경우에는, 설명을 불명료하게 하는 것을 피하기 위해 공지 또는 종래의 세부사항이 설명되지 않는다. 본 명세서에서 일 실시예에 대한 언급은 동일한 실시예에 대한 언급일 수 있지만 반드시 그런 것은 아니며, 그러한 언급은 실시예들 중 적어도 하나를 의미한다.
본 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"의 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 명세서의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 명세서의 다양한 곳에서 "일 실시예에서"라는 문구가 반드시 동일한 실시 예를 전부 지칭하는 것은 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 별개의 또는 대안적인 실시예도 아니다. 또한, 일부 실시예에 의해 제시될 수 있지만 다른 실시예에 의해서는 제시되지 않을 수도 있는 다양한 특징이 설명된다. 유사하게, 몇몇 실시예에 대한 요구조건일 수 있지만 다른 실시예에 대해서는 아닐 수도 있는 다양한 요구조건이 설명된다.
본 명세서에서 사용된 용어는 일반적으로 개시내용의 문맥 내에서 및 각각의 용어가 사용되는 특정 문맥에서 당해 기술 분야의 통상적인 의미를 갖는다. 개시내용을 설명하는 데 사용된 특정 용어는 이하에서 또는 명세서의 다른 부분에서 개시내용의 설명에 관하여 실무자에게 추가 지침을 제공하기 위해 논의된다. 편의상 특정 용어는 예컨대, 이탤릭체 및/또는 인용부호를 사용하여 강조될 수 있다. 강조 표시의 사용은 용어의 범위와 의미에 영향을 미치지 않으며, 용어의 범위와 의미는 강조 표시되는지 여부와 상관없이 동일한 문맥에서 동일하다. 같은 것을 여러 가지 방법으로 말할 수 있다는 것을 알 수 있다.
결과적으로, 대체어 및 동의어는 본 명세서에서 논의된 임의의 하나 이상의 용어에 대해 사용될 수 있고, 용어가 본 명세서에서 상세히 설명되거나 논의되는지 여부에 따라 특별한 의미는 없다. 특정 용어의 동의어가 제공된다. 하나 이상의 동의어에 대한 상세한 설명은 다른 동의어의 사용을 배제하지 않는다. 여기에서 논의된 임의의 용어의 예를 포함하여 본 명세서의 어디에서나 예의 사용은 예시적일 뿐이며, 본 개시내용 또는 임의의 예시된 용어의 범위 및 의미를 더 제한하고자 하는 것은 아니다. 마찬가지로, 본 개시내용은 본 명세서에 주어진 다양한 실시 예로 제한되지 않는다.
본 개시내용의 범위를 더 제한하려고 하는 것은 아니며, 본 개시내용의 실시예에 따른 기기, 장치, 방법 및 관련 결과의 예가 아래에 제시된다. 독자의 편의를 위해 예에서 제목 또는 부제가 사용될 수 있으며, 이는 어떠한 방법으로도 개시내용의 범위를 제한해서는 안 된다는 점에 유의해야 한다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 개시내용과 관련된 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 충돌이 있는 경우, 정의를 포함한 본 문서가 조정할 것이다.
Ⅰ.
무선 전력 전송 시스템 개요/아키텍처
도 1은 일부 실시예에 따라, 하나 이상의 무선 전력 전송 시스템(wireless power transmission systems: WPTS)(101a-n)("무선 전력 전달 시스템", "안테나 어레이 시스템" 및 "무선 충전기"로도 지칭됨)으로부터 무선 전력 전달 환경(100) 내의 다양한 무선 디바이스(102a-n)로의 무선 전력 전달을 도시하는 예시적인 무선 전력 전달 환경(100)을 포함하는 블록도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 1은 무선 전력 및/또는 데이터가 하나 이상의 무선 전력 수신기 클라이언트(103a-103n)("클라이언트" 및 "무선 전력 수신기"로도 지칭됨)를 가진 이용가능한 무선 디바이스(102a-102n)로 전달될 수 있는 예시적인 무선 전력 전달 환경(100)을 도시한다. 무선 전력 수신기 클라이언트는 하나 이상의 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)으로부터 무선 전력을 수신하고 처리하도록 구성된다. 예시적인 무선 전력 수신기 클라이언트(103)의 구성요소는 도 4를 참조하여 보다 상세하게 도시되고 논의된다.
도 1의 예에 도시된 바와 같이, 무선 디바이스(102a-102n)는 모바일 폰 디바이스 및 무선 게임 제어기를 포함한다. 그러나, 무선 디바이스(102a-102n)는 전력을 필요로 하고 하나 이상의 집적 전력 수신기 클라이언트(103a-103n)를 통해 무선 전력을 수신할 수 있는 임의의 디바이스 또는 시스템일 수 있다. 여기에서 논의된 바와 같이, 하나 이상의 집적 전력 수신기 클라이언트는 하나 이상의 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)으로부터 전력을 수신하여 처리하고 작동을 위해 무선 디바이스(102a-102n)(또는 무선 디바이스의 내부 배터리)에 전력을 공급한다.
각각의 무선 전력 전송 시스템(101)은 무선 디바이스(102)에 무선 전력을 전달할 수 있는 다수의 안테나(104a-n), 예컨대, 수백 또는 수천 개의 안테나를 포함하는 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 안테나는 적응 위상(adaptively-phased) 라디오 주파수(RF) 안테나이다. 무선 전력 전송 시스템(101)은 코히런트 전력 전송 신호를 전력 수신기 클라이언트(103)에 전달하기에 적절한 위상을 결정할 수 있다. 어레이는 서로에 대해 특정 위상에서 다수의 안테나로부터 신호(예를 들어, 연속파 또는 펄스 전력 전송 신호)를 방출하도록 구성된다. 용어 "어레이"의 사용이 반드시 안테나 어레이를 특정 어레이 구조로 제한하지 않는다는 것을 이해해야 한다. 즉, 안테나 어레이는 특정 "어레이" 형태 또는 기하 구조로 구성될 필요가 없다. 또한, 여기에서 사용되는 "어레이" 또는 "어레이 시스템"이라는 용어는 라디오, 디지털 로직 및 모뎀과 같은 신호 생성, 수신 및 송신을 위한 관련 및 주변 회로를 포함하여 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 무선 전력 전송 시스템(101)은 하나 이상의 안테나 또는 송수신기를 통한 데이터 통신을 위한 내장형 Wi-Fi 허브를 구비할 수 있다.
무선 디바이스(102)는 하나 이상의 전력 수신기 클라이언트(103)를 포함할 수 있다. 도 1의 예에 도시된 바와 같이, 전력 전달 안테나(104a-104n)가 도시된다. 전력 전달 안테나(104a)는 무선 전력 전달 환경에서 무선 라디오 주파수 전력의 전달을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 전력 전달 안테나(104a-104n) 중 하나 이상은 무선 전력 전달에 추가하여 또는 무선 전력 전달 대신에 데이터 통신을 위해 대안적으로 또는 부가적으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 데이터 통신 안테나는 전력 수신기 클라이언트(103a-103n) 및/또는 무선 디바이스(102a-102n)에 데이터 통신을 전달하고 이로부터 데이터 통신을 수신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 데이터 통신 안테나는 Bluetooth™, Wi-Fi™, ZigBee™ 등을 통해 통신할 수 있다. 다른 데이터 통신 프로토콜도 가능하다.
각각의 전력 수신기 클라이언트(103a-103n)는 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)으로부터 신호를 수신하는 하나 이상의 안테나(도시 생략)를 포함한다. 마찬가지로, 각각의 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)은 서로에 대해 특정 위상에서 연속파 또는 이산(펄스) 신호를 방출할 수 있는 하나 이상의 안테나 및/또는 안테나 세트를 구비하는 안테나 어레이를 포함한다. 위에서 논의된 바와 같이, 각각의 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)은 전력 수신기 클라이언트(102a-102n)에 코히런트 신호를 전달하기 위한 적절한 위상을 결정할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 코히런트 신호는 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호를 전송하였던 특정 전력 수신기 클라이언트에 전력을 전달하기 위해 위상이 정해지도록 어레이의 각각의 안테나에서 수신된 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호의 복소 공액(complex conjugate)을 계산함으로써 결정될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 환경의 각각의 구성요소, 예컨대 무선 디바이스, 무선 전력 전송 시스템 등은 제어 및 동기화 메커니즘, 예를 들어 데이터 통신 동기화 모듈을 포함할 수 있다. 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)은 예컨대, 무선 전력 전송 시스템을 빌딩 내의 표준 또는 1차 교류(AC) 전력 공급 장치에 연결하는 전원 콘센트 또는 소스와 같은 전원에 연결될 수 있다. 이와 달리, 또는 부가적으로, 하나 이상의 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)은 배터리에 의해 또는 태양 전지 등과 같은 다른 메커니즘을 통해 전력을 공급받을 수 있다.
전력 수신기 클라이언트(102a-102n) 및/또는 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)은 다중경로 무선 전력 전달 환경에서 동작하도록 구성된다. 즉, 전력 수신기 클라이언트(102a-102n) 및 무선 전력 전송 시스템(101a-101n)은 예를 들어, 무선 전력 전달 환경 내에서 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호를 송신하고/하거나 무선 전력 및/또는 데이터를 수신하기 위한 범위 내에서 벽 또는 다른 RF 반사 장애물과 같은 반사 물체(106)를 이용하도록 구성된다. 반사 물체(106)는 차단 물체가 무선 전력 전송 시스템과 전력 수신기 클라이언트 사이의 시선(line of sight)에 있는지 여부에 관계없이 다방향 신호 통신에 이용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 각각의 무선 디바이스(102a-102n)는 임의의 시스템 및/또는 디바이스, 및/또는 예시적인 환경(100) 내의 다른 디바이스, 서버 및/또는 다른 시스템과의 접속을 수립할 수 있는 디바이스/시스템의 임의의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 무선 디바이스(102a-102n)는 사용자에게 데이터를 제시하기 위한 디스플레이 또는 다른 출력 기능부 및/또는 사용자로부터 데이터를 수신하기 위한 입력 기능부를 포함한다. 예로서, 무선 디바이스(102)는 비디오 게임 제어기, 서버 데스크탑, 데스크탑 컴퓨터, 컴퓨터 클러스터, 모바일 컴퓨팅 디바이스, 예컨대, 노트북, 랩탑 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨터, 모바일폰, 스마트폰, PDA, 블랙베리 디바이스, 트레오(Treo) 및/또는 아이폰 등일 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 제한이 아닌 예로서, 무선 디바이스(102)는 시계, 목걸이, 반지 또는 심지어 고객 위에 또는 내에 내장된 디바이스과 같은 임의의 착용형 디바이스일 수도 있다. 무선 디바이스(102)의 다른 예는 안전 센서(예컨대, 화재 또는 일산화탄소), 전동 칫솔, 전자 문 잠금/핸들, 전등 스위치 제어기, 전기 면도기 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
도 1에 도시되지는 않았지만, 무선 전력 전송 시스템(101) 및 전력 수신기 클라이언트(103a-103n)는 각각 데이터 채널을 통해 통신하기 위한 데이터 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이와 달리, 또는 부가적으로, 전력 수신기 클라이언트(103a-103n)는 무선 디바이스(102.1-102.n)가 기존의 데이터 통신 모듈을 통해 무선 전력 전송 시스템과 통신하도록 지시할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 명세서에서 주로 연속 파형으로 지칭되는 비콘 신호는 이와 달리 또는 부가적으로 변조 신호의 형태를 취할 수 있다.
도 2는 실시예에 따라, 다중경로 무선 전력 전달로 무선 전력 전달을 수립하기 위한 무선 전력 전달 시스템(예를 들어, WPTS(101))과 무선 전력 수신기 클라이언트(예를 들어, 무선 전력 수신기 클라이언트(103)) 사이의 예시적인 동작을 도시하는 순서도(200)이다. 초기에, 무선 전력 전송 시스템(101)과 전력 수신기 클라이언트(103) 사이에 통신이 수립된다. 초기 통신은 예를 들어 무선 전력 전송 시스템(101)의 하나 이상의 안테나(104)를 통해 수립되는 데이터 통신 링크일 수 있다. 논의된 바와 같이, 일부 실시예에서, 하나 이상의 안테나(104a-104n)는 데이터 안테나, 무선 전력 전송 안테나, 또는 이중 목적 데이터/전력 안테나일 수 있다. 이러한 데이터 통신 채널을 통해 무선 전력 전송 시스템(101)과 무선 전력 수신기 클라이언트(103) 간에 다양한 정보가 교환될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 시그널링은 무선 전력 전달 환경에서 다양한 클라이언트 사이에서 시간 분할될 수 있다. 그러한 경우에, 무선 전력 전송 시스템(101)은 무선 전력 수신기 클라이언트(103)가 비콘 신호를 송신할 때 및 전력을 들을 때 등을 알 수 있도록 비콘 스케줄 정보, 예를 들어, 비콘 비트 스케줄(Beacon Beat Schedule: BBS) 사이클, 전력 사이클 정보 등을 전달할 수 있다.
도 2의 예를 계속하면, 무선 전력 전송 시스템(101)은 전력을 수신하는 하나 이상의 무선 전력 수신기 클라이언트를 선택하고 선택 전력 수신기 클라이언트(103)에 비콘 스케줄 정보를 전달한다. 무선 전력 전송 시스템(101)은 또한 무선 전력 전송 시스템으로부터 무선 전력을 예상할 때(예를 들어, 시간 윈도우)를 알도록 전력 전송 스케줄링 정보를 전달할 수 있다. 그 다음에 전력 수신기 클라이언트(103)는 비콘(또는 캘리브레이션) 신호를 생성하고, 비콘 스케쥴 정보, 예를 들어, 비콘 비트 스케쥴(BBS) 사이클에 의해 표시된 할당된 비콘 전송 윈도우(또는 타임 슬라이스) 동안 비콘을 브로드캐스팅한다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 무선 전력 수신기 클라이언트(103)는 전력 수신기 클라이언트(103)가 내장된 무선 디바이스(102)에 근접한 3차원 공간에서 방사 및 수신 패턴을 갖는 하나 이상의 안테나(또는 송수신기)를 포함한다.
무선 전력 전송 시스템(101)은 전력 수신기 클라이언트(103)로부터 비콘을 수신하고 비콘 신호가 다수의 안테나에서 수신되는 위상 (또는 방향)을 검출 및/또는 측정한다. 그 다음에 무선 전력 전송 시스템(101)은 각각의 대응하는 안테나에서 수신된 비콘의 검출되거나 측정된 위상 (또는 방향)에 기초하여 다수의 안테나(104)로부터 전력 수신기 클라이언트(103)로 무선 전력을 전달한다. 일부 실시예에서, 무선 전력 전송 시스템(101)은 비콘의 측정된 위상의 복소 공액을 결정하고, 그 복소 공액을 사용하여 비콘 신호가 전력 수신기 클라이언트(103)로부터 수신되었던 것과 동일한 경로를 통해 무선 전력을 전력 수신기 클라이언트(103)로 전달 및/또는 지시하는 안테나를 구성하는 전송 위상을 결정한다.
일부 실시예에서, 무선 전력 전송 시스템(101)은 다수의 안테나를 포함하는데, 그 중 하나 이상은 전력 수신기 클라이언트(103)에 전력을 전달하는 데 사용된다. 무선 전력 전송 시스템(101)은 비콘 신호가 각각의 안테나에서 수신되는 위상을 검출 및/또는 결정하거나 측정할 수 있다. 대다수의 안테나는 무선 전력 전송 시스템(101)의 각각의 안테나에서 수신되는 비콘 신호의 상이한 위상을 초래할 수 있다. 전술한 바와 같이, 무선 전력 전송 시스템(101)은 각각의 안테나에서 수신된 비콘 신호의 복소 공액을 결정할 수 있다. 복소 공액을 사용하여, 하나 이상의 안테나는 무선 전력 전송 시스템(101)에서 대다수의 안테나의 영향을 고려하는 신호를 방출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 무선 전력 전송 시스템(101)은 반대 방향으로 비콘의 파형을 대략 재생성하는 하나 이상의 안테나로부터 집합 신호를 생성하도록 하는 방식으로 하나 이상의 안테나로부터 무선 전력 전송 신호를 방출할 수 있다. 달리 말하면, 무선 전력 전송 시스템(101)은 비콘 신호가 무선 전력 전송 시스템(101)에서 수신되는 동일한 경로를 통해 클라이언트 디바이스에 무선 RF 전력을 전달할 수 있다. 이러한 경로는 환경 내의 반사 물체(106)를 이용할 수 있다. 추가적으로, 무선 전력 전송 신호는 무선 전력 전송 시스템(101)으로부터 동시에 송신될 수 있어서, 무선 전력 전송 신호는 클라이언트 디바이스에 근접한 3 차원(3D) 공간에서 클라이언트 디바이스의 안테나 방사 및 수신 패턴을 집합적으로 매칭한다.
도시된 바와 같이, 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호는 예를 들어 BBS에 따라 전력 전달 환경 내의 전력 수신기 클라이언트(103)에 의해 주기적으로 전송될 수 있어서, 무선 전력 전송 시스템(101)은 무선 전력 전달 환경에서 전력 수신기 클라이언트(103)의 위치에 대한 지식을 유지하고/하거나 그렇지 않으면 추적할 수 있다. 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력 수신기 클라이언트로부터 비콘 신호를 수신하고 차례로 그 특정 클라이언트로 향하는 무선 전력으로 응답하는 프로세스는 본 명세서에서 역지향성 무선 전력 전달로 지칭된다.
또한, 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 무선 전력은 전력 스케줄 정보에 의해 정의된 전력 사이클에서 전달될 수 있다. 무선 전력 전달을 개시하는 데 요구되는 시그널링의 보다 상세한 예는 도 3을 참조하여 지금 설명된다.
도 3은 실시예에 따라, 무선 전력 전송 시스템(300)의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도이다. 도 3의 예에 도시된 바와 같이, 무선 충전기(300)는 마스터 버스 제어기(master bus controller: MBC) 보드 및 안테나 어레이를 집합적으로 포함하는 다수의 메자닌(mezzanine) 보드를 포함한다. MBC는 제어 로직(310), 외부 데이터 인터페이스(I/F)(315), 외부 전력 인터페이스(I/F)(320), 통신 블록(330) 및 프록시(340)를 포함한다. 메자닌(또는 안테나 어레이 보드)(350)은 각각 다수의 안테나(360a-360n)를 포함한다. 일부 실시예에서는 구성요소의 일부 또는 전부가 생략될 수 있다. 추가 구성요소도 가능하다. 예를 들어, 일부 실시예에서는 통신 블록(330) 또는 프록시(340) 중 하나만이 포함될 수 있다.
제어 로직(310)은 어레이 구성요소에 제어 및 지능을 제공하도록 구성된다. 제어 로직(310)은 하나 이상의 프로세서, FPGA, 메모리 유닛 등을 포함할 수 있으며, 다양한 데이터 및 전력 통신을 지시 및 제어할 수 있다. 통신 블록(330)은 클록 동기화를 위한 기본 신호 클록과 같은 데이터 캐리어 주파수 상의 데이터 통신을 지시할 수 있다. 데이터 통신은 그 조합 또는 변형을 포함하여 Bluetooth™, Wi-Fi™, ZigBee™ 등일 수 있다. 마찬가지로, 프록시(340)는 본 명세서에서 논의 된 바와 같이 데이터 통신을 통해 클라이언트와 통신할 수 있다. 데이터 통신은 예로서 Bluetooth™, Wi-Fi™, ZigBee™ 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 통신 프로토콜도 가능하다.
일부 실시예에서, 제어 로직(310)은 사물 인터넷(Internet of Things: IoT) 디바이스에 대한 데이터 집계를 용이하게 및/또는 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 무선 전력 수신기 클라이언트는 무선 전력 수신기 클라이언트가 내장된 디바이스에 관한 IoT 정보를 액세스, 추적 및/또는 획득하고, IoT 정보를 데이터 접속을 통해 무선 전력 전송 시스템(300)에 제공할 수 있다. 이 IoT 정보는 외부 데이터 인터페이스(315)를 통해 중앙 또는 클라우드 기반 시스템(도시 생략)에 제공될 수 있으며, 여기서 데이터가 집계, 처리 등이 될 수 있다. 예를 들어, 중앙 시스템은 데이터를 처리하여 지리학, 무선 전력 전송 시스템, 환경, 디바이스 등을 통해 다양한 경향을 식별할 수 있다. 일부 실시예에서, 집계된 데이터 및/또는 경향 데이터는 원격 업데이트 등을 통해 디바이스의 동작을 개선하는 데 사용될 수 있다. 이와 달리, 또는 부가적으로, 일부 실시예에서, 집계된 데이터는 제3자의 데이터 소비자에게 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 무선 전력 전송 시스템은 IoT를 위한 게이트웨이 또는 인에이블러로서 동작한다. 제한이 아닌 예로서, IoT 정보는 무선 전력 수신기 클라이언트가 내장된 디바이스의 성능, 디바이스의 사용 정보, 디바이스의 전력 레벨, 예를 들어, 센서 등을 통해 디바이스 또는 무선 전력 수신기 클라이언트 자체에 의해 획득된 정보를 포함할 수 있다.
외부 전력 인터페이스(320)는 외부 전력을 수신하고 다양한 구성요소에 전력을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 외부 전력 인터페이스(320)는 표준 외부 24 볼트 전력 공급 장치를 수용하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 전력 인터페이스(320)는, 예를 들어, 다양한 구성요소에 전력을 제공하기 위해 필요한 12/24/48 볼트 DC를 소싱하는 내장형 DC 전력 공급 장치에 대한 120/240 볼트 AC 메인이 될 수 있다. 이와 달리, 외부 전력 인터페이스는 필요한 12/24/48 볼트 DC를 소싱하는 DC 전력 공급 장치가 될 수 있다. 다른 구성도 가능하다.
동작시에, 무선 전력 전송 시스템(300)을 제어하는 마스터 버스 제어기(MBC)는 전원으로부터 전력을 수신하고 활성화된다. 그 다음에 MBC는 무선 전력 전송 시스템 상의 프록시 안테나 요소를 활성화하고 프록시 안테나 요소는 디폴트 "탐색" 모드로 진입하여 무선 전력 전송 시스템의 범위 내에서 이용 가능한 무선 수신기 클라이언트를 식별한다. 클라이언트가 발견되면, 무선 전력 전송 시스템 상의 안테나 요소가 켜지고 열거되며 (선택적으로) 캘리브레이션된다.
그 다음에 MBC는 스케줄링 프로세스 동안 비콘 전송 스케줄링 정보 및 전력 전송 스케줄링 정보를 생성한다. 스케줄링 프로세스는 전력 수신기 클라이언트의 선택을 포함한다. 예를 들어, MBC는 전력 전송을 위해 전력 수신기 클라이언트를 선택하고 선택된 무선 전력 수신기 클라이언트에 대한 비콘 비트 스케줄(BBS) 사이클 및 전력 스케줄(Power Schedule: PS)을 생성할 수 있다. 본 명세서에서 논의 된 바와 같이, 전력 수신기 클라이언트는 대응하는 특성 및/또는 요구조건에 기초하여 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, MBC는 또한 자신의 상태가 클라이언트 질의 테이블(Client Query Table: CQT)에서 질의될 이용 가능한 클라이언트를 식별 및/또는 선택할 수 있다. CQT에 배치된 클라이언트는 '대기중'인, 예컨대, 전하를 수신하지 않은 클라이언트이다. BBS 및 PS는 예를 들어 배터리 상태, 현재 활동/사용량, 클라이언트의 전력이 다 소모될 때까지 걸리는 시간, 사용량에 관한 우선순위 등과 같은 클라이언트에 대한 중요 정보에 기초하여 계산된다.
프록시 AE는 BBS를 모든 클라이언트에 브로드캐스팅한다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, BBS는 각각의 클라이언트가 비콘을 전달해야 하는 때를 나타낸다. 마찬가지로 PS는 어레이가 언제 어떤 클라이언트에게 전력을 전달해야 하는지 및 클라이언트가 무선 전력을 들어야 하는 때를 나타낸다. 각각의 클라이언트는 BBS 및 PS별로 비콘을 브로드캐스팅하고 어레이에서 전력을 수신하기 시작한다. 프록시는 다른 이용 가능한 클라이언트의 상태를 체크하기 위해 클라이언트 쿼리 테이블에 동시에 질의할 수 있다. 일부 실시예에서, 클라이언트는 BBS 또는 CQT (예를 들어, 대기자 리스트)에만 존재할 수 있지만 둘 다에 존재할 수는 없다. 이전 단계에서 수집된 정보는 BBS 주기 및/또는 PS를 지속적으로 및/또는 주기적으로 업데이트한다.
도 4는 일부 실시예에 따라, 무선 전력 수신기 클라이언트의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도이다. 도 4의 예에 도시된 바와 같이, 수신기(400)는 제어 로직(410), 배터리(420), IoT 제어 모듈(425), 통신 블록(430) 및 연관된 안테나(470), 전력계(440), 정류기(450), 결합기(455), 비콘 신호 생성기(460), 비콘 코딩 유닛(462) 및 연관된 안테나 (480), 및 정류기(450) 또는 비콘 신호 생성기(460)를 하나 이상의 연관된 안테나(490a-n)에 접속하는 스위치(465)를 포함한다. 일부 실시예에서는 구성요소의 일부 또는 전부가 생략될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 무선 전력 수신기 클라이언트는 그 자신의 안테나를 포함하지 않고 대신에 무선 전력 수신기 클라이언트가 내장되는 무선 디바이스의 하나 이상의 안테나(예를 들어, Wi-Fi 안테나)를 이용 및/또는 공유한다. 또한, 일부 실시예에서, 무선 전력 수신기 클라이언트는 데이터 송신 기능뿐만 아니라 전력/데이터 수신 기능도 제공하는 단일 안테나를 포함할 수 있다. 추가 구성요소도 가능하다.
결합기(455)는 수신기(400)가 둘 이상의 안테나를 구비하는 경우에 전력 송신기로부터 수신 전력 전송 신호를 수신하고 결합한다. 결합기는 매칭된 조건을 유지하면서 출력 포트들 사이의 격리를 달성하도록 구성되는 임의의 결합기 또는 분할기 회로일 수 있다. 예를 들어, 결합기(455)는 윌킨슨 전력 분할기 회로(Wilkinson Power Divider circuit)일 수 있다. 정류기(450)는, 존재한다면, 충전을 위해 전력계(440)를 통해 배터리(420)에 공급되는, 결합기(455)로부터의 결합된 전력 전송 신호를 수신한다. 전력계(440)는 수신된 전력 신호 강도를 측정하고 제어 로직(410)에 이 측정치를 제공할 수 있다.
제어 로직(410)은 배터리(420) 자체로부터 배터리 전력 레벨을 수신할 수 있다. 제어 로직(410)은 또한 통신 블록(430)을 통해 클록 동기화를 위한 기본 신호 클록과 같은 데이터 캐리어 주파수 상의 데이터 신호를 송신/수신할 수 있다. 비콘 신호 생성기(460)는 비콘 신호 또는 캘리브레이션 신호를 생성하고, 비콘 신호가 인코딩된 후에 안테나(480) 또는 안테나(490)를 사용하여 비콘 신호를 송신한다.
배터리(420)가 수신기(400)에 의해 충전되고 수신기(400)에 전력을 공급하는 것으로 도시되어 있지만, 수신기는 전력을 정류기(450)로부터 직접 수신할 수도 있음을 알 수 있다. 이것은 정류기(450)가 배터리(420)에 충전 전류를 제공하는 것에 추가하거나 또는 충전을 제공하는 것 대신일 수 있다. 또한, 다수의 안테나의 사용은 구현의 일례이며 구조는 하나의 공유 안테나로 감소될 수 있음을 알 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 로직(410) 및/또는 IoT 제어 모듈(425)은 무선 전력 수신기 클라이언트(400)가 내장된 디바이스로부터 IoT 정보와 통신할 수 있고/있거나 IoT 정보를 도출할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 일부 실시예에서, 무선 전력 수신기 클라이언트(400)는 IoT 정보가 획득될 수 있는 무선 전력 수신기 클라이언트(400)가 내장되는 디바이스와 하나 이상의 데이터 접속(유선 또는 무선)을 구비할 수 있다. 이와 달리, 또는 부가적으로, IoT 정보는 예를 들어 하나 이상의 센서를 통해 무선 전력 수신기 클라이언트(400)에 의해 결정 및/또는 추정될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, IoT 정보는 무선 전력 수신기 클라이언트가 내장된 디바이스의 능력, 무선 전력 수신기 클라이언트가 내장된 디바이스의 사용 정보, 무선 전력 수신기 클라이언트가 내장된 디바이스의 배터리 또는 배터리들의 전력 레벨, 및/또는 예를 들어 센서 등을 통해 무선 전력 수신기 클라이언트가 내장된 디바이스 또는 무선 전력 수신기 클라이언트 자체에 의해 획득되거나 추정된 정보를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다.
일부 실시예에서, 클라이언트 식별자(ID) 모듈(415)은 무선 전력 전달 환경에서 전력 수신기 클라이언트를 고유하게 식별할 수 있는 클라이언트 ID를 저장한다. 예를 들어, ID는 통신이 수립될 때 하나 이상의 무선 전력 전송 시스템으로 전송될 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 수신기 클라이언트는 또한 클라이언트 ID에 기초하여 무선 전력 전달 환경에서 다른 전력 수신기 클라이언트를 수신하고 식별할 수 있다.
선택적 모션 센서(495)는 모션을 검출하고 그에 따라 동작하도록 제어 로직(410)에 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 전력을 수신하는 디바이스는 가속도계 또는 동등한 메커니즘과 같은 모션 검출 메커니즘을 통합하여 모션을 검출할 수 있다. 디바이스가 이동 중임을 검출하면, 사용자가 이를 처리하고 있다고 가정하고, 전력 전송을 중지하거나 디바이스로 전송되는 전력을 낮추도록 어레이로 신호를 트리거할 것이다. 일부 실시예에서, 디바이스가 자동차, 기차 또는 비행기와 같은 이동 환경에서 사용될 때, 디바이스의 전력이 매우 낮은 경우를 제외하고는, 전력은 간헐적으로 또는 감소한 레벨로만 전송될 수 있다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 일부 실시예에 따라 예시적인 다중경로 무선 전력 전달 환경(500)을 나타내는 도면을 도시한다. 다중경로 무선 전력 전달 환경(500)은 하나 이상의 무선 전력 수신기 클라이언트(503)를 포함하는 무선 디바이스(502)를 동작시키는 사용자를 포함한다. 무선 디바이스(502) 및 하나 이상의 무선 전력 수신기 클라이언트(503)는 각각 도 1의 무선 디바이스(102) 및 도 1의 무선 전력 수신기 클라이언트(103) 또는 도 4의 무선 전력 수신기 클라이언트(400)일 수 있지만, 다른 구성도 가능하다. 마찬가지로, 무선 전력 전송 시스템(501)은 도 1의 무선 전력 전송 시스템(101) 또는 도 3의 무선 전력 전송 시스템(300)일 수 있지만, 다른 구성도 가능하다. 다중경로 무선 전력 전달 환경(500)은 반사 물체(506) 및 다양한 흡수 물체, 예를 들어 사용자, 인간, 가구 등을 포함한다.
무선 디바이스(502)는 무선 디바이스(102)에 인접한 3차원 공간에서 방사 및 수신 패턴(510)을 구비하는 하나 이상의 안테나 (또는 송수신기)를 포함한다. 하나 이상의 안테나 (또는 송수신기)는 무선 디바이스(102) 및/또는 무선 전력 수신기 클라이언트(도시 생략)의 일부로서 전체적으로 또는 부분적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서 무선 디바이스(502)의 하나 이상의 안테나, 예컨대 Wi-Fi, 블루투스 등은 무선 전력 수신을 위해 이용 및/또는 공유될 수 있다. 도 5(a) 및 5(b)의 예에 도시된 바와 같이, 방사 및 수신 패턴(510)은 주요 로브 및 다수의 사이드 로브를 갖는 로브 패턴을 포함한다. 다른 패턴도 가능하다.
무선 디바이스(502)는 다수의 경로를 통해 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호를 무선 전력 전송 시스템(501)에 전송한다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 무선디바이스(502)는 무선 전력 전송 시스템에 의해 수신된 비콘 신호의 강도, 예컨대, RSSI가 방사 및 수신 패턴(510)에 의존하도록 비콘을 방사 및 수신 패턴(510)의 방향으로 전송한다. 예를 들어, 방사 및 수신 패턴(510)에 널(null)이 있는 비콘 신호는 전송되지 않고 비콘 신호는 방사 및 수신 패턴(510) 내의 피크, 예컨대, 주요 로브의 피크에서 가장 강하다. 도 5(a)의 예에 도시된 바와 같이, 무선 디바이스(502)는 5개의 경로(P1-P5)를 통해 비콘 신호를 전송한다. 경로(P4 및 P5)는 반사 및/또는 흡수 물체(506)에 의해 차단된다. 무선 전력 전송 시스템(501)은 경로(P1-P3)를 통해 증가하는 강도의 비콘 신호를 수신한다. 굵은 선은 더 강한 신호를 나타낸다. 일부 실시예에서 비콘 신호는 이러한 방식으로 방향성 있게 전송되어, 예를 들어, 사용자에게 불필요한 RF 에너지 노출을 방지할 수 있다.
안테나의 기본 특성은 수신에 사용될 때 안테나의 수신 패턴(방향의 함수로서 감도)이 송신에 사용될 때 안테나의 원거리장 방사 패턴과 동일하다는 것이다. 이것은 전자기학에서 상반 정리(reciprocity theorem)의 결과이다. 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 방사 및 수신 패턴(510)은 3차원 로브 형상이다. 그러나, 방사 및 수신 패턴(510)은 안테나 설계에 사용되는 예컨대, 혼 안테나(horn antenna), 단순 수직 안테나(simple vertical antenna) 등과 같은 유형 또는 유형들에 따른 임의의 수의 형상일 수 있다. 예를 들어, 방사 및 수신 패턴(510)은 다양한 지향성 패턴을 포함할 수 있다. 무선 전력 전달 환경에서 다수의 클라이언트 디바이스의 각각에 대해 임의의 수의 상이한 안테나 방사 및 수신 패턴이 가능하다.
다시 도 5(a)를 참조하면, 무선 전력 전송 시스템(501)은 다수의 안테나 또는 송수신기에서 다수의 경로(P1-P3)를 통해 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호를 수신한다. 도시된 바와 같이, 경로(P2 및 P3)는 직접적인 시선 경로이며, 경로(P1)는 비 시선 경로이다. 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호가 무선 전력 전송 시스템(501)에 의해 수신되면, 전력 전송 시스템(501)은 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호를 처리하여 다수의 안테나의 각각에서 비콘 신호의 하나 이상의 수신 특성을 결정한다. 예를 들어, 다른 동작들 중에서, 무선 전력 전송 시스템(501)은 다수의 안테나 또는 송수신기의 각각에서 비콘 신호가 수신되는 위상을 측정할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템(501)은 대응하는 안테나 또는 송수신기에서 측정된 것으로서 비콘 (또는 캘리브레이션) 신호의 하나 이상의 수신 특성에 기초하여 다수의 RF 송수신기의 각각에 대한 하나 이상의 무선 전력 전송 특성을 결정하거나 측정하기 위해 다수의 안테나의 각각에서 비콘 신호의 하나 이상의 수신 특성을 처리한다. 제한이 아닌 예로서, 무선 전력 전송 특성은 각각의 안테나 또는 송수신기에 대한 위상 설정, 전송 전력 설정 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 논의된 바와 같이, 무선 전력 전송 시스템(501)은, 안테나 또는 송수신기가 구성되면, 다수의 안테나 또는 송수신기가 클라이언트 디바이스에 근접한 3차원 공간에서 클라이언트 방사 및 수신 패턴과 매칭되는 무선 전력 신호를 전송하도록 동작 가능하도록 무선 전력 전송 특성을 결정한다. 도 5(b)는 경로(P1-P3)를 통해 무선 전력을 무선 디바이스(502)로 전송하는 무선 전력 전송 시스템(501)을 도시한다. 유리하게는, 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 무선 전력 신호는 클라이언트 디바이스에 근접한 3차원 공간에서 방사 및 수신 패턴(510)과 매칭된다. 달리 말하면, 무선 전력 전송 시스템은 무선 전력 수신기가 최대 이득을 갖는, 예를 들어, 무선 전력을 가장 많이 수신할 방향으로 무선 전력 신호를 전송할 것이다. 결과적으로, 예를 들어, 널 및 차단과 같이 무선 전력 수신기가 수신할 수 없는 방향으로는 어떠한 신호도 전송되지 않는다. 일부 실시예에서, 무선 전력 전송 시스템(501)은 수신된 비콘 신호의 RSSI를 측정하고, 비콘이 임계값 미만이면, 무선 전력 전송 시스템은 그 경로를 통해 무선 전력을 전달하지 않을 것이다.
도 5(a) 및 도 5(b)의 예에 도시된 3개의 경로는 간략화를 위해 도시되었지만, 여러 요인 중 무선 전력 전달 환경 내의 반사 및 흡수 물체에 따라, 무선 디바이스(502)에 전력을 전송하는 데 임의의 수의 경로가 이용될 수 있다는 것을 알 것이다.
Ⅱ.
무선 전력 트랜스퍼를 위한 디바이스 구성요소 활용
수신기가 전자 디바이스의 기존 구성요소를 활용한다는 점에서, 이전에 설명된 수신기, 도 1의 무선 전력 수신기 클라이언트(103) 또는 도 4의 무선 전력 수신기 클라이언트(400)와는 다른 무선 전력 수신기 클라이언트의 예가 여기에 논의된다. 예를 들어 Bluetooth Low Energy™(BLE) 인에이블 전자 디바이스(이제 Bluetooth Smart™으로 지칭됨)의 구성요소는 무선 전력 트랜스퍼에 활용될 수 있다. 현재의 BLE 인에이블 전자 디바이스는 저 에너지 블루투스 기능을 가능하게 하는 라디오 주파수(RF) 통신 인터페이스를 구비한다. 이 인터페이스는 또한 무선 전력 트랜스퍼에 이용될 수 있으며, 이에 의해 여분의 라디오 주파수 수집 구성요소에 대한 필요성이 감소된다. 다른 구성요소들 중에서, 통신 인터페이스는 또한 임의의 수의 통신 프로토콜을 지원하는 전자 디바이스로부터 활용될 수 있다. 제한이 아닌 예로써, 본 명세서에서 논의된 기술들은 특히 Bluetooth™, Zigbee™, IEEE 802.15.4, ANT™, 및 이들의 조합 및 변형을 포함하는 등가물로 인에이블된 디바이스로부터의 구성요소를 활용하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이하의 개시내용은 주로 기존의 RF 통신 인터페이스를 활용하는 것에 관한 것이지만, 본 명세서에 논의된 기술은 다른 전자 디바이스 구성요소에도 적용되는 것으로 이해된다.
본 명세서에서 논의된 활용 시스템, 방법 및 기술은 무선 충전 기능을 전자 디바이스에 통합하기 위한 저비용 수단을 가능하게 한다. 다양한 디바이스가 집이나 회사 도처에서 무선 전력 인에이블될 수 있으며 이는 디바이스로 하여금 네트워크에 접속되고 전력을 무선으로 수신하게 한다. 예를 들어, 문 잠금장치, 창 블라인드, 온도 조절기, 디지털 액자 등을 포함한 환경 도처의 디바이스는 모두 인터넷 연결로 인에이블될 수 있다. 예시적인 시나리오에서, 사용자가 사진을 찍고 그 사진을 공유 클라우드 환경, 예를 들어 Facebook™에 업로드하면, 사용자의 디지털 액자가 라이브러리에 이미지를 자동으로 통합할 수 있다. 마찬가지로, 사용자의 폰에 대한 GPS(Global Positioning System) 데이터는 집에 아무도 없다는 것을 온도 조절기에 알릴 수 있으며, 온도 조절기는 전력 사용을 줄이기 위해 온도를 올리거나 내릴 수 있다. 마찬가지로, 가정의 스마트 스위치는 조명을 끌 수도 있고 스마트 블라인드는 날짜, 시간 및 예상 온도(그 지역의 일기 예보에서 수집됨)에 따라 자동으로 조정할 수 있다. 이러한 디바이스 중 다수는 무선 또는 인터넷 접속으로 인에이블되어 무선 전력 기능을 포함하도록 활용될 수 있다.
무선 전력 트랜스퍼를 가능하게 하면서 전자 디바이스의 비용, 크기 및 복잡성을 줄이기 위해 무선 또는 인터넷 접속을 갖는 전자 디바이스의 이러한 기존 구성요소를 활용하는 기술이 여기에 설명된다. 여기에 설명된 기술들은 또한 무선 접속 및 무선 전력 트랜스퍼 모두에 대해 하나 이상의 동일한 구성요소를 이용하는 새로운 저가의 이중 기능 디바이스에 이용될 수 있다.
매우 많은 디바이스들이 접속되고 "스마트" 기능을 할 수 있는 환경에서, 값 비싼 개조를 피하기 위해 무선 전력이 필요해진다. 예를 들어, 위의 스마트 창 블라인드는 기존 창에 쉽게 설치될 수 있지만, 사실상 창 프레임에는 현재 전력을 위한 배선이 제공되지 않는다. 결과적으로 '사물 인터넷'을 현실로 만들기 위해서는, 사실상 무선 전력 공급 기능을 반드시 갖추어야 한다.
도 6은 일부 실시예에 따라, 무선 전력 트랜스퍼를 가능하게 하기 위해 하나 이상의 기존 구성요소를 활용하도록 구성되는 전자 디바이스의 예시적인 구성요소를 도시하는 블록도이다. 보다 구체적으로는, 도 6의 예에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(600)는 데이터 통신 프로토콜을 통해 하나 이상의 안테나를 이용하여 통신을 송신 및 수신하도록 구성된 기존의 라디오 주파수(RF) 통신 인터페이스(610)를 포함한다. RF 통신 인터페이스(610)는 또한 역지향성 무선 전력 전송 시스템으로부터 지향성 무선 전력을 수신하기 위해 활용된다. 전자 디바이스(600)는 도 1의 무선 디바이스(102)일 수 있지만, 다른 구성도 가능하다.
도 6의 예에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스는 RF 통신 인터페이스(610), RF 전력 인터페이스(620), 타이밍 인터페이스(630), 제어 시스템(640) 및 안테나(612 및 622)를 포함한다. 구성요소의 일부 또는 전부는 일부 실시예에서 생략될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제어 시스템(640)은 포함되지 않는다. 또한, 일부 실시예에서 단일 안테나가 안테나(612, 622) 대신에 이용될 수 있거나 전자 디바이스의 하나 이상의 안테나가 공유될 수 있다(예를 들어, Wi-Fi/블루투스 안테나). 추가 구성요소도 가능하다.
RF 통신 인터페이스(610)는 하나 이상의 데이터 통신 프로토콜을 통해 안테나(612)를 이용하여 통신을 송신 및 수신하도록 구성된다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, RF 통신 인터페이스(610)는 무선 전력 트랜스퍼를 위해 활용되는 전자 디바이스(600)의 기존 구성요소를 포함한다. 도 6의 예에 도시된 바와 같이, RF 전력 인터페이스(620)는 RF 통신 인터페이스에 결합되고 무선 전력 전달 파라미터를 수신 및 처리하며, 타이밍 인터페이스로부터의 비콘 통지에 응답하여 무선 전력 전송 시스템에 비콘 신호를 송신하도록 안테나(622)에 지시하고 활용된 RF통신 인터페이스(610)에 의해 수신되거나 수집된 지향성 (또는 역지향성) 무선 전력을 처리하도록 구성된다.
타이밍 인터페이스(630)는 비콘 통지를 생성하여 RF 전력 인터페이스 구성요소로 전달하도록 구성된다. 추가적으로, 타이밍 인터페이스(630)는 또한 전력 스케줄 정보에 의해 결정되는 다가오는 전력 수신 사이클에 대해 RF 통신 인터페이스(610)에 통지하기 위해 전력 스케줄 정보에 따라 전력 수신 통지를 생성하고 RF 통신 인터페이스(610)에 전달할 수 있다. 도 6의 예에 도시된 바와 같이, 제어 시스템(640)은 전자 디바이스(600)의 주요 기능을 제어한다. 예를 들어, 제어 시스템(640)은 "스마트" 블라인드용 모터, "스마트" 온도 조절기의 디스플레이 등을 제어하는 데 사용될 수 있다.
전자 디바이스(600) 및 무선 전력 전송 시스템의 동작을 더 설명하기 위해, 도 7이 제공된다. 도 7은 일부 실시예에 따라, 무선 전력 전달 환경에서 무선 전력 수신을 위해 기존의 구성요소를 활용하도록 전자 디바이스를 작동시키는 예시적인 동작을 나타내는 순서도(700)를 도시한다.
초기에, 무선 전력 전송 시스템과 기존의 RF 통신 인터페이스(610) 사이에 통신이 설정된다. 초기 통신은 예를 들어, 데이터 통신 프로토콜을 통해 데이터 통신 링크를 이용하여 수립된 통신일 수 있다. 일부 실시예에서, 데이터 통신 프로토콜은 예를 들어 저 에너지 블루투스 프로토콜과 같은 저에너지 프로토콜이다. 그러한 경우, RF 통신 인터페이스(610)는 저 에너지 블루투스 인터페이스를 포함한다.
통신이 수립되면, 무선 전력 전송 시스템은 전자 디바이스(600)의 기존의 RF 통신 인터페이스(610)에 무선 전력 전달 파라미터를 제공한다. 기존의 RF 통신 인터페이스(610)는 전자 디바이스의 RF 전력 인터페이스(620)에 무선 전력 전달 파라미터를 제공하고, 차례로, 전자 디바이스의 RF 전력 인터페이스는 무선 전력 전달 파라미터를 처리한다.
무선 전력 전달 파라미터를 수신하는 것에 응답하여, RF 전력 인터페이스(620)는 무선 전력 전달 파라미터 중 적어도 하나에 따라 타이밍 인터페이스(630)를 구성한다. 무선 전력 전달 파라미터는 다른 정보들 중 수신 전력 정보, 코드 정보 및 비콘 타이밍 정보를 포함할 수 있다. 비콘 타이밍 정보는 비콘 스케줄 정보, 예를 들어, 비콘 비트 스케줄(BBS)로부터 결정될 수 있다. 일단 구성되면, 타이밍 인터페이스(630)는 비콘 타이밍 정보에 따라 비콘 통지를 생성하고 RF 전력 인터페이스(620)에 전달한다. 선택적으로, 타이밍 인터페이스(630)는 또한 전력 스케줄 정보에 따라 전력 수신 통지를 생성하고 RF 통신 인터페이스(610)에 전달할 수 있다. 전력 수신 통지는 다가오는 전력 사이클 동안 무선 전력 전송 시스템으로부터 무선 전력의 수신을 예상하도록 RF 통신 인터페이스(610)에 지시한다.
비콘 통지에 응답하여, RF 전력 인터페이스(620)는 하나 이상의 안테나에게 비콘 신호를 무선 전력 전송 시스템으로 전송하도록 지시한다. 그 다음에 무선 전력 전송 시스템은 전자 디바이스(600)에 지향성 무선 전력을 제공한다. 통신 인터페이스(610)는 지향성 무선 전력을 수신하고, RF 전력 인터페이스(620)는 전력을 처리하고 전자 디바이스(600)에 의해 사용될 전력을 제공한다. 일부 실시예에서, 지향성 전력은 전자 디바이스(600)를 작동시키거나 전자 디바이스의 배터리를 충전하는 데 사용된다. 그 다음에 비콘 처리는 본 명세서에서 논의된 바와 같이 계속되어, 무선 전력은 비콘 신호, 즉 역지향성에 기초하여 결정되는 바와 같이 전자 디바이스(600)로 지향될 수 있다.
도 8은 일부 실시예에 따라 무선 전력 전달 환경에서 무선 전력 수신을 위해 기존 구성요소를 활용하도록 전자 디바이스를 작동시키는 예시적인 프로세스(800)를 나타내는 흐름도를 도시한다. 예를 들어, 도 6의 전자 디바이스(600)와 같은 전자 디바이스는 다른 기능 중에서도 예시적인 프로세스(600)를 수행할 수 있다.
시작시에, 810에서, 전자 디바이스의 라디오 주파수(RF) 통신 인터페이스 구성요소는 무선 전력 전달 환경에서 역지향성 무선 전력 전송 시스템으로부터 무선 전력 전달 파라미터를 수신한다. RF 통신 인터페이스는 데이터 통신 프로토콜을 통해 통신하도록 구성된다. 812에서, 전자 디바이스의 RF 통신 인터페이스 구성요소는 전자 디바이스의 RF 전력 인터페이스 구성요소에 무선 전력 전달 파라미터를 제공한다.
814에서, 무선 전력 전달 파라미터를 수신하는 것에 응답하여, 전자 디바이스의 RF 전력 인터페이스 구성요소는 무선 전력 전달 파라미터 중 적어도 하나에 따라 타이밍 인터페이스 구성요소를 구성한다. 보다 구체적으로, 타이밍 인터페이스 구성요소는 다른 통지들 중에서도 비콘 통지를 생성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 타이밍 인터페이스 구성요소는 비콘 스케줄에 따라 비콘 통지를 생성한다. 무선 전력 전달 파라미터는 적어도 전자 디바이스에 대한 비콘 타이밍 정보를 포함한다. 비콘 통지에 응답하여, RF 전력 인터페이스 구성요소는 전자 디바이스의 하나 이상의 안테나에게 비콘 신호를 역지향성 무선 전력 전송 시스템에 전송하도록 지시한다. 816에서, 전자 디바이스의 RF 통신 인터페이스 구성요소는 무선 전력 전송 시스템으로부터 지향성 무선 전력을 수신 또는 수집한다. 마지막으로, 818에서, 전자 디바이스의 RF 전력 인터페이스는 지향성 무선 전력을 처리한다.
도 9는 일부 실시예에 따라, 무선 전력 전송을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 기존 구성요소를 활용하도록 구성된 다른 전자 디바이스(900)의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도이다. 예시적인 전자 디바이스(900)는 도 6의 전자 디바이스(600)와 유사하지만, 예시적인 전자 디바이스(900)는 다수의 통신 인터페이스(910, 950 및 960)를 포함한다. 전자 디바이스는 무선 전력 전송 시스템으로부터 통신 및/또는 무선 전력을 수신하기 위해 활용될 수 있는 임의의 수의 구성요소 또는 통신 인터페이스(무선 또는 유선)일 수 있다.
도 9의 예에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(900)는 하나 이상의 데이터 통신 프로토콜을 통해 하나 이상의 안테나(예를 들어, 각각 912 및 952)를 이용하여 통신을 송신 및 수신하도록 구성된 기존의 무선 통신 인터페이스(910 및 950)를 포함한다. 전자 디바이스(900)는 또한 유선 통신 인터페이스(960)를 포함한다. 일부 실시예에서, 무선 전력 전송 시스템과 전자 디바이스(900) 사이의 데이터 통신은 통신 인터페이스(910, 950 및/또는 960) 중 하나 이상을 활용함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 타이밍 정보는 제한이 아닌 예로써, 광학 적외선(IR) 통신, FM 브로드캐스트와 같은 비 네트워킹 브로드캐스트 시스템, 광섬유, CANBUS, 전력 위상, RS-485, ModBus 등을 통해 통신될 수 있다.
추가적으로, 일부 실시예에서, 상이한 클래스의 데이터는 각각 통신을 위해 상이한 구성요소를 활용할 수 있다. 예를 들어, 각각의 클래스의 데이터, 타이밍 스케줄, 일시적 이동 메시지 및 클라이언트 상태 메시지에 대한 통신 경로는 각각 다른 네트워크 및/또는 다른 매체를 사용할 수 있다. 더욱이, 데이터 통신은 신뢰성 있게 또는 신뢰성 없게 뿐만 아니라 브로드캐스트 또는 유니캐스트에 의해서도 전달될 수 있음이 이해된다.
도 10은 실시예에 따라, 모바일 (또는 스마트) 폰 또는 태블릿 컴퓨터 디바이스의 형태의 무선 전력 수신기 또는 클라이언트를 갖는 대표적인 모바일 디바이스 또는 태블릿 컴퓨터(1000)의 예시적인 구성요소를 나타내는 블록도이다. 다양한 인터페이스 및 모듈이 도 10을 참조하여 도시되어 있지만, 모바일 디바이스 또는 태블릿 컴퓨터는 여기에 설명된 기능을 수행하는 모든 모듈 또는 기능을 필요로 하지 않는다. 다수의 실시예에서, 다양한 구성요소가 카테고리 제어기의 동작에 포함되고/되거나 필요하지 않다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, GPS 라디오, 셀룰러 라디오 및 가속도계와 같은 구성요소는 비용 및/또는 복잡성을 줄이기 위해 제어기에 포함되지 않을 수 있다. 추가적으로, 안테나와 함께 ZigBee™ 라디오 및 RFID 송수신기와 같은 구성요소가 인쇄 회로 보드를 채울 수 있다.
다른 구성이 가능하지만, 무선 전력 수신기 클라이언트는 도 1의 전력 수신기 클라이언트(103)일 수 있다. 추가적으로, 무선 전력 수신기 클라이언트는 전력 전송 시스템, 예컨대 도 1의 무선 전력 전송 시스템(101)으로부터 전력 및/또는 데이터 신호의 수신을 위한 하나 이상의 RF 안테나를 포함할 수 있다.
도 11은 컴퓨터 시스템의 머신으로 하여금 본 명세서에서 논의된 임의의 하나 이상의 방법을 수행하게 하는 명령어 세트가 실행될 수 있는 예시적 형태의 컴퓨터 시스템의 머신의 도식적 표현을 도시한다.
도 11의 예에서, 컴퓨터 시스템은 프로세서, 메모리, 비휘발성 메모리 및 인터페이스 디바이스를 포함한다. 다양한 공통 구성요소(예를 들어, 캐시 메모리)는 간략한 도시를 위해 생략된다. 컴퓨터 시스템(1100)은 도 1의 예에 도시된 임의의 구성요소 (및 본 명세서에 설명된 임의의 다른 구성요소)가 구현될 수 있는 하드웨어 디바이스를 예시하기 위한 것이다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템은 임의의 방사 물체 또는 안테나 어레이 시스템일 수 있다. 컴퓨터 시스템은 임의의 적용가능한 공지되거나 또는 편리한 유형일 수 있다. 컴퓨터 시스템의 구성요소는 버스를 통해 또는 다른 공지되거나 또는 편리한 디바이스를 통해 함께 결합될 수 있다.
프로세서는 예를 들어 인텔 펜티엄 마이크로프로세서 또는 모토롤라 전력 PC 마이크로프로세서와 같은 종래의 마이크로프로세서일 수 있다. 관련 기술 분야의 당업자는 "머신 판독가능 (저장) 매체" 또는 "컴퓨터 판독가능 (저장) 매체"라는 용어가 프로세서에 의해 액세스 가능한 임의의 유형의 디바이스를 포함한다는 것을 알 것이다.
메모리는 예를 들어 버스에 의해 프로세서에 연결된다. 메모리는 제한이 아닌 예로서 동적 RAM(DRAM) 및 정적 RAM(SRAM)과 같은 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 메모리는 로컬, 원격 또는 분산형일 수 있다.
버스는 또한 프로세서를 비휘발성 메모리 및 구동 유닛에 연결한다. 비휘발성 메모리는 흔히 자기 플로피 또는 하드 디스크, 자기 광학 디스크, 광학 디스크, CD-ROM, EPROM 또는 EEPROM과 같은 판독 전용 메모리(ROM), 자기 또는 광학 카드, 또는 대량의 데이터를 위한 다른 형태의 저장부이다. 이 데이터의 일부는 보통 컴퓨터(1100)에서 소프트웨어의 실행 중에 메모리로 직접 메모리 액세스 프로세스에 의해 기록된다. 비휘발성 저장부는 로컬, 원격 또는 분산형일 수 있다. 메모리에서 이용 가능한 모든 적용가능 데이터를 사용하여 시스템이 생성될 수 있으므로, 비휘발성 메모리는 선택적이다. 전형적인 컴퓨터 시스템은 보통 적어도 프로세서, 메모리, 및 메모리를 프로세서에 연결하는 디바이스(예를 들어, 버스)를 포함할 것이다.
소프트웨어는 전형적으로 비휘발성 메모리 및/또는 구동 유닛에 저장된다. 실제로 대규모 프로그램의 경우 전체 프로그램을 메모리에 저장할 수도 없다. 그럼에도 불구하고, 소프트웨어를 실행하려면, 필요한 경우, 처리하기 적합한 컴퓨터 판독가능 위치로 이동해야 하며, 설명을 위해, 이 위치는 이 문서에서 메모리로 지칭된다. 소프트웨어가 실행을 위해 메모리로 이동되는 경우에도, 프로세서는 전형적으로 하드웨어 레지스터를 사용하여 소프트웨어와 관련된 값을 저장할 것이고, 로컬 캐시는 이상적으로 실행 속도를 높이는 기능을 한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 소프트웨어 프로그램은 "컴퓨터 판독가능 매체에서 구현된" 것으로 언급되는 경우 임의의 공지되거나 편리한 위치(비휘발성 저장부 내지 하드웨어 레지스터)에 저장되는 것으로 가정된다. 프로세서는 프로그램과 연관된 적어도 하나의 값이 프로세서에 의해 판독가능한 레지스터에 저장될 때 "프로그램을 실행하도록 구성"된 것으로 간주된다.
버스는 또한 프로세서를 네트워크 인터페이스 디바이스에 연결한다. 인터페이스는 모뎀 또는 네트워크 인터페이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 모뎀 또는 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 시스템의 일부이도록 간주될 수 있다는 것을 알 것이다. 인터페이스는 아날로그 모뎀, isdn 모뎀, 케이블 모뎀, 토큰 링 인터페이스, 위성 전송 인터페이스(예를 들어, "직접 PC"), 또는 컴퓨터 시스템을 다른 컴퓨터 시스템에 연결하기 위한 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는 하나 이상의 입력 및/또는 출력 디바이스를 포함할 수 있다. I/O 디바이스는 제한이 아닌 예로서 키보드, 마우스 또는 다른 포인팅 디바이스, 디스크 드라이브, 프린터, 스캐너 및 디스플레이 디바이스를 포함하는 다른 입력 및/또는 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스는 제한이 아닌 예로서 음극선관(cathode ray tube: CRT), 액정 디스플레이(LCD), 또는 몇몇 다른 적용가능한 공지된 또는 편리한 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다. 단순화를 위해, 도 11의 예에 도시되지 않은 임의의 디바이스의 제어기가 인터페이스에 존재한다고 가정한다.
동작시, 컴퓨터 시스템(1100)은 디스크 운영 시스템과 같은 파일 관리 시스템을 포함하는 운영 시스템 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 관련된 파일 관리 시스템 소프트웨어가 있는 운영 시스템 소프트웨어의 일례는 워싱턴주 레드몬드에 있는 마이크로소프트사의 Windows®로 알려진 운영 시스템 제품군 및 관련된 파일 관리 시스템이다. 관련된 파일 관리 시스템 소프트웨어와 함께 운영 시스템 소프트웨어의 다른 예는 리눅스 운영 시스템 및 관련된 파일 관리 시스템이다. 파일 관리 시스템은 전형적으로 비휘발성 메모리 및/또는 구동 유닛에 저장되며, 프로세서로 하여금 데이터를 입력 및 출력하고 메모리에 데이터를 저장하기 위해 운영 시스템에 의해 요구되는 다양한 동작을 실행하게 하며, 동작은 비휘발성 메모리 및/또는 구동 유닛에 파일을 저장하는 것을 포함한다.
상세한 설명의 일부분은 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트에 대한 연산의 알고리즘 및 기호 표현으로 제시될 수 있다. 이러한 알고리즘 설명 및 표현은 데이터 처리 기술 분야의 당업자가 그들의 작업 내용을 당업자에게 가장 효과적으로 전달하기 위해 사용되는 수단이다. 알고리즘은 여기에 있으며, 일반적으로 원하는 결과로 이어지는 일관된 동작 순서로 이해된다. 동작은 물리량의 물리적 조작을 요구하는 동작이다. 보통, 반드시 그런 것은 아니지만, 이러한 양은 저장, 전송, 결합, 비교 및 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호의 형태를 취한다. 주로 공통 사용의 이유로, 이 신호를 비트, 값, 요소, 기호, 문자, 용어, 숫자 등으로 지칭하는 것이 때때로 편리하다고 입증되었다.
그러나, 이들 및 유사한 용어들 모두는 적절한 물리량과 관련되어야 하며 이들 양에 적용되는 편리한 라벨일 뿐이라는 것을 명심해야 한다. 특별히 다르게 설명하지 않는 한, 이하의 논의로부터 명백한 바와 같이, 설명 전체에 걸쳐, "처리" 또는 "컴퓨팅" 또는 "계산" 또는 "결정" 또는 "표시" 등과 같은 용어를 이용하는 논의는, 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리 내의 물리(전자)량으로서 표현된 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리 또는 레지스터 또는 기타 정보 저장, 전송 또는 표시 디바이스 내의 물리량으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 동작 및 프로세스를 지칭한다는 것을 알 수 있다.
본 명세서에 제시된 알고리즘 및 디스플레이는 본질적으로 임의의 특정 컴퓨터 또는 다른 디바이스와 관련되지 않는다. 다양한 범용 시스템이 본 명세서의 교시에 따라 프로그램과 함께 사용될 수 있거나, 일부 실시예의 방법을 수행하기 위해 보다 특수화된 장치를 구성하는 것이 편리하다고 입증할 수 있다. 다양한 시스템에 필요한 구조는 아래 설명에서 나타날 것이다. 또한, 기술은 임의의 특정 프로그래밍 언어를 참조하여 설명되지 않으며, 따라서 다양한 실시예는 다양한 프로그래밍 언어를 사용하여 구현될 수 있다.
다른 실시예에서, 머신은 독립형 디바이스로서 동작하거나 다른 머신에 접속 (예를 들어, 네트워킹)될 수 있다. 네트워킹된 배치에서, 머신은 클라이언트-서버 네트워크 환경에서 서버 또는 클라이언트 머신의 용량으로 작동하거나 피어 투 피어 (또는 분산형) 네트워크 환경에서 피어 머신으로서 작동할 수 있다.
머신은 서버 컴퓨터, 클라이언트 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터(PC), 태블릿 PC, 랩탑 컴퓨터, 셋톱 박스(STB), 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 셀룰러 전화기, 아이폰, 블랙베리, 프로세서, 전화기, 웹 어플라이언스, 네트워크 라우터, 스위치 또는 브릿지, 또는 그 머신에 의해 취해질 동작을 명시하는 명령어 세트(순차적 또는 기타)를 실행할 수 있는 임의의 머신일 수 있다.
머신 판독가능 매체 또는 머신 판독가능 저장 매체는 예시적인 실시예에서 단일 매체로 도시되어 있지만, "머신 판독가능 매체" 및 "머신 판독가능 저장 매체"라는 용어는 단일 매체 또는 하나 이상의 명령어 세트를 저장하는 다수의 매체(예를 들어, 중앙 집중형 또는 분산형 데이터베이스 및/또는 연관된 캐시 및 서버)를 포함하는 것으로 이해해야 한다. "머신 판독가능 매체" 및 "머신 판독가능 저장 매체"라는 용어는 머신에 의해 실행될 명령어 세트를 저장, 인코딩 또는 전달할 수 있고 머신으로 하여금 현재 개시된 기술 및 혁신의 하나 이상의 방법을 수행하게 하는 임의의 매체를 포함하는 것으로 또한 이해해야 한다.
일반적으로, 본 명세서의 실시예를 구현하기 위해 실행되는 루틴은 "컴퓨터 프로그램"으로 지칭되는 운영 시스템 또는 특정 애플리케이션, 구성요소, 프로그램, 객체, 모듈 또는 명령어 시퀀스의 일부로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 전형적으로 컴퓨터의 다양한 메모리 및 저장 디바이스에서 다양한 시간에 설정되고, 컴퓨터의 하나 이상의 처리 유닛 또는 프로세서에 의해 판독되고 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 본 명세서의 다양한 양태를 포함하는 요소를 실행하게 하는 하나 이상의 명령어를 포함한다.
또한, 실시예는 완전히 기능하는 컴퓨터 및 컴퓨터 시스템과 관련하여 설명되었지만, 당업자는 다양한 실시예가 다양한 형태의 프로그램 제품으로서 배포될 수 있고, 개시내용이 실제로 배포되게 하는 데 이용되는 머신 또는 컴퓨터 판독가능 매체의 특정 유형에 관계없이 동등하게 적용됨을 알 것이다.
머신 판독가능 저장 매체, 머신 판독가능 매체 또는 컴퓨터 판독가능 (저장) 매체의 추가 예는 그 중에서도 휘발성 및 비휘발성 메모리 디바이스, 플로피 및 다른 제거 가능 디스크, 하드 디스크 드라이브, 광학 디스크(예컨대, CD ROM(Compact Disk Read-Only Memory), DVD(Digital Versatile Disk) 등)와 같은 기록 가능한 유형의 매체 및 디지털 및 아날로그 통신 링크와 같은 전송 유형 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
문맥이 달리 명료하게 요청하지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 걸쳐, "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)" 등의 단어는 배타적인 또는 모든 것을 망라하는 의미와는 대조적으로 포괄적인 의미, 즉, "포함하는(including)"의 의미로 해석되어야 하지만, 이에 제한되지는 않는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "접속된", "연결된" 또는 이의 임의의 변형은 2개 이상의 요소 사이의 직접적인 또는 간접적인 임의의 접속 또는 연결을 의미하고, 요소들 사이의 접속의 연결은 물리적, 논리적 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, "여기에", "위에", "아래에" 및 유사한 의미의 단어는 이 출원에서 사용될 때 이 출원을 전체로서 지칭할 것이며 이 출원의 어떤 특정 부분도 지칭하지 않아야 한다. 문맥이 허용하는 경우, 단수 또는 복수를 사용하는 위 상세한 설명의 단어는 복수 또는 단수를 각각 포함할 수도 있다. 2개 이상의 항목 리스트와 관련하여 "또는"이라는 단어는 다음과 같은 해석을 모두 커버한다: 리스트의 임의의 항목, 리스트의 모든 항목 및 리스트의 항목의 임의의 조합.
명세서의 실시예에 대한 위 상세한 설명은 모든 것을 망라하거나 위에 개시된 정확한 형태로 교시를 제한하려는 것은 아니다. 명세서의 특정 실시예 및 예가 설명을 위해 전술되었지만, 당업자라면 인식할 수 있는 바와 같이, 본 명세서의 범위 내에서 여러 균등한 수정이 가능하다. 예를 들어, 프로세스 또는 블록은 주어진 순서로 제공되지만, 다른 실시예는 상이한 순서로 단계를 갖는 루틴을 수행하거나 블록을 갖는 시스템을 수행할 수 있고, 일부 프로세스 또는 블록은 삭제, 이동, 추가, 서브분할, 결합 및/또는 수정되어 다른 대안 또는 서브결합을 제공할 수 있다. 이들 프로세스 또는 블록의 각각은 다양한 상이한 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 프로세스 또는 블록이 때때로 직렬로 수행되는 것으로 도시되어 있지만, 이러한 프로세스 또는 블록은 병렬로 수행되거나 상이한 시간에 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 언급된 임의의 특정 번호는 예일 뿐이며, 다른 구현 예는 상이한 값 또는 범위를 사용할 수 있다.
본 명세서에 제공된 개시내용의 교시는 다른 시스템에 적용될 수 있으며 반드시 전술한 시스템일 필요는 없다. 전술한 다양한 실시예의 요소 및 동작은 결합되어 추가 실시예를 제공할 수 있다.
첨부한 출원 서류에 열거될 수 있는 것을 포함하여, 위에서 언급된 임의의 특허 및 출원 및 기타 참고 문헌은 본 명세서에서 참조로서 인용된다. 본 명세서의 양태는, 필요하다면, 본 개시내용의 또 다른 실시예를 제공하기 위해 전술된 다양한 참조 문헌의 시스템, 기능 및 개념을 사용하도록 수정될 수 있다.
위 상세한 설명에 비추어 본 개시내용에 대한 이러한 변경 및 다른 변경이 이루어질 수 있다. 위 설명은 본 개시내용의 특정 실시예를 설명하고, 고려된 최선의 모드를 설명하지만, 위 내용이 본문에 아무리 상세히 나타나더라도, 그 교시는 다수의 방법으로 실시될 수 있다. 시스템의 세부사항은 구현 세부사항에서 상당히 다를 수 있지만, 여전히 여기에 개시된 청구대상에 의해 포함된다. 전술한 바와 같이, 개시내용의 특정 특징 또는 양태를 기술할 때 사용된 특정 용어는 그 용어가 용어가 관련되는 임의의 특정한 특성, 특징 또는 양태에 제한되도록 여기서 재정의된다는 것을 의미해서는 안 된다. 일반적으로, 후속하는 청구범위에서 사용된 용어는 위 상세한 설명 부분이 그러한 용어를 명확하게 정의하지 않는 한, 명세서에 개시된 특정 실시예로 개시내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서, 본 개시내용의 실제 범위는 개시된 실시예뿐만 아니라 청구범위에서의 개시내용을 실시하거나 구현하는 모든 균등한 방법도 포함한다.
본 개시내용의 특정 양태가 특정 청구항 형태로 이하에 제시되지만, 발명자는 임의의 수의 청구항 형태로 본 개시내용의 다양한 양태를 고려한다. 예를 들어, 본 개시내용의 단 하나의 양태는 35 U.S.C. §112, ¶6 하의 수단 플러스 기능 청구항(means-plus-function claim)으로서 나열되지만, 다른 양태도 마찬가지로 수단 플러스 기능 청구항으로 구현되거나 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 구현되는 것과 같은 다른 형태로 구현될 수 있다. (35 U.S.C. §112, ¶6 하에서 처리되도록 의도되는 모든 청구항은 "~하는 수단"이라는 단어로 시작될 것이다.) 따라서, 출원인은 개시내용의 다른 양태에 대한 추가 청구항 양식을 추구하기 위해 출원한 후에 추가 청구항을 추가할 권한을 갖는다.
본 명세서에 제공된 상세한 설명은 다른 시스템에도 적용될 수 있으며, 반드시 전술한 시스템일 필요는 없다. 전술한 다양한 예들의 요소 및 동작은 결합되어 본 발명의 추가 구현예를 제공할 수 있다. 본 발명의 몇몇 다른 구현예는 전술한 구현예에 대한 추가 요소를 포함할 수 있을 뿐만 아니라 더 적은 수의 요소도 포함할 수 있다. 위 상세한 설명에 비추어 본 발명에 이러한 변경 및 다른 변경이 이루어질 수 있다. 위 설명은 본 발명의 특정 예를 정의하고, 고려된 최선의 모드를 설명하지만, 위 내용이 본문에 아무리 상세히 나타나더라도, 본 발명은 다수의 방법으로 실시될 수 있다. 시스템의 세부사항은 특정 구현예에서 상당히 다를 수 있지만, 본 명세서에 개시된 발명에 여전히 포함된다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 특정 특징 또는 양태를 설명할 때 사용되는 특정 용어는 용어가 관련되는 본 발명의 임의의 특정한 특성, 특징 또는 양태로 제한되도록 본 명세서에서 재정의됨을 의미해서는 안 된다. 일반적으로, 후속하는 청구범위에서 사용된 용어는 위 상세한 설명 부분이 그러한 용어를 명백하게 정의하지 않는 한, 본 발명을 명세서에 개시된 특정 예들로 제한하도록 해석되어서는 안 된다. 따라서, 본 발명의 실제 범위는 개시된 예뿐만 아니라 본 발명을 실시하거나 구현하는 모든 균등한 방법도 포함한다.
Claims (20)
- 무선 전력 전달 환경에서 무선 전력 수신을 위해 기존의 구성요소를 활용(leverage)하도록 전자 디바이스를 작동시키는 방법으로서,
상기 전자 디바이스의 라디오 주파수(radio frequency: RF) 통신 인터페이스 구성요소에 의해, 상기 무선 전력 전달 환경에서 역지향성(retrodirective) 무선 전력 전송 시스템으로부터 무선 전력 전달 파라미터를 수신하는 단계 - 상기 RF 통신 인터페이스 구성요소는 데이터 통신 프로토콜을 통해 통신하도록 구성됨 - 와,
상기 RF 통신 인터페이스 구성요소에 의해, 상기 무선 전력 전달 파라미터를 상기 전자 디바이스의 RF 전력 인터페이스 구성요소에 제공하는 단계와,
상기 무선 전력 전달 파라미터를 수신하는 것에 응답하여, 상기 RF 전력 인터페이스 구성요소에 의해, 상기 무선 전력 전달 파라미터 중 적어도 하나에 따라 타이밍 인터페이스 구성요소를 구성하는 단계와,
상기 RF 통신 인터페이스 구성요소에 의해, 지향성 무선 전력을 수신하는 단계와,
상기 RF 전력 인터페이스 구성요소에 의해, 상기 지향성 무선 전력을 처리하는 단계를 포함하는
방법.
- 제 1 항에 있어서,
비콘 통지에 응답하여, 상기 RF 전력 인터페이스 구성요소에 의해, 상기 전자 디바이스의 하나 이상의 안테나에게 상기 역지향성 무선 전력 전송 시스템으로 비콘 신호를 전송하도록 지시하는 단계를 더 포함하는
방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 비콘 통지는 상기 타이밍 인터페이스 구성요소에 의해 생성되는
방법.
- 제 1 항에 있어서,
전력 수신 통지에 응답하여, 상기 RF 통신 인터페이스 구성요소에 의해, 상기 전자 디바이스의 하나 이상의 안테나에게 다가오는 시간 사이클 동안 상기 역지향성 무선 전력 전송 시스템으로부터의 무선 전력의 수신을 예상하도록 지시하는 단계를 더 포함하는
방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 전력 수신 통지는 상기 타이밍 인터페이스 구성요소에 의해 생성되는
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 무선 전력 전달 파라미터는 수신 전력 정보, 코드 정보 및 비콘 타이밍 정보를 포함하는
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 데이터 통신 프로토콜은 저전력 통신 프로토콜인
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 지향성 무선 전력은 상기 전자 디바이스를 작동시키는 데 사용되는
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 지향성 무선 전력은 상기 전자 디바이스의 배터리를 충전하는 데 사용되는
방법.
- 무선 전력 전달 환경에서 무선 전력 수신을 위해 기존의 구성요소를 활용하도록 구성된 전자 디바이스로서,
하나 이상의 안테나와,
데이터 통신 프로토콜을 통해 상기 하나 이상의 안테나를 이용하여 통신을 송신하고 수신하도록 구성된 라디오 주파수(RF) 통신 인터페이스 구성요소 - 상기 통신은 상기 무선 전력 전달 환경에서 역지향성 무선 전력 전송 시스템으로부터 수신된 무선 전력 전달 파라미터를 포함함 - 와,
상기 RF 통신 인터페이스 구성요소에 결합되고, 상기 무선 전력 전달 파라미터를 수신하고 처리하며, 비콘 통지에 응답하여 비콘 신호를 송신하도록 구성된 RF 전력 인터페이스 구성요소와,
상기 RF 전력 인터페이스 구성요소에 결합되고, 상기 비콘 통지를 생성하고 상기 RF 전력 인터페이스 구성요소에 전달하도록 구성된 타이밍 인터페이스 구성요소를 포함하되,
상기 RF 통신 인터페이스 구성요소는 상기 역지향성 무선 전력 전송 시스템으로부터 지향성 무선 전력을 수신하고 상기 수신된 전력을 상기 RF 전력 인터페이스 구성요소에 제공하도록 더 활용되는
전자 디바이스.
- 제 10 항에 있어서,
상기 RF 통신 인터페이스 구성요소는 상기 RF 전력 인터페이스 구성요소에 상기 무선 전력 전달 파라미터를 제공하도록 더 구성되는
전자 디바이스.
- 제 10 항에 있어서,
상기 RF 전력 인터페이스 구성요소는, 상기 무선 전력 전달 파라미터를 수신하는 것에 응답하여, 상기 무선 전력 전달 파라미터 중 적어도 하나에 따라 상기 타이밍 인터페이스 구성요소를 구성하도록 구성되는
전자 디바이스.
- 제 10 항에 있어서,
상기 무선 전력 전달 파라미터는 수신 전력 정보, 코드 정보 및 비콘 타이밍 정보를 포함하는
전자 디바이스.
- 제 10 항에 있어서,
상기 데이터 통신 프로토콜은 저전력 통신 프로토콜인
전자 디바이스.
- 제 10 항에 있어서,
배터리를 더 포함하되,
상기 RF 전력 인터페이스 구성요소는 상기 지향성 무선 전력으로 상기 배터리를 충전하도록 구성되는
전자 디바이스.
- 제 10 항에 있어서,
상기 RF 전력 인터페이스 구성요소는 상기 지향성 무선 전력을 처리하고 상기 전자 디바이스를 작동시키기 위한 전력을 제공하도록 구성되는
전자 디바이스.
- 전자 디바이스용 무선 수신기 구성요소로서,
상기 무선 수신기 구성요소는,
무선 전력 전달 파라미터를 수신하고 처리하며 비콘 통지에 응답하여 비콘을 전송하도록 구성된 전력 인터페이스 구성요소와,
상기 전력 인터페이스 구성요소에 결합되고, 상기 비콘 통지를 생성하고 상기 전력 인터페이스 구성요소에 전달하도록 구성된 타이밍 인터페이스 구성요소를 포함하되,
상기 전력 인터페이스 구성요소는 상기 전자 디바이스의 활용된 통신 인터페이스 구성요소에 의해 수신된 지향성 무선 전력을 처리하도록 더 구성되는
무선 수신기 구성요소.
- 제 17 항에 있어서,
비콘 통지에 응답하여, 상기 전력 인터페이스 구성요소는 상기 전자 디바이스의 하나 이상의 안테나에게 역지향성 무선 전력 전송 시스템으로 비콘 신호를 전송하도록 지시하는
무선 수신기 구성요소.
- 제 17 항에 있어서,
상기 지향성 무선 전력은 상기 전자 디바이스를 작동시키거나 또는 상기 전자 디바이스의 배터리를 충전하는 데 사용되는
무선 수신기 구성요소.
- 제 17 항에 있어서,
상기 전력 인터페이스 구성요소는, 상기 무선 전력 전달 파라미터를 수신하는 것에 응답하여, 상기 무선 전력 전달 파라미터 중 적어도 하나에 따라 상기 타이밍 인터페이스 구성요소를 구성하도록 더 구성되는
무선 수신기 구성요소.
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