KR20210033266A - 무선 전력을 송신하는 방법 및 그 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예들은 무선 전력을 송신하는 방법 및 그 전자 장치에 관한 것으로서, 전자 장치는, 통신 회로, 센서 모듈, 및 상기 통신 회로 및 상기 센서 모듈과 작동적으로 연결된(operatively coupled to) 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통해 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정하고, 상기 센서 모듈을 통해 인체를 검출하고, 상기 인체의 위치에 기반하여 상기 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하고, 상기 송신 빔을 통해 상기 송신 전력이 전송되도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다. 다른 실시 예들도 가능하다.

Description

무선 전력을 송신하는 방법 및 그 전자 장치{METHOD FOR TRANSMITTING WIRELESS POWER AND ELECTRONIC DEVICE THEREOF}
본 발명의 다양한 실시 예들은 무선 전력을 송신하는 방법 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 고주파(mmWave) 대역(예: 60기가(60GHz) 대역)에서의 구현이 고려되고 있다. 고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 와 같은 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
5G(5세대 통신) 네트워크 및 사물인터넷 장치들이 개발 및 상용화됨에 따라, 마이크로파 전력전송 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 마이크로파 전력전송 기술은 원거리에 위치한 전자 장치에 무선으로 전력을 전송할 수 있는 기술로서, 유선전원 또는 배터리 교체 방식에 비해 높은 효율성을 제공할 수 있다. 하지만, 빔포밍을 통해 전력을 송신하는 마이크로파 전력전송 기술은 높은 효율의 전력 전달을 위해 전력을 수신하는 장치를 향해 더욱 집중된 빔을 형성해야 함에 따라, 인체가 많은 양의 고주파에 노출될 수 있다. 따라서, 인체에 미치는 영향을 최소화하면서, 전자 장치로 무선 전력을 효율적으로 송신할 수 있는 방안(solution)이 요구될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은, 인체에 미치는 영향을 최소화면서, 전자 장치로 무선 전력을 효율적으로 송신할 수 있는 방법 및 장치에 관하여 개시한다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 통신 회로, 센서 모듈, 및 상기 통신 회로 및 상기 센서 모듈과 작동적으로 연결된(operatively coupled to) 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신 회로를 통해 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정하고, 상기 센서 모듈을 통해 인체를 검출하고, 상기 인체의 위치에 기반하여 상기 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하고, 상기 송신 빔을 통해 상기 송신 전력이 전송되도록 상기 통신 회로를 제어할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 전자 장치의 프로세서가 상기 전자 장치의 통신 회로를 통해 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정하는 단계와, 상기 프로세서가 상기 전자 장치의 센서 모듈을 통해 인체를 검출하는 단계와, 상기 프로세서가 상기 인체의 위치에 기반하여 상기 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하는 단계, 및 상기 프로세서가 상기 송신 빔을 통해 상기 송신 전력이 전송되도록 상기 통신 회로를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은, 인체가 위치하는 방향으로 송신되는 전력을 최소화하면서 전자 장치에 무선 전력을 송신할 수 있는 송신 빔을 형성하고, 형성된 송신 빔을 통해 무선 전력을 송신함으로써, 무선 전력 송신이 인체에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 외부 전자 장치로 무선 전력을 송신하는 환경을 도시한 예시도이다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 외부 전자 장치의 위치 및 인체의 위치를 포함하는 직교좌표계의 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 4는 전자 장치에서 인체의 위치에 기반하여 송신 전력을 조정하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 무선 전력을 송신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 인체의 위치에 기반하여 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무선 전력을 송신하는 방법 및 그 전자 장치를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들어, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한", "~하는 능력을 가지는", "~하도록 변경된", "~하도록 만들어진", "~를 할 수 있는", 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 외부 전자 장치로 무선 전력을 송신하는 환경을 도시한 예시도이다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(101)는 복수의 외부 전자 장치(103-1, 103-3)와 데이터 통신 또는 무선 전력을 송신하기 위한 송신 빔 및 수신 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 복수의 외부 전자 장치(103-1, 103-3)와 빔 트레이닝(beam training)을 수행함으로써, 복수의 외부 전자 장치(103-1, 103-3) 각각에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(101)는 결정된 송신 빔을 통해 외부 전자 장치(103-1 또는 103-3)로 송신할 송신 전력을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 외부 전자 장치(103-1 또는 103-3)로부터 수신되는 신호의 세기(Received signal strength indication(RSSI))를 측정하거나 또는 외부 전자 장치(103-1 또는 103-3)로부터 위치 정보(예: 좌표 정보)를 수신함으로써, 전자 장치와 외부 전자 장치(103-1 또는 103-3) 간의 거리를 식별하고, 식별된 거리에 기반하여 외부 전자 장치(103-1 또는 103-3)로 송신할 송신 전력을 결정할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 주변에 위치한 인체의 위치에 기반하여 외부 전자 장치(103-1 또는 103-3)로 송신할 송신 전력을 조정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 전자 장치(101)의 주변에 위치한 인체의 위치를 식별하고, 식별된 인체의 위치에 기반하여, 외부 전자 장치(103-1 또는 103-1)로 송신하도록 결정된 송신 전력이 인체에 미치는 영향(예: 무선 전력량)을 식별하고, 무선 전력이 인체에 미치는 영향에 기반하여 송신 전력을 조정할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(101)는 인체에 미치는 영향에 기반하여 조정된 송신 전력을 송신 빔을 통해 외부 전자 장치(103-1 또는 103-3)로 송신할 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 블록도이다. 도 3은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 외부 전자 장치의 위치 및 인체의 위치를 포함하는 직교좌표계의 일 예를 나타내는 예시도이다. 도 4는 전자 장치에서 인체의 위치에 기반하여 송신 전력을 조정하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 프로세서(220), 메모리(230), 센서 모듈(240), 통신 회로(250), 및 안테나 모듈(260)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 입력을 수신하기 위한 입력 장치 및/또는 정보를 출력하기 위한 디스플레이를 더 포함할 수도 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)는 운영 체제 또는 어플리케이션을 구동하여 프로세서(220)에 연결된 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는 SoC(system on chip)로 구현될 수 있다. 프로세서(220)는 다른 구성요소들 중 적어도 하나로부터 수신된 인스트럭션(instruction) 또는 데이터를 메모리(230)에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 메모리(230)에 저장할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)는 외부 전자 장치(예: 도 1의 외부 전자 장치(103-1 또는 103-3))와 데이터 통신 및/또는 무선 전력을 송신하기 위해 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 통신 회로(250)를 통해 외부 전자 장치와 빔 트레이닝을 수행함으로써, 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)는 전자 장치(200)의 주변에 위치한 인체를 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 센서 모듈(240)을 통해 전자 장치(200)의 주변에 위치한 인체를 검출할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)는 전자 장치(200), 외부 전자 장치, 및 인체의 위치를 직교좌표계로 표현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 도 3과 같이, 전자 장치(301), 외부 전자 장치(303), 및 인체(305)의 위치를 구좌표계(거리(r), 고도각(θ), 방위각(
Figure pat00001
))로 나타낼 수 있다. 이 경우, 전자 장치(301)의 위치는
Figure pat00002
로 나타내고, 외부 전자 장치의 위치는
Figure pat00003
로 나타내고, 인체의 위치는
Figure pat00004
로 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)는 전자 장치(200), 외부 전자 장치, 및 인체의 위치를 포함하는 직교좌표계에 기반하여, 전자 장치(200)와 외부 전자 장치 간의 거리 및 전자 장치(200)와 인체 간의 거리를 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 아래의 <수학식 1>을 이용하여 전자 장치(200)와 외부 전자 장치 간의 거리(dk,n)를 식별할 수 있다.
Figure pat00005
다른 예를 들어, 프로세서(220)는 아래의 <수학식 2>를 이용하여 전자 장치(200)와 인체 간의 거리(dl,n)를 식별할 수 있다.
Figure pat00006
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)는 전자 장치(200)와 외부 전자 장치 간의 거리에 기반하여 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 아래의 <수학식 3>을 이용하여 전자 장치(200)와 외부 전자 장치 간의 거리에 기반한 전송 계수(Yk,n)를 산출하고, 아래의 <수학식 4>를 이용하여 전송 계수(Yk,n)에 기반한 송신 전력(
Figure pat00007
)을 산출할 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
<수학식 3>에서,
Figure pat00010
는 파장을 나타내고,
Figure pat00011
는
Figure pat00012
와
Figure pat00013
방향을 향한 전자 장치(200)의 송신 안테나 이득을 나타내고,
Figure pat00014
는 외부 전자 장치의 안테나 이득을 나타낼 수 있다. <수학식 4>에서, Rn은 전자 장치(200)의 안테나 소자의 방사 저항을 나타내고, Vn은 전자 장치(200)의 안테나 소자의 전송 전압을 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)는 송신 전력에 의해 인체로 방사되는 전력(또는 복사 전력)을 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 인체를 포함하는 일정 크기의 영역(예: 너비가
Figure pat00015
이고, 높이가
Figure pat00016
인 사각 영역) 및 사각 영역의 포인팅 벡터(x)를 결정하고, 인체를 포함하는 일정 크기의 영역에서 표면 적분을 통해 인체를 포함하는 일정 크기의 영역에 대한 복사 전력을 산출함으로써, 송신 전력에 의해 인체로 방사되는 전력을 산출할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(220)는 아래의 <수학식 5>를 이용하여 전자 장치(200)와 포인팅 벡터(x) 간의 전송 계수(Wl,n(x))를 산출하고, <수학식 6>을 이용하여 인체를 포함하는 일정 크기의 영역에 대한 복사 전력(예: 인체로 방사되는 전력)을 계산함으로써, 송신 전력에 의해 인체로 방사되는 전력을 산출할 수 있다.
Figure pat00017
Figure pat00018
<수학식 5>에서,
Figure pat00019
는 파장을 나타내고,
Figure pat00020
는
Figure pat00021
및
Figure pat00022
방향을 향한 전자 장치(200)의 안테나 이득을 나타낼 수 있다. <수학식 6>에서,
Figure pat00023
는 인체의 포인팅 벡터(x)에 다한 전자 장치(200)의 안테나의 전기장을 나타내고,
Figure pat00024
는 평면파의 고유 임피던스를 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 프로세서(220)는 인체로 방사되는 전력이 기준 전력(예: 전자파 노출 허용치)을 초과하는 경우, 송신 전력을 조정할 수 있다. 구체적으로, 인체를 포함하는 일정 크기의 영역에 대한 복사 전력은 도 4와 같이, QCQP(quadratic constrained quadratic optimization problem)으로 표현될 수 있으며, 프로세서(220)는 도 4의 문제에 대한 최적의 해를 구함으로써, 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하지 않으면서, 외부 전자 장치에 최적의 전력을 전송할 수 있는 송신 전력을 산출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는 도 4의 문제에 대한 최적의 해(solution)를 도출하기 위해, 도 4의 문제를 convex한 문제로 변환한 후, interior point method와 같은 알고리즘을 통해 convex한 문제의 해를 구하고, rank-one 행렬 분해(matrix decomposition) 및 가우시안 랜덤화(gaussian randomization)를 이용하여 도 4의 문제에 근사화된 해를 산출함으로써, 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하지 않으면서, 외부 전자 장치로 최적의 전력을 송신할 수 있는 송신 전력을 산출할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 센서 모듈(240)은 전자 장치(200)의 주변에 위치한 인체를 검출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(240)은 이미지 센서, 깊이 이미지 센서(depth image sensor), 또는 초음파 센서와 같이, 물체를 검출하고, 전자 장치(200)와 검출된 물체 간의 거리를 식별할 수 있는 모든 센서를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 통신 회로(250)는 안테나 모듈(260)과 전기적으로 연결되며, 안테나 모듈(260)을 통해 외부로 신호를 송신하거나 외부로부터 신호를 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 회로(250)는 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association)과 같은 근거리 통신 기법 또는 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 지원할 수 있다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 무선 전력을 송신하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 동작 501에서, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(200))의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))는 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 통신 회로(250)를 통해 외부 전자 장치와 빔 트레이닝을 수행함으로써, 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정한 것에 응답하여, 외부 전자 장치의 위치를 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 통신 회로(250)를 통해 외부 전자 장치의 위치 정보를 획득함으로써, 외부 전자 장치의 위치를 식별할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는 주기적 또는 비 주기적으로 외부 전자 장치와 빔 트레이닝을 수행하고, 빔 트레이닝 수행 결과에 기반하여 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.
동작 503에서, 프로세서(220)는 센서 모듈(240)을 통해 인체를 검출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 이미지 센서, 깊이 이미지 센서, 또는 초음파 센서 등을 통해 전자 장치(200)의 주변에 위치한 인체를 검출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는 인체를 검출한 것에 응답하여, 전자 장치(200)와 외부 전자 장치 간의 거리 및 전자 장치(200)와 인체 간의 거리를 식별하고, 식별된 거리에 기반하여 외부 전자 장치의 위치와 인체의 위치를 거리, 고도각, 및 방위각으로 나타내는 직교좌표계를 생성할 수 있다.
동작 505에서, 프로세서(220)는 인체의 위치에 기반하여 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 전자 장치(200)와 외부 전자 장치 간의 거리에 기반하여 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하고, 결정된 송신 전력 및 전자 장치(200)와 인체 간의 거리에 기반하여 인체로 방사되는 전력(복사 전력)을 산출하고, 산출된 복사 전력이 기준 전력(예: 전자파 노출 허용치)을 초과하는 경우, 복사 전력이 기준 적력을 초과하지 않도록, 송신 적력을 조정할 수 있다. 다른 예를 들어, 프로세서(220)는 산출된 복사 전력이 기준 전력(예: 전자파 노출 허용치)을 초과하지 않는 경우, 결정된 송신 전력 및 전자 장치(200)와 인체 간의 거리에 기반하여 산출된 송신 전력을 유지할 수 있다.
동작 507에서, 프로세서(220)는 결정된 송신 전력이 송신 빔을 통해 외부 전자 장치로 송신되도록 통신 회로(250)를 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전자 장치(200)는 외부 전자 장치로 무선 전력을 송신할 시, 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력이 전자 장치의 주변에 위치한 인체에 미치는 영향을 고려하여, 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정함으로써, 송신 전력이 인체에 미치는 영향을 최소화면서, 외부 전자 장치로 무선 전력을 효율적으로 송신할 수 있다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 인체의 위치에 기반하여 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하 설명은, 도 5의 동작 505에서, 인체의 위치에 기반하여 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하는 동작의 상세 동작일 수 있다.
도 6을 참조하면, 동작 601에서, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(200))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(220))는 전자 장치(200)와 외부 전자 장치 간의 거리에 기반하여 외부 전자 장치의 무선 충전을 위한 송신 전력을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 외부 전자 장치의 위치와 인체의 위치를 포함하는 직교좌표계에 기반하여 전자 장치(200)와 외부 전자 장치 간의 거리를 식별하고, 식별된 거리에 기반하여 외부 전자 장치의 무선 충전을 위한 송신 전력을 결정할 수 있다.
동작 603에서, 프로세서(220)는 송신 전력 및 전자 장치와 인체 간의 거리에 기반하여 인체로 방사되는 전력을 산출할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 외부 전자 장치의 위치와 인체의 위치를 포함하는 직교좌표계에 기반하여 전자 장치(200)와 인체 간의 거리를 식별하고, 인체를 포함하는 일정 크기의 영역을 결정하고, 송신 전력 및 전자 장치와 인체 간의 거리에 기반하여 인체를 포함하는 일정 크기의 영역에 대한 복사 전력을 산출함으로써, 인체로 방사되는 전력을 산출할 수 있다.
동작 605에서, 프로세서(220)는 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다. 프로세서(220)는 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하는 경우, 동작 607을 수행하고, 인체로 방사되는 전력이 기준 전력 이하인 경우, 본 알고리즘을 종료할 수 있다.
동작 607에서, 프로세서(220)는 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하는 경우, 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하지 않도록 송신 전력을 조정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인체를 포함하는 일정 크기의 영역에 대한 복사 전력은 도 4와 같이, QCQP(quadratic constrained quadratic optimization problem)으로 표현될 수 있으며, 프로세서(220)는 도 4의 문제에 대한 최적의 해를 구함으로써, 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하지 않으면서, 외부 전자 장치에 최적의 전력을 전송할 수 있는 송신 전력을 산출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(220)는 도 4의 문제에 대한 최적의 해(solution)를 도출하기 위해, 도 4의 문제를 convex한 문제로 변환한 후, interior point method와 같은 알고리즘을 통해 convex한 문제의 해를 구하고, rank-one 행렬 분해(matrix decomposition) 및 가우시안 랜덤화(gaussian randomization)를 이용하여 도 4의 문제에 근사화된 해를 산출함으로써, 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하지 않으면서, 외부 전자 장치로 최적의 전력을 송신할 수 있는 무선 전력을 산출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전자 장치(200)는 외부 전자 장치로 무선 전력을 송신하는 경우, 송신 전력이 전자 장치(100)의 주변에 위치한 인체에 미치는 영향을 판단하고, 판단 결과에 기반하여 송신 전력을 조정 또는 유지함으로써, 송신 전력이 인체에 미치는 영향을 최소화면서, 외부 전자 장치로 무선 전력을 효율적으로 송신할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2의 전자 장치(200)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 도 2의 메모리(230))에 저장된 하나 이상의 인스트럭션들(instructions)을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 도 2의 전자 장치(200))의 프로세서(예: 도 2의 프로세서(220))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 인스트럭션들 중 적어도 하나의 인스트럭션을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 호출된 적어도 하나의 인스트럭션에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 할 수 있다. 하나 이상의 인스트럭션들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
200: 전자 장치
220: 프로세서
230: 메모리
240: 센서 모듈
250: 통신 회로
260: 안테나 모듈

Claims (10)

  1. 통신 회로;
    센서 모듈; 및
    상기 통신 회로 및 상기 센서 모듈과 작동적으로 연결된(operatively coupled to) 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통해 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정하고,
    상기 센서 모듈을 통해 인체를 검출하고,
    상기 인체의 위치에 기반하여 상기 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하고, 및
    상기 송신 빔을 통해 상기 송신 전력이 전송되도록 상기 통신 회로를 제어하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은,
    이미지 센서, 깊이 이미지 센서, 또는 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 통해 상기 외부 전자 장치의 위치 정보를 수신함으로써, 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별하고, 및
    상기 외부 전자 장치의 위치 및 상기 인체의 위치를 거리, 고도각, 및 방위각으로 나타내는 직교좌표계를 생성하는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하는 동작의 적어도 일부로서,
    상기 직교좌표계에 기반하여, 상기 전자 장치와 상기 외부 전자 장치 간의 거리에 대응하는 송신 전력을 결정하고,
    상기 송신 전력 및 상기 전자 장치와 상기 인체 간의 거리에 기반하여 상기 인체로 방사되는 전력을 산출하고, 및
    상기 인체로 방사되는 전력에 기반하여 상기 송신 전력을 조정하는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 인체로 방사되는 전력에 기반하여 상기 송신 전력을 조정하는 동작의 적어도 일부로서,
    상기 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하는 경우, 상기 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하지 않도록 상기 송신 전력을 조정하고, 및
    상기 인체로 방사되는 전력이 기준 전력 이하인 경우, 상기 송신 전력을 유지하는 전자 장치.
  6. 전자 장치의 프로세서가 상기 전자 장치의 통신 회로를 통해 외부 전자 장치에 대한 송신 빔과 수신 빔을 결정하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 전자 장치의 센서 모듈을 통해 인체를 검출하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 인체의 위치에 기반하여 상기 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 송신 빔을 통해 상기 송신 전력이 전송되도록 상기 통신 회로를 제어하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서 모듈은,
    이미지 센서, 깊이 이미지 센서, 또는 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 통신 회로를 통해 상기 외부 전자 장치의 위치 정보를 수신함으로써, 상기 외부 전자 장치의 위치를 식별하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 외부 전자 장치의 위치 및 상기 인체의 위치를 거리, 고도각, 및 방위각으로 나타내는 직교좌표계를 생성하는 단계를 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 외부 전자 장치로 송신할 송신 전력을 결정하는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 직교좌표계에 기반하여, 상기 전자 장치와 상기 외부 전자 장치 간의 거리에 대응하는 송신 전력을 결정하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 송신 전력 및 상기 전자 장치와 상기 인체 간의 거리에 기반하여 상기 인체로 방사되는 전력을 산출하는 단계; 및
    상기 프로세서가 상기 인체로 방사되는 전력에 기반하여 상기 송신 전력을 조정하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인체로 방사되는 전력에 기반하여 상기 송신 전력을 조정하는 단계는,
    상기 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하는 경우, 상기 프로세서가 상기 인체로 방사되는 전력이 기준 전력을 초과하지 않도록 상기 송신 전력을 조정하는 단계; 및
    상기 인체로 방사되는 전력이 기준 전력 이하인 경우, 상기 프로세서가 상기 송신 전력을 유지하는 단계를 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023106584A1 (ko) * 2021-12-07 2023-06-15 삼성전자 주식회사 자기 공진 방식의 무선 충전을 위한 전자 장치
WO2023248504A1 (ja) * 2022-06-23 2023-12-28 京セラ株式会社 送電装置、ワイヤレス電力伝送システム及び制御方法
JP2024002302A (ja) * 2022-06-23 2024-01-11 京セラ株式会社 送電装置、ワイヤレス電力伝送システム及び制御方法

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