WO2023136711A1 - 전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 이용하여 위치를 판단하는 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 이용하여 위치를 판단하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023136711A1
WO2023136711A1 PCT/KR2023/000817 KR2023000817W WO2023136711A1 WO 2023136711 A1 WO2023136711 A1 WO 2023136711A1 KR 2023000817 W KR2023000817 W KR 2023000817W WO 2023136711 A1 WO2023136711 A1 WO 2023136711A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electronic device
ranging
time
various embodiments
packet
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/000817
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
한광훈
김희수
정다운
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Publication of WO2023136711A1 publication Critical patent/WO2023136711A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0284—Relative positioning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/28—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations
    • H04L47/283—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations in response to processing delays, e.g. caused by jitter or round trip time [RTT]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/32—Flow control; Congestion control by discarding or delaying data units, e.g. packets or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/34—Flow control; Congestion control ensuring sequence integrity, e.g. using sequence numbers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/12—Messaging; Mailboxes; Announcements

Definitions

  • the present disclosure relates to ultra wide band (UWB) communication, and more particularly, to a method for monitoring UWB signals of external electronic devices and determining a location of an electronic device using the UWB signals.
  • UWB ultra wide band
  • the Internet is evolving from a human-centered connection network in which humans create and consume information to an Internet of Things (IoT) network in which information is exchanged and processed between distributed components such as objects.
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • sensing technology wired/wireless communication and network infrastructure, service interface technology, and security technology
  • M2M machine to machine
  • MTC machine type communication
  • IoT Internet Technology
  • IoT is a smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. can be applied in the field of
  • a method for effectively providing these services is required.
  • a ranging technology for measuring a distance between electronic devices using ultra wide band (UWB) and a transaction technology for transmitting data between electronic devices using UWB may be used.
  • the present disclosure proposes an electronic device that monitors UWB ranging signals of external electronic devices and determines its location based on the monitoring result, and an operating method thereof.
  • An electronic device includes a communication module supporting UWB communication and at least one processor connected to the communication module.
  • the at least one processor receives a ranging request message transmitted from a first external electronic device to a second external electronic device through the communication module, and determines a first time at which the ranging request message is received. and receiving a ranging response message transmitted from the second external electronic device to the first external electronic device in response to the ranging request message through the communication module, and receiving the ranging response message.
  • the received second time may be checked, and location information of the electronic device may be determined based on the first time and the second time.
  • a method of operating an electronic device includes receiving a ranging request message transmitted from a first external electronic device to a second external electronic device, and receiving the ranging request message.
  • An electronic device may determine its own relative position by monitoring UWB ranging signals of external electronic devices without directly performing UWB ranging.
  • 1 is an exemplary architecture of an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 2 illustrates a communication system including a plurality of electronic devices according to various embodiments.
  • FIG. 3 illustrates a method in which a plurality of electronic devices perform communication according to various embodiments.
  • FIG. 4 illustrates a communication system including a plurality of electronic devices according to various embodiments.
  • 5A illustrates a process for an electronic device to determine a relative location of an electronic device through UWB packet monitoring according to various embodiments.
  • 5B illustrates a process for an electronic device to calculate a relative position of an electronic device through UWB packet monitoring according to various embodiments.
  • 6A illustrates an example of relative positions of electronic devices through UWB packet monitoring according to various embodiments.
  • 6B illustrates another example of relative positions of electronic devices through UWB packet monitoring according to various embodiments.
  • FIG. 7 illustrates a process in which a first electronic device and a second electronic device determine a distance between a first electronic device and a second electronic device through UWB packet exchange according to various embodiments.
  • FIG 9 illustrates an operating method of an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 10 illustrates a structure of a UWB packet to which a distance field is added according to various embodiments.
  • FIG. 11 illustrates a process of inferring an access state of an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 12 illustrates a process of determining whether an electronic device has entered a specific area according to various embodiments.
  • FIG. 13 illustrates a process for determining an accurate location of an electronic device by monitoring a plurality of UWB packets according to various embodiments.
  • FIG. 14 illustrates a communication system including a first electronic device, a second electronic device, and a third electronic device according to various embodiments.
  • 15 is a block diagram schematically illustrating an electronic device in a network environment according to various embodiments.
  • each block of the process flow chart diagrams and combinations of the flow chart diagrams can be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions may be embodied in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flowchart block(s). It creates means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular way, such that the computer usable or computer readable memory
  • the instructions stored in may also be capable of producing an article of manufacture containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s).
  • the computer program instructions can also be loaded on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to generate computer or other programmable data processing equipment. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative implementations it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, two blocks shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be performed in reverse order depending on their function.
  • ' ⁇ unit' used in this embodiment means software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and ' ⁇ unit' performs certain roles. do.
  • ' ⁇ part' is not limited to software or hardware.
  • ' ⁇ bu' may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors.
  • ' ⁇ unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and programs. procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and ' ⁇ units' may be combined into smaller numbers of components and ' ⁇ units' or further separated into additional components and ' ⁇ units'.
  • components and ' ⁇ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
  • ' ⁇ unit' may include one or more processors.
  • the term 'electronic device' or 'terminal' refers to a mobile station (MS), a user equipment (UE), a user terminal (UT), a wireless terminal, an access terminal (AT), a terminal, and a subscriber. May be referred to as a subscriber unit, subscriber station (SS), wireless device, wireless communication device, wireless transmit/receive unit (WTRU), mobile node, mobile or other terms.
  • Various embodiments of the electronic device include a cellular phone, a smart phone having a wireless communication function, a personal digital assistant (PDA) having a wireless communication function, a wireless modem, a portable computer having a wireless communication function, and a digital camera having a wireless communication function.
  • PDA personal digital assistant
  • It may include a photographing device, a gaming device having a wireless communication function, a music storage and reproducing home appliance having a wireless communication function, an Internet home appliance capable of wireless Internet access and browsing, as well as portable units or terminals incorporating combinations of such functions.
  • wireless sensor network technology is largely classified into a wireless local area network (WLAN) technology and a wireless personal area network (WPAN) technology according to a recognition distance.
  • the wireless LAN is a technology based on IEEE 802.11, and is a technology capable of accessing a backbone network within a radius of 100 m or less.
  • the wireless private network is a technology based on IEEE 802.15, and includes Bluetooth, ZigBee, and ultra wide band (UWB).
  • a wireless network in which such a wireless network technology is implemented may include a plurality of electronic devices.
  • UWB may refer to a wireless communication technology using a bandwidth of 500 MHz or more or a bandwidth corresponding to a center frequency of 20% or more.
  • UWB may mean a band itself to which UWB communication is applied.
  • UWB enables secure and accurate ranging between devices. This allows UWB to estimate a relative position based on the distance between two devices or accurately position a device based on its distance from (known) fixed devices.
  • 1 is an exemplary architecture of an electronic device according to various embodiments.
  • an electronic device may be one of various types of electronic devices.
  • the electronic device may be a portable device (eg, UE, smart phone, wearable device, vehicle, tag device) or stationary device (eg, door lock, anchor device, etc.).
  • the electronic device 100 may include a PHY layer 110, a MAC layer (MAC sublayer) 120, and/or a higher layer 130.
  • MAC sublayer MAC sublayer
  • the PHY layer 110 may include a low-level control entity and at least one transceiver.
  • a transceiver may be referred to as an RF transceiver or a radio transceiver.
  • At least one transceiver may include a first transceiver supporting UWB communication (eg, 802.15.4z-based UWB communication) and a second transceiver supporting narrowband (NB) communication using a narrower bandwidth than that of UWB communication.
  • transceiver and/or a third transceiver supporting another communication technology (eg, Bluetooth, BLE, etc.).
  • a first transceiver may be referred to as a UWB transceiver
  • a second transceiver may be referred to as an NB transceiver
  • a third transceiver may be referred to as an OOB transceiver.
  • one transceiver may support multiple communication technologies. For example, one transceiver can support UWB communication and NB communication.
  • the PHY layer 110 may support at least one of the following functions.
  • the MAC layer 120 provides an interface between the upper layer 130 and the PHY layer 120.
  • the MAC layer 120 may provide the following two services.
  • - MAC data service service that enables transmission and reception of MAC PDU (protocol data unit) through PHY
  • MLME-SAP Service interfaced to MAC sublayer management entity (MLME) service access point (SAP) (MLME-SAP)
  • the MAC layer 120 may support at least one of the following functions.
  • the upper layer 130 may include a network layer providing functions such as network configuration and message routing, and/or an application layer providing intended functions of the device.
  • the application layer may be a UWB-enabled application layer for providing a UWB service.
  • FIG. 2 illustrates a communication system including a plurality of electronic devices according to various embodiments.
  • a communication system 200 may include a first electronic device 210 and a second electronic device 220 .
  • the first electronic device 210 and/or the second electronic device 220 may be the electronic device 100 of FIG. 1 .
  • the first electronic device 210 may communicate with the second electronic device 220 for device discovery, connection establishment, ranging (eg, UWB ranging), data communication, and/or other purposes. there is.
  • the first electronic device 210 may communicate with the second electronic device 220 using a preset communication method (technology).
  • the first electronic device 210 may perform wireless communication with the second electronic device 220 using a UWB communication method, an NB communication method, and/or an OOB communication method.
  • FIG. 3 illustrates a method in which a plurality of electronic devices perform communication according to various embodiments.
  • the first electronic device 301 and the second electronic device 302 of FIG. 3 may be, for example, the electronic devices of FIG. 1 or 2 .
  • the first electronic device 301 and the second electronic device 302 may perform a device search/connection setup procedure 310 and a data communication procedure 320 .
  • the device search/connection setup procedure 310 and data communication procedure 320 may be managed or controlled by the MAC layer (entity) of the electronic device.
  • the device discovery/connection establishment procedure 310 may be a preliminary procedure performed before the data communication procedure 320 .
  • the device discovery/connection establishment procedure 310 may be performed over OOB communication (channel), NB communication (channel), and/or UWB communication (channel).
  • the device search/connection setup procedure 310 may include at least one of the following operations.
  • - Device search operation An operation for an electronic device to search (discover) another UWB device.
  • the device discovery operation may include an operation of transmitting/receiving an Advertisement message.
  • a device discovery operation may be referred to as a discovery operation or an advertising operation.
  • connection establishment operation An operation in which two electronic devices establish a connection.
  • the connection establishment operation may include transmission/reception of a connection request message and a connection confirmation message.
  • a connection (channel) established through a connection establishment operation may be used to establish and control a UWB session for data communication.
  • parameters eg, UWB performance parameters (controller performance parameters), UWB configuration parameters, session key related parameters
  • UWB performance parameters controller performance parameters
  • UWB configuration parameters e.g., session key related parameters
  • data communication procedure 320 may be a procedure for transmitting and receiving data using UWB communication.
  • the data communication procedure may be performed using UWB communication or NB communication.
  • Data communication procedure 320 may include at least one of the following operations.
  • UWB ranging operation An operation in which an electronic device performs UWB ranging using a preset UWB ranging method (eg, OWR, SS-TWR, or DS-TWR method) with another electronic device.
  • a preset UWB ranging method eg, OWR, SS-TWR, or DS-TWR method
  • the UWB ranging operation may include a ToF measurement operation and/or an AoA measurement operation.
  • - Transaction operation An operation in which an electronic device exchanges service data with another electronic device.
  • FIG. 4 illustrates a communication system including a plurality of electronic devices according to various embodiments.
  • a communication system 400 may include a first electronic device 410 , a second electronic device 420 , and a third electronic device 430 .
  • the first electronic device 210 , the second electronic device 220 , and/or the third electronic device 430 may be the electronic device 100 of FIG. 1 .
  • the first electronic device 410 may communicate with the second electronic device 420 for device discovery, connection establishment, ranging (eg, UWB ranging), data communication, and/or other purposes. there is.
  • the first electronic device 410 may communicate with the second electronic device 420 using a preset communication method (technology).
  • the first electronic device 410 may perform wireless communication with the second electronic device 420 using a UWB communication method, an NB communication method, and/or an OOB communication method.
  • the third electronic device 430 detects and receives messages (or packets) between the first electronic device 410 and the second electronic device 420 using a preset communication method (technology). can receive According to various embodiments, the third electronic device 430 may monitor and receive ranging messages and/or ranging packets exchanged between the first electronic device 410 and the second electronic device 420 through UWB communication. can
  • the third electronic device 430 monitors a ranging message and/or ranging packet exchanged between the first electronic device 410 and the second electronic device 420, and monitors the ranging message and /or The relative position of the third electronic device 430 may be determined using the ranging packet.
  • the distance between the first electronic device 410 and the second electronic device 420 is a ranging packet pair exchanged between the first electronic device 410 and the second electronic device 420 (for example, , ranging request packet - ranging response packet) may be determined by a difference in arrival time.
  • the third electronic device 430 transmits and receives a ranging packet pair (eg, ranging request packet-ranging response packet) between the first electronic device 410 and the second electronic device 420.
  • the relative position of the third electronic device 430 may be determined by monitoring the there is.
  • the third electronic device 430 transmits and receives a ranging packet pair (eg, ranging request packet-ranging response packet) between the first electronic device 410 and the second electronic device 420. According to the monitoring result for the third electronic device 430 is closer to the first electronic device 410 or the second electronic device 420 may be determined.
  • a ranging packet pair eg, ranging request packet-ranging response packet
  • 5A illustrates a process for an electronic device to determine a relative location of an electronic device through UWB packet monitoring according to various embodiments.
  • a first electronic device transmits a ranging request packet to a second electronic device (eg, node), and the second electronic device (node) sends a ranging response packet corresponding to the ranging request packet. may be transmitted to the first electronic device (tag).
  • the second electronic device (node) receiving the ranging request packet may transmit the ranging response packet to the first electronic device (tag) after "t2", which is a time corresponding to a system delay. there is.
  • the first electronic device (tag) that transmits the ranging request packet generates a ranging response after t1 corresponding to the packet propagation time and t2 corresponding to the system delay have elapsed. packets can be received.
  • t1 may be determined based on a distance between a first electronic device (tag) and a second electronic device (node).
  • t2 may be determined to be the same value among electronic devices of the same type.
  • ranging between the first electronic device (tag) and the second electronic device (node) may be performed based on a time of “t1+t2”. According to various embodiments, the distance d between the first electronic device (tag) and the second electronic device (node) may be determined based on a time of “t1+t2”.
  • the third electronic device may monitor and receive a ranging request packet transmitted from the first electronic device (tag) to the second electronic device (node). According to various embodiments, the third electronic device (observer) may monitor and receive a ranging response packet transmitted from the second electronic device (node) to the first electronic device (tag).
  • the third electronic device receiving the ranging request packet t1' corresponding to the monitored packet propagation time and t2 corresponding to the system delay elapse After doing so, a ranging response packet can be received.
  • t1′ is a first distance between the third electronic device (observer) and the first electronic device (tag) and/or a second distance between the third electronic device (observer) and the second electronic device (node).
  • the relative position of the third electronic device (observer) may be determined based on a time of t1'+t2.
  • a range of 0 ⁇ t1' ⁇ t1 + ⁇ may be satisfied according to the location of the third electronic device (observer).
  • 5B illustrates a process for an electronic device to calculate a relative position of an electronic device through UWB packet monitoring according to various embodiments.
  • the first electronic device (tag) transmits a ranging request packet to the second electronic device (node) at time t0, and the second electronic device (node) transmits a ranging request packet to the first electronic device (tag) at time t1.
  • Ranging request packet transmitted from can be received.
  • the second electronic device (node) may transmit a ranging response packet corresponding to the ranging request packet to the first electronic device (tag) at time t2.
  • the first electronic device (tag) may receive the ranging response packet transmitted from the second electronic device (node) at time t3.
  • the distance d between the first electronic device (tag) and the second electronic device (node) may be determined based on Equation 1.
  • Equation 1 “t2-t1” is a constant related to system processing and may be referred to as K. According to various embodiments, K may be a value related to the system delay of FIG. 5A. Equation 1 reflecting K may be transformed into Equation 2.
  • the third electronic device may monitor and/or receive a ranging request packet transmitted from the first electronic device (tag) to the second electronic device (node) at time t4. According to various embodiments, the third electronic device (observer) may monitor and/or receive a ranging response packet transmitted from the second electronic device (node) to the first electronic device (tag) at time t5.
  • a distance between the third electronic device (observer) and the first electronic device (tag) may be expressed as d1
  • a distance between the third electronic device (observer) and the second electronic device (node) may be expressed as d2.
  • a relative distance detected (or observed) by the third electronic device (observer) may be expressed as d' in Equation 3.
  • K t2 - t1 may be satisfied.
  • the third electronic device when considering the magnitude relationship (ie, relative distance) of t1, t2, t4, and t5, the third electronic device (observer) may be expressed in a hyperbolic shape at an equidistant position.
  • 6A illustrates an example of relative positions of electronic devices through UWB packet monitoring according to various embodiments.
  • the third electronic device obtains distance between the first electronic device (tag) and the second electronic device (node) and monitored time information (t' in FIG. 5A). Based on this, you can determine (or judge) your location. According to various embodiments, the locations of the third electronic device (observer) having the same monitored time information (t' in FIG. 5A) may be expressed in a hyperbolic form as described above with reference to FIG. 5B.
  • positions of the first electronic device (tag) and the second electronic device (node) are fixed, and the third electronic device (tag) and the second electronic device (node) are the same distance from each other.
  • the electronic device (observer) may be located on the exact center line between the first electronic device (tag) and the second electronic device (node).
  • 6B illustrates another example of relative positions of electronic devices through UWB packet monitoring according to various embodiments.
  • the third electronic device obtains distance between the first electronic device (tag) and the second electronic device (node) and monitored time information (t' in FIG. 5A). Based on this, it may be determined that its position is closer to the first electronic device (tag) among the first electronic device (tag) and the second electronic device (node). According to various embodiments, locations of the third electronic device (observer) having the same monitored time information (t' in FIG. 5A) may be expressed in the form of a hyperbolic curve in FIG. 6B.
  • FIG. 7 illustrates a process in which a first electronic device and a second electronic device determine a distance between a first electronic device and a second electronic device through UWB packet exchange according to various embodiments.
  • the first electronic device (tag) illustrated in FIG. 7 may be the first electronic device (tag) of FIGS. 5A to 6B .
  • the second electronic device (anchor) shown in FIG. 7 may be the second electronic device (node) of FIGS. 5A to 6B.
  • a first electronic device may transmit a Poll message to a second electronic device (anchor) at a time T SP .
  • the Poll message may include ID information for identifying the Poll message.
  • the second electronic device may receive the Poll message at the time T RP .
  • the poll message may be implemented as a ranging request packet of FIGS. 5A to 6B.
  • the second electronic device may transmit a response message to the poll message to the first electronic device (tag) at a time T SR .
  • the first electronic device may receive a Response message at a time T RR .
  • the response message may be implemented as a ranging response packet of FIGS. 5A to 6B.
  • the first electronic device (tag) may transmit a Final message to the second electronic device (anchor) at the time T SF .
  • the second electronic device (anchor) may receive the Final message at the time T RF .
  • the Final message may include ID information, T RP , T RR , and T SF included in the Poll message.
  • the second electronic device may or may not transmit the report message to the first electronic device (tag).
  • a distance between the first electronic device (tag) and the second electronic device (anchor) may be determined based on Equation 5.
  • the speed of light may mean the speed of light.
  • a UWB packet may follow the MAC frame structure of IEEE 802.15.4z, for example.
  • a UWB packet may be abbreviated as UWB MAC frame or MAC frame or frame.
  • the UWB MAC frame may be used to carry UWB data (eg, UWB message, ranging message, control information, service data, application data, transaction data, etc.).
  • a UWB MAC frame may include a MAC header (MHR), a MAC payload, and/or a MAC footer (MFR).
  • MHR MAC header
  • MFR MAC footer
  • the MAC header may include a Frame Control field, a Sequence Number field, a PAN ID field, a Destination Address field, and/or a Source Address field.
  • the MAC header may further include an Auxiliary Security Header field and/or at least one Header IE field. Depending on embodiments, some fields may not be included in the MAC header.
  • the Frame Control field may include a Frame Type field, a Security Enabled field, a Frame Pending field, an AR field, a PAN ID Compression field, a Sequence Number Suppression field, an IE Present field, a Destination Addressing Mode field, a Frame Version field, and/or Alternatively, a Source Addressing Mode field may be included.
  • a Frame Type field a Security Enabled field
  • a Frame Pending field an AR field
  • a PAN ID Compression field a Sequence Number Suppression field
  • an IE Present field a Destination Addressing Mode field
  • a Frame Version field e.g., a Frame Version field
  • a Source Addressing Mode field may be included.
  • the Frame Type field may indicate a frame type.
  • the frame type may include a data type and/or a multipurpose type.
  • the Security Enabled field may indicate whether an Auxiliary Security Header field exists.
  • the Auxiliary Security Header field may include information required for security processing.
  • the Frame Pending field may indicate whether a device transmitting a frame has more data for a recipient. That is, the Frame Pending field may indicate whether there is a pending frame for the receiver.
  • the AR field may indicate whether acknowledgment for frame reception is required from the receiver.
  • the PAN ID Compression field may indicate whether the PAN ID field exists.
  • the Sequence Number Suppression field may indicate whether the Sequence Number field exists.
  • the Sequence Number field may indicate a sequence identifier for a frame.
  • the IE Present field may indicate whether the Header IE field and the Payload IE field are included in the frame.
  • the destination addressing mode field may indicate whether the destination address field includes a short address (eg, 16 bits) or an extended address (eg, 64 bits).
  • the destination address field may indicate the address of the recipient of the frame.
  • the Frame Version field may indicate a frame version.
  • the Frame Version field may be set to a value indicating IEEE std 802.15.4z-2020.
  • the Source Addressing Mode field indicates whether the Source Address field exists, and if the Source Address field exists, whether the Source Address field includes a short address (eg, 16 bits) or an extended address (eg, 64 bits). can do.
  • the Source Address field may indicate the address of the originator of the frame.
  • the MAC payload may include at least one Payload IE field.
  • the Payload IE field may include a Vendor Specific Nested IE.
  • the Payload IE field may include a UWB message or a Payload IE field of a control message.
  • the MAC footer may include an FCS field.
  • the FCS field may include a 16-bit CRC or a 32-bit CRC.
  • a payload IE field in a poll message may include a packet ID and a user payload.
  • the poll message (or ranging request packet) may be the poll message of FIG. 7 .
  • the Payload IE field in the response message may include Packet ID, Activity, Activity Parameter, and user payload.
  • the response message (or ranging response packet) may be the response message of FIG. 7 .
  • the Payload IE field in the final message may include Packet ID, Poll Message TX Timestamp, Response Message RX Timestamp, Predicted Final TX Timestamp, and User Payload.
  • Poll Message TX Timestamp may be a TX timestamp of a Poll message
  • Response Message RX Timestamp may be a response message RX timestamp
  • Predicted Final TX Timestamp may be a TX timestamp of an expected final message.
  • the final message may be the final message of FIG. 7 .
  • the Payload IE field in the report message may include Packet ID, Calculated ToF, and User Payload.
  • the report message may be the report message of FIG. 7 .
  • FIG 9 illustrates an operating method of an electronic device according to various embodiments.
  • the electronic device of FIG. 9 may be implemented as the third electronic device 430 of FIG. 4 , the third electronic device (observer) of FIGS. 5A and 5B , and the third electronic device (observer) of FIGS. 6A and 6B .
  • the electronic device may check (or monitor) a ranging packet transmitted from a first external electronic device to a second external electronic device.
  • the electronic device may determine whether a ranging packet transmitted from the first external electronic device to the second external electronic device is a ranging request. According to various embodiments, the electronic device may check a control field included in the ranging packet and determine the ranging packet as a ranging request based on the checking result.
  • step 903 if the ranging packet is a ranging request, in step 905, the electronic device checks the address of the first external electronic device using the Source Address field included in the MAC header of the ranging request, and the electronic device monitors and/or monitors the ranging request.
  • the received time ranging request time
  • the received time can be stored (or checked).
  • the electronic device may check the validity period of another ranging request and remove the old ranging request (expired validity period).
  • data of each ranging packet may be classified for each source/destination address pair.
  • ranging packets after being classified according to source/destination address pairs may be classified by packet sequence numbers.
  • a receiving time of a ranging packet exceeds a preset time (eg, 100 msec)
  • the corresponding ranging packet may be determined to be invalid.
  • even when an electronic device receives a plurality of ranging packets it may distinguish each of a plurality of ranging packets by source/destination address pair/packet sequence number and process data.
  • the electronic device may determine whether the ranging packet is a ranging response in step 909. According to various embodiments, the electronic device may check a control field included in the ranging packet and determine the ranging packet as a ranging response based on the checking result.
  • step 909 if the ranging packet is a ranging response, the electronic device checks the address of the first external electronic device using the destination address field included in the MAC header of the ranging response, and determines whether the electronic device has received a ranging request corresponding to the corresponding address. can check whether
  • the electronic device may check an address field included in the ranging response (a source address or a destination address according to a condition) and search for an address in stored data.
  • the stored data may include source and destination addresses as key values and packet reception time.
  • the electronic device may use the stored data when an Address field included in the ranging response matches an address in the stored data.
  • step 915 the electronic device determines the difference between the ranging request reception (or monitoring) time and the ranging response reception (or monitoring) time. Relative distances of electronic devices may be determined (or calculated).
  • step 917 the electronic device stores information about the relative distance determined (or calculated) in step 915, and in step 919, the electronic device tracks the relative distance change and manages it as history information. According to various embodiments, the electronic device may not perform process 917 or process 919 after determining (or calculating) the relative distance of the electronic device through process 915 .
  • FIG. 10 illustrates a structure of a UWB packet to which a distance field is added according to various embodiments.
  • an electronic device since an electronic device infers a relative location based on ranging packet monitoring, in order to apply an absolute distance-based service, a measurement result of an external electronic device that has actually performed ranging must be broadcast, The device needs to be provided.
  • a distance field may be added to each of a ranging request packet and a ranging response packet.
  • a distance field may be added after a user payload of each of the ranging request packet and the ranging response packet.
  • the distance field included in the ranging request packet may include a distance value measured by the first external electronic device.
  • the distance field included in the ranging response packet may include a distance value measured by the second external electronic device.
  • an electronic device monitoring a ranging packet may decode a corresponding distance field and use the decoding result when inferring a relative position of the electronic device.
  • the Payload IE field in the final message may include Packet ID, Poll Message TX Timestamp, Response Message RX Timestamp, Predicted Final TX Timestamp, and User Payload.
  • the final message may be the final message of FIG. 7 .
  • Poll Message TX Timestamp may be a TX timestamp of a Poll message
  • Response Message RX Timestamp may be a response message RX timestamp
  • Predicted Final TX Timestamp may be a TX timestamp of an expected final message.
  • the user payload may include a measured distance field. For example, if the supported distance unit is 1 cm, the distance field may be allocated in a size of 8 to 16 bits.
  • FIG. 11 illustrates a process of inferring an access state of an electronic device according to various embodiments.
  • a first electronic device (tag) and a second electronic device (node) may periodically perform ranging by exchanging ranging packets.
  • a first electronic device (tag) may be disposed on one side of a road by a predetermined distance
  • a second electronic device (node) may be disposed on one side of a sidewalk by a predetermined distance. there is.
  • the third electronic device (observer) monitors a ranging packet exchanged between the first electronic device (tag) and the second electronic device (node), and based on the monitoring result, the third electronic device (observer) relative position can be determined.
  • the third electronic device (observer) monitors a ranging packet exchanged between the first electronic device (tag) and the second electronic device (node), and based on the monitoring result, the third electronic device (observer) It can be determined whether the vehicle has entered the road.
  • FIG. 12 illustrates a process of determining whether an electronic device has entered a specific area according to various embodiments.
  • a plurality of first electronic devices (tags) and one second electronic device (node) disposed in a service area exchange and receive ranging packets to periodically perform ranging.
  • each of the plurality of first electronic devices (tags) may be disposed at the same distance from the second electronic device (nodes).
  • the third electronic device monitors a ranging packet exchanged between a plurality of first electronic devices (tags) and one second electronic device (node) disposed in a service area, and displays a monitoring result. Based on this, the relative location of the third electronic device (observer) may be determined. According to various embodiments, the third electronic device (observer) monitors a ranging packet exchanged between a plurality of first electronic devices (tags) and one second electronic device (node) disposed in a service area, and displays a monitoring result. Based on this, it may be determined that the third electronic device (observer) is located within a specific service area (eg, Area 4).
  • a specific service area eg, Area 4
  • FIG. 13 illustrates a process for determining an accurate location of an electronic device by monitoring a plurality of UWB packets according to various embodiments.
  • a second electronic device (node) and a plurality of first electronic devices (tags) may be disposed apart from each other by d1, d2, and d3.
  • a third electronic device (observer) monitors a ranging packet exchanged between a second electronic device (node) and a plurality of first electronic devices (tags), and based on a monitoring result, the third electronic device (node) monitors a ranging packet.
  • the relative position of (observer) can be determined.
  • a third electronic device monitors a ranging packet exchanged between a second electronic device (node) and a plurality of first electronic devices (tags), and based on a monitoring result, the third electronic device (node) monitors a ranging packet. It can be determined that (observer) lies within parabola 1, parabola 2, and parabola 3. According to various embodiments, the third electronic device (observer) may check the intersection of parabola 1, parabola 2, and parabola 3, and determine the intersection as an accurate location of the third electronic device (observer).
  • FIG. 14 illustrates a communication system including a first electronic device, a second electronic device, and a third electronic device according to various embodiments.
  • a communication system 1400 may include a first electronic device 1410 , a second electronic device 1420 , and a third electronic device 1430 .
  • the first electronic device 1410 is the first electronic device shown in FIGS. 4 to 13
  • the second electronic device 1420 is the second electronic device shown in FIGS. 4 to 13
  • the third electronic device 1420 is the second electronic device shown in FIGS.
  • the electronic device 1430 may be the third electronic device described in FIGS. 4 to 13 .
  • the first electronic device 1410 may include a device measurement control module 1411 and a UWB communication module 1413.
  • the second electronic device 1420 may include a device measurement control module 1421 and a UWB communication module 1423.
  • the first electronic device 1410 transmits a ranging request packet to the second electronic device 1420 through the UWB communication module 1413 and transmits the ranging response packet through the UWB communication module 1413. 2 It can be received from the electronic device 1420. According to various embodiments, the first electronic device 1410 may measure a distance to the second electronic device 1420 through the device measurement control module 1411 based on a ranging request packet transmission time and a ranging response packet reception time. there is.
  • the second electronic device 1420 receives a ranging request packet from the first electronic device 1410 through the UWB communication module 1423, and through the UWB communication module 1423, the first electronic device ( 1410) may transmit a ranging response packet.
  • the second electronic device 1420 may measure a distance to the first electronic device 1410 through the device measurement control module 1421 based on a ranging request packet reception time and a ranging response packet transmission time. there is.
  • the third electronic device 1430 may include a device packet analyzer 1431 and a UWB communication module 1433 . According to various embodiments, the third electronic device 1430 may receive a ranging request packet/ranging response packet exchanged between the first electronic device 1410 and the second electronic device 1420 through the UWB communication module 1433. there is. According to various embodiments, the third electronic device 1430 may analyze the ranging request packet/ranging response packet through the device packet analysis module 1431 and determine the relative position of the third electronic device 1430.
  • An electronic device (eg, the third electronic device of FIGS. 4 to 14 ) may include a communication module supporting UWB communication and at least one processor connected to the communication module.
  • the at least one processor may be configured such that a first external electronic device (eg, the first electronic device of FIGS. 4 to 14 ) is connected to a second external electronic device (eg, the first electronic device of FIGS. 4 to 14 ).
  • a ranging request message transmitted to the second electronic device) may be received through the communication module, and a first time at which the ranging request message is received may be checked.
  • the at least one processor transmits a ranging response message transmitted from the second external electronic device to the first external electronic device in response to the ranging request message through the communication module. and a second time at which the ranging response message is received may be confirmed.
  • the at least one processor may determine location information of the electronic device based on the first time and the second time.
  • the at least one processor may determine a function representing the location of the electronic device based on a difference between the first time and the second time.
  • the function may be implemented in a hyperbolic form.
  • the difference between the first time and the second time may be determined based on a system delay time and a propagation time.
  • the at least one processor may determine a first function representing the location of the electronic device.
  • the at least one processor may determine a second function representing the location of the electronic device.
  • the at least one processor may check the address of the first external electronic device based on a source address field included in the ranging request message. According to various embodiments, the at least one processor may check the address of the first external electronic device based on a destination address field included in the ranging response message.
  • the at least one processor receives a ranging packet through the communication module, checks a control field included in the ranging packet, and determines the ranging packet according to a check result. It may be determined whether this is the ranging request message or the ranging response message.
  • the at least one processor receives a ranging request message transmitted from a third external electronic device to the second external electronic device through the communication module, and receives the ranging request message. 3 hours can be checked. According to various embodiments, the at least one processor receives, through the communication module, a ranging response message transmitted from the second external electronic device to the third external electronic device in response to the ranging request message; A fourth time at which the ranging response message is received may be confirmed. According to various embodiments, the at least one processor may determine the location information of the electronic device based on the first to fourth times.
  • the ranging request message includes at least one of a packet ID field, a user payload field, and a distance field
  • the ranging response message includes at least one of a packet ID field, a user payload field, and a distance field. may contain at least one.
  • the at least one processor may receive a plurality of ranging request messages through the communication module.
  • the plurality of ranging request messages may be distinguished by at least one of an address pair and a packet sequence number.
  • the at least one processor may receive a plurality of ranging response messages through the communication module.
  • the plurality of ranging response messages may be distinguished by at least one of an address pair and a packet sequence number.
  • the at least one processor may receive a plurality of ranging request messages through the communication module, and delete a ranging request message whose validity period has passed from among the plurality of ranging request messages.
  • the at least one processor may receive a plurality of ranging response messages through the communication module and delete a ranging response message whose validity period has passed from among the plurality of ranging response messages.
  • 15 is a block diagram schematically illustrating an electronic device in a network environment according to various embodiments.
  • the electronic device 1501 of FIG. 15 may be the same as, similar to, or substantially the same as any one of the electronic devices (eg, the first electronic device to the third electronic device) illustrated in FIGS. 1 to 14 .
  • an electronic device 1501 communicates with an electronic device 1502 through a first network 1598 (eg, a short-range wireless communication network) or through a second network 1599. It is possible to communicate with the electronic device 1504 or the server 1508 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 1501 may communicate with the electronic device 1504 through the server 1508.
  • the electronic device 1501 includes a processor 1520, a memory 1530, an input module 1550, an audio output module 1555, a display module 1560, an audio module 1570, a sensor module ( 1576), interface 1577, connection terminal 1578, haptic module 1579, camera module 1580, power management module 1588, battery 1589, communication module 1590, subscriber identification module 1596 , or an antenna module 1597.
  • a processor 1520 e.g, a memory 1530, an input module 1550, an audio output module 1555, a display module 1560, an audio module 1570, a sensor module ( 1576), interface 1577, connection terminal 1578, haptic module 1579, camera module 1580, power management module 1588, battery 1589, communication module 1590, subscriber identification module 1596 , or an antenna module 1597.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 1578
  • some of these components eg, sensor module 1576,
  • the processor 1520 for example, executes software (eg, the program 1540) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 1501 connected to the processor 1520. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 1520 transfers commands or data received from other components (eg, sensor module 1576 or communication module 1590) to volatile memory 1532. , process the command or data stored in the volatile memory 1532, and store the resulting data in the non-volatile memory 1534.
  • software eg, the program 1540
  • the processor 1520 transfers commands or data received from other components (eg, sensor module 1576 or communication module 1590) to volatile memory 1532. , process the command or data stored in the volatile memory 1532, and store the resulting data in the non-volatile memory 1534.
  • the processor 1520 may include a main processor 1521 (eg, a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 1523 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor).
  • a main processor 1521 e.g, a central processing unit or an application processor
  • an auxiliary processor 1523 e.g, a graphic processing unit, a neural network processing unit ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor.
  • NPU neural network processing unit
  • the auxiliary processor 1523 may use less power than the main processor 1521 or be set to be specialized for a designated function.
  • the auxiliary processor 1523 may be implemented separately from or as part of the main processor 1521 .
  • the auxiliary processor 1523 may, for example, take the place of the main processor 1521 while the main processor 1521 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 1521 is active (eg, running an application). ) state, together with the main processor 1521, at least one of the components of the electronic device 1501 (eg, the display module 1560, the sensor module 1576, or the communication module 1590) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the coprocessor 1523 eg, image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of other functionally related components eg, camera module 1580 or communication module 1590). there is.
  • the auxiliary processor 1523 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • AI models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 1501 itself where artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 1508).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning or reinforcement learning, but in the above example Not limited.
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, software structures in addition to hardware structures.
  • the memory 1530 may store various data used by at least one component (eg, the processor 1520 or the sensor module 1576) of the electronic device 1501 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 1540) and commands related thereto.
  • the memory 1530 may include a volatile memory 1532 or a non-volatile memory 1534 .
  • the program 1540 may be stored as software in the memory 1530 and may include, for example, an operating system 1542 , middleware 1544 , or an application 1546 .
  • the input module 1550 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 1520) of the electronic device 1501 from an outside of the electronic device 1501 (eg, a user).
  • the input module 1550 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 1555 may output sound signals to the outside of the electronic device 1501 .
  • the sound output module 1555 may include, for example, a speaker or receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • a receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 1560 can visually provide information to the outside of the electronic device 1501 (eg, a user).
  • the display module 1560 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 1560 may include a touch sensor configured to detect a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 1570 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to an embodiment, the audio module 1570 acquires sound through the input module 1550, the sound output module 1555, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 1501 (eg: Sound may be output through the electronic device 1502 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 1570 acquires sound through the input module 1550, the sound output module 1555, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 1501 (eg: Sound may be output through the electronic device 1502 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 1576 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 1501 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 1576 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 1577 may support one or more specified protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 1501 to an external electronic device (eg, the electronic device 1502).
  • the interface 1577 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • connection terminal 1578 may include a connector through which the electronic device 1501 may be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 1502).
  • the connection terminal 1578 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 1579 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 1579 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 1580 may capture still images and moving images. According to one embodiment, the camera module 1580 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 1588 may manage power supplied to the electronic device 1501 .
  • the power management module 1588 may be implemented as at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 1589 may supply power to at least one component of the electronic device 1501 .
  • the battery 1589 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module 1590 is a direct (eg, wired) communication channel or wireless communication channel between the electronic device 1501 and an external electronic device (eg, the electronic device 1502, the electronic device 1504, or the server 1508). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • the communication module 1590 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 1520 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 1590 is a wireless communication module 1592 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 1594 (eg, : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • a wireless communication module 1592 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 1594 eg, : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module.
  • the corresponding communication module is a first network 1598 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, Wi-Fi (wireless fidelity) direct or IrDA (infrared data association)) or a second network 1599 (eg, a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN)) to communicate with the external electronic device 1504.
  • a first network 1598 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, Wi-Fi (wireless fidelity) direct or IrDA (infrared data association)
  • a second network 1599 eg, a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN)
  • a computer network eg, a LAN or a WAN
  • the wireless communication module 1592 uses subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 1596 within a communication network such as the first network 1598 or the second network 1599.
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the electronic device 1501 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 1592 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, such as NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access of multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or high reliability and low latency (ultra-reliable and low latency (URLLC)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency
  • -latency communications can be supported.
  • the wireless communication module 1592 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • the wireless communication module 1592 uses various technologies for securing performance in a high frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. Technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna may be supported.
  • the wireless communication module 1592 may support various requirements defined for the electronic device 1501, an external electronic device (eg, the electronic device 1504), or a network system (eg, the second network 1599).
  • the wireless communication module 1592 may be used for realizing peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage for realizing mMTC (eg, less than or equal to 164 dB), or U-plane latency (for realizing URLLC).
  • peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage for realizing mMTC (eg, less than or equal to 164 dB)
  • U-plane latency for realizing URLLC.
  • DL downlink
  • UL uplink
  • each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less may be supported.
  • the antenna module 1597 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 1597 may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 1597 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 1598 or the second network 1599 is selected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 1590. can be chosen A signal or power may be transmitted or received between the communication module 1590 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as a part of the antenna module 1597 in addition to the radiator.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 1597 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first surface (eg, a lower surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, array antennas) disposed on or adjacent to a second surface (eg, a top surface or a side surface) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band.
  • a first surface eg, a lower surface
  • a designated high frequency band eg, mmWave band
  • a plurality of antennas eg, array antennas
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 1501 and the external electronic device 1504 through the server 1508 connected to the second network 1599 .
  • Each of the external electronic devices 1502 or 1504 may be the same as or different from the electronic device 1501 .
  • all or part of operations executed in the electronic device 1501 may be executed in one or more external electronic devices among the external electronic devices 1502 , 1504 , or 1508 .
  • the electronic device 1501 when the electronic device 1501 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 1501 instead of executing the function or service by itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service or an additional function or service related to the request, and deliver the execution result to the electronic device 1501 .
  • the electronic device 1501 may provide the result as at least a part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 1501 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 1504 may include an internet of things (IoT) device.
  • Server 1508 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 1504 or server 1508 may be included in the second network 1599 .
  • the electronic device 1501 may be applied to intelligent services (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • Electronic devices may be devices of various types.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • first, second, or first or secondary may simply be used to distinguish a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited.
  • a (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • the certain component may be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeably interchangeable with terms such as, for example, logic, logic blocks, components, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • a storage medium eg, internal memory 1536 or external memory 1538
  • a machine eg, electronic device 1501
  • It may be implemented as software (eg, the program 1540) including them.
  • a processor eg, the processor 1520
  • a device eg, the electronic device 1501
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g. electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.
  • a signal e.g. electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be included and provided in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • a device-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play StoreTM
  • two user devices e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a device-readable storage medium such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
  • each component (eg, module or program) of the components described above may include a single object or a plurality of objects, and some of the multiple objects may be separately disposed in other components.
  • one or more components or operations among the aforementioned components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by modules, programs, or other components are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 UWB 통신을 지원하는 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 제1 외부 전자 장치가 제2 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 요청(ranging request) 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 제1 시간을 확인하고, 상기 레인징 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 외부 전자 장치가 상기 제1 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 응답(ranging response) 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 응답 메시지를 수신한 제2 시간을 확인하고, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간에 기반하여 상기 전자 장치의 위치 정보를 결정할 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치에서 UWB 신호를 이용하여 위치를 판단하는 방법
본 개시는 UWB(ultra wide band) 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 전자 장치들의 UWB 신호를 모니터링하고, UWB 신호를 이용하여 전자 장치의 위치를 판단하는 방법에 관한 것이다.
인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물 인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터 (Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서는, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구된다. 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는, 기존의 IT(information technology) 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여, 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
무선 통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 효과적으로 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다. 예를 들어, UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 전자 디바이스들 간의 거리를 측정하는 레인징(ranging) 기술 및 UWB를 이용하여 전자 디바이스들 간 데이터를 전송하는 트랜잭션 기술이 사용될 수 있다.
본 개시는 외부 전자 장치들의 UWB 레인징 신호를 모니터링하고, 모니터링 결과에 기반하여 자신의 위치를 판단하는 전자 장치 및 이의 동작 방법을 제안한다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 UWB 통신을 지원하는 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 제1 외부 전자 장치가 제2 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 요청(ranging request) 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 제1 시간을 확인하고, 상기 레인징 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 외부 전자 장치가 상기 제1 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 응답(ranging response) 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 응답 메시지를 수신한 제2 시간을 확인하고, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간에 기반하여 상기 전자 장치의 위치 정보를 결정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 제1 외부 전자 장치가 제2 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 요청(ranging request) 메시지를 수신하는 과정과, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 제1 시간을 확인하는 과정과, 상기 레인징 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 외부 전자 장치가 상기 제1 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 응답(ranging response) 메시지를 수신하는 과정과, 상기 레인징 응답 메시지를 수신한 제2 시간을 확인하는 과정과, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간에 기반하여 상기 전자 장치의 위치 정보를 결정하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 직접 UWB 레인징을 수행하지 않고도 외부 전자 장치들의 UWB 레인징 신호를 모니터링하여 자신의 상대적 위치를 결정할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 예시적인 아키텍쳐이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 복수의 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 복수의 전자 장치가 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 복수의 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 5a는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 UWB 패킷 모니터링을 통해 전자 장치의 상대적 위치를 판단하기 위한 과정을 나타낸다.
도 5b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 UWB 패킷 모니터링을 통해 전자 장치의 상대적 위치를 계산하기 위한 과정을 나타낸다.
도 6a는 다양한 실시예에 따른 UWB 패킷 모니터링을 통한 전자 장치의 상대적 위치를 나타내는 일 예시를 나타낸다.
도 6b는 다양한 실시예에 따른 UWB 패킷 모니터링을 통한 전자 장치의 상대적 위치를 나타내는 다른 예시를 나타낸다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 제1 전자 장치와 제2 전자 장치가 UWB 패킷 교환을 통해 제1 전자 장치와 제2 전자 장치 간 거리를 결정하는 과정을 나타낸다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 UWB 패킷들의 구조를 나타낸다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 나타낸다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 거리 필드가 추가된 UWB 패킷의 구조를 나타낸다.
도 11은 다양한 실시예에 따라 전자 장치의 접근 상태를 유추하는 과정을 나타낸다.
도 12는 다양한 실시예에 따라 전자 장치가 특정 영역에 진입했는지 확인하는 과정을 나타낸다.
도 13은 다양한 실시예에 따른 복수의 UWB 패킷 모니터링을 통해 전자 장치의 정확한 위치를 결정하기 위한 과정을 나타낸다.
도 14는 다양한 실시예에 따른 제1 전자 장치, 제2 전자 장치, 및 제3 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 15는 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 개시의 실시 예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능할 수 있다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능할 수 있다.
이때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일부 실시 예에 따르면 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 일부 실시 예에 따르면, '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어 '전자 장치' 또는 '단말'은 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선 송수신 유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 전자 장치의 다양한 실시 예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 개시의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 이하에서는 UWB를 이용하는 통신 시스템을 일례로서 본 개시의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 특성을 갖는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어, 블루투스 또는 지그비를 이용하는 통신 시스템 등이 이에 포함될 수 있을 것이다. 따라서, 본 개시의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
또한, 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
일반적으로 무선 센서 네트워크 기술은 인식 거리에 따라 크게 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 기술과 무선 사설망(Wireless Personal Area Network; WPAN) 기술로 구분된다. 이때, 무선랜은 IEEE 802.11에 기반한 기술로서, 반경 100m 내외에서 기간망(backbone network)에 접속할 수 있는 기술이다. 그리고, 무선 사설망은 IEEE 802.15에 기반한 기술로서, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 초광대역 통신(ultra wide band; UWB) 등이 있다. 이러한 무선 네트워크 기술이 구현되는 무선 네트워크는 복수의 전자 장치들로 이루어질 수 있다.
FCC(Federal Communications Commission)의 정의에 따르면, UWB는 500MHz 이상의 대역폭을 사용하거나, 또는 중심 주파수에 대응하는 대역폭이 20% 이상인 무선통신 기술을 의미할 수 있다. UWB는 UWB 통신이 적용되는 대역 자체를 의미할 수도 있다. UWB는 장치들 간의 안전하고 정확한(secure and accurate) 레인징을 가능하게 한다. 이를 통해, UWB는 두 장치 간의 거리에 기반한 상대적 위치 추정 또는 (위치가 알려진) 고정 장치들로부터의 거리에 기반한 장치의 정확한 위치 추정을 가능하게 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 개시의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시의 다양한 실시예들을 설명한다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 예시적인 아키텍쳐이다.
본 개시에서, 전자 장치는 다양한 타입의 전자 장치 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 포터블 장치(예컨대, UE, 스마트 폰, 웨어러블 장치, 차량(vehicle), 태그(tag) 장치) 또는 stationary 장치(예컨대, 도어락, 앵커 장치 등)일 수 있다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 PHY 레이어(110), MAC 레이어(MAC 서브레이어)(120) 및/또는 상위 레이어(higher layer)(130)를 포함할 수 있다.
(1) PHY 레이어
PHY 레이어(110)는 low-level 제어 엔티티와 적어도 하나의 트랜시버를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 트랜시버는 RF 트랜시버 또는 radio 트랜시버로 지칭될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 적어도 하나의 트랜시버는 UWB 통신(예컨대, 802.15.4z 기반의 UWB 통신)을 지원하는 제1 트랜시버, UWB 통신의 대역폭 보다 좁은 대역폭을 이용하는 NB(narrowband) 통신을 지원하는 제2 트랜시버, 및/또는 다른 통신 기술(예컨대, 블루투스, BLE 등)을 지원하는 제3 트랜시버를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 트랜시버는 UWB 트랜시버로 지칭될 수 있고, 제2 트랜시버는 NB 트랜시버로 지칭될 수 있고, 제3 트랜시버는 OOB 트랜시버로 지칭될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 하나의 트랜시버가 복수의 통신 기술을 지원할 수도 있다. 예를 들면, 하나의 트랜시버가 UWB 통신 및 NB 통신을 지원할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, PHY 레이어(110)는 다음 기능들 중 적어도 하나(at least one)를 지원할 수 있다.
- 트랜시버의 활성화(activation) 및 비활성화(deactivation) 기능 (트랜시버 온/오프 기능)
- 에너지 디텍션(energy detection) 기능
- 채널 선택 기능
- CCA(Clear Channel Assessment) 기능
- synchronization 기능
- low-level 시그널링 기능
- UWB 레인징, Positioning 및 Localization 기능
- 스펙트럼 리소스 관리 기능
- physical medium을 통해 패킷을 송신/수신하는 기능
(2) MAC 레이어
MAC 레이어(120)는 상위 레이어(130)와 PHY 레이어(120) 사이의 인터페이스를 제공한다.
다양한 실시예에 따라, MAC 레이어(120)는 아래 두 개의 서비스를 제공할 수 있다.
- MAC 데이터 서비스: PHY를 통해 MAC PDU(protocol data unit)의 송수신을 가능하게 하는 서비스
- MAC 관리 서비스: MLME-SAP(MAC sublayer management entity (MLME) service access point (SAP))에 인터페이싱하는 서비스
다양한 실시예에 따라, MAC 레이어(120)는 아래 기능들 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
- 장치 발견(discovery) 및 연결 설정 기능
- channel access 기능 (physical 채널(예컨대, NB 채널/UWB 채널/OOB 채널)에 대한 access 기능)
- synchronization 기능
- 에너지 디텍션(energy detection)에 기반한 간섭 완화 기능
- NB 시그널링과 관련된 기능
- GTS(guaranteed timeslot) 관리 기능
- frame delivery 기능
- UWB 레인징 기능
- PHY 파라미터 변경 통지 기능
- 보안 기능
(3) 상위 레이어
상위 레이어(130)는 네트워크 설정(configuration), 메시지 라우팅과 같은 기능을 제공하는 네트워크 레이어 및/또는 장치의 의도된(intended) 기능을 제공하는 어플리케이션 레이어를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 어플리케이션 레이어는 UWB 서비스를 제공하기 위한 UWB-enabled Application Layer일 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 복수의 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 통신 시스템(200)은 제1 전자 장치(210) 및 제2 전자 장치(220)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(210) 및/또는 제2 전자 장치(220)는 도 1의 전자 장치(100)일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(210)는 장치 발견, 연결 설정, 레인징(예컨대, UWB 레인징), 데이터 통신 및/또는 다른 목적을 위해 제2 전자 장치(220)와 통신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(210)는 미리 설정된 통신 방식(기술)을 이용하여 제2 전자 장치(220)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 전자 장치(210)는 UWB 통신 방식, NB 통신 방식 및/또는 OOB 통신 방식을 이용하여 제2 전자 장치(220)와 무선 통신을 수행할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 복수의 전자 장치가 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 3의 제1 전자 장치(301) 및 제2 전자 장치(302)는 예컨대, 도 1 또는 도 2의 전자 장치일 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 전자 장치(301) 및 제2 전자 장치(302)는 장치 탐색/연결 설정 절차(310) 및 데이터 통신 절차(320)를 수행할 수 있다. 이러한 장치 탐색/연결 설정 절차(310) 및 데이터 통신 절차(320)는 전자 장치의 MAC 레이어(엔티티)에 의해 관리 또는 제어될 수 있다.
(1) 장치 탐색/연결 설정 절차
본 개시에서, 장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 데이터 통신 절차(320) 이전에 수행되는 사전 절차일 수 있다. 실시예로서, 장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 OOB 통신(채널), NB 통신(채널), 및/또는 UWB 통신(채널)을 통해 수행될 수 있다.
장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 아래의 동작들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 장치 탐색 동작: 전자 장치가 다른 UWB 장치를 탐색(발견)하는 동작. 장치 탐색 동작은 Advertisement 메시지를 송신/수신하는 동작을 포함할 수 있다. 본 개시에서, 장치 탐색 동작은 discovery 동작, 또는 advertising 동작으로 지칭될 수 있다.
- 연결 설정 동작: 두 전자 장치가 연결을 설정하는 동작. 연결 설정 동작은 연결 요청(connection request) 메시지 및 연결 확인(connection confirmation) 메시지의 송신/수신하는 동작을 포함할 수 있다. 연결 설정 동작을 통해 설정된 연결(채널)은 데이터 통신을 위한 UWB 세션을 설정 및 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 연결 설정 동작을 통해 설정된 보안 채널을 통해, UWB 세션을 설정하기 위한 파라미터(예컨대, UWB 성능 파라미터(컨트롤러 성능 파라미터), UWB 설정(configuration) 파라미터, 세션 키 관련 파라미터)가 두 전자 장치 간에 협상될 수 있다.
(2) 데이터 통신 절차
본 개시에서, 데이터 통신 절차(320)는 UWB 통신을 사용하여 데이터를 송수신하는 절차일 수 있다. 실시예로서, 데이터 통신 절차는 UWB 통신 또는 NB 통신을 이용하여 수행될 수 있다.
데이터 통신 절차(320)는 아래의 동작들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- UWB 레인징 동작: 전자 장치가 다른 전자 장치와 미리 설정된 UWB 레인징 방식(예컨대, OWR, SS-TWR, DS-TWR 방식)을 UWB 레인징을 수행하는 동작. 실시예로서, UWB 레인징 동작은 ToF 측정 동작 및/또는 AoA 측정 동작을 포함할 수 있다.
- 트랜잭션 동작: 전자 장치가 다른 전자 장치와 서비스 데이터를 교환하는 동작.
도 4는 다양한 실시예에 따른 복수의 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 통신 시스템(400)은 제1 전자 장치(410), 제2 전자 장치(420), 및 제3 전자 장치(430)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(210), 제2 전자 장치(220), 및/또는 제3 전자 장치(430)는 도 1의 전자 장치(100)일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(410)는 장치 발견, 연결 설정, 레인징(예컨대, UWB 레인징), 데이터 통신 및/또는 다른 목적을 위해 제2 전자 장치(420)와 통신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(410)는 미리 설정된 통신 방식(기술)을 이용하여 제2 전자 장치(420)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 전자 장치(410)는 UWB 통신 방식, NB 통신 방식 및/또는 OOB 통신 방식을 이용하여 제2 전자 장치(420)와 무선 통신을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(430)는 미리 설정된 통신 방식(기술)을 이용하여 제1 전자 장치(410)와 제2 전자 장치(420) 간 주고 받는 메시지(또는 패킷)을 감지 및 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(430)는 UWB 통신을 통해 제1 전자 장치(410)와 제2 전자 장치(420) 간 주고 받는 레인징 메시지 및/또는 레인징 패킷을 모니터링 및 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(430)는 제1 전자 장치(410)와 제2 전자 장치(420) 간 주고 받는 레인징 메시지 및/또는 레인징 패킷을 모니터링하고, 해당 레인징 메시지 및/또는 레인징 패킷을 이용하여 제3 전자 장치(430)의 상대적 위치를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(410)와 제2 전자 장치(420) 간 거리는 제1 전자 장치(410)와 제2 전자 장치(420) 사이에 주고 받는 레인징 패킷 쌍(예를 들어, ranging request packet - ranging response packet)의 도달 시간 차이에 의해 결정될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(430)는 제1 전자 장치(410)와 제2 전자 장치(420) 사이에 주고 받는 레인징 패킷 쌍(예를 들어, ranging request packet - ranging response packet)을 모니터링하고, 레인징 패킷 쌍(예를 들어, ranging request packet - ranging response packet)이 제3 전자 장치(430)로 도달하는 시간을 고려하여 제3 전자 장치(430)의 상대적 위치를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(430)는 제1 전자 장치(410)와 제2 전자 장치(420) 사이에 주고 받는 레인징 패킷 쌍(예를 들어, ranging request packet - ranging response packet)에 대한 모니터링 결과에 따라 제3 전자 장치(430)가 제1 전자 장치(410)와 제2 전자 장치(420) 중에서 어느 쪽에 더 가까운지 판단할 수 있다.
도 5a는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 UWB 패킷 모니터링을 통해 전자 장치의 상대적 위치를 판단하기 위한 과정을 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 제1 전자 장치(예컨대, tag)는 Ranging request 패킷을 제2 전자 장치(예컨대, node)로 전송하고, 제2 전자 장치(node)는 Ranging request 패킷에 상응하는 Ranging response 패킷을 제1 전자 장치(tag)로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, Ranging request 패킷을 수신한 제2 전자 장치(node)는 시스템 지연(system delay)에 해당하는 시간인 "t2" 이후에 Ranging response 패킷을 제1 전자 장치(tag)로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, Ranging request 패킷을 전송한 제1 전자 장치(tag)는 패킷 전파 시간(propagation time)에 해당하는 t1 및 시스템 지연(system delay)에 해당하는 시간인 t2가 경과한 후 Ranging response 패킷을 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, t1은 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 사이의 거리에 기반하여 결정될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, t2는 동일한 타입의 전자 장치 간에는 동일한 값으로 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 사이의 레인징은 "t1+t2"의 시간을 기반으로 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 사이의 거리(d)는 "t1+t2"의 시간을 기반으로 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 제1 전자 장치(tag)가 제2 전자 장치(node)로 전송하는 Ranging request 패킷을 모니터링 및 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 제2 전자 장치(node)가 제1 전자 장치(tag)로 전송하는 Ranging response 패킷을 모니터링 및 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, Ranging request 패킷을 수신한 제3 전자 장치(observer)는 모니터된 패킷 전파 시간(monitored propagation time)에 해당하는 t1' 및 시스템 지연(system delay)에 해당하는 시간인 t2가 경과한 후 Ranging response 패킷을 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, t1'은 제3 전자 장치(observer)와 제1 전자 장치(tag) 간 제1 거리 및/또는 제3 전자 장치(observer)와 제2 전자 장치(node) 간 제2 거리에 기반하여 결정될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)의 상대적 위치는 t1'+t2의 시간을 기반으로 결정될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)의 위치에 따라 0 ≤ t1' ≤ t1+α 의 범위가 만족될 수 있다.
도 5b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 UWB 패킷 모니터링을 통해 전자 장치의 상대적 위치를 계산하기 위한 과정을 나타낸다.
도 5b를 참조하면, 제1 전자 장치(tag)는 t0 시점에 Ranging request 패킷을 제2 전자 장치(node)로 전송하고, 제2 전자 장치(node)는 t1 시점에 제1 전자 장치(tag)로부터 전송된 Ranging request 패킷을 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제2 전자 장치(node)는 Ranging request 패킷에 상응하는 Ranging response 패킷을 t2 시점에 제1 전자 장치(tag)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(tag)는 제2 전자 장치(node)로부터 전송된 Ranging response 패킷을 t3 시점에 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, c를 빛의 속도라고 하면 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 사이의 거리(d)는 수학식 1에 기반하여 결정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2023000817-appb-img-000001
수학식 1에서 "t2-t1"은 시스템 처리(system processing)에 관련된 상수(constant)로서 K로 지칭할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, K는 도 5a의 시스템 지연(system delay)과 관련된 값일 수 있다. K를 반영한 수학식 1은 수학식 2로 변형될 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2023000817-appb-img-000002
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 t4 시점에 제1 전자 장치(tag)로부터 제2 전자 장치(node)로 전송되는 Ranging request 패킷을 모니터링 및/또는 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 t5 시점에 제2 전자 장치(node)로부터 제1 전자 장치(tag)로 전송되는 Ranging response 패킷을 모니터링 및/또는 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)와 제1 전자 장치(tag) 간 거리는 d1으로, 제3 전자 장치(observer)와 제2 전자 장치(node) 간 거리는 d2로 표현될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)가 감지(또는 관측)한 상대(relative) 거리는 수학식 3의 d'으로 표현될 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2023000817-appb-img-000003
전술한 바와 같이 K = t2 - t1를 만족할 수 있다.
다양한 실시예에 따라,
Figure PCTKR2023000817-appb-img-000004
라고 가정할 때, 아래와 같은 수학식 4의 조건을 만족할 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2023000817-appb-img-000005
다양한 실시예에 따라, t1, t2, t4, t5의 대소관계(즉, 상대적 거리)를 고려할 때, 제3 전자 장치(observer)는 등거리 위치인 쌍곡선 형태로 표현될 수 있다.
도 6a는 다양한 실시예에 따른 UWB 패킷 모니터링을 통한 전자 장치의 상대적 위치를 나타내는 일 예시를 나타낸다.
도 5a, 도 5b 및 도 6a를 참조하면, 제3 전자 장치(observer)는 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 간 거리 및 모니터링한 시간 정보(도 5a의 t')를 기반으로 자신의 위치를 결정(또는 판단)할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 동일한 모니터링한 시간 정보(도 5a의 t')를 갖는 제3 전자 장치(observer)의 위치들은 도 5b에서 전술한 바와 같이 쌍곡선의 형태로 표현될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 각각의 위치가 고정되고, 제1 전자 장치(tag) 및 제2 전자 장치(node)로부터 같은 거리에 있는 제3 전자 장치(observer)는 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node)의 정 중앙선에 위치할 수 있다.
도 6b는 다양한 실시예에 따른 UWB 패킷 모니터링을 통한 전자 장치의 상대적 위치를 나타내는 다른 예시를 나타낸다.
도 5a, 도 5b 및 도 6b를 참조하면, 제3 전자 장치(observer)는 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 간 거리 및 모니터링한 시간 정보(도 5a의 t')를 기반으로 자신의 위치가 제1 전자 장치(tag) 및 제2 전자 장치(node) 중에서 제1 전자 장치(tag)와 더 가깝다고 판단할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 동일한 모니터링한 시간 정보(도 5a의 t')를 갖는 제3 전자 장치(observer)의 위치들은 도 6b의 쌍곡선의 형태로 표현될 수 있다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 제1 전자 장치와 제2 전자 장치가 UWB 패킷 교환을 통해 제1 전자 장치와 제2 전자 장치 간 거리를 결정하는 과정을 나타낸다.
도 7에 도시된 제1 전자 장치(tag)는 도 5a 내지 도 6b의 제1 전자 장치(tag)일 수 있다. 도 7에 도시된 제2 전자 장치(anchor)는 도 5a 내지 도 6b의 제2 전자 장치(node) 일 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 전자 장치(tag)는 TSP 시점에 Poll 메시지를 제2 전자 장치(anchor)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, Poll 메시지는 Poll 메시지를 식별할 수 있는 ID 정보를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제2 전자 장치(anchor)는 TRP 시점에 Poll 메시지를 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, Poll 메시지는 도 5a 내지 도 6b의 Ranging request 패킷으로 구현될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제2 전자 장치(anchor)는 TSR 시점에 Poll 메시지에 대한 Response 메시지를 제1 전자 장치(tag)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(tag)는 TRR 시점에 Response 메시지를 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, Response 메시지는 도 5a 내지 도 6b의 Ranging response 패킷으로 구현될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(tag)는 TSF 시점에 Final 메시지를 제2 전자 장치(anchor)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제2 전자 장치(anchor)는 TRF 시점에 Final 메시지를 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, Final 메시지는 Poll 메시지에 포함되는 ID 정보, TRP, TRR, TSF를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제2 전자 장치(anchor)는 report 메시지를 제1 전자 장치(tag)로 전송하거나 전송하지 않을 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(anchor) 간 거리(Distance)는 수학식 5에 기반하여 결정될 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2023000817-appb-img-000006
수학식 5에서 speed of light는 빛의 속도를 의미할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 UWB 패킷들의 구조를 나타낸다.
다양한 실시예에 따라, UWB 패킷은 예컨대, IEEE 802.15.4z의 MAC 프레임의 구조를 따를 수 있다. 본 개시에서, UWB 패킷은 UWB MAC 프레임 또는 MAC 프레임 또는 프레임으로 약칭될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, UWB MAC 프레임은 UWB 데이터(예컨대, UWB 메시지, 레인징 메시지, 제어 정보, 서비스 데이터, 어플리케이션 데이터, 트랜잭션 데이터 등)을 전달하기 위해 사용될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, UWB MAC 프레임은 MAC 헤더(MHR), MAC 페이로드 및/또는 MAC footer(MFR)를 포함할 수 있다.
(1) MAC 헤더
도 8을 참조하면, MAC 헤더는 Frame Control 필드, Sequence Number 필드, PAN ID 필드, Destination Address 필드, 및/또는 Source Address 필드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, MAC 헤더는 Auxiliary Security Header 필드, 및/또는 적어도 하나의 Header IE 필드를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 일부 필드들은 MAC 헤더에 포함되지 않을 수 있다.
다양한 실시예에 따라, Frame Control 필드는 Frame Type 필드, Security Enabled 필드, Frame Pending 필드, AR 필드, PAN ID Compression 필드, Sequence Number Suppression 필드, IE Present 필드, Destination Addressing Mode 필드, Frame Version 필드, 및/또는 Source Addressing Mode 필드를 포함할 수 있다. 각 필드에 대한 설명은 다음과 같다.
Frame Type 필드는 프레임의 타입을 지시할 수 있다. 실시예로서, 프레임의 타입은 data 타입 및/또는 Multipurpose 타입을 포함할 수 있다.
Security Enabled 필드는 Auxiliary Security Header 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다. Auxiliary Security Header 필드는 security processing을 위해 요구되는 정보를 포함할 수 있다.
Frame Pending 필드는 프레임을 전송하는 장치가 수신자(recipient)를 위한 더 많은 데이터를 가지고 있는지 여부를 지시할 수 있다. 즉, Frame Pending 필드는 수신자를 위한 pending frame이 있는지를 알려줄 수 있다.
AR 필드는 프레임의 수신에 대한 acknowledgment이 수신자로부터 요구되는지를 지시할 수 있다.
PAN ID Compression 필드는 PAN ID 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다.
Sequence Number Suppression 필드는 Sequence Number 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다. Sequence Number 필드는 프레임에 대한 시퀀스 식별자를 지시할 수 있다.
IE Present 필드는 Header IE 필드 및 Payload IE 필드가 프레임에 포함되는지를 지시할 수 있다.
Destination Addressing Mode 필드는 Destination Address 필드가 short address (예컨대, 16 비트)를 포함하는지 또는 extended address (예컨대, 64 비트)를 포함하는지를 지시할 수 있다. Destination Address 필드는 프레임의 수신자(recipient)의 주소를 지시할 수 있다.
Frame Version 필드는 프레임의 버전을 지시할 수 있다. 예컨대, Frame Version 필드는 IEEE std 802.15.4z-2020를 지시하는 값으로 설정될 수 있다.
Source Addressing Mode 필드는 Source Address 필드가 존재하는지 여부, 및 Source Address 필드가 존재하는 경우, Source Address 필드가 short address (예컨대, 16 비트)를 포함하는지 또는 extended address (예컨대, 64 비트)를 포함하는지를 지시할 수 있다. Source Address 필드는 프레임의 발신자(originator)의 주소를 지시할 수 있다.
(2) MAC 페이로드
MAC 페이로드는 적어도 하나의 Payload IE 필드를 포함할 수 있다. 실시예로서, Payload IE 필드는 Vendor Specific Nested IE를 포함할 수 있다. 실시예로서, Payload IE 필드는 UWB 메시지 또는 제어 메시지의 Payload IE 필드를 포함할 수 있다.
(3) MAC footer
MAC footer는 FCS 필드를 포함할 수 있다. FCS 필드는 16 비트의 CRC 또는 32 비트의 CRC를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, Poll 메시지(또는 ranging request 패킷) 내 Payload IE 필드는 Packet ID 및 User Payload를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, Poll 메시지(또는 ranging request 패킷)는 도 7의 Poll 메시지일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, response 메시지(또는 ranging response 패킷) 내 Payload IE 필드는 Packet ID, Activity, Activity Parameter, 및 user payload를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, response 메시지(또는 ranging response 패킷)는 도 7의 response 메시지일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, final 메시지 내 Payload IE 필드는 Packet ID, Poll Message TX Timestamp, Response Message RX Timestamp, Predicted Final TX Timestamp, 및 User Payload를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, Poll Message TX Timestamp는 Poll 메시지의 TX 타임스탬프이고, Response Message RX Timestamp는 response 메시지 RX 타임스탬프이고, Predicted Final TX Timestamp는 예상되는 final 메시지의 TX 타임스탬프일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, final 메시지는 도 7의 final 메시지일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, report 메시지 내 Payload IE 필드는 Packet ID, Calculated ToF, 및 User Payload를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, report 메시지는 도 7의 report 메시지일 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 나타낸다.
도 9의 전자 장치는 도 4의 제3 전자 장치(430), 도 5a 및 도 5b의 제3 전자 장치(observer), 도 6a 및 도 6b의 제3 전자 장치(observer)로 구현될 수 있다.
도 9를 참조하면, 901 과정에서 전자 장치는 제1 외부 전자 장치에서 제2 외부 전자 장치로 전송되는 ranging packet을 확인(또는 모니터링)할 수 있다.
903 과정에서 전자 장치는 제1 외부 전자 장치에서 제2 외부 전자 장치로 전송되는 ranging packet이 ranging request인지 여부를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치는 ranging packet에 포함되는 control field를 확인하고 확인 결과에 기반하여 ranging packet을 ranging request로 판단할 수 있다.
903 과정에서 ranging packet이 ranging request이면, 905 과정에서 전자 장치는 ranging request의 MAC 헤더에 포함되는 Source Address 필드를 이용하여 제1 외부 전자 장치의 Address를 확인하고, 전자 장치가 ranging request를 모니터링 및/또는 수신한 시간(ranging request time)을 저장(또는 확인)할 수 있다.
907 과정에서 전자 장치는 다른 ranging request의 유효기간을 확인하고, (유효기간이 만료된) 오래된 ranging request을 제거할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치가 다수의 ranging packet을 수신하는 경우 각 ranging packet의 data는 source/destination address pair 별로 구분될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, source/destination address pair 별로 구분된 이후 ranging packet들은 packet sequence number로 구분될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, ranging packet 의 수신 시간이 미리 설정된 시간(예를 들어, 100msec) 이상 지나면 해당 ranging packet은 유효하지 않은 것으로 결정될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치가 다수의 ranging packet을 수신하더라도 source/destination address pair 별/ packet sequence number 별로 다수의 ranging packet 각각을 구분하고, data를 처리할 수 있다.
903 과정에서 ranging packet이 ranging request가 아니면, 909 과정에서 전자 장치는 ranging packet이 ranging response인지 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치는 ranging packet에 포함되는 control field를 확인하고 확인 결과에 기반하여 ranging packet을 ranging response로 판단할 수 있다.
909 과정에서 ranging packet이 ranging response이면 전자 장치는 ranging response의 MAC 헤더에 포함되는 Destination Address 필드를 이용하여 제1 외부 전자 장치의 Address를 확인하고, 전자 장치가 해당 Address에 상응하는 ranging request를 수신하였는지 여부를 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치는 ranging response에 포함되는 Address 필드(조건에 따라 Source Address 또는 destination Address)를 확인하고, 저장된 데이터 내에서 address를 검색할 수 있다. 여기서, 저장된 데이터는 source 및 destination address를 키 값으로 하고 packet 수신 시간을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치는 ranging response에 포함되는 Address 필드와 저장된 데이터 내 address가 일치하면, 저장된 데이터를 사용할 수 있다.
913 과정에서 제1 외부 전자 장치의 Address에 상응하는 ranging request를 전자 장치가 수신한 경우, 915 과정에서 전자 장치는 ranging request 수신(또는 모니터링) 시간 및 ranging response 수신(또는 모니터링) 시간 차이에 기반하여 전자 장치의 상대적 거리를 결정(또는 계산)할 수 있다.
917 과정에서 전자 장치는 915 과정에서 결정(또는 계산)한 상대적 거리에 대한 정보를 저장하고, 919 과정에서 전자 장치는 상대적 거리 변경을 추적하고 이를 히스토리 정보로 관리할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치는 915 과정을 통해 전자 장치의 상대적 거리를 결정(또는 계산)한 이후 917 과정을 수행하지 않거나, 919 과정을 수행하지 않을 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 거리 필드가 추가된 UWB 패킷의 구조를 나타낸다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치는 Ranging packet 모니터링을 기반으로 상대적 위치를 유추하기 때문에, 절대 거리 기반의 서비스에 적용하기 위해서는 실제 ranging을 수행한 외부 전자 장치의 측정 결과를 브로드캐스팅(broadcast)하여 전자 장치로 제공할 필요가 있다.
다양한 실시예에 따라, ranging request packet 및 ranging response packet 각각에 거리 필드가 추가될 수 있다. 예를 들어, ranging request packet 및 ranging response packet 각각의 User Payload 뒤에 거리 필드가 추가될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, ranging request packet 에 포함되는 거리 필드는 제1 외부 전자 장치가 측정한 거리 값이 포함될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, ranging response packet 에 포함되는 거리 필드는 제2 외부 전자 장치가 측정한 거리 값이 포함될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, Ranging Packet을 모니터링하는 전자 장치는 해당 거리 필드를 디코딩(decoding)하고, 디코딩 결과를 전자 장치의 상대적 위치 유추 시 활용할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, final 메시지 내 Payload IE 필드는 Packet ID, Poll Message TX Timestamp, Response Message RX Timestamp, Predicted Final TX Timestamp, 및 User Payload를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, final 메시지는 도 7의 final 메시지일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, Poll Message TX Timestamp는 Poll 메시지의 TX 타임스탬프이고, Response Message RX Timestamp는 response 메시지 RX 타임스탬프이고, Predicted Final TX Timestamp는 예상되는 final 메시지의 TX 타임스탬프일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, User Payload는 측정된 거리 필드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지원하는 거리의 단위가 1cm 단위인 경우 거리 필드는 8~16bit 크기로 할당될 수 있다.
도 11은 다양한 실시예에 따라 전자 장치의 접근 상태를 유추하는 과정을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node)는 ranging 패킷을 주고 받으며 주기적으로 ranging을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(tag)는 차도의 일 측면에 일정 거리만큼 거리를 두고 배치되고, 제2 전자 장치(node)는 인도의 일 측면에 일정 거리만큼 거리를 두고 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 간 주고 받는 ranging 패킷을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기반하여 제3 전자 장치(observer)의 상대적 위치를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 제1 전자 장치(tag)와 제2 전자 장치(node) 간 주고 받는 ranging 패킷을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기반하여 제3 전자 장치(observer)가 차도로 진입했는지 여부를 판단할 수 있다.
도 12는 다양한 실시예에 따라 전자 장치가 특정 영역에 진입했는지 확인하는 과정을 나타낸다.
도 12를 참조하면, 서비스 영역에 배치된 복수의 제1 전자 장치(tag)와 하나의 제2 전자 장치(node)는 ranging 패킷을 주고 받으며 주기적으로 ranging을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 복수의 제1 전자 장치(tag) 각각은 제2 전자 장치(node)와 동일한 거리를 두고 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 서비스 영역에 배치된 복수의 제1 전자 장치(tag)와 하나의 제2 전자 장치(node) 간 주고 받는 ranging 패킷을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기반하여 제3 전자 장치(observer)의 상대적 위치를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 서비스 영역에 배치된 복수의 제1 전자 장치(tag)와 하나의 제2 전자 장치(node) 간 주고 받는 ranging 패킷을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기반하여 제3 전자 장치(observer)가 특정 서비스 영역(예를 들어, Area 4) 내에 위치함을 판단할 수 있다.
도 13은 다양한 실시예에 따른 복수의 UWB 패킷 모니터링을 통해 전자 장치의 정확한 위치를 결정하기 위한 과정을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 제2 전자 장치(node)와 복수의 제1 전자 장치(tag) 각각은 d1, d2, d3만큼 거리를 두고 배치될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 제2 전자 장치(node)와 복수의 제1 전자 장치(tag) 사이에서 주고 받는 ranging 패킷을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기반하여 제3 전자 장치(observer)의 상대적 위치를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 제2 전자 장치(node)와 복수의 제1 전자 장치(tag) 사이에서 주고 받는 ranging 패킷을 모니터링하고, 모니터링 결과에 기반하여 제3 전자 장치(observer)가 포물선 1, 포물선 2, 및 포물선 3 내에 위치함을 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(observer)는 포물선 1, 포물선 2, 및 포물선 3의 교차점을 확인하고, 해당 교차점을 제3 전자 장치(observer)의 정확한 위치로 판단할 수 있다.
도 14는 다양한 실시예에 따른 제1 전자 장치, 제2 전자 장치, 및 제3 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 14를 참조하면, 통신 시스템(1400)은 제1 전자 장치(1410), 제2 전자 장치(1420), 및 제3 전자 장치(1430)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(1410)는 도 4 내지 도 13에 기재된 제1 전자 장치이고, 제2 전자 장치(1420)는 도 4 내지 도 13에 기재된 제2 전자 장치이고, 제3 전자 장치(1430)는 도 4 내지 도 13에 기재된 제3 전자 장치일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(1410)는 장치 측정 제어 모듈(device measurement control)(1411) 및 UWB 통신 모듈(1413)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제2 전자 장치(1420)는 장치 측정 제어 모듈(1421) 및 UWB 통신 모듈(1423)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(1410)는 UWB 통신 모듈(1413)을 통해 ranging request 패킷을 제2 전자 장치(1420)로 전송하고, UWB 통신 모듈(1413)을 통해 ranging response 패킷을 제2 전자 장치(1420)로부터 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제1 전자 장치(1410)는 ranging request 패킷 전송 시간 및 ranging response 패킷 수신 시간을 기반으로 장치 측정 제어 모듈(1411)을 통해 제2 전자 장치(1420)와의 거리를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제2 전자 장치(1420)는 UWB 통신 모듈(1423)을 통해 제1 전자 장치(1410)로부터 ranging request 패킷을 수신하고, UWB 통신 모듈(1423)을 통해 제1 전자 장치(1410)로 ranging response 패킷을 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제2 전자 장치(1420)는 ranging request 패킷 수신 시간 및 ranging response 패킷 전송 시간을 기반으로 장치 측정 제어 모듈(1421)을 통해 제1 전자 장치(1410)와의 거리를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(1430)는 장치 패킷 분석 모듈(device packet analyzer)(1431) 및 UWB 통신 모듈(1433)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(1430)는 UWB 통신 모듈(1433)을 통해 제1 전자 장치(1410)와 제2 전자 장치(1420) 간 주고 받는 ranging request 패킷/ranging response 패킷 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제3 전자 장치(1430)는 장치 패킷 분석 모듈(1431)을 통해 ranging request 패킷/ranging response 패킷을 분석하고 제3 전자 장치(1430)의 상대적 위치를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치(예를 들어, 도 4 내지 도 14의 제3 전자 장치)는 UWB 통신을 지원하는 통신 모듈, 및 상기 통신 모듈에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 제1 외부 전자 장치(예를 들어, 도 4 내지 도 14의 제1 전자 장치)가 제2 외부 전자 장치(예를 들어, 도 4 내지 도 14의 제2 전자 장치)로 전송하는 레인징 요청(ranging request) 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 제1 시간을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 레인징 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 외부 전자 장치가 상기 제1 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 응답(ranging response) 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 응답 메시지를 수신한 제2 시간을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 시간과 상기 제2 시간에 기반하여 상기 전자 장치의 위치 정보를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이에 기반하여 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 함수를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 함수는 쌍곡선 형태로 구현될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이는, 시스템 지연 시간(system delay) 및 전파 시간(propagation time)에 기반하여 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이가 제1 값이면 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 제1 함수를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이가 제2 값이면 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 제2 함수를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 레인징 요청 메시지에 포함되는 출발지 주소 필드(source address field)를 기반으로 상기 제1 외부 전자 장치의 주소를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 레인징 응답 메시지에 포함되는 목적지 주소 필드(destination address field)를 기반으로 상기 제1 외부 전자 장치의 주소를 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 통신 모듈을 통해 레인징 패킷을 수신하고,상기 레인징 패킷에 포함되는 제어 필드(control field)를 확인하고, 확인 결과에 따라 상기 레인징 패킷이 상기 레인징 요청 메시지 또는 상기 레인징 응답 메시지인지 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 제3 외부 전자 장치가 상기 제2 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 요청 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 제3 시간을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 레인징 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 외부 전자 장치가 상기 제3 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 응답 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 응답 메시지를 수신한 제4 시간을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 시간 내지 상기 제4 시간에 기반하여 상기 전자 장치의 상기 위치 정보를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 레인징 요청 메시지는 패킷 ID 필드, 사용자 페이로드 필드, 및 거리 필드 중에서 적어도 하나를 포함하고, 상기 레인징 응답 메시지는 패킷 ID 필드, 사용자 페이로드 필드, 및 거리 필드 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 복수의 레인징 요청 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 복수의 레인징 요청 메시지는 어드레스 페어(address pair) 및 패킷 시퀀스 넘버(packet sequence number) 중에서 적어도 하나에 의해 구분될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 복수의 레인징 응답 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 복수의 레인징 응답 메시지는 어드레스 페어(address pair) 및 패킷 시퀀스 넘버(packet sequence number) 중에서 적어도 하나에 의해 구분될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 복수의 레인징 요청 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 복수의 레인징 요청 메시지 중에서 유효 기간이 지난 레인징 요청 메시지를 삭제할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 복수의 레인징 응답 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 복수의 레인징 응답 메시지 중에서 유효 기간이 지난 레인징 응답 메시지를 삭제할 수 있다.
도 15는 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 15의 전자 장치(1501)는 도 1 내지 도 14에 기재된 전자 장치(예: 제1 전자 장치 내지 제3 전자 장치) 중에서 어느 하나와 동일 또는 유사하거나 실질적으로 동일할 수 있다.
도 15를 참조하면, 네트워크 환경(1500)에서 전자 장치(1501)는 제 1 네트워크(1598)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1502)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1599)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1504) 또는 서버(1508)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1501)는 서버(1508)를 통하여 전자 장치(1504)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1501)는 프로세서(1520), 메모리(1530), 입력 모듈(1550), 음향 출력 모듈(1555), 디스플레이 모듈(1560), 오디오 모듈(1570), 센서 모듈(1576), 인터페이스(1577), 연결 단자(1578), 햅틱 모듈(1579), 카메라 모듈(1580), 전력 관리 모듈(1588), 배터리(1589), 통신 모듈(1590), 가입자 식별 모듈(1596), 또는 안테나 모듈(1597)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1501)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1578))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1576), 카메라 모듈(1580), 또는 안테나 모듈(1597))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1560))로 통합될 수 있다.
프로세서(1520)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1540))를 실행하여 프로세서(1520)에 연결된 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1520)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1576) 또는 통신 모듈(1590))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1532)에 저장하고, 휘발성 메모리(1532)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비 휘발성 메모리(1534)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1520)는 메인 프로세서(1521)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1523)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(1501)가 메인 프로세서(1521) 및 보조 프로세서(1523)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1523)는 메인 프로세서(1521)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1523)는 메인 프로세서(1521)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1523)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1521)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1521)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1521)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1521)와 함께, 전자 장치(1501)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1560), 센서 모듈(1576), 또는 통신 모듈(1590))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(1523)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1580) 또는 통신 모듈(1590))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 보조 프로세서(1523)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(1501) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1508))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(1530)는, 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1520) 또는 센서 모듈(1576))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1540)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1530)는, 휘발성 메모리(1532) 또는 비 휘발성 메모리(1534)를 포함할 수 있다.
프로그램(1540)은 메모리(1530)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1542), 미들웨어(1544) 또는 어플리케이션(1546)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1550)은, 전자 장치(1501)의 구성요소(예: 프로세서(1520))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1501)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1550)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1555)은 음향 신호를 전자 장치(1501)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1555)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(1560)은 전자 장치(1501)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1560)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1560)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1570)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(1570)은, 입력 모듈(1550)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1555), 또는 전자 장치(1501)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1576)은 전자 장치(1501)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(1576)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1577)는 전자 장치(1501)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(1577)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1578)는, 그를 통해서 전자 장치(1501)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(1578)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1579)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(1579)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1580)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(1580)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1588)은 전자 장치(1501)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(1588)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1589)는 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(1589)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1590)은 전자 장치(1501)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502), 전자 장치(1504), 또는 서버(1508)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1590)은 프로세서(1520)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(1590)은 무선 통신 모듈(1592)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1594)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1598)(예: 블루투스, 와이파이(Wi-Fi: wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1599)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(1504)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1592)은 가입자 식별 모듈(1596)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1598) 또는 제 2 네트워크(1599)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1501)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1592)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1592)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1592)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1592)은 전자 장치(1501), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1504)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1599))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1592)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(1597)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1597)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(1597)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1598) 또는 제 2 네트워크(1599)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1590)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1590)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(1597)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 안테나 모듈(1597)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1599)에 연결된 서버(1508)를 통해서 전자 장치(1501)와 외부의 전자 장치(1504)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1502, 또는 1504) 각각은 전자 장치(1501)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1501)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1502, 1504, 또는 1508) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1501)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1501)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1501)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1501)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(1501)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1504)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1508)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1504) 또는 서버(1508)는 제 2 네트워크(1599) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1501)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시 예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 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: 전자 장치(1501)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1536) 또는 외장 메모리(1538))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1540))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1501))의 프로세서(예: 프로세서(1520))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 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.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    메모리;
    UWB(ultra wide band) 통신을 지원하는 통신 모듈; 및
    상기 통신 모듈에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    제1 외부 전자 장치가 제2 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 요청(ranging request) 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고,
    상기 레인징 요청 메시지를 수신한 제1 시간에 대응하는 정보를 상기 메모리에 저장하고,
    상기 레인징 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 외부 전자 장치가 상기 제1 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 응답(ranging response) 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고,
    상기 레인징 응답 메시지를 수신한 제2 시간을 확인하고,
    상기 제1 시간과 상기 제2 시간에 기반하여 상기 전자 장치의 위치 정보를 결정하도록 설정되는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이에 기반하여 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 함수를 결정하도록 설정되는, 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 함수는 쌍곡선 형태로 구현되는, 전자 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이는, 시스템 지연 시간(system delay) 및 전파 시간(propagation time)에 기반하여 결정되는, 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이가 제1 값이면 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 제1 함수를 결정하고,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이가 제2 값이면 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 제2 함수를 결정하도록 설정되는, 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 레인징 요청 메시지에 포함되는 출발지 주소 필드(source address field)를 기반으로 상기 제1 외부 전자 장치의 주소를 확인하고,
    상기 레인징 응답 메시지에 포함되는 목적지 주소 필드(destination address field)를 기반으로 상기 제1 외부 전자 장치의 주소를 확인하도록 설정되는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 통신 모듈을 통해 레인징 패킷을 수신하고,
    상기 레인징 패킷에 포함되는 제어 필드(control field)를 확인하고, 확인 결과에 따라 상기 레인징 패킷이 상기 레인징 요청 메시지 또는 상기 레인징 응답 메시지인지 결정하도록 설정되는, 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    제3 외부 전자 장치가 상기 제2 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 요청 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 제3 시간을 확인하고,
    상기 레인징 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 외부 전자 장치가 상기 제3 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 응답 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고, 상기 레인징 응답 메시지를 수신한 제4 시간을 확인하고,
    상기 제1 시간 내지 상기 제4 시간에 기반하여 상기 전자 장치의 상기 위치 정보를 결정하도록 설정되는, 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 요청 메시지는 패킷 ID 필드, 사용자 페이로드 필드, 및 거리 필드 중에서 적어도 하나를 포함하고,
    상기 레인징 응답 메시지는 패킷 ID 필드, 사용자 페이로드 필드, 및 거리 필드 중에서 적어도 하나를 포함하는, 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 복수의 레인징 요청 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고,
    상기 복수의 레인징 요청 메시지는 어드레스 페어(address pair) 및 패킷 시퀀스 넘버(packet sequence number) 중에서 적어도 하나에 의해 구분되는, 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 복수의 레인징 응답 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고,
    상기 복수의 레인징 응답 메시지는 어드레스 페어(address pair) 및 패킷 시퀀스 넘버(packet sequence number) 중에서 적어도 하나에 의해 구분되는, 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 복수의 레인징 요청 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고,
    상기 복수의 레인징 요청 메시지 중에서 유효 기간이 지난 레인징 요청 메시지를 삭제하는, 전자 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 복수의 레인징 응답 메시지를 상기 통신 모듈을 통해 수신하고,
    상기 복수의 레인징 응답 메시지 중에서 유효 기간이 지난 레인징 응답 메시지를 삭제하는, 전자 장치.
  14. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 외부 전자 장치가 제2 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 요청(ranging request) 메시지를 수신하는 과정;
    상기 레인징 요청 메시지를 수신한 제1 시간에 대응하는 정보를 저장하는 과정;
    상기 레인징 요청 메시지에 응답하여 상기 제2 외부 전자 장치가 상기 제1 외부 전자 장치로 전송하는 레인징 응답(ranging response) 메시지를 수신하는 과정;
    상기 레인징 응답 메시지를 수신한 제2 시간을 확인하는 과정; 및
    상기 제1 시간과 상기 제2 시간에 기반하여 상기 전자 장치의 위치 정보를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 시간 및 상기 제2 시간의 차이에 기반하여 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 함수를 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
PCT/KR2023/000817 2022-01-17 2023-01-17 전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 이용하여 위치를 판단하는 방법 WO2023136711A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220006519A KR20230110941A (ko) 2022-01-17 2022-01-17 전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 이용하여 위치를 판단하는 방법
KR10-2022-0006519 2022-01-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023136711A1 true WO2023136711A1 (ko) 2023-07-20

Family

ID=87279521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/000817 WO2023136711A1 (ko) 2022-01-17 2023-01-17 전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 이용하여 위치를 판단하는 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230110941A (ko)
WO (1) WO2023136711A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102638934B1 (ko) 2023-09-19 2024-02-20 박찬배 멀티 센서를 융합한 포지셔닝 기반 객체 인식 트래킹 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006050152A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Toshiba Corp 情報通信システム、情報通信方法、パケット転送装置、パケット転送プログラム、パケット転送方法、防御対象端末、防御対象プログラム及び防御対象方法
KR20200097768A (ko) * 2017-12-21 2020-08-19 오카도 이노베이션 리미티드 위치설정 디바이스, 통신 시스템 및 방법
KR20200140097A (ko) * 2019-06-05 2020-12-15 삼성전자주식회사 Uwb 통신에서 시간 스케줄링에 기반한 복수의 전자 장치들의 위치 측정 방법 및 장치
KR20210020616A (ko) * 2019-08-16 2021-02-24 삼성전자주식회사 위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치
CN113687301A (zh) * 2021-08-20 2021-11-23 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种煤矿井下多支路口uwb联合定位方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006050152A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Toshiba Corp 情報通信システム、情報通信方法、パケット転送装置、パケット転送プログラム、パケット転送方法、防御対象端末、防御対象プログラム及び防御対象方法
KR20200097768A (ko) * 2017-12-21 2020-08-19 오카도 이노베이션 리미티드 위치설정 디바이스, 통신 시스템 및 방법
KR20200140097A (ko) * 2019-06-05 2020-12-15 삼성전자주식회사 Uwb 통신에서 시간 스케줄링에 기반한 복수의 전자 장치들의 위치 측정 방법 및 장치
KR20210020616A (ko) * 2019-08-16 2021-02-24 삼성전자주식회사 위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치
CN113687301A (zh) * 2021-08-20 2021-11-23 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种煤矿井下多支路口uwb联合定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230110941A (ko) 2023-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020075978A1 (ko) 통신을 위한 빔 선택 방법 및 그 전자 장치
WO2020111483A1 (ko) 인공신경망 기반의 수신 빔 선택 방법 및 장치
WO2023136711A1 (ko) 전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 이용하여 위치를 판단하는 방법
WO2022154363A1 (ko) 오디오 데이터를 처리하기 위한 오디오 장치 및 그의 동작 방법
WO2022030836A1 (ko) 전자 장치에서 데이터 통신을 위한 네트워크 제어 방법 및 장치
WO2021066473A1 (en) Method for selecting beam and electronic device thereof
WO2022158763A1 (ko) 외부 전자 장치와의 통신 연결을 수립하는 전자 장치 및 이의 동작 방법
WO2022203380A1 (ko) 전자 장치의 분실 상태 확인 방법 및 그 장치
WO2022030814A1 (ko) 전자 장치의 무선 연결을 관리하는 방법 및 그 장치
WO2021045592A1 (ko) 전자 장치에서의 빔 측정 방법 및 전자 장치
WO2021049794A1 (ko) 전력 및/또는 발열 제어를 구현하는 방법 및 그 전자 장치
WO2024053749A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 uwb를 이용하여 비-uwb 장치의 제어를 위한 방법 및 장치
WO2023054842A1 (ko) 무선 통신을 이용한 측위 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
WO2023054775A1 (ko) 초광대역 통신을 이용한 비-초광대역 장치의 제어를 위한 방법 및 장치
WO2021210916A1 (en) Method for transmitting and receiving data and electronic device supporting the same
WO2023063643A1 (ko) 복수의 외부 전자 장치들과의 무선랜 통신을 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법
WO2024096719A1 (ko) 초광대역 세션을 관리하는 방법 및 장치
WO2024123077A1 (ko) 사물 인터넷 서비스를 제공하는 전자 장치 및 그 동작 방법
WO2024034844A1 (ko) 전자 장치 및 이의 와이파이 p2p 그룹 형성 방법
WO2023063593A1 (ko) Ips(indoor positioning system)를 수행하기 위한 채널을 결정하는 전자 장치 및 위치 결정 시스템
WO2024080410A1 (ko) 초광대역 통신 신호를 이용하여 위치를 예측하기 위한 방법 및 장치
WO2023063580A1 (ko) 무선 통신 수행 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
WO2023003167A1 (ko) 링크의 매체 동기화를 수행하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법
WO2024019286A1 (ko) Twt 모드 또는 절전 모드를 지원하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법
WO2024106749A1 (ko) 연결의 우선순위를 식별하는 전자 장치, 방법, 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23740554

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1