KR101413630B1 - Wireless power transfer network and wireless power transfer method - Google Patents

Wireless power transfer network and wireless power transfer method Download PDF

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KR101413630B1 KR1020120084240A KR20120084240A KR101413630B1 KR 101413630 B1 KR101413630 B1 KR 101413630B1 KR 1020120084240 A KR1020120084240 A KR 1020120084240A KR 20120084240 A KR20120084240 A KR 20120084240A KR 101413630 B1 KR101413630 B1 KR 101413630B1
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    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
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Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 네트워크 및 무선 전력 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송하고, 무선 전력 전송에 이용되는 자기장을 통해 인-밴드(in-band) 통신을 수행하는 무선 전력 전송 네트워크 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 상기 베이스 스테이션에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서, 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 자기장 신호로 브로드 캐스팅하는 단계; 상기 요청 패킷을 수신한 복수의 전자 기기 중 상기 마스크 정보에 대응되는 전자 기기만 자기장 신호로써 송신하는 응답 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 응답 패킷을 송신한 전자 기기로 주소 정보를 포함하는 확인 패킷을 자기장 신호로 발송하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmission network and a wireless power transmission method, and more particularly, to a wireless power transmission network and a wireless power transmission method that transmit power wirelessly using a magnetic field and perform in-band communication through a magnetic field used for wireless power transmission. And a wireless power transmission method using the same. According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including a base station for performing wireless power transmission using a magnetic field and in-band communication using the magnetic field, a base station for supplying power, and a plurality of powered electronic devices The method comprising the steps of: broadcasting a request packet including mask information to a magnetic field signal; Receiving a response packet transmitted as a magnetic field signal only among electronic devices corresponding to the mask information among a plurality of electronic devices that have received the request packet; And sending an acknowledgment packet including address information to the electronic device that has transmitted the response packet, as a magnetic field signal.

Description

무선 전력 전송 네트워크 및 무선 전력 전송 방법{WIRELESS POWER TRANSFER NETWORK AND WIRELESS POWER TRANSFER METHOD}[0001] WIRELESS POWER TRANSFER NETWORK AND WIRELESS POWER TRANSFER METHOD [0002]

본 발명은 무선 전력 전송 네트워크 및 무선 전력 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송하고, 무선 전력 전송에 이용되는 자기장을 통해 인-밴드(in-band) 통신을 수행하는 무선 전력 전송 네트워크 및 이를 이용하는 무선 전력 전송 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmission network and a wireless power transmission method, and more particularly, to a wireless power transmission network and a wireless power transmission method that transmit power wirelessly using a magnetic field and perform in-band communication through a magnetic field used for wireless power transmission. And a wireless power transmission method using the same.

무선 전력 전송 기술은 전원과 전자 기기 사이에 선이나 접점 없이 전력을 전달하는 기술로서, 향후 가전, 의료, 레저, 로봇, 자동차 등을 비롯한 다양한 분야에서 활용될 것이 예상되고 있다. Wireless power transmission technology is a technology to transfer power between a power source and an electronic device without wires or contacts. It is expected to be utilized in various fields including home appliances, medical care, leisure, robots, automobiles and the like.

무선 전력 전송 기술은 크게 자기 유도(inductive coupling) 방식과 자기 공명(resonant magnietic coupling) 방식으로 분류된다. Wireless power transmission technologies are largely divided into inductive coupling and resonant magnietic coupling.

자기 유도 방식은 전자기 유도 원리를 이용하여 하나의 코일에서 다른 코일로 자기장을 통해 전류를 유도함으로써 에너지를 전달하는 방식으로, 최근에는 자기 유도 방식을 이용하는 무접점 충전 시스템(non-contact charging sytstem)이 전동 칫솔이나 무선 면도기 등에 활용되고 있다. The magnetic induction method is a method of transferring energy by inducing a current from one coil to another through a magnetic field by using an electromagnetic induction principle. Recently, a non-contact charging system using a magnetic induction method has been developed It is used in electric toothbrushes and wireless shavers.

그러나, 자기 유도 방식은 두 코일 간의 거리나 상대적인 위치에 매우 민감하여 조금만 멀어지거나 틀어져도 전송 효율이 급격히 나빠지므로, 이를 이용한 무접점 충전 시스템은 충전 거리가 수 cm 이하의 고정된 지점으로만 한정되는 제약을 가지고 있다.However, since the magnetic induction method is very sensitive to the distance between the two coils or the relative position thereof, the transfer efficiency is drastically deteriorated even if it is slightly distant or twisted. Therefore, the non-contact charging system using the magnetic induction method is limited to the fixed point It has constraints.

이에 반해 자기 공명 방식은 두 개의 동일한 주파수를 갖는 공진체가 주위의 다른 비공진체를 배제하고 서로 간에 커플링하려는 경향을 가지는 원리를 이용한 것으로, 기존 자기 유도 방식에 비하여 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 장점을 가지고 있어 차세대 무선 전력 전송 기술로 각광받고 있다.
On the other hand, the magnetic resonance method is based on the principle that two resonant bodies having the same frequency exclude other non-resonant bodies around them and have a tendency to couple to each other. And it is attracting attention as next generation wireless power transmission technology.

특허문헌 1: 미국 등록 특허 제7,741,735호Patent Document 1: U.S. Patent No. 7,741,735

본 발명의 일 과제는 자기장 통신을 수행하는 때에 자기장 신호의 충돌을 방지하는 무선 전력 전송 네트워크 및 무선 전력 전송 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a wireless power transmission network and a wireless power transmission method for preventing magnetic field signal collision at the time of performing magnetic field communication.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments and that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims .

본 발명의 일 측면에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 상기 베이스 스테이션에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서, 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 자기장 신호로 브로드 캐스팅하는 단계; 상기 요청 패킷을 수신한 복수의 전자 기기 중 상기 마스크 정보에 대응되는 전자 기기만 자기장 신호로써 송신하는 응답 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 응답 패킷을 송신한 전자 기기로 주소 정보를 포함하는 확인 패킷을 자기장 신호로 발송하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including a base station for performing wireless power transmission using a magnetic field and in-band communication using the magnetic field, a base station for supplying power, and a plurality of powered electronic devices The method comprising the steps of: broadcasting a request packet including mask information to a magnetic field signal; Receiving a response packet transmitted as a magnetic field signal only among electronic devices corresponding to the mask information among a plurality of electronic devices that have received the request packet; And sending an acknowledgment packet including address information to the electronic device that has transmitted the response packet, as a magnetic field signal.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 특정 전자 기기에서 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서, 상기 베이스 스테이션으로부터 브로드 캐스팅되고, 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 자기장을 통해 수신하는 단계; 상기 마스크 정보와 고유 식별자에 근거하여 상기 베이스 스테이션으로 응답 패킷을 자기장을 통해 송신하는 단계; 및 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 응답 패킷에 대한 확인 패킷을 자기장을 통해 수신하는 단계; 상기 확인 패킷에 포함된 주소 정보를 이용하여 주소를 설정하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including a base station for performing wireless power transmission using a magnetic field and in-band communication using the magnetic field, a base station for supplying power, and a plurality of powered electronic devices The method comprising the steps of: receiving, via a magnetic field, a request packet broadcast from the base station, the request packet including mask information; Transmitting a response packet through the magnetic field to the base station based on the mask information and the unique identifier; And receiving, via a magnetic field, an acknowledgment packet for the response packet from the base station; And setting an address using the address information included in the acknowledgment packet.

본 발명에 의하면, 마스크 정보를 이용한 바이너리 트리에 따라 복수의 전자 기기 중 일부만 응답하도록 유도하여 자기장 신호의 충돌이 방지될 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent a collision of magnetic field signals by inducing only a part of a plurality of electronic devices to respond according to a binary tree using mask information.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 송신 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2의 수신 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 네트워크의 구성도이다.
도 5는 도 4의 무선 전력 전송 네트워크의 충전 영역과 통신 영역을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼 프레임의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법의 순서도이다.
도 8은 도 7의 무선 전력 전송 네트워크를 구성하는 단계의 세부 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 합류 요청 패킷의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 합류 응답 패킷의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 합류 확인 패킷의 구성도이다.
도 12는 도 7의 전자 기기로 무선 전력 공급을 수행하는 단계의 세부 순서도이다.1 is a configuration diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of the transmitting apparatus of FIG.
3 is a configuration diagram of the receiving apparatus of FIG.
4 is a block diagram of a wireless power transmission network according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a charging area and a communication area of the wireless power transmission network of FIG.
6 is a configuration diagram of a super frame according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.
8 is a detailed flowchart of the steps of configuring the wireless power transmission network of FIG.
9 is a configuration diagram of a join request packet according to an embodiment of the present invention.
10 is a configuration diagram of a merge response packet according to an embodiment of the present invention.
11 is a configuration diagram of a merge confirmation packet according to an embodiment of the present invention.
12 is a detailed flowchart of a step of performing wireless power supply to the electronic apparatus of FIG.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to be illustrative of the present invention and not to limit the scope of the invention. Should be interpreted to include modifications or variations that do not depart from the spirit of the invention.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The terms and accompanying drawings used herein are for the purpose of facilitating the present invention and the shapes shown in the drawings are exaggerated for clarity of the present invention as necessary so that the present invention is not limited thereto And are not intended to be limited by the terms and drawings.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.
In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 일 측면에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 상기 베이스 스테이션에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서, 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 자기장 신호로 브로드 캐스팅하는 단계; 상기 요청 패킷을 수신한 복수의 전자 기기 중 상기 마스크 정보에 대응되는 전자 기기만 자기장 신호로써 송신하는 응답 패킷을 수신하는 단계; 및 상기 응답 패킷을 송신한 전자 기기로 주소 정보를 포함하는 확인 패킷을 자기장 신호로 발송하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including a base station for performing wireless power transmission using a magnetic field and in-band communication using the magnetic field, a base station for supplying power, and a plurality of powered electronic devices The method comprising the steps of: broadcasting a request packet including mask information to a magnetic field signal; Receiving a response packet transmitted as a magnetic field signal only among electronic devices corresponding to the mask information among a plurality of electronic devices that have received the request packet; And sending an acknowledgment packet including address information to the electronic device that has transmitted the response packet, as a magnetic field signal.

여기서, 상기 응답 패킷의 자기장 신호의 충돌이 발생한 경우, 상기 마스크 정보를 변경하여 변경된 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 재발송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Here, when a collision of the magnetic field signal of the response packet occurs, the step of modifying the mask information and retransmitting the request packet including the changed mask information may be further performed.

또한, 상기 재발송하는 단계에서, 상기 마스크 정보의 변경은 바이너리 트리(binary tree) 방식에 따라 수행될 수 있다.Also, in the retransmission step, the change of the mask information may be performed according to a binary tree method.

또한, 상기 복수의 전자 기기는, 상기 마스크 정보와 해당 전자 기기의 고유 식별자에 근거하여 상기 요청 패킷에 대한 응답 여부를 결정할 수 있다. The plurality of electronic devices may determine whether to respond to the request packet based on the mask information and the unique identifier of the electronic device.

또한, 상기 응답 패킷은, 상기 고유 식별자를 포함할 수 있다. In addition, the response packet may include the unique identifier.

또한, 상기 확인 패킷은, 상기 고유 식별자 및 상기 고유 식별자에 연계된 노드 식별자를 포함할 수 있다.The acknowledgment packet may include the unique identifier and a node identifier associated with the unique identifier.

또한, 상기 전자 기기는, 상기 주소 정보에 따라 주소를 설정할 수 있다.The electronic device may set an address according to the address information.

또한, 전력 전송 구간을 적어도 하나의 타임 슬롯으로 분할하고, 각 타임 슬롯에 주소를 할당받은 전자 기기를 할당하는 단계; 상기 타임 슬롯 별 주소 할당 정보를 포함하는 전력 전송 패킷을 자기장 신호로 송신하는 단계; 및 상기 전력 전송 구간 동안 상기 적어도 하나의 타임 슬롯에서 해당 타임 슬롯을 할당받은 전자 기기로 자기장을 이용하여 전력을 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Dividing a power transmission period into at least one time slot and allocating an address assigned to each time slot; Transmitting a power transmission packet including address assignment information per time slot as a magnetic field signal; And supplying power to the electronic device that has been allocated the corresponding time slot in the at least one timeslot using the magnetic field during the power transmission interval.

또한, 상기 할당하는 단계에서, 상기 타임 슬롯의 할당에 노드 식별자를 이용할 수 있다.Also, in the assigning step, a node identifier may be used for allocation of the time slot.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 특정 전자 기기에서 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서, 상기 베이스 스테이션으로부터 브로드 캐스팅되고, 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 자기장을 통해 수신하는 단계; 상기 마스크 정보와 고유 식별자에 근거하여 상기 베이스 스테이션으로 응답 패킷을 자기장을 통해 송신하는 단계; 및 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 응답 패킷에 대한 확인 패킷을 자기장을 통해 수신하는 단계; 상기 확인 패킷에 포함된 주소 정보를 이용하여 주소를 설정하는 단계;를 포함하는 무선 전력 전송 방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system including a base station for performing wireless power transmission using a magnetic field and in-band communication using the magnetic field, a base station for supplying power, and a plurality of powered electronic devices The method comprising the steps of: receiving, via a magnetic field, a request packet broadcast from the base station, the request packet including mask information; Transmitting a response packet through the magnetic field to the base station based on the mask information and the unique identifier; And receiving, via a magnetic field, an acknowledgment packet for the response packet from the base station; And setting an address using the address information included in the acknowledgment packet.

여기서, 상기 송신하는 단계에서, 상기 마스크 정보와 상기 고유 식별자를 미리 정해진 알고리즘에 따라 연산한 결과에 따라 상기 응답 패킷을 송신 여부를 결정할 수 있다.
Here, in the transmitting step, it is possible to determine whether to transmit the response packet according to a result of calculating the mask information and the unique identifier according to a predetermined algorithm.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1000)에 관하여 설명한다. Hereinafter, a wireless power transmission system 1000 according to an embodiment of the present invention will be described.

무선 전력 전송 시스템(1000)은 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송하고, 전력 전송에 이용되는 자기장을 통해 인-밴드(in-band) 통신을 수행할 수 있다.The wireless power transmission system 1000 can transmit power wirelessly using a magnetic field and perform in-band communication through a magnetic field used for power transmission.

이에 따라 무선 전력 전송 시스템(1000)은 각종 전자 기기(2200)들에 전선이나 전원 케이블과 같은 선 없이 무선으로 전력을 공급할 수 있다. 또 무선 전력 전송 시스템(1000)은 복수의 전자 기기(2200)에 전력을 공급하는 경우 통신을 수행하여 보다 효율적으로 전력을 공급할 수 있다.Accordingly, the wireless power transmission system 1000 can wirelessly supply power to various electronic devices 2200 without wires such as electric wires or power cables. In addition, the wireless power transmission system 1000 can communicate more efficiently when power is supplied to a plurality of electronic devices 2200.

무선 전력 전송 시스템(1000)에서 전력 전송은 자기 공명 방식에 의해 수행될 수 있다. 자기 공명 방식이란 자기장의 공진에 의해 수신단과 송신단이 서로 커플링되어 송신단으로부터 수신단으로 에너지가 전달되는 현상을 이용하는 무선 전력 전송 방식으로, 기존의 자기 유도 방식에 비하여 비교적 먼 거리까지 에너지를 전달할 수 있는 장점이 있다. In the wireless power transmission system 1000, the power transmission can be performed by a magnetic resonance method. The magnetic resonance method is a wireless power transmission method in which a receiving end and a transmitting end are coupled to each other by a resonance of a magnetic field to transfer energy from a transmitting end to a receiving end. It can transmit energy to a relatively long distance There are advantages.

한편, 무선 전력 전송 시스템(1000)이 전력을 전송하는 방식이 자기 공명 방식으로 한정되는 것은 아니므로, 무선 전력 전송 시스템(1000)이 자기 유도 방식을 이용해 무선 전력 전송을 수행하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 무선 전력 전송이 자기 공명 방식에 따라 수행되는 것을 기준으로 설명한다. Meanwhile, since the manner in which the wireless power transmission system 1000 transmits power is not limited to the magnetic resonance method, it is also possible for the wireless power transmission system 1000 to perform wireless power transmission using the magnetic induction method. Hereinafter, for convenience of description, the description will be made on the basis that the wireless power transmission is performed according to the magnetic resonance method.

또 무선 전력 전송 시스템(1000)에서 통신은 전력 전송에 이용되는 주파수 대역의 자기장을 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 무선 전력 전송 시스템(1000)은 동일한 주파수 대역의 자기장을 이용하여 전력 전송 및 인-밴드 통신을 함께 수행할 수 있다. 따라서, 무선 전력 전송 시스템(1000)은 무선 전력 전송을 위한 송수신 모듈을 그대로 이용하여 인-밴드 통신을 수행할 수 있고, 이에 따라 별도의 통신 모듈이 추가적으로 필요하지 않아 경제성 및 설계 편의성에 장점이 있다.
In the wireless power transmission system 1000, communication may be performed using a magnetic field of a frequency band used for power transmission. That is, the wireless power transmission system 1000 can perform power transmission and in-band communication together using a magnetic field of the same frequency band. Accordingly, the wireless power transmission system 1000 can perform in-band communication using the transmission / reception module for wireless power transmission as it is, and accordingly, a separate communication module is not additionally required, which is advantageous in economy and design convenience .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1000)의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a wireless power transmission system 1000 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템(1000)은 송신 장치(1100) 및 수신 장치(1200)를 포함할 수 있다. 송신 장치(1100)는 전력을 공급하고, 수신 장치(1200)는 송신 장치(1100)로부터 무선으로 전력을 공급받는다. 수신 장치(1200)는 하나 또는 복수(1200-1, 1200-2, … , 1200-n)로 제공될 수 있다. 전력의 전송은 자기 공명 방식에 따라 수행될 수 있다. 또 송신 장치(1100)와 수신 장치(1200)는 전력의 전송에 이용되는 주파수 대역의 자기장을 이용하는 인-밴드 통신에 따라 서로 정보를 주고 받을 수 있다. Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system 1000 may include a transmitting apparatus 1100 and a receiving apparatus 1200. The transmitting apparatus 1100 supplies electric power, and the receiving apparatus 1200 receives power wirelessly from the transmitting apparatus 1100. The receiving apparatus 1200 may be provided as one or a plurality of (1200-1, 1200-2, ..., 1200-n). The transmission of power can be performed according to a magnetic resonance method. Also, the transmitting apparatus 1100 and the receiving apparatus 1200 can exchange information with each other according to in-band communication using a magnetic field of a frequency band used for power transmission.

송신 장치(1100)는 고정형 또는 이동형으로 제공될 수 있다. 고정형의 예로는 실내의 천장이나 벽면 또는 테이블 등의 가구에 설치되는 형태, 실외의 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치되는 형태나 차량이나 기차 등의 운송 수단에 설치되는 형태 등이 있다. 이동형인 송신 장치(1100)는 이동 가능한 무게나 크기의 이동형 장치나 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 장치의 일부로 구현될 수 있다. The transmitting apparatus 1100 may be provided in a fixed or mobile manner. Examples of the stationary type include a form installed in a ceiling of a room, a wall surface or a furniture such as a table, a form installed in an outdoor form at an outdoor bus stop or a subway station, and a form installed in a transportation means such as a vehicle or a train. The mobile transmitting device 1100 may be implemented as part of another device, such as a portable device of a movable weight or size, a lid of a notebook computer, or the like.

수신 장치(1200)의 예로는 이동 통신 단말기, 스마트폰(smart phone), 휴대 전자 기기(portable terminal), 개인 정보 전자 기기(PDA: personal digital assistant), 휴대 미디어 플레이어(PMP: portable media player), 와이브로 단말기(Wibro terminal), 텔레비전(television), 입체 영상 텔레비전(3D-TV), 인터넷 텔레비전(IP-TV: interet protocol television), 텔레메틱스(telemetics) 단말기, 네비게이션 단말기(navigation terminal), 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 전기 차량 등과 같이 배터리를 구비하는 각종 전자 기기들 및 전원 케이블 대신 무선으로 공급받는 전원으로 구동되는 가전 기기 등이 있다.
Examples of the receiving apparatus 1200 include a mobile communication terminal, a smart phone, a portable terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable media player (PMP) (Wibro) terminal, a television, a 3D-TV, an inter-protocol television (IP-TV), a telemetics terminal, a navigation terminal, a digital camera, Various electronic apparatuses including a battery such as a computer and an electric vehicle, and household appliances driven by a power source supplied wirelessly instead of a power cable.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치(1100) 및 수신 장치(1200)의 구성에 관하여 설명한다. Hereinafter, configurations of the transmitting apparatus 1100 and the receiving apparatus 1200 according to the embodiment of the present invention will be described.

도 2는 도 1의 송신 장치(1100)의 구성도이다.Fig. 2 is a configuration diagram of the transmitting apparatus 1100 of Fig.

도 2를 참조하면, 송신 장치(1100)는 전력 변환 모듈(1120), 제1 통신 모듈(1130), 제1 안테나(1110) 및 제1 제어 모듈(1140)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the transmitting apparatus 1100 may include a power conversion module 1120, a first communication module 1130, a first antenna 1110, and a first control module 1140.

전력 변환 모듈(1120)은 외부의 전력 공급원(R)으로부터 공급되는 전력을 송신 장치(1100)와 수신 장치(1200) 간의 공진 주파수 대역의 교류 전력을 변환할 수 있다. 제1 통신 모듈(1130)은 자기장 통신 프로토콜에 따라 수신 장치(1200)와 인-밴드 통신을 수행하기 위한 신호 처리를 수행할 수 있다. 제1 안테나(1110)는 자기 공명 방식을 이용하여 전력 변환 모듈(1120)에서 변환된 공진 주파수 대역의 전력이나 제1 통신 모듈(1130)에서 처리된 자기장 신호를 송신하거나 수신 장치(1200)로부터 자기장 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 제1 안테나(1110)는 한 쌍의 자기 코일로 구현될 수 있다. 제1 제어 모듈(1140)은 송신 장치(1100)의 구성요소들을 제어할 수 있다. The power conversion module 1120 can convert the AC power in the resonance frequency band between the transmission device 1100 and the reception device 1200 to the power supplied from the external power source R. [ The first communication module 1130 may perform signal processing for performing in-band communication with the receiving apparatus 1200 according to a magnetic field communication protocol. The first antenna 1110 transmits the power of the resonant frequency band converted by the power conversion module 1120 or the magnetic field signal processed by the first communication module 1130 using the magnetic resonance method, Signal can be received. Here, the first antenna 1110 may be implemented as a pair of magnetic coils. The first control module 1140 may control the components of the transmitting apparatus 1100.

도 3은 도 2의 수신 장치(1200)의 구성도이다.3 is a configuration diagram of the receiving apparatus 1200 of FIG.

도 3을 참조하면, 수신 장치(1200)는 제2 통신 모듈(1230), 제2 안테나(1210), 전력 관리 모듈(1220), 배터리(1250) 및 제2 제어 모듈(1240)을 포함할 수 있다. 3, the receiving device 1200 may include a second communication module 1230, a second antenna 1210, a power management module 1220, a battery 1250, and a second control module 1240 have.

제2 통신 모듈(1230)은 자기장 통신 프로토콜에 따라 송신 장치(1100)와 인-밴드 통신을 수행하기 위한 신호 처리를 수행할 수 있다. 제2 안테나(1210)는 자기 공명 방식을 이용하여 송신 장치(1100)로부터 전력인 자기장 신호를 수신하거나 제2 통신 모듈(1230)에서 처리된 자기장 신호를 송신할 수 있다. 여기서, 제2 안테나(1210)는 한 쌍의 자기 코일로 구현될 수 있다. 전력 관리 모듈(1220)은 송신 장치(1100)로부터 공급된 전력을 관리한다. 예를 들어, 전력 관리 모듈(1220)은 공급된 전력을 직류로 변환하여 배터리(1250)로 공급할 수 있다. 배터리(1250)는 공급되는 전력을 저장할 수 있다. 제2 제어 모듈(1240)은 수신 장치(1200)의 구성요소들을 제어할 수 있다. The second communication module 1230 may perform signal processing for performing in-band communication with the transmitting apparatus 1100 according to a magnetic field communication protocol. The second antenna 1210 may receive a magnetic field signal that is a power from the transmitting device 1100 or may transmit a magnetic field signal processed by the second communication module 1230 using a magnetic resonance method. Here, the second antenna 1210 may be implemented as a pair of magnetic coils. The power management module 1220 manages the power supplied from the transmission device 1100. For example, the power management module 1220 may convert the supplied power to DC and supply it to the battery 1250. The battery 1250 can store the supplied power. The second control module 1240 may control the components of the receiving device 1200. [

한편, 수신 장치(1200)에서 배터리(1250)가 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리는 수신 장치(1200)에 탈부착이 가능한 형태의 외부 구성으로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 수신 장치(1200)는 배터리(1250) 대신 다양한 구동 수단을 포함하고, 공급 받은 전력을 이용하여 구동 수단을 구동시켜 다양한 기능을 수행할 수 있다. On the other hand, the battery 1250 is not necessarily included in the receiving apparatus 1200. For example, the battery may be provided in an external configuration in a detachable form in the receiving apparatus 1200. For example, the receiving apparatus 1200 may include various driving means in place of the battery 1250, and may perform various functions by driving the driving means using the supplied power.

이외에도 송신 장치(1100)와 수신 장치(1200)는 사용자로부터 입력을 받는 입력 인터페이스나 디스플레이나 스피커 같은 출력 인터페이스를 더 포함할 수 있다.In addition, the transmitting apparatus 1100 and the receiving apparatus 1200 may further include an input interface for receiving input from a user or an output interface such as a display or a speaker.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 네트워크(2000)에 관하여 설명한다. Hereinafter, a wireless power transmission network 2000 according to an embodiment of the present invention will be described.

무선 전력 전송 네트워크(WPTN: wireless power transfer network, 2000)는 자기장을 이용하여 무선으로 전력을 전송하고, 전력 전송에 이용되는 자기장을 이용하여 인-밴드 통신을 수행하는 네트워크로, 상술한 무선 전력 전송 시스템(1000)을 이용하여 구현될 수 있다. A wireless power transfer network (WPTN) 2000 is a network that transmits power wirelessly using a magnetic field and performs in-band communication using a magnetic field used for power transmission. The wireless power transfer network System 1000 as shown in FIG.

예를 들어, 무선 전력 전송 네트워크(2000)는 약 30~300KHz의 저주파 대역을 동작 주파수 대역으로 하고, 128KHz를 동작 중심 주파수로 하는 자기파를 이용하여 전력을 전송하고, 동일한 주파수 대역의 자기파를 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 변조 방식은 이진 위상 편이(BPSK: binary phase shift keying) 또는 진폭 편이(ASK: amplitude shift keying)를 이용할 수 있다. 코딩 방식은 맨체스터(Manchester) 코딩 또는 넌 제로 복귀 레벨(NZR-L: non-return-to-zero level) 코딩을 이용할 수 있다. 이러한 무선 전력 전송 네트워크(2000)는 수 미터에 이르는 거리까지 수 kbps의 데이터 전송율을 제공할 수 있다. For example, the wireless power transmission network 2000 transmits a power using a magnetic wave having a low frequency band of about 30 to 300 KHz as an operation frequency band and a frequency of 128 KHz as an operation center frequency, It is possible to transmit and receive information. The modulation scheme can use binary phase shift keying (BPSK) or amplitude shift keying (ASK). The coding scheme may use Manchester coding or non-return-to-zero level coding (NZR-L). Such a wireless power transmission network 2000 can provide a data rate of several kbps up to a distance of several meters.

한편, 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 동작 주파수 대역, 변조 방식, 코딩 방식이 상술한 예로 한정되는 것은 아니다.
Meanwhile, the operating frequency band, the modulation method, and the coding method of the wireless power transmission network 2000 are not limited to the above examples.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 구성도이다.4 is a block diagram of a wireless power transmission network 2000 according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 무선 전력 전송 네트워크(2000)는 다양한 기기들에 의해 형성될 수 있다. 각 기기들은 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 노드를 이루는데, 노드는 그 기능에 따라 베이스 스테이션 노드(WPTN-B: wireless power transfer network base station, 2100) 및 전자 기기 노드(WPTN-D: wireless power transfer network device, 2200)로 나뉘어질 수 있다. Referring to FIG. 4, the wireless power transmission network 2000 may be formed by various devices. Each device forms a node of the wireless power transmission network 2000. The node has a wireless power transfer network base station (WPTN-B) and an electronic device node (WPTN-D) transfer network device, 2200).

무선 전력 전송 네트워크(2000)에서 베이스 스테이션 노드(2100)는 오직 하나만 존재하고, 전자 기기 노드(2200)는 하나 또는 복수로 제공될 수 있다. 무선 전력 전송 네트워크(2000)가 형성될 때 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 이루는 노드 중 베이스 스테이션 노드(2100)가 먼저 정해지고, 다음으로 나머지 노드가 전자 기기 노드(2200)로 결정될 수 있다. 여기서, 베이스 스테이션 노드(2100)는 상술한 무선 전력 전송 시스템(1000)의 송신 장치(1100)에 해당할 수 있고, 전자 기기 노드(2200)는 수신 장치(1200)에 해당할 수 있다. In the wireless power transmission network 2000, there is only one base station node 2100, and the electronic device node 2200 may be provided in one or more. When the wireless power transmission network 2000 is formed, the base station node 2100 among the nodes constituting the wireless power transmission network 2000 may be determined first, and then the remaining nodes may be determined as the electronic device node 2200. The base station node 2100 may correspond to the transmitting apparatus 1100 of the wireless power transmission system 1000 and the electronic apparatus node 2200 may correspond to the receiving apparatus 1200. [

베이스 스테이션(2100)은 전자 기기(2200)에 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 또 베이스 스테이션(2100)은 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 관리할 수 있다. 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)은 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 설정 및 해제나 전자 기기 노드(2200)의 접속 및 분리를 관리할 수 있다. 다른 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)은 무선 전력 전송이나 인-밴드 통신을 위한 스케쥴링을 수행할 수 있다. The base station 2100 can transmit power wirelessly to the electronic device 2200. The base station 2100 may also manage the wireless power transmission network 2000. For example, the base station 2100 can manage the establishment and release of the wireless power transmission network 2000, and the connection and disconnection of the electronic device node 2200. In another example, base station 2100 may perform scheduling for wireless power transmission or in-band communication.

전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)으로부터 전력을 공급받을 수 있다. 또 전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)과 인-밴드 통신을 수행할 수 있다.
The electronic device 2200 can receive power from the base station 2100. In addition, the electronic device 2200 can perform in-band communication with the base station 2100.

무선 전력 전송 네트워크(2000)는 물리적으로 충전 영역(charging zone, Zp)과 통신 영역(communication zone, Zc)으로 나뉠 수 있다.  The wireless power transmission network 2000 may be physically divided into a charging zone (Zp) and a communication zone (Zc).

충전 영역(Zp)은 전자 기기(2200)가 베이스 스테이션(2100)으로부터 전력을 공급받을 수 있는 영역을 의미한다. 물론, 충전 영역(Zp)에 있는 전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)과 인-밴드 통신을 하는 것도 가능하다. 통신 영역(Zc)은 전자 기기(2200)와 베이스 스테이션(2100) 간의 자기장 통신은 가능하지만, 전력 공급은 불가능한 영역을 의미한다. The charging area Zp refers to an area where the electronic device 2200 can receive power from the base station 2100. [ Of course, it is also possible for the electronic device 2200 in the charging zone Zp to perform in-band communication with the base station 2100. The communication area Zc means an area where electromagnetic communication is possible between the electronic device 2200 and the base station 2100, but power supply is impossible.

전자 기기(2200)가 자기장을 통해 공급되는 전력을 이용하여 배터리(1250)를 충전하거나 구동하기 위해서는 공급되는 전력이 문턱치(threshold value)보다 커야 하며, 그렇지 않은 경우에는 배터리(1250)를 충전하거나 전자 기기(2200)를 구동시킬 수 없다. 이에 반해 자기장 통신은 이러한 제약이 없거나 적다. 자기장을 이용하는 무선 전력 전송은 거리에 따라 전송되는 전력의 양이 감소하므로, 결과적으로 무선 전력 전송 네트워크(2000)에서 전력 전송이 가능한 범위는 자기장 통신이 가능한 범위보다 작게 된다. The power supplied to the electronic device 2200 in order to charge or drive the battery 1250 using the electric power supplied through the magnetic field must be greater than a threshold value, The device 2200 can not be driven. On the other hand, magnetic field communication has no or minimal restriction. The wireless power transmission using the magnetic field reduces the amount of power transmitted over the distance, so that the range in which the power transmission is possible in the wireless power transmission network 2000 becomes smaller than the range in which the magnetic field communication is possible.

다시 말해 충전 영역(Zp)이란 해당 영역 내의 전자 기기(2200)가 베이스 스테이션(2100)과 자기장을 이용하여 정상적으로 통신 패킷을 송수신할 수 있음은 물론, 무선 전력 전송을 위한 자기장 신호를 정상적으로 수신, 이를 이용하여 배터리(1250)를 충전하거나 구동 수단을 구동시킬 수 있는 영역이다. 또 통신 영역(Zc)이란 해당 영역 내의 전자 기기(2200)가 정상적인 통신 패킷의 송수신은 가능하지만, 무선 전력 전송을 위한 자기장 신호를 정상적으로 수신하지 못하거나 수신하더라도 이를 이용하여 배터리(1250)를 충전하거나 구동 수단을 구동시키지는 못하는 영역이다.In other words, the electronic device 2200 in the charging area Zp can normally transmit and receive a communication packet using the magnetic field with the base station 2100, and can receive and transmit a magnetic field signal for wireless power transmission normally To charge the battery 1250 or to drive the driving means. Also, the communication area Zc can transmit and receive a normal communication packet by the electronic device 2200 in the corresponding area. However, if the wireless device does not normally receive or receives the magnetic field signal for wireless power transmission, it can charge the battery 1250 It is an area which can not drive the driving means.

전자 기기(2200)는 베이스 스테이션(2100)으로부터 수신된 자기장 신호에 근거하여 영역(Zp) 및 통신 영역(Zc) 중 어느 영역에 속하는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로 자기장 신호의 특성에 근거하여 배터리(1250) 충전이나 구동 수단의 구동을 위한 전력 전송이 정상적으로 수행될 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 자기장 신호의 특성은 수신된 자기장 신호의 세기, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The electronic device 2200 can determine whether it belongs to the area Zp or the communication area Zc based on the magnetic field signal received from the base station 2100. [ Specifically, based on the characteristics of the magnetic field signal, it is possible to determine whether power transmission for charging the battery 1250 or for driving the driving means can be normally performed. Here, the characteristics of the magnetic field signal may include at least one of the strength, amplitude, and frequency of the received magnetic field signal.

예를 들어, 전자 기기(2200)는 자기장 신호의 특성을 고려하여 자기장 신호를 통해 공급되는 전력량이 미리 정해진 값 이상인지를 판단할 수 있다. 미리 정해진 값 이상인 경우에는 전자 기기(2200)는 정상적인 전력 전송이 가능한 것으로 판단하여 충전 영역(Zp)에 포함되는 것으로 판단하고, 미리 정해진 값 이하인 경우에는 전자 기기(2200)는 정상적인 전력 전송이 불가능하여 통신 영역(Zc)에 포함되는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 배터리(1250)를 충전하기 위해서는 배터리(1250)의 특성에 따른 문턱치(threshold value) 이상의 전력이 공급되어야 하는데, 미리 정해진 값은 배터리(1250) 충전이나 최소한의 구동을 위한 정격 전력과 같은 문턱치일 수 있다. For example, in consideration of the characteristics of the magnetic field signal, the electronic device 2200 can determine whether the amount of power supplied through the magnetic field signal is equal to or greater than a predetermined value. The electronic device 2200 determines that normal power transmission is possible and is included in the charging area Zp. If the electronic device 2200 is less than the predetermined value, the electronic device 2200 can not transmit normal power It can be determined that it is included in the communication area Zc. Here, in order to charge the battery 1250, power exceeding the threshold value according to the characteristics of the battery 1250 must be supplied. The predetermined value is a threshold value such as the charging power of the battery 1250 or the rated power for the minimum driving Lt; / RTI >

다른 예를 들어, 전자 기기(2200)는 수신되는 자기장 신호에 따른 무선 전력 전송의 전송 효율, 전송 이득, 전자 기기(2200)에 수신된 자기장 신호의 수신 전압, 수신 전류 중 적어도 하나를 고려하여 무선 전력이 정상적으로 공급되는지 여부는 결정될 수 있다. For example, the electronic device 2200 may be configured to receive at least one of the transmission efficiency of the wireless power transmission according to the received magnetic field signal, the transmission gain, the reception voltage of the magnetic field signal received at the electronic device 2200, Whether or not power is normally supplied can be determined.

여기서, 전송 효율은 베이스 스테이션(2100)의 전송 전력 과 전자 기기(2200)의 수신 전력 간의 비율일 수 있다. 전자 기기(2200)는 수신 전압 정보 및 수신 전류 정보를 근거로 수신 전력을 검출할 수 있다. 수신 전압 및 수신 전류는 제2 제어 모듈(1240)이나 전력 관리 모듈(1220)에 의해 수행될 수 있다. Here, the transmission efficiency may be a ratio between the transmission power of the base station 2100 and the reception power of the electronic device 2200. The electronic device 2200 can detect the reception power based on the reception voltage information and the reception current information. The reception voltage and the reception current may be performed by the second control module 1240 or the power management module 1220.

또, 전송 이득은 베이스 스테이션(2100)의 송신 전압에 대한 전자 기기(2200)의 수신 전압 간의 비율일 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(2200)의 수신 전압이 미리 정해진 값보다 큰지 작은지 여부에 따라 무선 전력 전송이 정상적으로 수행될 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 미리 정해진 값은 충전 전압, 배터리 규격, 제조사의 설계값 등에 따라 결정될 수 있다. The transmission gain may be a ratio between the reception voltage of the electronic device 2200 to the transmission voltage of the base station 2100. [ For example, whether or not the wireless power transmission can be normally performed can be determined depending on whether or not the reception voltage of the electronic device 2200 is larger or smaller than a predetermined value. Here, the predetermined value may be determined according to the charging voltage, the battery standard, the design value of the manufacturer, and the like.

도 5는 도 4의 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 충전 영역(Zp)과 통신 영역(Zc)을 도시한 도면이다. 도 5는 전자 기기(2200) 중 일부(2200-1, 2200-2, 2200-4)는 충전 영역(Zp)에 포함되고, 다른 일부(2200-3, 2200-5)는 통신 영역(Zc)에 포함되는 것을 도시하고 있다. 다만, 도 5에서는 충전 영역(Zp)과 통신 영역(Zc)이 공간적으로 정확히 분리되는 것으로 도시하고 있으나, 실제로는 충전 영역(Zp)과 통신 영역(Zc)은 전자 기기(2200)의 특성에 따라 변경될 수 있는 것이므로, 동일한 위치이더라도 특정 전자 기기(2200)에 대해서는 충전 영역(Zp)이고, 다른 전자 기기(2200)에 대해서는 통신 영역(Zc)일 수 있다. FIG. 5 is a diagram showing a charging area Zp and a communication area Zc of the wireless power transmission network 2000 of FIG. 5 shows that some of the electronic apparatuses 2200-1, 2200-2 and 2200-4 are included in the charging area Zp while the other parts 2200-3 and 2200-5 are included in the communication area Zc. As shown in Fig. 5, the charging area Zp and the communication area Zc are shown as being spatially separated from each other in spatially. However, in reality, the charging area Zp and the communication area Zc are different depending on the characteristics of the electronic device 2200 It can be the charged area Zp for the specific electronic device 2200 and the communication area Zc for the other electronic device 2200 even at the same position.

한편, 충전 영역(Zp)이라고 지칭하지만, 충전 영역(Zp)에 있는 전자 기기(2200)가 공급 받은 전력을 반드시 배터리(1250) 충전에만 사용해야 하는 것은 아니며, 전자 기기(2200)는 공급 받은 전력을 전자 기기(2200)의 구동에 사용할 수도 있다.
The electric power supplied to the electronic device 2200 in the charging area Zp is not necessarily used only for charging the battery 1250. The electronic device 2200 supplies the supplied electric power It may be used for driving the electronic device 2200. [

무선 전력 전송 네트워크(2000)에서 무선 전력 전송 및 인-밴드 통신은 슈퍼 프레임 구조를 이용하여 수행될 수 있다. 슈퍼 프레임 구조는 시간 분할 다중 접속(TDMA: time division multiple access) 방식을 응용하는 프레임으로, 슈퍼 프레임 구조를 이용하면 하나의 베이스 스테이션(2100)이 복수의 전자 기기(2200)에 전력을 공급할 수 있는 장점이 있다. In wireless power transmission network 2000, wireless power transmission and in-band communication may be performed using a superframe structure. The super frame structure is a frame to which a time division multiple access (TDMA) scheme is applied. When a super frame structure is used, one base station 2100 can supply power to a plurality of electronic devices 2200 There are advantages.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼 프레임 구조에 관하여 설명한다. Hereinafter, a super frame structure according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슈퍼 프레임의 구성도이다.6 is a configuration diagram of a super frame according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 슈퍼 프레임은 요청 구간, 응답 구간 및 자율 구간을 포함한다. 요청 구간, 응답 구간 및 자율 구간이 시간에 따라 차례대로 배치될 수 있다. 따라서, 슈퍼 프레임은 요청 구간으로 시작하여, 응답 구간을 거쳐 자율 구간으로 종료될 수 있다. 여기서, 요청 구간과 응답 구간의 시간 길이는 가변적으로 조절될 수 있다. Referring to FIG. 6, the superframe includes a request period, a response period, and an autonomous period. The request period, the response period, and the autonomous period may be sequentially arranged according to time. Therefore, the superframe may start with the request period, end with the response period, and end with the autonomous period. Here, the length of time of the request period and the response period can be variably adjusted.

요청 구간에서는 베이스 스테이션(2100)이 전자 기기(2200)로 요청 패킷(request packet)을 전송할 수 있다. 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)은 요청 구간에 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 설정을 위한 패킷을 브로드 캐스팅(broad casting)할 수 있다. 다른 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)은 요청 구간에 무선 전력 전송 네트워크(2000)에 접속 또는 분리를 요청하는 패킷을 전자 기기(2200)로 송신할 수 있다. In the request period, the base station 2100 may transmit a request packet to the electronic device 2200. For example, the base station 2100 may broadcast a packet for setting up the wireless power transmission network 2000 during a request interval. For another example, the base station 2100 may send a packet to the electronic device 2200 requesting connection or disconnection to the wireless power transmission network 2000 during the request period.

응답 구간에서는 전자 기기(2200)로 베이스 스테이션(2100)으로 응답 패킷(response packet)을 전송할 수 있다. 또 전력 전송 시에는 응답 구간에서 베이스 스테이션(2100)이 전자 기기(2200)로 전력을 전송할 수 있다. 응답하거나 전력을 전송받을 전자 기기(2200)가 없는 경우에는 응답 구간이 존재하지 않는 것도 가능하다. In the response period, the electronic device 2200 can transmit a response packet to the base station 2100. Also, during power transmission, the base station 2100 can transmit power to the electronic device 2200 in a response period. It is also possible that there is no response section if there is no electronic device 2200 to respond or receive power.

자율 구간에서는 베이스 스테이션(2100)의 요청 없이 전자 기기(2200)가 자율적으로 베이스 스테이션(2100)으로 정보를 전송할 수 있다. 자율 구간은 응답 패킷의 전송이나 전력의 전송이 종료된 시점 또는 종료 시점으로부터 일정 시간이 경과하면 시작될 수 있다. 자율 구간은 베이스 스테이션(2100)이 요청 패킷을 전송하면 종료될 수 있다. 예를 들어, 자율 구간에서는 전자 기기(2200)가 사용자로부터의 입력과 같은 시스템 인터럽트(system interrupt)에 따라 그에 대응하는 패킷을 베이스 스테이션(2100)으로 송신할 수 있다. The electronic device 2200 can autonomously transmit information to the base station 2100 without requesting the base station 2100 in the autonomous period. The autonomous period may be started when a certain time has elapsed from the transmission of the response packet or the transmission of the power or the end of the transmission of the response packet. The autonomous period may be terminated when the base station 2100 transmits a request packet. For example, in an autonomous period, the electronic device 2200 may send a packet corresponding to it to the base station 2100 according to a system interrupt, such as an input from a user.

다시 도 6을 참조하면, 응답 구간은 타임 슬롯으로 분할 될 수 있다. 타임 슬롯은 하나 또는 복수일 수 있으며, 각 타임 슬롯의 길이는 가변적일 수 있다. 베이스 스테이션(2100)은 응답 구간을 타임 슬롯으로 분할하고, 전자 기기(2200)에 타임 슬롯을 할당할 수 있다. 또 베이스 스테이션(2100)은 각 타임 슬롯의 길이를 결정할 수 있다. 응답 구간에 대한 타임 슬롯의 분할과 전자 기기(2200)에 대한 타임 슬롯의 할당은 각 슈퍼 프레임마다 동적으로 변경될 수 있다. Referring again to FIG. 6, the response interval may be divided into time slots. The time slot may be one or more, and the length of each time slot may be variable. The base station 2100 may divide the response interval into time slots and assign a time slot to the electronic device 2200. [ The base station 2100 can also determine the length of each time slot. The division of the time slot for the response interval and the allocation of the time slot for the electronic device 2200 can be changed dynamically for each super frame.

응답 구간 동안 전자 기기(2200)는 할당받은 타임 슬롯을 이용할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(2200)는 할당된 타임 슬롯 동안 베이스 스테이션(2100)으로 응답 패킷을 전송할 수 있다. 다른 예를 들어, 베이스 스테이션(2100)이 전력을 전송하면, 전자 기기(2200)는 할당받은 타임 슬롯 동안 베이스 스테이션(2100)으로부터 전력을 전송받을 수 있다. During the response interval, the electronic device 2200 may use the assigned time slot. For example, the electronic device 2200 may send a response packet to the base station 2100 during the assigned timeslot. In another example, when the base station 2100 transmits power, the electronic device 2200 can receive power from the base station 2100 during the allocated time slots.

무선 전력 전송 네트워크(2000)는 타임 슬롯으로 분할된 응답 구간을 가지는 슈퍼 프레임을 이용하여, 무선 전력 전송 네트워크(2000) 내에 다수의 전자 기기 노드(2200)가 있는 경우에 효율적으로 무선 전력 전송을 수행할 수 있다.
The wireless power transmission network 2000 efficiently performs wireless power transmission when there are a plurality of electronic device nodes 2200 in the wireless power transmission network 2000 using a super frame having a response interval divided into time slots can do.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법에 관하여 설명한다. 무선 전력 전송 방법에 관해서는 상술한 무선 전력 전송 시스템(1000), 무선 전력 전송 네트워크(2000) 및 슈퍼 프레임을 이용하여 설명한다. 다만, 무선 전력 전송 방법에 이에 한정되는 것은 아니며, 이와 동일 유사한 다른 시스템, 네트워크, 프레임을 이용하여 수행될 수도 있다. Hereinafter, a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention will be described. The wireless power transmission method will be described using the wireless power transmission system 1000, the wireless power transmission network 2000 and the super frame described above. However, the present invention is not limited to the wireless power transmission method, and may be performed using another similar system, network, or frame.

또한, 이하에서 설명하는 무선 전력 방법에서 베이스 스테이션 노드(2100)에 의해 수행되는 단계는 베이스 스테이션(2100)에 해당하는 송신 장치(1100)의 제1 제어 모듈(1140)에 의해 수행되고, 전자 기기 노드(2200)에 의해 수행되는 단계는 전자 기기(2200)에 해당하는 수신 장치(1200)의 제2 제어 모듈(1240)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. The steps performed by the base station node 2100 in the wireless power method described below are also performed by the first control module 1140 of the transmitting device 1100 corresponding to the base station 2100, The steps performed by the node 2200 may be understood to be performed by the second control module 1240 of the receiving device 1200 corresponding to the electronic device 2200. [

제1 제어 모듈(1140) 및 제2 제어 모듈(1240)은 각각 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. The first control module 1140 and the second control module 1240 may each be implemented as a computer or similar device using hardware, software, or a combination thereof.

제1 제어 모듈(1140) 및 제2 제어 모듈(1240)은 하드웨어적으로는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 인쇄회로기판(PCB: printed circuit board), 직접 회로(IC: integrated circuit), 프로세서, 마이크로 프로세서, 제어기(controller)나 이들과 유사한 제어 기능을 수행하는 전기적인 수단으로 구현될 수 있다.The first control module 1140 and the second control module 1240 may be implemented in hardware by application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) (FPGA), a printed circuit board (PCB), an integrated circuit (IC), a processor, a microprocessor, a controller, or an electrical means of performing similar control functions Can be implemented.

또 제1 제어 모듈(1140) 및 제2 제어 모듈(1240)은 소프트웨어적으로는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 코드 또는 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 하드웨어에 의해 실행될 있다.
Also, the first control module 1140 and the second control module 1240 may be implemented by software code or software applications written in one or more programming languages in software. The software can be executed by hardware.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법의 순서도이다. 7 is a flowchart of a wireless power transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 무선 전력 전송 방법은 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성하는 단계(S1100), 전자 기기(2200)에 주소를 할당하는 단계(S1200), 무선 전력 전송을 위한 스케쥴링을 수행하는 단계(S1300) 및 전자 기기(2200)로 무선 전력 공급을 수행하는 단계(S1400)을 포함할 수 있다. 다만, 무선 전력 전송 방법에서 상술한 단계가 모두 필수적인 것은 아니므로, 무선 전력 전송 방법은 일부 단계를 생략하고 수행될 수 있으며, 상술한 단계가 반드시 설명되는 순서대로만 수행되어야 하는 것은 아니므로, 나중에 설명되는 단계가 먼저 설명된 단계보다 앞서 수행되는 것도 가능하다.
Referring to FIG. 7, the wireless power transmission method includes a step S1100 of configuring a wireless power transmission network 2000, a step S1200 of assigning an address to the electronic device 2200, a step of performing scheduling for wireless power transmission (S1300) and performing a wireless power supply to the electronic device 2200 (S1400). However, since the above-described steps are not essential in the wireless power transmission method, the wireless power transmission method can be performed by omitting some steps, and since the above-described steps are not necessarily performed in the order described, It is also possible that the step to be performed is preceded by the step previously described.

이하에서는 상술한 각 단계에 관하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each of the above-described steps will be described in detail.

먼저 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성한다(S1100). First, the wireless power transmission network 2000 is configured (S1100).

무선 전력 전송 네트워크(2000)를 이룰 범위 내에 있는 기기 중 베이스 스테이션(2100)이 결정된다(S1110). 이때, 범위 내의 기기 중 송신 장치(1100)에 해당하는 기기를 베이스 스테이션(2100)으로 결정할 수 있다. 범위 내에 복수의 송신 장치(1100)가 있는 경우에도 오직 하나의 송신 장치(1100)가 베이스 스테이션(2100)으로 결정될 수 있다. 베이스 스테이션(2100)이 결정되면 나머지 기기들이 전자 기기 노드(2200)로 결정된다. 이에 따라 하나의 베이스 스테이션(2100)과 적어도 하나의 전자 기기(2200)를 가지는 무선 전력 전송 네트워크(2000)가 구성될 수 있다.
The base station 2100 among the devices within the range of the wireless power transmission network 2000 is determined (S1110). At this time, the base station 2100 can determine a device corresponding to the transmitting apparatus 1100 among the apparatuses within the range. Even if there are a plurality of transmitting apparatuses 1100 in the range, only one transmitting apparatus 1100 can be determined as the base station 2100. Once the base station 2100 is determined, the remaining devices are determined as the electronic device node 2200. Accordingly, a wireless power transmission network 2000 having one base station 2100 and at least one electronic device 2200 can be configured.

무선 전력 전송 네트워크(2000)가 형성되면, 전자 기기(2200)에 주소를 할당할 수 있다(S1200). When the wireless power transmission network 2000 is formed, an address can be assigned to the electronic device 2200 (S1200).

도 8은 도 7의 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성하는 단계(S1100)의 세부 순서도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 합류 요청 패킷의 구성도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 합류 응답 패킷의 구성도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 합류 확인 패킷의 구성도이다.FIG. 8 is a detailed flowchart of a step S1100 of configuring the wireless power transmission network 2000 of FIG. 7, FIG. 9 is a configuration diagram of a merge request packet according to an embodiment of the present invention, FIG. FIG. 11 is a configuration diagram of a merge confirmation packet according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 베이스 스테이션(2100)은 슈퍼 프레임의 요청 구간 중에 합류 요청 패킷(association request packet)을 송신한다(S1120). 이때 패킷 전송은 브로드 캐스팅 방식에 따라 수행될 수 있다. 합류 요청 패킷에는 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 식별하는 네트워크 식별자(WPTN-ID: wireless power transfer network identifier)가 포함될 수 있다. 네트워크 식별자는 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 고유한 값을 가질 수 있다. Referring to FIG. 8, the base station 2100 transmits an association request packet during a request period of a superframe (S1120). At this time, the packet transmission can be performed according to the broadcasting scheme. The join request packet may include a wireless power transfer network identifier (WPTN-ID) that identifies the wireless power transmission network 2000. The network identifier may have a unique value of the wireless power transmission network (2000).

여기서, 합류 요청 패킷은 브로드 캐스팅되므로 특정 전자 기기(2200)가 아닌 범위 내의 모든 전자 기기(2200)가 이를 수신할 수 있다(S1130). 여기서, 자기장의 수신 범위는 통신 영역(Zc)에 해당할 수 있다. Here, since the join request packet is broadcasted, all the electronic devices 2200 in the range other than the specific electronic device 2200 can receive it (S1130). Here, the reception range of the magnetic field may correspond to the communication area Zc.

따라서, 동시에 여러 대의 전자 기기(2200)가 응답할 수 있으므로, 베이스 스테이션(2100)으로 동시에 복수의 자기장 신호가 수신되면서 자기장 신호 간에 충돌이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 도 9에 도시된 바와 같이, 합류 요청 패킷에는 마스크 정보가 포함될 수 있다. 마스크 정보는 특정 수열을 가지는 비트(bit)열일 수 있다. Accordingly, since a plurality of electronic devices 2200 can respond at the same time, a plurality of magnetic field signals can be simultaneously received by the base station 2100, thereby causing a collision between magnetic field signals. To prevent this, as shown in FIG. 9, mask information may be included in the merge request packet. The mask information may be a bit string having a specific sequence.

합류 요청 패킷을 수신한 기기는 마스크 정보와 해당 기기의 고유 식별자(unique identifier)를 비교하여 응답할지를 결정할 수 있다. 여기서, 고유 식별자는 제조사에 의해 미리 설정되어 있는 값이다. 전자 기기(2200)는 미리 정해진 알고리즘에 따라 마스크 정보와 고유 식별자를 연산하고, 연산 결과에 따라 응답 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 마스크 정보가 “11110000”일 경우, 고유 식별자로 “1111XXXX”를 가지는 전자 기기(2200)만 이에 응답하거나 응답하지 않을 수 있다. The device receiving the joining request packet can determine whether to respond by comparing the mask information with a unique identifier of the corresponding device. Here, the unique identifier is a value preset by the manufacturer. The electronic device 2200 can calculate the mask information and the unique identifier according to a predetermined algorithm, and determine whether or not to respond according to the calculation result. For example, when the mask information is " 11110000 ", only the electronic device 2200 having the unique identifier " 1111XXXX "

한편, 베이스 스테이션(2100)은 바이너리 트리(binary tree) 방식에 따라 마스크 정보를 변환할 수 있다. 예를 들어, 최초에는 “11110000”의 마스크 정보를 담아 합류 요청 패킷을 송신하고, 이후에는 “11111000”의 마스크 정보를 합류 요청 패킷으로 송신하고, 그 다음에는 “11111100”의 마스크 정보를 송신하는 식이다. 이에 따라 최초에는 고유 식별자로 “1111XXXX”를 가지는 전자 기기들(2200)이 응답할 수 있고, 다음에는 고유 식별자로 “11111XXX”를 가지는 전자 기기들(2200)이 응답하고, 마지막에는 “111111XX”를 고유 식별자로 가지는 전자 기기들(2200)만 응답하게 된다. Meanwhile, the base station 2100 can convert mask information according to a binary tree method. For example, it is assumed that the merging request packet is transmitted first with mask information of "11110000", then mask information of "11111000" is transmitted as a merging request packet, and then mask information of "11111100" to be. Accordingly, the electronic devices 2200 having the unique identifier "1111XXXX" can respond at first, then the electronic devices 2200 having the unique identifier "11111XXX" respond, and finally, "111111XX" Only the electronic devices 2200 having the unique identifier are responded.

만약 베이스 스테이션(2100)에서 수신되는 자기장에 충돌이 발생하지 않는 경우에는 더 이상 합류 요청 패킷을 송신하지 않는다. 그러나 베이스 스테이션(2100)에서 자기장 출돌이 감지되면, 상술한 바이너리 트리 방식에 따라 마스크 정보를 변경시켜가면서 합류 요청 패킷을 재발송할 수 있다. 이처럼, 베이스 스테이션(2100)은 마스크 정보에 반응할 수 있는 전자 기기들(2200)의 수를 줄여나가면서 패킷의 충돌을 방지할 수 있다. If a collision does not occur in the magnetic field received at the base station 2100, the base station 2100 no longer transmits a join request packet. However, if the base station 2100 detects the magnetic field outflow, it can re-transmit the join request packet while changing the mask information according to the binary tree method described above. As such, the base station 2100 can reduce the number of electronic devices 2200 that can respond to mask information to prevent packet collisions.

한편, 상술한 충돌 방지 방법은 일 예에 불과한 것으로, 무선 전력 전송 네트워크(2000)는 이와 동일 유사한 마스킹(masking) 기법을 이용해 자기장의 충돌을 방지할 수 있다.Meanwhile, the above-described collision avoidance method is only an example, and the wireless power transmission network 2000 can prevent the magnetic field from colliding with the same similar masking technique.

마스크 정보에 의해 응답이 가능한 전자 기기들(2200)은 네트워크 식별자에 근거하여 합류 요청 패킷을 송신한 베이스 스테이션(2100)이 합류하고자 하는 무선 전력 전송 네트워크(2000)의 베이스 스테이션(2100)인지를 판단할 수 있다. The electronic devices 2200 capable of responding with the mask information determine whether the base station 2100 that transmitted the join request packet based on the network identifier is the base station 2100 of the wireless power transmission network 2000 to which the wireless power transmission network 2000 is to join can do.

합류 요청 패킷을 수신한 기기는 판단 결과 전자 기기 노드(2200)로써 응답 구간에 합류 응답 패킷(association response packet)을 전송할 수 있다(S1140). 합류 응답 패킷에는 도 10에 도시된 바와 같이 제조사 등에 의해 기기 자체에 할당된 고유의 값인 고유 식별자가 포함될 수 있다. Upon receiving the joining request packet, the device can transmit an association response packet to the response period using the electronic device node 2200 (S1140). The confluence response packet may include a unique identifier that is a unique value assigned to the device itself by the manufacturer or the like as shown in FIG.

베이스 스테이션(2100)은 합류 응답 패킷을 수신하고(S1150), 각 전자 기기 노드(2200)에 노드 식별자(node identifier)를 할당한다(S1160). 베이스 스테이션(2100)은 합류 응답 패킷을 송신한 전자 기기 노드(2200)로 합류 확인 패킷(association acknowledge packet)을 송신한다(S1170). 이때, 베이스 스테이션(2100)은 합류 응답 패킷에 포함된 고유 식별자를 이용하여 전자 기기 노드(2200)를 구분하여 전자 기기 노드(2200)로 합류 확인 패킷을 송신할 수 있다. 합류 확인 패킷에는 각 전자 기기(2200)에 할당된 노드 식별자가 포함될 수 있다. 도 11을 참조하면, 합류 확인 패킷에는 고유 식별자와 고유 식별자와 연계된 노드 식별자가 포함될 수 있다.The base station 2100 receives the join response packet (S1150) and assigns a node identifier to each electronic device node 2200 (S1160). The base station 2100 transmits an association acknowledge packet to the electronic device node 2200 that has transmitted the join response packet (S1170). At this time, the base station 2100 can distinguish the electronic device node 2200 using the unique identifier included in the merging response packet and transmit the merging confirmation packet to the electronic device node 2200. The confluence confirmation packet may include a node identifier assigned to each electronic device 2200. Referring to FIG. 11, a join identifier packet may include a unique identifier and a node identifier associated with a unique identifier.

전자 기기(2200)는 합류 확인 패킷을 수신하고(S1180), 할당된 노드 식별자를 자신의 노드 식별자로 설정한다(S1190). 전자 기기(2200)는 합류 확인 패킷의 고유 식별자를 이용하여 해당 전자 기기(2200)로 송신된 자기장 신호인지를 판단하고, 해당 전자 기기(2200)는 노드 식별자를 자신의 주소로 정할 수 있다.The electronic device 2200 receives the confluence confirmation packet (S1180) and sets the assigned node identifier as its node identifier (S1190). The electronic device 2200 determines whether it is a magnetic field signal transmitted to the corresponding electronic device 2200 using the unique identifier of the confluence confirmation packet, and the electronic device 2200 can determine the node identifier as its own address.

이에 따라 베이스 스테이션 노드(2100) 및 전자 기기 노드(2200)에 주소가 할당되고, 무선 전력 전송 네트워크(2000)가 구성될 수 있다. Accordingly, an address is assigned to the base station node 2100 and the electronic device node 2200, and the wireless power transmission network 2000 can be configured.

무선 전력 전송 네트워크(2000)에서 노드 식별자에 따라 주소가 할당되면, 베이스 스테이션(2100)이 전자 기기(2200)의 인식을 위한 요청 패킷을 요청 구간에 송신할 수 있다. If an address is assigned according to the node identifier in the wireless power transmission network 2000, the base station 2100 may transmit a request packet for recognizing the electronic device 2200 in the request period.

이상에서는 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성하는 단계에 대해 최초로 무선 전력 전송 네트워크(2000)를 구성하는 상황을 기준으로 설명하였으나, 이미 무선 전력 전송 네트워크(2000)가 구성된 상태에서 미 합류한 전자 기기(2200)가 새로이 합류하는 상황에도 적용될 수 있다.
The above description has been made on the basis of a situation in which the wireless power transmission network 2000 is configured for the first time in the wireless power transmission network 2000. However, The present invention can be applied to a situation in which the mobile terminal 2200 newly joins.

주소 설정이 완료되면, 무선 전력 전송을 위한 스케쥴링을 수행한다(S1300).When the address setting is completed, scheduling for wireless power transmission is performed (S1300).

베이스 스테이션(2100)은 수집된 정보를 이용하여 무선 전력 전송을 위한 슈퍼 프레임의 응답 구간을 스케쥴링할 수 있다. The base station 2100 may schedule the response period of the superframe for wireless power transmission using the collected information.

베이스 스테이션(2100)은 전력 전송을 위한 슈퍼 프레임의 응답 구간을 타임 슬롯으로 분할하고, 전자 기기(2200)에 타임 슬롯을 할당한다. The base station 2100 divides the response period of the superframe for power transmission into time slots and assigns time slots to the electronic device 2200. [

예를 들어, 주소를 할당받은 전자 기기(2200)가 다섯 대인 경우에는 응답 구간은 다섯 개의 타임 슬롯으로 분할되고, 각각의 타임 슬롯은 각 전자 기기(2200)에 할당될 수 있다. 물론 이와 상이하게 일부 전자 기기(2200)에는 타임 슬롯이 할당되지 않고, 일부에는 두 개 이상의 타임 슬롯이 할당되는 것도 가능하다. 또 하나의 타임 슬롯에 동시에 여러 대의 전자 기기(2200)가 할당될 수도 있다. 이 경우에는 해당 타임 슬롯에서는 동시에 여러 대의 전자 기기(2200)로 전력이 전송될 수 있다. 여기서, 베이스 스테이션(2100)은 전자 기기(2200)의 특성을 고려하여 스케쥴링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 충전 전압이나 정격 전압, 위치, 기기의 종류가 동일 유사한 기기는 하나의 그룹으로 묶어 동시에 같은 타임 슬롯에 할당할 수 있다.
For example, if there are five electronic devices 2200 assigned an address, the response interval may be divided into five time slots, and each time slot may be assigned to each electronic device 2200. Of course, it is also possible that some electronic devices 2200 are not allocated time slots and some are allocated more than two timeslots. Multiple electronic devices 2200 may be assigned to another time slot at the same time. In this case, power can be transmitted to a plurality of electronic devices 2200 simultaneously in the timeslot. Here, the base station 2100 may perform scheduling considering the characteristics of the electronic device 2200. [ For example, devices having the same charge voltage, rated voltage, position, and device type can be grouped together and assigned to the same time slot at the same time.

스케쥴링에 따라 전자 기기(2200)로 무선 전력 공급을 수행한다(S1400).The wireless power is supplied to the electronic device 2200 according to the scheduling (S1400).

도 12는 도 7의 전자 기기(2200)로 무선 전력 공급을 수행하는 단계(S1400)의 세부 순서도이다.12 is a detailed flowchart of a step S1400 of performing wireless power supply to the electronic device 2200 of FIG.

도 12를 참조하면, 베이스 스테이션(2100)은 슈퍼 프레임의 요청 구간에 전력 전송 준비 요청 패킷(power transfer ready request packet)을 송신한다(S1410). 전력 전송 준비 요청 패킷에는 단계 S1400에서 수행된 스케쥴링에 따른 타임 슬롯 할당 정보가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 12, the base station 2100 transmits a power transfer ready request packet to a request period of a super frame (S1410). The power transmission preparation request packet may include time slot allocation information according to the scheduling performed in step S1400.

전자 기기(2200)는 충전 준비 요청 패킷을 수신한다(S1420). 전자 기기(2200)는 수신된 충전 준비 요청 패킷에 따라 해당 전자 기기(2200)에 할당된 타임 슬롯을 판단할 수 있다. The electronic device 2200 receives the charge preparation request packet (S1420). The electronic device 2200 can determine the time slot allocated to the electronic device 2200 according to the received charge preparation request packet.

베이스 스테이션(2100)은 전자 기기(2200)로 전력 전송을 위한 자기장 신호를 송출한다(S1430). 이때 특정 타임 슬롯 동안 전송되는 자기장 신호는 그 타임 슬롯 동안 전력을 수신할 전자 기기(2200)에 대응되는 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 특정 타임 슬롯 동안 전송되는 자기장 신호는 그 타임 슬롯을 할당받은 전자 기기(2200)의 정격 전압, 전류, 전력 또는 충전 전압, 전류, 전력을 가지도록 제공될 수 있다. 자기장 신호의 특성은 수집한 정보에 근거하여 송신 장치(1100)의 전력 변환 모듈(1120)에서 조절될 수 있다. The base station 2100 transmits a magnetic field signal for power transmission to the electronic device 2200 (S1430). Where the magnetic field signal transmitted during a particular timeslot may have characteristics corresponding to the electronic device 2200 that will receive power during that time slot. For example, a magnetic field signal transmitted during a particular time slot may be provided to have a rated voltage, current, power, or charging voltage, current, and power of the electronic device 2200 to which the time slot is assigned. The characteristics of the magnetic field signal can be adjusted in the power conversion module 1120 of the transmitter 1100 based on the collected information.

응답 구간 동안 전자 기기(2200)는 응답 구간 동안 할당받은 타임 슬롯에서는 전력을 수신하도록 활성화하고(S1440), 할당받지 않은 타임 슬롯에서는 전력을 수신하지 않도록 비활성화될 수 있다50). During the response interval, the electronic device 2200 may be deactivated to receive power in the allocated timeslots during the response interval (S1440) and not receive power in the unassigned timeslots.

여기서, 활성화는 전자 기기(2200)가 베이스 스테이션(2100)과 자기 공명 방식에 따라 전력 전송을 받을 수 있는 상태이고, 비활성화는 그렇지 않은 상태일 수 있다. 구체적으로는 수신 장치(1200)의 제2 안테나(1210) 또는 자기 코일을 베이스 스테이션(2100)과 공명시킴으로써 전자 기기(2200)가 활성화되고, 반대로 이를 비활성화시킴으로써 전자 기기(2200)가 비활성화될 수 있다. Here, the activation may be a state in which the electronic device 2200 can receive the power transmission according to the base station 2100 and the magnetic resonance method, and the inactivation state may not be. Specifically, the electronic device 2200 can be deactivated by activating the electronic device 2200 by resonating the second antenna 1210 of the receiving device 1200 or the magnetic coil with the base station 2100, and vice versa .

자기 공명 방식을 이용해 무선 전력 전송을 수행하는 경우에 전자 기기(2200) 각각이 공진체로 동작할 수 있는데, 전력을 공급받아야 하는 전자 기기(2200) 외의 다른 전자 기기(2200)가 활성되는 경우에는 의도치 않는 공진체로 동작하여 전력 전송 효율이 저하될 수 있다. 이에 대하여 각 전자 기기(2200)가 할당받지 않은 타임 슬롯 동안에는 비활성화되어, 타임 슬롯을 할당받은 전자 기기(2200)로 전력이 전송되는 것을 방해하는 것이 방지될 수 있다.Each of the electronic devices 2200 may operate as a resonator when performing wireless power transmission using a magnetic resonance method. In the case where an electronic device 2200 other than the electronic device 2200 to be supplied with electric power is activated, So that the power transmission efficiency may be lowered. In contrast, each electronic device 2200 is inactivated during a time slot that is not allocated, thereby preventing the power from being transmitted to the electronic device 2200 to which the time slot is allocated.

이처럼 베이스 스테이션(2100)이 응답 구간에 전자 기기(2200)에 자기장을 이용하여 전력을 공급할 수 있다. 또 베이스 스테이션(2100)은 응답 구간을 타임 슬롯으로 분할하고, 전자 기기(2200)의 인식 결과 및 전자 기기(2200)에 관한 정보에 근거하여 타임 슬롯에 전자 기기(2200)에 할당하여 하나의 응답 구간에서 동시에 복수의 전자 기기(2200)로 전력을 효율적으로 전송할 수 있다.
As described above, the base station 2100 can supply power to the electronic device 2200 using a magnetic field during a response period. The base station 2100 also divides the response period into time slots and assigns the time slot to the electronic device 2200 based on the recognition result of the electronic device 2200 and the information about the electronic device 2200, Power can be efficiently transmitted to a plurality of electronic devices 2200 at the same time.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

1000: 무선 전력 전송 시스템
1100: 송신 장치
1110: 제1 안테나
1120: 전력 변환 모듈
1130: 제1 통신 모듈
1140: 제1 제어 모듈
1200: 수신 장치
1210: 제2 안테나
1220: 전력 관리 모듈
1230: 제2 통신 모듈
1240: 제2 제어 모듈
1250: 배터리
2000: 무선 전력 전송 네트워크
2100: 베이스 스테이션 노드
2200: 전자 기기 노드
R: 전원 공급원
Zp: 충전 영역
Zc: 통신 영역
1000: Wireless power transmission system
1100: Transmitting device
1110: First antenna
1120: Power conversion module
1130: First communication module
1140: First control module
1200: Receiver
1210: Second antenna
1220: Power management module
1230: Second communication module
1240: second control module
1250: Battery
2000: Wireless Power Transmission Network
2100: Base Station Node
2200: Electronic device node
R: Power source
Zp: charging area
Zc: communication area

Claims (11)

자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 상기 베이스 스테이션에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서,
마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 자기장 신호로 브로드 캐스팅하는 단계;
상기 요청 패킷을 수신한 복수의 전자 기기 중 상기 마스크 정보에 대응되는 전자 기기만 자기장 신호로써 송신하는 응답 패킷을 수신하는 단계;
상기 응답 패킷의 자기장 신호의 충돌이 발생한 경우, 상기 마스크 정보를 변경하여 변경된 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 재발송하는 단계; 및
상기 응답 패킷을 송신한 전자 기기로 주소 정보를 포함하는 확인 패킷을 자기장 신호로 발송하는 단계;를 포함하는
무선 전력 전송 방법.
In a wireless power transmission network that includes a base station that provides power and uses a magnetic field to perform in-band communication using wireless power transmission and the magnetic field, and a plurality of powered electronic devices, In a wireless power transmission method performed by a station,
Broadcasting a request packet including mask information to a magnetic field signal;
Receiving a response packet transmitted as a magnetic field signal only among electronic devices corresponding to the mask information among a plurality of electronic devices that have received the request packet;
When a collision of the magnetic field signal of the response packet occurs, changing the mask information and retransmitting the request packet including the changed mask information; And
And sending an acknowledgment packet including address information to the electronic device that has transmitted the response packet as a magnetic field signal
Wireless power transmission method.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 재발송하는 단계에서, 상기 마스크 정보의 변경은 바이너리 트리(binary tree) 방식에 따라 수행되는
무선 전력 전송 방법.
The method according to claim 1,
In the re-transmitting step, the change of the mask information is performed according to a binary tree method
Wireless power transmission method.
제1 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 복수의 전자 기기는, 상기 마스크 정보와 해당 전자 기기의 고유 식별자에 근거하여 상기 요청 패킷에 대한 응답 여부를 결정하는
무선 전력 전송 방법.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the plurality of electronic devices determine whether to respond to the request packet based on the mask information and the unique identifier of the electronic device
Wireless power transmission method.
제4 항에 있어서,
상기 응답 패킷은, 상기 고유 식별자를 포함하는
무선 전력 전송 방법.
5. The method of claim 4,
The response packet includes the unique identifier
Wireless power transmission method.
제 4항에 있어서,
상기 확인 패킷은, 상기 고유 식별자 및 상기 고유 식별자에 연계된 노드 식별자를 포함하는
무선 전력 전송 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the acknowledgment packet comprises a unique identifier and a node identifier associated with the unique identifier
Wireless power transmission method.
제4 항에 있어서,
상기 전자 기기는, 상기 주소 정보에 따라 주소를 설정하는
무선 전력 전송 방법.
5. The method of claim 4,
The electronic device sets an address according to the address information
Wireless power transmission method.
제7 항에 있어서,
상기 발송하는 단계 이후에,
전력 전송 구간을 적어도 하나의 타임 슬롯으로 분할하고, 각 타임 슬롯에 주소를 할당받은 전자 기기를 할당하는 단계;
상기 타임 슬롯 별 주소 할당 정보를 포함하는 전력 전송 패킷을 자기장 신호로 송신하는 단계; 및
상기 전력 전송 구간 동안 상기 적어도 하나의 타임 슬롯에서 해당 타임 슬롯을 할당받은 전자 기기로 자기장을 이용하여 전력을 공급하는 단계;를 더 포함하는
무선 전력 전송 방법.
8. The method of claim 7,
After the sending step,
Dividing a power transmission period into at least one time slot, and allocating an electronic device assigned an address in each time slot;
Transmitting a power transmission packet including address assignment information per time slot as a magnetic field signal; And
And supplying power to the electronic device, which has been allocated the corresponding time slot in the at least one time slot, using the magnetic field during the power transmission interval
Wireless power transmission method.
제8 항에 있어서,
상기 할당하는 단계에서, 상기 타임 슬롯의 할당에 노드 식별자를 이용하는
무선 전력 전송 방법.
9. The method of claim 8,
In the allocating step, a node identifier is used for allocating the time slot
Wireless power transmission method.
자기장을 이용하여 무선 전력 전송 및 상기 자기장을 이용하는 인-밴드(in-band) 통신을 수행하고, 전력을 공급하는 베이스 스테이션 및 전력을 공급받는 복수의 전자 기기를 포함하는 무선 전력 전송 네트워크에서 특정 전자 기기에서 수행되는 무선 전력 전송 방법에 있어서,
상기 베이스 스테이션으로부터 브로드 캐스팅되고, 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 자기장을 통해 수신하는 단계;
상기 마스크 정보와 고유 식별자에 근거하여 상기 베이스 스테이션으로 응답 패킷을 자기장을 통해 송신하는 단계;
상기 베이스 스테이션으로부터 상기 응답 패킷에 대한 확인 패킷을 자기장을 통해 수신하는 단계; 및
상기 확인 패킷에 포함된 주소 정보를 이용하여 주소를 설정하는 단계;를 포함하고,
상기 베이스 스테이션은,
상기 응답 패킷의 자기장 신호의 충돌이 발생한 경우, 상기 마스크 정보를 변경하여 변경된 마스크 정보를 포함하는 요청 패킷을 재발송하는 것을 특징으로 하는
무선 전력 전송 방법.
In a wireless power transmission network that includes a base station that provides wireless power transmission and in-band communication using the magnetic field using a magnetic field, a power supply base station, and a plurality of powered electronic devices, A method of wireless power transmission in a device,
Receiving, via a magnetic field, a request packet broadcast from the base station, the request packet including mask information;
Transmitting a response packet through the magnetic field to the base station based on the mask information and the unique identifier;
Receiving an acknowledgment packet for the response packet from the base station through a magnetic field; And
And setting an address using the address information included in the confirmation packet,
The base station includes:
When the collision of the magnetic field signal of the response packet occurs, the request information including the changed mask information is retransmitted by changing the mask information
Wireless power transmission method.
제10 항에 있어서,
상기 송신하는 단계에서, 상기 마스크 정보와 상기 고유 식별자를 미리 정해진 알고리즘에 따라 연산한 결과에 따라 상기 응답 패킷을 송신 여부를 결정하는
무선 전력 전송 방법.
11. The method of claim 10,
In the transmitting step, it is determined whether to transmit the response packet according to a result of calculating the mask information and the unique identifier according to a predetermined algorithm
Wireless power transmission method.
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