KR101839522B1 - 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템 - Google Patents

빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101839522B1
KR101839522B1 KR1020170023066A KR20170023066A KR101839522B1 KR 101839522 B1 KR101839522 B1 KR 101839522B1 KR 1020170023066 A KR1020170023066 A KR 1020170023066A KR 20170023066 A KR20170023066 A KR 20170023066A KR 101839522 B1 KR101839522 B1 KR 101839522B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reception
image
beam direction
tracking
motion
Prior art date
Application number
KR1020170023066A
Other languages
English (en)
Inventor
오인열
안병남
박철순
Original Assignee
주식회사 와이젯
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 주식회사 와이젯 filed Critical 주식회사 와이젯
Priority to KR1020170023066A priority Critical patent/KR101839522B1/ko
Priority to US15/685,327 priority patent/US20180239419A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101839522B1 publication Critical patent/KR101839522B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/012—Head tracking input arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842—Weighted combining
    • H04B7/086—Weighted combining using weights depending on external parameters, e.g. direction of arrival [DOA], predetermined weights or beamforming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/697—Arrangements for reducing noise and distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842—Weighted combining
    • H04B7/0848—Joint weighting
    • H04B7/0854—Joint weighting using error minimizing algorithms, e.g. minimum mean squared error [MMSE], "cross-correlation" or matrix inversion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842—Weighted combining
    • H04B7/0848—Joint weighting
    • H04B7/0857—Joint weighting using maximum ratio combining techniques, e.g. signal-to- interference ratio [SIR], received signal strenght indication [RSS]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0891—Space-time diversity
    • H04B7/0897—Space-time diversity using beamforming per multi-path, e.g. to cope with different directions of arrival [DOA] at different multi-paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H01Q3/2611—Means for null steering; Adaptive interference nulling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 영상 수신 장치로 영상을 송신하는 영상 송신 장치 및 사용자의 움직임에 의해 이동되는 영상 수신 장치를 포함하는 무선 송수신 시스템을 개시하고, 상기 영상 수신 장치는 수신 빔 별로 헤드 방향이 설정된 수신 안테나 및 상기 수신 빔 별로 수신 강도, 비트 에러율 및 신호대잡음비 중 하나 이상을 측정하여 수신 빔 방향을 추적하는 제어부를 포함하여, 상기 수신 빔을 추적하여 헤드 추적 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템{WIRELESS TRANSCEIVER SYSTEM USING BEAM TRACKING}
본 발명은 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수신 빔을 추적하여 헤드 추적 정보를 생성하는 영상 수신 장치 및 헤드 추적이 적용된 제어 영상을 생성하는 영상 송신 장치를 포함하는 무선 송수신 시스템에 관한 것이다.
HMD(Head Mounted Display) 장치는 안경처럼 머리에 착용하여 2차원 또는 3차원 영상을 즐길 수 있고, 의료기기에서 수술이나 진단에 사용할 수 있으며, 스마트폰, 콘솔 또는 데스크톱 PC으로부터 무선으로 실시간 영상을 제공받을 수 있다.
종래에는 HMD 장치가 데스크톱 PC로부터 영상을 수신하여 재생하는 과정에서 헤드의 방향을 추적하여 헤드 추적 정보를 생성하고, 데스크톱 PC로 헤드 추적 정보를 전송한다. 데스크톱 PC는 헤드 추적이 적용된 제어 영상을 생성하고, HMD 장치는 데스크톱 PC로부터 제어 영상을 재생하며, HMD 장치를 착용한 사용자는 헤드 추적된 제어 영상을 통하여 가상 현실(VR: Virtual Reality)을 즐길 수 있다.
또한 종래에는 데스크톱 PC에 적외선 카메라가 부착되고, 적외선 카메라가 HMD 장치의 움직임을 인식하여 모션 추적 정보를 생성한다. 데스크톱 PC는 모션 추적이 적용된 제어 영상을 생성하고, HMD 장치는 데스크톱 PC로부터 제어 영상을 재생하며, HMD 장치를 착용한 사용자는 모션 추적된 제어 영상을 통하여 가상 현실을 즐길 수 있다.
특허문헌 1은 HMD를 위한 예측적 트래킹에 기반한 인식 방법에 관한 것으로서, HMD 장치의 가속도, 각속도 또는 자이로 센서를 통하여 헤드 추적 정보를 생성한다.
특허문헌 2는 적외선 카메라를 이용한 모션제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 적외선 카메라를 통하여 모션 추적 정보를 생성한다.
특허문헌들은 가속도, 각속도, 자이로 센서 또는 적외선 카메라 등 사용자의 움직임을 감지하는 센서를 이용하여 헤드 추적이나 모션 추적을 수행한다.
그러나 특허문헌들은 센서의 반응 속도가 느려 HMD 장치가 요구하는 레이턴시보다 길어질 수 있고, 영상 재생이 지연되어 사용자에게 어지럼증을 제공할 수 있는 문제점이 있다. 예를 들어 각속도 또는 자이로 센서가 200Hz로 동작될 때 반응 속도를 5msec가 소요되어 HMD 장치가 요구하는 레이턴시보다 길어질 수 있다.
1. 한국공개특허 제2016-0013906호(2016.02.05.) 2. 한국등록특허 제1288590호(2013.07.16.)
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 빔 방향 별로 헤드 방향을 설정하고, 빔을 추적하여 헤드의 움직임을 감지하며, 요구 레이턴시보다 짧은 시간에 헤드 추적이 적용된 영상을 송수신하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템을 제공한다.
본 발명은 이전에 형성된 빔 방향과 현재의 빔 방향 간의 수신 강도를 분석하여 모션 추적하고, 모션 추적이 적용된 영상을 송수신하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템을 제공한다.
본 발명은 빔을 추적하여 빔포밍을 수행하면서 헤드 추적이나 모션 추적을 동시에 수행하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템을 제공한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명의 무선 송수신 시스템은, 영상 수신 장치로 영상을 송신하는 영상 송신 장치 및 사용자의 움직임에 의해 이동되는 영상 수신 장치를 포함하고, 상기 영상 수신 장치는 수신 빔 별로 헤드 방향이 설정된 수신 안테나 및 상기 수신 빔 별로 수신 강도, 비트 에러율 및 신호대잡음비 중 하나 이상을 측정하여 수신 빔 방향을 추적하는 제어부를 포함하여, 상기 수신 빔을 추적하여 헤드 추적 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 수신 빔 별로 수신 강도, 비트 에러율 및 신호대잡음비 중 하나 이상을 측정하여 수신 빔 방향을 추적하는 빔 추적부; 최대값의 수신 강도, 최소값의 비트 에러율 또는 최대값의 신호대잡음비를 가지는 수신 빔 방향을 설정하는 빔 설정부 및 이전에 기준으로 형성된 수신 빔 방향과 설정된 수신 빔 방향 간의 회전 각도를 분석하여 헤드 추적 정보를 생성하는 모션 분석부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 모션 분석부는 이전에 기준으로 형성된 수신 빔 방향과 설정된 수신 빔 방향 간의 수신 강도를 분석하여 사용자의 움직임 방향, 거리 및 위치를 포함하는 모션 추적 정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 수신 안테나는 설정된 수신 빔 방향으로 수신 빔포밍을 수행할 수 있다.
상기 영상 송신 장치는 헤드 추적 정보를 이용하여 영상을 헤드 추적이 적용된 제어 영상으로 처리하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 영상 송신 장치는 어레이로 이루어진 송신 안테나를 포함하면 송신 안테나의 빔 방향 별로 송신 빔을 추적하여 송신 빔 방향을 설정하고, 상기 송신 안테나는 설정된 송신 빔 방향으로 빔포밍을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 영상 송신 장치는 이전에 형성된 송신 빔 방향과 설정된 송신 빔 방향에 대응하는 수신 안테나의 수신 강도를 참조하여 모션 추적 정보를 생성할 수 있다.
본 발명은 빔을 추적하여 헤드 추적이나 모션 추적을 함으로써, 별도의 가속도, 각속도, 자이로 센서 및 적외선 카메라 중 하나 이상을 포함하는 다종 센서가 불필요하고, 다종 센서의 비용을 절감할 수 있으며, 요구 레이턴시보다 짧은 시간에 제어 영상을 송수신하여 사용자의 어지럼증 발생 원인을 제거할 수 있고, 사용자가 헤드 추적이나 모션 추적이 적용된 영상을 즐길 수 있는 현저한 효과가 있다.
본 발명은 빔을 추적하여 빔포밍을 수행하면서 헤드 추적이나 모션 추적을 동시에 수행함으로써, 가시거리 통신과 요구 레이턴시에 부합되는 속도를 제공하여 무지연의 고화질 영상 송수신이 이루어 질 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 영상 수신 장치를 상세하게 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 제어부를 상세하게 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 무선 송수신 시스템의 동작 방법을 도시한 예이다.
도 5는 도 4의 영상 수신 장치에서 헤드 추적하는 방법을 도시한 예이다.
도 6은 도 1의 무선 송수신 시스템의 동작 방법을 도시한 다른 예이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6의 영상 수신 장치에서 모션 추적하는 방법을 도시한 예이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템을 도시한 블록도이다.
도 9는 도 8의 무선 송수신 시스템의 동작 방법을 도시한 예이다.
도 10은 도 9의 영상 송신 장치에서 모션 추적하는 방법을 도시한 예이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템을 도시한 블록도로서, 무선 송수신 시스템(10)은 영상 송신 장치(100) 및 영상 수신 장치(200)를 포함하고, 영상 송신 장치(100)는 실시간으로 영상을 영상 수신 장치(200)로 전송하며, 영상 수신 장치(200)는 수신된 영상을 재생한다.
영상 송신 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 단일 안테나로 이루어진 송신 안테나(110)를 포함할 수 있고, 영상 수신 장치(200)는 어레이로 이루어진 수신 안테나(210)를 포함할 수 있다.
영상 송신 장치(100)는 이동성이 있는 스마트폰일 수 있고, 고정성이 있는 데스크톱 PC나 콘솔일 수 있다. 영상 수신 장치(200)는 이동성이 있는 HMD 장치이다. 또는 이와 반대인 움직임이 있는 영상 송신 장치(100)와 고정 위치에서 동작하는 영상 수신 장치(200)의 경우에도 같은 기술이 적용될 수 있다. 단지 움직임을 갖는 영상 수신 장치(200)에서 빔 추적 동작을 움직임을 갖는 영상 송신 장치(100)의 동작으로 정의할 수 있다.
영상 송신 장치(100)와 영상 수신 장치(200)는 제어 정보를 주고 받을 수 있고, 영상 송신 장치(100)는 실시간으로 영상을 영상 수신 장치(200)로 전송할 수 있다. 제어 정보는 사용자에 의해 입력되는 입력 이벤트 정보, 영상 제어 정보 및 통신 제어 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
입력 이벤트 정보는 영상 송신 장치(100) 또는 영상 수신 장치(200)의 입력기(미도시)를 통하여 입력되는 정보일 수 있고, 영상 제어 정보는 영상의 클록 정보 또는 인터페이스 정보일 수 있으며, 통신 제어 정보는 양방향 송수신을 제어하기 위한 정보일 수 있다. 입력기는 영상 송신 장치(100) 또는 영상 수신 장치(200)에 구비될 수 있고, 입력기는 터치 패드, 스타일러스 펜, 무선 펜, 버튼 키, 가상 키, 유선 마우스, 무선 마우스 및 조이스틱 중 하나일 수 있다.
영상 송신 장치(100)는 입력 이벤트 정보를 입력하는 HID 입력기를 포함할 수 있고, 입력 이벤트 정보를 통하여 영상의 화각 방향을 제어할 수 있으며, 입력 이벤트 정보가 적용된 제어 영상을 영상 수신 장치(200)로 전송할 수 있다.
영상 수신 장치(200)는 입력 이벤트 정보를 입력하는 HMD 입력기를 포함할 수 있고, 입력 이벤트 정보를 통하여 영상의 화각 방향을 제어할 수 있으며, 입력 이벤트 정보가 적용되도록 영상을 처리할 수 있다.
본 발명은 영상 수신 장치(200)에서 입력되는 입력 이벤트 정보를 영상 송신 장치(100)에 전송하지 않고, 직접 처리할 수 있으므로, 영상 송신 장치(100)의 동작 복잡성을 분산시킬 수 있고, 영상 수신 장치(200)의 동작 효율을 높일 수 있다.
도 2는 도 1의 영상 수신 장치를 상세하게 도시한 블록도로서, 영상 수신 장치(200)는 사용자의 움직임에 의해 이동된다.
영상 수신 장치(200)는 수신 안테나(210), 영상 처리부(220), 영상 표시부(230) 및 제어부(250)를 포함한다.
수신 안테나(210)는 영상 송신 장치(100)로부터 영상을 수신하고, 영상 처리부(220)는 영상 송신 장치(100)로부터 송신된 영상을 처리하여 영상 표시부(230)를 통하여 재생되도록 한다. 영상 처리부(220)는 영상의 클록 정보 또는 인터페이스 정보를 포함하는 영상 제어 정보를 참조하여 영상이 재생되도록 처리할 수 있다.
본 발명은 영상 송신 장치(100)의 출력 포트 인터페이스 규격에 상관없이 영상을 송수신할 수 있다.
수신 안테나(210)는 어레이로 이루어지고, 빔 조향이 가능하며, 송신 기능도 겸할 수 있다. 예를 들어 수신 안테나(210)는 영상 송신 장치(100)로 제어 정보, 헤드 추적 정보 또는 모션 추적 정보 등 다양한 정보를 송신할 수 있다.
밀리미터 웨이브 대역의 전파는 경로 손실이 발생하고, 짧은 파장에 의해 직진성을 가진다. 수신 안테나(210)는 움직임에 의해 밀리미터파 이상의 무선 채널이 비가시거리(NLOS: Non Line Of Sight) 조건이 되어 영상이 단절될 수 있기 때문에 방향성 빔포밍(directional beamforming)을 수행하는 빔포머(미도시)를 포함할 수 있다.
빔포머는 아날로그 빔포밍(ABF: Analog Beamforming) 또는 디지털 빔포밍(DBF: Digital Beamforming)으로 동작할 수 있다.
아날로그 빔포밍 기반의 빔포머는 신호의 진폭과 위상의 차이를 이용하여 빔의 형태와 방향을 조절하는 것으로서, 위상 천이기, 감쇄기, 저잡음 증폭기 및 주파수 하향 변환기를 포함할 수 있다.
디지털 빔포밍 기반의 빔포머는 디지털화된 신호에 가중치 백터를 가하여 신호를 처리하는 것으로서, 저잡음 증폭기, 주파수 하향 변환기, AD 변환기 및 디지털 신호 처리기를 포함할 수 있다.
수신 안테나(210)는 설정된 각도 간격으로 수평 방향, 수직 방향 또는 수평 방향과 수직 방향에 대한 다수 개의 빔이 어레이 구조로 이루어질 수 있고, 수신 빔 별로 헤드 방향이 설정되거나 매핑된다.
제어부(250)는 수신 빔 별로 수신 강도, 비트 에러율 및 신호대잡음비 중 하나 이상을 측정하여 수신 빔 방향을 추적한다.
도 3은 도 2의 제어부를 상세하게 도시한 블록도로서, 제어부(250)는 빔 추적부(251), 빔 설정부(252) 및 모션 분석부(253)를 포함한다.
빔 추적부(251)는 수신 빔 별로 수신 강도(RSSI: Received Signal Strength), 비트 에러율(BER: Bit Error Rate) 및 신호대잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio) 중 하나 이상을 측정하여 수신 빔 방향을 추적한다.
빔 추적부(251)는 수신 안테나(210)로부터 수신되는 수신 신호의 세기를 연산하여 수신 강도를 측정할 수 있고, 수신 신호를 기저대역 신호로 복조하여 비트 에러율이나 신호대잡음비를 측정할 수 있다. 영상 처리부(220)는 수신 신호를 복조하여 비트 에러율이나 신호대잡음비를 연산할 수 있다.
빔 설정부(252)는 최대값의 수신 강도, 최소값의 비트 에러율 또는 최대값의 신호대잡음비를 가지는 수신 빔 방향을 설정한다.
모션 분석부(253)는 이전에 기준으로 형성된 수신 빔 방향과 설정된 수신 빔 방향 간의 회전 각도를 분석하여 헤드 추적 정보를 생성한다.
모션 분석부(253)는 수신 안테나(210)의 수신 빔 별로 헤드 방향이 설정되어 있기 때문에 이전에 기준으로 형성된 수신 빔 방향을 기준으로 현재의 수신 빔 방향의 회전 각도를 분석할 수 있다.
모션 분석부(253)는 수신 안테나(210)가 설정된 각도 간격으로 수평 방향에 대한 다수 개의 빔으로 이루어지면 x축 및 y축 좌표를 포함하는 2차원 좌표로 구성되는 헤드 추적 정보를 생성할 수 있고, 수신 안테나(210)가 설정된 각도 간격으로 수평 방향과 수직 방향에 대한 다수 개의 빔으로 이루어지면 x축, y축 및 z축 좌표를 포함하는 3차원의 좌표로 구성되는 헤드 추적 정보를 생성할 수 있다. 또한 모션 분석부(253)는 3차원 좌표를 2차원 좌표로 변환할 수 있다.
헤드 추적 정보는 2차원이나 3차원 좌표 정보를 포함할 수 있고, 회전 각도 정보를 포함할 수 있다.
수신 안테나(210)는 빔 설정부(252)에 의해 수신 빔 방향이 설정되면 설정된 수신 빔 방향으로 수신 빔포밍을 수행할 수 있다.
영상 수신 장치(200)는 설정된 수신 빔 방향을 현재의 수신 빔 방향으로 갱신하여 수신 빔 정보를 저장하는 저장부(240)를 더 포함할 수 있고, 모션 분석부(253)는 수신 빔 정보를 기준으로 후속적 사용자 움직임을 분석할 수 있다.
도 4는 도 1의 무선 송수신 시스템의 동작 방법을 도시한 예로서, 영상 송신 장치(100)는 제1 영상을 영상 수신 장치(200)로 전송한다. 영상 송신 장치(100)는 제1 영상뿐만 아니라 제어 정보를 영상 수신 장치(200)로 전송할 수 있다.
영상 수신 장치(200)는 수신 빔 별로 수신 강도, 비트 에러율 및 신호대잡음비 중 하나 이상을 측정하여 수신 빔을 추적하고, 최대값의 수신 강도, 최소값의 비트 에러율 또는 최대값의 신호대잡음비를 가지는 수신 빔 방향을 설정한다. 영상 수신 장치(200)는 수신 빔 방향이 설정되면 설정된 수신 빔 방향으로 수신 빔포밍을 수행할 수 있다.
영상 수신 장치(200)는 이전에 기준으로 형성된 수신 빔 방향과 설정된 수신 빔 방향 간의 회전 각도를 분석하여 헤드 추적 정보를 생성한다.
도 5는 도 4의 영상 수신 장치에서 헤드 추적하는 방법을 도시한 예로서, 수신 안테나(210)는 30도 간격으로 수평 방향에 대한 12개의 빔으로 이루어질 수 있고, 12개의 수신 빔 별로 헤드 방향이 설정될 수 있다. 본 발명은 수신 안테나(210)가 설정된 각도 간격으로 수직 방향에 대한 다수개의 빔으로 이루어질 수 있고, 빔의 개수에 대하여 한정하지 않는다.
영상 수신 장치(200)는 이전에 형성된 수신 빔이 제1 빔이고 현재 설정된 수신 빔이 제10 빔이면, 우측으로 헤드가 회전됨을 분석할 수 있으며, 회전 각도가 45도임을 분석할 수 있다. 영상 수신 장치(200)는 헤드 추적 정보를 영상 송신 장치(100)로 전송하고, 영상 송신 장치(100)는 우측 방향으로 영상 화각이 45도로 변경된 제어 영상을 생성한다.
도 6은 도 1의 무선 송수신 시스템의 동작 방법을 도시한 다른 예이고, 도 7a 및 도 7b는 도 6의 영상 수신 장치에서 모션 추적하는 방법을 도시한 예로서, 영상 수신 장치(200)는 헤드 추적 정보뿐만 아니라 모션 추적 정보도 같이 생성할 수 있다.
모션 분석부(253)는 이전에 기준으로 형성된 수신 빔 방향과 설정된 수신 빔 방향 간의 수신 강도를 분석하여 사용자의 움직임 방향, 거리 및 위치를 포함하는 모션 추적 정보를 생성한다.
모션 분석부(253)는 사용자의 움직임이 발생하면 이전에 형성된 제1 빔과 현재에 설정된 제10 빔 간의 수신 강도를 분석하여 사용자의 움직임 방향, 거리 및 위치를 포함하는 모션 추적 정보를 생성할 수 있다. 모션 추적 정보는 좌표 형태로 생성될 수 있다.
영상 수신 장치(200)는 빔을 추적하여 빔포밍을 수행하면서 헤드 추적이나 모션 추적을 동시에 수행함으로써, 가시거리 통신과 요구 레이턴시에 부합되는 속도를 제공하여 무지연의 고화질 영상을 재생할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템을 도시한 블록도이고, 도 9는 도 8의 무선 송수신 시스템의 동작 방법을 도시한 예이며, 도 10은 도 9의 영상 송신 장치에서 모션 추적하는 방법을 도시한 예이다.
영상 송신 장치(100)는 어레이로 이루어진 송신 안테나(110)를 포함할 수 있고, 송신 빔 방향을 설정하여 영상 수신 장치(200)의 모션 추적을 수행할 수 있다.
영상 송신 장치(100)는 송신 안테나(110)의 빔 방향 별로 송신 빔을 추적하여 송신 빔 방향을 설정하고, 송신 안테나(110)는 설정된 송신 빔 방향으로 빔포밍을 수행할 수 있다.
영상 송신 장치(100)는 이전에 형성된 송신 빔 방향과 설정된 송신 빔 방향에 대응하는 수신 안테나(210)의 수신 강도를 참조하여 모션 추적 정보를 생성할 수 있다.
영상 송신 장치(100)는 송신 안테나(110)의 빔 방향 별로 송신 빔을 추적하여 모션 추적 정보를 생성할 수 있고, 모션 추적이 적용된 제어 영상을 생성한다.
영상 송신 장치(100)는 빔을 추적하여 빔포밍을 수행하면서 모션 추적을 동시에 수행함으로써, 가시거리 통신과 요구 레이턴시에 부합되는 속도를 제공하여 무지연의 고화질 영상을 생성할 수 있다.
본 발명은 빔 방향 설정에 의해 송수신 빔을 정렬하여 밀리미터파 이상의 무선 채널이 가시거리 조건이 되도록 유지하여 영상 단절을 극복할 수 있다. 본 발명은 빔 방향 설정을 송수신 빔 정렬에 사용하면서 헤드 추적이나 모션 추적 동작에 연동하여 사용함으로써, 시스템 효율을 향상시킬 수 있다.
10: 무선 송수신 시스템
100: 영상 송신 장치
200: 영상 수신 장치
210: 수신 안테나 어레이 220: 영상 처리부
230: 영상 표시부 240: 저장부
250: 제어부 251: 빔 추적부
252: 빔 설정부 253: 모션 분석부

Claims (7)

  1. 영상 수신 장치로 영상을 송신하는 영상 송신 장치 및 사용자의 움직임에 의해 이동되는 영상 수신 장치를 포함하는 무선 송수신 시스템에 있어서,
    상기 영상 수신 장치는,
    수신 빔 별로 헤드 방향이 설정된 수신 안테나 및
    상기 수신 빔 별로 수신 강도, 비트 에러율 및 신호대잡음비 중 하나 이상을 측정하여 수신 빔 방향을 추적하고, 수신 빔을 추적하여 영상의 화각 제어를 위한 헤드 추적 정보를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 영상 송신 장치는 헤드 추적 정보를 이용하여 영상을 헤드 추적이 적용된 제어 영상으로 처리하는 것을 특징으로 하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신 빔 별로 수신 강도, 비트 에러율 및 신호대잡음비 중 하나 이상을 측정하여 수신 빔 방향을 추적하는 빔 추적부;
    최대값의 수신 강도, 최소값의 비트 에러율 또는 최대값의 신호대잡음비를 가지는 수신 빔 방향을 설정하는 빔 설정부 및
    이전에 기준으로 형성된 수신 빔 방향과 설정된 수신 빔 방향 간의 회전 각도를 분석하여 헤드 추적 정보를 생성하는 모션 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모션 분석부는 이전에 기준으로 형성된 수신 빔 방향과 설정된 수신 빔 방향 간의 수신 강도를 분석하여 사용자의 움직임 방향, 거리 및 위치를 포함하는 모션 추적 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수신 안테나는 설정된 수신 빔 방향으로 수신 빔포밍을 수행하는 것을 특징으로 하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 영상 송신 장치는 어레이로 이루어진 송신 안테나를 포함하면 송신 안테나의 빔 방향 별로 송신 빔을 추적하여 송신 빔 방향을 설정하고,
    상기 송신 안테나는 설정된 송신 빔 방향으로 빔포밍을 수행하는 것을 특징으로 하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 영상 송신 장치는 이전에 형성된 송신 빔 방향과 설정된 송신 빔 방향에 대응하는 수신 안테나의 수신 강도를 참조하여 모션 추적 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템.
KR1020170023066A 2017-02-21 2017-02-21 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템 KR101839522B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170023066A KR101839522B1 (ko) 2017-02-21 2017-02-21 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템
US15/685,327 US20180239419A1 (en) 2017-02-21 2017-08-24 Wireless transceiver system using beam tracking

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170023066A KR101839522B1 (ko) 2017-02-21 2017-02-21 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101839522B1 true KR101839522B1 (ko) 2018-03-16

Family

ID=61910429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170023066A KR101839522B1 (ko) 2017-02-21 2017-02-21 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20180239419A1 (ko)
KR (1) KR101839522B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3868030A4 (en) * 2018-10-16 2022-07-20 Nokia Technologies Oy DISTRIBUTION AND MANAGEMENT OF MULTIMEDIA CONTENT IN A WIRELESS COMMUNICATION NETWORK
US11393171B2 (en) * 2020-07-21 2022-07-19 International Business Machines Corporation Mobile device based VR content control

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101636686B1 (ko) * 2015-05-04 2016-07-06 주식회사 와이젯 비콘신호와 다중빔 안테나를 이용한 광대역 무선 고속데이터 송수신장치 및 안테나 빔방향 선택방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090017910A1 (en) * 2007-06-22 2009-01-15 Broadcom Corporation Position and motion tracking of an object
US10209771B2 (en) * 2016-09-30 2019-02-19 Sony Interactive Entertainment Inc. Predictive RF beamforming for head mounted display
US10585472B2 (en) * 2011-08-12 2020-03-10 Sony Interactive Entertainment Inc. Wireless head mounted display with differential rendering and sound localization
JP6186689B2 (ja) * 2012-09-26 2017-08-30 セイコーエプソン株式会社 映像表示システム
US9940827B2 (en) * 2013-04-30 2018-04-10 Provenance Asset Group Llc Controlling operation of a device
JP2018524134A (ja) * 2015-06-14 2018-08-30 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント Ｖｒ観戦のための拡大された視野再レンダリング
CN108352889B (zh) * 2015-11-09 2021-09-10 索尼互动娱乐股份有限公司 主波束方向确定设备、头戴式显示器、确定方法及存储介质
US9866286B1 (en) * 2017-02-15 2018-01-09 Oculus Vr, Llc Positional tracking assisted beam forming in wireless virtual reality systems

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101636686B1 (ko) * 2015-05-04 2016-07-06 주식회사 와이젯 비콘신호와 다중빔 안테나를 이용한 광대역 무선 고속데이터 송수신장치 및 안테나 빔방향 선택방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20180239419A1 (en) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108475124B (zh) 增强/虚拟现实环境中的装置配对
US20200322747A1 (en) Distance determination using camera images
US7587053B1 (en) Audio-based position tracking
US20220091808A1 (en) Antenna Control for Mobile Device Communication
US10732730B2 (en) Method for remote-controlling target apparatus using mobile communication terminal and remote control system thereof
US9110517B2 (en) System and method for generating screen pointing information in a television
CN104065798B (zh) 声音信号处理方法及设备
US5889843A (en) Methods and systems for creating a spatial auditory environment in an audio conference system
US11429337B2 (en) Displaying content to users in a multiplayer venue
US10965328B2 (en) Overhead communications with wireless wearable devices
US20190349705A9 (en) Graphical user interface to adapt virtualizer sweet spot
CN107004426B (zh) 录取录像对象的声音的方法和移动终端
US11169382B2 (en) Wireless data transport system for head-mounted displays
US10283850B2 (en) Wireless wearable devices having self-steering antennas
US11176358B2 (en) Methods and apparatus for sharing of music or other information
TWI678555B (zh) 通訊系統及通訊方法
KR101839522B1 (ko) 빔 추적을 이용한 무선 송수신 시스템
EP3264228A1 (en) Mediated reality
CN109069921B (zh) 虚拟现实插接站
KR102113667B1 (ko) 영상과 무선 제어를 위한 무선접속장치
WO2020087041A1 (en) Mixed reality device tracking
US11924708B2 (en) Information processing device and information processing method
JPH08102702A (ja) 無線信号伝送システム
WO2020182309A1 (en) Ultrasonic hand tracking system
Hill et al. Live event performer tracking for digital console automation using industry-standard wireless microphone systems

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant