KR102233629B1 - 고속 전송이 가능한 근접 통신 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

근접 통신 방법 및 그 장치가 제공된다. 리더가 통신 요청 신호를 전송하는 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하거나, 리더가 무선 전력 전송을 수행하는 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색한다. 그리고 리더가 통신 상대로부터 응답 신호를 수신하면, 통신 상대와의 통신을 수행한다.

Description

고속 전송이 가능한 근접 통신 방법 및 그 장치{Method and apparatus for near field communication}
본 발명은 고속 전송이 가능한 근접 통신 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
근접 통신(NFC: Near Field Communication)은 예를 들어, 13.56MHz 대역의 주파수를 사용하는 RFID(radio frequency identification)에 기반을 두고, 소정 거리(예: 10cm) 이내의 거리에서 저전력으로 데이터를 전송하는 기술이다. 예를 들어, 약 424kbps의 속도로 데이터를 전송한다.
근접 통신 기술을 이용하면, 사용자의 인위적인 조작 또는 복잡한 절차 없이도 두 개 이상의 근접 통신 기술을 지원하는 장치들을 서로 근접시키는 방법에 의하여 양방향 통신이 가능하다. 특히, 근접 통신을 지원하는 장치 즉, NFC 장치는 자기장을 통해 무선 전력 전송과, 그 자기장의 역산란(back scattering)을 토대로 상호 정보를 전달하는 무선 통신이다. 이 방식은 자체 전원을 가지지 못한 무전원 태그(tag)에 전력을 공급해주면서 리더(reader)와 태그 간에 무선통신이 가능하게 한다.
그런데 이 기술에서 사용하는 역산란 신호가 미약한 특성으로 인해 전송속도를 고속화하기 어려운 문제가 있다.
대용량 멀티미디어에 대한 수요증가 추세로 인해서 근접거리의 무선 패킷 전송 수요는 증가하고 있다. 이러한 사용 환경에 의해서 NFC 리더의 통신 상대를, 태그가 아닌 리더를 대상으로 하는 대용량 무선 패킷 전송 필요성이 증대하고 있다. 기존의 NFC에서 사용하는 무선 전송 기술은 대용량 파일의 무선전송에 사용하기에는 통신속도가 부족하다. 특히 NFC 리더와 리더간의 통신에 적용하기에 전송속도가 느려서 불편하다는 문제점이 있다. 예를 들어, 근접거리에서 대용량 파일을 전송할 때, 사용자는 전송완료 때까지 장치를 손에 들고 기다리는 경우가 많다. 이때 기다리는 시간을 짧도록 만들기 위해서 고속전송이 이루어져야 편리하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고속 전송이 가능한 근접 통신 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
위의 과제를 위한 본 발명의 특징에 따른 통신 방법은, 근접 통신 환경에서의 통신 방법에서, 리더가 통신 요청 신호를 전송하는 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계; 상기 리더가 무선 전력 전송을 수행하는 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계; 및 상기 리더가 통신 상대로부터 응답 신호를 수신하면, 상기 통신 상대와의 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행한 다음에, 상기 무선 전력 전송을 수행하는 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행한 다음에, 제1 설정 시간이 경과하여도 통신 상대로부터 상기 통신 요청 신호에 대응하는 응답 신호가 수신되지 않는 경우에, 상기 무선 전력 전송을 수행하는 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 제1 설정 시간이 경과하여도 통신 상대로부터 상기 통신 요청 신호에 대응하는 응답 신호가 수신되지 않는 경우, 상기 통신 요청 신호를 전송하는 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 종료한 다음에, 상기 무선 전력 전송을 수행하는 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 무선 전력 전송을 수행하는 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계는, 상기 제2 통신 방법에 따라 무선 전력 전송을 수행하는 단계; 및 상기 무선 전력 전송을 수행한 다음에 제2 설정 시간이 경과되면, 상기 통신 요청 신호를 전송하는 제1 통신 방법 따른 통신 상대 탐색을 재개하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 통신 상대 탐색을 재개하는 단계는 상기 무선 전력 전송을 병행하면서 상기 제1 통신 방법 따라 통신 상대를 탐색할 수 있다.
한편, 상기 무선 전력 전송을 수행하는 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행한 다음에, 상기 통신 요청 신호를 전송하는 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행한 다음에, 제3 설정 시간이 경과하면 상기 통신 요청 신호를 전송하는 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계는, 상기 무선 전력 전송을 병행하면서 상기 제1 통신 방법 따라 통신 상대를 탐색할 수 있다.
한편, 상기 통신 방법은 상기 리더가 사용자 인터페이스 장치를 통하여 신호가 입력되어 웨이크업(wake-up)된 상태에서, 상기 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계; 및 상기 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 단계는 마이크로웨이브(microwave) 대역을 통하여 상기 통신 요청 신호를 반복적으로 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 통신 장치는, 근접 통신 환경에서의 통신을 수행하는 통신 장치에서, 통신 요청 신호를 전송하는 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 탐색하는 1차 송수신부; 무선 전력 전송을 수행하는 무선 전력 전송부; 및 상기 1차 송수신부를 통하여 통신 상대로부터 응답 신호를 수신하면, 상기 통신 상대와의 통신을 수행하는 통신 제어부를 포함한다.
상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송이 이루어진 다음에, 제1 설정 시간이 경과하여도 통신 상대로부터 상기 통신 요청 신호에 대응하는 응답 신호가 수신되지 않는 경우에, 상기 무선 전력 전송부를 통한 무선 전력 전송이 수행될 수 있다. 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송과 상기 무선 전력 전송부를 통한 무선 전력 전송이 병행될 수 있다.
상기 제1 설정 시간이 경과하여도 통신 상대로부터 상기 통신 요청 신호에 대응하는 응답 신호가 수신되지 않는 경우에, 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송이 종료된 다음에 상기 무선 전력 전송부를 통한 무선 전력 전송이 이루어지고, 무선 전력 전송이 이루어진 다음에 제2 설정 시간이 경과되면 상기 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송이 재개될 수 있다.
상기 무선 전력 전송부를 통한 무선 전력 전송이 수행된 다음에, 제3 설정 시간이 경과하면 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송이 수행될 수 있다.
상기 통신 장치는 사용자 인터페이스부를 더 포함할 수 있으며, 상기 사용자 인터페이스부를 통하여 신호가 입력되어 상기 통신 장치가 웨이크업(wake-up)된 상태에서, 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송 또는 상기 무선 전력 전송부를 통한 무선 전력 전송이 수행될 수 있다.
또한 상기 통신 장치가 웨이크업(wake-up)된 상태에서, 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송만 수행될 수 있다. 한편 상기 무선 전력 전송부는 전력 전달 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 근접 통신(NFC: Near Field Communication)에서, 마이크로 웨이브에 의한 고속 통신 기능과 무선 전력 전송 기능이 서로 협업하면서 통신이 이루어진다. 따라서, 리더와 리더간의 대용량 데이터 고속전달이 가능하면서도, 리더와 무전원 태그간의 통신도 가능하다. 또한 통신 장치는 고속 통신 기능과 무선 전력 전송 기능을 동시에 수용하는 구조로 구현될 수 있으며, 내장 전원 소스인 배터리가 있을 경우에 그의 소모를 줄일 수 있다.
도 1은 근접 통신(NFC: Near Field Communication) 시스템을 나타낸 도이다.
도 2는 근접 통신에서, NFC 리더가 통신 상대를 찾는 프로토콜의 개념을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 방법에서 NFC 리더가 통신 상대를 찾는 프로토콜의 개념을 나타낸 도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 방법에 따라 NFC 리더가 통신 상대와 송수신하는 프로토콜을 나타낸 도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송에 따른 무선 전력 전달 개념을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 NFC 장치와 태그 장치 사이의 무선 전력 전송을 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 근접 통신 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 근접 통신 방법의 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 고속 전송이 가능한 근접통신 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 근접 통신(NFC: Near Field Communication) 시스템을 나타낸 도이다.
첨부한 도 1의 (a)에서와 같이, 근접 통신을 위하여, NFC 리더(예를 들어, RFID(radio frequency identification)리더)(1)는 통신 상대 예를 들어, 태그 장치(2)에 자기장의 변화에 정보를 실어서 통신할 수 있다.
태그 장치(2)는 역산란(Backscattering) 기반의 부하 변조(Load Modulation) 방식을 이용하여 NFC 리더(1)와 통신을 할 수 있으며, NFC 리더(1)로부터 전자파를 수신하고 이를 산란시켜 NFC 리더(1)로 되돌려 보낸다. 이때, 산란되는 전자파의 크기나 위상을 변화시켜서 태그의 정보를 보내는데, 안테나 임피던스(Impedance)를 조정하여 NFC 리더(1)로부터 수신 받은 반송파(Carrier) 신호에 정보를 포함하여 보낸다.
또한 도 1의 (b)에서와 같이, 리더와 리더간의 근접 통신이 이루어질 수 있다.
도 2는 근접 통신에서, NFC 리더가 통신 상대를 찾는 프로토콜의 개념을 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 NFC 리더는 웨이크업(wake-up) 상태(예를 들어, 사용자의 버튼 조작과 같은 사용자 인터페이스(UI: user interface) 기반으로 웨이크업 될 수 있음)에서, 마이크로웨이브(microwave)로 통신을 시도한다. 도 2에서와 같이, NFC 리더가 마이크로웨이브 통신에 따라 통신 요청 신호(C-Req)를 소정 간격을 두고 반복적으로 전송한다. 이에 대응하여 통신 상대로부터 응답 신호(C-Acc)가 수신되면, NFC 리더는 통신 요청 신호(C-Req) 전송을 종료하면서 응답한 통신 상대와의 통신을 수행한다.
그러나 NFC 리더는 마이크로웨이브 통신에 따라 통신 요청 신호(C-Req)를 소정 간격을 두고 반복적으로 전송하였음에도 불구하고 응답하는 통신 상대가 없으면, 전원 소스(power source)를 가진 통신 장치가 통신 가능권에 없다고 판단한다.
본 발명의 실시 예에서는 NFC 환경에서, 고속 전송을 위하여, 제1 통신 방법에 따라 통신 상대를 찾는 과정을 수행하고, 또한 제2 통신 방법에 따라 통신 상대를 찾는 과정을 수행한다. 본 발명의 실시 예에서 "제1", "제2", "제3", "1차" 등의 표현은 순서 구분을 위한 것이 아니라, 서로 다른 것을 식별하기 위한 의미를 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 방법에서 NFC 리더가 통신 상대를 찾는 프로토콜의 개념을 나타낸 도이다. 구체적으로 도 3은 제1 통신 방법(예를 들어, 기존의 무선통신 요청 탐색 방법)으로 통신을 요청하였으나 응답이 없을 때, 제2 통신 방법(예를 들어, 무선 전력 전송을 병행하여 무선 통신을 요청하고 탐색)으로 통신 상대를 찾는 것을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 방법에 따라 NFC 리더가 통신 상대와 송수신하는 프로토콜을 나타낸 도이다. 구체적으로 도 4는 제2 통신 방법(예를 들어, 무선 전력 전송을 병행하여 무선 통신을 요청하고 탐색)으로 통신 상대를 찾는 것을 나타낸 개념도이다.
본 발명의 실시 예에서는 제1 통신 방법, 예를 들어 마이크로웨이브 통신에 따라 통신 상대를 찾는 과정을 수행하고, 제2 통신 방법, 예를 들어, 무선전력전송에 따라 통신 상대를 찾는 과정을 수행한다. 제1 통신 방법에 따른 통신 상대를 찾는 과정에 대하여 응답이 없는 경우에 제2 통신 방법에 따른 과정이 수행될 수 있다. 제2 통신 방법을 이용한 통신 상대 탐색시에는 자기장 기반의 무선 전력 전송을 병행하여 마이크로웨이브 통신을 재시도한다. 즉, 무선 전력 전송을 개시하고 이후 미리 설정된 시간(예를 들어, 충전 시간)이 경과된 다음에 마이크로웨이브 통신을 수행한다. 이러한 제2 통신 방법을 토대로 한 통신 상태 탐색은 통신 상대에게 무선 전력 전송을 통하여 전력 공급을 병행하면서 통신을 시도하는 것을 나타낸다. 여기서, 마이크로웨이브 통신은 수백 MHz대역에서 수십 GHz대역을 사용하는 일반적인 단말용 RF 데이터 통신을 나타내며, 무선 전력 전송은 원격의 무선 전력 전달을 나타낸다. 예를 들어, 무선 전력 전송은 코일을 이용하여 원격으로 무선 전력을 전달하며, 자기 결합(Magnetic coupling) 또는 자기 공명(Magnetic resonance)를 이용한 무선 전력 전달을 포함한다.
첨부한 도 3에서와 같이, NFC 리더가 마이크로웨이브 통신 절차에 따라 통신 요청 신호(C-Req)를 소정 간격을 두고 반복적으로 전송한다. 이후 설정 시간(예를 들어, 이전 프레임 이후부터 소정 시간(응답 시간 경과 + 소정 프레임 간격(response time out + inner frame space)))이 경과되어도 응답 신호가 수신되지 않으면, NFC 리더는 통신 요청 신호(C-Req) 전송을 종료하고, 통신 상대(예를 들어, 태그)를 충전시키기 무선 전력 전송(wireless power transmission)을 수행한다. 그리고 마이크로웨이브 통신에 따른 통신 요청 신호(C-Req)를 재전송한다.
즉, 도 4에서와 같이, 무선 전력 전송을 수행하면서, 마이크로웨이브 통신에 따른 통신 요청 신호(C-Req)를 재전송한다. 이후, 통신 상대로부터 응답 신호(C-Acc)가 수신되면, NFC 리더는 통신 요청 신호(C-Req) 전송을 종료하면서 응답한 통신 상대와의 통신을 수행한다. 이때, 통신 상대와의 통신이 이루어지고 있는 상태에서도 무선 전력 전송을 병행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 장치의 구조를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신 장치 즉, NFC 리더(10)는 첨부한 도 5에서와 같이, 사용자 인터페이스부(11), 리더 동작 처리부(또는 응용 처리부라고 함)(12), 1차 송수신부(13), 무선 전력 송신부(14), 그리고 통신 제어부(15)를 포함한다.
사용자 인터페이스부(11)는 사용자와의 인터페이스를 수행하며, 사용자 조작에 따라 입력되는 신호들을 리더 동작 처리부(12) 등으로 전달한다. 사용자 인터페이스부(11)는 버튼(button), 키패드(keypad) 등의 다양한 인터페이스 기기를 포함할 수 있다.
1차 송수신부(13)는 제1 통신 방법 예를 들어, 마이크로웨이브 통신에 따른 신호 송수신을 수행하며, 이를 위하여, 송수신 안테나(131)를 포함한다. 1차 송수신부(13)는 당업계에 알려진 기술을 통하여 마이크로웨이브 대역의 신호 송수신을 수행할 수 있으며, 이를 위하여, 신호 증폭기, 변조기, 복조기를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 이러한 기술은 공지된 기술임으로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
무선 전력 송신부(14)는 무선 전력 전송을 수행한다. 이를 위하여, 무선 전력 송신부(14)는 전력 전달 코일(141)을 포함한다.
통신 제어부(15)는 1차 송수신부(13)와 무선 전력 송신부(14)의 동작을 제어하여, 제1 통신 방법에 따른 마이크로웨이브 대역의 신호 송신 및 무선 전력 전송이 이루어지도록 한다. 이러한 통신 제어부(15)는 리더 동작 처리부(16)로부터 전달되는 신호에 따라 동작할 수 있다.
리더 동작 처리부(12)는 사용자 인퍼페이스부(11)를 통하여 입력되는 신호에 따라 NFC 리더(10)를 웨이크업(wake-up) 상태로 동작시키며, 웨이크업 상태에서 통신 상대를 찾는 과정을 수행한다. 구체적으로, 통신 제어부(13)를 통하여 1차 송수신부(13)를 동작시켜 마이크로웨이브 통신에 따라 통신 요청 신호를 전송한다. 이후 제1 설정 시간이 경과하여도 응답 신호가 수신되지 않은 경우, 리더 동작 처리부(12)는 통신 제어부(13)를 통하여 1차 송수신부(13)의 통신 요청 신호를 종료하고, 통신 제어부(13)를 통하여 무선 전력 송신부(14)를 동작시켜 통신 상대를 충전시키기 무선 전력 전송을 수행한다. 무선 전력 전송 수행 이후에 제2 설정 시간이 경과되면, 리더 동작 처리부(12)는 통신 제어부(13)를 통하여 1차 송수신부(13)의 통신 요청 신호 전송을 재개한다. 그리고 1차 송수신부(13)에 의한 마이크로웨이브 대역의 통신 요청 신호 전송 및 무선 전력 송신부(14)에 의한 무선 전력 전송을 병행하면서, 통신 상대를 찾는다. 이후, 1차 송수신부(13)를 통하여 통신 상대로부터 응답 신호가 수신되면 통신 상대를 찾는 과정을 종료하고, 통신을 수행한다.
한편, 이러한 구조로 이루어지는 NFC 리더(10)와 통신하는 통신 상대 즉, 태그 장치(20)는 다음과 같은 구조로 이루어진다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 장치의 구조를 나타낸 도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 통신 장치 즉, 태그 장치(20)는 첨부한 도 6에서와 같이, 1차 송수신부(21), 무선 전력 수신부(22), 통신 제어부(23), 그리고 태그 동작 처리부(24)를 포함한다.
1차 송수신부(21)는 제1 통신 방법 예를 들어, 마이크로웨이브 통신에 따른 신호 송수신을 수행하며, 이를 위하여, 송수신 안테나(211)를 포함한다.
무선 전력 수신부(22)는 무선 전력 수신을 수행한다. 이를 위하여, 무선 전력 수신부(22)는 전력 수신 코일(221)을 포함한다.
통신 제어부(23)는 1차 송수신부(21)와 무선 전력 수신부(22)의 동작을 제어하여, 제1 통신 방법에 따른 마이크로웨이브 대역의 신호 송수신 및 무선 전력 수신이 이루어지도록 한다. 이러한 통신 제어부(23)는 태그 동작 처리부(24)로부터 전달되는 신호에 따라 동작할 수 있다.
태그 동작 처리부(24)는 무선 전력 수신부(22)에 의하여 수신되는 무선 전력에 따라 태그 장치(20)의 기동이 이루어지는 경우, 1차 송수신부(21)를 통한 송수신을 수행한다. 1차 송수신부(21)를 통하여 통신 요청 신호가 수신되면, 1차 송수신부(21)를 통한 응답 신호 전송이 이루어지도록 한다.
한편, 리더가 도 6과 같은 구조로 이루어지면서, 무선 전력 전송을 포함하는형태 또는 무선 전력 전송을 포함하지 않는 형태로, 다른 리더와 통신을 할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 전력 전송에 따른 무선 전력 전달 개념을 나타낸 도이다.
자기 결합(magnetic coupling)에 따라, 코일 A1에 전류 I1을 공급하면, 코일A2에 전류I2가 나타낸다. 즉, 무선으로 전달된 전류I2가 코일A2에 나타난다.
이러한 무선 전력 전송을 토대로, 본 발명의 실시 예에 따른 NFC 장치(10)와 태그 장치(20) 사이에 무선 전력 전송이 이루어지면서, NFC 장치(10)로부터의 무선 전력이 태그 장치(20)로 전달된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 NFC 장치와 태그 장치 사이의 무선 전력 전송을 나타낸 도이다.
첨부한 도 8에서와 같이, 무선 전력 공급 및 무선 전력 수신을 위한 두 코일 즉, NFC 장치(10)의 전력 전달 코일(141)과 태그 장치(20)의 전력 수신 코일(221) 사이의 거리가 설정 거리 h0를 이루고 위치될 수 있다.
이러한 설정 거리 h0를 이루는 NFC 리더(10)와 무전원 태그 장치(20)간의 전력 전달이 무선 전력 전송을 토대로 이루어진다.
한편, NFC 리더(10)와 무전원 태그 장치(20) 사이에 또한, 자기공명 방식의 무선전력 전송 형태로 전력 전달이 이루어질 수 있다. 자기 공명 방식의 무선 전력 전송은 두 매체가 같은 주파수로 공진할 경우 전자파가 근거리 자기장을 통해 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 감쇄파 결합 현상을 이용한다. 이러한 무선 전력 전송은 당업계에 알려진 기술임으로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 근접 통신 방법의 흐름도이다.
NFC 리더(10)는 도 9에서와 같이, 웨이크업 상태에서 통신 상대를 찾는 과정을 수행한다(S100). 예를 들어, 사용자 인터페이스부(11)를 통하여 버튼 등의 동작에 따른 사용자 신호가 입력되면, 리더 동작 처리부(12)에 의하여 NFC 리더(10)는 웨이크업 된다.
NFC 리더(10)는 통신 상대를 찾기 위하여, 먼저, 제1 통신 방법에 따른 통신 상대 탐색 과정을 수행한다. 구체적으로, 1차 송수신부(13)를 동작시켜 마이크로웨이브 통신에 따라 통신 요청 신호를 도 3에서와 같이 송신한다. 통신 요청 신호는 반복적으로 송신될 수 있다(S110).
NFC 리더(10)는 제1 통신 방법에 따라 통신 요청 신호를 송신하는 상태에서 통신 요청 신호에 대한 응답이 수신되지 않고(S120), 제1 설정 시간이 경과하여도 응답 신호가 수신되지 않은 경우(S130), 제1 통신 방법에 따른 통신 상대 탐색 과정을 종료하고, 제2 통신 방법에 따른 통신 상대 탐색 과정을 수행한다(S140). 구체적으로, NFC 리더(10)는 1차 송수신부(13)의 통신 요청 신호를 종료하고, 무선 전력 송신부(14)를 동작시켜 통신 상대를 충전시키기 무선 전력 전송을 수행한다. 여기서, 제1 설정 시간은 통신 요청 신호를 전송한 다음부터 카운트되는 시간일 수 있으며, 예를 들어, 통신 요청 신호를 반복적으로 전송하는 경우, 마지막 통신 요청 신호의 프레임을 전송한 다음부터 카운트되는 응답 경과 시간 및 프레임 간격에 대응하는 시간을 합한 시간일 수 있다.
제2 통신 방법에 따른 통신 상대 탐색 과정의 수행에 따라, 무선 전력 전송부(14)를 통한 무선 전력 전달이 수행된다.
한편, NFC 리더(10)는 무선 전력 전송을 수행하면서, 제2 설정 시간이 경과되면 제1 통신 방법에 따른 통신 요청 신호 전송을 재개한다(S150, S160). 여기서, 제2 설정 시간은 무선 전력 전송이 시작된 다음부터 경과된 소정 시간일 수 있으며, 또는 무전원 장치의 충전 시간일 수 있다.
한편, NFC 리더(20)는 무선 전력 전송을 수행과 동시에 제1 통신 방법에 따른 통신 요청 신호 전송을 재개할 수도 있다. 이 경우, 제2 설정 시간은 "0"일 수 있다.
무선 전력 전송에 따라, 도 8과 같이, 무전원 태그 장치(20)가 전력 전달 가능 거리 h0 내에 위치하고 있는 경우, 무선 전력 전송부(14)의 전력 전달 코일(141)에 전류를 공급하면, 무선으로 전달된 전류가 태그 장치(20)의 전력 수신 코일(221)에 나타난다. 이러한 무선 전력 전송을 통하여 무전원 태그 장치(20)가 기동되게 된다.
기동된 태그 장치(20)는 제1 통신 방법에 따른 통신 요청 신호를 수신하게 되고, 통신 요청 신호에 대응하는 응답 신호를 생성하여 도 4와 같이, NFC 리더(10)로 송신한다.
NFC 리더(10)는 위에 기술된 바와 같이, 1차 송수신부(13)에 의한 마이크로웨이브 대역의 통신 요청 신호 전송 및 무선 전력 송신부(14)에 의한 무선 전력 전송을 병행하면서 통신 상대를 찾는 과정에서, 태그 장치(20)로부터 응답 신호가 수신되면 통신 상대를 찾는 '탐색 과정'을 완료하고, 통신을 수행한다(S170, S180). 한편 위의 단계(S120)에서, 제1 통신 방법을 토대로 한 1차 송수신부(13)에 의한 마이크로웨이브 대역의 통신 요청 신호 전송에 따른 응답 신호가 수신되는 경우에도, 통신 상대를 찾는 '탐색 과정'을 완료하고, 통신을 수행한다(S180).
이러한 과정을 통하여 무전원 태그 장치가 통신 가능권 안에 있는 경우, 무전원 태그 장치가 통신할 수 있도록 무선 전력 전송이 이루어진다. 그러므로, 기존의 NFC 기술에서 사용한 역산란 방식을 대체하여 마이크로웨이브 통신을 이용함으로써, 리더와 태그 장치간의 대용량 데이터 고속전달이 가능하다.
한편, 단계(S170)에서 응답 신호가 수신되지 않고, 그리고 제2a 설정 시간이 경과하여도 응답 신호가 수신되지 않는 경우에는, '탐색 과정'을 종료한다(S190, S200).
위의 실시 예에서는 제1 통신 방법에 따라 마이크로웨이브 대역을 이용한 통신 요청 신호 전송을 수행하고 이후 제2 통신 방법에 따라 무선 전력 전송을 수행하였으나, 무선 전력 전송을 수행하지 않고 마이크로웨이브 통신만을 시도할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 근접 통신 방법의 흐름도이다.
여기서는, 제2 통신 방법에 따른 통신 상대 탐색 과정을 먼저 수행하면서 이후에 제1 통신 방법에 따른 통신 상대 탐색 과정을 수행한다.
NFC 리더(10)는 도 10에서와 같이, 웨이크업 상태에서 통신 상대를 찾는 과정을 수행한다(S300).
NFC 리더(10)는 통신 상대를 찾기 위하여, 먼저, 제2 통신 방법에 따른 통신 상대 탐색 과정을 수행한다(S310). 구체적으로, 무선 전력 송신부(14)를 동작시켜 통신 상대를 충전시키기 무선 전력 전송을 수행한다.
이후, NFC 리더(10)는 무선 전력 전송을 시작한 다음부터 제3 설정 시간(예를 들어, 무전원 통신 상대의 충전 시간)이 경과되면, 제1 통신 방법에 따른 통신 상대 탐색을 수행한다(S320, S330). 구체적으로, 1차 송수신부(13)를 동작시켜 마이크로웨이브 통신에 따라 통신 요청 신호를 도 3에서와 같이 송신한다. 통신 요청 신호는 반복적으로 송신될 수 있다. 이 때, 무선 전력 전송도 병행될 수 있다.
NFC 리더(10)는 위에 기술된 바와 같이, 1차 송수신부(13)에 의한 마이크로웨이브 대역의 통신 요청 신호 전송 및/또는 무선 전력 송신부(14)에 의한 무선 전력 전송을 병행하면서 통신 상대를 찾는 과정에서, 태그 장치(20)로부터 응답 신호가 수신되면 통신 상대를 찾는 과정을 종료하고, 통신을 수행한다(S340).
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (19)

  1. 근접 통신 환경에서의 통신 방법에서,
    리더가, 무선 전력 전송이 없는 무선 주파수(radio frequency, RF) 통신을 통해, 통신 요청 신호를 전송하여 통신 상대를 탐색하는 단계;
    상기 리더가, 상기 통신 요청 신호에 대응하는 응답 신호가 제1 설정 시간 이내에 통신 상대로부터 수신되는지를 판단하는 단계;
    상기 리더가, 상기 응답 신호가 상기 제1 설정 시간 이내에 수신되지 않는 경우, 무선 전력 전송을 수행하는 단계; 및
    상기 리더가, 무선 전력 전송을 수행한 후에 제2 설정 시간이 경과되는 경우, RF 통신을 통해 통신 상대를 탐색하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 설정 시간은 상기 통신 요청 신호의 프레임을 전송한 다음부터 카운트되는 응답 시간 경과 및 프레임 간격에 대응하는 시간을 합한 시간인, 통신 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서
    상기 제2 설정 시간은 무전원 장치의 충전 시간인, 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서
    상기 RF 통신을 통해 통신 요청 신호를 전송하여 통신 상대를 탐색하는 단계와 상기 판단하는 단계는 사용자 인터페이스 장치를 통한 입력에 따라 선택적으로 수행되는, 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서
    상기 RF 통신을 통해 통신 요청 신호를 전송하여 통신 상대를 탐색하는 단계와 상기 판단하는 단계는 사용자 인터페이스 장치를 통한 입력에 따라 스킵(skip)되고, 상기 리더가 웨이크업 상태인 경우 상기 무선 전력 전송을 수행하는 단계가 바로 수행되는, 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서
    상기 제2 설정 시간이 경과되는 경우, RF 통신을 통해 통신 상대를 탐색하는 단계는, 통신 상대로부터 응답 신호를 수신하지 못하는 경우 상기 무선 전력 전송을 병행하면서 상기 RF 통신을 통해 통신 상대를 탐색하는, 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서
    상기 리더가 통신 상대로부터 응답 신호를 수신하는 경우, 상기 통신 상대와 통신을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 통신 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 근접 통신 환경에서의 통신을 수행하는 통신 장치에서,
    무선 전력 전송이 없는 무선 주파수(radio frequency, RF) 통신을 통해, 통신 요청 신호를 전송하여 통신 상대를 탐색하는 1차 송수신부;
    무선 전력 전송을 수행하는 무선 전력 전송부; 및
    상기 1차 송수신부를 통하여 통신 상대로부터 응답 신호를 수신하면, 상기 통신 상대와의 통신을 수행하는 통신 제어부
    를 포함하고,
    상기 1차 송수신부에 의해 통신 요청 신호가 전송된 후에 제1 설정 시간이 경과된 후에도 상기 통신 요청 신호에 대응하는 응답 신호가 수신되지 않는 경우, 상기 무선 전력 전송부에 의해 무선 전력 전송이 수행되며,
    상기 무선 전력 전송 이후에 제2 설정 시간이 경과되면 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송이 재개되고,
    상기 제1 설정 시간은 상기 통신 요청 신호의 프레임을 전송한 다음부터 카운트되는 응답 시간 경과 및 프레임 간격에 대응하는 시간을 합한 시간인, 통신 장치.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서
    상기 제2 설정 시간은 무전원 장치의 충전 시간인, 통신 장치.
  15. 제12항에 있어서
    상기 무선 전력 전송 후 상기 제2 설정 시간이 경과되면, 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송과 상기 무선 전력 전송부에 의한 무선 전력 전송이 함께 수행되는, 통신 장치.
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서
    사용자 인터페이스부
    를 더 포함하고,
    상기 사용자 인터페이스부를 통하여 신호가 입력되어 상기 통신 장치가 웨이크업(wake-up)된 상태에서, 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송 또는 상기 무선 전력 전송부를 통한 무선 전력 전송이 수행되는, 통신 장치.
  18. 제12항에 있어서
    상기 통신 장치가 웨이크업(wake-up)된 상태에서, 상기 1차 송수신부에 의한 통신 요청 신호 전송만 수행되는, 통신 장치.
  19. 제12항에 있어서
    상기 무선 전력 전송부는 전력 전달 코일을 포함하는, 통신 장치.









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