KR102280480B1 - 빔포밍을 지원하는 전자 장치 및 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

다양한 실시예에 따른 빔포밍을 지원하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법에서, 전자 장치는 제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기 및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기; 상기 제 1 신호의 제 1 속성에 적어도 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고, 상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 제 2 신호의 제 2 속성에 적어도 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하기 위한 전력 제어 모듈; 및 상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 전력을, 및 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 전력을 제어 하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 다른 실시예들이 가능하다.

Description

빔포밍을 지원하는 전자 장치 및 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE SUPPORTING BEAMFORMING AND THE METHOD OF OPERATING THE ELECTRONIC DEVICE}
본 발명의 다양한 실시예는, 빔포밍을 지원하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법에 관한 것이다.
스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), PMP(portable multimedia player), PDA(personal digital assistant), 랩탑 PC(laptop personal computer) 및 웨어러블 기기(wearable device) 등의 다양한 전자 장치들이 보급되면서, 다양한 전자 장치들이 통신을 수행하는데 이용되는 다양한 무선 통신 기술들이 개발되고 있다.
근래에는 무선 통신 기술들 중, 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍(Beamforming)을 수행하는 기술을 이용하는 무선 통신 기술들이 늘어나고 있다. 빔포밍은 복수의 안테나를 이용하여 출력하는 신호가 특정 방향을 향하여 출력/수신 하는 기술로서, 특정 방향으로의 신호의 이득이 높은 빔을 형성하는 기술을 의미한다. 다중 안테나를 사용하는 기술 중 하나인 빔포밍(Beamforming)은 수신기 또는 송신기에서 다중 안테나를 사용해서 무선 환경에서의 접속 신뢰성을 높이기 위한 방법으로 사용될 수 있다.
복수의 안테나를 사용하는 전자 장치에서 고주파 대역의 신호를 전송하기 위해서는 빔포밍 송신 기술을 이용할 수 있다. 신호의 주파수 대역이 높아질 수록, 신호의 페이딩(fading) 현상이 강해지므로, 신호의 전송 효율이 낮아지기 때문이다. 빔포밍 송신 기술을 이용하기 위해서는 복수의 안테나 각각에 출력되는 신호를 생성 및 제어해야 한다. 제어의 대상이 되는 신호의 수는 안테나의 수에 비례하여 증가할 수 있다. 안테나의 수가 증가할수록, 신호의 개수가 증가하므로, 복수의 신호들 각각을 제어함에 있어 처리되는 시간(controlling overhead)이 늘어나게 되며, 신호를 처리하는데 소모되는 전력이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기 및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기; 상기 제 1 증폭기에 대응되는 제 1 안테나 및 상기 제 2 증폭기에 대응되는 제 2 안테나; 상기 제 1 증폭기 및 상기 제 2 증폭기에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 신호의 진폭 정보에 적어도 일부 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고; 상기 제 1 전력 제어 정보, 및 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간에 적어도 일부 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하고; 상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 1 신호를 증폭하기 위하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하고, 상기 증폭된 상기 제 1 신호를 상기 제 1 안테나를 이용하여 방출하고; 및 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 2 신호를 증폭하기 위하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하고, 상기 증폭된 상기 제 2 신호를 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 제 1 신호의 상기 방출 이후에 방출하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기를 포함하는 복수의 증폭기; 상기 제 1 증폭기 및 상기 제 2 증폭기에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 신호의 속성에 적어도 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고; 상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 제 2 신호의 속성에 적어도 일부 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하고; 상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 1 신호를 증폭하기 위하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하고; 및 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 2 신호를 증폭하기 위하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기 및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기; 상기 제 1 신호의 제 1 속성에 적어도 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고, 상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 제 2 신호의 제 2 속성에 적어도 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하기 위한 전력 제어 모듈; 및 상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 전력을, 및 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 전력을 제어 하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 빔포밍을 지원하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법은 기준 신호의 진폭 정보 및 빔을 형성하는 신호들의 진행 방향과 안테나들을 포함하는 가상의 면과의 각도에 따른 각각의 신호들 간의 지연 시간을 이용하여 복수의 안테나들이 출력하는 신호를 생성할 수 있어, 하나의 신호만을 이용하여 복수의 신호들의 포락선 정보를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 빔포밍을 지원하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법은 기준 신호의 진폭 정보 및 빔포밍 각도에 따른 지연 시간을 이용하여 복수의 안테나들이 출력하는 신호를 생성할 수 있어, 신호를 처리하는데 소모되는 시간이 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 빔포밍을 지원하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법은 기준 신호의 포락선 추적 모드 또는 기준 신호의 평균 전력 추적 모드를 이용할 수 있어, 소모되는 전력을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 빔포밍을 수행하는 안테나 및 안테나가 출력하는 신호의 경로를 도시한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 안테나들이 출력하는 신호들을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 프로세서의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 기준 신호 및 안테나 신호 값을 추출하는 것을 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 복수 개의 증폭기에 전원을 공급하는 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 도 7b에 도시된 APT 기술을 활용한 안테나 신호를 생성하는 것을 도시한 도면이다.
도 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 전자 장치에 포함된 복수의 안테나들이 출력하는 신호의 크기를 결정하는 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 12a 내지 도 12b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 안테나 및 부품들을 배치한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 동작 흐름도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)가 기재된다. 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160), 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 버스(110)는 구성요소들(110-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(147) 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여하고, 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(145)는 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, element 164로 예시된 바와 같이 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 텔레커뮤니케이션 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 텔레폰 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102,104), 또는 서버(106)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치(201)의 블록도이다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(210), 통신 모듈(220), (가입자 식별 모듈(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298) 를 포함할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 프로세서(210) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
통신 모듈(220)(예: 통신 인터페이스(170))와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF 모듈(229)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(224)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), 블루투스 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(224)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 또는 임베디드 SIM을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(230)(예: 메모리(130))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등), 비휘발성 메모리(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), 컬러(color) 센서(240H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(240I), 온/습도 센서(240J), 조도 센서(240K), 또는 UV(ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각(e-nose) 센서, 일렉트로마이오그라피(EMG) 센서, 일렉트로엔씨팔로그램(EEG) 센서, 일렉트로카디오그램(ECG) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는 프로세서(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.
입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(252), (디지털) 펜 센서(254), 키(256), 또는 초음파 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 마이크(예: 마이크(288))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(260)(예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 프로젝터(266), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(262)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서(또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 터치 패널(252)과 일체형으로 구현되거나, 또는 터치 패널(252)과는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(272), USB(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(145)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다. 카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 시그널 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
인디케이터(297)는 전자 장치(201) 또는 그 일부(예: 프로세서(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 전자 장치(201)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(예: 전자 장치(201))는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함하거나, 또는, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 프로세서(310), 적어도 하나 이상의 전력 공급 모듈(321-1 내지 321-n), 통신 프로세서(330), 트랜시버(340), 복수의 증폭기(350), 복수의 스위치들(360) 및 안테나들(370-1, 370-n)을 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 어플리케이션 프로세서(Application Processor)일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 통신 프로세서(330)의 내부에 구현될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)(예: 전자 장치(101) 또는 전자 장치(201))는 통신을 위한 신호의 송/수신에 있어서, 빔포밍(Beamforming) 기술을 지원하는 전자 장치일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 복수의 안테나들(370-1 내지 370-n)을 포함할 수 있다. 빔포밍은 복수의 안테나(370-1 내지 370-n) 각각에서 출력하는 신호들이 동일한 목적지로 전송될 수 있도록 제어하는 기술일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 통신 프로세서(330)(예: 프로세서(210) 또는 통신 모듈(220))는 복수의 안테나 중 하나의 안테나가 출력하는 신호를 기준 신호로 설정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 통신 프로세서(330)는 제 1 안테나(370-1)에서 출력하는 신호를 기준 신호로 설정할 수 있다. 통신 프로세서(330)는 기준 신호의 진폭 정보를 프로세서(310)에 전송할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 진폭 정보는 기준 신호의 포락선(envelope) 정보를 포함할 수 있다. 또한, 진폭 정보는 기 설정된 시간 구간에 대한 기준 신호의 평균 진폭에 대한 정보를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위해서, 제 1안테나(370-1)에서 출력되는 신호를 제 1 신호로 정의하고, 제 2 안테나(370-2)에서 출력되는 신호를 제 2 신호로 정의한다. 이하에서는 제1 신호를 기준 신호로 할 경우를 예를 들어 설명한다.
다양한 실시예에 따른 통신 프로세서(Communication Processor, CP, 330)는 빔포밍을 수행함에 있어서, 복수의 안테나들로부터 빔이 형성될 방향(또는, 빔을 형성하는 신호들이 전송되는 방향과 평행한 가상의 선과 안테나들을 포함하는 가상의 선의 각도) 및 안테나와 안테나의 물리적으로 이격된 거리에 기반하여 신호의 지연 시간을 연산할 수 있다. 신호의 지연 시간에 대해서는 도 4a에서 자세히 서술한다. 통신 프로세서(330)는 신호들이 전송되는 방향에 기반하여 연산된 신호의 지연 시간을 프로세서(310)에 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 통신 프로세서(330)는 빔포밍을 수행하기 위한, 송신부의 총 이득(Gain) 또는 송신전력, 수신부의 총 이득(Gain) 또는 수신전력을 계산하고, 수신부의 총 이득(또는 송신 전력), 수신부의 총 이득(또는, 수신 전력) 을 프로세서(310) (예: 프로세서(210))에 전송할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 각각의 이득은 채널 상태 정보에 따라 복수의 신호 중 특정 신호의 SNR(Signal to Noise Ratio)을 임계 값 이상 유지하려는 이득 또는, 여러 경로 중 간섭이 심한 경로에 대응하는 신호의 SNR을 증가시키는 이득을 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 복수의 전력 공급 모듈(321-1~ 321-n)은 증폭기들(350) 각각에 전력을 공급할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 제1 전력 공급 모듈(321-1)은 프로세서(310)에서 전송한 제 1 전력 제어 정보에 기반하여 제 1 증폭기(350-1)에 전송되는 전력을 제어할 수 있다. 또한, 제 n 전력 공급 모듈(321-n)은 프로세서(310)에서 전송한 제 2 전력 제어 정보에 기반하여 제 n 전력 증폭기(350-n)에 전송되는 전력을 제어할 수 있다. 전력 제어 정보는 전력 공급 모듈(예를 들면, 제 1 전력 공급 모듈(321-1))이 증폭기(예를 들면, 제 1 증폭기(350-1))에 전송하는 전력을 제어하는 정보를 의미할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전력 제어 정보는 포락선의 진폭에 따라서 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 포락선의 진폭이 클수록 증폭기에 전송되는 전력을 증가하도록 전력 제어 정보가 설정될 수 있다. 예를 들면, 제 1 시간에 대응하는 포락선의 진폭이 제 2 시간에 대응하는 포락선의 진폭보다 큰 경우, 프로세서(310)는 제 1 시간에 증폭기에 공급되는 전력을 제 2 시간 에 증폭기에 공급되는 전력보다 크도록 전력 제어 정보를 생성할 수 있다.
복수의 증폭기(350)는 전력 공급 모듈에서 공급된 전력을 이용하여 입력된 신호를 증폭할 수 있다. 증폭된 신호는 경로 선택부(360)를 경유하여 안테나를 통해서 출력될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 증폭기들(350)은, 예를 들어, 안테나 각각에 대응하는 증폭기와 저 잡음 증폭기를 포함하여 구성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제 1 안테나(370-1)에 대응하는 제 1 증폭기(350-1) 및 제 1 저 잡음 증폭기(351-1)가 도시되어 있다. 제 1 증폭기(350-1)는 제 1 안테나(370-1)를 이용하여 출력하는 신호의 증폭을 수행할 수 있다. 제 1 저 잡음 증폭기(351-1)는 제 1 안테나(370-1)가 수신한 신호의 증폭을 수행할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 수신 회로에서는 저잡음 증폭기(Low-Noise Amplifier)를 이용하여 수신한 신호를 증폭하여 노이즈가 감소된 신호를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 트랜시버(340)는 트랜시버(340)에 연결된 적어도 하나의 안테나를 이용하여 신호의 송신, 수신을 수행하기 위해서, 복수의 증폭기(350), 경로 선택부(360), 안테나(370-1 내지 370-n)에 대한 제어를 수행할 수 있다. 또한, 트랜시버(340)는 송/수신되는 신호를 처리할 수도 있다. 트랜시버(340)에 대한 자세한 설명은 도 11에서 서술한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 경로 선택부(360)는 안테나 각각에 대응하는 스위치들(360-1 내지 360-n)을 포함할 수 있다. 스위치들 각각은 증폭기(350)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 스위치(360-1)는 프로세서(310) 또는 통신 프로세서(330)로부터 수신한 제어 신호에 기반하여 신호의 송신/수신에 따라서, 제 1 증폭기(350-1) 또는 제 1 저잡음 증폭기(351-1) 중 어느 하나의 증폭기와 안테나(370-1)를 연결할 수 있다.
프로세서(310)는 기준 신호의 진폭 정보에 적어도 일부 기반하여 제1 전력 제어 정보를 생성할 수 있다. 제1 전력 제어 정보는 제 1 신호를 출력하는 제1 안테나(370-1)에 전력을 전송하는 제 1 증폭기(350-1)에 공급되는 전력을 제어하는 정보를 의미할 수 있다. 프로세서(310)는 제 1 신호를 증폭하는 제 1 증폭기(350-1)에 공급되는 전력을 제어하는 제 1 전력 공급 모듈(321-1)를 제 1 전력 정보에 적어도 일부 기반하여 제어할 수 있다. 제 1 전력 공급 모듈(321-1)은 프로세서(310)의 제어 신호에 기반하여 제 1 증폭기(350-1)에 전력을 공급할 수 있다.. 제 1 증폭기(350-1)는 제 1 전력 공급 모듈(321)에서 공급되는 전력에 기반하여 제 1 안테나(370-1)를 통해 제 1 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 제 1 신호의 진폭 정보를 이용하여 제 1 신호의 포락선(envelope) 정보를 생성할 수 있으며, 프로세서(310)는 생성된 포락선 정보에 대응하도록 제 1 전력 제어 정보를 생성할 수 있다. 포락선은 신호를 특정 축(예를 들면, 시간 축)에 대해서 그래프상에 도시할 때, 신호가 갖는 곡선 무리의 모두에 접하는 곡선을 의미할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 포락선 신호는 신호에 포함된 규칙성을 가진 곡선 무리의 모두에 접하는 곡선으로 구성된 신호를 의미할 수 있다. 포락선 정보는 포락선 신호의 진폭, 위상 등을 포함하는 정보를 의미할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 제 1 신호의 진폭 정보를 이용하여 기 설정된 시간 구간에 대한 제 1 신호의 평균 진폭을 확인할 수 있다. 프로세서(310)는 확인된 평균 진폭에 대응하는 제 1 전력 제어 정보를 생성할 수 있다. 상기 실시예에 대해서는 도 7a 내지 도 7c에서 자세히 서술한다.
프로세서(310)는 제 1 전력 제어 정보 및 제 1 신호에 대한 제 2 신호의 지연 시간에 적어도 일부 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성할 수 있다. 제 1 신호에 대한 제2 신호의 지연 시간은 빔포밍을 수행함에 있어, 빔을 구성하는 신호들이 전송되는 방향과 관련될 수 있다. 지연 시간과 신호를 전송하는 방향의 관계에 대해서는 도 4a 내지 도 4b에서 서술한다. 프로세서(310)는 제 2 신호를 증폭하는 제 2 증폭기(350-2)에 공급되는 전력을 제어하는 제 2 전력 공급 모듈(321-1)을 제 2 전력 정보에 적어도 일부 기반하여 제어할 수 있다. 제 2 전력 공급 모듈(321-2)은 프로세서(310)의 제어 신호에 기반하여 제 2 증폭기(350-2) 에 전력을 공급할 수 있다.. 제 2 증폭기(350-2)는 제 2 전력 공급 모듈(321-2)에서 공급되는 전력에 기반하여 제 2 안테나(370-2)를 통해 제 2 신호를 출력할 수 있다.
위에서는 전력 공급 모듈이 복수 개인 경우를 예를 들어 설명하였으나, 전력 공급 모듈은 하나가 될 수 있으며, 전력 공급 모듈이 하나인 경우의 프로세서(310)의 동작에 대해서는 도 9a 내지 9b에서 서술한다. 또한, 프로세서(310)는 전력 제어 정보를 생성하는 것으로 기재하였으나, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 전력 공급 모듈가 공급하는 전압에 대한 제어 정보를 생성할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 하나의 기준 신호 및 지연 정보(시간 또는 위상)를 이용하여 복수의 신호들을 생성할 수 있다. 생성된 복수의 신호들은 빔포밍을 수행하는 안테나들 각각을 이용하여 방사될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 복수의 신호들의 진폭, 위상 등을 포함하는 신호 정보를 모두 확인하지 않고, 하나의 기준 신호 및 빔에 포함되는 신호들의 진행 각도에 따른 지연 정보를 이용하여 복수의 신호들을 생성하여 빔포밍을 수행할 수 있게 된다. 다양한 실시예에 따르면 프로세서(310)는 통신 프로세서(330)가 제공하는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 통신 프로세서(330) 또는 어플리케이션 프로세서(미도시) 중 어느 하나의 프로세서의 내부에 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(310)는 도 3에 도시된 것과 같이, 통신 프로세서(330)와 별개의 프로세서로 구현될 수 있다. 프로세서(310)는 저전력 프로세서로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(310)는 전력 공급 모듈을 제어하는 전력 제어 모듈 내의 프로세서로 구현될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 빔포밍을 수행하는 복수개의 안테나들 및 안테나들이 출력하는 신호의 경로를 도시한 도면이고, 도 4b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 안테나들이 출력하는 신호들을 도시한 도면이다. 도 4a 내지 도 4b는 프로세서(310)가 기준 신호(예: 제 1 신호)의 포락선 정보 및 위상 지연 정보를 이용하여 복수의 안테나들이 출력하는 신호 및 전력 공급 모듈(예: 전력 공급 모듈(321-1, 321-2, 321-n))을 제어하는 내용을 개시하고 있다.
도 4a를 참조하면, 프로세서(310)(예: 프로세서(110))는 안테나들(410 내지 480)에서 출력된 신호들이 가상의 목적지(490)에 도달할 때, 신호들의 위상이 모두 동일하도록 제어할 수 있다. 신호들 각각의 위상의 차이가 작을수록, 신호들이 보강 간섭을 일으키는 정도가 더 높아질 수 있다. 즉, 빔포밍을 수행함에 있어, 목적지에 도달하는 신호들의 위상의 차이를 최대한 감소시키도록 제어함으로써, 신호들의 전달 효율을 증가시킬 수 있다.
이를 위해, 프로세서(310)는, 예를 들어, 제 1 안테나(410)(예: 제 1 안테나(370-1))에서 출력하는 제 1 신호가 목적지(490)에 도달하기까지의 이동 거리와 제 2 안테나(420)(예: 제 2 안테나(370-2))에서 출력하는 제 2 신호가 목적지(490)에 도달하기까지의 이동 거리의 차이(k= d*sin(θ))를 계산할 수 있다. 프로세서(310)는 제 1신호의 포락선에서, 계산된 이동 거리의 차이에 대응하는 지연 시간만큼 지연된 제 2 신호의 포락선을 생성할 수 있다. θ는 신호를 전송하는 방향을 의미하는 각도를 의미할 수 있다. 신호를 전송하는 방향에 따라서, θ의 값도 달라질 수 있다.
도 4a를 참조하면, 제 1 신호와 제 2 신호의 전파 거리의 차이는 d*sin(θ)일 수 있다. 또한, 지연 시간은 이동 거리의 차이에서 신호의 속도(c=3*10^8 m/s)를 나눈 값인 아래의 수학식 1을 의미할 수 있다.
Figure 112017022991117-pat00001
수학식 1을 참조하면, 신호의 전파 방향(θ)에 따라서, 지연 시간이 달라질 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 제 2 안테나(420)에서 출력되는 신호의 위상이 제 1 안테나(410)에서 출력되는 신호의 위상과 비교해서, 이동 거리의 차이에 대응하는 위상만큼 지연시키도록 제 2 전력 공급 모듈(321-2)을 제어할 수 있다. 전술한 내용과 동일하게, 제 3 안테나(430)에서 출력되는 신호의 위상이 제 2 안테나(420)에서 출력되는 신호의 위상과 비교해서, 제 2 신호와 제 3 신호의 이동 거리의 차이에 대응하는 위상만큼 지연시키도록 제 3 전력 공급 모듈(미도시)을 제어할 수 있다.
더 나아가, 위상 지연은 아래의 수학식 2를 이용하여 판단될 수 있다.
Figure 112017022991117-pat00002
도 4b를 참조하면, 제 1 신호(411)와 제 2 신호(412)는 동일한 포락선을 가진 신호임을 확인할 수 있다. 제 2 신호(412)는 제 1 신호(411)에 비해서,
Figure 112017022991117-pat00003
만큼의 시간 지연을 가짐을 확인할 수 있다.예를 들어, 안테나간 간격이 'd' 로 일정할 때 전술한 바와 같이, 제 2 신호와 제 3 신호의 전파 거리의 차이는 d*sin(θ)일 수 있다. 제 1 신호와 제 2 신호의 전파 거리의 차이와 제 2 신호와 제 3 신호의 전파 거리의 차이가 동일하므로, 제 3 신호(미도시)는 제 2 신호에 비해서,
Figure 112017022991117-pat00004
만큼의 시간 지연을 가질 수 있고, 제 n 신호(413)는 제 1신호(411)에 비해서
Figure 112017022991117-pat00005
만큼의 시간 지연을 갖는 신호임을 확인할 수 있다. 도 4a 내지 도 4b에 서술된 방법을 이용하여, 프로세서(310)는 각각의 안테나에서 출력하는 신호의 위상을 이동 거리의 차이에 대응하는 시간(또는 위상)만큼 지연시킴으로써, 신호들이 목적지(490)에 도달할 때의 각각의 위상의 차이가 최소화되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 제 1 신호 및 제 2 신호를 제 1 방향으로 빔포밍하기 위한 제 1 지연 시간 또는 제 2 방향으로 빔포밍하기 위한 제 2 지연 시간을 지연 시간으로 적용할 수도 있다. 프로세서(310)는 신호들의 진행 방향(θ)이 변화함에 따라서, 지연 시간을 변경할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 프로세서(310)의 블록도이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에 포함된 프로세서(310)(예: 프로세서(110) 또는 통신 프로세서(330))는 분할기(splitter, 311), 지연 시간 배율기(delay time multiplier, 312), 복수의 위상 변위기들(phase shifter, 313-1 내지 313-n), 복수의 증폭기들(315-1 내지 315-n), 이득 컨트롤러(gain controller, 314)를 포함할 수 있다. 도 5에서는 전자 장치가 n 개의 안테나를 이용하여 빔포밍을 수행하는 경우, 프로세서(310)의 제어에 대해서 자세히 서술한다.
분할기(311)는 통신 프로세서(330)에서 전송한 기준 신호(제 1 신호)를 n개로 분할할 수 있다. 분할기(311)가 생성한 n개의 신호는 기준 신호와 동일한 신호일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 스플리터(311) 내부에는 신호의 분할 시 발생할 수 있는 손실(예를 들면, 신호의 크기 등)을 보상하기 위해서, 분할된 신호를 증폭하는 증폭기를 추가적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 분할기(311)는 기준 신호를 n개로 복제하는 신호 복제 회로로 구현될 수 있다.
지연 시간 배율기(312)는 통신 프로세서(330)에서 전송한 위상 지연 정보 또는 지연 시간 정보를 수신할 수 있다. 도 4a 내지 도 4b에서 전술한 바와 같이, 위상 지연 정보 또는 지연 시간 정보는 빔포밍을 수행함에 있어서, 신호가 진행하는 방향과 관련된 정보를 의미할 수 있다. 지연 시간 배율기(312)는 위상 지연 정보(또는, 지연 시간 정보)에 기반하여, 각각의 안테나들에서 출력되는 신호들 각각의 위상을 변화시키는 위상 변위기들(313-1 내지 313-n) 각각을 제어할 수 있다. 예를 들어, 지연 시간 배율기(312)는 제 n 위상 변위기(313-n)가 입력된 신호를
Figure 112017022991117-pat00006
의 시간만큼 지연시키도록 제어할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 지연 시간 배율기(312)는 제 n 위상 변위기(313-n)가 입력된 신호를
Figure 112017022991117-pat00007
의 시간만큼 지연시키도록 제어할 수 있다. k는 회로 설계/환경 등에 의해 발생할 수 있는 오차를 보정하는 값을 의미할 수 있다.
위상 변위기들(313-1 내지 313-n) 각각은 지연 시간 배율기(312)의 제어 신호에 기반하여, 분할기(311)에서 전송되는 기준 신호들의 위상을 지연시킬 수 있다.
이득 컨트롤러(314)는 빔포밍을 수행하는데 있어, 각각의 신호에 대한 이득 값을 통신 프로세서(330)로부터 수신할 수 있다. 이득 컨트롤러(314)는 통신 프로세서(330)로부터 수신한 이득 값들에 기반하여 증폭기들(315-1 내지 315-n)을 제어할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 이득 컨트롤러(314)는 프로세서(310)가 아닌, 전원 공급기(321, 322)의 내부에 구현될 수 있다.
증폭기들(315-1 내지 315-n)은 이득 컨트롤러(314)의 이득 값과 관련된 제어 신호에 기반하여 위상 변위기들(313-1 내지 313-n) 각각으로부터 출력된 신호들을 증폭할 수 있다. 증폭된 신호들은 전원 공급기로 전송되고, 전원 공급기는 증폭기들(350)에 전압을 공급하여, 안테나들이 빔포밍을 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배분기(311)에 입력되는 기준 신호는 아날로그 신호이고, 지연 시간 변위기(312)에 입력되는 위상 지연 정보와 이득 컨트롤러(314)에 입력되는 이득 정보는 디지털 신호로 구현될 수 있다. 지연 시간 배분기(312) 및 이득 컨트롤러(314)는 디지털 방식으로 제어를 입력 받는 아날로그 회로로 구현될 수 있으며, 증폭기들(315-1 내지 315-n) 각각에서 출력되는 신호들 각각에 대응하는포락선 신호는 아날로그 신호일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 분할기(311)에 입력되는 기준 신호는 디지털 신호이고, 지연 시간 배율기(312)에 입력되는 위상 지연 정보와 이득 컨트롤러(314)에 입력되는 이득 정보는 디지털 신호로 구현될 수 있다. 이 경우, 전원 공급기(321 내지 322)가 아날로그 신호 처리가 가능한 경우, 증폭기(315-1 내지 315-n)들 각각의 끝단에 DAC(Digital to Analog Converter)를 포함하여, 증폭기(315-1 내지 315-n)들 각각이 아날로그 신호를 출력하도록 제어할 수 있다. 전원 공급기(321-1 내지 321-n)가 디지털 신호 처리가 가능한 경우, DAC를 포함하지 않을 수 있다. 전술한 내용과 같이, 각각의 부품이 지원할 수 있는 신호의 특성(예: 아날로그 또는 디지털)을 고려하여 입력단 또는 출력단에 DAC 또는 ADC(Analog to digital converter)를 포함시킬 수 있다. 도 5에 도시된 프로세서(310)는 통신 프로세서(330) 또는 RFIC 단의 내부에 포함될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 기준 신호 및 안테나 신호 값을 추출하는 것을 도시한 도면이다.
기준 신호(예: 제 1 안테나가 출력하는 신호)가 디지털 신호인 경우, 각각의 안테나들이 출력하는 신호의 크기를 결정하는 내용을 도시하고 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 프로세서(310)는 기준 신호의 일부를 메모리(또는, 통신 프로세서(330)의 내부에 구현된 버퍼)에 저장할 수 있다. 저장된 기준 신호의 일부는 빔포밍을 수행하는 신호들을 생성하는데 이용될 수 있다. 도 6을 참조하면, 특정 시간의 제 1 안테나가 출력하는 신호의 크기는 610의 Y축 값을 의미할 수 있다. 제 2 안테나가 출력하는 신호의 크기는 620의 Y축 값을 의미할 수 있다. 620의 X축 값은 610의 X축 값보다
Figure 112017022991117-pat00008
만큼 작을 수 있다. 이는, 제 2 안테나가 출력하는 신호는 제 1 안테나가 출력하는 신호보다
Figure 112017022991117-pat00009
만큼 지연되었음을 의미할 수 있다. 또한, 제 n 안테나가 출력하는 신호의 크기는 630의 Y축값을 의미할 수 있다. 630의 X축 값은 610의 X축 값보다
Figure 112017022991117-pat00010
만큼 작을 수 있다. 이는, 제 n 안테나가 출력하는 신호는 제 1 안테나가 출력하는 신호에 비해서
Figure 112017022991117-pat00011
만큼 지연되었음을 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 프로세서(310)의 메모리(또는, 통신 프로세서(330)의 내부에 구현된 버퍼)에 저장되는 기준 신호의 일부는 최대 지연 시간
Figure 112017022991117-pat00012
이상의 크기를 가질 수 있다. 최대 지연 시간은 안테나가 출력하는 신호의 방향이 이루는 각도가 최대일 때의 지연 시간을 의미할 수 있다. 프로세서(310)는 메모리에 저장된 기준 신호의 일부 값 및 지연 시간을 이용하여 안테나들 각각이 출력하는 신호들의 포락선 정보를 생성할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 복수 개의 증폭기에 전원을 공급하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7a는 포락선 추적 모드(envelope tracking mode)를 이용하여 복수 개의 증폭기에 전원을 공급하는 방법을 도시한 도면이다.
다양한 실시예에 따른 포락선 추적 모드는 기준 신호의 포락선을 실시간으로 추적하여, 신호의 순간 진폭 정보(포락선의 실시간 변화를 포함할 수 있다)에 기반하여 복수 개의 증폭기에 전원을 공급하는 모드를 의미할 수 있다. 포락선 추적 모드는 송신 신호의 포락선에 따라서 전원을 제어하는 모드로, 신호의 순간 진폭 정보에 따라서 전원이 공급되어 전력 사용 효율이 높아지는 장점을 가질 수 있다. 한편, 송신 신호의 포락선 변화(예를 들면, 포락선의 진폭)에 따라 전압을 바꾸는 동작에 의해 추가적인 전력이 요구될 수 있어, 전원의 생성 효율이 상대적으로 낮아질 수 있다.
도 7b는 평균 전력 추적 모드(average power tracking mode)를 이용하여 복수 개의 증폭기에 전원을 공급하는 방법을 도시한 도면이다. 다양한 실시예에 따른 평균 전력 추적 모드는 기준 신호의 평균 전압 또는 전력에 기반하여 복수 개의 증폭기에 전원을 공급하는 모드를 의미할 수 있다. 기준 신호의 평균 전압 또는 전력은 기준 신호의 지정된 시간 구간(예를 들면, 10ms 로 설정된 구간마다 기준 신호의 평균 전압 또는 전력을 측정할 수 있다)의 평균 전압 또는 전력에 기반하여 결정될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 평균 전력 추적 모드는 기준 신호의 전력의 평균에 맞추어 복수의 증폭기에 전압을 공급하는 모드를 의미할 수 있다. 평균 전력 추적 모드는 포락선 추적 모드에 비해서 전력의 사용 효율은 상대적으로 낮지만, 전원의 생성 효율은 포락선 추적 모드에 비해서 높을 수 있다.
도 7c는 바이패스 모드(bypass mode)를 이용하여 복수 개의 증폭기에 전원을 공급하는 방법을 도시한 도면이다. 다양한 실시예에 따른 바이패스 모드(bypass mode)는 기준 신호와 관계 없이, 복수 개의 증폭기에 일정한 전원을 공급하는 모드를 의미할 수 있다. 기준 신호의 크기와 관계없이 일정한 전원을 공급하기 때문에, 전력의 사용 효율이 포락선 추적 모드 또는 평균 전력 추적 모드에 비해서 낮다. 한편, 전력의 생성 효율은 포락선 추적 모드 또는 평균 전력 추적 모드에 비해 높다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 기준 신호의 크기에 따라서, 포락선 추적 모드, 평균 전력 추적 모드, bypass mode를 다양하게 이용하여 복수 개의 증폭기에 전원을 공급할 수 있다.
도 8은 도 7b에 도시된 평균 전력 추적 모드(APT MODE)를 활용한 신호를 생성하는 것을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 프로세서(310)는 지정된 시간 구간에 대한 기준 신호의 평균 전력(또는, 평균 진폭) 및 신호를 출력하는 각도에 따른 지연 시간 정보를 이용하여 복수의 안테나들이 출력하는 신호들을 생성할 수 있다.
도 8의 810은 제 1 안테나가 출력하는 기준 신호 및 기준 신호의 지정된 시간 구간에 대한 평균 전력을 도시하고 있다. 제 n 안테나가 출력하는 신호 및 신호의 지정된 시간 구간에 대한 평균 전력은 820에 도시되어 있다. 820에 도시된 신호를 참조하면, 810에 도시된 신호에 비해서
Figure 112017022991117-pat00013
만큼 지연되었음을 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 프로세서(310)는 하나의 기준 신호의 진폭 정보 및 지연 시간을 이용하여 복수의 신호들을 생성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 지정된 시간 구간은 3GPP Power control slot time인 0.5ms/1ms로 설정될 수 있다.
도 9a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예; 전자 장치(101), 전자 장치(201))는 프로세서(910), 하나의 전력 공급 모듈(920), 통신 프로세서(930), 트랜시버(940), 복수의 증폭기(950), 복수의 스위치들(960) 및 안테나들(970-1, 970-n)을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 전자 장치는 전력 공급 모듈(321, 322)이 하나의 증폭기당 하나가 배치되어 있음을 확인할 수 있다. 도 9a에 도시된 전자 장치는 도 3에 도시된 전자 장치와 비교해서, 전력 공급 모듈(920)이 하나인 차이점이 있다. 상기의 차이점을 제외한 나머지 구성 요소는 동일하므로, 중복된 설명을 생략한다.
전력 공급 모듈(920)이 하나인 경우, 복수의 안테나들 각각에 연결된 증폭기에 전달되는 전력이 모두 동일할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 프로세서(910)는 전력 공급 모듈(920)이 하나인 경우, 단위 시간 마다 복수의 증폭기들이 소모하게 되는 전력 중 가장 큰 전력을 판단하고, 가장 큰 전력에 대응하는 전력 정보를전력 공급 모듈(920)에 전송할 수 있다. 단위 시간의 크기는 설계자의 의도에 따라서 변경될 수 있다. 이를 위해서, 프로세서(910)는 안테나들 각각 출력하는 신호들 각각에서, 동일한 시간에 대응하는 전압 값들을 비교하고, 가장 큰 전압 값에 대응하는 전력 값을 전력 공급 모듈(920)에 전송할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 각각의 안테나들이 출력하는 신호들의 포락선들(981 내지 984)이 도시되어 있다. 프로세서(910)는 동일한 시간(980)에서, 각각의 안테나들이 출력하는 신호들의 크기(985 내지 988)를 비교할 수 있다. 도 9b에서는 특정 시간(980)에서, 안테나들이 출력하는 신호들 중 가장 큰 크기는 988임을 확인할 수 있다. 프로세서(910)는 988에 대응하는 Y 축 값(신호의 전압 크기를 의미할 수 있다)에 대응하는 전력을 각 증폭기들에 전송하도록 전력 공급 모듈(920)를 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 프로세서(910)는 아래의 수학식 3과 같이, 최대 전압을 결정할 수 있다.
Figure 112017022991117-pat00014
Offset은 회로의 안정적인 동작을 보장하기 위한 상수를 의미할 수 있다. 프로세서(910)는 최대 전압을 결정하고, 최대 전압에 대응하는 전력 제어 정보를 생성하고, 전력 공급 모듈(920)에 전력 제어 정보를 전송할 수 있다. 전력 공급 모듈(920)은 전력 제어 정보에 기반하여 증폭기들(950)에 전력을 전송할 수 있다. 증폭기들(950)은 전력 공급 모듈(920)에서 전송한 전력에 기반하여 신호를 증폭할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 트랜시버(940)(예: 트랜시버(340))는 트랜시버(940)에 연결된 적어도 하나의 안테나를 이용하여 신호의 송신, 수신을 수행하기 위해서, 복수의 증폭기(950), 경로 선택부(960)에 포함된 복수의 스위치들(960-1 내지 960-n), 안테나(970-1 내지 970-n)에 대한 제어를 수행할 수 있다. 트랜시버(940)에 대한 자세한 설명은 도 11에서 서술한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101), 전자 장치(201))는 하나의 기준 신호(예: 제 1 신호)의 포락선 및 안테나가 출력하는 신호의 진행 방향(예: 제 1 안테나로부터 제 n안테나가 배열된 방향)에 따른 지연 시간을 이용하여 복수의 안테나에서 출력되는 신호들 각각의 포락선(예: 제 1 신호의 포락선 내지 제 n신호의 포락선) 정보를 생성할 수 있다. 도 10에 도시된 전자 장치 역시, 하나의 기준 신호 및 안테나가 출력하는 신호의 진행 방향에 따른 지연 시간을 이용하여 복수의 안테나에서 출력되는 신호들을 생성하는 회로를 도시하고 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101), 전자 장치(201))는 전력 공급 모듈들(1010-1, 1010-2 내지 1010-n), 증폭기들(1020-1 내지 1020-n), 안테나들(1030-1 내지 1030-n) 및 지연 회로(1040-1 내지 1040-(n-1)) 을 포함할 수 있다.
제 1 전력 공급 모듈(1010-1)은 기준 신호를 수신하고, 기준 신호의 포락선 정보에 기반하여 제 1 증폭기(1020-1)에 전력을 공급할 수 있다.
제 1 지연 회로(1040-1)는 기준 신호를 수신하고, 복수의 안테나들(1030-1 내지 1030-n)이 출력하는 신호의 진행 방향에 따른 지연 시간에 기반하여 기준 신호의 포락선을 상기 지연 시간만큼 지연한 포락선 신호를 생성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 포락선 신호는 신호에 포함된 규칙성을 가진 곡선 무리의 모두에 접하는 곡선으로 구성된 신호를 의미할 수 있다. 예를 들어, 기준 신호의 포락선 신호는 기준 신호에 포함된 규칙성을 가진 곡선 무리의 모두에 접하는 곡선으로 구성된신호를 의미할 수 있다. 포락선 정보는 포락선 신호의 진폭, 위상 등을 포함하는 정보를 의미할 수 있다. 제 1 지연 회로(1040-1)에서 생성한 포락선 신호는 기준 신호에 기반하여 생성된 포락선 신호를 지연 시간만큼 지연하여 생성된 신호일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 제 1 지연 회로(1040-1)는 기준 신호의 포락선 신호를
Figure 112018026419522-pat00015
만큼 지연시킬 수 있다. 제 1 전력 공급 모듈(1010-1)은 기준 신호를 제 1 안테나(1030-1)로 출력하도록 제 1 증폭기(1020-1)로 전력을 공급할 수 있다. 제 2 전력 공급 모듈(1010-2)은
Figure 112018026419522-pat00016
만큼 지연된 신호를 제 2 안테나(1030-2)로 출력하도록 제 2 증폭기(1020-2)로 전력을 공급할 수 있다. 상기와 같은 방식으로, 제 n-1 지연 회로(1031)는 기준 신호의 포락선 신호를
Figure 112018026419522-pat00017
만큼 지연시킬 수 있다. 제 n 전력 공급 모듈(1010-n)는 기준 신호의 포락선에 비해
Figure 112018026419522-pat00018
만큼 지연된 포락선에 대응하는 전력 제어 정보에 기반하여 제 n 안테나(1030-n)로 출력하도록 전력을 공급할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면 지연 회로들(1040-1 내지 1040-(n-1))은 연속된 신호 전달에 의한 신호의 감쇄를 보상하기 위해서, 증폭기를 더 포함할 수 있으며, 또는 지연 회로의 이득을 조절하여 보상할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 증폭기들(1020-2 내지 1020-n)은 증폭기들 각각에 대응하는 지연 회로(예를 들면, 제 2 증폭기(1020-2)에 연결된 제 1 지연 회로(1040-1))에서 생성한 신호를 증폭시킬 수 있다. 증폭기들이 신호를 증폭하는데 필요한 전력은 증폭기들(1020-1 내지 1020-n) 각각에 연결된 전력 공급 모듈들(1010-1 내지 1010-n)(예: 제 1 증폭기(1020-1)에는 제 1 전력 공급 모듈(1010-1)이 연결될 수 있다)이 공급할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 도 3에 도시된 전자 장치에 포함된 트랜시버(340)을 구체화하여 도시한 전자 장치이다. 도 3에 도시된 내용과 도 11에 도시된 내용 중 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 11에 도시된 전자 장치는 n개 Chain 을 갖고 하나의 데이터 스트림(data stream) 을 처리할 수 있는 빔포밍(beamforming) 통신 회로를 의미할 수 있다. IC 내부의 디지털 신호 제어선은 생략되어 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치에 포함된, 통신 프로세서(communication processor, 1130)/중간 주파수 처리 집적회로(intermediate frequenct integrated circuit, 1140)/무선 주파수 처리 집적회로(radio frequency integrated circuit, 1150)/스위치/공급 변조기(supply modulator, 1121 내지 1122)/빔포밍 인벨로퍼(beamforming enveloper, 1110) 의 Digital 제어선은 MIPI, I2C, PCIe, UART, USB 또는 GPIO 등으로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 빔포밍 인벨로퍼(1110)는 도 3 에 도시된 프로세서(310) 또는 통신 프로세서(330)의 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다.
n개의 안테나가 거리 d 만큼 떨어져 배치될 수 있다(예: 도 4a). 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 각각의 안테나는 스위치와 연결되고 TDD 통신을 수행함에 있어, 송신(Tx) 모드인 경우, Tx Chain 에 연결되고, 수신(Rx)모드인 경우, Rx Chain에 선택적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 안테나(1170-1)에 대응하는 제 1 송신 체인은 RF-IC 내에서 제 1전력 증폭기(power amp, 1156-4), 제 1 가변 이득 증폭기(variable gain amp, 1156-3), 위상 변환기(phase shifter, 1156-2), 제 2 가변 이득 증폭기(variable gain amp, 1156-1), n way 송신 분할기(1154), 또는 믹서(1151)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제 1 전력 증폭기(1156-4) 는 Tx 신호의 대 전력 증폭 역할을 수행한다. 제 1전력 증폭기(1156-4) 는 무선 주파수 집적 회로(1150) 내부에 실장 될 수 있으며 또는 무선 주파수 집적 회로(1150) 외부에 실장 될 수 있다. 각 가변 이득 증폭기들(1156-1, 1156-3)은 통신 프로세서(1130) 의 제어를 받아 송신 자동 이득 제어(Tx auto gain control) 동작을 수행한다. 가변 이득 증폭기 의 숫자는 경우에 따라 늘거나 줄 수 있다. 예를 들면, 도 11의 송신 체인에 포함된 가변 이득 증폭기의 수는 2개일 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 위상 변환기(1156-2) 는 통신 프로세서(1130)의 제어로 빔포밍 각도에 따라 신호의 위상을 천이 시킬 수 있다. n Way 송신 분할기(1154) 는 믹서(1151) 로부터 받은 송신 신호를 n 개의 신호로 분리할 수 있다. 믹서(1151)는 중간주파수 처리 직접회로(1140)로부터 받은 송신 중간주파수(Tx-IF) 신호를 Tx 신호(RF 대역)으로 업 컨버젼을 수행할 수 있다. 믹서(1151)는 내부 또는 외부 오실레이터로부터 혼합할 신호를 받을 수 있다.
제 1 안테나(1170-1)에 대응하는 수신 체인은 무선 주파수 처리 집적 회로 내에서 저잡음증폭기(low noise amplifier), 1157-3), 위상 변환기(phase shifter, 1157-2), 제 1 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier, 1157-1), n Way 수신 혼합기(n way rx combiner, 1155), 제 2 가변 이득 증폭기(1153), 믹서(1152)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 저잡음증폭기(1157-3) 는 안테나로부터 수신한 신호의 저잡음 증폭 역할을 수행할 수 있다. 각 가변 이득 증폭기들(1156-1, 1153)은 통신 프로세서(1130) 의 제어를 받아 수신 자동 이득 제어(Rx auto gain control) 동작을 수행할 수 있다. 가변 이득 증폭기의 숫자는 경우에 따라 늘거나 줄 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 수신 체인에는 가변 이득 증폭기가 2개(1156-1, 1153)가 포함될 수 있다. 위상 변환기(1157-2) 는 통신 프로세서(1130)의 제어로 빔을 형성하는 신호의 진행 방향에 따라 신호의 위상을 천이 시킬 수 있다. n Way 수신 혼합기(1155) 는 위상 천이되어 동위상으로 정렬된 신호를 결합할 수 있다. 결합된 신호는 제 2 가변 이득 증폭기(1153)를 거쳐 믹서(1152)로 전달된다. 믹서(1152)는 수신된 신호를 RF 대역에서 IF 대역으로 다운컨버팅을 수행할 수 있다. 믹서(1152)는 내부 또는 외부 오실레이터로부터 혼합할 신호를 받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 1150는 복수의 송신 체인, 복수의 수신 체인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 n 안테나(1170-n)에 대응하는 송신 체인을 포함할 수 있다. 제 n 안테나(1170-n)에 대응하는 송신 체인은 증폭기(1158-4), 가변 이득 증폭기들(1158-1, 1158-3), 위상 변환기(1158-2)를 포함할 수 있다. 제 n 안테나(1170-n)에 대응하는 수신 체인은 저 잡음 증폭기(1159-3), 위상 변환기(1159-2), 가변 이득 증폭기(1159-1)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 무선 주파수 처리 집적 회로(1150)는 무선 주파수 처리 집적 회로(1150) 내 믹서 후단에 Rx/Tx Chain 을 선택적으로 연결하는 스위치를 더 포함할 수 있다. IF 주파수가 높을 경우 무선 주파수 처리 집적 회로(1150)/중간 주파수 처리 집적 회로(1140) 간 전송선로 연결이 어려울 수 있다. 상기 스위치로 TDD 동작시 Tx/Rx Chain 을 선택적으로 연결하면 무선 주파수 처리 집적 회로(1150)와 중간 주파수 처리 집적 회로(1140) 사이의 전송선로 수를 줄일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 중간 주파수 처리 집적 회로(1140) 에서도 무선 주파수 처리 집적 회로(1150) 와 같이 Rx/Tx Chain 을 선택적으로 연결하는 스위치를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 중간 주파수 처리 집적 회로(1140) 내부의 송신 체인 은 직교 믹서(quadrature mixer,1145), 제 3 가변 이득 증폭기(1141-4), 저역 통과 필터(low pass filter, 1141-3), 제 4 가변 이득 증폭기(1141-2), 버퍼(1141-1)를 포함할 수 있다. 버퍼(1141-1) 는 통신 프로세서(1130)로부터 Balanced Tx I/Q 신호 수신 시 완충 역할을 하여 안정적으로 신호를 처리 할 수 있도록 한다. 제 3 가변 이득 증폭기(1141-4) 와 제 4 가변 이득 증폭기(1141-1) 는 통신 프로세서(1130)의 제어를 받아 송신 자동 이득 제어(Tx auto gain control) 역할을 수행할 수 있다. 저역 통과 필터(1141-3) 는 기저대역의 Tx IQ 신호의 대역폭을 차단 주파수(cutoff frequency)로 동작하여 채널 필터(channel filter)의 역할을 수행할 수 있다. 차단 주파수는 가변 가능하다. 직교 믹서(1145) 는 Balanced Tx I/Q 신호를 Tx-IF 신호로 업컨버젼 역할을 수행한다.
다양한 실시예에 따르면, 중간 주파수 처리 집적 회로(1140)는 복수의 송신 체인을 포함할 수 있다. 도 11을 참조하면, 중간 주파수 처리 집적 회로(1140)는 다른 송신 체인을 더 포함할 수 있으며, 다른 송신 체인은 버퍼(1142-1), 가변 이득 증폭기들(1142-2, 1142-4) 및 저역 통과 필터(1142-3)를 포함할 수 있다. 송신체인들은 직교 믹서(1145)를 같이 사용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 중간 주파수 처리 집적 회로(1140) 내부의 수신 체인 은 직교 믹서(1146), 제 3 가변 이득 증폭기(1143-4), 저역 통과 필터(low pass filter, 1143-3), 제 4 가변 이득 증폭기(1143-2), 버퍼(1143-1)를 포함할 수 있다. 버퍼(1143-1) 는 제 4 가변 이득 증폭기(1143-2)를 거친 Balanced Rx I/Q 를 통신 프로세서(1130)에 전달할 때 완충 역할을 하여 안정적으로 신호를 처리 할 수 있도록 한다. 제3 가변 이득 증폭기(1143-4) 와 제 4 가변 이득 증폭기(1143-2) 는 통신 프로세서(1130)의 제어를 받아 수신 자동 이득 제어(Rx auto gain control)를 수행할 수 있다. 저역 통과 필터(1143-3) 는 기저대역의 Balanced Rx IQ 신호의 대역폭을 차단 주파수로 동작하여 채널 필터의 역할을 수행한다. 차단 주파수는 가변 가능하다. 직교 믹서(1146) 는 Rx-IF 신호로 다운컨버젼 하여 Balanced Rx I/Q 신호를 생성하는 역할을 수행한다.
다양한 실시예에 따르면, 트랜시버(1180, 예:트랜시버(340), 트랜시버(940))는 도 11에 도시된 중간 주파수 처리 집적 회로(1140), 무선 주파수 처리 집적 회로(1150)를 포함하는 회로일 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 통신 프로세서(1130) 내 Tx I/Q DAC(digital to analog converter, 1143-1) 은 모뎀이 변조한 디지털 신호를 Balanced Tx I/Q 신호로 변환하여 중간 주파수 처리 집적 회로(1140)에 전달한다.
다양한 실시예들에 따르면, 통신 프로세서(1130) 내 Rx I/Q ADC(1143-2)는 중간 주파수 처리 집적 회로 (1132)가 다운컨버팅한 Balanced Rx I/Q 신호를 디지털 신호로 변환하여 모뎀에 전달하는 역할을 한다. 통신 프로세서(1130) 는 Tx I/Q로부터 Tx 신호의 포락선을 계산하고 포락선 DAC(digital to analog converter) 을 통해 아날로그 신호로 변환하여 빔포밍 인벨로퍼(1110)로 전달한다. 포락선 신호는 디지털 형태로 빔포밍 인벨로퍼(1110)에 전달 될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 공급 변조기(1121-1, 1121-n)(예: 전력 공급 모듈(321-1, 321-2))는 통신 프로세서(1130)와 빔포밍 인벨로퍼(1110)(예: 프로세서(310)) 의 제어를 받아 각전력 증폭기 에 전력을 공급한다. 빔포밍 인벨로퍼에 관련된 동작은 도5의 설명에 포함되어 있다.
도 12a 내지 도 12b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서, 안테나 및 부품들을 배치한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도12a는 금속 하우징에 구현된 통신 회로 및 안테나를 도시하고 있다. 메인 회로 기판(main printed circuit board) /디스플레이/배터리 등은 생략되어 있다.
안테나(1230)는 도파관 형태로 구성되어 있고 초고주파 대역을 지원할 수 있다. 도 12a를 참조하면, 하우징 상하단에 4개의 배열된 안테나(4 array antenna) 가 배치되어 있다. 하나의 무선 주파수 처리 집적 회로(1211 내지 1212) 가 두 개의 안테나를 담당하는 것으로 예시되었으나 이것은 일 실시예 이고 하나의 무선 주파수 처리 집적 회로가 더 많은 수의 안테나를 담당할 수 있다. 초고주파 대역에서는 전송선로 손실이 커 무선 주파수 처리 집적 회로(1211 내지 1212)와 안테나(1230) 는 바로 인접하여 실장될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나는 무선 주파수 처리 집적 회로를 실장 한 연성 회로 기판에 부착될 수 있다.
분절(1240)에 의해 생성되는 도전성 하우징 분절은 기존 안테나 (5GHz 대역 이하)로 사용될 수 있다. 기존 대역의 신호는 파장이 커서 도파관 형태의 안테나 로 들어가지 못한다. 다시 말해서 같은 도전체를 사용하여 서로 다른 안테나를 구성하여도 간섭이 되지 않을 수 있다.
도12b 는 도 12a에 도시된 전자 장치를 A-A' 방향으로 자른 단면도이다. 도전성 하우징(1250)의 슬롯 과 회로 기판 하단부의 그라운드 레이어(GND layer, 1221) 가 도파관(1230)을 형성할 수 있다. 무선 주파수 처리 집적 회로(1212)와 급전부(feeder, 1223) 를 회로 기판의 비아(via, 1222)를 통해 연결한다. 상기는 일 실시예 일 뿐이며 패치 형태로 구현된 안테나 등을 하우징 후면 및 배젤 부에 실장 할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기(예: 제1 증폭기(350-1)) 및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기(예: 제 2 증폭기(350-2)); 상기 제 1 증폭기에 대응되는 제 1 안테나(예: 제 1 안테나(370-1)) 및 상기 제 2 증폭기에 대응되는 제 2 안테나(예: 제 2 안테나(370-2)); 상기 제 1 증폭기 및 상기 제 2 증폭기에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈(예: 제 1 전력 공급 모듈(321-1), 제 2 전력 공급 모듈(321-2)); 및 프로세서(예: 프로세서(310))를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 신호의 진폭 정보에 적어도 일부 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고; 상기 제 1 전력 제어 정보, 및 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간에 적어도 일부 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하고; 상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 1 신호를 증폭하기 위하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하고, 상기 증폭된 상기 제 1 신호를 상기 제 1 안테나를 이용하여 방출하고; 및 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 2 신호를 증폭하기 위하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하고, 상기 증폭된 상기 제 2 신호를 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 제 1 신호의 상기 방출 이후에 방출하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 1 방향으로 빔포밍(Beam forming)하기 위한 제 1 지연 시간, 또는 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 2 방향으로 빔포밍(Beam forming)하기 위한 제 2 지연 시간을 상기 지연 시간으로서 적용하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제 1 신호의 상기 진폭 정보에 기반하여 상기 제 1 신호의 포락선(Envelope)을 확인하고; 및 상기 포락선에 대응하도록 상기 제 1 전력 제어 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제 1 신호의 상기 진폭 정보에 적어도 기반하여 지정된 시간 구간에 대한 상기 제 1 신호의 평균 진폭을 확인하고; 상기 평균 진폭에 대응되도록 상기 제 1 전력 제어 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈은 제 1 전력 공급 모듈(예: 제 1 전력 공급 모듈(321-1)) 및 제 2 전력 공급 모듈(예: 제 2 전력 공급 모듈(321-2))을 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 전력 공급 모듈을 이용하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하고; 및 상기 제 2 전력 공급 모듈을 이용하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제 1 신호 및 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 정보에 기반하여 상기 제 2 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기(예: 제 1 증폭기(350-1))및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기(예; 제 2 증폭기(350-2))를 포함하는 복수의 증폭기; 상기 제 1 증폭기 및 상기 제 2 증폭기에 전력을 공급하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈(예; 제 1 전력 공급 모듈(321-1), 제2 전력 공급 모듈(321-2)); 및 프로세서(예: 프로세서(310))를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 신호의 속성에 적어도 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고; 상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 제 2 신호의 속성에 적어도 일부 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하고; 상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 1 신호를 증폭하기 위하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하고; 및 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 2 신호를 증폭하기 위하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 제 2 신호의 속성은 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간을 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 1 방향으로 빔포밍(Beam forming)하기 위한 제 1 지연 시간 또는 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 2 방향으로 빔포밍하기 위한 제 2 지연 시간을 상기 지연 시간으로 적용하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 지연 시간에 적어도 일부 기반하여 상기 제 2 전력 제어 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 제 1 신호의 속성은 상기 제 1 신호의 위상 정보를 포함하고, 상기 제 2 신호의 속성은 상기 제 2 신호의 위상 정보를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 신호의 위상 정보 및 상기 제 2 신호의 위상 정보에 적어도 기반하여 기반하여 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간을 확인하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 지연 시간에 적어도 기반하여 상기 제 2 전력 제어 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 제 1 신호의 상기 속성은 상기 제 1 신호의 순간 진폭 정보를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 순간 진폭 정보에 기반하여 상기 제 1 신호의 포락선(envelope)을 확인하고; 및 상기 제 1 신호의 상기 포락선에 대응하도록 상기 제 1 전력 제어 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 제 1 신호의 상기 속성은 상기 제 1 신호의 진폭 정보를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 진폭 정보에 기반하여 지정된 시간 구간에 대한 상기 제 1 신호의 평균 진폭을 확인하고; 상기 평균 진폭에 대응되도록 상기 제 1 전력 제어 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 제 1 증폭기에 대응되는 제 1 안테나 및 상기 제 2 증폭기에 대응되는 제 2 안테나를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 증폭된 상기 제 1 신호를 상기 제 1 안테나를 이용하여 방출하고; 및 상기 제 1 신호의 상기 방출 후에, 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 증폭된 상기 제 2 신호를 상기 제 2 안테나를 이용하여 방출하도록 설정될 수 있다.
상기 적어도 하나의 전력 공급모듈은 제 1 전력 공급 모듈 및 제 2 전력 공급 모듈을 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 전력 공급모듈을 이용하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하고; 및 상기 제 2 전력 공급 모듈을 이용하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 전력을 제어하도록 설정될 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제 1 전력 제어 정보 또는 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 상기 전력 공급 모듈을 제어하기 위한 전력 제어 모듈의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기(예; 제 1 증폭기(350-1)) 및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기(예; 제 2 증폭기(350-2)); 상기 제 1 신호의 제 1 속성에 적어도 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고, 상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 제 2 신호의 제 2 속성에 적어도 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하기 위한 전력 제어 모듈(예: 프로세서(310)); 및 상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 전력을, 및 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 전력을 제어 하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈(예: 제 1 전력 공급 모듈(321-1), 제 2 전력 공급 모듈(321-2), 전력 공급 모듈(920))을 포함할 수 있다.
상기 제 2 속성은 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간을 포함하고, 상기 전력 제어 모듈은, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 1 방향으로 빔포밍(Beam forming)하기 위한 제 1 지연 시간 또는 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 2 방향으로 빔포밍하기 위한 제 2 지연 시간을 상기 지연 시간으로 적용하도록 설정될 수 있다.
상기 전력 제어 모듈은, 상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 지연 시간에 적어도 일부 기반하여 상기 제 2 전력 제어 정보를 생성하도록 설정될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자 장치는 상기 제 1 속성 또는 상기 제 2 속성을 확인하기 위한 프로세서를 더 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 동작 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은 먼저, 제 1 신호의 제 1 속성에 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성할 수 있다(1310). 제 1 속성은 제 1 신호의 진폭 정보를 포함할 수 있다.
프로세서(310)는 제 1 신호의 제 1 속성에 기반하여 제 1 신호의 포락선을 확인할 수 있고, 확인된 포락선에 대응하도록 제 1 전력 정보를 생성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 제 1신호의 진폭 정보에 기반하여 지정된 시간 구간에 대한 제 1 신호의 평균 진폭 또는 평균 세기를 확인할 수 있고, 확인된 평균 진폭 또는 평균 세기에 대응하는 제 1 전력 정보를 생성할 수 있다.
프로세서(310)는 제 1 전력 제어 정보 및 제 2 신호의 제 2 속성에 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성할 수 있다(1320).
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 제 2 신호의 제 2 속성은 제 2 신호가 제 1 신호에 대한 지연 시간을 포함할 수 있다. 지연 시간은 빔포밍 각도와 관련될 수 있으며, 제 2 신호의 지연 시간에 대해서는 도 4a 내지 도 4b에서 전술한 바 있다.
프로세서(310)는 제 1 전력 제어 정보에 기반하여 제 1 증폭기에 공급되는 전력을 제어할 수 있다(1330). 프로세서(3120)는 제 2 전력 제어 정보에 기반하여 제 2 증폭기에 공급되는 전력을 제어할 수 있다(1340).
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예:메모리(130))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱 하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (26)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기 및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기;
    상기 제 1 증폭기에 대응되는 제 1 안테나 및 상기 제 2 증폭기에 대응되는 제 2 안테나;
    상기 제 1 증폭기에 공급되기 위한 제 1 전력의 제 1 전압 및 상기 제 2 증폭기에 공급되기 위한 제 2 전력의 제 2 전압을 제어하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 제 1 신호의 진폭 정보에 적어도 일부 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고;
    상기 제 1 전력 제어 정보, 및 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간에 적어도 일부 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하고;
    상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 제 1 전압을 제어하여 상기 제 1 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 상기 제 1 신호를 상기 제 1 안테나를 이용하여 방출하고; 및
    상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 제 2 전압을 제어하여 상기 제 2 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 상기 제 2 신호를 상기 제 2 안테나를 이용하여 상기 제 1 신호의 상기 방출 이후에 방출하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 1 방향으로 빔포밍(Beam forming)하기 위한 제 1 지연 시간, 또는 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 2 방향으로 빔포밍(Beam forming)하기 위한 제 2 지연 시간을 상기 지연 시간으로서 적용하도록 설정된 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 신호의 상기 진폭 정보에 기반하여 상기 제 1 신호의 포락선(Envelope)을 확인하고; 및
    상기 포락선에 대응하도록 상기 제 1 전력 제어 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 신호의 상기 진폭 정보에 적어도 기반하여 지정된 시간 구간에 대한 상기 제 1 신호의 평균 진폭을 확인하고;
    상기 평균 진폭에 대응되도록 상기 제 1 전력 제어 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈은 제 1 전력 공급 모듈 및 제 2 전력 공급 모듈을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 전력 공급 모듈을 이용하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 제 1 전압을 제어하고; 및
    상기 제 2 전력 공급 모듈을 이용하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 제 2 전압을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제 1 신호 및 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 정보에 기반하여 상기 제 2 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 전자 장치에 있어서,
    제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기 및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기를 포함하는 복수의 증폭기;
    상기 제 1 증폭기에 공급되기 위한 제 1 전력의 제 1 전압 및 상기 제 2 증폭기에 공급되기 위한 제 2 전력의 제 2 전압을 제어하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 제 1 신호의 속성에 적어도 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하고;
    상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 제 2 신호의 속성에 적어도 일부 기반하여 제 2 전력 제어 정보를 생성하고;
    상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 제 1 전압을 제어하여 상기 제 1 신호를 증폭하고; 및
    상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 일부 기반하여, 상기 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 이용하여, 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 제 2 전압을 제어하여 상기 제 2 신호를 증폭하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 신호의 속성은 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 1 방향으로 빔포밍(Beam forming)하기 위한 제 1 지연 시간 또는 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 2 방향으로 빔포밍하기 위한 제 2 지연 시간을 상기 지연 시간으로 적용하도록 설정된 전자 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 지연 시간에 적어도 일부 기반하여 상기 제 2 전력 제어 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 속성은 상기 제 1 신호의 위상 정보를 포함하고, 상기 제 2 신호의 속성은 상기 제 2 신호의 위상 정보를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 신호의 위상 정보 및 상기 제 2 신호의 위상 정보에 적어도 기반하여 기반하여 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간을 확인하도록 설정된 전자 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 전력 제어 정보 및 상기 지연 시간에 적어도 기반하여 상기 제 2 전력 제어 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 상기 속성은 상기 제 1 신호의 순간 진폭 정보를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 순간 진폭 정보에 기반하여 상기 제 1 신호의 포락선(envelope)을 확인하고; 및
    상기 제 1 신호의 상기 포락선에 대응하도록 상기 제 1 전력 제어 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 신호의 상기 속성은 상기 제 1 신호의 진폭 정보를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 진폭 정보에 기반하여 지정된 시간 구간에 대한 상기 제 1 신호의 평균 진폭을 확인하고;
    상기 평균 진폭에 대응되도록 상기 제 1 전력 제어 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 전자 장치는 상기 제 1 증폭기에 대응되는 제 1 안테나 및 상기 제 2 증폭기에 대응되는 제 2 안테나를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 증폭된 상기 제 1 신호를 상기 제 1 안테나를 이용하여 방출하고; 및
    상기 제 1 신호의 상기 방출 후에, 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 증폭된 상기 제 2 신호를 상기 제 2 안테나를 이용하여 방출하도록 설정된 전자 장치.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전력 공급모듈은 제 1 전력 공급 모듈 및 제 2 전력 공급 모듈을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 전력 공급모듈을 이용하여 상기 제 1 증폭기에 공급되는 상기 제 1 전압을 제어하고; 및
    상기 제 2 전력 공급 모듈을 이용하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 상기 제 2 전압을 제어하도록 설정된 전자 장치.
  16. 제 7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 전력 제어 정보 또는 상기 제 2 전력 제어 정보에 적어도 기반하여 상기 전력 공급 모듈을 제어하기 위한 전력 제어 모듈의 적어도 일부를 형성하는, 전자 장치.
  17. 전자 장치에 있어서,
    제 1 신호를 증폭하기 위한 제 1 증폭기 및 제 2 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기;
    상기 제 1 신호의 진폭 정보 및 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간에 적어도 기반하여 제 1 전력 제어 정보를 생성하는 전력 제어 모듈; 및
    상기 제 1 신호를 증폭하기 위해 상기 제 1 증폭기에 공급되는 전압을 제어하고, 상기 전력 제어 정보에 기반하여 상기 제 2 증폭기에 공급되는 전력을 제어 하는 하나의 전력 공급 모듈을 포함하고,
    상기 지연 시간은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 빔포밍(beamforming)하는 방향에 기반하여 결정되는 전자 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력 제어 모듈은,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 1 방향으로 빔포밍하기 위한 제 1 지연 시간 또는 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 제 2 방향으로 빔포밍하기 위한 제 2 지연 시간을 상기 지연 시간으로 적용하도록 설정된 전자 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력 제어 모듈은,
    상기 진폭 정보에 기반하여 상기 제 1 신호에 대응하는 제 1 포락선(Envelope)을 확인하고;
    상기 제1 포락선 및 상기 지연 시간에 기반하여 상기 제 2 신호에 대응하는 제 2 포락선을 확인하고; 및
    상기 제 1 포락선 및 상기 제 2 포락선에 대응하도록 상기 전력 제어 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전력 제어 모듈은,
    상기 제 1 포락선을 확인하는 동작의 적어도 일부로서, 지정된 시간에서의 상기 제 1 포락선에 대응하는 제 1 전압을 확인하고;
    상기 제 2 포락선을 확인하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 지정된 시간에서의 상기 제 1 포락선에 대응하는 제 2 전압을 확인하고;
    상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압 중 더 큰 전압에 대응하는 값을 상기 지정된 시간에서의 상기 전력 제어 정보의 적어도 일부로서 생성하도록 설정된 전자 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 전력 제어 모듈은,
    상기 진폭 정보에 적어도 일부 기반하여 지정된 시간 구간에 대한 상기 제 1 신호의 제 1 평균 진폭을 확인하고;
    상기 제1 평균 진폭 및 상기 지연 시간에 적어도 일부 기반하여 상기 지정된 시간 구간에 대한 상기 제 2 신호의 제 2 평균 진폭을 확인하고;
    상기 제 1 평균 진폭 및 상기 제 2 평균 진폭에 대응하도록 상기 전력 제어 정보를 생성하도록 설정된 전자 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 전력 제어 모듈은,
    상기 제 1 평균 진폭 및 상기 제 2 평균 진복 중 더 큰 평균 진폭에 대응하는 값을 상기 지정된 시간 구간에 대한 상기 전력 제어 정보의 적어도 일부로서 생성하도록 설정된 전자 장치.
  23. 전자 장치에 있어서,
    제 1 안테나 및 제 2 안테나;
    상기 제 1 안테나와 전기적으로 연결되고, 제 1 신호를 증폭하여 제 1 증폭된 신호를 생성하기 위한 제 1 증폭기
    상기 제 2 안테나와 전기적으로 연결되고, 제 2 신호를 증폭하여 제 2 증폭된 신호를 생성하기 위한 제 2 증폭기;
    상기 제 1 증폭된 신호의 진폭 및 상기 제 1 신호에 대한 상기 제 2 신호의 지연 시간에 적어도 일부 기반하여, 전력 제어 신호를 생성하기 위한 전력 제어 모듈; 및
    상기 전력 제어 신호에 적어도 일부 기반하여 상기 제 1 증폭기 및 상기 제 2 증폭기에 공급되는 전력의 전압을 제어하기 위한 적어도 하나의 전력 공급 모듈을 포함하고,
    상기 지연 시간은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 빔포밍(beamforming)하는 방향에 기반하여 결정되는 전자 장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 전력 제어 모듈은,
    상기 진폭의 크기가 제 1 지정된 조건을 만족할 때, 상기 전력 제어 신호를 제 1 상태에서 제 2 상태로 천이하고, 및
    상기 크기가 제 2 지정된 조건을 만족할 때, 상기 전력 제어 신호를 상기 지연 시간 동안 상기 제 2 상태로 유지하고, 상기 지연 시간 이후에 상기 제 2 상태에서 상기 1 상태로 천이하도록 설정된 전자 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 전력 공급 모듈은,
    상기 제 1 상태로 천이된 상기 전력 제어 신호에 응답하여, 상기 전압을 제 1 지정된 값으로 조정하고; 및
    상기 제 2 상태로 천이된 상기 전력 제어 신호에 응답하여, 상기 전압을 제 2 지정된 값으로 조정하도록 설정된 전자 장치.
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 전력 공급 모듈은,
    상기 크기가 지정된 범위 이상 증가할 것으로 예측되는 경우, 상기 제 1 지정된 조건을 만족한다고 판단하고, 및
    상기 크기가 상기 지정된 범위 또는 다른(another) 지정된 범위 이상 감소할 것으로 예측되는 경우, 상기 제 2 지정된 조건을 만족한다고 판단하도록 설정된, 전자 장치.


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