KR102292649B1 - 저 전력 소비의 에너지 검출 방법 및 그 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

에너지 검출 방법은 다음의 단계: 제1 시간 간격 동안 통신 장치가 슬립 모드(sleep mode)로 진입하도록 제어하는 단계; 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온 및 턴 오프하는 단계 - 상기 제2 시간 간격은 상기 제1 시간 간격 이후이며, 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부가 턴 온될 때, 상기 통신 장치는 신호를 수신하도록 제어됨; 및 상기 통신 장치에 의해 수신된 신호의 에너지에 따라 비콘 신호(beacon signal)가 존재하는지를 판정하는 단계를 포함하며, 상기 제1 시간 간격 및 상기 제2 시간 간격은 검출 주기를 형성하고, 상기 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 제1 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 제2 평균 전력 소비보다 작으며, 상기 제2 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 모든 수신 기능을 활성화하는 것에 대응한다.

Description

저 전력 소비의 에너지 검출 방법 및 그 통신 장치{Energy Detection Method with Low Power Consumption and Communication Device Thereof}
본 발명은 전력 소비가 적은 에너지 검출 방법 및 통신 장치를 도해하며, 보다 상세하게는 전력 소비를 줄이기 위해 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온하고 턴 오프하는 에너지 검출 방법 및 통신 장치를 도해한다.
무선 통신 기술이 발전함에 따라 휴대용 장치는 다양한 무선 네트워크 프로토콜 및 네트워킹 기능을 지원할 수 있다. 예를 들어 태블릿, 스마트 폰 또는 퍼스널 디지털 어시스턴트(Personal Digital Assistant, PDA) 장치는 블루투스(Bluetooth) 통신 및 Wi-Fi 통신을 지원할 수 있다. 휴대용 장치에 저장된 전력이 제한되기 때문에, 낮은 전력 소비로 무선 통신 장치를 구동하기 위한 설계가 매우 중요하고 도전적인 목표가 되고 있다. 무선 통신 기술에서, 무선 링크를 유지하기 위해 적은 수의 패킷을 교환하기 위해서는 무선 장치, 예를 들어 휴대용 장치 및 신호 액세스 포인트(access point, AP) 라우터가 필요하다. 따라서, 무선 단말과 신호 액세스 포인트 사이의 적은 수의 패킷이 교환될 때 전력 소비를 최소화하는 방법은 중요한 설계 문제가 된다.
현재의 무선 통신 기술에서, 무선 단말은 신호 액세스 포인트로부터 브로드캐스팅되는 표시기 신호로서 비콘 신호를 수신할 수 있다. 전력 소비를 감소시키기 위해, 무선 단말은 신호 액세스 포인트에 의해 브로드캐스팅된 표시기 신호가 수신되면 검출을 위해 모든 수신 기능을 주기적으로 켤 수 있다. 실제로, 무선 단말은 낮은 구동 전류를 사용함으로써 일정 시간 동안 슬립 모드로 진입할 수 있다. 시간이 경과한 후, 무선 단말은 표시 신호를 검출하기 위해 모든 수신 기능을 구동하기 위해 다른 시간 동안 활성 모드로 진입할 수 있다. 그렇지만, 슬립 모드에서 동작하는 무선 단말은 저소비 전력이지만, 액티브 모드에서 동작하는 무선 단말은 매우 높은 소비 전력을 갖는다. 다시 말해, 무선 단말과 신호 액세스 포인트 사이의 무선 링크를 유지하는데 필요한 대부분의 전력은 활성 모드 동안 분배된다. 현재의 무선 통신 기술에서, 만족스러운 링크 안정성을 유지하면서 액티브 모드 동안 전력 소비를 효과적으로 감소시키는 것은 어렵다. 따라서, 능동 모드 동안 무선 단말의 전력 소비를 감소시키면서 만족스러운 안정성을 유지하고 허용 가능한 검출 정확도를 제공하는 방법은 중요한 설계 경향이다.
본 개시의 일 실시예에서, 에너지 검출 방법이 제공된다. 에너지 검출 방법은 다음 단계: 제1 시간 간격 동안 통신 장치가 슬립 모드(sleep mode)로 진입하도록 제어하는 단계; 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온 및 턴 오프하는 단계 - 상기 제2 시간 간격은 상기 제1 시간 간격 이후이며, 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부가 턴 온될 때, 상기 통신 장치는 신호를 수신하도록 제어됨; 및 상기 통신 장치에 의해 수신된 신호의 에너지에 따라 비콘 신호(beacon signal)가 존재하는지를 판정하는 단계를 포함한다. 상기 제1 시간 간격 및 상기 제2 시간 간격은 검출 주기를 형성하고, 상기 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 제1 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 제2 평균 전력 소비보다 작으며, 상기 제2 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 모든 수신 기능을 활성화하는 것에 대응한다.
본 개시의 다른 실시예에서, 신호 액세스 포인트로부터 브로드캐스팅되는 비콘 신호의 존재를 검출할 수 있는 통신 장치가 제공된다. 통신 장치는 송수신기, 에너지 검출기, 파워 서플라이 및 프로세서를 포함한다. 송수신기는 신호를 수신하는 데 사용된다. 에너지 검출기는 신호의 에너지를 검출하는 데 사용된다. 파워 서플라이는 통신 장치의 구동 전력을 제공하도록 구성하는 데 사용된다. 프로세서는 파워 서플라이를 제어하는 데 사용된다. 프로세서는 통신 장치가 제1 시간 간격 동안 슬립 모드로 진입하도록 상기 파워 서플라이를 제어한다. 프로세서는 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온 및 턴 오프하도록 상기 파워 서플라이를 제어하고, 상기 제2 시간 간격은 상기 제1 시간 간격 이후이다. 통신 장치의 수신 기능 중 일부가 턴 온될 때, 프로세서는 상기 신호를 수신하도록 상기 송수신기를 제어하고, 상기 프로세서는 상기 에너지 검출기에 의해 검출된 에너지에 따라 상기 비콘 신호가 존재하는지를 판정한다. 상기 제1 시간 간격 및 상기 제2 시간 간격은 검출 주기를 형성한다. 상기 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 제1 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 제2 평균 전력 소비보다 작으며, 상기 제2 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 모든 수신 기능을 활성화하는 것에 대응한다.
본 발명의 이들 및 다른 목적은 다양한 도면 및 도면에 도시된 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명을 읽은 후 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 통신 시스템의 통신 장치의 구동 전류를 도시한 개략도이다.
도 3은 도 1의 통신 시스템의 통신 장치에 의해 수행되는 저소비 전력의 에너지 검출 방법의 흐름도이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 시스템(100)의 블록도이다. 통신 시스템(100)은 송신 장치 및 수신 장치를 포함하는 임의의 무선 통신 시스템일 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 임의의 합리적인 통신 프로토콜을 사용하여 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 도 1에서, 통신 시스템(100)은 신호 액세스 포인트(AP) 및 통신 장치(STA)를 포함할 수 있다.
신호 액세스 포인트(AP)는 비콘 신호(S)를 브로드캐스팅하는 데 사용된다. 통신 장치(STA)는 비콘 신호(S)를 검출하는데 사용된다. 신호 액세스 포인트(AP)는 무선 네트워크의 라우터일 수 있다. 통신 장치(STA)는 태블릿 장치, 스마트 폰 또는 개인 디지털 비서와 같이 네트워크에 액세스할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 신호 액세스 포인트(AP) 및 통신 장치(STA)는 업링크 또는 다운링크 데이터 전송을 수행할 수 있다.
통신 장치(STA)는 송수신기(10), 에너지 검출기(11), 파워 서플라이(12) 및 프로세서(13)를 포함할 수 있다. 송수신기(10)는 비콘 신호(S)를 수신하거나 링크 요청 메시지를 신호 액세스 포인트(AP)에 전송하도록 구성된다. 송수신기(10)는 Wi-Fi 신호와 같은 임의의 합리적인 무선 통신 프로토콜로 무선 신호를 송수신할 수 있다.
에너지 검출기(11)는 송수신기(10)에 연결되고 송수신기(10)에 의해 수신된 신호의 에너지를 검출하도록 구성된다. 에너지 검출기(11)는 시간에 따라 송수신기(10)에 의해 수신된 신호의 통합 프로세스를 수행하기 위한 통합기일 수 있다. 통합 영역은 신호 에너지로 표시될 수 있다.
파워 서플라이(12)는 송수신기(10) 및 에너지 검출기(11)에 연결되고 통신 장치(STA)의 구동 전력을 제공하도록 구성된다. 파워 서플라이(12)는 DC(직류) 파워 서플라이, AC(교류) 파워 서플라이 또는 배터리와 같은 임의의 파워 서플라이 제공 구성 요소일 수 있다.
프로세서(13)는 에너지 검출기(11)에 의해 검출된 에너지에 따라 파워 서플라이(12)를 제어하기 위해 에너지 검출기(11) 및 파워 서플라이(12)에 연결된다. 프로세서(13)는 매체 액세스 제어(MAC) 계층 상의 단일 칩 프로세서와 같은 임의의 처리 장치일 수 있다. 프로세서(13)는 또한 통신 장치(STA)의 기저 대역 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지 검출기(11) 및 프로세서(13)는 또한 하나의 칩으로 통합될 수 있다. 임의의 합리적인 하드웨어 수정은 본 개시의 범위에 속한다.
통신 시스템(100)에서, 비콘 신호(S)는 주기적으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 검출 주기는 제1 시간 간격 및 제2 시간 간격을 포함할 수 있다. 프로세서(13)는 파워 서플라이(12)에 의해 제공되는 구동 전력을 제어할 수 있다. 프로세서(13)가 파워 서플라이(12)를 제어한 후, 통신 장치(STA)는 제1 시간 간격 동안 슬립 모드로 들어간다. 프로세서(13)는 제1 시간 간격이 경과한 후 제2 시간 간격 동안 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온하고 턴 오프하도록 파워 서플라이(12)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(10) 및 에너지 검출기(11)의 기능은 간헐적으로 턴 오프 및 턴 온될 수 있다. 에너지 검출기(11)의 기능이 턴 온될 때, 송수신기(10)에 의해 수신된 신호의 에너지는 제2 시간 간격 동안 검출될 수 있다. 즉, 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부가 턴 온될 때, 프로세서(13)는 비컨 신호(S)를 수신할 준비가 되도록 송수신기(10)를 제어할 수 있다. 그리고 프로세서(13)는 비콘 신호(S)가 제2 시간 간격 동안 에너지 검출기(11)에 의해 검출된 에너지에 따라 존재한다. 또한, 통신 장치(STA)는 제2 시간 간격 동안 간헐적으로 수신 기능 중 일부를 턴 온하고 턴 오프하기 때문에, 제2 시간 간격 동안 통신 장치(STA)의 평균 전력 소비는 모든 수신 기능이 활성화되는 통신 장치의 평균 전력 소비보다 작다. 제2 검출 주기 동안 통신 장치(STA)의 구동 모드의 세부 사항은 다음 단락에 예시되어 있다.
도 2는 도 1의 통신 시스템의 통신 장치의 구동 전류를 도시한 개략도로서, 구동 전류는 시간에 따라 변한다. x 축은 시간을 나타낸다. y 축은 전류, 즉 구동 전류(값)를 나타낸다. 통신 장치(STA)는 제1 시간 간격(T1) 동안 슬립 모드로 동작한다. 통신 장치(STA)의 슬립 모드에 대응하는 제1 전류 값(A1)은 0.1mA(밀리암페어)와 같이 매우 낮다. 제2 시간 간격(T2)은 제1 시간 간격(T1)을 뒤따른다. 통신 장치(STA)는 제2 시간 간격(T2)의 시작 시점에서 송수신기(10)에 의해 수신된 신호의 에너지를 검출하기 위한 수신 기능 중 일부를 턴 온할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(13)는 제2 시간 간격(T2)에 진입한 직후에 제1 작동 시간 간격(D1) 동안 통신 장치(STA)의 기능의 일부를 턴 온할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 시간 간격(D1)은 500 나노초(ns) 이상으로 설정될 수 있다. 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 턴 온시키는 것에 대응하는 제2 전류 값 A2, 예를 들어 40mA는 제1 전류 값 A1보다 높다. 제1 작동 시간 간격(D1) 동안, 통신 장치(STA)의 에너지 검출기(11)는 비콘 신호(S)가 존재하는지를 판정하기 위해 송수신기(10)에 의해 수신된 신호의 에너지를 검출할 수 있다. 에너지 검출기(11)는 에너지를 검출하기 위한 통합 프로세스를 사용할 수 있다. 에너지가 임계 값보다 작은 경우, 신호 액세스 포인트(AP)로부터 비콘 신호(S)가 브로드캐스팅되지 않음을 의미하며, 비콘 신호(S)의 프리앰블의 에너지에 따라 임계 값이 조정될 수 있다. 그런 다음, 상기 비콘 신호가 없고, 소비 전력을 감소시키기 위해 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 일정 기간 동안 턴 오프할 수 있는 결정 결과를 프로세서(13)는 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(13)는 에너지가 제1 작동 시간 간격(D1) 동안 임계 값보다 작은 경우 제2 작동 시간 간격(D2) 동안 통신 장치(STA)의 기능의 일부를 턴 오프할 수 있다. 제2 작동 시간 간격(D2)은 1 마이크로초(㎲)로 설정될 수 있다. 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 끄는 것에 대응하는 제3 전류 값 A3, 예를 들어 2mA는 제2 전류 값 A2보다 낮다. 또한, 프로세서(13)는 제2 작동 시간 간격(D2) 동안 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부가 턴 오프된 후 비콘 신호(S)를 검출하기 위한 시간 간격 동안 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 다시 턴 온시킬 수 있다. 다시 말해, 슬립 모드의 제1 시간 간격(T1)이 경과한 후, 신호 액세스 포인트(AP)로부터 비콘 신호(S)가 브로드캐스팅되지 않으면, 통신 장치(STA)는 일부 수신 기능을 간헐적으로 턴 온하고, 일부 수신 기능을 턴 오프하고, 비콘 신호(S)를 지속적으로 검출하기 위해 상이한 시간 간격 동안 수신 기능 중 일부를 턴 온한다. 또한, 슬립 모드의 제1 시간 간격(T1)이 경과한 후, 통신 장치(STA)는 시간 간격 T2의 거의 절반 동안 수신 기능 중 일부를 턴 오프함으로써 저전력 상태에서 동작하기 때문에, 제2 시간 간격 T2 동안 통신 장치(STA)의 평균 전력 소비가 크게 감소될 수 있다. 또한, 프로세서(13)가 제2 시간 간격(T2) 동안 비콘 신호(S)가 없는 것으로 결정할 때 프로세서(13)는 다음 검출 주기 동안 에너지를 검출하기 위해 에너지 검출기(11)를 연속적으로 제어할 수 있다. 통신 장치(STA)는 슬립 모드의 다음 제1 시간 간격(T1)에 진입할 수 있거나 무선 링크를 재설정하기 위한 요청을 신호 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다.
또한, 에너지 검출기(11)에 의해 검출된 에너지가 임계 값보다 크거나 같을 때, 이것은 비콘 신호(S)가 신호 액세스 포인트(AP)로부터 브로드캐스팅될 수 있음을 의미한다. 그런 다음, 프로세서(13)는 비콘 신호(S)의 상관 매칭 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(13)는 비콘 신호(S)의 매칭 처리를 위해 송수신기(10)에 의해 수신된 신호로부터 프리앰블 정보를 추출할 수 있다. 도 2에서, 통신 장치(STA)는 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온하고 턴 오프하기 때문에, 비콘 신호(S)는 제2 작동 시간 간격(D2) 내의 시점에서 브로드캐스팅될 수 있지만, 통신 장치(STA)에 의해 수신될 수 없다. 통신 장치(STA)는 다음 제1 작동 시간 간격(D1)에서 비콘 신호(S)를 수신할 수 있다. 다시 말해, 통신 장치(STA)에 의해 비콘 신호(S)를 수신하는 시점은 신호 액세스 포인트(AP)에 의해 비콘 신호(S)를 브로드캐스팅하는 시점으로부터 약간 지연될 수 있다. 그렇지만, 비콘 신호(S)의 프리앰블 특성에 따르면, 통신 장치(STA)가 약간의 지연, 예를 들어 1 μs로 비콘 신호(S)를 수신하더라도, 프로세서(13)는 여전히 비콘 신호(S)의 존재를 정확하게 결정할 수 있다. 다시 말해, 프로세서(13)는 에너지가 임계 값보다 크거나 같을 때 그리고 에너지의 오프셋이 공차 값보다 작을 때(즉, 인식된 비트량 및 에너지가 비콘 신호(S)의 프리앰블과 매칭할 때) 비콘 신호가 존재하는 것으로 결정할 수 있다. 에너지의 오프셋이 공차 값보다 큰 경우, 프로세서(13)는 비콘 신호(S)를 연속적으로 검출하기 위해 일부 수신 기능들을 간헐적으로 턴 온하고 턴 오프할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상관 매칭 프로세스는 선택적 프로세스일 수 있다. 임의의 합리적인 기술 수정은 본 발명의 범위에 속한다.
통신 시스템(100)에서, 제2 시간 간격(T2) 동안, 통신 장치(STA)는 수신 기능 중 일부를 "간헐적으로" 턴 온하고 턴 오프하는 활성 모드에 있다. 통신 장치(STA)의 에너지 검출기(11)에 의해 검출된 에너지가 임계 값보다 크거나 같을 때, 이것은 비콘 신호(S)가 신호 액세스 포인트(AP)로부터 브로드캐스트될 수 있음을 의미한다. 그런 다음, 프로세서(13)는 비콘 신호(S)가 존재할 때 통신 장치(STA)의 후속 링크 스테이지 프로세스를 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치(STA)는 비콘 신호(S)의 완전한 내용을 수신하기 위해 모든 수신 기능을 턴 온하도록 제3 작동 시간 간격(D3) 동안 링크 스테이지 프로세스를 수행할 수 있다. 따라서, 모든 수신 기능을 턴 온하는 제4 전류 값(A4), 예를 들어, 50mA는 제2 전류 값 A2보다 높다. 에너지 검출기(11)에 의해 검출된 에너지가 임계 값보다 작을 때, 이것은 비콘 신호(S)가 없을 수 있음을 의미한다. 그런 다음, 프로세서(13)는 비콘 신호(S)가 존재하는지를 검출하기 위해 다음 검출 주기 내에 에너지를 검출하기 위한 에너지 검출기(11)를 연속적으로 제어할 수 있다.
도 2에서, 통신 장치(STA)에 의해 수행되는 에너지 검출 방법에서 전력 소비를 감소시키는 방법을 구체적으로 설명하기 위해, 통신 파라미터 세트가 통신 장치(STA)에 적용된다. 통신 장치(STA)를 구동하기 위한 평균 전류가 이에 따라 도출될 수 있다. 그렇지만, 통신 장치(STA)에 적용되는 통신 파라미터는 특정 또는 특정 값으로 제한되지 않는다. 통신 장치(STA)에 적용되는 통신 파라미터는, 예를 들어, 아래의 표 1에 열거되어 있다.
제1 시간 간격 T1: 99.4ms
제2 시간 간격 T2: 3ms
제1 전류 값 A1: 0.1mA
제2 전류 값 A2: 40mA
제3 전류 값 A3: 2mA
제4 전류 값 A4: 50mA
제1 작동 시간 간격 D1: 0.5μs
제2 작동 시간 간격 D2: 2μs
제3 작동 시간 간격 D3: 1ms
간헐적으로 턴 온 및 턴 오프 기능 사이클 n: 800
도 2에서, 통신 장치(STA)를 동하기 위한 평균 전류 EAVG는 다음과 같이 작성할 수 있다:
Figure 112020062289711-pat00001
ES는 제1 시간 구간(T1) 동안 전류의 통합 영역으로 표현된다. ES는 다음과 같이 작성할 수 있다:
Figure 112020062289711-pat00002
ED는 제2 시간 간격(T2) 동안 전류의 통합 영역으로 표시된다. 다시 말해, ED는 제3 작동 시간 간격(D3) 동안 전류의 통합 영역과 제1 작동 시간 간격(D1) 및 제2 작동 시간 간격(D2) 동안 기능(즉, n 사이클)을 간헐적으로 턴 온 및 턴 오프하기 위한 전류의 통합 영역의 합이다. ED는 다음과 같이 작성할 수 있다:
Figure 112020062289711-pat00003
T는 제1 시간 간격(T1) 및 제2 시간 간격(T2)을 포함하는 검출 주기로 표현된다. T는 다음과 같이 작성될 수 있다:
Figure 112020062289711-pat00004
그러므로 표 1에 열거된 통신 파라미터에 따라, 통신 장치(STA)를 구동하기 위한 평균 전류 EAVG는 다음과 같이 작성될 수 있다:
Figure 112020062289711-pat00005
또한, 에너지를 검출하기 위해 종래의 통신 장치에 전력 절약 기능이 도입되지 않기 때문에, 종래의 통신 장치를 구동하기 위한 평균 전류 EAVG_ORIGIN은 제1 시간 간격(T1) 및 제2 시간 간격(T2) 동안 2개의 직사각형 파형(2개의 전류 레벨)의 통합 영역을 직접 평균화함으로써 다음과 같이 도출될 수 있다:
Figure 112020062289711-pat00006
표 1에 열거된 통신 파라미터에 따르면, 통신 장치(STA)를 구동하기 위한 평균 전류 EAVG는 종래의 통신 장치를 구동하기 위한 평균 전류 EAVG_ORIGIN보다 낮다. 두 평균 전류의 차이는 약 1.56mA-0.77mA이다. 다시 말해, 표 1에 열거된 통신 파라미터들에 따르면, 통신 장치(STA)를 구동하기 위해 적어도 50%의 에너지 절약률이 도입될 수 있다.
도 3은 도 1의 통신 시스템의 통신 장치(100)에 의해 수행되는 저전력 소비를 갖는 에너지 검출 방법의 흐름도이다. 비콘 신호(S)를 검출하기 위한 에너지 검출 방법은 단계(S301) 내지 단계(S303)를 포함할 수 있다. 임의의 합리적인 기술 수정은 본 발명의 범위에 속한다. 단계 S301 내지 단계 S303이 아래에 예시되어있다.
단계 S301: 통신 장치(STA)가 제1 시간 간격 T1 동안 슬립 모드로 진입하도록 제어한다
단계 S302: 제2 시간 간격 T2 동안 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온 및 턴 오프하고, 제2 시간 간격은 제1 시간 간격 이후이며, 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부가 턴 온될 때, 통신 장치(STA)는 신호를 수신하도록 제어된다
단계 S303: 제2 시간 간격 T2 동안 통신 장치(STA)에 의해 수신된 신호의 에너지에 따라 비콘 신호 S가 존재하는지를 판정한다
단계 S301 내지 단계 S303의 세부 사항은 앞서 설명되었으므로 생략된다. 단계 S301 내지 단계 S303을 수행함으로써, 통신 장치(STA)는 비콘 신호 S가 존재하는지를 검출하기 위해 저소비 전력의 에너지 검출 방법을 사용할 수 있다. 또한, 신호 액세스 포인트(AP)에 의해 비콘 신호(S)를 브로드캐스팅하는 시점과 통신 장치(STA)에 의해 비콘 신호(S)를 수신하는 시점 사이의 지연이 매우 작기 때문에(<1μs), 검출 정확도는 유지될 수 있다. 그렇게 함으로써, 통신 장치(STA)는 검출 정확도를 희생시키지 않고 비콘 신호 S를 검출하기 위한 저전력 검출 방법을 사용할 수 있다.
통신 시스템(100)에서, 임의의 합리적인 하드웨어 또는 기술 수정은 본 발명의 범위에 속한다. 예를 들어, 비콘 신호(S)의 존재를 결정하기 위한 임계 값이 커스터마이징될 수 있다. 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 일시적으로 턴 온하기 위한 제1 작동 시간 간격 D1은 커스터마이징될 수 있다. 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 일시적으로 턴 오프하는 제2 작동 시간 간격(D2)은 커스터마이징될 수 있다. 또한, 통신 장치(STA)의 적어도 하나의 검출 루프의 사이클이 또한 커스터마이징될 수 있다. 예를 들어, 통신 장치(STA)는 비콘 신호(S)가 M개의 검출 주기에서 성공적으로 수신된 후에 비콘 신호(S)가 존재하고 완료되었는지를 판정할 수 있다. M은 양의 정수일 수 있다. 다시 말해, M개의 검출 주기는 비콘 신호(S)를 공동으로 검출하기 위한 주기를 형성한다. 대안적으로, 제2 시간 간격(T2) 동안 통신 장치(STA)의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온하고 턴 오프하는 시간 간격의 분포 또는 시간 간격의 길이도 또한 커스터마이징될 수 있다. 통신 시스템(100)의 검출 메커니즘 및 파라미터 구성은 주기적으로 또는 비주기적으로 조정될 수 있다.
요약하면, 본 발명은 전력 소비가 적은 에너지 검출 방법 및 통신 시스템을 제공한다. 통신 시스템은 비콘 신호를 브로드캐스팅하기 위한 신호 액세스 포인트 및 비콘 신호를 검출하기 위한 통신 장치를 포함한다. 통신 장치는 송수신기에 의해 수신된 프리앰블 에너지를 검출하기 위한 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온하고 턴 오프할 수 있다. 통신 장치는 간헐적인 에너지 검출 메커니즘을 수행하기 때문에 전력 소비가 감소될 수 있다. 또한, 종래의 통신 장치가 슬립 모드로 진입할 수 있지만, 종래의 통신 장치가 활성화될 때, 비콘 신호의 데이터 패킷이 종래의 통신 장치에 의해 수신되는지에 관계없이, 종래의 통신 장치의 모든 수신 기능은 연속적으로 턴 온되며, 이에 의해 전력이 추가로 소비된다. 그렇지만, 슬립 모드의 시간 간격이 경과한 후, 본 발명의 통신 장치는 비콘 신호를 검출하기 위한 간헐적 에너지 검출 메커니즘을 수행할 수 있다. 다시 말해, 통신 장치는 검출 정확도를 희생시키지 않고 비콘 신호를 검출하기 위해 저전력 검출 방법을 사용할 수 있다.
당업자는 본 발명의 교시를 유지하면서 장치 및 방법의 수많은 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 개시 내용은 첨부된 청구 범위의 범위 및 경계에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 에너지 검출 방법으로서,
    제1 시간 간격 동안 통신 장치가 슬립 모드(sleep mode)로 진입하도록 제어하는 단계;
    제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온 및 턴 오프하는 단계 - 상기 제2 시간 간격은 상기 제1 시간 간격 이후이며, 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부가 턴 온될 때, 상기 통신 장치는 신호를 수신하도록 제어됨; 및
    상기 통신 장치에 의해 수신된 신호의 에너지에 따라 비콘 신호(beacon signal)가 존재하는지를 판정하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 시간 간격 및 상기 제2 시간 간격은 검출 주기를 형성하고, 상기 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 제1 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 제2 평균 전력 소비보다 작으며, 상기 제2 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 모든 수신 기능을 활성화하는 것에 대응하는, 에너지 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 시간 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온 및 턴 오프하는 단계는:
    상기 제2 시간 간격으로 진입한 후 제1 작동 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 턴 온하는 단계;
    상기 에너지가 제1 작동 시간 간격 동안 임계 값보다 작을 때 제2 작동 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 턴 오프하는 단계; 및
    상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부가 상기 제2 작동 시간 간격 동안 턴 오프된 후 상기 비콘 신호를 검출하기 위해 제3 작동 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 다시 턴 온하는 단계
    를 포함하는, 에너지 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신 장치에 의해 수신된 신호의 에너지에 따라 비콘 신호가 존재하는지를 판정하는 단계는:
    상기 에너지가 임계 값보다 크거나 같을 때 상기 비콘 신호의 상관 매칭 프로세스를 수행하는 단계; 및
    상기 에너지가 상기 임계 값보다 크거나 같고 상기 에너지의 오프셋이 공차 값(tolerance value)보다 작을 때 상기 비콘 신호가 존재한다는 결정 결과를 생성하는 단계
    를 포함하는, 에너지 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통신 장치에 의해 수신된 신호의 에너지에 따라 비콘 신호가 존재하는지를 판정하는 단계는:
    상기 에너지가 임계 값보다 작을 때 상기 비콘 신호가 없다는 결정 결과를 생성하는 단계
    를 포함하는, 에너지 검출 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통신 장치가 상기 비콘 신호가 없다는 것으로 결정할 때, 상기 에너지를 연속적으로 검출하기 위해 다음 검출 주기에 진입하거나 상기 통신 장치의 링크 기능을 재설정하는 단계; 및
    상기 통신 장치가 비콘 신호가 존재하는 것으로 결정할 때 상기 통신 장치의 후속 링크 스테이지 프로세스를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 에너지 검출 방법.
  6. 신호 액세스 포인트(access point, AP)로부터 브로드캐스팅되는 비콘 신호의 존재를 검출할 수 있는 통신 장치로서,
    신호를 수신하도록 구성되어 있는 송수신기;
    신호의 에너지를 검출하도록 구성되어 있는 에너지 검출기;
    상기 통신 장치의 구동 전력을 제공하도록 구성되어 있는 파워 서플라이; 및
    상기 파워 서플라이를 제어하도록 구성되어 있는 프로세서
    를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 통신 장치가 제1 시간 간격 동안 슬립 모드로 진입하도록 상기 파워 서플라이를 제어하고, 상기 프로세서는 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 간헐적으로 턴 온 및 턴 오프하도록 상기 파워 서플라이를 제어하고, 상기 제2 시간 간격은 상기 제1 시간 간격 이후이며;
    상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부가 턴 온될 때, 상기 프로세서는 상기 신호를 수신하도록 상기 송수신기를 제어하고, 상기 프로세서는 상기 에너지 검출기에 의해 검출된 에너지에 따라 상기 비콘 신호가 존재하는지를 판정하며;
    상기 제1 시간 간격 및 상기 제2 시간 간격은 검출 주기를 형성하고, 상기 제2 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 제1 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 제2 평균 전력 소비보다 작으며, 상기 제2 평균 전력 소비는 상기 통신 장치의 모든 수신 기능을 활성화하는 것에 대응하는, 통신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제2 시간 간격으로 진입한 후 제1 작동 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 턴 온시키고, 상기 에너지가 제1 작동 시간 간격 동안 임계 값보다 작을 때 제2 작동 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 턴 오프시키며, 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부가 상기 제2 작동 시간 간격 동안 턴 오프된 후 상기 비콘 신호를 검출하기 위해 제3 작동 시간 간격 동안 상기 통신 장치의 수신 기능 중 일부를 다시 턴 온시키는, 통신 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 에너지가 임계 값보다 크거나 같을 때 상기 비콘 신호의 상관 매칭 프로세스를 수행하며, 상기 에너지가 상기 임계 값보다 크거나 같고 상기 에너지의 오프셋이 공차 값보다 작을 때 상기 비콘 신호가 존재한다는 결정 결과를 생성하는, 통신 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 에너지가 임계 값보다 작을 때 상기 비콘 신호가 없다는 결정 결과를 생성하는, 통신 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서가 상기 비콘 신호가 없다는 것으로 결정할 때, 상기 프로세서는 다음 검출 주기 동안 상기 에너지를 검출하기 위해 상기 에너지 검출기를 연속적으로 제어하며,
    상기 프로세서가 상기 통신 장치가 비콘 신호가 존재하는 것으로 결정할 때 상기 프로세서는 상기 통신 장치의 후속 링크 스테이지 프로세스를 수행하는, 통신 장치.
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