KR20130045222A - ３-차원 터치 스크린을 포함한 휴대용 컴퓨팅 디바이스 - Google Patents

Abstract

휴대용 컴퓨팅 디바이스는 3-차원(3D) 터치 스크린 및 코어 모듈을 포함한다. 3D 터치 스크린은 2-차원(2D) 터치 스크린 섹션 및 복수의 무선 주파수(RF) 레이더 모듈들을 포함한다. 코어 모듈은 3D 터치 스크린이 3D 모드에 있는지 또는 2D 모드에 있는지 여부를 결정하도록 동작가능하다. 3D 터치 스크린이 3D 모드에 있을 때, 코어 모듈은 또한 복수의 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상을 통해 하나 이상의 레이더 신호들을 수신하고 3D 입력 신호를 생성하기 위해 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하도록 동작가능하다.

Description

３-차원 터치 스크린을 포함한 휴대용 컴퓨팅 디바이스{PORTABLE COMPUTING DEVICE INCLUDING A THREE-DIMENSIONAL TOUCH SCREEN}

관련 특허들에 대한 상호 참조

본 특허 출원은 그 전체가 여기에 참조로서 통합되는, 계류중인, 2011년 10월 31일의 가출원일, 및 61/553,760의 가특허 출원번호를 가진, RF 기반 휴대용 컴퓨팅 아키텍처(RF BASED PORTABLE COMPUTING ARCHITECTURE)로 명명된 출원된 가특허 출원에 대한 우선권을 35 USC §119(e) 하에서 주장하고;

그 전체가 참조로서 여기에 통합되는, 계류중인 2011년 10월 25일의 가출원일, 및 61/551,045의 가특허 출원번호를 가진 RF 기반 휴대용 컴퓨팅 아키텍처로 명명된 출원된 가특허 출원에 대한 우선권을 35 USC §119(e) 하에서 주장하며;

그 전체가 참조로서 여기에 통합되는, 계류중인, 2010년 9월 30일의 출원일, 및 12/895,547의 일련 번호를 가진, 리피터들의 메쉬 네트워크를 이용한 60 GHZ 분배된 통신을 위한 방법 및 시스템(METHOD AND SYSTEM FOR 60 GHZ DISTRIBUTED COMMUNICATION UTILIZING A MESH NETWORK OF REPEATERS)으로 명명된 동시에 계류중인 특허 출원의 일부 계속 특허 출원으로서 35 USC §120 하에서 우선권을 주장한다.

본 발명은 전반적으로 통신 시스템들 및 컴퓨터들에 관한 것으로, 보다 특히 휴대용 컴퓨팅 디바이스들에 관한 것이다.

휴대용 컴퓨팅 디바이스들은 랩탑 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 셀룰러 전화기들, 비디오 게임 디바이스들, 오디오/비디오 레코딩 및 재생 디바이스들 등을 포함한다. 일반적으로, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 중앙 프로세싱 유닛(CPU), 운영 시스템, 하나 이상의 사용자 입력들(예로서, 키보드, 마우스, 마이크로폰), 하나 이상의 사용자 출력(예로서, 디스플레이, 스피커들), 메모리, 네트워크 카드(예로서, 이더넷 및/또는 무선 근거리 네트워크), 및 배터리를 포함한다.

특히, 태블릿 컴퓨터는 평판형 터치 스크린, CPU, 운영 시스템, WLAN 트랜시버(transceiver), 셀룰러 데이터 트랜시버, 블루투스 트랜시버, 글로벌 위치확인 위성(GPS) 수신기, 메모리(예로서, 반도체 메모리), 커넥터들, 및 재충전가능한 배터리(예로서, 리튬 폴리머)를 포함한다. 평판형 터치 스크린은 가상 키보드, 패시브 스타일러스 펜(예로서, 터치의 X-Y 좌표들에 기초한 하나의 터치 선택), 2-차원 터치 명령들(예로서, 하나 이상의 손가락들에 의한 스크린의 터치를 감지하고 하나 이상의 손가락들의 X-Y 차원들에서의 움직임을 검출하는)을 제공하고 디스플레이를 제공하기 위해 정전식 터치 스크린 기술을 포함한다.

커넥터들은, 태블릿 컴퓨터를, 배터리를 충전하기 위해 전원에 연결하고, 데이터(예로서, 오디오 파일들, 비디오 파일들 등)를 교환하기 위해 또 다른 컴퓨팅 디바이스(예로서, 개인용 컴퓨터(PC))에 연결하며, 및/또는 그것의 업데이트 소프트웨어에 연결한다. 이에 더하여 또는 대안으로, WLAN 트랜시버 또는 데이터 셀룰러 트랜시버는 태블릿 컴퓨터의 소프트웨어를 업데이트하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 블루투스 트랜시버는 또 다른 컴퓨팅 디바이스와 데이터를 교환하기 위해 사용될 수 있다.

일 측면에 따르면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는:

3-차원(3D) 터치 스크린으로서,

2-차원(2D) 터치 스크린 섹션; 및

복수의 무선 주파수(RF) 레이더 모듈들을 포함하는, 상기 3D 터치 스크린; 및

코어(core) 모듈로서,

상기 3D 터치 스크린이 3D 모드에 있는지 또는 2D 모드에 있는지 여부를 결정하고,

상기 3D 터치 스크린이 상기 3D 모드에 있을 때:

상기 복수의 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상을 통해 하나 이상의 레이더 신호들을 수신하며;

3D 입력 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석(interpret)하도록 동작가능한, 상기 코어 모듈을 포함한다.

유리하게는, 상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스는,

유선(wired) RF 링크로서:

상기 복수의 RF 레이더 모듈들 중 상기 하나 이상은 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 생성하고;

상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들은 하나 이상의 인바운드(inbound) RF 링크 레이더 신호들로 변환되고;

상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들은 상기 유선 RF 링크를 통해 상기 코어 모듈로 전달되고;

상기 코어 모듈은 상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들을 유선 RF 링크에 동작가능하게 연결된 복수의 다중-모드 RF 유닛들로서, 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들은 상기 복수의 RF 레이더 모듈들을 포함하는, 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들을 더 포함하며,

상기 코어 모듈은:

상기 유선 RF 링크를 통해 제 1 주파수 대역에서 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들 중 하나 이상과의 제어 정보;

상기 유선 RF 링크를 통해 제 2 주파수 대역에서 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들 중 하나 이상과의 무선 통신의 데이터; 및

상기 유선 RF 링크를 통해 제 3 주파수 대역에서의 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들에 대한 클럭(clock) 정보를 통신한다.

유리하게는, 상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스는:

하나 이상의 RF 레이더 신호들을 생성하는 상기 복수의 RF 레이더 모듈들 중 상기 하나 이상의 RF 레이더 모듈; 및

상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들로 변환하는 상기 다중 모드 RF 유닛들 중 하나 이상의 다중 모드 RF 유닛을 더 포함하며,

상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들은 상기 제 2 주파수 대역에서 또는 제 4 주파수 대역에서 상기 유선 RF 링크를 통해 상기 코어 모듈에 통신된다.

유리하게는, 상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하는 상기 코어 모듈은:

상기 하나 이상의 레이더 신호들에 기초하여 상기 2D 터치 스크린 섹션의 x-y 좌표 시스템에 대하여 오브젝트(object)의 x, y, z 좌표들을 생성하는 것;

시간 기간(period)에 걸친 상기 오브젝트의 상기 x, y, z 좌표들의 변화들에 기초하여 상기 오브젝트의 모션을 결정하는 것; 및

상기 모션에 기초하여 상기 3D 입력 신호를 생성하는 것을 더 포함한다.

유리하게는, 상기 복수의 무선 RF 레이더 모듈들은:

아웃바운드(outbound) RF 레이더 신호를 송신하도록 동작가능한 RF 레이더 송신기 모듈; 및

상기 3D 터치 스크린 내에서 그리드(grid) 방식으로 위치되는 복수의 RF 레이더 수신기 모듈들로서, 상기 복수의 RF 레이더 수신기 모듈들의 RF 레이더 수신 모듈은 인바운드 RF 레이더 신호를 생성하기 위해 상기 오브젝트로부터의 상기 아운바운드 RF 레이더 신호의 반사를 수신하는, 상기 복수의 RF 레이더 수신기 모듈들을 포함한다.

유리하게는, 상기 복수의 무선 RF 레이더 모듈들은:

상기 3D 터치 스크린 내에서 그리드 방식으로 위치되는 복수의 RF 레이더 수신기 안테나들 및 복수의 RF 레이더 송신기 안테나들로서, 상기 복수의 RF 레이더 송신기 안테나들 중 하나 이상의 RF 레이더 송신기 안테나들은 하나 이상의 아웃바운드 RF 레이더 신호들을 송신하며 상기 복수의 RF 레이더 수신기 안테나들 중 하나 이상의 RF 레이더 수신기 안테나들은 하나 이상의 인바운드 RF 레이더 신호들을 생성하기 위해 상기 오브젝트로부터의 상기 하나 이상의 아웃바운드 RF 레이더 신호들의 하나 이상의 반사들을 수신하는, 상기 복수의 RF 레이더 수신기 안테나들 및 복수의 RF 레이더 송신기 안테나들을 포함한다.

유리하게는, 상기 코어 모듈은 또한,

상기 3D 터치 스크린이 상기 2D 모드에 있을 때:

상기 2D 터치 스크린 섹션으로부터 2D 신호를 수신하며;

2D 입력 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하도록 동작가능하다.

일 측면에 따르면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는:

복수의 수평-대-수평(horizon-to-horizon) 무선 주파수(RF) 레이더 모듈들을 포함하는 3-차원(3D) 터치 스크린; 및

코어 모듈로서:

상기 복수의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상으로부터 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 수신하며;

3D 입력 신호 또는 2-차원(2D) 입력 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 해석하도록 동작가능한, 상기 코어 모듈을 포함한다.

유리하게는, 상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하는 상기 코어 모듈은:

상기 하나 이상의 레이더 신호들에 기초하여 상기 3D 터치 스크린의 표면상의 원점(origin)에 대하여 오브젝트의 x, y, z 좌표들을 생성하는 것;

상기 x, y, z 좌표들 중 상기 z 좌표가 0에 가까울 때, 상기 하나 이상의 RF 레이서 신호들은 상기 2D 입력 신호에 대응한다고 결정하는 것; 및

상기 z 좌표가 0에 가깝지 않을 때, 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들이 상기 3D 입력 신호에 대응한다고 결정하는 것을 더 포함한다.

유리하게는, 상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하는 상기 코어 모듈은:

시간 기간에 걸친 상기 오브젝트의 상기 x, y, z 좌표들의 변화들에 기초하여 상기 오브젝트의 모션을 결정하는 것; 및

상기 모션에 기초하여 상기 3D 입력 신호를 생성하는 것을 더 포함한다.

유리하게는, 상기 복수의 수평-대-수평 무선 RF 레이더 모듈들의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈은:

트랜시버 모듈로서:

레이더 송신 신호를 생성하고;

성형된(shaped) 레이더 수신 신호를 수신하도록 동작가능한, 상기 트랜시버 모듈;

성형 모듈로서:

아운바운드 레이더 신호를 생성하기 위해 제어 신호에 따라 상기 레이더 송신 신호를 성형하고;

상기 성형된 레이더 수신 신호를 생성하기 위해 상기 제어 신호에 따라 인바운드 레이더 신호를 성형하도록 동작가능한, 상기 성형 모듈; 및

복수의 나선형 코일들 및 안테나를 포함하는 안테나 구조로서, 상기 안테나에 대하여, 상기 복수의 나선형 코일들은 유효 접시(effective dish)를 제공하고 상기 유효 접시 안테나는 상기 아운바운드 레이더 신호를 송신하고 상기 인바운드 레이더 신호를 수신하는, 상기 안테나 구조를 포함한다.

유리하게는, 상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스는:

안테나 구조 동조 제어 신호를 생성하도록 또한 동작가능한 상기 코어 모듈; 및

상기 수평-대-수평 RF 레이더 모듈의 스캔 영역을 동조시키기 위해 상기 안테나 구조 동조 제어 신호에 따라 상기 복수의 나선형 코일들의 상기 유효 접시를 동조시키도록 동작가능한 상기 안테나 구조를 더 포함한다.

유리하게는, 상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스는:

오브젝트를 검출하도록 동작가능한 상기 복수의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상;

상기 오브젝트가 제스처 오브젝트(gesturing object)인지 여부를 결정하도록 동작가능한 상기 코어 모듈; 및

상기 오브젝트가 상기 제스처 오브젝트일 때:

상기 3D 터치 스크린의 표면상에서의 원점에 대하여 상기 오브젝트의 x, y, z 좌표들을 결정하도록 동작가능한 상기 코어 모듈; 및

상기 오브젝트의 제스처가 상기 2D 입력 신호 또는 상기 3D 입력 신호에 대응하는지 여부를 결정하기 위해 상기 오브젝트의 상기 x, y, z 좌표들을 해석하도록 동작가능한 상기 코어 모듈을 더 포함한다.

유리하게는, 상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스는:

유선 RF 링크로서:

상기 복수의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈들 중 상기 하나 이상은 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 생성하고;

상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들은 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들로 변환되고;

상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호는 상기 유선 RF 링크를 통해 상기 코어 모듈로 전달되며;

상기 코어 모듈은 상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들을 상기 하나 이상의 레이더 신호들로 변환하는, 상기 유선 RF 링크를 더 포함한다.

유리하게는, 상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스는:

유선 RF 링크; 및

상기 유선 RF 링크에 동작가능하게 연결된 복수의 다중-모드 RF 유닛들로서, 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들은 상기 복수의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈들을 포함하는, 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들을 더 포함하며,

상기 코어 모듈은:

상기 유선 RF 링크를 통해 제 1 주파수 대역에서 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들 중 하나 이상과의 제어 정보;

상기 유선 RF 링크를 통해 제 2 주파수 대역에서 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들 중 하나 이상과의 무선 통신의 데이터; 및

상기 유선 RF 링크를 통해 제 3 주파수 대역에서 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들에 대한 클럭 정보를 통신한다.

유리하게는, 상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스는:

하나 이상의 RF 레이더 신호들을 생성하는 상기 복수의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈들 중 상기 하나 이상; 및

상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들로 변환하는 상기 다중 모드 RF 유닛들 중 하나 이상을 더 포함하되, 상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들은 상기 제 2 주파수 대역에서 또는 제 4 주파수 대역에서 상기 유선 RF 링크를 통해 상기 코어 모듈에 통신된다.

일 측면에 따르면, 코어 모듈은 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 위해 제공되며, 상기 코어 모듈은:

프로세싱 모듈; 및

상기 프로세싱 모듈에 동작가능하게 연결된 무선 주파수(RF) 링크 인터페이스로서, 상기 프로세싱 모듈은:

복수의 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상을 통해 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 상기 RF 링크 인터페이스에서 수신하며;

3-차원(3D) 입력 신호 또는 2-차원(2D) 입력 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 해석하도록 동작가능한, 상기 RF 링크 인터페이스를 포함한다.

유리하게는, 상기 코어 모듈은 또한:

상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들에 기초하여 상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 표면상에서의 원점에 대하여 오브젝트의 x, y, z 좌표들을 생성하고,

상기 x, y, z 좌표들 중 상기 z 좌표가 0에 가까울 때, 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들이 상기 2D 입력 신호에 대응한다고 결정하며;

상기 z 좌표가 0에 가깝지 않을 때, 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들이 상기 3D 입력 신호에 대응한다고 결정하도록 동작가능하다.

유리하게는, 상기 코어 모듈은 또한:

시간 기간에 걸친 상기 오브젝트의 상기 x, y, z 좌표들의 변화들에 기초하여 상기 오브젝트의 모션을 결정하며;

상기 모션에 기초하여 상기 3D 입력 신호를 생성하도록 동작가능하다.

유리하게는, 상기 코어 모듈은 또한:

오브젝트가 제스처 오브젝트인지 여부를 결정하는 것으로서, 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들은 상기 오브젝트의 검출에 대응하는, 상기 결정하기; 및

상기 오브젝트가 상기 제스처 오브젝트일 때:

상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 표면상에서의 원점(origin)에 대하여 상기 오브젝트의 x, y, z 좌표들을 결정하며;

상기 오브젝트의 제스처가 상기 2D 입력 신호 또는 상기 3D 입력 신호에 대응할 때를 결정하기 위해 상기 오브젝트의 상기 x, y, z 좌표들을 해석하도록 동작가능하다.

유리하게는, 상기 코어 모듈은 또한:

상기 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3D 터치 스크린이 3D 모드에 있는지 또는 2D 모드에 있는지 여부를 결정하며;

상기 3D 터치 스크린이 상기 2D 모드에 있을 때:

상기 3D 터치 스크린의 2D 터치 스크린 섹션으로부터 신호들을 수신하며;

상기 신호들을 2D 터치 스크린 신호로 변환하도록 동작가능하다.

이러한 안테나 구성은 간섭을 최소화하고 터치스크린 위의 3-차원 영역 외부에 위치된 오브젝트들로부터의 아티팩트들을 감소시킨다.

도 1은 본 발명에 따른 통신 환경에서 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예의 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린의 일 실시예의 다이어그램이다.
도 4는 본 발명에 따른 RF 레이더를 사용하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 5는 본 발명에 따른 수신 안테나 어레이를 사용하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치 스크린의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 6은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린 내에서의 사용을 위한 송신 안테나의 대표적인 안테나 패턴을 도시한 다이어그램이다.
도 7은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린 내에서의 사용을 위한 대표적인 송신/수신 안테나 어레이를 도시한 다이어그램이다.
도 8은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린 내에서의 사용을 위한 선택적 송신/수신 안테나 어레이의 예시적인 동작을 도시한 다이어그램이다.
도 9는 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린 내에서의 사용을 위한 대표적인 선택적 송신/수신 안테나 어레이의 회로도이다.
도 10은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린 내에서의 사용을 위한 선택적 송신/수신 안테나 어레이의 또 다른 예시적인 동작을 도시한 다이어그램이다.
도 11은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 12는 본 발명에 따른 GHz 레이더를 사용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 13은 본 발명에 따른 수평-대-수평 RF 레이더를 사용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예의 다이어그램이다.
도 14는 본 발명에 따른 수평-대-수평 RF 레이더를 사용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 15는 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 대표적인 수평-대-수평 레이더 회로의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 16은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 대표적인 수평-대-수평 안테나 구조의 다이어그램이다.
도 17은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 또 다른 대표적인 수평-대-수평 레이더 회로의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 18은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린의 동작의 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다.
도 19는 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 리소스들을 관리하기 위한 일 실시예의 다이어그램이다.
도 20은 본 발명에 따른 우선순위 룩-업 테이블(priority look-up table)들을 이용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 대표적인 기능 및 동작들을 도시한 다이어그램이다.
도 21은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 우선순위 룩-업 테이블을 구축하는 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다.
도 22는 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 우선순위 룩-업 테이블을 도시한 다이어그램이다.
도 23은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 또 다른 대표적인 우선순위 룩-업 테이블을 도시한 다이어그램이다.
도 24는 본 발명에 따른 통신 환경에서 고속 데이터 통신 릴레이를 이용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 25는 본 발명에 따른 통신 환경에서 고속 데이터 통신 릴레이를 제공하기 위해 리피터(repeater)를 이용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 26은 본 발명에 따른 고속 데이터 통신 릴레이를 제공하기 위해 리피터를 이용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 일 예의 다이어그램이다.
도 27은 본 발명에 따른 고속 데이터 통신 릴레이를 제공하기 위해 다수의 소스(source)들을 이용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 예의 다이어그램이다.
도 28은 본 발명에 따른 고속 데이터 통신 경로들에 대한 우선순위화(prioritization) 테이블을 구축하기 위한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다.
도 29는 본 발명에 따른 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 30은 본 발명에 따른 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 대표적인 파워 업 동작을 도시한 다이어그램이다.
도 31은 본 발명에 따른 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 대표적인 파워 업 회로를 도시한 다이어그램이다.
도 32는 본 발명에 따른 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 대표적인 파워 업 동작을 도시한 다이어그램이다.
도 33은 본 발명에 따른 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 또 다른 대표적인 파워 업 동작을 도시한 다이어그램이다.
도 34는 본 발명에 따른 다양한 통신 기법들을 지원하기 위해 마이크로셀(microcell)로서 동작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 35는 본 발명에 따른 다양한 통신 기법들을 지원하기 위해 마이크로셀로서 동작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 36은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 대표적인 패드 안테나 구조의 다이어그램이다.
도 37은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 의한 다양한 통신 기법들을 지원하는 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다.
도 38은 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 의한 다양한 통신 기법들을 지원하는 또 다른 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다.
도 39는 본 발명에 따른 안테나 다이버시티(diversity) 릴레이를 제공하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예의 다이어그램이다.
도 40은 본 발명에 따른 안테나 다이버시티 릴레이를 제공하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 다이어그램이다.
도 41은 본 발명에 따른 다운로드된 부트(boot) 메모리 소프트웨어를 수신하기 위한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 42는 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 부트 메모리의 일 실시예의 다이어그램이다.
도 43은 본 발명에 다른 다운로드된 부트 메모리 소프트웨어를 수신하기 위한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 44는 본 발명에 따른 휴대용 컴퓨팅 디바이스로 부트 메모리 소프트웨어를 다운로드하기 위한 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다.

도 1은 통신 환경에서 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예의 다이어그램이다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스(예로서, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터(10), 셀룰러 전화기, 비디오 게임 디바이스, 오디오/비디오 레코딩 및 재생 디바이스 등)는 휴대 전화(12), 무선 헤드셋(14), 무선 전력 송신기(16), 무선 통신 디바이스(18)(예로서, 태블릿 컴퓨터, 키보드, 프로젝터, 가정용 전자기기, 프린터, 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터 등), 셀룰러 네트워크(20)(음성 및/또는 데이터), 위성 네트워크(22)(예로서, GPS, 위성 라디오, 위성 텔레비전, 위성 전화기 등), WLAN 액세스 포인트(24), 및/또는 엔터테인먼트 장비(26) 중 하나 이상과 동시에, 또는 개별적으로 통신할 수 있다.

도 2는 코어 모듈(28), 무선 주파수(RF) 링크(30), 데이터 링크(32), 복수의 다중-모드 RF 유닛들(34), 하나 이상의 사용자 I/O 인터페이스들(36)(예로서, 3-차원 터치 스크린(37), 마이크로폰, 스피커들 등 중 하나 이상과 인터페이스하기 위해), 하나 이상의 코-프로세서들(38), 메모리(40)(예로서, 캐시 메모리, 메인 메모리, 반도체 메모리 등), 및 하나 이상의 주변 디바이스 인터페이스들(42)(예로서, USB, 헤드셋 잭 등)을 포함하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 일 실시예에 대한 개략적인 블록 다이어그램이다. 코어 모듈(28)은, RF 링크 인터페이스들(42), 데이터 링크 인터페이스(46), 무선 통신 프로세싱 모듈(50), 및 RF 레이더 프로세싱 모듈(48) 중 하나 이상을 포함한다.

다중 모드 RF 유닛들(34)의 각각의 RF 링크 인터페이스(52), RF 레이더 회로 모듈(54), 및 하나 이상의 무선 트랜시버들(56), 또는 그 일부들을 포함한다. 하나 이상의 트랜시버들(56), 또는 그 일부는 블루투스, IEEE 802.11(WLAN), 60 GHz, 이동 통신들을 위한 글로벌 시스템(global system for mobile communications; GSM), 코드 분할 다중 액세스(code division multiple access; CDMA), 로컬 다중-포인트 분배 시스템들(local multi-point distribution systems; LMDS), 다중-채널-다중-포인트 분배 시스템들(multi-channel-multi-point distribution systems; MMDS), 무선 주파수 식별(RFID), GSM 진화를 위한 향상된 데이터 레이트들(Enhanced Data rates for GSM Evolution; EDGE), 일반 패킷 무선 서비스(General Packet Radio Service; GPRS), WCDMA, LTE(Long Term Evolution), WiMAX(마이크로파 액세스를 위한 월드와이드 상호운용성, worldwide interoperability for microwave access), 그 확장, 및/또는 그 변형들과 같은 하나 이상의 무선 통신 표준들을 지원할 수 있다.

데이터 링크(32)는 연선(twisted-pair), 동축 케이블, 버스 구조, 광 섬유들 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 데이터 링크(32)가 하나 이상의 연선들을 포함한다면, 연선(들)을 통한 통신은 하나 이상의 연선 시그널링 프로토콜들(예로서, Cat 5(10Base-TX & 100Base-T), Cat 5e(10Base-TX & 100Base-T), Cat 6a(10GBase-T), EIA-485, 보안 전송 프로토콜, I.430, 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network), 소니/필립스 디지털 상호연결 포맷 등)에 따를 것이다. 또 다른 예로서, 데이터 링크(32)가 하나 이상의 버스 구조들(예로서, 어드레스 버스, 제어 버스, 및/또는 데이터 버스)을 포함한다면, 버스 구조를 통한 통신은 하나 이상의 컴퓨터 유형 버스 프로토콜들(예로서, 범용 직렬 버스, 주변 구성요소 상호연결(PCI), PCI 익스프레스, 파이어와이어(FireWire), S.-100 버스, 유니버스, VAXBI, MBus, STD 버스, SMBUS, Q-버스, ISA, Zorro, CAMAC, 패스트버스(FASTBUS), LPC, 정밀 버스(Precision Bus), EISA, VME, VIX, NuBus, 터보채널(TURBOchannel), MCA, SBus, VLB, PXI, GSC 버스, 코어커넥트(Coreconnect), InifiBand, UPA, PCI-X, AGP, 퀵패스(QuickPath), 하이퍼트랜스포트(HyperTransport), PC 카드, 익스프레스카드(ExpressCard), ST-506, ESDI, SMD, 병렬 ATA, DMA, SSA, HIPPI, MSC, 직렬 ATA, SCSI, SCSI 병렬, SCSI 직렬, 광섬유 채널(Fibre channel), iSCSI, ATAoE, MIDI, 다중버스(MultiBus), RS-232, DMX512-A, IEEE-488, EIA/RS-422, IEEE-1284, UNI/O, 액세스.버스(ACCESS.bus), 1-와이어(1-Wire), I²C, SPI 등)에 따를 것이다.

데이터 링크(32)에 연결된 디바이스들의 각각은 데이터 링크 인터페이스를 포함한다. 데이터 링크 인터페이스는 데이터 링크(32)를 액세스하기 위한 대응하는 프로토콜 변환을 수행한다. 데이터 링크(32)에 연결된 디바이스들의 각각은 동일한 데이터 링크 인터페이스들 또는 상이한 데이터 링크 인터페이스들을 포함할 수 있다는 것을 주의하자. 예를 들면, 메모리(40)는 사용자 입력/출력 디바이스와 상이한 유형의 데이터 링크 인터페이스를 포함할 수 있다.

RF 링크(30)는 동축 케이블, 광 섬유 케이블, 무선 채널, 도파관 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. RF 링크(30)에 연결하는 각각의 디바이스는 하나 이상의 RF 링크 프로토콜 변환들을 수행하는 RF 링크 인터페이스를 포함한다. 예를 들면, RF 링크 프로토콜은 특정 데이터 변조, 캐리어 주파수, 채널 할당, 액세스 프로토콜(예로서, 이더넷, FDMA, TDMA, CDMA, 충돌 회피 등), 및 패킷 또는 프레임 포맷팅을 나타내는 복수의 RF 링크 프로토콜들 중 하나일 수 있다.

코어 모듈(28)은 하나 이상의 프로세싱 모듈들을 포함하며 다양한 기능들을 수행한다. 예를 들면, 코어 모듈(28)은 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 다양한 사용자 애플리케이션들 및 시스템 레벨 애플리케이션들을 실행할 수 있다. 특히, 코어 모듈(28)은 운영 시스템과 같은 시스템 레벨 애플리케이션들, 및 워드 프로세싱 애플리케이션, 스프레드시트 애플리케이션, 접촉들 및 캘린더 애플리케이션들, 복수의 게임들, 하나 이상의 웹 브라우저들, 이-메일, 시스템 셋-업 애플리케이션, 파일 공유 애플리케이션 등과 같은 사용자 애플리케이션들을 실행할 수 있다. 이들 사용자 애플리케이션들을 실행할 때, 코어 모듈(28)은 하나 이상의 서브-기능들을 그 안의 실행을 위한 하나 이상의 코프로세서들로 시프트할 수 있다.

무선 통신 프로세싱 모듈(50)은 하나 이상의 프로세싱 모듈들을 포함하며 다양한 통신 관련 기능들을 수행한다. 예를 들면, 프로세싱 모듈(28)이 무선 통신을 요구하는 애플리케이션을 수행하는 경우, 무선 통신 프로세싱 모듈(50)은 하나 이상의 통신 프로토콜들(예로서, 블루투스, IEEE 802.11, 셀룰러 데이터, 셀룰러 음성, 60 GHz 등)에 따라 대응하는 데이터를 처리한다. 무선 통신 프로세싱 모듈(50)은 다중 모드 RF 유닛들(34) 중 하나 이상에 의한 후속하는 송신을 위해 RF 링크(30) 상에 처리된 통신 데이터를 배치한다.

인입하는 통신 데이터에 대해, 다중 모드 RF 유닛들(34) 중 하나 이상은 무선 신호를 수신하며 그것을 RF 링크 프로토콜에 따라 인바운드 신호로 변환한다. 무선 통신 프로세싱 모듈(50)은 RF 링크(30)로부터 인바운드 신호를 수신하고 인바운드 데이터를 추출하기 위해 적절한 통신 프로토콜에 따라 인바운드 신호를 처리한다.

RF 레이더 프로세싱 모듈(48)은 하나 이상의 프로세싱 모듈들을 포함하며 다양한 레이더 관련 기능들을 수행한다. 예를 들면, 코어 모듈(28)이 3-차원(x, y, z) 사용자 입력을 요구하는 애플리케이션을 구동할 때, RF 레이더 프로세싱 모듈(48)은, 사용자의 손가락/손발 또는 스타일러스와 같은 사용자-제어된 오브젝트의 3-차원 위치 및/또는 3-차원 모션/이동을 산출함에 있어, RF 레이더 프로세싱 모듈(48)에 의한 사용을 위해 각각의 반사된 RF 레이더 신호를 수신하기 위해 다중 모드 RF 유닛들(34) 내의 RF 레이더 회로 모듈들(54) 중 하나 이상과 통신한다. 사용자-제어된 오브젝트의 3-차원 위치 및/또는 3-차원 모션/이동은 그 후 3-차원 사용자 입력을 결정하기 위해 코어 모듈(28)에 제공된다.

사용자-제어된 오브젝트의 3-차원(3D) 추적을 개시하기 위해, 코어 모듈(28)은 터치 스크린이 3D 모드에 있음을 결정하고 그 후 하나 이상의 사용자-제어된 오브젝트들을 검출 및 배치(position)하는 프로세스를 시작하도록 RF 레이더 프로세싱 모듈(48)에 지시한다. 3-차원 추적은 특정 애플리케이션이 구동할 때 또는 2-차원 사용자 입력의 결과로서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 활성 모드(active mode)에 들어갈 때 자동으로 개시될 수 있다. RF 레이더 프로세싱 모듈(48)은 그 후 RF 레이더 신호를 송신 및/또는 수신하기 위해 RF 링크(30)를 통해 RF 레이더 회로 모듈들(54) 중 하나 이상에 명령을 송신할 수 있다.

RF 레이더 프로세싱 모듈(48)이 송출하는(outgoing) RF 레이더 신호를 송신하도록 하나 이상의 RF 레이더 회로 모듈들(54)에 지시하는 실시예들에서, 각각의 송신 RF 레이더 회로 모듈(54)은 각각의 트랜시버(56) 및 안테나를 통해 송신을 위한 특정 펄스 반복 주파수(pulse repetition frequency)를 갖거나 또는 갖지 않는 각각의 RF 레이더 신호를 생성한다. RF 레이더 회로 모듈들(54)은 RF 레이더 신호들을 송신할 때 주파수 변조 및/또는 펄스 변조를 이용할 수 있다. 또한, RF 레이더 회로 모듈(54)은 저 주파수(예로서, 30 내지 300 kHz) RF 레이더 신호들 또는 최대 매우 높은 주파수(예로서, 100 GHz 이상) RF 레이더 신호들까지를 포함하는 임의의 다른 주파수 대역을 이용할 수 있다.

RF 레이더 프로세싱 모듈(48)은 인입하는(incoming)(반사된) RF 레이더 신호를 수신하도록 하나 이상의 RF 레이더 회로 모듈들(54)에 지시하는 실시예들에서, 각각의 수신하는 RF 레이더 회로 모듈들(54)은 임의의 수신된 RF 레이더 신호들을 처리하고 처리된 RF 레이더 신호들을 RF 링크 프로토콜(예로서, 인바운드 RF 링크 신호들을 생성하는)에 따라 각각의 인바운드 신호들로 변환한다. RF 레이더 프로세싱 모듈(48)은 RF 링크 인터페이스(44)로부터 인바운드 레이더 신호들을 수신하며( 인바운드 RF 링크 신호를 인바운드 레이더 신호들로 변환한) 사용자-제어된 오브젝트의 3-차원 위치를 산출할 때 사용하기 위한 데이터를 추출하기 위해 적절한 통신 프로토콜에 따라 인바운드 레이더 신호들을 처리한다.

일 실시예에서, RF 레이더 회로 모듈들(54)은 잡음 또는 간섭으로 인한 임의의 바람직하지 않은 신호들을 필터링하기 위해 수신된 반사 RF 레이더 신호들을 처리하며 처리된 RF 레이더 신호들을 RF 레이더 프로세싱 모듈(48)에 제공한다. 또 다른 실시예에서, RF 레이더 회로 모듈들(54)은 또한 반사 시간, 주파수, 주파수 시프트(도플러 효과)를 측정하기 위해 처리된 RF 레이더 신호들을 처리하고, 임의의 다른 레이더 신호 측정들을 수행하며, 레이더 신호 측정들을 RF 레이더 프로세싱 모듈(48)에 제공한다. 또 다른 실시예에서, RF 레이더 회로 모듈들(54)은 또한 다중 모드 RF 유닛(34)의 RF 안테나로부터 사용자-제어된 오브젝트(예로서, 사용자의 손가락/손발 또는 스타일러스)로의 거리 및/또는 각도를 나타내는 위치 정보(location information)를 산출하고, 위치 정보를 RF 레이더 프로세싱 모듈(48)에 제공하기 위해 레이더 신호 측정들을 처리한다.

위치 정보로부터, RF 레이더 프로세싱 모듈(48)은 예를 들면, 휴대용 컴퓨팅 유닛의 평면에 대한 사용자-제어된 오브젝트의 위치를 결정하기 위해 삼각측량(triangulation) 또는 삼변측량(trilateration) 기술을 이용할 수 있다. 코어 모듈(28)은 그 후 오브젝트의 위치를 애플리케이션을 위한 적절한 사용자 입력으로 변환할 수 있다. 4개 이상의 다중 모드 RF 유닛들(34)로부터의 위치 정보가 휴대용 컴퓨팅 유닛의 표면 위의 오브젝트의 지리적 위치(x, y, z)를 정확하게 결정하기 위해 요구될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. RF 레이더 회로 모듈들(54)이 수신된 RF 레이더 신호들을 처리하거나 또는 레이더 신호 측정들을 계산하며 처리된 RF 레이더 신호들 또는 레이더 신호 측정들을 RF 레이더 프로세싱 모듈(48)에 제공하는 실시예들에서, RF 레이더 프로세싱 모듈(48)은 다중 모드 RF 유닛들(34)의 각각에 대한 레이더 신호 측정들 및/또는 위치 정보를 산출한다는 것이 또한 이해되어야 한다.

RF 링크는 다수의 주파수 대역들로 분할될 수 있다. 일 예로서, RF 링크의 주파수 스펙트럼은 3개의 주파수 대역들로 분할되며; 하나는 어드레스 및/또는 제어 정보를 위한 것이고, 두 번째는 데이터를 위한 것이며, 세 번째는 클럭 신호들을 위한 것이다. 또한, 전력은 DC에서 또는 낮은 AC 주파수(예로서, 60 Hz)에서 RF 링크를 통해 다중 모드 RF 유닛들로 전달될 수 있다. 주파수 대역들의 각각은 복수의 채널들로 분할될 수 있으며, 데이터를 전달하기 위해 다양한 다중화 액세스 프로토콜들(예로서, 시간 분할 다중 액세스, 주파수 분할 다중 액세스, 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 직교 주파수 분할 다중화 등) 중 하나 이상을 이용할 수 있다.

이 예에서, 저-주파수 대역(예로서, 수백 킬로헤르츠 내지 수백 메가헤르츠)이 어드레스 및/또는 제어 정보를 전달하기 위해 사용된다. 중간 주파수 대역(예로서, 수백 메가헤르츠 내지 수십 기가헤르츠)이 데이터(예로서, 음성, 텍스트, 오디오 파일들, 비디오 파일들, 그래픽들 등)를 전달하기 위해 사용되며, MM RF 유닛들로부터 코어 모듈로 RF 레이더 신호들을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 고-주파수 대역(예로서, 수십 기가헤르츠 내지 수백 기가헤르츠)은 클럭 톤(clock tone) 또는 변조된 클럭 신호를 전달하기 위해 사용된다.

특정 예로서, 무선 통신 프로세싱 모듈 및 다중 모드 RF 유닛들 중 하나 이상이 교환하기 위한 제어 및/또는 어드레스 정보를 가질 때, 그것들은 이러한 통신들에 할당된 주파수 대역을 통해 그렇게 한다. 또 다른 특정 예로서, 무선 통신 프로세싱 모듈 및 다중 모드 RF 유닛들 중 하나 이상이 교환하기 위한 데이터(또는 레이더 신호들)를 가질 때, 그것들은 데이터 통신들에 할당된 주파수 대역을 통해 그렇게 한다. 또 다른 특정 예로서, 무선 통신 프로세싱 모듈은 클럭 톤 및/또는 변조된 클럭 신호를 생성하며, 그것을 RF 링크를 통해 클럭에 할당된 주파수 대역을 사용하여 다중 모드 RF 유닛들에 송신한다. 다중 모드 RF 유닛들의 각각은 그 안에서의 사용을 위한 하나 이상의 클럭들을 생성하기 위해 클럭 톤 또는 변조된 클럭 신호를 이용한다. 추가 특정 예로서, RF 링크 레이더 신호들은 RF 링크의 제 4 주파수 대역으로 전달될 수 있으며, 이것은 제 2 주파수 대역 위 또는 아래에 있을 수 있다.

도 3은 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린의 일 실시예에 대한 다이어그램이다. 태블릿과 같은 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 2-차원 사용자 입력을 위한 터치-감지(touch sensitive) 패널 및 3-차원 사용자 입력을 위한 및 하나 이상의 RF 레이더 안테나들 및 대응하는 레이더 회로 모듈들을 포함한 터치스크린을 포함한다. 터치-감지 패널은 패널 영역 내의 터치(예로서, 사용자의 손가락/손발 또는 스타일러스)의 존재 및 2-차원(2D) 위치(x, y)를 검출할 수 있다. 예로서, 이에 제한하지는 않지만, 터치-감지 패널은 저항성 터치 패널, 표면파(surface wave) 터치스크린 패널, 적외선 터치스크린 패널, 광 이미징 터치스크린 패널, 분산적 신호(dispersive signal) 터치스크린 패널, 음향 펄스 인식(acoustic pulse recognition) 터치스크린 패널 또는 정전식 터치스크린 패널일 수 있다.

RF 레이더 안테나들은 각각 각각의 다중 모드 RF 유닛에 연결되며 3-차원 사용자 입력을 가능하게 하기 위해 RF 레이더 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 동작한다. 예를 들면, 3-차원 터치스크린은 터치스크린 위의 근거리장(near-field) 3-차원 공간(x, y, z)에서 사용자의 손가락 또는 다른 사용자-제어된 오브젝트의 위치를 찾기 위해 사용될 수 있다. 3-차원 위치를 결정하기 위해 이용된 좌표 시스템은, 예를 들면, 좌표들(0, 0, 0)(즉, 원점)을 가진 것으로서 2D 터치 스크린의 일 코너를 지정하고, 터치스크린의 평면에서의 각각의 픽셀을 상이한 평면(x, y) 좌표에 할당하며, 터치 스크린의 평면 위의 각각의 고도(높이)를 상이한 z-좌표에 할당하여, 순차적인 고도들 간의 거리가 터치스크린의 축들 중 하나를 따른 순차적인 픽셀들 간의 거리에 대응하도록 한다. 그러므로, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 사용자의 손가락 또는 다른 오브젝트의 3-차원 위치 및 모션을 3-차원 사용자 입력으로 쉽게 변환할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 3-차원 사용자 입력은 사용자의 손가락 또는 다른 오브젝트에 의해 만들어진 3D 제스처이다. 3D 제스처를 검출하기 위해, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 터치스크린 위의 3-차원 공간에서 사용자의 손가락 또는 다른 오브젝트의 움직임을 추적한다. 추적은 측정들이 오브젝트의 모션을 추적하기에 충분한 간격들로 취해질 수 있도록 하기 위해 도플러 효과(예로서, 송신 및 수신 주파수들 간의 주파수 시프트를 측정함으로써)를 사용함으로써 및/또는 특정 펄스 반복 주파수(단위 시간당 송신기 펄스들의 수)를 사용함으로써 수행될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, RF 레이더 프로세싱 모듈은 이전 위치(들)로부터 현재 위치로의 모션의 방향 및 위치들 간의 거리 둘 모두를 결정하기 위해, 사용자-제어된 오브젝트의 하나 이상의 이전 3D 위치들과 사용자-제어된 오브젝트의 현재 3D 위치를 비교할 수 있다. RF 레이더 프로세싱 모듈은 그 후 특정 3D 입력 신호에 대응하는, 특정 3D 제스처를 식별하기 위해 모션 정보의 거리 및 방향을 사용할 수 있다.

3-차원 사용자 입력은 다양한 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 예로서, 제한되지는 않지만, 이러한 애플리케이션들은 3D 그림 그리기, 홀로그램 터치 이미징 또는 3D 인터액티브 게임을 포함할 수 있다. 또한, 3-차원 사용자 입력은 부가적인 제어의 차원을 제공하거나 또는 사용자로 하여금 사용자가 터치스크린을 물리적으로 터치하도록 요구하지 않고 입력을 제공할 수 있게 하기 위해 종래의 2-차원 애플리케이션들에 이용될 수 있다. 예를 들면, 사용자는 사진 또는 그림을 만지고, 컬러에 음영을 넣고 및/또는 그것을 페이딩할 수 있거나 또는 3D 제스처를 사용하여 이미지에 보다 많은 차원을 제공할 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 다중 모드 RF 유닛들(34)은 터치스크린의 코너들에 위치될 수 있다. 각각의 다중 모드 RF 유닛들(34)은 하나 이상의 RF 레이더 안테나들(58)을 포함할 수 있다. 안테나들(58)은 동작들을 송신 및 수신하는 동작들 둘 모두를 위해 공유될 수 있거나 또는 별개의 안테나들(58)이 TX 및 RX를 위해 이용될 수 있다.

RF 레이더 안테나들(58)은 단극, 쌍극, 혼, 접시, 패치, 마이크로스트립, 아이소트론(isotron), 프랙탈(fractal), 야기(yagi), 루프, 헬리컬, 나선형, 원뿔 모양, 마름모꼴, j-폴, 대수-주기(log-periodic), 슬롯, 회전식(turnstile), 공선적(collinear), 및 나노를 포함하는 설계들의 임의의 혼합을 포함할 수 있다. 또한, 다수의 안테나들(58)은 각각의 다중 모드 RF 유닛(34) 내에서 사용될 수 있으며, 다수의 안테나들(58)은 그것들이 관심 있는 특정 방향에서의 송신 빔으로서 아웃바운드 RF 레이더 신호들을 송신하기 위해 위상(phased) 어레이 안테나를 형성하도록 기하학적으로 배열될 수 있다.

터치스크린 상에서 다중 모드 RF 유닛들(34)의 각각에 의해 이용된 RF 레이더 안테나들(58)의 특정 조합은 원하는 스캔 영역(터치스크린 위의 예로서, 근거리-장 3-차원 공간) 내에서의 임의의 오브젝트(60)가 검출되게 할 수 있다. 일 실시예에서, 스캔 영역은 다중 모드 RF 유닛들(34)의 각각의 방사 패턴을 포함한다. 예를 들면, 각각의 다중모드 RF 유닛들(34)은 전체 스캔 영역에 걸쳐 레이더 신호들을 송신 및 수신할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 각각의 다중 모드 RF 유닛(34)은 실질적으로 그것들의 방사 패턴들의 중첩을 갖지 않는 스캔 영역의 하나 이상의 고유 부분들에 레이더 신호들을 송신 및 수신한다. 또 다른 실시예에서, 몇몇 다중 모드 RF 유닛들(34)은 중첩하는 방사 패턴들을 갖는 반면 다른 것들은 갖지 않는다.

다중 모드 RF 유닛들(34) 사이에 원하는 스캔 영역 및 중첩을 달성하기 위해, RF 레이더 안테나들의 각각은 전-방향 안테나들 또는 지향성 안테나일 수 있다. 하나 이상의 RF 레이더 안테나들이 지향성 안테나들(예로서, 위상 어레이 안테나)인 실시예들에서, 각각의 지향성 RF 레이더 안테나는 우선적으로 터치스크린 패널 표면 위에서 특정 방향으로 방사하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 좌표들((x, y, z)=(0, 0, 0))에 위치된 RF 레이더 안테나는, 터치스크린의 차원들에 의해 대략 경계를 이룬 3-차원 영역의 커버리지(coverage)를 가능하게 하기 위해, 터치스크린의 반대 코너에 위치된 RF 레이더 안테나를 향한 방향으로 방사하도록 구성될 수 있다. 이러한 안테나 구성은 간섭을 최소화하고 터치스크린 위의 3-차원 영역 외부에 위치된 오브젝트들로부터의 아티팩트(artifact)들을 감소시킨다.

또 다른 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 단일 전-방향 RF 레이더 송신 모듈(62)(안테나, 안테나 인터페이스, 전력 증폭기, 발진기, 및/또는 상향 변환 믹싱 회로)이 RF 레이더 수신 모듈들(64)의 어레이(그 각각은 안테나, 안테나 인터페이스, 수신기 증폭기, 발진기, 및/또는 하향 변환 믹싱 회로를 포함할 수 있다)와 함께 사용될 수 있다. 도 5에서, 복수의 RF 레이더 수신 모듈들(64)은 터치스크린의 패널 표면(도시되지 않음) 아래에서 로우(row)들 및 컬럼(column)들로 배열된, 어레이(또는 그리드)에 위치된다. 일 실시예에서, RF 레이더 모듈들(62, 64)의 안테나들은 터치스크린 도전층(conductive layer)들의 상부에 위치되는 반면, 송신 라인들의 x-y 그리드는 터치스크린의 도전층들 아래에 형성된다. 또 다른 실시예에서, 도 11과 관련된어 이하에 논의되는 바와 같이, RF 레이더의 안테나들 및 송신 라인들은 터치스크린의 도전층들 내에 포함된다. 상이한 구성들이 또한 터치스크린의 유형에 의존하여 고려될 수 있다.

RF 레이더 수신 안테나들의 각각은 터치스크린 위의 3-차원 공간에 위치된 오브젝트로부터 반사된 반사 RF 레이더 신호를 수신하도록 동작가능하다. 로우 및 컬럼 선택기들은 개개의 RF 레이더 안테나들에 의해 수신된 신호들을 판독하기 위해 또는 어레이(64)에서 로우들 및/또는 컬럼들을 순차적으로 또는 전역적으로 판독하기 위해 어레이의 로우들 및 컬럼들을 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 모듈들(64)의 안테나들은 수신된 RF 레이더 신호들을 안테나가 위치되는 특정 로우 또는 컬럼에 전용되는 수신기 증폭기(66)(모듈들(64)의 또는 별개의 증폭기들의)에 제공하기 위해 송신 라인들에 연결된다. 각각의 수신기 증폭기(66)가 각각의 수신기 및 RF 레이더 회로에 연결될 수 있거나 또는 단일 수신기 및 RF 레이더 회로가 모든 안테나들을 위해 사용될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 안테나들은 수신기가 각각 수신된 RF 레이더 신호를 순차적으로 처리할 수 있게 하기 위해 개별적으로 판독될 것이다. 둘 이상의 로우들 또는 컬럼들에 대한 하나의 수신기를 사용하는 것과 같은, 다른 구성들이 또한 고려될 수 있다. 단일 RF 레이더 회로는 또한 다수의 수신기들에 연결될 수 있다는 것을 주의하자.

또 다른 실시예에서, RF 레이더 수신 안테나들의 각각은, 수신기들이 송신 라인들에 연결되고 수신기들의 출력이 로우들/컬럼들 중에서 하나 이상의 RF 레이더 회로들로 판독되도록 어레이 내의 각각의 수신기에 연결될 수 있다. RF 레이더 수신기들은 질의/어드레싱 메커니즘을 사용하여 RF 레이더 회로에 의해 판독되기 위해 선택될 수 있거나, 또는 수신기들은 수신된 신호들을 예를 들면, TDMA를 사용하여 RF 레이더 회로에 송신하기 위해 특정 시간 슬롯을 할당받을 수 있다. 전-방향 RF 레이더 송신 안테나는 단일 주파수 또는 다수의 주파수들에서 RF 레이더 신호를 송신할 수 있다. RF 레이더 송신 안테나가 다수의 주파수들을 사용한다면, 상이한 RF 레이더 안테나/수신기들은 다수의 수신기들이 동일한 송신 라인 상에서 동시에 판독될 수 있게 하기 위해 상이한 주파수들을 수신하도록 구성될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 송신 라인들의 x-y 그리드를 사용하는 대신에, 다수의 데이터 경로 버스가 각각의 RF 레이더 안테나/수신기로부터 RF 레이더 회로로 각각의 수신 경로를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 추가의 변화들이 또한 RF 레이더 수신 안테나 어레이에 대해 가능하다.

전-방향 안테나는 예를 들면, 쌍극 또는 단극 안테나일 수 있다. 쌍극 안테나 방출 패턴(70)의 일 예가 도 6에 도시된다. 안테나(68)는 터치스크린 위의 3-차원 공간에서 최대 방출을 제공하도록 배향될(oriented) 수 있다.

또 다른 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, RF 레이더 송신/수신 안테나들의 어레이가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 안테나는 송신 모드 또는 수신 모드에 있으며, 따라서 임의의 주어진 시간에, 특정 RF 레이더 안테나는 송신 및 수신 둘 모두인 것은 아니다. 그러나, 도플러(Doppler)가 사용자-제어된 오브젝트의 속도/모션을 측정하기 위해 사용되는 실시예들에서, RF 레이더 안테나들은 변조되지 않거나 또는 변조된 연속파 레이더 신호들을 송신하는 연속-파 레이더 안테나들일 수 있으며, 그러므로, RF 레이더 안테나들은 실질적으로 동시에 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다.

RF 레이더 안테나들은 또한 RF 레이더 신호들의 타겟팅된 송신 및/또는 수신을 가능하게 하기 위해 개별적으로 또는 로우/컬럼 기반으로 선택될 수 있다. 대표적인 타이밍 도가 도 7의 선택적 송신/수신 안테나 어레이의 샘플 동작에 대해 도 8에 도시된다. 초기 시간(t1)에, 컬럼(1)에서의 RF 레이더 안테나들은 컬럼(1)에서의 RF 레이더 안테나들이 각각의 RF 레이더 신호들을 송신하도록 하기 위해 송신 라인(TxC1)을 인에이블함(enabling)으로써 송신 모드로 스위칭될 수 있다. 그 후, 다음 시간(t2)에서, 안테나들 모두는 안테나들 모두가 각각의 반사된 RF 레이더 신호들을 수신하게 하기 위해 송신 라인들(RxR1, RxR2, RxR3)을 인에이블함으로써 수신 모드로 스위칭될 수 있다. 그 후, 시간(t3)에서, 컬럼(2)에서의 RF 레이더 안테나들은 컬럼(2)에서의 RF 레이더 안테나들이 각각의 RF 레이더 신호들을 송신하게 하기 위해 TxC2를 인에이블링 함으로써 송신 모드로 스위칭될 수 있다. 그 후, 시간(t4)에서, 안테나들 모두는 안테나들 모두가 각각의 반사된 RF 레이더 신호들을 수신하게 하기 위해 RxR1, RxR2, 및 RxR3를 인에이블함으로써 수신 모드로 다시 스위칭될 수 있다.

도 9는 대표적인 선택적 송신/수신 안테나 어레이의 회로도이다. 각각의 안테나(A1 내지 A4)는 각각의 선택 트랜지스터(T1 내지 T4)에 연결된다. 선택 구동기(select driver)들(72 S1 내지 S3)은 안테나들의 각각의 로우 또는 로우 내의 개별 안테나가 송신 라인들(74)(Tx/Rx) 상에 존재하는 신호에 의존하여, 각각의 컬럼 송신 라인들을 따른 송신 또는 수신을 위해 선택되도록 하는 로우 선택기들에 대응한다. 예를 들면, 이제 도 10의 다이어그램을 참조하면, 안테나(A1)는 송신 라인(Tx1) 및 구동기(S1)를 턴 온함으로써 송신을 위해 선택되는 반면, 구동기들(S2, S3) 및 송신 라인들(TX2, TX3)은 턴 오프된다. 안테나(A1)에 의한 송신 후, 구동기(S1)는 안테나(A1)가 반사된 RF 레이더 신호들을 수신할 수 있도록 다시 턴 온될 수 있다.

도 11은 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)의 3-차원 터치스크린의 또 다른 실시예의 다이어그램이다. 도 11에서, 송신/수신 RF 레이더 안테나들의 어레이는 정전식 터치 스크린의 도전층들로 통합되며, 따라서 로우/컬럼 전기 라인들은 RF 레이더 안테나들 및 터치스크린 커패시터들(78)에 의해 공유된다. 일 실시예에서, 터치스크린은 RF 레이더 모드 또는 정전식 모드에서 동작한다. RF 레이더 모드는 정전 용량에서의 변화가 검출될 때 자동으로 비활성화될 수 있거나 또는 사용자가 RF 레이더 모드를 수동으로 활성화 또는 비활성화할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 터치스크린은 RF 레이더 모드 및 정전식 모두 둘 모두에서 동시에 동작한다. 예를 들면, 몇몇 애플리케이션들은 사용자가 3D RF 레이더 제스처를 이용해 2D 정전식 터치 명령을 증가시킬 수 있게 할 수 있다.

도 12는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 3-차원 터치스크린의 또 다른 실시예의 다이어그램이다. 도 12에서, RF 레이더 송신 안테나(80)는 GHz 범위로 RF 레이더 신호를 송신한다. 일 실시예에서, RF 레이서 신호는 GHz 범위 중 어디든지 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, RF 레이더 신호는 5 GHz 및 100 GHz 사이에 있다. RF 레이더 수신 안테나들(82)은 터치스크린 위에 위치된 오브젝트(60)의 반사된 반사 RF 레이더 신호들을 측정하기 위해 터치스크린의 코너들에 위치된다. GHz 범위에서의 레이더 신호들이 인체에 의해 적어도 부분적으로 흡수되기 때문에, 몇몇 실시예들에서, RF 레이더 수신 안테나들(82)에 의해 수신된 반사 RF 레이더 신호들은 사용자-제어된 오브젝트(60)(예로서, 사용자의 손가락 또는 손발)의 3-차원 이미지를 구성하기 위해 이용될 수 있다.

도 13은 3-차원 사용자 입력 터치 스크린을 제공하기 위해 수평-대-수평(horizon-to-horizon) RF 레이더를 사용한 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)의 또 다른 실시예의 다이어그램이다. 도 13에서, 2-차원 사용자 입력을 제공하기 위해 별개의 터치-감지 패널을 포함하는 대신에, 디스플레이 스크린(86)이 2-차원 및 3-차원 사용자 입력들 모두를 검출하고 대응하는 입력 신호들을 생성할 수 있는 수평-대-수평 RF 레이더 회로들(84)을 포함한다. 대표적인 실시예에서, 대응하는 다중 모드 RF 유닛들 내의 수평-대-수평 RF 레이더 회로들(84)은 디스플레이 스크린(86)의 코너들에 위치되며, 각각의 수평-대-수평 RF 레이더 회로(84)는 RF 레이더 신호들을 송신 및 수신 둘 모두를 하기 위해 각각의 Tx/Rx 레이더 안테나를 포함한다. 수평-대-수평 RF 레이더 회로들(84)은 디스플레이 스크린(86)의 수평에 및 그 위로 송신되는 RF 레이더 신호들을 생성하며, 따라서 사용자-제어된 오브젝트는 디스플레이 스크린(86) 위의 3-차원 공간에서 검출될 수 있을 뿐만 아니라 또한 디스플레이 스크린(86)을 또한 접촉(즉, 터치)할 수 있다. 따라서, 수평-대-수평 RF 레이더 디스플레이 스크린은 터치스크린으로서 효과적으로 기능한다.

수평-대-수평 RF 레이더 회로들(84)에 대한 안테나 구조들이 예를 들면, 인위적인 자기 도체(artificial magnetic conductor)들을 생성하기 위해 비-자기 금속-유전 광 결정들(non-magnetic metal-dielectric photonic crystals)을 사용하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 교류 시트들(alternating current sheets)이 특정 주파수 대역들에 대해 강한 자기 쌍극 밀도를 생성하기 위해 광 결정들로 적층될 수 있다. 대표적인 실시예에서, 이러한 적층된 광 결정들을 사용하여 제조된 투사된 인공 자기 미러(projected artificial magnetic mirror; PAMM)는 도 16과 관련되어 이하에 보다 상세히 설명된 바와 같이, 특정 주파수 대역 내에서 RF 레이더 안테나를 위한 전계 반사기(electric field reflector)로서 기능하도록 안테나 구조에 포함된다.

도 14는 수평-대-수평 RF 레이더를 사용하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 도 2와 관련되어 설명된 바와 같이, 코어 모듈(28), 무선 주파수(RF) 링크(30), 데이터 링크(32), 복수의 다중 모드 RF 유닛들(34), 하나 이상의 사용자 I/O 인터페이스들(36)(예로서, 평판형 스크린 터치 패널, 마이크로폰, 스피커들 등 중 하나 이상), 하나 이상의 코-프로세서들(38), 메모리(40)(예로서, 캐시 메모리, 메인 메모리, 반도체 메모리 등), 및 보다 많은 하나 이상의 주변 디바이스 인터페이스들(42)(예로서, USB, 헤드셋 잭 등)을 포함한다. 코어 모듈(28)은 도 2와 관련되어 또한 상술된 바와 같이, RF 링크 인터페이스(44), 데이터 링크 인터페이스(46), 무선 통신 프로세싱 모듈(50), 및 RF 레이더 프로세싱 모듈(48) 중 하나 이상을 포함한다.

다중 모드 RF 유닛들(34)의 각각은 RF 링크 인터페이스(52), 수평-대-수평 레이더 회로(84) 및 하나 이상의 무선 트랜시버들(56), 또는 그 일부를 포함한다. 각각의 수평-대-수평 RF 레이더 회로(84)는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 디스플레이 스크린과 접촉하는 오브젝트들 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 디스플레이 스크린 위의 근-자기장(near-field) 3-차원 공간에 위치된 오브젝트들의 RF 레이더 신호들이 반사될 수 있도록 하기 위해, 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 표면을 따라 그리고 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 디스플레이 스크린 위의 3-차원 공간에 RF 레이더 신호를 송신하기 위한 인공 자기 도체를 이용하는 안테나 구조를 포함한다. 이와 같이, 수평-대-수평 RF 레이더 회로들(84)은 사용자-제어된 오브젝트의 위치가 디스플레이 스크린상에서의 2-차원 위치 또는 디스플레이 스크린 위의 3-차원 위치로서 결정될 수 있게 한다. 코어 모듈 및 MM RF 유닛들 간의 통신은 도 2의 실시예에서 논의된 바와 유사한 방식으로 행해진다는 것을 주의하자.

도 15는 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 대표적인 수평-대-수평 RF 레이더 회로(84)의 개략적인 블록 다이어그램이다. 수평-대-수평 RF 레이더 회로(레이더 회로)(84)는 하나 이상의 레이더 디바이스들 및 프로세싱 모듈(88)을 포함한다. 레이더 디바이스는 이전에 설명된 바와 같이 투사된 인공 자기 미러(PAMM), 성형(shaping) 모듈(92) 및 트랜시버 모듈(94)을 포함하는 안테나 구조(90)를 포함한다.

프로세싱 모듈(88)은 단일 프로세싱 디바이스 또는 복수의 프로세싱 디바이스들일 수 있다. 이러한 프로세싱 디바이스는 마이크로프로세서, 마이크로-제어기, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 프로세싱 유닛, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이, 프로그램가능한 논리 디바이스, 상태 머신, 논리 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 동작 명령들 및/또는 회로의 하드 코딩에 기초하여 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조작하는 임의의 디바이스일 수 있다. 프로세싱 모듈(88)은 연관 메모리 및/또는 메모리 소자를 가질 수 있으며, 이것은 단일 메모리 디바이스, 복수의 메모리 디바이스들, 및/또는 프로세싱 모듈(99)의 내장된 회로일 수 있다. 이러한 메모리 디바이스는 판독-전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 디바이스일 수 있다. 프로세싱 모듈(88)이 하나 이상의 프로세싱 디바이스를 포함한다면, 프로세싱 디바이스들은 중앙에 위치될 수 있거나(예로서, 유선 및/또는 무선 버스 구조를 통해 함께 직접 연결된) 또는 분산되어 위치될 수 있다(예로서, 근거리 네트워크 및/또는 광역 네트워크를 통한 간접적인 연결을 통한 클라우드 컴퓨팅)는 것을 주의하자. 프로세싱 모듈(88)이 상태 머신을 통해 그것의 기능들 중 하나 이상을 구현할 때, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 논리 회로, 대응하는 동작 명령들을 저장하는 메모리 및/또는 메모리 소자가 상태 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 논리 회로를 포함한 회로 내에 또는 그 외부에 내장될 수 있다는 것을 또한 주의하자.

동작의 일 예에서, 레이더 회로(84)는 그것의 스캔 영역(96)(예로서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 디스플레이 스크린과 연관된 수평-대-수평 영역)에서의 오브젝트들에 관한 위치 정보를 검출하도록 기능한다. 위치 정보는 2-차원(예로서, x, y, z 좌표 시스템의 z 구성요소가 0에 있거나 또는 0에 가깝다(예로서, 수 밀리미터들 내지 수 센티미터들)) 또는 3-차원 방식으로 표현될 수 있으며 시간에 따라 변할 수 있다(예로서, 속도 및 가속). 예를 들면, 상대적인 위치 정보는 오브젝트 및 레이더 회로 간의 거리 및/또는 오브젝트 및 레이더 회로 간의 각도를 포함할 수 있다.

레이더 회로는 다양한 주파수 대역들에서 다양한 방식들로 오브젝트들을 검출하고 위치 정보를 결정할 수 있다. 레이더 회로는 특정 애플리케이션의 요구들을 충족시키기 위해 커버리지 최적화 및 시스템 설계 목표들의 함수로서 60 GHz 대역 또는 30 MHz 내지 300 GHz 범위에서의 임의의 다른 대역에서 동작할 수 있다.

위치 정보는 레이더 디바이스가 연속파(CW) 송신, 펄스 송신, 개별 송신(TX) 및 수신(RX) 안테나들, 및 공유 송신(TX) 및 수신(RX) 안테나들을 포함하는 상이한 모드들로 동작할 때 레이더 회로에 의해 결정될 수 있다. 레이더 디바이스는 동작 모드에 따라 동작하도록 레이더 디바이스를 구성하기 위해 프로세싱 모듈(88)의 제어 하에서 동작할 수 있다.

예를 들면, 펄스 송신 모드에서, 프로세싱 모듈(88)은 모드 및 동작 파라미터들(예로서, 펄스 송신, 60 GHz 대역, 개별 송신(TX), 및 수신(RX) 안테나들은 다른 레이더 디바이스들과 함께 동작한다)을 구성하기 위해 레이더 디바이스에 제어 신호(98)를 전송한다. 제어 신호(98)는 트랜시버 모듈(94), 성형 모듈(92), 및 안테나 모듈(90)의 각각에 대한 동작 파라미터들을 포함한다. 트랜시버(94)는 제어 신호(98)를 수신하며 60 GHz 대역에서 펄스 송신 모드로 동작하도록 트랜시버(94)를 구성한다.

트랜시버 모듈(94)은 하나 이상의 송신기들 및/또는 하나 이상의 수신기들을 포함할 수 있다. 송신기는 프로세싱 모듈(88)로부터 아웃바운드 제어 신호(98)에 기초하여 아운바운드 무선 신호(100)를 생성할 수 있다. 아웃바운드 제어 신호(98)는 레이더 디바이스의 임의의 부분을 동작시키기 위해 제어 정보를 포함할 수 있으며 아웃바운드 레이더 신호(104)에 내장하기 위한 아웃바운드 메시지(예로서, 시간 스탬프(time stamp))를 포함할 수 있다. 시간 스탬프는 CW 모드 또는 펄스 모드에 대한 위치 정보를 결정하는 것을 가능하게 할 수 있다는 것을 주의하자.

예에서, 트랜시버(94)는 펄스 송신 모드 아웃바운드 무선 신호(100)를 생성하며 그것을 성형 모듈(92)에 전송한다. 펄스 송신 모드 아웃바운드 무선 신호(100)는 단일 펄스, 및/또는 일련의 펄스들(예로서, 밀리초 당 1 나노초 내지 수초 당 1회보다 작은 펄스 폭)을 포함할 수 있다는 것을 주의하자. 아웃바운드 레이더 신호(104)는 그것이 송신될 때의 시간 스탬프 메시지를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 트랜시버(94)는 시간 스탬프 메시지를 아웃바운드 심볼 스트림으로 변환하며 아웃바운드 심볼 스트림을 아웃바운드 무선 신호(100)로 변환한다. 또 다른 실시예에서, 프로세싱 모듈(88)은 아웃바운드 메시지를 아웃바운드 심볼 스트림으로 변환한다.

성형 모듈(92)은 제어 신호(98)를 수신하고(예로서, 프로세싱 모듈(88)로부터 초기 단계에서) 개별 송신(TX) 및 수신(RX) 안테나들을 가진 안테나 모듈(90)과 동작하도록 구성한다. 성형 모듈(92)은 트랜시버(94)로부터의 아웃바운드 무선 신호(100) 및 프로세싱 모듈(88)로부터의 아웃바운드 제어 신호(98) 및/또는 트랜시버(94)로부터의 동작 파라미터들 중 하나 이상에 기초한 동작 파라미터들에 기초하여 안테나 모듈(90)에 대한 하나 이상의 송신 성형 신호(transmit shaped signal)들(102)을 생성한다. 성형 모듈(92)은 하나 이상의 송신 성형 신호들(102)의 각각에 대해 상이하게 아웃바운드 무선 신호(100)의 진폭 및 위상을 조정함으로써 하나 이상의 송신 성형 신호들(102)을 생성할 수 있다.

안테나 구조(90)는 스캔 영역(96) 내의 모드 및 동작 파라미터들에 따라 송신 패턴을 생성하는 디스플레이 스크린(86)을 통해 아웃바운드 레이더 신호(104)를 방사한다. 안테나 구조(90)는 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 안테나들은 송신 및 수신 동작들 모두에 대해 공유될 수 있다.

레이더 디바이스는 스캔 영역(96)에서의 오브젝트에 의해 부분적으로 반사하고, 굴절하며, 흡수되는 아웃바운드 레이더 신호(104)로부터 기인하는 인바운드 레이더 신호(104)를 안테나 구조(90)를 통해 수신한다. 안테나 구조(90)는 인바운드 레이더 신호(104)를 성형 신호(shaped signal)(102)로서 형상 모듈(92)에 전송한다. 성형 신호(102)는 안테나 구조(90)(예로서, 어레이)를 포함하는 하나 이상의 안테나들에 영향을 주는 인바운드 레이더 신호(104)의 결과일 수 있다. 예를 들면, 진폭 및 위상은 위상 어레이의 소자들 사이에서 약간 변할 것이다.

성형 모듈(92)은 안테나 구조(90)로부터 하나 이상의 수신 성형 신호들(102) 및 프로세싱 모듈(88) 및/또는 트랜시버(94) 중 하나 이상으로부터의 동작 파라미터들에 기초하여 트랜시버(94)에 대한 하나 이상의 인바운드 무선 신호들(100)을 생성한다. 성형 모듈(92)은 하나 이상의 수신 성형 신호들(102)의 각각에 대해 하나 이상의 수신 성형 신호들(102)의 진폭 및 위상을 상이하게 조정함으로써 하나 이상의 인바운드 무선 신호들(100)을 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 레이더 디바이스 트랜시버(94)는 성형 모듈(102)로부터의 인바운드 무선 신호(100)에 기초하여 인바운드 제어 신호(98)를 생성한다. 인바운드 제어 신호(98)는 동작 파라미터들의 상태, 인바운드 무선 신호 파라미터들(예로서, 진폭 정보, 타이밍 정보, 위상 정보), 및 인바운드 무선 신호(100)로부터 디코딩된 인바운드 메시지를 포함할 수 있다. 트랜시버(94)는 인바운드 무선 신호(100)를 인바운드 심볼 스트림으로 변환하며 인바운드 심볼 스트림을 인바운드 메시지로 변환한다(예로서, 시간 스탬프를 디코딩하기 위해). 또 다른 실시예에서, 프로세싱 모듈(88)은 인바운드 심볼 스트림을 인바운드 메시지로 변환한다.

프로세싱 모듈(88)은 레이더 디바이스에 의해 수신된 인바운드 레이더 신호(104)에 기초하여 오브젝트에 관한 위치 정보를 결정한다. 특히, 프로세싱 모듈(88)은 레이더 디바이스가 인바운드 레이더 신호(104)를 수신한 시간 및 시간 스탬프에 기초하여 오브젝트에 대한 거리를 결정할 수 있다. 레이더 신호들(104)은 광속으로 이동하기 때문에, 거리는 쉽게 결정될 수 있다.

트랜시버 모듈(94) 및/또는 프로세싱 모듈(88)은 추후 다음의 아웃바운드 레이더 신호(104)를 송신하기 전에 수신 안테나 어레이의 패턴을 변경하기 위해 성형 모듈(92)에 업데이트된 동작 파라미터들을 전송할 수 있다. 결정은 미리-결정된 리스트에 기초할 수 있거나 또는 지금까지 수신된 정보의 분석에 부분적으로 기초할 수 있다(예로서, 패턴이 인바운드 무선 신호(100)의 보다 높은 진폭을 산출하는 오브젝트를 향한 수신 안테나 패턴을 추적하는).

프로세스는 레이더 디바이스가 대응하는 수신 안테나 어레이 패턴에 대한 인바운드 무선 신호 피크를 생성할 때까지 반복될 수 있다. 프로세싱 모듈(88)은 그 후 수신 안테나 어레이 설정들(예로서, 성형 모듈 동작 파라미터들 및 배치된 안테나들)에 기초하여 인바운드 레이더 신호(104)의 도착의 각도를 결정할 수 있다.

트랜시버(94), 성형 모듈(92), 및 안테나 구조(90)는 60 GHz로 동작하는 하나 이상의 레이더 디바이스 집적 회로들로 결합될 수 있다는 것을 주의하자. 이와 같이, 소형의 패키징은 게임 콘솔들에 대해 플레이어 모션 추적과 같은 애플리케이션들을 위한 휴대용 컴퓨팅 디바이스로의 통합을 보다 쉽게 가능하게 한다.

PAMM의 포함으로, 안테나 구조(90)는 수평 스위핑(horizon sweep)에 대한 전체(full) 수평을 가질 수 있으며, 따라서 수평에 가까운 오브젝트들에 대한 레이더 시스템들의 맹점들을 실질적으로 제거한다(예로서, "레이더 아래를 비행(flying below the radar)"함으로써 레이더 검출을 회피하는 것을 실질적으로 제거한다). 이것은 PAMM이 중요한 입사각(예로서, 60도 이상)을 가진 신호들에 대한 종래의 안테나 구조들을 지배하는 표면파들을 실질적으로 제거하기 때문에 달성가능하다. 표면파들 없이, 공중 빔(in-air beam)이 90도에 가까운 입사각에 대해서조차 검출될 수 있다.

도 16은 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 대표적인 수평-대-수평 안테나 구조(106)의 다이어그램이다. 안테나 구조(106)는 투사된 인공 자기 미러(PAMM)를 형성하는 복수의 조정가능한 코일들(112) 및 하나 이상의 안테나들(110)을 포함하는 조정가능한 유효 접시(effective dish) 안테나 어레이(108)이다. 각각의 조정가능한 코일(114)은 내부 권선 섹션, 외부 권선 섹션 및 커플링 회로(예로서, MEM들 스위치들, RF 스위치들 등)를 포함한다. 권선 섹션들은 각각 하나 이상의 권선수(turn)들을 포함할 수 있으며 동일한 길이 및/또는 폭 또는 상이한 길이들 및/또는 폭들을 가질 수 있다.

코일(114)의 특성들(예로서, 다른 코일들 및/또는 금속 받침(metal backing)(116)에 대한, 그것의 인덕턴스, 그것의 리액턴스, 그것의 저항, 그것의 용량 연결)을 조정하기 위해, 권선 섹션들은 병렬로 연결되고, 직렬로 연결되거나 또는 개별 코일들로서 사용될 수 있다.

조정가능한 코일들(114)의 포함으로, PAMM은 상이한 주파수 대역들에서 동작하도록 조정될 수 있다. 예를 들면, 2개의 주파수 대역들에서 동작하는 다중-모드 통신 디바이스에서, 안테나 구조(106)(또는 다른 회로 구조 [예로서, 송신 라인, 필터, 인덕터 등])의 PAMM은 통신 디바이스에 의해 현재 사용되는 주파수 대역에 대응하도록 조정된다.

도 16에 도시된 현재 예에서, 유효 접시(108)의 형상은 코어 모듈로부터의 제어 신호에 기초하여 변경될 수 있다. 대안적으로, 유효 접시(116)의 초점(118)이 변경될 수 있다. 조정가능한 유효 접시 안테나(116)의 특정 구성은 특정 애플리케이션에 의해 구동될 것이다. 제어 유닛은 특정 애플리케이션을 해석하고 조정가능한 유효 접시 안테나(116)를 원하는 대로 구성하기 위해 제어 신호들을 생성한다.

도 17은 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 또 다른 대표적인 수평-대-수평 레이더 회로(84)의 개략적인 블록 다이어그램이다. 도 15에서처럼, 수평-대-수평 RF 레이더 회로(레이더 회로)(84)는 하나 이상의 레이더 디바이스들 및 프로세싱 모듈(88)을 포함한다. 레이더 디바이스는 투사된 인공 자기 미러(PAMM), 성형 모듈(92), 및 트랜시버 모듈(94)을 포함하는 안테나 구조(90)를 포함한다. 도 17에서, 안테나 구조는 터치 스크린의 x-y 차원들에 의해 대략 경계를 이루는 3-차원 영역의 커버리지를 가능하게 하기 위해 수평-대-수평 스캔 영역(120)을 동조시키도록 조정가능하다. 예를 들면, 일 실시예에서, 안테나 구조(90)는 도 16에 도시된 바와 같이, 조정가능한 유효 접시 안테나 어레이일 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 다른 안테나 구조들(90)이 수평-대-수평 레이더 디바이스의 스캔 영역(120)을 동조시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 동조는 또한 성형 모듈(92)에 의해 생성된 성형 신호들(102)을 조정함으로써 수행될 수 있다.

도 18은 오브젝트가 RF 레이더(122)를 통해 검출되는지 여부를 결정하는 RF 레이더 프로세싱 모듈로 시작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 동작의 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다. 예를 들면, RF 레이더 프로세싱 모듈은 오브젝트가 RF 레이더를 통해 검출되었음을 나타내는 하나 이상의 RF 레이더 회로들로부터 입력을 수신할 수 있다. 검출되었다면, 방법은 오브젝트가 제스처 오브젝트(예로서, 손가락, 손 또는 스타일러스와 같은 사용자 제어된 오브젝트)인지 여부를 결정함으로써 계속된다. 제스처 오브젝트라면, RF 레이더 프로세싱 모듈은 제스처 오브젝트(126)의 위치(3-차원 (x, y, z) 좌표들)를 결정한다.

수평-대-수평 레이더가 사용되는 실시예들에서, RF 레이더 프로세싱 모듈은 그 후 제스처 오브젝트가 디스플레이 표면(128)에 위치되는지 여부를 결정한다. 표면에 위치된다면, 프로세싱 모듈은 특정 명령 또는 다른 사용자 입력(130)을 결정하기 위해 제스처 오브젝트의 x, y 좌표들을 해석한다. 제스처 오브젝트가 디스플레이 표면상에 있지 않다면, 방법은 도플러 추적 및 위치 추적(132)과 같은, 하나 이상의 메커니즘들을 사용하여 제스처 오브젝트의 움직임을 추적하는 RF 레이더 프로세싱 모듈을 이용해 계속된다. 방법은 그 후 움직임이 특정 명령 또는 다른 사용자 입력(132)에 대응하는지 여부를 결정함으로써 계속된다. 그렇다면, 방법은 특정 명령 또는 다른 사용자 입력(134)을 결정하기 위해 움직임을 해석하는 프로세싱 모듈에 의해 계속된다.

도 19는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 내에서의 리소스들을 관리하기 위한 일 실시예의 다이어그램이다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는, 3-차원 제스처를 수행할 것인 사용자(142), 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)와 무선으로 통신하는 하나 이상의 외부 디바이스들(138), 및 다양한 리소스들에 대한 액세스를 요구하는 내부 주변 디바이스들을 서비스하기 위해, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 내의 리소스들을 최적화하는 전력, 시간, 및 구성 관리 모듈(136)을 포함한다. 예를 들면, 다양한 내부 주변 디바이스들(예로서, 외부 디바이스들/주변장치들에 대한 IEEE 802.11 액세스(144), 외부 디바이스들/주변장치들에 대한 셀룰러 액세스(146) 및 외부 디바이스들/주변장치들에 대한 USB 액세스(148)를 제공하는 내부 주변 디바이스들)은 각각 하나 이상의 외부 디바이스들/주변장치들과 통신하기 위해 무선 통신 프로세싱 모듈(140)의 리소스들을 요구할 수 있다.

관리 모듈(136)은 프로세싱 모듈 및/또는 하드웨어 스위치들, 소프트웨어, 및/또는 재프로그램가능한 펌웨어를 이용한 다중-모드 RF 유닛들 중 하나 이상 내의 다양한 회로들을 구성하고 및/또는 이를 인에이블할 수 있다. 따라서, 관리 모듈(136)은 그것들의 전력 소비를 감소시키기 위해 특정 시간에 요구되지 않는 회로들을 턴 오프할 수 있다. 또한, 관리 모듈(136)은 어떤 회로들이 다양한 애플리케이션들을 위해 구동하는 것을 가능하게 하는지 및 어떤 레벨들(예로서, 공급 전압, 클럭 레이트, 데이터 레이트 등)인지를 결정한다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)의 리소스들을 관리하는 하나 이상의 실시예들 및/또는 예들이 다음의 도면들 중 하나 이상에서 논의될 것이다.

도 20은 구성가능한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 대표적인 기능 및 동작들을 도시한 다이어그램이다. 도 20에서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 상에서 구동하는 특정 애플리케이션에 기초하여 구성가능하다. 예를 들면, 다양한 디바이스 특징들(features), 애플리케이션 특징들 및 무선 통신 특징들이 턴 온 되거나 또는 턴 오프될 수 있다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 특정 애플리케이션을 위해 사전-구성되고, 자동으로 구성가능하고 및/또는 사용자(142)에 의해 구성가능할 수 있다.

특정 애플리케이션이 구동할 때마다 재구성을 방지하기 위해, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 상에 하나 이상의 애플리케이션들에 대한 사용자 인터페이스 우선순위 룩-업 테이블(user interface priority look-up table)(150)을 유지할 수 있다. 예를 들면, 사용자 인터페이스 우선순위 룩-업 테이블(150)은 휴대 전화기 애플리케이션들, 인터넷 액세스 애플리케이션들, 게임 애플리케이션들, 책 애플리케이션들 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스(150) 상에서의 임의의 다른 애플리케이션들에 대하여 구성될 수 있다. 각각의 사용자 인터페이스 우선순위 룩-업 테이블(150)은 애플리케이션이 구동하는 동안 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)가 리소스 사용을 효과적으로 관리하게 할 수 있게 하는 특정 애플리케이션에 대한 사용자 인터페이스 선호(preference)들을 유지한다. 선호들은 사용자(142)에 의해 설정되거나 또는 애플리케이션, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 및/또는 네트워크 설정들에 기초하여 자동으로 채워질 수 있다. 사용자 인터페이스 선호들의 예들은 디스플레이 (오디오/비디오) 선호들, 제어 선호들 및 사용자 특성들을 포함한다.

예를 들면, 외부 디스플레이 디바이스(152) 및/또는 스피커들(154)과 같은 하나 이상의 외부 디바이스들은 유선 및/또는 무선 플러그-앤-플레이 동작을 통해 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)에 의해 자동으로 탐색될 수 있다. 특정 애플리케이션을 실행할 때, 통상적으로 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)의 내부 스피커들/디스플레이에 의해 송신/수신되는 오디오/비디오 구성요소들은 외부 디스플레이 디바이스(152) 및/또는 스피커들(154)로 스위칭되거나 또는 미러링될 수 있다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 특정 외부 디스플레이 디바이스(152) 및/또는 스피커들(154)을 자동으로 선택하거나 또는 사용자(142)가 특정 외부 디스플레이 디바이스(152) 및/또는 스피커들(154)을 선택하게 할 수 있다. 우선순위 룩-업 테이블(150)은 외부 디스플레이 디바이스들(152) 및/또는 스피커들(154)이 이러한 애플리케이션에 대하여 인에이블되는지 여부, 외부 디스플레이 디바이스들(152) 및/또는 스피커들(154)의 아이덴티티 및 각각의 외부 디스플레이 디바이스(152) 및/또는 스피커(154)와의 통신을 위해 이용될 연결의 유형을 표시할 수 있다. 단일 외부 디스플레이 디바이스(152) 및/또는 스피커(154)는 우선순위 테이블(150)에 포함될 수 있고, 다수의 디스플레이 디바이스들(152) 및/또는 스피커들(154)은 우선순위 테이블(150)에서의 동시 사용을 위해 표시될 수 있거나 또는 사용자의 선호 또는 위치에 따라 평가된 디스플레이 디바이스들 및/또는 스피커들의 리스트가 우선순위 룩-업 테이블(150)에 제공될 수 있다.

외부 디스플레이 디바이스(152) 및/또는 스피커들(154)과의 통신은 유선 연결 및/또는 하나 이상의 무선 연결들을 통할 수 있다. 예를 들면, 도 20에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 오디오 구성요소들 및 제어 명령들을 위한 블루투스 무선 연결 및 비디오 구성요소들을 위한 60 GHz 무선 연결을 사용하고 있다. 블루투스 및 60 GHz 무선 연결들 모두가 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 및 외부 디스플레이 디바이스(152) 사이에 있을 수 있거나, 또는 스피커(154)가 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)와 개별적으로 통신하기 위해 그 자신의 블루투스 트랜시버를 가질 수 있다. 우선순위 룩-업 테이블(150)은 블루투스 무선 연결이 오디오 구성요소들을 위해 사용되는 것이며 60 GHz 무선 연결이 비디오 구성요소들을 위해 사용된다는 것을 표시하는 데이터를 이용해 채워진다.

우선순위 룩-업 테이블(150)은 또한 애플리케이션에 대한 제어들(사용자 입력 디바이스들)의 유형을 표시하는 제어 선호들을 포함할 수 있다. 도 20에서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내의 다양한 사용자 입력 디바이스들이 제어 기능들(156)을 위해 이용된다. 보다 구체적으로는, 트랙볼 또는 패드가 특정 제어 기능들(156)을 위해 사용되고, RF 레이더는 3-차원 조이스틱 기능들을 위해 사용되며 마우스는 다른 제어 기능들(156)을 위해 사용된다.

휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 및/또는 애플리케이션은 또한 특정 애플리케이션의 실행 동안 사용자 특성들(선호들, 행동들 등)을 "학습하는" 소프트웨어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 20에 도시된 바와 같이, 게임 애플리케이션 #1에 대해, 사용자(142)는 충동적이고, 총들 또는 미사일들을 더 많이 사용할수록 사운드 또는 시각 자료들을 더 중요하게 고려한다. 이들 사용자 특성들은 룩-업 테이블(150)에 저장되며 그 후 게임을 플레이하면서(또는 또 다른 애플리케이션을 실행하면서) 사용자의 경험을 최대화하기 위해 애플리케이션 및/또는 휴대용 컴퓨팅 디바이스 설정들로 변환된다. 예를 들면, 사운드가 사용자에게 더 중요하다면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 오디오를 송신하기 위해 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)의 위치 내에서 서라운드 사운드 스피커들을 선택할 수 있는 반면, 시각 자료들이 사용자에게 더 중요하다면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 오디오를 송신하기 위해 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)의 위치에서의 중심 채널 또는 텔레비전의 내부 스피커들을 선택할 수 있다.

다른 사용자 인터페이스 선호들이 또한 우선순위 룩-업 테이블들(150)에 포함될 수 있다는 것을 주의하자. 또한, 다수의 테이블들이 각각의 애플리케이션을 위해 생성될 수 있으며, 따라서 별개의 룩-업 테이블(150)이 각각의 사용자(142)를 위해, 하나 이상의 애플리케이션 모드들을 위해, 다른 시각들 또는 요일들 또는 다른 애플리케이션 사용들을 위해 제공될 수 있다. 더욱이, 우선순위 레벨들은 애플리케이션의 테이블들 사이에 할당될 수 있으며, 따라서 특정 우선순위 룩-업 테이블(150)은 애플리케이션을 위한 디폴트 우선순위 테이블이며 다른 우선순위 테이블들(150)은 사용자(142)에 의해 요청되지 않는다면 사용되지 않거나 또는 다른 요인들은 상이한 우선순위 테이블(150)이 사용되어야 한다는 것을 표시한다.

우선순위 레벨들은 또한 상이한 애플리케이션 유형들에 대한 우선순위 룩-업 테이블들(150)에 할당될 수 있다. 예를 들면, 우선순위 룩-업 테이블(150)은 무선 통신을 위해, 셀룰러 통신이 Wi-Fi 통신보다 선호된다는 것을 표시할 수 있다. 그러므로, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 먼저 무선 통화(call)을 연결하기 위해 셀룰러 네트워크를 탐색하고 그 후 어떤 셀룰러 네트워크도 발견될 수 없다면 Wi-Fi 네트워크를 탐색할 것이다. 또한, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 상에서 동시에 구동하는 애플리케이션들을 우선순위화하는 별개의 우선순위 룩-업 테이블(150)이 생성될 수 있다. 예를 들면, 우선순위 룩-업 테이블(150)은 휴대 전화기 통화들이 게임 애플리케이션들에 대해 우선권을 갖는다는 것을 표시할 수 있다. 이러한 식으로, 리소스들은 가장 중요한(그러므로 최고의 우선순위를 갖는) 이들 애플리케이션들에 할당될 수 있다.

도 21은 애플리케이션(158)에 대한 수정된 우선순위 룩-업 테이블을 생성하기 위해 선호들로 채워질 수 있는 특정 애플리케이션에 대한 디폴트 룩-업 테이블부터 시작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 우선순위 룩-업 테이블을 구축하는 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다. 방법은 그 후 애플리케이션(160)에 대한 애플리케이션 유형을 결정하도록 진행하며, 애플리케이션 유형을 우선순위 룩-업 테이블(172)에 할당한다. 방법은 그 후 특정 사용자 또는 디폴트 사용자 및 임의의 사용자 특성들(162)을 우선순위 룩-업 테이블(172)에 할당하도록 진행한다. 애플리케이션 유형 및 우선순위 룩-업 테이블과 연관된 사용자 및 임의의 부가적인 사용자 입력들에 기초하여, 방법은 그 후 애플리케이션(164)에 대한 사용자 인터페이스 제어 선호들을 결정하도록 진행한다. 애플리케이션에 대한 오디오(166) 및 비디오(168) 선호들이 다음에, 임의의 통신 디바이스 선호들(170)(예로서, Wi-Fi, 셀룰러 등)에 앞서 할당된다. 부가적인 선호들이 또한 애플리케이션 및 애플리케이션을 구동할 때 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 의도된 사용에 의존하여, 우선순위 룩-업 테이블에 할당될 수 있다. 할당된 선호들은 우선순위 룩-업 테이블로 입력되며 애플리케이션의 임의의 다음 실행들을 위해 저장된다. 선호들은 사용자 입력 또는 디바이스/애플리케이션/네트워크 설정들에서의 변화들에 기초하여, 언제든지 수정될 수 있다.

도 22는 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 대표적인 우선순위 룩-업 테이블을 도시한 다이어그램이다. 특정 애플리케이션을 위한 디폴트 우선순위 룩-업 테이블(174)이 애플리케이션과 함께 제공되거나 또는 애플리케이션/디바이스/네트워크 설정들에 기초하여 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 22에 도시된 바와 같이, 게임 #1에 대한 디폴트 우선순위 룩-업 테이블(174)은 블루투스 무선 연결이 제어 명령들을 위해 사용된다는 것을 표시하며, 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내의 내부 스피커들은 오디오를 위해 사용되고, 무선 근거리 네트워크(WLAN) 연결은 비디오를 위해 사용되고, 마우스는 제어 기능들(사용자 입력 디바이스)을 위해 사용되며 어떤 사용자 특성들도 리스트되지 않는다.

디폴트 우선순위 룩-업 테이블(174)에 대한 변경들이 업데이트된 우선순위 룩-업 테이블(176)을 생성하기 위해 자동으로(예로서, 히스토리에 기초하여(게임을 플레이하는 동안 사용자 선택들/입력), 동시에 구동하는 다른 애플리케이션들 및/또는 사용자 경험) 또는 사용자 입력으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 디폴트 우선순위 룩-업 테이블(174)은 블루투스 무선 연결이 제어 명령들 및 오디오 둘 모두를 위해 사용되고, 60 GHz 무선 연결이 비디오를 위해 사용되고, 다양한 입력 디바이스들(트랙볼 또는 패드, 3-차원 RF 레이더 및 마우스)이 제어 기능들을 위해 사용되며 여러 사용자 특성들이 적용된다는 것을 표시하기 위해 수정될 수 있다.

도 23은 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 또 다른 대표적인 우선순위 룩-업 테이블을 도시한 다이어그램이다. 도 23에 도시된 우선순위 룩-업 테이블은 특정 애플리케이션들(178)에 대한 우선순위 레벨들을 표시한다. 예를 들면, 휴대 전화 애플리케이션은, 음악 재생 애플리케이션에 대해 우선권을 갖는 게임 애플리케이션에 대해 우선권을 갖는, 인터넷 애플리케이션에 대해 우선권을 가질 수 있다. 따라서, 다수의 애플리케이션들이 동시에 구동할 때, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 어떤 애플리케이션들이 리소스 사용을 위해 우선적으로 처리되는지를 결정하기 위해 우선순위 레벨 룩-업 테이블(178)을 사용할 수 있다.

도 24는 통신 환경에서 고속 데이터 통신 릴레이를 이용하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(180 및/또는 182)의 또 다른 실시예의 다이어그램이다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 60 GHz Wi-Fi 주파수 대역과 같은, 매우 높은 주파수들을 사용하여 또 다른 통신 디바이스와 무선으로 통신하는 실시예들에서, 디바이스들 사이에 송신된 신호들은 송신 경로에서 방해들(obstructions)에 의해 차단(block)될 수 있다. 예를 들면, 사용자는 휴대용 컴퓨팅 디바이스 상에서 게임을 플레이할 수 있으며 다중 모드 RF 유닛들 중 하나는 그것 상에서의 디스플레이를 위해 텔레비전에 게임의 시각적 구서요소들을 무선으로 전달하도록(60 GHz 링크를 통해) 구성될 수 있지만, 하나 이상의 다른 다중 모드 RF 유닛들은 게임을 위한 조이스틱(제어기) 기능을 제공하기 위해 3D RF 레이더를 위해 구성된다. 또 다른 사람(게임에서의 또 다른 플레이어일 수 있는)이 휴대용 컴퓨팅 디바이스 및 텔레비전 사이에 위치된다면, 사람은 잠재적으로 게임에서 중단을 야기하는, 60 GHz 비디오 신호들이 휴대용 컴퓨팅 디바이스로부터 텔레비전으로 송신되는 것을 적어도 부분적으로 차단할 수 있다.

디바이스들 간의 직접(가시선) 경로를 억제하는 차단기(184)가 존재할 때, 디바이스들은 차단기(184)를 피하기 위해 인근의 표면들(186)의 60 GHz 신호들을 반사하는 간접(또는 릴레이) 경로를 탐색할 수 있다. 그러나, 이러한 매우 높은 주파수들에서, 신호들은 많은 표면에 쉽게 반사되지 않을 수 있다. 그러므로, 수신기(182)에서 신호 세기를 증가시키기 위해, 금속 표면(186)과 같은, 반사 표면이 신호들의 반사를 용이하게 하고, 차단기(184) 주변에 릴레이 경로를 효과적으로 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 송신기 및 수신기 안테나들은 또한 금속 표면(186)을 향해 송신된 신호들을 조정하고 빔-스티어링(beam-steering) 또는 빔성형(beamforming)(188) 기술을 사용하여 금속 표면(186)에 반사된 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다(즉, 그것들의 송신 및/또는 수신 방사 패턴들을 조정).

동작의 일 예로서, 코어 모듈은 고속 데이터 통신(예로서, 60 GHz 통신)에 악영향을 주는 차단기를 검출한다. 이러한 검출은 낮은 수신 신호 세기 표시기, 질의에 대한 손실된 응답 등을 결정함으로써 행해질 수 있다. 차단기가 검출될 때, 코어 모듈은 고속 데이터 통신을 위한 방사 패턴 대안이 고속 데이터 통신에 대한 악 영향들을 감소시키는지 여부를 결정한다(예로서, 차단기 주변에서 송신 신호 및/또는 수신 신호가 스티어링될 수 있다).

고속 데이터 통신을 위한 방사 패턴 대안이 고속 데이터 통신에 대한 악 영향들을 감소시킬 때, 코어 모듈은 방사 패턴 대안을 가능하게 한다(예로서, 방사 패턴을 변경하는 것에 대한 제어 신호를 전송한다). 방사 패턴을 변경하는 것은 빔성형 동작, 전력 부스트, 방사 패턴의 대체 방향 등을 포함하는 것뿐만 아니라 하나 이상의 MM RF로부터 MM RF 유닛을 부가 및/또는 삭제하는 것을 포함할 수 있다. 방사 패턴 대안의 표시를 수신하자마자, 하나 이상의 다중-모드 RF 유닛들은 방사 패턴 대안에 따라 고속 데이터 통신의 송신 및 수신 중 적어도 하나를 조정한다. 예를 들면, 공유된 송신/수신 안테나의 방사 패턴을 조정하고, 송신 안테나의 방사 패턴을 조정하고, 및/또는 수신 안테나의 방사 패턴을 조정한다.

또 다른 실시예에서, 도 25에 도시된 바와 같이, 고속 데이터 통신 릴레이가 반사 표면 대신에, 또는 그것에 더하여 리피터(190)를 사용하여 달성될 수 있다. 리피터(190)는 독립형 리피터 또는 리피터로서 기능하는 또 다른 통신 디바이스일 수 있다. 예를 들면, 도 26에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 하나 이상의 차단기들(사용자(142)와 같은)이 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 및 텔레비전(194) 사이에 존재하는 동안 휴대용 컴퓨팅 디바이스 및 텔레비전 사이에서의 무선 통신을 가능하게 하기 위해 리피터(190)를 향해 빔을 형성하도록 동작가능한 위상 어레이 안테나를 가진 다중-모드 RF 유닛을 포함할 수 있다. 리피터(190)는 예를 들면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 및 텔레비전(194)을 포함하고 있는 방 내의 천장(196)에 위치될 수 있다.

또 다른 예에서, 도 27에 도시된 바와 같이, 고속 데이터 통신 릴레이가 다수의 릴레이 소스들을 사용하여 달성될 수 있다. 하나 이상의 리피터들(190) 및/또는 하나 이상의 반사 표면들(200)이 이용가능한 통신 환경에서, 휴대용 컴퓨팅 유닛(76)은 또 다른 통신 디바이스(텔레비전)(194)로부터 신호들을 송신 및 수신하기 위해 이용가능한 릴레이 소스들로부터 선택할 수 있다. 각각의 릴레이 소스는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76) 및 텔레비전(194) 사이에 경로를 제공하며, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(76)는 특정 통신을 위한 경로들 중 하나를 선택할 때 사용하기 위한 내부 메모리(198)에, 직접 경로를 포함하여 각각의 경로에 대한 정보를 유지할 수 있다. 예를 들면, 휴대용 통신 디바이스(76)는 직접 경로를 먼저 사용하여 텔레비전(194)과 통신하도록 시도할 수 있으며, 하나 이상의 차단기들이 직접 경로에 존재한다고 결정하자마자, 특정 릴레이 소스를 향해 위상 어레이 안테나를 스티어링함으로써 이용가능한 릴레이 경로로 스위칭할 수 있다. 릴레이 경로들은 품질(예로서, 비트 에러 레이트, 신호 대 잡음비 또는 다른 품질 측정) 및/또는 신호 세기/진폭에 따라 우선순위화될 수 있다.

도 28은 또 다른 통신 디바이스(202)와 직접 무선 통신 경로를 수립하기 위해 위상 어레이 안테나의 좌표들을 설정하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스로부터 시작하는 고속 데이터 통신 경로들에 대한 우선순위화 테이블을 만들기 위한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다. 방법은 직접 경로(204)를 통해 원하는 주파수 범위(예로서, 매우 높은 주파수 대역)로 수신 신호들에 대한 휴대용 컴퓨팅 디바이스 스캔을 계속한다.

중요한 신호가 수신되면(204), 방법은 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 좌표들, 직접 경로(206)에 대한 수신된 신호의 신호 진폭 및 품질을 로그(log)하는 것을 계속한다. 그렇지 않다면, 방법은 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 모든 좌표들이 스캔되었는지(208)를 결정하는 것을 계속하며, 그렇지 않다면, 좌표들을 증분시키고 잠재적인 릴레이 경로들(210)의 각각의 신호 진폭 및 품질과 함께, 좌표들을 로그하기 위해 스캔을 반복하는 것을 계속한다. 일단 모든 좌표들이 스캔되면, 방법은 휴대용 디바이스가 높은 진폭/품질로부터 낮은 진폭/품질로 좌표들의 리스트를 생성하기 위해(212) 진폭/품질에 의해 모든 로그된 좌표들을 정렬(sorting)하는 것을 계속한다. 고속 데이터 통신에 대한 복수의 방사 패턴 대안들을 포함하는 리스트를 생성하면, 코어 모듈은 원하는 통신 레벨(예로서, 원하는 에러 레이트, 원하는 송신 전력 등)에 기초하여 방사 패턴 대안으로서 그것들 중 하나를 선택할 것이다.

도 29는 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스(174)의 일 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다. 밀봉형(밀폐된) 휴대용 컴퓨팅 디바이스(174)는 수동적 버튼들, 커넥터들, 또는 스위치들을 갖지 않으며, 이것은 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 비용을 감소시킨다. 또한, 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 밀봉하는 것은 수증기 및 다른 원하지 않는 물질들에 대한 내부 회로들의 노출을 최소화하거나 또는 제거함으로써 수명을 증가시키고 디바이스의 신뢰성을 향상시킨다. 디바이스를 턴 온하기 위해 어떤 버튼들도 표면에 존재하지 않기 때문에, 다른 파워 업 메커니즘들이 사용될 수 있다. 예로서, 이에 제한되지 않지만, 이러한 파워 업 메커니즘들은 디바이스를 흔드는 것(shake), 디바이스를 터치하는 것(디바이스는 터치 또는 열을 감지한다) 또는 디바이스를 살짝 건드리는 것(tip)을 포함할 수 있다.

또한, 전원에 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 연결하기 위한 커넥터 없이, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)는 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 충전하기 위해 무선 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(174)는 예를 들면, 충전 매트 또는 공진 유도 재충전기(recharger)에 무선으로 연결하기 위한 무선 전력 수신기(또는 배터리), 및 무선 전력 변환 톤(tone) 또는 무선 전력 변환 주파수 대역을 사용하여 동작하는 무선 전력 변환 모듈을 포함할 수 있다. 무선 전력 변환 톤이 사용된다면, DC-DC 컨버터가 무선 전력 수신기로부터 하나 이상의 공급 전압들을 생성하기 위해, 그리고 또한 무선 전력 변환 톤에 대응하는 주파수로 무선 전력 변환 신호를 생성하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 변환 신호는 DC-DC 컨버터 내의 변압기의 2차 권선에 유도된 전압에 대응할 수 있다. 전력 변환 신호는 휴대용 컴퓨팅 디바이스 전체에 걸쳐 및 RF 링크를 통해 다중-모드 RF 유닛들에 송신될 수 있다.

무선 전력 변환 주파수 대역이 사용되면, 하나 이상의 DC-DC 변환기들이 상이한 주파수들에서 복수의 무선 전력 변환 신호들을 생성할 수 있다. 무선 전력 변환 신호들의 각각은 상이한 전압 레벨에 대응할 수 있거나 또는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(174) 내의 상이한 모듈들에 대해 개별적으로 생성될 수 있다. 예를 들면, 무선 전력 변화 주파수 대역 내의 복수의 무선 전력 변환 신호들의 각각의 것은 다중 모드 RF 유닛들의 각각에 송신될 수 있다.

도 30은 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)의 대표적인 파워 업 동작을 도시한 다이어그램이다. 도 30에서, 2개의 수은 스위치(mercury switch)들(218)이 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214) 내에 포함된다. 수은 스위치들(218)은 지구의 중력의 당김의 방향에 대한 스위치의 조정에 의존하는 방식으로 파워 업 회로에서의 전류의 흐름을 허용하거나 또는 중단시킨다. 예를 들면, 하나의 수은 스위치(218)는 디바이스(214)가 앞면을 위로 오게 돌려질 때(디스플레이(216)를 바로)를 감지할 수 있는 반면, 다른 수은 스위치(218)는 디바이스(214)가 앞면이 밑으로 가게 돌려질 때(디스플레이(216)를 거꾸로)를 감지할 수 있다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)에 대한 파워 업 회로를 활성화시키기 위해, 수은 스위치들(218) 모두가 턴 온될 필요가 있다. 그러므로, 사용자는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)를 앞면(face)이 밑으로 가게 돌려야 하고 그 후 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)를 파워 업하기 위해 앞면을 위로 오게 해야 할 것이다. 수은 스위치들(218)은 중력에 대하여 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)의 위치들의 상이한 시퀀스를 요구하기 위해 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214) 내에서 배향(orient)될 수 있다(한 측을 턴 온하고 그 후 다른 측을 턴 온한다)는 것을 주의하라. 다른 실시예들에서, 단일 수은 스위치(218) 또는 다수의 수은 스위치들(218)이 디바이스(214)를 파워 업하기 위해 사용될 수 있다.

도 31은 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 대표적인 파워 업 회로를 도시한 다이어그램이다. 파워 업 회로(220)는 수은 스위치들(218)(SW1, SW2), 트랜지스터들(M1, M2), 커패시터들(C1, C2), 저항기들(R1, R2), 배터리(Vbatt)(266), 및 능동 터치 센서(222)를 포함한다. 두 개의 수은 스위치들(218)(SW1, SW2)은 트랜지스터들(M1, M2) 둘 모두를 턴 온하기 위해 디바이스가 한 방향으로 돌려져야 하고(즉, 앞면이 밑으로 가게) 그 후 또 다른 방향으로 돌려지도록(즉, 앞면이 위로 가게) 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 장착된다. 스위치들(SW1, SW2)이 서로 단기간(RC 상수에 의해 결정된) 내에서 턴 온된다면, M1 및 M2의 게이트들은 회로(220)를 파워 업하기 위해 전력을 공급하는 접지 가까이에 있을 것이다. 저항기들(R1, R2)이 배터리(Vbatt)(226)에 대한 커패시터들(C1, C2)을 방전시키는 동안, 능동 터치 센서(222)(즉, 정전식 터치 센서)가 인에이블되며(224), 그에 의해 사용자가 최종 파워 업 명령을 개시하도록 허용한다. 능동 터치 센서(222)는 디스플레이 상에서 터치스크린의 일부 또는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 프레임 상에 있을 수 있다. 파워 업 센서를 터치함으로써 디바이스를 능동적으로 파워 업하도록 사용자에게 요구하는 것은 디바이스의 단순한 움직임에 의한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 의도되지 않은 파워 업을 방지한다.

도 32는 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)의 또 다른 대표적인 파워 업 동작을 도시한 다이어그램이다. 수은 스위치들을 사용하는 대신에, 하나 이상의 가속도계(accelerometer)들(228)이 디바이스가 흔들리거나(shaken) 또는 굴려질(rolled) 때를 검출하기 위해 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214) 내에 포함될 수 있다. 저전력 가속도계들(228)은 디바이스(214)가 사용중이 아닌 동안 가속도계들(228)에 의한 전력 소비를 최소화하기 위해 이용될 수 있다. 도 31에서와 같이, 의도되지 않은 파워 업을 방지하기 위해 및/또는 디바이스 보안을 제공하기 위해, 하나 이상의 터치 센서들이 파워 업을 확인하기 위해 활성화될 수 있다. 예를 들면, 디바이스를 흔들거나 또는 굴릴 때, 디바이스(214)를 파워 업하기 위해 디바이스 디스플레이에 대한 특정 터치 시퀀스를 요청하는 스크린이 사용자에게 제공될 수 있다.

도 33은 밀봉형 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214) 내에서의 또 다른 대표적인 파워 업 동작을 도시한 다이어그램이다. 도 33에서, 열전 발전기(thermoelectric generator, TEG)(230)가 디바이스(214)를 파워 업하기 위해 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214) 내에 포함된다. TEG(230)는 사용자의 손가락 끝 또는 엄지손가락에 의해 인가된 열을 전기 에너지로 변환하는 열전 터치 디바이스이다. TEG(230)에 의해 생성된 전류는 능동 터치 센서(238)를 파워 업하기 위해 제 1 파워 업 회로(232)에 인가된다. 사용자가 능동 터치 센서(238)를 터치할 때, 각성(wake up) 신호(236)가 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)의 프로세싱 모듈 및 다른 구성요소들을 파워 업하기 위해 제 2 파워 업 회로(234)에 제공된다. 다른 실시예들에서, 능동 터치 센서(238)는 사용되지 않으며 TEG(230)에 의해 작동된 파워 업 회로(232)는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(214)를 직접 작동시킨다.

도 34는 다양한 무선 통신 긱법들을 지원하기 위해 마이크로셀로서 동작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 다이어그램이다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 다중 모드 RF 유닛들은 802.11 가능 랩탑 또는 다른 휴대용 컴퓨팅 디바이스(242)와 같은, 다수의 셀/스마트 전화기들 또는 다른 통신 디바이스들(240)을 지원할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 휴대 전화(240) 및 휴대 전화 타워(기지국)(248) 사이에서 음성 통화를 가능하게 하기 위해 특정 셀룰러 통신 기법, 예를 들면, 이동 통신들을 위한 글로벌 시스템(GSM), 범용 이동 전기통신 시스템(UMTS), 장기 진화(LTE), 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 또는 광대역 CDMA(WCDMA)(244)에 따라 동작시키기 위해 다중 모드 RF 유닛들(MMRFU 1) 중 하나를 구성할 수 있다. 이와 같이, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 제한된 영역에 셀룰러 서비스를 제공하는 마이크로셀 또는 펨토셀로서 기능할 수 있다.

또한, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 또한 기지국과 통신하기 위해 다수의 안테나들을 이용하도록 선택된 셀룰러 통신 기법에 따라 동작하기 위해 부가적인 다중 모드 RF 유닛들(MMRFU 2 및 MMRFU 3)을 구성할 수 있으며, 그에 의해 안테나 다이버시티(diversity)(246)를 제공한다. 안테나 다이버시티(246)는 다중경로 페이딩을 완화시킴으로써 신호 신뢰성을 증가시킬 수 있으며, 이것은 통상적으로 열악한 신호 신뢰성을 겪는 영역들에 유리하다.

또 다른 실시예에서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 WLAN 가능 서비스들을 위한 802.11 통신 세션을 지원하기 위해 다중 모드 RF 유닛들 중 하나를 구성할 수 있다. 이 실시예에서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 제한된 영역에 WLAN 액세스를 제공하는 마이크로셀 또는 펨토셀로서 기능한다. 어느 하나의 실시예에서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 서비스 제공자(셀룰러 또는 WLAN)에 대한 가입(subscription)을 수립하면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 특정 서비스 제공자에 대한 가입을 갖지 않는 통신 디바이스들에 셀룰러 또는 WLAN 서비스를 제공할 수 있을 것이다.

도 35는 다양한 통신 기법들을 지원하기 위해 마이크로셀로서 동작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 다이어그램이다. 다중 모드 RF 유닛들(MMRFU4) 중 하나 이상은 원격 셀룰러 기지국들(252) 또는 LAN 무선 라우터들과의 통신들을 위한 충분한 전력을 제공하기 위해 대형 패드 안테나(250)를 포함할 수 있다. 보다 작은 패드 안테나들은 예를 들면, 블루투스, 802.11 또는 NFC(근계 통신)를 사용한 통신 디바이스들(254)과의 단거리 통신을 용이하게 하기 위해 다른 다중 모드 RF 유닛들(MMRFU1)에 사용될 수 있다.

도 36은 휴대용 통신 디바이스 내에서의 다중 모드 RF 유닛의 대표적인 패드 안테나 구조의 다이어그램이다. 패드 안테나 구조는 송신/수신(Tx/Rx) 스위치(258)에 연결된 패드 안테나(256)를 포함한다. 송신 모드에서 동작할 때, 패드 안테나(256)는 Tx/Rx 스위치(258) 및 저 잡음 증폭기(LNA)(260)를 통해 인바운드 RF 신호들을 다중 모드 RF 유닛(MMRFU4)에 제공한다. 수신 모드에서 동작할 때, 아운바운드 신호들은 전력 증폭기(PA)(262) 및 Tx/Rx 스위치(258)를 통해 MMRFU4로부터 패드 안테나(256)로 제공된다.

도 37은 GSM 서비스 제공자가 이용가능하지 여부를 결정하기 위해(264) 휴대용 컴퓨팅 디바이스 스캔부터 시작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 의해 다양한 통신 기법들을 지원하는 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다. 만일 예(yes)라면, 방법은 휴대용 통신 디바이스가 GSM 서비스 제공자에 합류(즉, GSM 기지국에 등록하는)(270) 것 및 무선 통신 디바이스 및 GSM 기지국(272) 사이에서의 음성 통화 또는 데이터 통신을 지원하는 것을 계속한다. 만일 아니라면(no), 방법은 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 WLAN 서비스 제공자가 이용가능한지 여부를 결정하는(266) 것을 계속한다. 만일 예라면, 방법은 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 WLAN 서비스 제공자(270)에 등록하고 무선 통신 디바이스 및 WLAN(272) 사이에서의 음성 통화 또는 데이터 통신을 지원하는 것을 계속한다. 만일 아니라면, 방법은 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 임의의 다른 이용가능한 무선 서비스 제공자(268)에 대한 스캔을 계속한다. 또 다른 무선 서비스 제공자가 발견되면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 무선 서비스 제공자(270)에 등록하고 무선 통신 디바이스 및 무선 서비스 제공자(272) 사이에서의 음성 통화 또는 데이터 통신을 지원한다. 만일 어떤 다른 무선 서비스 제공자도 발견되지 않는다면, 방법이 반복된다.

도 38은 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 휴대용 컴퓨팅 디바이스(274)에 의해 지원된 셀룰러 서비스 제공자들의 리스트(n=0 ... n=N)를 포함한 탐색 테이블을 액세스하는 것부터 시작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 의해 다양한 통신 기법들을 지원하는 또 다른 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다. 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 그 후 테이블(n=1)(276)에서의 제 1 엔트리에 대해 인덱싱하고 제 1 엔트리(즉, GSM)(278)와 연관된 제 1 셀룰러 서비스 제공자로부터의 신호에 대해 스캔한다. 어떤 신호도 발견되지 않는다면, 방법은 n=N인지 여부를 결정하는(280) 것을 계속한다. 아니라면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 테이블(276)에서 다음 셀룰러 서비스 제공자를 결정하기 위해 n을 증분시키고 다음 셀룰러 서비스 제공자(278)로부터의 신호에 대해 스캔한다. 방법은 이용가능한 셀룰러 서비스 제공자가 발견되고 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 이용가능한 셀룰러 서비스 제공자(282)에 등록할 때까지 반복된다.

도 39는 안테나 다이버시티 릴레이를 제공하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284)의 일 실시예의 다이어그램이다. 상술된 바와 같이, 안테나 다이버시티는 다중경로 페이딩을 감소시키고, 그에 의해 신호 신뢰성을 향상시키며, 이는 보다 적은 드롭된 호출들을 야기할 수 있다. 다수의 다중 모드 RF 유닛들이 휴대 전화 타워(254)와 통신하도록 구성되는 실시예들에서, 휴대용 컴퓨팅 유닛(284)은 무선 통신 디바이스(286)(즉, 휴대 전화) 및 휴대 전화 타워(252) 사이에서의 셀룰러 음성/데이터 호출을 지원하기 위해 안테나 다이버시티 릴레이를 이용할 수 있다. 휴대 전화(286)는 하나의 다중 모드 RF 유닛(MMRFU3)을 통해 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284)와 무선으로 통신할 수 있고, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284)는 둘 이상의 부가적인 다중 모드 RF 유닛들(MMRFU1, MMRFU2, 및 MMRFU4)을 통해 휴대 전화 타워(254)와 무선으로 통신할 수 있다. 따라서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284)는 휴대 전화 타워(254) 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284) 및 휴대 전화(286)의 위치 사이에서의 신호 신뢰성을 향상시키기 위해 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284) 및 휴대 전화 타워(254) 사이에서의 다수의 안테나들을 사용하여, 휴대 전화(286) 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284) 사이에서의 송신들을 릴레이할 수 있다.

일 실시예에서, 휴대 전화(286) 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284)는 휴대 전화 타워(254)의 셀룰러 통신 기법(즉, GSM, 3G, 4G, LTE 등)을 사용하여 통신할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 휴대 전화(286) 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스(254)는 단거리 통신 기법(즉, 블루투스)을 사용하여 통신할 수 있는 반면, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284) 및 휴대 전화 타워(254)는 휴대 전화 타워(254)의 셀룰러 통신 기법을 사용하여 통신한다.

휴대 전화(286) 및 휴대 전화 타워(254) 간의 통신들은 도 40에 도시된 바와 같이, 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284)를 통해 릴레이된다. 휴대 전화(286)는 프로세싱 모듈(288), RF 섹션(290) 및 안테나(292)를 포함한다. 프로세싱 모듈(288)은 아웃바운드 디지털 신호를 생성하기 위해 특정 무선 통신 기법에 따라 아웃바운드 데이터를 처리하기 위한 디지털 송신기 기능들을 실행한다. 디지털 송신기 기능들은 이에 제한되지는 않지만, 스크램블링, 인코딩, 콘스텔레이션(constellation) 매핑, 및/또는 변조를 포함할 수 있다. 아웃바운드 디지털 신호는 아웃바운드 아날로그 기저대역(또는 저 IF) 신호를 생성하기 위해 디지털 도메인에서 아날로그 도메인으로 아웃바운드 디지털 신호를 변환하기 위한 디지털-아날로그 변환기(도시되지 않음)에 제공된다. RF 섹션(290)은 아웃바운드 아날로그 기저대역 신호를 RF 신호로 상향 변환하며, RF 섹션(290) 내의 전력 증폭기(PA)(294)는 아웃바운드 RF 신호를 생성하기 위해 RF 신호를 증폭시킨다. 아웃바운드 RF 신호는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284)로의 송신을 위해 Tx/Rx 스위치(298)를 통해 안테나에 제공된다.

휴대 전화(286)의 프로세싱 모듈(288)은 또한 휴대 전화(286) 및 휴대용 수신 디바이스(284) 사이에서 이용된 특정 무선 통신 기법에 따라 인바운드 신호로부터 데이터를 추출하기 위한 디지털 수신기 기능들을 실행한다. 예를 들면, 디지털 수신기 기능들은 이에 제한되지는 않지만, 복조, 콘스텔레이션 디매핑, 디코딩, 및/또는 디스크램블링을 포함할 수 있다. 인바운드 신호는 먼저 안테나(292)에 의해 수신되며 그 후 인바운드 기저대역(또는 저 IF) 신호로의 인바운드 RF 신호의 하향-변환을 위해 Tx/Rx 스위치(298) 및 저 잡음 증폭기(LNA)(296)를 통해 RF 섹션(290)에 제공된다. 인바운드 기저대역 신호는 프로세싱 모듈(288)에 제공되는 디지털 수신 포맷팅 데이터를 생성하기 위해 아날로그 도메인으로부터 디지털 도메인으로 변환된다.

휴대용 컴퓨팅 디바이스(284)에서, 인바운드 RF 신호들은 제 1 다중 모드 RF 유닛(MMRFU3)에 연결된 안테나(300)를 통해 휴대 전화로부터 수신된다. MMRFU3은 휴대 전화(286) 및 휴대용 컴퓨팅 디바이스(284) 사이에서의 통신 링크에 의해 이용된 특정 통신 기법(즉, GSM, LTE, 블루투스, 802.11 등)에 따라 동작하도록 구성된다. MMRFU3은 하나 이상의 저 잡음 증폭기들 및/또는 하나 이상의 인바운드 RF 대역통과 필터들을 포함한다. 포함된다면, 인바운드 RF 대역통과 필터는 인바운드 RF 신호를 필터링하고, 이것은 그 후 저 잡음 증폭기에 의해 증폭될 수 있다.

증폭된 인바운드 RF 신호는, RF 링크 인터페이스(302)와 함께, 휴대 전화(286)의 선택된 무선 통신 기법에 따르는 인바운드 RF 신호를 인바운드 RF 링크 신호로 변환하는 수신기 섹션에 제공된다. 수신기 섹션은 인바운드 RF 신호의 캐리어 주파수를 RF 링크 인터페이스(302)를 통해 RF 링크(304)로 출력되는 인바운드 RF 링크 신호의 캐리어 주파수로 조정하기 위해 상향-변환 프로세스 또는 하향 변환 프로세스를 수행할 수 있다. 각각의 MMRFU는 각각이 특정 무선 통신 기법을 위해 구성된, 다수의 수신기(및 송신기) 섹션들을 포함할 수 있다는 것을 주의하자.

인바운드 RF 링크 신호는 RF 링크(304)를 통해 프로세싱 모듈(310)에 송신되며, 이것은 프로세싱 모듈(310)의 RF 링크 인터페이스(302)를 통해 무선 통신 프로세싱 모듈(306)에 제공된다. 무선 통신 프로세싱 모듈(306)은 휴대 전화(286) 및 휴대용 수신 디바이스(284) 사이에 이용된 특정 무선 통신 기법에 따라 인바운드 RF 링크 신호로부터 데이터를 추출하기 위한 디지털 수신기 기능들을 실행한다. 무선 통신 프로세싱 모듈(306)은 그 후 아웃바운드 디지털 신호를 생성하기 위해 휴대 전화 타워(254)의 무선 통신 기법에 따라(즉, 다양한 디지털 송신기 기능들을 실행함으로써) 데이터를 처리한다. 예로서, 이에 제한되지 않지만, 다양한 디지털 송신기 기능들은 스크램블링, 펑처링(puncturing), 인코딩, 인터리빙, 콘스텔레이션 매핑, 변조, 주파수 확산(spreading), 주파수 홉핑(hopping), 빔성형, 공간-시간-블록 인코딩, 공간-주파수-블록 인코딩, 주파수 대 시간 도메인 변환, 및/또는 디지털 기저대역 대 중간 주파수 변환을 포함할 수 있다. 또한, 디지털 송신기 기능들은 아웃바운드 데이터를 단일 입력 단일 출력(SISO) 통신들을 위한 및/또는 다중 입력 단일 출력(MISO) 통신들을 위한 단일 아웃바운드 심볼 스트림으로 변환하는 것 및 아웃바운드 데이터를 단일 입력 다중 출력(SIMO)을 위한 및/또는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 통신들을 위한 다수의 아웃바운드 심볼 스트림들로 변환하는 것을 더 포함할 수 있다.

아웃바운드 디지털 신호는 또한 RF 링크(304)를 통한 다중 모드 RF 유닛들 중 하나 이상으로의 송신을 위해 RF 링크 인터페이스(302)에 의해 처리된다. 예를 들면, 아웃바운드 디지털 신호는 아웃바운드 RF 링크 신호를 생성하기 위해 특정 주파수로 상향-변환되거나 또는 하향-변환될 수 있다. 또한, 아웃바운드 RF 링크 신호는 아웃바운드 RF 링크 신호를 추가로 처리할 다중 모드 RF 유닛들 중 하나 이상을 식별하는 헤더 섹션을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 아웃바운드 디지털 신호는 이더넷 프로토콜, 충돌 회피 프로토콜 및/또는 또 다른 공유 매체 프로토콜을 사용하여 하나 이상의 패킷들로 송신될 수 있다. 또 다른 실시예에서, RF 링크(304) 상에서의 채널은 아웃바운드 디지털 신호를 하나 이상의 다중 모드 RF 유닛들로 송신하기 위해 할당될 수 있다. RF 링크 채널의 할당은 정적 할당 및/또는 동적 할당일 수 있다. 예를 들면, 특정 유형의 통신(예로서, WLAN 액세스, 셀룰러 음성, 셀룰러 데이터, 블루투스, 60 GHz)은 하나 이상의 채널들의 정적 할당을 가질 수 있지만, 또 다른 유형의 통신이 통신을 지원하는 각각의 다중 모드 RF 유닛에 대한 하나 이상의 채널들의 동적 할당을 가질 수 있다.

다중 모드 RF 유닛들의 각각은 RF 링크 인터페이스(302)를 통해 RF 링크(304)로부터 아웃바운드 디지털 신호를 수신하며, RF 링크 인터페이스(302)에 의한 임의의 필요한 변환 후, 그것이 아웃바운드 신호를 추가로 처리하는지 여부를 결정하기 위해 신호를 해석한다. 다중 모드 RF 유닛이 아웃바운드 신호를 추가로 처리할 때, 그것은 아웃바운드 신호를 휴대 전화(254)로의 송신을 위한 하나 이상의 아웃바운드 RF 신호들로 변환하기 위해 선택된 무선 통신 기법에 따라 스스로를 구성한다. 아웃바운드 디지털 신호를 다수의 MMRFU들로 송신함으로써, 안테나 다이버시티(308)가 아웃바운드 RF 신호들의 범위 및 신뢰성을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.

도 41은 다운로드가능한 부트 메모리 소프트웨어를 수신하기 위한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 블록도이다. 도 41에서, 각각의 다중 모드 RF 유닛(34)은 각각의 부트 메모리(312)에 연결되거나 또는 이를 포함한다. 또한, 무선 통신 프로토콜 모듈(50)은 또한 각각의 부트 메모리(312)에 연결된다. 각각의 부트 메모리(312)는 그에 관련된 다양한 통신 기법들 및 프로토콜들/표준들을 위한 부트 소프트웨어를 포함한다. 대표적인 실시예에서, 각각의 부트 메모리(312)는 비-휘발성 메모리이다.

각각의 부트 메모리(312)에서 부트 소프트웨어를 쉽게 업데이트하기 위해, 새로운 부트 메모리 소프트웨어가 임의의 수의 소스들(예로서, 인터넷, 다른 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 홈/사무실 네트워크, 무선 하드 드라이브 등)로부터 다중 모드 RF 유닛들(34) 중 하나를 통해 휴대용 컴퓨팅 디바이스로 다운로드될 수 있다. 새로운 부트 메모리 소프트웨어를 수신하는 다중 모드 RF 유닛(34)은 새로운 부트 메모리 소프트웨어를 RF 링크 인터페이스들(52) 및 RF 링크(30)를 통해 프로세싱 모듈(28)에 송신한다. 새로운 부트 메모리 소프트웨어를 수신하자마자, 프로세싱 모듈(28)은 무선 통신 프로세싱 모듈(50)에 연결된 부트 메모리(312)에 소프트웨어를 저장하며, 재부팅시, 그것들 각각의 부트 메모리들(312)에서의 저장을 위해 새로운 부트 소프트웨어를 모든 다중 모드 RF 유닛들(34) 밖으로 송신하도록 무선 통신 프로세싱 모듈(50)에 지시한다.

도 42는 휴대용 컴퓨팅 디바이스 내에서의 사용을 위한 부트 메모리의 일 실시예의 다이어그램이다. 무선 통신 프로세싱 모듈(314)을 위한 부트 메모리는 RF 링크 인터페이스 소프트웨어 업데이트들(316) 및 프로세싱 업데이트들(즉, 임의의 RF 무선 표준들)(318)을 위해 분할된다. 다중 모드 RF 유닛 부트 메모리(320)는 또한 RF 섹션 소프트웨어 업데이트들(320), RF 링크 인터페이스 소프트웨어 업데이트들(322) 및 프로세싱 업데이트들(324)(즉, 임의의 RF 무선 표준)을 위해 분할된다. 휴대용 컴퓨팅 유닛이 재부팅될 때마다, 무선 통신 프로세싱 모듈(314) 및 각각의 다중 모드 RF 유닛(320)은 그 각각의 부트 메모리로부터 최근의 부트 소프트웨어를 로딩한다. 이전 소프트웨어 버전들은 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 하드 드라이브 상에 저장될 수 있다.

도 43은 다운로드된 부트 메모리 소프트웨어를 수신하기 위한 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 블록 다이어그램이다. 도 43에서, 부트 메모리는 휴대용 컴퓨팅 디바이스의 하드 드라이브(326) 상에 존재하며, 데이터 링크(32)를 통해 무선 통신 프로세싱 모듈(50)에 그리고 RF 링크(30) 및 데이터 링크(32)를 통해 각각의 다중 모드 RF 유닛(34)에 액세스가능하다. 이 실시예에서, RF 링크 인터페이스 소프트웨어는 RF 링크 인터페이스 소프트웨어에 대해 어떤 업데이트들 또는 변화들도 이루어지지 않음을 보장하기 위해 하드 코딩된다.

도 44는 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 새로운 부트 소프트웨어가 이용가능한지 여부를 결정하는 것(328)부터 시작하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스로 부트 메모리 소프트웨어를 다운로드하기 위한 방법의 일 실시예의 논리 다이어그램이다. 만일 아니라면, 방법은 반복(330) 전에 미리 결정된 시간(즉, 시/날) 동안 타임 아웃한다. 만일 예라면, 방법은 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 중앙 부트 메모리(332)에서의 저장을 위해 다중 모드 RF 유닛을 통해 새로운 부트 소프트웨어를 다운로드하는 것을 계속한다.

방법은 그 후 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 사용자에게 재부팅하도록 요청하는 것 또는 휴대용 컴퓨팅 디바이스(334)의 자동 재시작을 수행하는 것으로 계속된다. 재부팅(336) 동안, 휴대용 컴퓨팅 디바이스는 새로운 무선 통신 프로세싱 모듈(WCP) 부트 소프트웨어가 부트 메모리(338)에 저장되는지 여부를 결정한다. 그렇다면, 무선 통신 프로세싱 모듈은 새로운 부트 소프트웨어(340)를 이용해 구성된다. 방법은 그 후 휴대용 컴퓨팅 디바이스가 새로운 다중 모드 RF 유닛(MMRFU) 부트 소프트웨어가 부트 메모리(342)에 저장되는지 여부를 결정하는 것으로 계속된다. 그렇다면, 무선 통신 프로세싱 모듈은 새로운 MMRFU 소프트웨어를 RF 링크를 통해 MMRFU의 로컬 메모리(344)에 송신하며, MMRFU들은 새로운 소프트웨어(346)를 이용해 구성된다.

여기에 사용될 수 있는 바와 같이, 용어들 "실질적으로" 및 "대략"은 그것의 대응하는 용어에 대한 산업-허용된 오차 및/또는 아이템들 간에 상대성을 제공한다. 이러한 산업-허용된 오차는 1 퍼센트 미만 내지 50 퍼센트에 이르며 이에 제한되지는 않지만, 구성요소 값들, 집적 회로 프로세스 변화들, 온도 변화들, 상승 및 하강 시간들, 및/또는 열 잡음에 대응한다. 아이템들 사이에서의 이러한 상대성은 수 퍼센트의 차이 내지 규모 차이들에 이른다. 또한 여기에 사용될 수 있는 바와 같이, 용어(들) "동작가능하게 연결된", "연결된", 및/또는 "연결"은 아이템들 간의 직접 연결 및/또는 중간 아이템(예로서, 아이템은 이에 제한되지 않지만 구성요소, 요소, 회로, 및/또는 모듈을 포함한다)을 통한 아이템들 간의 간접 연결을 포함하며, 여기에서, 간접 연결을 위해, 중간 아이템은 신호의 정보를 수정하지 않지만, 그것의 전류 레벨, 전압 레벨, 및/또는 전력 레벨을 조정할 수 있다. 여기에 추가로 사용될 수 있는 바와 같이, 추론된 연결(즉, 하나의 요소는 추론에 의해 또 다른 요소에 연결된다)은 "연결된"과 동일한 방식으로 두 개의 아이템들 사이에 직접 및 간접 연결을 포함한다. 또한 여기에 추가로 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "동작가능한" 또는 "동작가능하게 연결된"은 아이템이 활성화될 때, 그것의 대응하는 기능들 중 하나 이상을 수행하기 위해 전력 연결들, 입력(들), 출력(들) 등 중 하나 이상을 포함한다는 것을 나타내며 하나 이상의 다른 아이템들에 대한 추론된 연결을 더 포함할 수 있다. 여전히 여기에 추가로 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "와 연관된"은 또 다른 아이템 내에 내장되는 별개의 아이템들 및/또는 하나의 아이템의 직접 및/또는 간접 연결을 포함한다. 여기에 사용될 수 있는 바와 같이, 용어 "양호하게 비교하는"은 둘 이상의 아이템들, 신호들 등 간의 비교가 바람직한 관계를 제공한다는 것을 나타낸다. 예를 들면, 바람직한 관계가 신호(1)가 신호(2)보다 큰 크기를 가질 때, 양호한 비교는 신호(1)의 크기가 신호(2)의 것보다 클 때 또는 신호(2)의 크기가 신호(1)의 크기보다 작을 때 달성될 수 있다.

또한 여기에 사용될 수 있는 바와 같이, 용어들 "프로세싱 모듈", "프로세싱 회로", 및/또는 "프로세싱 유닛"은 단일 프로세싱 디바이스 또는 복수의 프로세싱 디바이스들일 수 있다. 이러한 프로세싱 디바이스는 마이크로프로세서, 마이크로-제어기, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 프로세싱 유닛, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이, 프로그램가능한 논리 디바이스, 상태 머신, 논리 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 회로의 하드 코딩 및/또는 동작 명령들에 기초하여 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조작하는 임의의 디바이스일 수 있다. 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛은 단일 메모리 디바이스, 복수의 메모리 디바이스들, 및/또는 또 다른 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛의 내장 회로일 수 있는, 메모리 및/또는 집적 메모리 소자일 수 있거나, 또는 이를 더 포함할 수 있다. 이러한 메모리 디바이스는 판독-전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비-휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 디바이스일 수 있다. 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛이 하나 이상의 프로세싱 디바이스를 포함한다면, 프로세싱 디바이스들은 중앙에 위치되거나(예로서, 유선 및/또는 무선 버스 구조를 통해 함께 직접 연결된) 또는 분산되어 위치될(예로서, 근거리 네트워크 및/또는 광역 네트워크를 통한 간접 연결을 통한 클라우드 컴퓨팅) 수 있다는 것을 주의하자. 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛이 상태 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 논리 회로를 통해 그것의 기능들 중 하나 이상을 구현한다면, 대응하는 동작 명령들을 저장하는 메모리 및/또는 메모리 소자는 상태 머신, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 논리 회로를 포함하는 회로 내에, 또는 그 외부에 내장될 수 있다는 것을 또한 주의하자. 도면들 중 하나 이상에 도시된 단계들 및/또는 기능들 중 적어도 일부에 대응하는 하드 코딩된 및/또는 동작 명령들을 메모리 소자가 저장할 수 있으며, 프로세싱 모듈, 모듈, 프로세싱 회로, 및/또는 프로세싱 유닛이 실행할 수 있다는 것을 또한 주의하자. 이러한 메모리 디바이스 또는 메모리 소자는 제조물에 포함될 수 있다.

본 발명은 특정 기능들 및 그 관계들의 성능을 도시한 방법 단계들의 도움으로 상술되었다. 이들 기능 구성 블록들 및 방법 단계들의 경계들 및 순서는 설명의 편리함을 위해 여기에 임의로 정의되었다. 대체 경계들 및 순서들이 특정된 기능들 및 관계들이 적절하게 수행되는 한 정의될 수 있다. 따라서 임의의 이러한 대체 경계들 또한 순서들은 청구된 발명의 범위 및 사상 내에 있다. 또한, 이들 기능 구성 블록들의 경계들은 설명의 편리함을 위해 임의로 정의되었다. 대체 경계들은 특정 중요한 기능들이 적절하게 수행되는 한 정의될 수 있다. 유사하게, 흐름도 블록들이 또한 특정 중요한 기능을 도시하기 위해 여기에 임의로 정의되었다. 사용된 정도로, 흐름도 블록 경계들 및 시퀀스가 달리 정의되며 여전히 특정 중요한 기능을 수행한다. 따라서 기능 구성 블록들 및 흐름도 블록들 및 시퀀스들 모두의 이러한 대안 정의들은 청구된 발명의 범위 및 사상 내에 있다. 이 기술분야의 평균 기술을 가진 자가 또한 여기에서의 기능 구성 블록들, 및 다른 예시적 블록들, 모듈들, 구성요소들이 예시된 바와 같이 또는 이상 구성요소들, 애플리케이션 특정 집적 회로들, 적절한 소프트웨어 등을 실행한 프로세서들 또는 그것의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

본 발명은 또한 하나 이상의 실시예들에 관하여 적어도 부분적 설명되었다. 본 발명의 일 실시예는 본 발명, 그 측면, 그 특징, 그 개념, 및/또는 그 예를 도시하기 위해 여기에 사용된다. 본 발명을 구체화한 장치, 제조물, 기계, 및/또는 프로세스의 물리적 실시예는 여기에 논의된 실시예들 중 하나 이상을 참조하여 설명된 측면들, 특징들, 개념들, 예들 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 도면으로부터, 실시예들은 동일하거나 또는 상이한 참조 부호들을 사용할 수 있는 동일하거나 또는 유사하게 명명된 기능들, 단계들, 모듈들 등을 포함할 수 있으며, 이와 같이, 기능들, 단계들, 모듈들 등은 동일하거나 또는 유사한 기능들, 단계들, 모듈들 등 또는 상이한 것들일 수 있다.

상술된 도면(들)에서 트랜지스터들은 전계 효과 트랜지스터들(FET들)로서 도시되지만, 이 기술분야의 숙련자들이 이해하는 바와 같이, 트랜지스터들은 이에 제한되지는 않지만, 쌍극, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터들(MOSFET), N-웰 트랜지스터들, P-웰 트랜지스터들, 강화 모드, 감소 모드, 및 제로 전압 임계(VT) 트랜지스터들을 포함하는 임의의 유형의 트랜지스터 구조를 사용하여 구현될 수 있다.

반대로 특정하게 서술되지 않는다면, 여기에 제공된 도면들 중 임의의 것의 도면에서의 요소들로, 로부터, 및/또는 그것들 간의 신호들은 아날로그 또는 디지털, 연속 시간 또는 이산 시간, 및 단일 종단 또는 차동일 수 있다. 예를 들면, 신호 경로가 단일 종단 경로로서 도시된다면, 그것은 또한 차동 신호 경로를 표현한다. 유사하게, 신호 경로가 차동 경로로서 도시된다면, 그것은 또한 단일 종단 신호 경로를 표현한다. 하나 이상의 특정 아키텍처들이 여기에 설명되지만, 이 기술분야에서 평범한 기술을 가진 자에 의해 인식된 바와 같이, 명확하게 도시되지 않은 하나 이상의 데이터 버스들, 요소들 간의 직접 연결, 및/또는 다른 요소들 간의 간접 연결을 사용하는 다른 아키텍처들이 마찬가지로 구현될 수 있다.

용어 "모듈"은 본 발명의 다양한 실시예들의 설명에 사용된다. 모듈은 여기에 설명될 수 있는 바와 같이 프로세싱 모듈, 기능 블록, 하드웨어, 및/또는 하나 이상의 기능들을 수행하기 위해 메모리 상에 저장된 소프트웨어를 포함한다. 모듈이 하드웨어를 통해 구현된다면, 하드웨어는 독립적으로 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 함께 동작할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 모듈은 하나 이상의 서브-모듈들을 포함할 수 있으며, 그 각각은 하나 이상의 모듈들일 수 있다.

본 발명의 다양한 기능들 및 특징들의 특정 조합들이 여기에 명확하게 설명되었지만, 이들 특징들 및 기능들의 다른 조합들이 마찬가지로 가능하다. 본 발명은 여기에 개시된 특정 예들에 제한되지 않으며 이들 다른 조합들을 명확하게 포함한다.

Claims (15)

1. 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 있어서,
   3-차원(3D) 터치 스크린으로서,
   2-차원(2D) 터치 스크린 섹션; 및
   복수의 무선 주파수(RF) 레이더 모듈들을 포함하는, 상기 3D 터치 스크린; 및
   코어 모듈로서,
   상기 3D 터치 스크린이 3D 모드에 있는지 또는 2D 모드에 있는지 여부를 결정하고;
   상기 3D 터치 스크린이 상기 3D 모드에 있는 경우:
   상기 복수의 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상을 통해 하나 이상의 레이더 신호들을 수신하며; 및
   3D 입력 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석(interpret)하도록 동작가능한, 상기 코어 모듈을 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
2. 청구항 1에 있어서,
   유선 RF 링크로서,
   상기 복수의 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상이 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 생성하고;
   상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들이 하나 이상의 인바운드(inbound) RF 링크 레이더 신호들로 변환되고;
   상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들이 상기 유선 RF 링크를 통해 상기 코어 모듈에 전달되며;
   상기 코어 모듈은 상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들을 상기 하나 이상의 레이더 신호들로 변환하는, 상기 유선 RF 링크를 더 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
3. 청구항 1에 있어서,
   유선 RF 링크; 및
   상기 유선 RF 링크에 동작가능하게 연결된 복수의 다중-모드 RF 유닛들로서, 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들은 상기 복수의 RF 레이더 모듈들을 포함하는, 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들을 더 포함하며,
   상기 코어 모듈은:
   상기 유선 RF 링크를 통해 제 1 주파수 대역에서 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들 중 하나 이상과 제어 정보를 통신하고;
   상기 유선 RF 링크를 통해 제 2 주파수 대역에서 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들 중 하나 이상과 무선 통신의 데이터를 통신하며; 및
   상기 유선 RF 링크를 통해 제 3 주파수 대역에서 상기 복수의 다중-모드 RF 유닛들에 클럭(clock) 정보를 통신하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 복수의 RF 레이더 모듈들 중 상기 하나 이상이 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 생성하는 것;
   상기 다중 모드 RF 유닛들 중 하나 이상이 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들로 변환하는 것으로서, 상기 하나 이상의 인바운드 RF 링크 레이더 신호들은 상기 제 2 주파수 대역에서 또는 제 4 주파수 대역에서 상기 유선 RF 링크를 통해 상기 코어 모듈에 통신되는, 상기 변환하는 것을 더 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하는 상기 코어 모듈은:
   상기 하나 이상의 레이더 신호들에 기초하여 상기 2D 터치 스크린 섹션의 x-y 좌표 시스템에 대하여 오브젝트(object)의 x, y, z 좌표들을 생성하는 것;
   시간 기간(period)에 걸친 상기 오브젝트의 상기 x, y, z 좌표들의 변화들에 기초하여 상기 오브젝트의 모션(motion)을 결정하는 것; 및
   상기 모션에 기초하여 상기 3D 입력 신호를 생성하는 것을 더 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 무선 RF 레이더 모듈들은:
   아웃바운드(outbound) RF 레이더 신호를 송신하도록 동작가능한 RF 레이더 송신기 모듈; 및
   상기 3D 터치 스크린 내에서 그리드(grid) 방식으로 위치되는 복수의 RF 레이더 수신기 모듈들로서, 상기 복수의 RF 레이더 수신기 모듈들 중 하나의 RF 레이더 수신 모듈은 인바운드 RF 레이더 신호를 생성하기 위해 상기 오브젝트로부터의 상기 아웃바운드 RF 레이더 신호의 반사를 수신하는, 상기 복수의 RF 레이더 수신기 모듈들을 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 무선 RF 레이더 모듈들은:
   상기 3D 터치 스크린 내에서 그리드 방식으로 위치되는 복수의 RF 레이더 수신기 안테나들 및 복수의 RF 레이더 송신기 안테나들로서, 상기 복수의 RF 레이더 송신기 안테나들의 RF 레이더 송신기 안테나들 중 하나 이상은 하나 이상의 아웃바운드 RF 레이더 신호들을 송신하며, 상기 복수의 RF 레이더 수신기 안테나들의 하나 이상의 RF 레이더 수신 안테나들은 하나 이상의 인바운드 RF 레이더 신호들을 생성하기 위해 상기 오브젝트로부터의 상기 하나 이상의 아웃바운드 RF 레이더 신호들의 하나 이상의 반사들을 수신하는, 상기 복수의 RF 레이더 수신기 안테나들 및 복수의 RF 레이더 송신기 안테나들을 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어 모듈은 또한:
   상기 3D 터치 스크린이 상기 2D 모드에 있는 경우:
   상기 2D 터치 스크린 섹션으로부터 2D 신호를 수신하며; 및
   2D 입력 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하도록 동작가능한, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
9. 휴대용 컴퓨팅 디바이스에 있어서,
   복수의 수평-대-수평(horizon-to-horizon) 무선 주파수(RF) 레이더 모듈들을 포함하는 3-차원(3D) 터치 스크린; 및
   코어 모듈로서:
   상기 복수의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈들로부터 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 수신하며; 및
   3D 입력 신호 또는 2-차원(2D) 입력 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 해석하도록 동작가능한, 상기 코어 모듈을 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하는 상기 코어 모듈은:
    상기 하나 이상의 레이더 신호들에 기초하여 상기 3D 터치 스크린의 표면상에서 원점(origin)에 대하여 오브젝트의 x, y, z 좌표들을 생성하는 것;
    상기 x, y, z 좌표들 중 상기 z 좌표가 0에 가까운 경우, 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들이 상기 2D 입력 신호에 대응한다고 결정하는 것; 및
    상기 z 좌표가 0에 가깝지 않은 경우, 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들이 상기 3D 입력 신호에 대응한다고 결정하는 것을 더 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이더 신호들을 해석하는 상기 코어 모듈은:
    시간 기간에 걸친 상기 오브젝트의 상기 x, y, z 좌표들의 변화들에 기초하여 상기 오브젝트의 모션을 결정하는 것; 및
    상기 모션에 기초하여 상기 3D 입력 신호를 생성하는 것을 더 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 수평-대-수평 무선 RF 레이더 모듈들 중 하나의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈은:
    트랜시버(transceiver) 모듈로서,
    레이더 송신 신호를 생성하고;
    성형된(shaped) 레이더 수신 신호를 수신하도록 동작가능한, 상기 트랜시버 모듈;
    성형(shaping) 모듈로서,
    아웃바운드 레이더 신호를 생성하기 위해 제어 신호에 따라 상기 레이더 송신 신호를 성형하고;
    상기 성형된 레이더 수신 신호를 생성하기 위해 상기 제어 신호에 따라 인바운드 레이더 신호를 성형하도록 동작가능한, 상기 성형 모듈; 및
    복수의 나선형 코일들 및 안테나를 포함하는 안테나 구조로서, 상기 안테나에 대하여, 상기 복수의 나선형 코일들은 유효 접시(effective dish)를 제공하고 상기 유효 접시 안테나는 상기 아웃바운드 레이더 신호를 송신하며 상기 인바운드 레이더 신호를 수신하는, 상기 안테나 구조를 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
13. 청구항 12에 있어서,
    안테나 구조 동조(tuning) 제어 신호를 생성하도록 더 동작가능한 상기 코어 모듈을 더 포함하며,
    상기 안테나 구조는 상기 수평-대-수평 RF 레이더 모듈의 스캔 영역을 동조시키기 위해 상기 안테나 구조 동조 제어 신호에 따라 상기 복수의 나선형 코일들의 상기 유효 접시를 조정하도록 동작가능한, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
14. 청구항 9에 있어서,
    오브젝트를 검출하도록 동작가능한 상기 복수의 수평-대-수평 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상;
    상기 오브젝트가 제스처 오브젝트(gesturing object)인지 여부를 결정하도록 동작가능한 상기 코어 모듈; 및
    상기 오브젝트가 상기 제스터 오브젝트인 경우:
    상기 3D 터치 스크린의 표면상에서 원점에 대하여 상기 오브젝트의 x, y, z 좌표들을 결정하도록 동작가능한 상기 코어 모듈; 및
    상기 오브젝트의 제스처가 상기 2D 입력 신호 또는 상기 3D 입력 신호에 대응하는 때를 결정하기 위해 상기 오브젝트의 상기 x, y, z 좌표들을 해석하도록 동작가능한 상기 코어 모듈을 더 포함하는, 휴대용 컴퓨팅 디바이스.
15. 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 위한 코어 모듈에 있어서,
    프로세싱 모듈; 및
    상기 프로세싱 모듈에 동작가능하게 연결된 무선 주파수(RF) 링크 인터페이스를 포함하며,
    상기 프로세싱 모듈은,
    상기 RF 링크 인터페이스에서, 복수의 RF 레이더 모듈들 중 하나 이상을 통해 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 수신하며,
    3-차원(3D) 입력 신호 또는 2-차원(2D) 입력 신호를 생성하기 위해 상기 하나 이상의 RF 레이더 신호들을 해석하도록 동작가능한, 코어 모듈.

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