KR20130069345A - 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 무선 전력 수신기에게 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법이 개시된다. 본 발명에 의한 제어 방법은, 상기 적어도 하나의 무선 전력 수신기와의 통신에 이용할 탐색 채널을 설정하는 단계, 상기 탐색 채널에서 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나를 검출하는 단계 및 이종 통신과의 충돌 회피하면서, 상기 검출 결과에 기초하여 상기 탐색 채널을 통신 채널로 결정할지를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

무선 전력 송신기 및 그 제어 방법 { WIRELESS POWER TRANSMITTER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF }

본 발명은 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 소정의 방식으로 통신할 수 있는 무선 전력 송신기 및 제어 방법에 관한 것이다.

휴대전화 또는 PDA(Personal Digital Assistants) 등과 같은 이동 단말기는 그 특성상 재충전이 가능한 배터리로 구동되며, 이러한 배터리를 충전하기 위해서는 별도의 충전 장치를 이용하여 이동단말기의 배터리에 전기 에너지를 공급한다. 통상적으로 충전장치와 배터리에는 외부에 각각 별도의 접촉 단자가 구성되어 있어서 이를 서로 접촉시킴으로 인하여 충전장치와 배터리를 전기적으로 연결한다.

하지만, 이와 같은 접촉식 충전방식은 접촉 단자가 외부에 돌출되어 있으므로, 이물질에 의한 오염이 쉽고 이러한 이유로 배터리 충전이 올바르게 수행되지 않는 문제점이 발생한다. 또한 접촉 단자가 습기에 노출되는 경우에도 충전이 올바르게 수행되지 않는다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 무선 충전 또는 무접점 충전 기술이 개발되어 최근 많은 전자 기기에 활용되고 있다.

이러한 무선충전 기술은 무선 전력 송수신을 이용한 것으로서, 예를 들어 휴대폰을 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고, 단지 충전 패드에 올려놓기만하면 자동으로 배터리가 충전이 될 수 있는 시스템이다. 일반적으로 무선 전동 칫솔이나 무선 전기 면도기 등으로 일반인들에게 알려져 있다. 이러한 무선충전 기술은 전자제품을 무선으로 충전함으로써 방수 기능을 높일 수 있고, 유선 충전기가 필요하지 않으므로 전자 기기 휴대성을 높일 수 있는 장점이 있으며, 다가오는 전기차 시대에도 관련 기술이 크게 발전할 것으로 전망된다.

이러한 무선 충전 기술에는 크게 코일을 이용한 전자기 유도방식과, 공진(Resonance)을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사(RF/Micro Wave Radiation) 방식이 있다.

현재까지는 전자기 유도를 이용한 방식이 주류를 이루고 있으나, 최근 국내외에서 마이크로파를 이용하여 수십 미터 거리에서 무선으로 전력을 전송하는 실험에 성공하고 있어, 가까운 미래에는 언제 어디서나 전선 없이 모든 전자제품을 무선으로 충전하는 세상이 열릴 것으로 보인다.

전자기 유도에 의한 전력 전송 방법은 1차 코일과 2차 코일 간의 전력을 전송하는 방식이다. 코일에 자석을 움직이면 유도 전류가 발생하는데, 이를 이용하여 송신단에서 자기장을 발생시키고 수신단에서 자기장의 변화에 따라 전류가 유도되어 에너지를 만들어 낸다. 이러한 현상을 자기 유도 현상이라고 일컬으며 이를 이용한 전력 전송 방법은 에너지 전송 효율이 뛰어나다.

공진 방식은, 2005년 MIT의 Soljacic 교수가 Coupled Mode Theory로 공진 방식 전력 전송 원리를 사용하여 충전장치와 몇 미터(m)나 떨어져 있어도 전기가 무선으로 전달되는 시스템을 발표했다. MIT팀의 무선 충전시스템은 공명(resonance)이란 소리굽쇠를 울리면 옆에 있는 와인잔도 그와 같은 진동수로 울리는 물리학 개념을 이용한 것이다. 연구팀은 소리를 공명시키는 대신, 전기 에너지를 담은 전자기파를 공명시켰다. 공명된 전기 에너지는 공진 주파수를 가진 기기가 존재할 경우에만 직접 전달되고 사용되지 않는 부분은 공기 중으로 퍼지는 대신 전자장으로 재흡수되기 때문에 다른 전자파와는 달리 주변의 기계나 신체에는 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다.

한편, 무선 충전 방식에 대한 연구는 근자에 들어서 활발하게 진행되고 있으며, 그 무선 충전 순위, 무선 전력 송/수신기의 검색, 무선 전력 송/수신기 사이의 통신 주파수 선택, 무선 전력 조정, 매칭 회로의 선택, 하나의 충전 싸이클에서의 각각의 무선 전력 수신기에 대한 통신 시간 분배 등에 대한 표준은 제언되고 있지 않다. 특히, 무선 전력 송신기가 무선 전력 수신기와 통신을 수행하는 채널을 결정하는 구성과 관련한 기술 개발이 요청된다.

본 발명은 무선 전력 송/수신기 동작의 전반에 대한 표준을 제언함과 동시에, 상술한 채널 결정 구성과 관련한 기술 개발 요청에 응답하여 안출된 것이다. 특히, 본 발명은 무선 전력 송신기가 이종 통신 채널과의 충돌을 최소화하면서 통신 채널을 선택하도록 하는 구성을 제공한다.

상술한 바를 달성하기 위한 적어도 하나의 무선 전력 수신기에게 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 적어도 하나의 무선 전력 수신기와의 통신에 이용할 탐색 채널을 설정하는 단계, 상기 탐색 채널에서 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나를 검출하는 단계 및 이종 통신과의 충돌 회피하면서, 상기 검출 결과에 기초하여 상기 탐색 채널을 통신 채널로 결정할지를 판단하는 단계를 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 의한 적어도 하나의 무선 전력 수신기에게 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신기는, 상기 적어도 하나의 무선 전력 수신기와의 통신에 이용할 탐색 채널을 설정하는 제어부 및 상기 탐색 채널에서 신호를 수신하는 통신부를 포함하고, 상기 제어부는, 수신되는 상기 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나를 검출하고, 이종 통신과의 충돌 회피하면서, 상기 검출 결과에 기초하여 상기 탐색 채널을 통신 채널로 결정할지를 판단한다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따라서, 무선 전력 송신기가 이종 통신 채널과의 충돌을 최소화하면서 무선 전력 수신기와의 통신을 위한 채널을 선택하는 구성이 제공된다. 특히, 근자와 같이 wi-fi가 광범위하게 형성된 통신 환경에서, 무선 전력 송신기는 wi-fi와의 충돌을 최소화하면서 통신 채널을 선택할 수 있다.

도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 채널 선택 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3b는 무선 전력 수신기 및 wi-fi 통신 방식 사이의 사용 주파수 비교를 위한 개념도이다.
도 3c는 무선 전력 송신기가 탐색을 수행하는 순서에 관한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 채널 결정 과정을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 다양한 실시 예에 의한 채널 결정 과정을 설명하기 위한 흐름도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 채널 탐색 결과 테이블이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 다양한 실시 예에 의한 통신 채널 결정 과정을 설명하기 위한 흐름도들이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 네트워크 시스템의 개념도이다.
도 9b는 도 9a의 구현 예에 의한 수행 결과이다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 무선 충전 시스템 동작 전반을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 충전 시스템은 무선 전력 송신기(100) 및 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)를 포함한다.

무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 무선으로 각각 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기(100)는 소정의 인증절차를 수행한 인증된 무선 전력 수신기에 대하여서만 무선으로 전력(1-1,1-2,1-n)을 송신할 수 있다.

무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 전기적 연결을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 전자기파 형태의 무선 전력을 송신할 수 있다.

한편, 무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)와 양방향 통신을 수행할 수 있다. 여기에서 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 소정의 프레임으로 구성된 패킷(2-1,2-2,2-n)을 처리하거나 송수신할 수 있다. 상술한 프레임에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 무선 전력 수신기는 특히, 이동통신단말기, PDA, PMP, 스마트폰 등으로 구현될 수 있다.

무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)로 무선으로 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)에 전력을 전송할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 공진 방식을 채택한 경우, 무선 전력 송신기(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,1110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 30m 이하일 수 있다. 또한 무선 전력 송신기(100)가 전자기 유도 방식을 채택한 경우, 전력제공장치(100)와 복수 개의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 사이의 거리는 바람직하게는 10cm 이하일 수 있다.

무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내부에 구비된 배터리의 충전을 수행할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기 상태 정보 또는 무선 전력 송신기(100) 제어 정보 등을 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다. 상기의 송신 신호의 정보에 관하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.

또한 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)는 각각의 충전상태를 나타내는 메시지를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다.

무선 전력 송신기(100)는 디스플레이와 같은 표시수단을 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각으로부터 수신한 메시지에 기초하여 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n)가 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수도 있다.

무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기(110-1,110-2,110-n) 각각에 무선 충전 기능을 디스에이블(disabled)하도록 하는 제어 신호를 송신할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 충전 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신한 무선 전력 수신기는 무선 충전 기능을 디스에이블할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기의 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(200)는 전력 송신부(211), 제어부(212) 및 통신부(213)를 포함할 수 있다. 또한 무선 전력 수신기(250)는 전력 수신부(251), 제어부(252) 및 통신부(253)를 포함할 수 있다.

전력 송신부(211)는 무선 전력 송신기(200)가 요구하는 전력을 제공할 수 있으며, 무선으로 무선 전력 수신기(250)에 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 전력 송신부(211)는 교류 파형의 형태로 전력을 공급할 수 있으며, 직류 파형의 형태로 전력을 공급하면서 이를 인버터를 이용하여 교류 파형으로 변환하여 교류 파형의 형태로 공급할 수도 있다. 전력 송신부(211)는 내장된 배터리의 형태로 구현될 수도 있으며, 또는 전력 수신 인터페이스의 형태로 구현되어 외부로부터 전력을 수신하여 다른 구성 요소에 공급하는 형태로도 구현될 수 있다. 전력 송신부(211)는 일정한 교류 파형의 전력을 제공할 수 있는 수단이라면 제한이 없다는 것은 당업자가 용이하게 이해할 것이다.

아울러, 전력 송신부(211)는 교류 파형을 전자기파 형태로 무선 전력 수신기(250)로 제공할 수 있다. 전력 송신부(211)는 추가적으로 루프 코일을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 소정의 전자기파를 송신 또는 수신할 수 있다. 전력 송신부(211)가 루프 코일로 구현되는 경우, 루프 코일의 인덕턴스(L)는 변경가능할 수도 있다. 한편 전력 송신부(211)는 전자기파를 송수신할 수 있는 수단이라면 제한이 없는 것은 당업자는 용이하게 이해할 것이다.

제어부(212)는 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 저장부(미도시)로부터 독출한 제어에 요구되는 알고리즘, 프로그램 또는 어플리케이션을 이용하여 무선 전력 송신기(200)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(212)는 CPU, 마이크로프로세서, 미니 컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다. 제어부(212)의 세부 동작과 관련하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.

통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)와 소정의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 통신부(253)와 NFC(near field communication), Zigbee 통신, 적외선 통신, 가시광선 통신 등을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 통신부(213)는 IEEE802.15.4 방식의 Zigbee 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 아울러, 통신부(213)는 CSMA/CA 알고리즘을 이용할 수 있다. 통신부(213)가 이용하는 주파수 및 채널 선택에 관한 구성은 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 한편, 상술한 통신 방식은 단순히 예시적인 것이며, 본원 발명은 통신부(213)에서 수행하는 특정 통신 방식에 의하여 그 권리범위가 한정되지 않는다.

한편, 통신부(213)는 무선 전력 송신기(200)의 정보에 대한 신호를 송신할 수 있다. 여기에서, 통신부(213)는 상기 신호를 유니캐스트(unicast), 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. 표 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기(200)로부터 송신되는 알림 신호의 프레임 구조이다. 무선 전력 송신기(200)는 하기의 프레임을 가지는 신호를 기설정된 주기마다 송신할 수 있으며, 상기 신호는 이하에서는 Notice 신호로 명명될 수도 있다.

frame type protocol version sequence number network ID RX to Report(schedule mask) Reserved Number of Rx Notice 4bit 1 Byte 1Byte 1Byte 5bit 3bit

표 1에서의 frame type은 신호의 타입을 지시하는 필드로, 표 1에서는 해당 신호가 Notice 신호임을 지시한다. protocol version 필드는, 통신 방식의 프로토콜의 종류를 지시하는 필드로, 예를 들어 4bit가 할당될 수 있다. sequence number 필드는, 해당 신호의 순차적인 순서를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. sequence number는, 예를 들어 신호의 송수신 단계에 대응하여 1씩 증가될 수 있다. network ID 필드는, 무선 전력 송신기(200)의 네트워크 식별자(network ID)를 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. Rx to Report(schedule mask) 필드는, 무선 전력 송신기(200)로 보고를 수행할 무선 전력 수신기들을 지시하는 필드로, 예를 들어 1Byte가 할당될 수 있다. 표 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 Rx to Report(schedule mask) 필드이다.

Rx to Report(schedule mask) Rx1 Rx2 Rx3 Rx4 Rx5 Rx6 Rx7 Rx8 1 0 0 0 0 1 1 1

여기에서, Rx1 내지 Rx8은 무선 전력 수신기 1 내지 8에 대응할 수 있다. Rx to Report(schedule mask) 필드는 스케쥴 마스크의 번호가 1로 표시된 무선 전력 수신기가 보고를 수행하도록 구현될 수 있다.

Reserved 필드는, 향후의 이용을 위하여 예약된 필드로 예를 들어 5Byte가 할당될 수 있다. Number of Rx 필드는, 무선 전력 송신기(200)의 주위의 무선 전력 수신기의 개수를 지시하는 필드로, 예를 들어 3bit가 할당될 수 있다.

한편, 표 1의 프레임 형식의 신호는 IEEE802.15.4 형식의 프레임 구조 중 WPT에 할당되는 형식으로 구현될 수 있다. 표 3은 IEEE802.15.4의 프레임 구조이다.

Preamble SFD Frame Length WPT CRC16

표 3과 같이, IEEE802.15.4의 프레임 구조는 Preamble, SFD, Frame Length, WPT, CRC16 필드를 포함할 수 있으며, 표 1과 같은 프레임 구조는 WPT 필드에 포함될 수 있다.

통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)로부터 전력 정보를 수신할 수 있다. 여기에서 전력 정보는 무선 전력 수신기(250)의 용량, 배터리 잔량, 충전 횟수, 사용량, 배터리 용량, 배터리 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 통신부(213)는 무선 전력 수신기(250)의 충전 기능을 제어하는 충전 기능 제어 신호를 송신할 수 있다. 충전 기능 제어 신호는 특정 무선 전력 수신기(250)의 무선 전력 수신부(251)를 제어하여 충전 기능을 인에이블(enabled) 또는 디스에이블(disabled)하게 하는 제어 신호일 수 있다.

통신부(213)는 무선 전력 수신기(250) 뿐만 아니라, 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 통신부(213)는 다른 무선 전력 송신기로부터 상술한 표 1의 프레임의 Notice 신호를 수신할 수 있다.

제어부(212)는 통신부(213)로부터 입력된 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호에 기초하여 무선 전력 수신기(250)의 통신 과정에서 이용할 채널을 결정할 수 있다. 제어부(212)는 예를 들어 다른 무선 전력 송신기(미도시)로부터의 신호의 RSSI 또는 에너지 레벨에 기초하여 통신 과정에서 이용할 채널을 결정할 수 있다. 특히, 제어부(212)는 다른 무선 전력 송신기(미도시) 또는 예를 들어 wi-fi와 같은 이종 통신 채널과의 충돌을 피할 수 있는 채널을 결정할 수 있으며, 이에 대하여서는 보다 상세하게 후술하도록 한다.

한편, 도 2에서는 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 상이한 하드웨어로 구성되어 무선 전력 송신기(200)가 아웃-밴드(out-band) 형식으로 통신되는 것과 같이 도시되었지만, 이는 예시적인 것이다. 본 발명은 전력 송신부(211) 및 통신부(213)가 하나의 하드웨어로 구현되어 무선 전력 송신기(200)가 인-밴드(in-band) 형식으로 통신을 수행할 수도 있다.

도 3a는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 채널 선택 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기의 통신부는 외부로부터 입력되는 전자기파 에너지를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기는 입력된 전자기파의 검색된 에너지 레벨(ED level)을 탐색할 수 있다(S301).

또한, 무선 전력 송신기는 다른 무선 전력 송신기로부터 주기적으로 송신되는 신호, 예를 들어 Notice 신호를 수신할 수 있다. 무선 전력 송신기는 수신된 신호의 RSSI를 탐색할 수 있다(S302).

무선 전력 송신기는 에너지 레벨 탐색 및 RSSI 탐색 중 적어도 하나의 결과에 기초하여 다른 무선 전력 송신기가 이용하는 채널 또는 이종 통신이 이용하는 채널과의 충돌을 회피할 수 있는 통신 채널을 선택할 수 있다(S303). 무선 전력 송신기는 ED 레벨 및 RSSI를 각 채널별로 측정하여 통신 채널을 결정할 수 있다.

예를 들어, 무선 전력 송신기는 에너지 레벨 또는 RSSI 탐색 결과가 가장 작은 탐색 채널을 통신 채널로 결정할 수 있다. 특히, 본원 발명에 의한 무선 전력 송신기는 QPSK 변조 방식에 기초하여 상대적으로 넓은 범위의 주파수에 대하여 에너지 레벨을 탐색할 수 있다. 아울러, 에너지 레벨을 탐색함에 따라서 변조 여부를 불문하고 통신 채널이 효과적으로 결정될 수 있다.

무선 전력 송신기는 특정 채널에서 입력된 ED 레벨이 기설정된 임계값 이상인 경우에는, 해당 채널을 통신 채널로 이용하지 않을 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 특정 채널에서 수신된 신호의 RSSI가 기설정된 임계값 이상인 경우에는, 해당 채널을 통신 채널로 이용하지 않을 수 있다.

한편, 무선 전력 송신기는 예를 들어 IEEE 802.15.4 방식에 기초하여 통신을 수행할 수 있으며, 상기의 IEEE 802.15.4 방식은 채널 11 내지 채널 26을 가진다. IEEE 802.15.4 방식에서의 채널 및 주파수간의 관계는 표 4와 같다. 표 4에서의 주파수 단위는 kHZ이다.

주파수 2405 2410 2415 2420 2425 2430 2435 2440 2445 2450 2455 2460 2465 2470 2475 2480 채널 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

무선 전력 송신기는 상기의 ED 레벨 탐색 및 RSSI 탐색을 채널 11, 채널 24, 채널 15, 채널 20의 순서대로 수행할 수 있다. 근자의 무선 전력 수신기, 예를 들어 스마트폰은 무선 전력 송신기와의 통신을 위한 통신 모듈과는 별개로, wi-fi 통신 모듈을 포함한다. wi-fi 통신 방식은 도 3b와 같은 주파수를 이용한다. 도 3b는 무선 전력 수신기 및 wi-fi 통신 방식 사이의 사용 주파수 비교를 위한 개념도이다.

도 3b의 상측은 표 1과 같은 주파수 및 채널을 이용하는 IEEE 802.15.4. 방식의 개념도이다. 상측 그래프에는 표 4와 같이, IEEE 802.15.4. 방식의 주파수 및 채널 사이의 관계가 도시되어 있다.

도 3b의 하측은 wi-fi, 예를 들어 IEEE802.11TM 2007에서 이용하는 주파수의 개념도이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, wi-fi의 채널 1(311)은 약 2402 내지 2422 kHz 주파수를 이용한다. 아울러, wi-fi의 채널 6(312)은 약 2427 내지 2447 kHz 주파수를 이용하며, wi-fi의 채널 11(313)은 약 2452 내지 2472 kHz의 주파수를 이용한다.

즉, wi-fi의 이용 주파수에 해당하지 않거나(321,322), 비교적 약한 크기의 wi-fi 신호에 해당하는 IEEE 802.15.4. 방식의 채널은 채널 11, 15, 20, 24인 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 채널 11, 15, 20, 24에 대하여 ED 레벨 탐색 및 RSSI 탐색 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 채널 26은 미국 규정과 관련하여 제외될 수 있다. 무선 전력 송신기는 우선적으로 채널 11 또는 24에 대하여 ED 또는 RSSI를 탐색할 수 있다. 이는, 채널 11 또는 24가 wi-fi 채널들의 종단에 위치하여, 간섭이 최소화되는 채널이기 때문이다.

도 3c는 무선 전력 송신기가 탐색을 수행하는 순서에 관한 개념도이다. 무선 전력 송신기는 채널 11(331)을 탐색하고, 채널 24(332)를 탐색하며, 채널 15(333)를 탐색하고, 채널 20(334)을 탐색할 수 있다. 무선 전력 송신기가 탐색을 수행하는 시작 채널은 변경될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서는, 무선 전력 송신기가 우선적으로 채널11(331)을 탐색하고, 이후에 채널 24(332)를 탐색하는 방식, 즉 이전 탐색 채널로부터 가장 멀리 이격된 채널을 탐색하는 방식으로 탐색되는 채널의 순서가 결정될 수 있다. 한편, 초기 탐색 채널은 랜덤(random)하게 결정될 수 있다.

상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신기는 이종 통신 또는 다른 무선 전력 송신기가 이용하는 통신 채널과의 충돌을 최소화할 수 있는 채널을 통신 채널로 결정할 수 있다. 특히, 무선 전력 송신기는 IEEE802.15.4에서 정의된 16가지 채널 중 채널 11,15,20,24를 이용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기는 직류 전력 공급부(410), 인버터부(420), 신호 매칭부(430), 무선 전력 송신부(440), 제어부(450), 통신부(460) 및 표시부(470)를 포함할 수 있다.

직류 전력 공급부(410)는 무선 전력 수신기에 공급할 전력을 직류 파형의 형태로 제공할 수 있다. 직류 전력 공급부(410)는 직류 전력을 제공하는 수단, 예를 들어 배터리와 같은 수단으로 구현될 수도 있으며, 또는 외부로부터 교류 전력을 입력받아 소정의 변환 과정을 통하여 직류의 전력을 제공하는 구성으로 구현될 수도 있다. 한편, 직류 전력 공급부(410)의 인가 전압(Vdd)은 제어부(450)의 제어에 의하여 변경될 수 있다.

인버터부(420)는, 직류 전력 공급부(410)로부터 입력된 직류 전력을 교류 파형으로 변환할 수 있다. 인버터부(420)는 공지된 인버터로 구현될 수 있으며, 인버터부(420)의 전력 주파수(fs) 또는 듀티 사이클(τ)은 제어부(450)의 제어에 의하여 변경될 수 있다.

신호 매칭부(430)는 인버터부(420)로부터 출력되는 교류 전력과 무선 전력 송신부(440)과의 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.

무선 전력 송신부(440)는 임피던스 매칭된 교류 전력을 무선 전력 수신기에 전자기파의 형태로 공급할 수 있다.

통신부(460)는 적어도 하나의 무선 전력 수신기로부터, 무선 전력 수신기 각각의 전력 관리 정보 또는 무선 전력 공급기(400)의 제어 정보를 포함하는 전력 정보를 수신할 수 있다. 통신부(460)는 무선 전력 송신기(400)의 네트워크 아이디(network ID)를 포함하는 Notice 신호를 주기적으로 송신할 수 있다. 이 경우, 통신부(460)는 특정한 수신 대상에게 네트워크 아이디를 송신하는 것이 아니라, Notice 신호를 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. 또는 통신부(460)는 주변의 또 다른 무선 전력 수신기로부터의 Notice 신호를 수신할 수도 있다. 통신부(460)는 채널을 변경하여 소정 신호의 송/수신을 수행할 수 있다. 통신부(460)의 송/수신 채널은 제어부(450)에서 결정되며, 결정 과정은 도 3a 내지 3b에서 설명한 바와 같다.

또한 통신부(460)는 주변으로부터 입력되는 에너지를 검출할 수 있다(energy detection, ED). 통신부(460)는 다른 무선 전력 송신기로부터 Notice 신호를 입력받을 수 있으며, 제어부(450)는 Notice 신호의 RSSI를 판단할 수도 있다.

한편, 제어부(450)는 통신부(460)에서 수신된 전력 정보를 분석하여 송신 전력을 조정할 수 있다. 아울러, 제어부(450)는 ED, RSSI, 다른 무선 전력 송신기의 네트워크 ID 등에 기초하여, 통신부(460)가 이용하는 채널을 결정할 수 있다. 아울러, 제어부(460)는 무선 전력 송신기(400)의 네트워크 ID를 생성할 수도 있다.

표시부(470)는 입력받은 그래픽 데이터를 사용자가 식별할 수 있도록 출력할 수 있다. 표시부(470)로는 LCD(liquid crystal display), LED 어레이(light emitting diode array) 등이 사용될 수 있다. 표시부(470)는 수신 대상/비대상 무선 전력 수신기를 표시할 수 있다. 또한 표시부(470)는 각각의 무선 전력 수신기 별 식별자 및 이에 대응하는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 표시부(470)는 무선 전력 송신기(400)가 이용하는 채널 정보를 표시할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 채널 결정 과정을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 5의 실시 예에서는 무선 전력 송신기의 제어부(501) 및 통신부(502)와, 제 1 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기(503,504)와, 제 2 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기(505)가 존재하는 상황을 상정하도록 한다.

사용자(500)는 무선 전력 송신기의 제어부(501)를 구동할 수 있다(S511). 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 무선 전력 송신기의 통신부(502)를 초기화하고, 채널을 세팅할 수 있다(S512). 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 탐색할 채널을 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 예를 들어, IEEE 802.15.4 방식에서의 채널 11을 초기 탐색 채널로 선택할 수 있다.

제 1 채널, 예를 들어 IEEE 802.15.4 방식에서의 채널 11을 이용하는 다른 무선 전력 송신기(503,504)는 주기적으로 Notice 신호를 송신한다(S513,S515). 다른 무선 전력 송신기(503,504)가 송신하는 Notice 신호는 표 1의 프레임 구조를 가질 수 있으며, network ID 필드에 각각의 네트워크 ID 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 다른 무선 전력 송신기(503)는 A의 네트워크 ID를 가지며, 다른 무선 전력 송신기(504)는 B의 네트워크 ID를 가진다. 무선 전력 송신기(503)는 network ID 필드에 A의 정보를 포함시켜, Notice 신호를 무선 전력 송신기의 통신부(502)에 송신한다(S513). 무선 전력 송신기(504)는 network ID 필드에 B의 정보를 포함시켜, Notice 신호를 무선 전력 송신기의 통신부(502)에 송신한다(S515). 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 Notice 신호들을 분석하여, 다른 무선 전력 송신기들(503,504)이 각각 A 및 B의 네트워크 ID를 가지는 것을 파악한다(S514,S516).

무선 전력 송신기의 제어부(501)는 채널 결정 여부를 판단할 수 있다(S517). 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 다른 무선 전력 송신기(503,504)로부터 수신되는 Notice 신호의 RSSI 또는 간섭 신호의 RSSI를 파악하거나, 또는 제 1 채널에 입력되는 에너지 레벨을 파악할 수 있다. 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 RSSI 값 및 에너지 레벨 값 중 적어도 하나에 기초하여 채널 결정 여부를 판단할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 제 1 채널을 통신 채널로 결정할지 여부를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기의 제어부(501)가 채널 결정 여부를 판단하는 구성은 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 도 5의 실시 예에서는, 무선 전력 송신기의 제어부(501)가 제 1 채널을 통신 채널로 결정하지 않은 상황을 상정하도록 한다.

무선 전력 송신기의 제어부(501)는 탐색 채널을 변경하도록 무선 전력 송신기의 통신부(502)를 제어할 수 있다(S518). 무선 전력 송신기의 통신부(502)는 제어부(501)의 제어에 따라서, 제 1 채널로부터 제 2 채널로 탐색 채널을 변경할 수 있다. 여기에서 제 2 채널은, IEEE 802.15.4 방식에서의 채널 24일 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 도 3c와 같은 기설정된 순서에 기초하여 탐색 채널을 변경할 수 있다.

제 2 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기(505)는 C의 네트워크 ID를 가진다. 다른 무선 전력 송신기(505)는 network ID 필드에 C의 정보를 포함시켜, Notice 신호를 송신한다(S519). 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 Notice 신호를 분석하여, 다른 무선 전력 송신기(505)가 C의 네트워크 ID를 가지는 것을 파악한다(S520). 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 채널 결정 여부를 판단할 수 있다(S521). 도 5의 실시 예에서는, 무선 전력 송신기의 제어부(501)가 제 2 채널을 통신 채널로 결정하는 경우를 상정하도록 한다.

무선 전력 송신기의 제어부(501)는 제 2 채널을 통신 채널로 결정하여 고정하고, 무선 전력 송신기의 네트워크 ID를 생성하고, 생성된 네트워크 ID의 중복 여부를 판단(DAD, duplicated address detection)할 수 있다(S522). 네트워크 ID는 무선 전력 시스템에 대한 성형 네트워크(star network)에서 이용될 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 생성된 네트워크 ID가 다른 무선 전력 송신기의 네트워크 ID와 중복되는지 여부를 판단할 수 있다. 이하에서는 네트워크 ID 중복 여부 판단을 DAD(duplicated address detection)이라고 명명할 수도 있다. 만약, 무선 전력 송신기의 네트워크 ID가 다른 무선 전력 송신기의 네트워크 ID와 중복되는 경우에는, 신규 네트워크 ID를 재생성할 수 있다. 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 D의 네트워크 ID를 생성한다.

무선 전력 송신기의 제어부(501)는 D의 네트워크 ID를 network ID 필드에 포함시켜 Notice 신호를 생성할 수 있다(S523,S525). 아울러, 무선 전력 송신기의 제어부(501)는 Notice 신호를 제 2 채널의 다른 무선 전력 송신기(505)로 송신하도록 무선 전력 송신기의 통신부(502)를 제어할 수 있다(S524,S526). 예를 들어, 무선 전력 송신기의 통신부(502)는 Notice 신호를 기설정된 주기로 브로드캐스트할 수 있다.

한편, 무선 전력 송신기의 통신부(502)는 다른 채널, 예를 들어 채널 1의 다른 무선 전력 송신기(503,504)들로부터 Notice 신호를 수신할 수 있다. 여기에서, 무선 전력 송신기의 통신부(502)는 제어부(501)의 제어에 따라서 적어도 3 사이클 동안 해당 채널에서 Notice 신호의 수신을 대기할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기의 통신부(502)가 다른 무선 전력 송신기로부터 Notice 신호를 수신하지 못하여도, 최소한 3 사이클 동안 해당 채널에서 대기할 수 있다.

도 6a 및 6b는 본 발명의 다양한 실시 예에 의한 채널 결정 과정을 설명하기 위한 흐름도들이다.

도 6a에서, 무선 전력 송신기는 구동 시에 탐색 채널을 초기화할 수 있다(S601). 무선 전력 송신기는 초기 탐색 채널을 결정할 수 있으며, 탐색 채널의 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나를 탐색할 수 있다(S603). 무선 전력 송신기는 탐색 채널의 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나를 판단 기준으로 결정할 수 있다.

무선 전력 송신기는 탐색 채널의 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S605). 탐색 채널의 탐색 채널의 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나의 크기가 크다는 것은, 해당 채널이 다른 무선 전력 송신기 또는 이종 통신에 의하여 붐비는 것을 의미한다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 탐색 채널의 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 미만인 경우(S605-Y), 탐색 채널을 통신에 이용할 통신 채널로 고정할 수 있다(S613).

한편, 탐색 채널의 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 이상인 경우(S605-N), 무선 전력 송신기는 모든 채널에 대하여 탐색을 수행하였는지 여부를 판단할 수 있다(S607). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 IEEE 802.15.4 방식의 채널 11, 채널 24, 채널 15, 채널 20을 모두 탐색하였는지 여부를 판단할 수 있다.

무선 전력 송신기는 모든 채널에 대하여 탐색을 수행하지 않은 경우에는(S607-N), 무선 전력 송신기는 탐색 채널을 이동할 수 있다(S609). 예를 들어, 최초 탐색 채널이 IEEE 802.15.4 방식의 채널 11인 경우에는, 탐색 채널을 IEEE 802.15.4 방식의 채널 24로 변경할 수 있다. 무선 전력 송신기는 예를 들어 도 3c의 기설정된 순서에 기초하여 탐색 채널을 변경할 수 있다.

한편, 무선 전력 송신기는 모든 채널에 대하여 탐색을 수행한 경우(S607-Y), 무선 전력 송신기는 기설정된 임계값을 증가할 수 있다(S611). 무선 전력 송신기가 모든 채널에 대하여 탐색을 수행하고도 통신 채널을 결정하지 못한 경우에는, 기설정된 임계값이 상대적으로 낮게 설정된 것으로 판단하여 증가시킬 수 있다.

상술한 과정에 따라서, 통신 채널이 결정되어 고정되면(S613), 무선 전력 송신기는 네트워크 ID를 생성할 수 있다(S613). 아울러, DAD 여부를 판단할 수 있다 (S617). 네트워크 ID가 중복되는 경우(S617-Y), 무선 전력 송신기는 네트워크 ID를 재생성할 수 있다. 네트워크 ID가 중복되지 않는 경우에는(S617-N), 무선 전력 송신기는 네트워크를 시작할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 네트워크 시작과 함께 Notice 신호를 송신할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 의한 무선 전력 송신기는 모든 채널을 탐색하지 않으면서, 기설정된 조건을 만족하는 채널이 탐색된 경우에 곧바로 통신 채널로 결정하는 구성을 채택한다.

한편, 도 6a에 의한 실시 예와는 대조적으로, 도 6b에 의한 실시 예는 모든 채널을 탐색하는 구성을 채택한다.

무선 전력 송신기는 구동 시에 탐색 채널을 초기화할 수 있다(S601). 무선 전력 송신기는 초기 탐색 채널을 결정할 수 있으며, 탐색 채널의 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나를 탐색할 수 있다(S603). 무선 전력 송신기는 탐색 채널의 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나를 판단 기준으로 결정할 수 있다.

무선 전력 송신기는 탐색 결과를 기록하여, 채널 탐색 결과 테이블을 갱신할 수 있다(S625). 아울러, 무선 전력 송신기는 모든 채널에 대하여 탐색이 수행되어, 채널 탐색 결과 테이블이 완성된 지 여부를 판단할 수 있다(S627). 채널 탐색 결과 테이블이 완성되지 않은 경우(S627-N), 즉 모든 채널에 대하여 탐색이 수행되지 않은 경우에는, 탐색 채널을 이동할 수 있다(S629). 무선 전력 송신기는 이동된 탐색 채널에 대하여 RSSI 및 에너지 레벨 중 적어도 하나를 탐색할 수 있다.

상술한 과정에 의하여 채널 탐색 결과 테이블이 완성된 경우에는(S627-Y), 통신 채널을 결정하여 고정할 수 있다(S631). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 RSSI 값이 가장 낮은 채널을 통신 채널로 결정하거나, 또는 에너지 레벨 값이 가장 낮은 채널을 통신 채널로 결정할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 RSSI 값 또는 에너지 레벨 중 하나를 판단 기준으로 설정하여 통신 채널을 결정할 수 있다. 또는 무선 전력 송신기는 RSSI 값 및 에너지 레벨을 동시에 이용하여 통신 채널을 결정할 수도 있다. 또는 무선 전력 송신기는 RSSI를 분석하여, 해당 채널을 이용하는 무선 전력 송신기의 개수를 판단하여 통신 채널을 결정할 수도 있다.

통신 채널이 결정되어 고정되면(S631), 무선 전력 송신기는 네트워크 ID 생성(S615), DAD 수행(S617) 및 네트워크 시작(S619)을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기는 통신 채널을 결정하는 데에 모든 채널을 탐색할 수도 있으며, 또는 일부 채널만을 탐색하고도 결정할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 채널 탐색 결과 테이블이다. 채널 탐색 결과 테이블은 각각의 채널 번호, 주소(address), RSSI와 Nosie level 즉 ED 레벨에 대한 데이터를 포함할 수 있다.

도 8a 및 8b는 본 발명의 다양한 실시 예에 의한 통신 채널 결정 과정을 설명하기 위한 흐름도들이다. 도 8a 및 8b의 실시 예에서는, 무선 전력 송신기가 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수 및 에너지 레벨에 기초하여 통신 채널을 결정하는 상황을 상정한 것이다. 특히, 도 8a 및 8b의 실시 예에서, 무선 전력 송신기는 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수를 에너지 레벨에 우선하여 판단 기준으로 결정한다.

도 8a에서, 무선 전력 송신기는 탐색 채널을 초기화할 수 있다(S801). 무선 전력 송신기는 초기 탐색 채널의 RSSI를 탐색할 수 있으며(S803), 탐색 결과에 기초하여 해당 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수를 파악할 수 있다.

무선 전력 송신기는 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수가 기설정된 임계값, 예를 들어 3개 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S805). 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수가 기설정된 임계값 미만인 경우에는, 무선 전력 송신기는 해당 탐색 채널을 통신 채널로 결정하여 고정할 수 있다(S821).

탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수가 기설정된 임계값 이상인 경우에는(S805-N), 무선 전력 송신기가 모든 채널에 대하여 탐색을 수행하였는지 여부를 판단할 수 있다(S807).

무선 전력 송신기가 모든 채널에 대하여 탐색을 수행하지 않은 경우에는(S807-N), 무선 전력 송신기는 탐색 채널을 다른 채널로 변경할 수 있다(S809). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 3c의 기설정된 순서에 기초하여 탐색 채널을 변경할 수 있다.

한편, 무선 전력 송신기가 모든 채널에 대하여 탐색을 수행한 경우에는(S807-Y), 무선 전력 송신기는 에너지 레벨을 탐색할 수 있다(S811). 무선 전력 송신기는 수행중이던 탐색 채널의 에너지 레벨을 탐색할 수 있거나 또는 탐색 채널을 초기화하여 에너지 레벨을 탐색할 수도 있다.

무선 전력 송신기는, 탐색 채널의 에너지 레벨이 기설정된 임계값 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S813). 탐색 채널의 에너지 레벨이 기설정된 임계값 미만인 경우(S813-Y), 무선 전력 송신기는 해당 탐색 채널을 통신 채널로 결정하고 고정할 수 있다(S821).

한편, 탐색 채널의 에너지 레벨이 기설정된 임계값 이상인 경우(S813-N), 무선 전력 송신기는 모든 채널에 대하여 탐색을 수행하였는지 여부를 판단할 수 있다(S815).

무선 전력 송신기가 모든 채널에 대하여 탐색을 수행하지 않은 경우에는(S815-N), 무선 전력 송신기는 탐색 채널을 다른 채널로 변경할 수 있다(S817). 예를 들어, 무선 전력 송신기는 도 3c의 기설정된 순서에 기초하여 탐색 채널을 변경할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기가 모든 채널에 대하여 탐색을 수행한 경우에는(S815-Y), 무선 전력 송신기는 임계값을 증가시켜서 상술한 구성을 반복할 수 있다(S819).

물론, 무선 전력 송신기는 모든 채널에 대하여 탐색을 수행하지 않은 경우(S807-N), 기설정된 임계값을 증가시킬 수도 있는 변경 실시 예의 구현 또한 가능하다.

상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신기는 통신을 수행할 통신 채널을 결정하고, 고유의 네트워크 ID를 생성할 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 시스템의 예시 및 네트워크 실행 결과에 대하여 검토하도록 한다.

도 8b는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도이다.

무선 전력 송신기는 모든 채널에 대하여 에너지 레벨 및 RSSI 값을 탐색하여, 채널 탐색 결과 테이블을 완성한다(S831).

무선 전력 송신기는 채널 탐색 결과 테이블에서, RSSI 값에 기초하여 각 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수를 파악할 수 있다. 무선 전력 송신기는 해당 채널을 이용하는 무선 전력 송신기의 개수가 최소인 채널이 있는 경우(S833-Y), 해당 채널을 통신 채널로 결정한다(S835). 한편, 해당 채널을 이용하는 무선 전력 송신기의 개수가 최소인 채널이 복수 개인 경우(S833-N), 채널들 중 에너지 레벨이 최소인 채널을 통신 채널로 결정한다(S837).

도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 네트워크 시스템의 개념도이다. 본 발명의 실시 예에 의한 네트워크 시스템(900)은 무선 전력 송신기(910), 무선 전력 수신기(920) 및 wi-fi 중계기(930)를 포함한다. 한편, 무선 전력 수신기(920)는 wi-fi 통신 모듈(921) 및 무선 충전용 통신 모듈(922)을 포함한다. 여기에서 wi-fi 통신은 예를 들어 100Mbps UDP 패킷 전송 방식을 이용할 수 있으며, 무선 충전용 통신은 예를 들어 IEEE802.15.4 방식의 채널 24의 주파수로 250kbps의 패킷 전송 방식을 이용할 수 있다.

도 9b는 도 9a의 구현 예에 의한 수행 결과이다. 도 9b의 표에서, WPT는 무선 전력 송신을 의미한다. 도 9b는 일반 사무실 환경에서의 수행 결과이다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 송신 실패 회수는 무선 전력 수신기가 존재하지 않는 경우와 무선 전력 수신기가 5개 존재하는 경우에 각각 3034회 및 6193회이며, 이에 대응하는 송신 실패율은 0.002337% 및 0.004546%임을 확인할 수 있다. 상기의 결과에 기초하여 본 발명에 의한 채널 결정 방식은 양질의 통신 결과를 획득할 수 있음을 확인할 수 있다. 아울러, 무선 충전 통신이 wi-fi 통신에 영향을 미치지 않음 또한 확인할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (34)

  1. 적어도 하나의 무선 전력 수신기에게 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무선 전력 수신기와의 통신에 이용할 탐색 채널을 설정하는 단계;
    상기 탐색 채널에서 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나를 검출하는 단계; 및
    이종 통신과의 충돌 회피하면서, 상기 검출 결과에 기초하여 상기 탐색 채널을 통신 채널로 결정할지를 판단하는 단계;를 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 채널로 결정할지를 판단하는 단계는,
    상기 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 미만인지를 판단하는 단계; 및
    상기 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 미만이면, 상기 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 이상인 경우에는, 상기 탐색 채널을 다른 채널로 변경하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    변경된 탐색 채널들 전부에서 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 이상인 경우에는, 상기 기설정된 임계값을 증가시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    탐색 채널에서 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 상기 증가된 기설정된 임계값 미만인지를 판단하는 단계; 및
    상기 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 미만이면, 상기 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 채널로 결정할지를 판단하는 단계는,
    상기 탐색 채널을 변경하여 모든 탐색 채널에 대하여 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나를 검출하는 단계; 및
    상기 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 최소인 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  7. 제 3 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 탐색 채널을 설정하는 단계는,
    IEEE 802.15.4 방식의 채널 11, 채널 15, 채널 20 및 채널 24 중 하나를 상기 탐색 채널로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 탐색 채널의 변경은 채널 11, 채널 24, 채널 15 및 채널 20의 순서로 변경하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탐색 채널은 wi-fi 사용 채널과의 충돌을 회피하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐색 채널로부터 수신되는 신호는, 다른 무선 전력 송신기로부터 수신되는 알림 신호인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다른 무선 전력 송신기로부터 수신되는 알림 신호에 기초하여 상기 무선 전력 송신기의 네트워크 ID를 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 네트워크 ID는 상기 다른 무선 전력 송신기의 네트워크 ID와 상이한 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 생성된 네트워크 ID를 포함하는 알림 신호를 생성하여 송신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 알림 신호는, 프로토콜 버전 정보, 시퀀스 넘버, 네트워크 ID, 보고를 수행할 무선 전력 수신기에 대한 정보 및 관리하는 무선 전력 수신기의 개수에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호를 분석하여 상기 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 탐색 채널을 통신 채널로 결정할지를 판단하는 단계는,
    상기 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수가 기설정된 개수 미만인 경우, 상기 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 탐색 채널을 통신 채널로 결정할지를 판단하는 단계는,
    상기 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수가 기설정된 개수 이상인 경우, 상기 에너지 레벨이 기설정된 임계값 미만인 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  18. 적어도 하나의 무선 전력 수신기에게 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무선 전력 수신기와의 통신에 이용할 탐색 채널을 설정하는 제어부; 및
    상기 탐색 채널에서 신호를 수신하는 통신부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 수신되는 상기 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나를 검출하고, 이종 통신과의 충돌 회피하면서, 상기 검출 결과에 기초하여 상기 탐색 채널을 통신 채널로 결정할지를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 미만인지를 판단하고, 상기 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 미만이면, 상기 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 이상인 경우에는, 상기 탐색 채널을 다른 채널로 변경하는것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제어부는 변경된 탐색 채널들 전부에서 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 이상인 경우에는, 상기 기설정된 임계값을 증가시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제어부는, 탐색 채널에서 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 상기 증가된 기설정된 임계값 미만인지를 판단하며, 상기 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 기설정된 임계값 미만이면, 상기 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 탐색 채널을 변경하여 모든 탐색 채널에 대하여 수신되는 신호의 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 에너지 레벨 및 RSSI 값 중 적어도 하나가 최소인 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  24. 제 20 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 제어부는, IEEE 802.15.4 방식의 채널 11, 채널 15, 채널 20 및 채널 24 중 하나를 상기 탐색 채널로 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 탐색 채널의 변경은 채널 11, 채널 24, 채널 15 및 채널 20의 순서로 변경하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 탐색 채널은 wi-fi 사용 채널과의 충돌을 회피하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 탐색 채널로부터 수신되는 신호는, 다른 무선 전력 송신기로부터 수신되는 알림 신호인 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 다른 무선 전력 송신기로부터 수신되는 알림 신호에 기초하여 상기 무선 전력 송신기의 네트워크 ID를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 네트워크 ID는 상기 다른 무선 전력 송신기의 네트워크 ID와 상이한 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 생성된 네트워크 ID를 포함하는 알림 신호를 생성하여 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 알림 신호는, 프로토콜 버전 정보, 시퀀스 넘버, 네트워크 ID, 보고를 수행할 무선 전력 수신기에 대한 정보 및 관리하는 무선 전력 수신기의 개수에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  32. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 신호를 분석하여 상기 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수가 기설정된 개수 미만인 경우, 상기 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 탐색 채널을 이용하는 다른 무선 전력 송신기의 개수가 기설정된 개수 이상인 경우, 상기 에너지 레벨이 기설정된 임계값 미만인 탐색 채널을 상기 통신 채널로 결정하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신기.
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