KR20160108412A - 감지 및 동적 전송을 위한 안테나 커플링 - Google Patents
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Abstract
여기에 개시된 무선 전송 시스템은 송신기-수신기 쌍을 포함한다. 유전체 객체가 송신기-수신기 쌍에 접근할 때, 전송된 반송파의 신호 강도가 수신기에서 증가한다. 이에 응답하여, 송신기의 송신 전력은 동적으로 감소될 수 있다. 유전체 객체가 송신기-수신기 쌍으로부터 멀리 이동할 때, 반송파의 신호 강도가 수신기에서 감소한다. 이에 응답하여, 송신기의 송신 전력은 동적으로 증가될 수 있다.
Description
본 발명은 감지 및 동적 전송을 위한 안테나 커플링에 관한 것이다.
소비자 전자 디바이스는 무선 주파수(RF; radio frequency) 전자기장을 사용하는 무선 통신 회로를 구비할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 이동 전화 RF 대역, WiFi 네트워크 RF 대역, GPS RF 대역 등에서 RF 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이러한 디바이스를 사용할 때 RF 방사선의 해로운 레벨로부터 사람들을 보호하기 위해, 정부 기관은 태블릿 컴퓨터 및 이동 전화와 같은 일부 무선 전자 디바이스로부터의 RF 송신 전력을 제한하는 규정을 부과하였다. 그러나, RF 송신 전력을 감소시키는 것은 일부 전자 디바이스에서 디바이스 특징의 성능을 눈에 띄게 감소시킬 수 있다.
여기에 기재되고 청구되는 구현은, 수신기에서 반송파의 신호 강도의 검출된 변경에 응답하여 반송파의 송신 전력을 조정하는 무선 전송 시스템을 제공함으로써 전술한 바에 대처한다. 디바이스 성능을 실질적으로 손상시키지 않고서 정부에서 부과한 RF 송신 제한을 충족시키도록, 전자 디바이스는 전송되는 RF 반송파의 조정가능한 신호 강도를 가능하게 하는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전송되는 RF 반송파의 신호 강도는, 근접 센서가 반송파 송신 소스에 매우 근접한 사람 또는 다른 유전체 바디를 검출할 때에 동적으로 감소될 수 있다.
이 요약은 상세한 설명에서 아래에 더 기재되는 개념의 선택을 단순화된 형태로 소개하고자 제공된 것이다. 이 요약은 청구 내용의 핵심 특징 또는 본질적인 특징을 나타내고자 하는 것이 아니며, 청구 내용의 범위를 한정하는데 사용되고자 하는 것도 아니다.
다른 구현도 또한 여기에 기재되고 인용된다.
도 1은 수신기에서 반송파의 신호 강도의 검출된 변경에 응답하여 전송된 반송파의 동적 전력 조정을 제공하는 예시적인 전자 디바이스를 예시한다.
도 2는 동적 송신 전력 조정을 위한 메커니즘을 이용하는 무선 전송 시스템에 대한 예시적인 전기 컴포넌트 및 데이터 플로우를 예시한다.
도 3은 동적 송신 전력 조정을 이용하는 무선 전송 시스템에 대한 예시적인 전기 컴포넌트 및 데이터 플로우를 예시한다.
도 4는 동적 송신 전력 조정을 이용하는 무선 전송 시스템에 대한 예시적인 동작을 예시한다.
도 2는 동적 송신 전력 조정을 위한 메커니즘을 이용하는 무선 전송 시스템에 대한 예시적인 전기 컴포넌트 및 데이터 플로우를 예시한다.
도 3은 동적 송신 전력 조정을 이용하는 무선 전송 시스템에 대한 예시적인 전기 컴포넌트 및 데이터 플로우를 예시한다.
도 4는 동적 송신 전력 조정을 이용하는 무선 전송 시스템에 대한 예시적인 동작을 예시한다.
일부 관할에서는 전자 디바이스 제조자에게 최대 에너지 흡수 제한을 부과하는 전자파 인체 흡수율(SAR; specific absorption rate) 표준이 마련되어 있다. 이들 표준은 송신 무선 주파수(RF) 안테나의 주어진 거리 내의 임의의 특정 포인트에서 방출될 수 있는 전자기 방사선의 양에 제한을 둔다. 사용자가 송신 안테나 근처에 신체 부분을 둘 것 같은 경우에, 디바이스로부터 수 센티미터(예컨대, 0-3 센티미터) 내의 거리에서의 방사선 제한에 특별한 주의를 기울인다. 이러한 제한은, 유전체 바디(예컨대, 사람 신체 부분)가 송신기 부근에서 검출될 때에 전송되는 반송파 신호 강도를 감소시킴으로써 충족될 수 있다.
개시된 기술의 구현은 근처의 수신기에서 수신된 반송파의 신호 강도의 검출된 변경에 응답하여 전송되는 반송파의 전력을 동적으로 변경하는 전자 디바이스를 제공한다. 전자 디바이스 근방에 있는 사용자는 전송되는 반송파에 검출가능한 방식으로 영향을 미치며, 전자 디바이스의 성능을 실질적으로 손상시키지 않고서 SAR 표준에 따름을 보장하는 동적 전력 변경을 가능하게 한다.
도 1은 수신기에서의 반송파의 신호 강도의 검출된 변경에 응답하여 전송되는 반송파의 동적 전력 조정을 제공하는 예시적인 전자 디바이스(100)를 예시한다. 전자 디바이스(100)는 한정없이, RF 반송파의 전송을 위한 무선 통신 회로를 포함하는 태블릿 컴퓨터, 랩톱, 이동 전화, PDA, 휴대 전화, 스마트 폰, 블루레이(Blu-Ray) 플레이어, 게임 시스템, 웨어러블(wearble) 컴퓨터, 또는 임의의 다른 디바이스일 수 있다. 전자 디바이스(100)는 반송파를 전송하는 RF 송신기(102)(송신 안테나를 포함함)를 포함한다. 하나의 구현에서, 반송파는 이동 전화 RF 송신 범위의 주파수(예컨대, 수백 메가헤르츠(MHz))를 갖는다. 다른 구현도 또한 고려해볼 수 있다. 예시된 구현에서, 전자 디바이스(100)는 이동 전화 RF 능력을 갖는 태블릿 컴퓨터를 나타낸다.
전자 디바이스는 또한, RF 송신기(102)에 의해 전송된 반송파를 포함하는 주파수 범위의 무선 전송을 검출할 수 있는 RF 수신기(104)(수신 안테나를 포함함)를 포함한다. 하나의 구현에서, RF 송신기(102)는 이동 전화 RF 주파수에서 방사하는 능동 안테나(active antenna)를 나타내고, RF 수신기(104)는 RF 송신기(102)에 대해 위치된 기생(parasitic) 안테나를 나타낸다. 예를 들어, RF 수신기(104)는, RF 송신기(102)와 전자 디바이스(100)의 외부 표면 사이에 위치되고, 전자 디바이스(100)의 표면에 위치되고, 그리고/또는 RF 송신기(102)에 매우 근접하게 위치될 수 있다. 이 방식으로, RF 수신기(104)는 RF 송신기(102)로부터 나오는 RF 신호(예컨대, 반송파)의 존재시 여기된다. 다른 주파수가 유사한 구성으로 채용될 수 있다.
RF 송신기(102)로부터 RF 수신기(104)에 의한 신호의 수신은, RF 수신기(104)에 대한 유전체 바디(예컨대, 사람 신체 부분)의 근접도(proximity)에 의해 영향받을 수 있다. 이 영향은 RF 송신기(102)로부터 나오는 RF 장 내의 유전체 바디의 존재로부터의 결과이며, 유전체 바디는 RF 수신기(104)와 RF 송신기(102) 사이의 커플링(coupling)을 변경한다. RF 송신기(102)에 의해 송신되고 RF 수신기(104)에 의해 수신된 반송파에 대한 베이스라인 신호 강도 레벨을 설정함으로써(예컨대, RF 송신기(102) 근방에 어떠한 외부 유전체 바디도 없을 때에), RF 수신기(104)에 의해 수신되는 수신된 반송파 신호 강도의 변경이 검출될 수 있으며, 이는 여기에서 "반송파 신호 강도 델타(delta)"로서 지칭된다. 반송파 신호 강도 델타는 RF 송신기(102)의 커플링 거리(110) 내의 유전체 바디(108)의 침범에 의해 야기될 수 있다. 하나의 구현에서, RF 수신기(104)는 전류 및 능동 송신 전력에 비례하는 이동 임계값(moving threshold)을 측정한다.
RF 수신기(104)는, RF 수신기(104)와 RF 송신기(102) 사이에 전기 피드백 경로를 제공하는 RF 전력 검출기(106)에 접속된다. 반송파 신호 강도 델타가 미리 정해진 임계값을 초과하는 경우, RF 전력 검출기(106)는 유전체 바디(108)가 RF 송신기(102) 근방에 있다고 결정할 수 있다. 또한, RF 전력 검출기(106)는, RF 수신기(104)에 의해 검출된 반송파 신호(예컨대, 신호 강도)의 변경에 응답하여 RF 송신기(102)의 행동(behavior)(예컨대, 출력 전력 레벨, 출력 파 주파수 등)을 변경하기 위한 제어 회로를 포함한다. 따라서, 유전체 바디(108)가 RF 송신기(102) 근방에 있다고 RF 전력 검출기(106)가 결정하는 경우, RF 전력 검출기(106)는 SAR 표준에 따르려는 노력으로 그의 송신 전력을 감소시키도록 RF 송신기(102)에 시그널링할 수 있다.
RF 전력 검출기(106)는, 전송된 신호의 반송파 신호 주파수를 감소시키는 것과 같이, RF 송신기(102)에 의해 전송되는 신호의 다른 특성을 조정하도록 구성될 수 있다. 감소된 반송파 주파수의 결과로써 감소된 SAR이 될 수 있다. RF 전력 검출기(106)는, RF 송신기(102)에 의해 전송된 신호에 비교하여 볼 때 RF 수신기(104)에 의해 수신된 신호의 다른 특성을 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, RF 전력 검출기(106)는, RF 송신기(102)에 의해 전송된 신호의 것과 상이할 수 있는, RF 수신기(104)에 의해 수신된 신호의 상이한 위상을 갖는 다른 주파수 성분 및/또는 사인곡선을 검출할 수 있다. RF 전력 검출기(106)는 이 정보를 사용하여, RF 송신기(102)의 전력 및 동일 디바이스(104) 또는 하나 이상의 다른 디바이스에서의 근처의 송신기의 결합된 전력으로 인해 SAR를 결정하는 것과 같은, SAR 관련 함수를 수행할 수 있다. 이 방식으로, SAR 관련 송신 전력 감소는 디바이스(100) 및/또는 이웃 디바이스에 따른 결과로 보는 전체 SAR의 검출에 기초할 수 있다. 대안으롯, RF 전력 검출기(104)는 RF 송신기(104)에 의해 전송된 반송파 신호의 주파수와 상이한 주파수에서 스퓨리어스(spurious) 신호 성분을 필터링할 수 있다.
RF 송신기(102)의 행동을 변경한 후에, RF 전력 검출기(106)는 RF 수신기(104)에 의해 수신된 반송파 신호 강도를 모니터링하기를 계속한다. 유전체 바디(108)가 전자 디바이스(100)로부터 멀어지도록 이동하기 시작하는 경우, RF 송신기(102)와 RF 수신기(104) 사이의 에너지 커플링은 수신된 반송파 신호 강도를 베이스라인 반송파 신호 강도로 돌아가게 하도록 변한다.
상기 방식으로, RF 송신기(102)의 행동(예컨대, 출력 전력)은 RF 송신기(102)의 커플링 거리(110) 내의 유전체 바디의 검출에 응답하여 변경된다. RF 수신기(104)가 이차 신호보다는 전자 디바이스(100)의 전송된 반송파를 검출하기 때문에, 이차 감지 소스에 전력을 공급하는 일 없이 근접 감지가 달성되며, 그에 의해 전자 디바이스(100)의 총 전력 소비를 감소시킨다.
또한, 개시된 감지 기술은 전자 디바이스(100)의 컴포넌트들의 표면적들 사이에 덜 의존할 수 있기 때문에, RF 수신기(104)는 자기 용량(self-capacitance)에 기초하여 근접 센서보다 물리적으로 더 작을 수 있다. 따라서, 전자 디바이스(100)는 컴포넌트 크기의 감소 및 증가된 설계 유연성(예컨대, 안테나 배치 옵션)을 제공한다.
도 2는 동적 송신 전력 조정을 위한 메커니즘을 이용하는 무선 전송 시스템(200)에 대한 예시적인 전기 컴포넌트 및 데이터 플로우를 예시한다. 무선 전송 시스템(200)은 이동 전화 RF 신호와 같은 반송파를 생성하는 RF 송신기(202)를 포함한다. RF 송신기(202)는 반송파를 무선으로 전송하는 송신 안테나(204)에 결합된다. 송신 안테나(204)는 전자 디바이스 내에 내장되거나, 전자 디바이스의 표면 아래에 위치되거나, 또는 전자 디바이스의 표면 상에 위치될 수 있다. 다른 구현도 또한 채용될 수 있다.
무선 전송 시스템(200)은 RF 전력 검출기(206)에 결합된 기생 수신 안테나(212)를 포함한다. 기생 수신 안테나(212)는 송신 안테나(204)에 의해 전송된 RF 반송파 신호를 수신한다. 기생 수신 안테나(212)는 수신된 반송파 신호를 RF 전력 검출기(206)에 전도하고, RF 전력 검출기(206)는 RF 송신기(202)에의 전기 피드백 경로를 제공하며, 반송파 신호 강도에 의해 제기되는 인체 건강 위험을 감소시키도록 RF 송신기(202)의 행동의 동적 수정을 가능하게 한다. RF 송신기(202)의 이 행동 수정은 다수의 방식으로, 예를 들어 디지털 로직 제어 라인, 디지털 통신 인터페이스 버스를 통한 통신 신호, 또는 아날로그 피드백 메커니즘을 통해, 달성될 수 있다.
사람과 같은 유전체 바디가 송신 안테나(204)의 커플링 거리 내에 접근할 때, 유전체 바디는 송신 안테나(204)와 기생 수신 안테나(212) 사이의 에너지 커플링에 영향을 미친다. 결과적으로, 반송파의 신호 강도는 기생 수신 안테나(212)에서 변한다. RF 전력 검출기(206)는 베이스라인 반송파 신호 강도로부터 반송파 신호 강도의 이 변경을 검출한다. 이 변경은 "반송파 신호 강도 델타"로서 지칭된다. 기생 수신 안테나에 의해 검출되어 RF 전력 검출기(206)에 전달된 반송파 신호 강도가 임계 전력 변경 조건을 초과하는 경우, RF 전력 검출기(206)는 반송파에 의해 제기되는 방사선 건강 위험을 감소시키기 위하여 그의 송신 전력을 감소시키도록 RF 송신기(202)에 시그널링한다.
유전체 바디가 송신 안테나(204)로부터 멀어지도록 이동하기 시작할 때, 송신 안테나(204)와 기생 수신 안테나(212) 사이의 에너지 커플링은 베이스라인 반송파 신호 강도로 돌아가기 시작한다(즉, 반송파 신호 강도 델타를 감소시킴). 수신된 반송파의 반송파 신호 강도 델타가 임계 전력 변경 조건 아래로 다시 떨어지는 경우, RF 전력 검출기(206)는 RF 송신기(202)의 송신 전력을 원래 송신 전력 레벨로 증가시킨다. 원래 송신 전력은 무선 표준에서 정의되는 표준 동작 절차 및 프로토콜에 기초하여 그리고/또는 무선 전송 시스템(200)과 통신하는 기지국 또는 다른 제어 엔티티로부터 무선 전송 시스템(200)에 의해 수신된 통신에 기초하여 결정될 수 있다. 무선 전송 시스템(200)은 유리하게는, 주어진 SAR 요건에 따르기 위해 원래 송신 전력 레벨로부터 최소량의 감소만 필요하도록, 전송된 신호에 감소된 영향을 미치게 되는 수정 신호를 유지할 수 있다.
RF 전력 검출기(206)는 다수의 상이한 임계 전력 변경 조건을 저장하거나 이에 대한 액세스를 가질 수 있다. 충족되는 특정 임계 전력 변경 조건에 따라, RF 전력 검출기(206)는 RF 송신기(202)의 행동을 상이하게 수정할 수 있다. 예를 들어, RF 전력 검출기(206)는 수신된 반송파의 반송파 신호 강도 델타에 따라, 다양한 상이한 크기만큼 RF 송신기(202)의 송신 전력을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
일부 구현에서, 근접 객체의 검출을 개선하도록 송신 안테나(204) 주변의 미리 정의된 위치에 복수의 기생 수신 안테나가 배치될 수 있다.
도 3은 동적 송신 전력 조정을 이용하는 무선 전송 시스템(300)에 대한 예시적인 전기 컴포넌트 및 데이터 플로우를 예시한다. 무선 전송 시스템(300)은 이동 전화 RF 신호와 같은 반송파를 생성하는 RF 송신기(302)를 포함한다. RF 송신기(302)는 반송파를 무선으로 전송하는 송신 안테나(304)에 결합된다. 무선 전송 시스템(300)은 RF 전력 검출기(306)에 결합된 기생 수신 안테나(312)를 더 포함한다. RF 전력 검출기(306)는 RF 송신기(302)에의 전기 피드백 경로를 제공하며, 이는 반송파에 의해 제기되는 인체 건강 위험을 감소시키도록 RF 송신기(302)의 행동의 수정을 가능하게 한다.
RF 송신기(302)와 송신 안테나(304)의 하나 또는 둘 다는 전자 디바이스의 표면 상에 위치될 수 있거나 또는 전자 디바이스의 케이싱 내에 또는 그 아래에 내장될 수 있다. 도 3에서, 기생 수신 안테나(312)는 실질적으로 송신 안테나(304) 위에 있으며, 그리하여 기생 수신 안테나(312)는 송신 안테나(304)보다 디바이스 외부에 더 가깝다. 이 구현에서, 반송파는 송신 안테나(304)로부터 멀어지며 기생 수신 안테나(312)를 통한 방향으로 전송된다. 다른 구현에서, 기생 수신 안테나(312) 및 송신 안테나(304)는 전자 디바이스의 표면 상에 나란히 있다. 또 다른 구현에서, 기생 수신 안테나(312) 및 송신 안테나(304)는 전자 디바이스 내에 내장되며 디바이스 외부로부터 비교적 등거리에 있다. RF 송신기 및 하나 이상의 기생 수신 안테나의 많은 다른 구성이 채용될 수 있다. 송신 안테나(304) 및 기생 수신 안테나(312)는, 송신 안테나(304)로부터 기생 수신 안테나(312)로 흐르는 전기장 라인들의 벌크가 사람 손과 같은 유전체 바디가 무선 전송 시스템(300)의 사용 동안 통과할 수 있는 공간을 통해 흐르도록, 서로에 대해 정렬될 수 있다. 이러한 정렬은 유리하게는 더 높은 동적 범위 및/또는 증가된 감도를 갖는 근접 감지 시스템을 제공할 수 있다. 예를 들어, 무선 전송 시스템 범위는 0.2 미터 이상의 근접 감지 범위를 가질 수 있다.
사람 신체 부분과 같은 유전체 바디(308)가 송신 안테나(304)의 커플링 거리 내에 올 때, 유전체 바디(308)는 기생 수신 안테나(312)에 의해 수신된 반송파의 신호 강도를 변경한다. RF 전력 검출기(306)는 이 신호 강도의 증가를 검출하고, 비교기(314)에 수신된 반송파와 연관된 데이터("반송파 데이터")를 제공한다. 다양한 구현에서, 비교기(314)는 무선 전송 시스템(300)에 통신가능하게 결합된 전자 디바이스의 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어이다. 예를 들어, RF 전력 검출기(306)는 기생 수신 안테나(312)에 의해 수신된 신호와의 비교를 위해 비교기(314)에 파형 또는 파형으로 표현된 데이터를 제공할 수 있다.
하나의 구현에서, 비교기(314)는 RF 전력 검출기(306)에 의해 검출된 신호 강도 변경을 사용하여 유전체 바디(308)와 무선 전송 시스템(300) 사이의 근접도 변경을 결정한다. 비교기(314)는 수신된 반송파의 신호 강도 변경을, 무선 전송 시스템(300)에서의 상이한 근접도를 갖는 유전체 객체와 연관된 다수의 저장된 임계 전력 변경 조건과 비교한다. 예를 들어, 하나의 임계 전력 변경 조건이 무선 전송 시스템(300)의 제1 거리 내의 사람 신체 부분과 연관될 수 있다. 또다른 임계 전력 변경 조건이 무선 전송 시스템의 제2 거리 내의 사람 신체 부분과 연관될 수 있다. 또 다른 임계 전력 변경 조건은 무선 전송 시스템(300)으로부터의 하나 이상의 거리에서 사람이 아닌 유전체 객체와 연관될 수 있다. 다양한 임계 전력 변경 조건이, 무선 전송 시스템(300)에 통신가능하게 결합된 전자 디바이스의 휘발성 또는 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
비교기(314)는, 만약 있다면 임계 전력 변경 조건이 충족되고/되거나 응답 동작이 취해져야 할지를 나타내는 값을 RF 전력 검출기(305)에 반환한다. 비교기(314)에 의해 제공된 값에 기초하여, RF 전력 검출기(306)는 RF 송신기(302)의 송신 전력 레벨을 수정한다.
다른 구현에서, 비교기(314)는 통신가능하게 결합된 전자 디바이스의 메모리에 저장된 파형 데이터의 분석에 기초하여 유전체 바디(308)의 하나 이상의 객체 특성(예컨대, 객체 타입, 객체 거리, 객체 크기 등)을 결정한다. 예를 들어, 비교기(314)는 기생 수신 안테나(312)에 의해 수신된 신호의 파형을, 미리 생성된 RF 곡선 및/또는 미리 생성된 패스트 퓨리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform) 곡선을 포함한 복수의 저장된 반송파 시그니처(signature)와 비교할 수 있다. 이 분석은, RF 전력 검출기(306)가 신호 강도의 변경을 검출할 때마다 또는 조건적으로 수신된 신호 강도가 임계 전력 변경 조건을 충족한다고 결정되는 경우 수행될 수 있다.
RF 송신기(302)는 또한 객체 검출 정확도를 증가시키도록 근접 객체에 민감한 SAR 특유의 시그니처 및 변조를 전송할 수 있다. 시그니처는 송신 조건에 의해 적절하다고 간주되는 대로 실제 송신 데이터에(예컨대, 데이터 패킷들 사이의 갭 내에) 내장될 수 있다.
상이한 객체 특성을 갖는 다양한 상이한 유전체 객체들과 연관된 미리 생성된 RF 또는 FFT 곡선들은 비교기(314)에 의해 액세스 가능한 메모리에 저장될 수 있다. 예를 들어, 하나의 미리 생성된 RF 곡선은, 송신 안테나(304)와 기생 수신 안테나(312) 사이의 에너지 커플링이 사람 신체 부분에 의해 영향받을 때 예상되는 신호와 연관될 수 있다. 또다른 미리 생성된 RF 곡선은, 송신 안테나(304)와 기생 수신 안테나(312) 사이의 에너지 커플링이 테이블 또는 다른 무생물 객체에 의해 영향받을 때 예상되는 신호와 연관될 수 있다.
시스템이 둘 이상의 주파수 또는 주파수 대역에서 동작할 수 있는 경우, RF 전력 검출기(306)는 하나의 주파수 또는 대역을 다른 것에 우선하여 선택할 수 있다. 예를 들어, 하나의 주파수 대역은 인체에 더 큰 위험을 제공할 수 있는 반면에, 또다른 주파수 대역은 인체에 더 적은 위험을 제공한다. 이 구성에서, 인체와 무생물 객체의 특성이 상이한 주파수 대역 간에 상이한 경우, 주파수 대역 또는 둘 이상의 주파수 대역의 스캔은 사람이 아닌(non-human) 이벤트에 대한 송신 조정의 수를 감소시킬 수 있을 것이다(예컨대, 하나의 목적은 법률 준수를 유지하면서 무선 사용자 경험을 최적화하도록 사람이 아닌 송신 조정을 최소화하거나 제거하는 것임). 이 개념을 더 확장하자면, 개시된 기술에서 타겟(유전체 바디)으로의 범위 분해능을 개선하는 방법을 위해 RADAR 기술을 채용할 수 있다. RADAR에서는, 첩(chirp) 펄스(송신 펄스의 주파수가 선형 또는 지수적 방식으로 변경되는 경우)가 종종 타겟에의 범위 분해능을 개선하도록 사용된다. 감지 송신기가 RADAR 기술을 이용할 것이라면(본질적으로 매우 짧은 범위의 RADAR를 이룸), 하나 이상의 주파수 대역에서, 시스템은 송신기 전력 백오프 기술 또는 다른 송신 조정을 불필요하게 일찍 트리거링하는 것을 피하도록 범위 분해능을 향상함으로써 (사람의) 검출을 개선할 수 있다.
또 다른 구현에서, 비교기(314)는 수신된 파형과 하나 이상의 미리 생성된 파형 간의 유사성을 측정하도록 자기상관(auto-correlation) 함수를 사용한다. 예를 들어, 자기상관 함수는 전송된 반송파에 대한 값을 계산하는데 사용될 수 있다. 함수는 또한 미리 생성된 RF 또는 FFT 곡선을 계산하는데 사용될 수 있다. 이들 계산된 값이 서로의 미리 정의된 오류 마진 내에 있는 경우, 유전체 바디(308)의 하나 이상의 객체 특성이 식별될 수 있다. 이 방식으로, 실제 객체로부터 무작위도(randomness)(예컨대, 긍정 오류)를 구별하도록 그리고/또는 객체 타입(예컨대, 사람), 객체 거리, 객체 크기 등을 결정하도록 자기상관 함수가 이용될 수 있다. 다양한 미리 생성된 RF 및 FFT 곡선에 대한 상관 값들은 비교기(314)에 의해 액세스가능한 튜닝 테이블 또는 다른 디바이스 메모리에 저장될 수 있다.
하나의 구현에서, 비교기(314)는 아래의 식 1에 의해 주어진 자기상관 함수를 사용하여 상관 값 rk를 도출한다:
Y는 평균 함수이고; k는 자기상관 래그(lag)이고; N은 비교에 사용되는 데이터 포인트의 총 수이다. 다른 구현에서, 자기상관 래그(k)는 1이다. 식 (1)에서, 상관 값 rk는 대략적인(rough) 객체 검출이 발생할 때 객체 타입을 구별하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 대략적인 객체 검출은, RF 전력 검출기(306)가 반송파의 신호 강도의 구별가능한 증가를 검출할 때 발생할 수 있다. "대략적인" 객체 검출이 발생할 때에, 수신된 반송파와 가장 밀접하게 상관되는 미리 생성된 RF 곡선을 식별하도록 자기상관 함수(예컨대, 식 1)가 사용될 수 있다. 이 상관으로부터, 비교기(314)는 유전체 바디의 하나 이상의 객체 특성을 결정하고/하거나 적절한 응답 동작을 결정할 수 있다.
상기 기재된 구현에서, 비교기(314)는 어느 객체 특성이 충족되는지 그리고/또는 응답 동작이 취해질 것인지 나타내는 값을 RF 전력 검출기(306)에 반환한다. 비교기(314)에 의해 제공되는 값에 기초하여, RF 전력 검출기(306)는 RF 송신기(302)의 송신 전력 레벨을 수정한다.
대안으로서, 비교기(314)는 전송된 반송파 파형(예컨대, RF 송신기(302)로부터 수신됨)과 수신된 파형(예컨대, 기생 수신 안테나(312)에 의해 검출됨) 간의 유사성 또는 상관을 측정하도록 자기상관 함수를 사용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 측정은, 신호 강도 변경이 반송파 신호 자체로부터의 결과인지 아니면 기생 수신 안테나(312)에 의해 검출된 다른 외부 신호의 조합으로부터의 결과인지 결정하도록 사용될 수 있다.
자기상관 함수 결과가 결정적이 아닌(inconclusive) 경우에, 무선 전송 시스템(300)은 어느 타입의 객체가 RF 수신 안테나(312)에 근접한지에 대해 입력을 제공하도록 사용자에게 프롬프트할 수 있다. 사용자 입력은, 유사한 객체가 RF 수신 안테나(312)에 근접할 때에 보다 결정적인 자기상관 결과가 결정될 수 있도록, 메모리에 저장될 수 있다. 결정적이 아닌 자기상관 결과는 상관 함수로부터의 높은 오류 출력에 기초할 수 있다. 가장 밀접한 상관인 미리 생성된 곡선은, 사용자 입력에 대한 필요성을 피하도록 상관 오류가 높은 경우에도 수락될 수 있다. 2개의 미리 생성된 곡선 간의 상관 타이의 경우에, 안전에 치우치기 위한 더 높은 전력 감소의 달성에 기초하여 타이 브레이커(tie-breaker)가 선택될 수 있다.
도 4는 동적 송신 전력 조정을 이용하는 무선 전송 시스템에 대한 예시적인 동작(400)을 예시한다. 송신 동작(402)은 이동 전화 RF 신호와 같은 RF 반송파를 전송한다. 수신 동작(404)은 RF 반송파를 수신한다. 하나의 구현에서, 수신 동작(404)은, 송신 동작(402)을 수행하는 RF 송신 안테나에 근접하게 위치된 RF 수신 안테나에 의해 수행된다. 검출 동작(406)은 수신된 RF 반송파의 신호 강도의 변경을 검출한다. 하나의 구현에서, 검출 동작(406)은 기생 수신 안테나에 결합된 RF 전력 검출기에 의해 수행된다. 다른 구현도 또한 채용될 수 있다.
결정 동작(408)은, 수신된 RF 반송파의 신호 강도의 검출된 변경이 적어도 하나의 임계 전력 변경 조건을 충족시키는지의 여부를 결정한다. 임계 전력 변경 조건은 무선 전송 시스템의 RF 전력 검출기에 의해 액세스가능한 메모리 위치에 저장될 수 있다.
신호 강도의 검출된 변경이 임계 전력 변경 조건을 충족시키는 경우, 적합한 응답 동작을 결정하도록 추가의 분석이 수행될 수 있다. 예를 들어, 수신된 RF 반송파의 파형 데이터가, 미리 생성된 RF 곡선 및/또는 미리 생성된 패스트 퓨리에 변환(FFT) 곡선을 포함한 복수의 저장된 반송파 시그니처와 비교될 수 있다. 저장된 반송파 시그니처의 각각은, 하나 이상의 상이한 객체 특성을 갖는 유전체 객체에 의해 영향받을 때의 반송파와 연관될 수 있다. 수신된 반송파와 저장된 반송파 시그니처 간의 상관을 측정함으로써, 유전체 객체의 하나 이상의 객체 특성이 결정될 수 있다. 이 분석에 기초하여, 응답 동작이 식별되고 구현될 수 있다.
결정 동작(408)에서, 신호 강도의 검출된 변경이 적어도 하나의 임계 전력 변경 조건을 충족한다고 결정하는 경우, 조정 동작(410)은 전송된 RF 반송파의 전력을 조정한다. 전력 조정의 정도는 신호 강도의 검출된 변경의 크기 및/또는 저장된 RF 및 FFT 곡선과 연관된 하나 이상의 객체 특성에 따라 좌우될 수 있다.
예를 들어, 검출 동작(406)에 의해 검출된 신호 강도의 증가는, 유전체 객체(예컨대, 사람)가 검출가능한 근접도 내로 무선 전송 시스템에 접근했음을 나타낼 수 있다. 하나의 구현에서, 유전체 객체의 근접도는 신호 강도의 변경의 크기에 기초하여 결정된다. 이 근접도가 방사선 위험이 존재하는 거리인 경우(예컨대, 적용가능한 SAR 규제에 의해 정의되는 대로), 검출된 신호 강도의 변경은 임계 전력 변경 조건을 충족시키며, 조정 동작(410)은 방사선 위험을 감소시키도록 전송된 RF 반송파의 전력을 감소시킨다. 이 상황에서, 전력 감소의 크기는 충족된 특정 임계 전력 변경 조건에 기초한다.
대안으로서, 검출 동작(406)에 의해 검출된 신호 강도의 변경은, 유전체 객체가 무선 전송 시스템으로부터 멀리 이동하였음을 나타낼 수 있다. 유전체 객체가 이전 위치에 비교하여 방사선 위험이 완화되거나 없어진 거리로 이동한 경우, 신호 강도의 감소는 임계 전력 변경 조건을 충족할 수 있다. 이 상황에서, 조정 동작(410)은, 충족된 특정 임계 전력 변경 조건에 따라 좌우되는 크기만큼 전송된 RF 반송파의 전력을 증가시킨다.
조정 동작(410)이 전송된 RF 반송파의 전력을 조정한 후에, 신호 강도의 또다른 변경이 검출 동작(406)에 의해 검출될 때까지 대기 동작(412)이 가정된다.
결정 동작(408)에서, 신호 강도의 검출된 증가가 임계 전력 변경 조건을 충족시키지 않는다고 결정하는 경우, 조정 동작(410)은 취해지지 않는다. 대신에, 신호 강도의 또다른 변경이 검출 동작(406)에 의해 검출될 때까지 대기 동작(412)이 가정된다.
여기에 기재된 본 발명의 구현은 하나 이상의 컴퓨터 시스템에서의 논리 단계들로서 구현된다. 본 발명의 논리 동작들은, (1) 하나 이상의 컴퓨터 시스템에서 실행하는 일련의 프로세서 구현 단계들로서 그리고 (2) 하나 이상의 컴퓨터 시스템 내의 상호접속된 머신 또는 회로 모듈로서 구현된다. 구현은, 발명을 구현하는 컴퓨터 시스템의 성능 요건에 따라 선택 사항이다. 따라서, 여기에 기재된 발명의 실시예를 구성하는 논리 동작들은 동작, 단계, 객체 또는 모듈로서 다양하게 지칭된다. 또한, 논리 동작들은, 명시적으로 달리 청구되지 않는 한 또는 특정 순서가 청구항 언어에 의해 부득이하지 않는 한, 임의의 순서대로, 원하는 바에 따라 추가하고 생략하여 수행될 수 있다.
상기의 명세서, 예 및 데이터는 발명의 예시적인 실시예의 구조 및 사용의 완전한 기재를 제공한다. 본 발명의 진정한 의미 및 범위에서 벗어나지 않고서 발명의 많은 구현이 이루어질 수 있으므로, 본 발명은 이하 첨부된 청구항에 속한다. 또한, 상이한 실시예들의 구조적 특징들은 인용된 청구항에서 벗어나지 않고서 또 다른 구현에 결합될 수 있다.
Claims (15)
- 방법에 있어서,
전자 디바이스의 무선 주파수(RF; radio frequency) 송신기와 RF 수신기 사이에 전달되는 반송파의 신호 강도의 변경 - 상기 신호 강도의 변경은 상기 RF 송신기에 대한, 상기 전자 디바이스 외부에 위치된 유전체 바디의 근접도(proximity)에 의해 영향받는 것임 - 을 검출하는 단계; 및
상기 RF 송신기로부터 전송되는 반송파의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 RF 수신기는 상기 전자 디바이스에 결합된 기생(parasitic) 수신 안테나를 포함하는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 RF 송신기로부터 상기 RF 수신기에 의해 수신된 반송파의 신호 강도의 변경에 기초하여 상기 유전체 객체의 근접도를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 조정하는 단계는,
상기 검출된 신호 강도의 변경이 임계(threshold) 전력 변경 조건을 충족하는 경우, 상기 RF 송신기로부터 전송되는 반송파의 송신 전력을 조정하는 단계를 포함하는 것인 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 조정하는 단계는, 상기 RF 수신기에 의해 수신된 반송파의 신호 강도의 변경의 검출에 응답하여, 상기 RF 송신기의 송신 전력을 감소시키는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 조정하는 단계는, 상기 RF 수신기에 의해 수신된 반송파의 신호 강도의 변경의 검출에 응답하여, 상기 RF 송신기의 송신 전력을 증가시키는 것인 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 검출하는 단계는,
상기 유전체 바디의 객체 특성을 결정하기 위해 상기 반송파와 저장된 반송파 시그니처(signature) 간의 상관(correlation)을 측정하는 단계를 더 포함하는 것인 방법. - 전자 디바이스에 있어서,
전자 디바이스로부터 반송파를 전송하도록 구성된 무선 주파수(RF) 송신기;
상기 RF 송신기로부터 전송된 반송파를 수신하도록 구성된 RF 수신기; 및
상기 전자 디바이스 내의 RF 송신기 및 RF 수신기에 결합된 전력 검출기를 포함하고,
상기 전력 검출기는, 상기 RF 수신기에 의해 수신된 반송파의 신호 강도의 변경의 검출에 응답하여, 상기 RF 송신기의 송신 전력을 조정하도록 구성되며, 상기 신호 강도의 변경은 상기 RF 송신기에 대한 유전체 바디의 근접도에 의해 영향받는 것인 전자 디바이스. - 청구항 8에 있어서, 상기 전력 검출기는, 상기 검출된 신호 강도의 변경이 임계 전력 변경 조건을 충족시키는 경우, 상기 RF 송신기로부터 전송된 반송파의 송신 전력을 조정하는 것인 전자 디바이스.
- 청구항 8에 있어서, 상기 RF 수신기는 기생 수신 안테나를 포함하고, 상기 기생 수신 안테나와 상기 RF 송신기는 상기 전자 디바이스 내에서 결합되는 것인 전자 디바이스.
- 청구항 8에 있어서,
상기 RF 수신기에 의해 수신된 반송파의 신호 강도의 변경에 기초하여 상기 유전체 객체의 근접도를 식별하는, 상기 전력 검출기에 결합된 비교기를 더 포함하는 전자 디바이스. - 청구항 8에 있어서,
상기 RF 송신기에 의해 전송된 반송파와 상기 RF 수신기에 의해 수신된 반송파 간의 상관을 측정하는, 상기 전력 검출기에 결합된 비교기를 더 포함하는 전자 디바이스. - 청구항 12에 있어서, 상기 비교기는 적어도 하나의 자기상관(auto-correlation) 함수를 사용하여 상관을 측정하는 것인 전자 디바이스.
- 청구항 8에 있어서,
상기 유전체 바디의 객체 특성을 결정하도록 상기 RF 수신기에 의해 수신된 반송파와 저장된 반송파 시그니처 간의 상관을 측정하는, 상기 전력 검출기에 결합된 비교기를 더 포함하는 전자 디바이스. - 프로세싱 회로에 있어서,
전자 디바이스 내의 무선 주파수(RF) 송신기에 근접한 객체 타입을 나타내는 미리 생성된 곡선과 데이터를 비교함으로써 데이터를 분석하는 단계로서, 근접 감지 데이터는 RF 수신기에서 수신된 근접 검출 신호에 기초하는 것인, 상기 데이터 분석 단계; 및
상기 분석된 데이터에 기초하여 상기 RF 송신기에 의해 전송된 송신 신호의 송신 특성을 조정하는 단계
를 포함하는 단계들을 수행하도록 구성된 프로세싱 회로.
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