KR20200113856A - 안테나 집합체를 구비한 전자 장치 및 상기 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법 - Google Patents

안테나 집합체를 구비한 전자 장치 및 상기 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법 Download PDF

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이경록
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김정식
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Abstract

빔포밍(beamforming)을 수행하도록 배열된 복수의 엘리먼트들을 포함하는 안테나 집합체, 상기 안테나 집합체와 작동적으로 연결된(operatively connected) 프로세서, 및 메모리를 포함하며, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 복수의 엘리먼트들 중 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하도록 제어하고, 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 저장된 제1 백오프 값을 결정하고, 및 상기 결정된 제1 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행하도록 제어하는 인스트럭션들을 저장하는 전자 장치가 개시된다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

안테나 집합체를 구비한 전자 장치 및 상기 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE HAVING ANTENNA ARRAY AND POWER BACKOFF CONTROL METHOD FOR THE ELECTRONIC DEVICE}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은 안테나 집합체를 구비하여 외부와 통신을 수행하는 전자 장치 및 그 전자 장치의 안테나 집합체의 동작에 따라 전력을 백오프하는 상황을 제어하는 기술과 관련된다.
이동 통신 기술의 발달로, 안테나(antenna)를 구비한 전자 장치가 광범위하게 보급되고 있다. 전자 장치는 안테나를 이용하여 음성 신호 또는 데이터(예: 메시지, 사진, 동영상, 음악 파일, 또는 게임)를 포함하는 무선 주파수(radio frequency, 이하 'RF') 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 고주파(예: 5세대 밀리미터파(5G millimeter wave(mmWave))를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 전자 장치는 안테나 집합체 또는 안테나 어레이(array)를 이용하여 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
무선 통신의 경우 특정 규제 조건을 충족시켜야 할 필요성이 있다. 무선 통신 상황에서 발생하는 전자파는 인체에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 있으므로, 무선 통신 신호를 송출하는 전자 장치가 인체가 접근하였을 경우 인체가 전파에 노출되는 정도를 제한할 필요가 있다. 예를 들어, 무선 통신에 사용되는 전자파의 최대 허용 가능한 노출(Maximum Permissible Exposure, MPE) 허용 수치가 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission, FCC)에 의해 정해져 있다. 또한, 많은 국가들은 인체에 대한 전자파 흡수율을 나타내는 지표인 특정 흡수율(Specific Absorption Rate, SAR)에 대한 기준을 만족하도록 규제하고 있다.
전자 장치에서 방출되는 전자파의 최대 허용 가능한 노출 및/또는 특정 흡수율에 대한 기준을 만족하기 위해 안테나 모듈에 입력 또는 급전(feeding)되는 전력을 일률적으로 감소시키는 방식으로 전력 백오프(power backoff)를 수행할 수 있다.
무선 통신 기술의 발달에 따라서 높은 주파수 대역의 무선 통신 신호를 사용하기 위해 안테나 모듈에서 RF 신호를 방사하는 부분을 복수 개의 엘리먼트(element)들로 이루어진 집합체(array)로 형성할 수 있다. 안테나 집합체를 이용하는 경우 빔포밍(beamforming)을 통해서 신호를 송신할 수 있다. 안테나 집합체에 급전되는 전력을 일률적으로 감소시키는 경우 안테나 집합체의 방사 성능이 저하될 수 있다. 예를 들어, 안테나 집합체를 이루는 엘리먼트들 중 일부 엘리먼트만 이용하여 신호를 방사하는 경우 백오프를 수행하지 않아도 전자파의 최대 허용 가능한 노출 및/또는 특정 흡수율에 대한 기준을 만족하고 있다. 그러나 전자 장치는 일률적으로 설정된 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행하도록 설정되어 있다. 일부 엘리먼트만 이용하여 신호를 방사하는 경우 전력 백오프를 수행함에 따라 실효 등방성 복사 전력(effective isotropic radiated power, 이하 'EIRP')이 감소할 수 있다.
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 전자파의 최대 허용 가능한 노출 및/또는 특정 흡수율에 대한 기준을 만족하여 전력 백오프가 필요하지 않거나 전력 백오프 정도를 감소시킬 수 있는 경우 전력 백오프 값을 제어하여 안테나 집합체의 방사 성능을 개선할 수 있는 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 빔포밍(beamforming)을 수행하도록 배열된 복수의 엘리먼트들을 포함하는 안테나 집합체, 상기 안테나 집합체와 작동적으로 연결된(operatively connected) 프로세서, 및 메모리를 포함하며, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 복수의 엘리먼트들 중 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하도록 제어하고, 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 저장된 제1 백오프 값을 결정하고, 및 상기 결정된 제1 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행하도록 제어하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법은, 상기 전자 장치의 빔포밍을 수행하는 복수의 엘리먼트들을 포함하는 안테나 집합체의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는지 또는 복수의 극성으로 이루어지는지 여부를 확인하는 동작, 상기 복수의 엘리먼트들 중 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하는 동작, 상기 안테나 집합체의 급전 극성 및 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 저장된 제1 백오프 값을 결정하는 동작, 및 상기 결정된 제1 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행하는 동작을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법을 수행하는 인스트럭션들을 저장하는 저장 매체는, 상기 복수의 엘리먼트들 중 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하고, 상기 안테나 집합체의 급전 극성 및 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 저장된 제1 백오프 값을 결정하고, 및 상기 결정된 제1 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행하는 상기 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 수평으로 편파된 전기장 및/또는 수직으로 편파된 전기장을 생성하기 위한 안테나 집합체의 급전 극성이 복수인 경우 또는 단수인 경우를 구분하여 전력 백오프 값을 제어하여 안테나 집합체의 급전 극성이 복수인 경우 및 단수인 경우에 따라 전력 백오프 정도를 조절할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 안테나 집합체에 포함된 엘리먼트의 개수가 복수인 경우 또는 단수인 경우를 구분하여 전력 백오프 값을 제어하여 안테나 집합체의 엘리먼트가 복수인 경우 및 단수인 경우에 따라 전력 백오프 정도를 조절할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 동작하는 엘리먼트의 개수에 따라 전력 백오프 값을 재설정하여 EIRP가 필요 이상으로 감소하는 것을 방지하고 안테나 집합체의 방사 성능을 개선할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3a는, 일 실시 예에 따른 제 3 안테나 모듈을 일측에서 바라본 사시도이다.
도 3b는, 다른 실시 예에 따른 제 3 안테나 모듈을 일측에서 바라본 사시도이다.
도 3c는 일 실시 예에 따른 제 3 안테나 모듈을 다른 측에서 바라본 사시도이다.
도 3d는 일 실시 예에 따른 제 3 안테나 모듈의 A-A'에 대한 단면도이다.
도 4a는 도 3a의 제3 안테나 모듈의 라인 B-B'에 대한 단면을 도시한다.
도 4b 및 도 4c는 도 3b의 제3 안테나 모듈의 라인 C-C'에 대한 단면을 도시한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 프로세서, 메모리, 및 안테나 집합체를 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 안테나 집합체의 제1 내지 제4 엘리먼트를 나타낸 도면이다.
도 7a는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7b는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치(101)의 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 radio frequency integrated circuit(RFIC)(222), 제 2 RFIC(224), 제 3 RFIC(226), 제 4 RFIC(228), 제 1 radio frequency front end(RFFE)(232), 제 2 RFFE(234), 제 1 안테나 모듈(242), 제 2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 네트워크(199)는 제 1 네트워크(292)와 제2 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 도 1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 RFIC(222), 제 2 RFIC(224), 제 4 RFIC(228), 제 1 RFFE(232), 및 제 2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 4 RFIC(228)는 생략되거나, 제 3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.
제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제 1 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 지정된 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 2 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 다른 지정된 대역(예: 약 6GHz 이하)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.
제 1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제 1 안테나 모듈(242))를 통해 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제 1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제 2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Sub6 RF 신호가 안테나(예: 제 2 안테나 모듈(244))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제 2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제 3 RFIC(226)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제 3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above 6 RF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.
전자 장치(101)는, 일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제 4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 4 RFIC(228)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF 신호)로 변환한 뒤, 상기 IF 신호를 제 3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제 3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제 4 RFIC(228)는 IF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제 1 RFIC(222)와 제 2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 RFFE(232)와 제 2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제 1 안테나 모듈(242) 또는 제 2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제 3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제 1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제 1 서브스트레이트와 별도의 제 2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제 3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제 3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나(248)는, 예를 들면, 빔포밍에 사용될 수 있는 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실(예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.
제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영되거나(예: Stand-Alone (SA)), 연결되어 운영될 수 있다(예: Non-Stand Alone (NSA)). 예를 들면, 5G 네트워크에는 액세스 네트워크(예: 5G radio access network(RAN) 또는 next generation RAN(NG RAN))만 있고, 코어 네트워크(예: next generation core(NGC))는 없을 수 있다. 이런 경우, 전자 장치(101)는 5G 네트워크의 액세스 네트워크에 액세스한 후, 레거시 네트워크의 코어 네트워크(예: evolved packed core(EPC))의 제어 하에 외부 네트워크(예: 인터넷)에 액세스할 수 있다. 레거시 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: LTE 프로토콜 정보) 또는 5G 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: New Radio(NR) 프로토콜 정보)는 메모리(230)에 저장되어, 다른 부품(예: 프로세서(120), 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는, 예를 들어, 도 2를 참조하여 설명된 제 3 안테나 모듈(246)의 구조의 다양한 실시 예들을 도시한다. 도 3a는, 일 실시 예에 따른 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 일측에서 바라본 사시도이고, 도 3b는 다른 실시 예에 따른 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 일측에서 바라본 사시도이고, 도 3c는 일 실시 예에 따른 상기 제 3 안테나 모듈(246)을 다른 측에서 바라본 사시도이다. 도 3d는 일 실시 예에 따른 상기 제 3 안테나 모듈(246)의 A-A'에 대한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 일실시예에서, 제 3 안테나 모듈(246)은 인쇄회로기판(310), 안테나 어레이(330), RFIC(radio frequency integrate circuit)(352), PMIC(power manage integrate circuit)(354), 모듈 인터페이스(370)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 3 안테나 모듈(246)은 차폐 부재(390)를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 상기 언급된 부품들 중 적어도 하나가 생략되거나, 상기 부품들 중 적어도 두 개가 일체로 형성될 수도 있다.
인쇄회로기판(310)은 복수의 도전성 레이어들, 및 상기 도전성 레이어들과 교번하여 적층된 복수의 비도전성 레이어들을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(310)은, 상기 도전성 레이어에 형성된 배선들 및 도전성 비아들을 이용하여 인쇄회로기판(310) 및/또는 외부에 배치된 다양한 전자 부품들 간 전기적 연결을 제공할 수 있다.
안테나 어레이(330)(예를 들어, 도 2의 248)는, 방향성 빔을 형성하도록 배치된 복수의 안테나 엘리먼트들(332, 334, 336, 또는 338)을 포함할 수 있다. 상기 안테나 엘리먼트들은, 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(310)의 제 1 면에 형성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 안테나 어레이(330)는 인쇄회로기판(310)의 내부에 형성될 수 있다. 실시예들에 따르면, 안테나 어레이(330)는, 동일 또는 상이한 형상 또는 종류의 복수의 안테나 어레이들(예: 다이폴 안테나 어레이, 및/또는 패치 안테나 어레이)을 포함할 수 있다.
RFIC(352)(예를 들어, 도 2의 226)는, 상기 안테나 어레이와 이격된, 인쇄회로기판(310)의 다른 영역(예: 상기 제 1 면의 반대쪽인 제 2 면)에 배치될 수 있다. 상기 RFIC는, 안테나 어레이(330)를 통해 송/수신되는, 선택된 주파수 대역의 신호를 처리할 수 있도록 구성된다. 일실시예에 따르면, RFIC(352)는, 송신 시에, 통신 프로세서(미도시)로부터 획득된 기저대역 신호를 지정된 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다. 상기 RFIC(352)는, 수신 시에, 안테나 어레이(352)를 통해 수신된 RF 신호를, 기저대역 신호로 변환하여 통신 프로세서에 전달할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, RFIC(352)는, 송신 시에, IFIC(intermediate frequency integrate circuit)(예를 들어, 도 2의 228)로부터 획득된 IF 신호(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz) 를 선택된 대역의 RF 신호로 업 컨버트 할 수 있다. 상기 RFIC(352)는, 수신 시에, 안테나 어레이(352)를 통해 획득된 RF 신호를 다운 컨버트하여 IF 신호로 변환하여 상기 IFIC에 전달할 수 있다.
PMIC(354)는, 상기 안테나 어레이와 이격된, 인쇄회로기판(310)의 다른 일부 영역(예: 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. PMIC는 메인 PCB(미도시)로부터 전압을 공급받아서, 안테나 모듈 상의 다양한 부품(예를 들어, RFIC(352))에 필요한 전원을 제공할 수 있다.
차폐 부재(390)는 RFIC(352) 또는 PMIC(354) 중 적어도 하나를 전자기적으로 차폐하도록 상기 인쇄회로기판(310)의 일부(예를 들어, 상기 제 2 면)에 배치될 수 있다. 일실시예에 따르면, 차폐 부재(390)는 쉴드캔을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 어레이(330)(예를 들어, 도 2의 248)는, 방향성 빔을 형성하도록 배치된 복수의 안테나 엘리먼트들(332, 334, 336, 또는 338)을 포함할 수 있다. 안테나 어레이(330)는 빔포밍(beamforming)을 통해서 다른 외부 전자장치와 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 안테나 어레이(330)를 통하여 방사되는 신호의 방향과 신호의 세기에 기반하여, 신호의 편파(polarization) 방향인 급전 극성을 설정할 수 있다. 급전 극성은 수평으로 편파된 전기장 및/또는 수직으로 편파된 전기장, 즉 1개 또는 서로 다른 2개의 방향으로 형성된 전기장을 생성하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, RFIC(352)에서 신호를 단일 수평 편파(horizontal polarization, H-pol)로 적어도 하나 이상의 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 어레이(330)에 급전하거나, 단일 수직 편파(vertical polarization, V-pol)로 적어도 하나 이상의 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 어레이(330)에 급전하거나, 수평-수직 이중 편파(dual polarization)로 적어도 하나 이상의 안테나 엘리먼트를 포함하는 안테나 어레이(330)에 급전할 수 있다
다양한 실시예에 따르면, 각각의 안테나 엘리먼트(332, 334, 336, 또는 338)는 제 1 안테나 엘리먼트(332a, 334a, 336a, 또는 338a)(예를 들어, dipole 안테나, 제1 극성 안테나)와 제 2 안테나 엘리먼트(332b, 334b, 33Sb, 또는 338b) (예를 들어, patch 안테나, 제2 극성 안테나)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 통신 환경에 따라 안테나 어레이(330)에서 방사하는 빔의 형태를 설정할 수 있다. 프로세서(120)는 안테나 어레이(330)에서 방사하는 빔의 형태를 설정하기 위해 안테나 어레이(330)에 배치된 RFIC(226)가 안테나 어레이(330)에 급전하는 방향 및/또는 급전하는 신호의 편파(polarization) 방향인 급전 극성을 설정할 수 있다. 예를 들어, 모뎀(501)은 RFIC(226)에서 신호를 단일 수평 편파(horizontal polarization, H-pol)로 제1 안테나 엘리먼트(332a, 334a, 336a, 또는 338a)에 급전하거나, 단일 수직 편파(vertical polarization, V-pol)로 제2 안테나 엘리먼트(332b, 334b, 33Sb, 또는 338b)에 급전하거나, 수평-수직 이중 편파(dual polarization)로 제1 안테나 엘리먼트(332a, 334a, 336a, 또는 338a) 및 제2 안테나 엘리먼트(332b, 334b, 33Sb, 또는 338b)에 급전할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 안테나 어레이(330)에서 방사하는 빔에 대한 파워 백오프를 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 빔포밍을 수행하는 안테나 엘리먼트의 개수에 기반하여 전력 백오프 이벤트를 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 안테나 엘리먼트 또는 제2 안테나 엘리먼트 엘리먼트의 개수 별로 전력 백오프 이벤트를 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 안테나 어레이(330)에서 방사하는 빔에 대한 파워 백오프를 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 단일 수평 편파(horizontal polarization, H-pol)를 출력하는 제1 안테나 엘리먼트(332a, 334a, 336a, 또는 338a)와 단일 수직 편파(vertical polarization, V-pol)를 출력하는 제2 안테나 엘리먼트(332b, 334b, 33Sb, 또는 338b) 동작 여부 또는 제 1 안테나 엘리먼트 및/또는 제 2 안테나 엘리먼트의 개수에 기반하여 전력 백오프 이벤트를 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 안테나 엘리먼트 또는 제2 안테나 엘리먼트 엘리먼트의 개수 별로 전력 백오프 이벤트를 수행할 수 있다. 도시되지 않았으나, 다양한 실시예들에서, 제 3 안테나 모듈(246)은, 모듈 인터페이스를 통해 다른 인쇄회로기판(예: 주 회로기판)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 모듈 인터페이스는, 연결 부재, 예를 들어, 동축 케이블 커넥터, board to board 커넥터, 인터포저, 또는 FPCB(flexible printed circuit board)를 포함할 수 있다. 상기 연결 부재를 통하여, 상기 안테나 모듈의 RFIC(352) 및/또는 PMIC(354)가 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4a는, 도 3a의 제3 안테나 모듈(246)의 라인 B-B'에 대한 단면을 도시한다. 도 4b 및 도 4c는 도 3b의 제3 안테나 모듈(246)의 라인 C-C'에 대한 단면을 도시한다. 도시된 실시예의 인쇄회로기판(310)은 안테나 레이어(411)와 네트워크 레이어(413)를 포함할 수 있다.
상기 안테나 레이어(411)는, 적어도 하나의 유전층(437-1), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 안테나 엘리먼트(336) 및/또는 급전부(425)를 포함할 수 있다. 상기 급전부(425)는 급전점(427) 및/또는 전송선로의 일부(423)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 도 4a와 같이 안테나 엘리먼트(336)는 적어도 하나의 유전층(437-1)의 표면 상에 형성된 패치 안테나로 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 도 4b 및 도 4c와 같이 제1 안테나 엘리먼트(336a)가 다이폴 안테나로 형성되고 제2 안테나 엘리먼트(336b)가 패치 안테나로 형성될 수 있다. 인쇄회로기판(310)이 복수의 레이어로 구성된 경우, 인쇄회로기판(310) 내부에 있는 레이어 사이에 패턴을 구성하여 제1 안테나 엘리먼트(336a) 또는 제2 안테나 엘리먼트(336b)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 엘리먼트(336a)는 도 4b와 같이 하나의 유전층(437-1)의 표면 상에 형성될 수도 있고, 도 4c와 같이 두 유전층(437-1, 437-2)의 사이에 배치될 수도 있다.
상기 네트워크 레이어(413)는, 적어도 하나의 유전층(437-2), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 적어도 하나의 그라운드 층(433), 적어도 하나의 도전성 비아(435) 및/또는 전송선로(423)를 포함할 수 있다.
아울러, 도시된 실시예에서, 제3 RFIC(226)는, 예를 들어 제 1 및 제 2 연결부들(solder bumps)(440-1, 440-2)을 통하여 상기 네트워크 레이어(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 연결부 대신 다양한 연결 구조 (예를 들어, 납땜 또는 BGA)가 사용될 수 있다. 상기 제3 RFIC(226)는, 제 1 연결부(440-1), 전송 선로(423), 및 급전부(425)를 통하여 상기 안테나 엘리먼트(336)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 RFIC(226)는 또한, 상기 제 2 연결부(440-2), 및 도전성 비아(435)를 통하여 상기 그라운드 층(433)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 프로세서(120), 메모리(130), 및 안테나 집합체(505)를 나타낸 도면(500)이다.
일 실시 예에서, 프로세서(120)는 메모리(130)와 작동적으로 연결될(operationally connected) 수 있다. 메모리(130)는 프로세서(120)의 동작에 필요한 인스트럭션들(instructions)을 저장할 수 있다. 프로세서(120)는 5G mmWave 통신을 지원하는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor, CP)(예: 도 2의 제2 커뮤니케이션 프로세서(214))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)에서 방사하는 신호가 형성하는 빔(beam)의 세기, 방향, 및/또는 방사 형태를 제어하는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)에서 송신 및/또는 수신하는 RF(radio frequency) 신호의 세기, 주파수 대역, 및/또는 위상을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 프로세서(120)는 모뎀(501)을 포함할 수 있다. 모뎀(501)은 5G mmWave 통신을 지원할 수 있다. 모뎀(501)은 안테나 집합체(505)와 연결된 RFIC(예: 도 2의 제3 RFIC(226))와 연결될 수 있다. 모뎀(501)은 I/Q(in-phase/quadrature) 디지털 신호를 아날로그 형태의 신호로 변환하여 안테나 집합체(505)의 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 모뎀(501)은 안테나 집합체(505)가 수신한 신호를 디지털 형태의 신호로 변환하여 프로세서(120)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 안테나 집합체(505)는 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 안테나 집합체(505)는 빔포밍(beamforming)을 통해서 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 안테나 집합체(505)는 제1 내지 제4 엘리먼트(element)(510, 520, 530, 540)를 포함할 수 있다. 무선 통신 기술의 발달에 따라서 높은 주파수 대역의 무선 통신 신호를 사용하기 위해 안테나 집합체(505)에서 RF 신호를 방사하는 부분을 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)로 형성할 수 있다. 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)는 패치(patch) 또는 다이폴(dipole) 안테나일 수 있다.
일 실시 예에서, 모뎀(501)은 통신 환경에 따라 안테나 집합체(505)에서 방사하는 빔의 형태를 설정할 수 있다. 모뎀(501)은 안테나 집합체(505)에서 방사하는 빔의 형태를 설정하기 위해 안테나 집합체(505)에 배치된 RFIC(226)가 안테나 집합체(505)에 급전하는 방향 및/또는 급전하는 신호의 편파(polarization) 방향인 급전 극성을 설정할 수 있다. 예를 들어, 모뎀(501)은 RFIC(226)에서 신호를 단일 수평 편파(horizontal polarization, H-pol)로 안테나 집합체(505)에 급전하거나, 단일 수직 편파(vertical polarization, V-pol)로 안테나 집합체(505)에 급전하거나, 수평-수직 이중 편파(dual polarization)로 안테나 집합체(505)에 급전할 수 있다. 수평-수직 이중 편파로 급전하는 경우 실효 등방성 복사 전력(effective isotropic radiated power, 이하 'EIRP')이 약 3dB 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 3a와 같이 하나의 극성을 포함하는 전기장(E-field)를 형성하도록 안테나 엘리먼트들(332, 334, 336, 또는 338)을 사용하는 SISO(single input single output) 상태인 경우와 대비하여 도 3b와 같이 제1 극성 및 제2 극성을 포함하는 전기장을 형성하도록 제1 안테나 엘리먼트(332a, 334a, 336a, 또는 338a) 및 제2 안테나 엘리먼트(332b, 334b, 336b, 또는 338b)를 사용하는 MIMO(multiple input multiple output) 상태인 경우 EIRP가 약 3dB 증가할 수 있다.
일 실시 예에서, 모뎀(501)은 전력 백오프(power backoff) 동작 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다. 전력 백오프 동작은 안테나 집합체(505)에 의해 송출되는 신호의 이득 값을 감소시키는 동작을 의미할 수 있다. 모뎀(501)은 백오프 동작 이벤트를 다양한 방법으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 모뎀(501)은 근접 센서(proximity sensor)를 포함하는 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176))로부터 사용자가 전자 장치(101)를 파지한 상태와 같은 인체 근접 상태에 관련된 정보를 전달받을 수 있다. 다른 예로, 모뎀(501)은 무선 통신 회로(503)로부터 통화 상태와 같은 통신 환경을 감지하여 통신 상태에 관련된 정보를 전달받을 수 있다. 모뎀(501)은 인체 근접 상태에 관련된 정보 및/또는 통신 상태에 관련된 정보에 기반하여 전자 장치(101)의 외부에서 측정한 인체에 대한 전자파 흡수율을 나타내는 특정 흡수율(Specific Absorption Rate, SAR)에 대한 기준을 만족하도록 백오프 동작 이벤트를 발생시킬 수 있다. 특정 흡수율에 관련된 실험 수치 정보에 기반하여 파워 백오프량 또는 출력 설정 파워에 대한 정보를 메모리(130)에 저장될 수 있다. 모뎀(501)은 백오프 동작 이벤트가 발생한 경우 안테나 집합체(505)에 대한 전력 백오프 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 메모리(130)는 백오프 테이블(backoff table)을 저장할 수 있다. 백오프 테이블은 백오프 동작 이벤트가 발생한 경우에 백오프 동작 이벤트에 상응하여 수행될 백오프 동작을 정의할 수 있다. 예를 들어, 백오프 테이블은 백오프 동작 이벤트에 상응하여 안테나 집합체(505)에 포함된 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540) 각각에 급전되는 신호의 세기의 감소량을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 모뎀(501)은 안테나 집합체(505)에서 신호를 송신 및/또는 수신하는 동작을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다. 예를 들어, 모뎀(501)은 빔의 세기, 빔의 형태, 및/또는 급전되는 전류가 안테나 집합체(505)의 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540) 중 어디에 입력되는지를 판단하여 신호를 송신 및/또는 수신하는 동작을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다. 복수의 안테나 엘리먼트들 중 적어도 일부의 안테나 엘리먼트가 신호를 송신 및/또는 수신하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 신호의 송수신에 이용되는 수행하는 엘리먼트의 개수는 모든 엘리먼트가 동작하는 제1 개수, 제1 개수의 절반인 제2 개수, 및/또는 최소 엘리먼트가 동작하는 제3 개수로 구분할 수 있다. 예를 들어, 안테나 집합체(505)가 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)를 포함하는 경우, 제1 개수는 4개이고, 제2 개수는 2개이고, 제3 개수는 1개일 수 있다. 엘리먼트 개수 및 구분 레벨은 예시적인 것으로서 본 문서의 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 6은 일 실시 예에 따른 안테나 집합체(505)의 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)를 나타낸 도면(600)이다.
일 실시 예에서, 안테나 집합체(505)는 서로 대향하는 제1 몇 및 제2 면을 가질 수 있다. 안테나 집합체(505)의 제1 면 상에 및/또는 내에 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)가 배치될 수 있다. 안테나 집합체(505)의 제2 면에는 무선 통신 회로(503)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(503)는 도 2의 제3 RFIC(226)과 실질적으로 동일한 기능을 수행할 수 있다. 무선 통신 회로(503)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 포함된 모뎀(501)과 중간 주파수 집적 회로(inter frequency integrated circuit, 이하 'IFIC')를 경유하여 연결될 수 있다. 무선 통신 회로(503)는 모뎀(501)으로부터 IF 신호를 공급받아 RF 신호로 변환할 수 있다. 무선 통신 회로(503)는 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)에 RF 신호를 급전할 수 있다.
일 실시 예에서, 무선 통신 회로(503)는 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)에 지정된 방향으로 편파되어 극성을 갖는 신호(511, 512, 521, 522, 531, 532, 541, 또는 542)를 급전할 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이 하나의 엘리먼트(510)에 서로 다른 방향으로 편파된 신호들(511, 512)이 급전될 수 있다. 다른 예로, 도 3b와 같이 제1 방향(D1)으로 편파된 신호를 발생하는 제1 안테나 엘리먼트(332a, 334a, 336a, 또는 338a) 및 제2 방향(D2)으로 편파된 신호를 발생하는 제2 안테나 엘리먼트(332b, 334b, 336b, 또는 338b)가 별도로 구성될 수 있다. 지정된 방향은 제1 방향(D1) 및/또는 제2 방향(D2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(D1)으로 편파된 신호(511, 521, 531, 또는 541)는 수평 방향으로 편파된 H-pol 신호이고, 제2 방향(D2)으로 편파된 신호(512, 522, 532, 또는 542)는 수직 방향으로 편파된 V-pol 신호일 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540) 각각은 제1 방향(D1)으로 수평 방향으로 편파된 H-pol 신호를 급전 받거나, 제1 방향(D1)으로 수직 방향으로 편파된 V-pol 신호를 급전 받거나, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 수평-수직 이중 편파 신호를 급전 받을 수 있다. 예를 들어, 제1 엘리먼트(510)는 제1 신호(611) 및 제2 신호(612) 중 적어도 하나의 신호를 급전 받을 수 있다. 동일한 방식으로, 제2 엘리먼트(520)는 제3 신호(621) 및 제4 신호(622) 중 적어도 하나의 신호를 급전 받을 수 있다. 동일한 방식으로, 제3 엘리먼트(530)는 제5 신호(631) 및 제6 신호(632) 중 적어도 하나의 신호를 급전 받을 수 있다. 동일한 방식으로, 제4 엘리먼트(540)는 제7 신호(641) 및 제8 신호(642) 중 적어도 하나의 신호를 급전 받을 수 있다.
도 7a는 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 전력 백오프 제어 방법을 나타낸 흐름도(700)이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 701에서, 안테나 어레이(array)의 급전 극성이 단수 또는 복수인지 확인할 수 있다. 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는지 또는 복수의 극성으로 이루어지는지 여부를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)에 인가된 신호의 극성이 수평 편파 급전 또는 수직 편파 급전과 같이 단일한 극성으로 이루어지는지 또는 수평-수직 이중 편파 급전과 같이 복수의 극성들로 이루어지는지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 안테나 집하체(505)에 이용되는 빔의 정보(예: 빔 식별자)를 이용하여 단일 극성 급전 또는 복수 극성 급전을 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 빔포밍된 빔의 세기, 빔의 형태, 및/또는 빔의 편파 방향을 이용하여 급전이 단일한 방향으로 이루어지는지 또는 복수의 방향으로 이루어지는지 확인할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)를 이루는 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540) 각각에 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 마련된 복수의 단자들 중 어느 하나의 단자에 급전이 되는지 또는 복수의 단자들에 모두 급전이 되는지 여부를 판단하여 급전이 단일한 방향으로 이루어지는지 또는 복수의 방향으로 이루어지는지 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 703에서, 제1 백오프 값의 크기를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 모뎀(501)이 제1 백오프 값을 확인하도록 제어할 수 있다. 특정 범위의 주파수의 전력 밀도(Power Density, PD)가 전자파의 노출 강도를 표현하기 위해 사용될 수 있다. 전력 밀도는 단위 면적당 전력으로 정의된다. 예를 들어, 전력 밀도는 일반적으로 평방 미터당 와트(W/㎡), 평방 센티미터당 밀리와트(mW/㎠) 또는 평방 센티미터당 마이크로와트(μW/㎠) 단위로 표현될 수 있다. 모뎀(501)은 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)가 모두 동작하는 경우 전자파의 최대 허용 가능한 노출 허용 수치 및/또는 특정 흡수율에 대한 기준을 만족하는 기준 전력 밀도보다 높은 전력 밀도가 발생하는 경우 전력 백오프 이벤트를 발생시킬 수 있다. 모뎀(501)은 전력 백오프 이벤트가 발생하는 경우 제1 백오프 값만큼 급전 전력을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 730에서, 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 복수의 엘리먼트들(510, 520, 530, 540) 중 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 빔의 세기, 빔의 형태, 및/또는 빔의 위상을 분석하여 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 수립한 통신 채널의 상태, 기지국과의 통신 환경, 및/또는 전자 장치(101)의 전력 상태에 기반하여 동작 상태로 활성화시킨 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 백오프 값은 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수 별로 전력 백오프 이벤트가 필요한지 여부에 따라 복수 개의 범위들 중 어느 하나의 범위에 속할 수 있다. 예를 들어, 제1 백오프 값은 제1 문턱 값 및 제1 문턱 값보다 큰 제2 문턱 값을 기준으로 3개의 범위들 중 어느 하나의 범위에 속할 수 있다. 구체적으로, 제1 백오프 값이 제1 문턱 값 이하인 경우에는 제1 범위에 속하고, 제1 백오프 값이 제1 문턱 값을 초과하고 제2 문턱 값 이하인 경우에는 제2 범위에 속하고, 제1 백오프 값이 제2 문턱 값을 초과하는 경우에는 제3 범위에 속할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 문턱 값 및 제2 문턱 값은 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 변화할 때 전력 백오프 이벤트의 필요 여부가 변화하는 기준이 되는 값일 수 있다. 예를 들어, 제1 문턱 값은 약 6dB이고, 제2 문턱 값은 약 12dB일 수 있다. 이 경우, 제1 백오프 값이 4dB인 경우에는 제1 범위이고, 제1 백오프 값이 8dB인 경우에는 제2 범위이고, 제1 백오프 값이 14dB인 경우에는 제3 범위일 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 740에서, 제2 백오프 값을 설정하고 백오프 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)의 급전 극성 및 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 메모리(130)에 저장된 제1 백오프 값을 조정한 제2 백오프 값을 생성하고, 제2 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행할 수 있다. 제2 백오프 값은 전력 백오프 이벤트 발생 시 기준 전력 밀도를 만족하기 위해 실제로 감소시켜야 하는 전력 입력량일 수 있다. 제2 백오프 값은 프로세서(120)가 안테나 집합체(505)에 포함된 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)로 급전하는 전력을 감소시키는 크기일 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 백오프 값을 설정하기 전 안테나 집합체(505)로 급전되는 신호의 극성의 개수에 기반하여 제1 백오프 값을 조정할 수 있다. 안테나 집합체(505)로 급전되는 신호의 극성의 개수가 감소할수록 제1 백오프 값을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 백오프 값은 집합체(503)가 수평-수직 이중 급전을 받는 경우 단일한 극성으로 급전을 받는 경우보다 약 3dB 감소할 수 있다. 안테나 집합체(505)가 수평-수직 이중 급전을 받는 경우 단일한 극성으로 급전을 받는 경우보다 안테나 집합체(505)의 EIRP가 약 3dB 증가할 수 있다. 이에 따라, 수평-수직 이중 급전을 받는 경우에는 단일한 급전을 받는 경우보다 기준 전력 밀도가 약 3dB 증가할 수 있어 단일한 급전을 받는 경우보다 제1 백오프 값을 약 3dB 감소시켜도 기준 전력 밀도를 만족시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 백오프 값은 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 적어질수록 감소할 수 있다. 예를 들어, 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 절반으로 감소하는 경우, EIRP는 패치 어레이에서 약 3dB가 감소하고 어레이 안테나에서 약 3dB가 감소하여 결과적으로 약 6dB 감소할 수 있다. 이에 따라, 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 절반으로 감소하는 경우, 약 6dB만큼 파워 백오프를 적게 수행할 수 있다. 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 절반으로 감소하는 경우 제2 백오프 값을 제1 백오프 값보다 약 6dB 작은 값으로 설정할 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 백오프 값은 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수 및 제1 백오프 값의 범위에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 제1 개수인 경우, 제2 백오프 값은 제1 백오프 값과 동일한 값일 수 있다. 제1 개수는 제1 백오프 값이 설정될 때의 엘리먼트의 개수이기 때문이다. 다른 예로, 제1 백오프 값이 제1 범위인 경우, 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 제2 개수 및 제3 개수인 경우 제2 백오프 값은 0으로 설정될 수 있다. 이 경우 전력 백오프 동작은 수행되지 않을 수 있다. 또 다른 예로, 제1 백오프 값이 제2 범위 또는 제3 범위인 경우, 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 제2 개수인 경우 제2 백오프 값은 제1 백오프 값에서 6dB를 뺀 값일 수 있다.
도 7b는 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 전력 백오프 제어 방법을 나타낸 흐름도(710)이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 711에서, 백오프 이벤트 발생 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 전자 장치(101)에 사용자의 그립과 같이 인체가 근접하는 이벤트가 발생하는 경우 또는 백오프 값을 설정 하거나 변경될 수 있는 경우로 판단할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 통신 환경, 빔포밍 상태, 또는 신호의 송신 및/또는 수신 상태가 변화하는 이벤트가 발생하는 경우 백오프 값을 설정 또는 변경될 수 있는 경우로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 713에서, 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540) 중 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다. 하나의 엘리먼트(510)는 도 3a와 같이 하나의 패치 안테나(332)로 이루어질 수도 있고, 도 3b와 같이 서로 다른 극성의 신호를 생성하는 다이폴 안테나(332a) 및 패치 안테나(332b)로 이루어질 수도 있다. 이 외에도, 수평 편파 및/또는 수직 편파된 극성을 만들기 위해서 다양한 안테나 형상이 있을 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 715에서, 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트에 급전되는 신호의 극성을 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 급전되는 신호의 극성이 단일한 극성인지 또는 복수의 극성인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 엘리먼트에 급전되는 신호가 단일한 수평 극성인지, 단일한 수직 극성인지, 또는 수평-수직 이중 극성인지 구분할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 717에서, 활성화된 엘리먼트의 개수 및 극성에 기반하여 백오프 파워 량을 설정할 수 있다. 프로세서(120)는 활성화된 엘리먼트의 개수 및 극성에 기반하여 제1 백오프 값의 감소량을 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 719에서, 백오프 파워 값을 결정하고 백오프 파워 값에 따라 전력 백오프 동작을 수행할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 전력 백오프 제어 방법을 나타낸 흐름도(800)이다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 801에서, 백오프 동작 이벤트의 발생 여부를 감지할 수 있다. 프로세서(120)는 전력 백오프 이벤트가 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 전자 장치(101)의 전력 밀도를 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 803에서, 백오프 동작 이벤트가 발생하였는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 상술한 바와 같은 인체의 접근 또는 통신 상태의 변화가 발생하는 경우 전력 백오프 이벤트가 발생하였다고 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 전력 백오프 이벤트가 발생한 경우(동작 803-Yes) 동작 805로 진행할 수 있다. 전력 백오프 이벤트가 발생한 경우 동작 이벤트의 조건에 따라서 제1 백오프 값을 변경하는 파워 백오프 량이 달리질 수 있다. 예를 들어, 핫 스팟(hot spot) 또는 사용자의 그립(grip)과 같은 조건에 따라 파워 백오프 량이 달리질 수 있다. 프로세서(120)는 전력 백오프 이벤트가 발생하지 않은 경우(동작 803-No) 전력 백오프를 수행하지 않고 원래 크기로 급전을 수행하면서 동작 801로 되돌아갈 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 805에서, 안테나 어레이의 급전 극성이 복수인지 여부를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는지 또는 복수의 극성으로 이루어지는지 여부를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 안테나 집합체(505)에 포함된 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)가 수평 급전 또는 수직 급전과 같은 단일한 방향으로 급전을 받는지 또는 수평-수직 이중 급전을 받는지 여부를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540) 중 적어도 하나 이상이 수평-수직 이중 급전을 받는 경우(동작 805-Yes) 동작 807로 진행할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)가 모두 단일한 방향으로 급전을 받는 경우(동작 805-No) 동작 809로 진행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 807에서, 제1 백오프 값에서 지정된 값을 뺀 값을 제1 백오프 값으로 재설정할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 백오프 값을 지정된 크기만큼 감소시킬 수 있다. 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)가 수평-수직 이중 급전을 받는 경우 단일한 방향으로 급전을 받는 경우에 비해 기준 전력 밀도가 약 3dB 증가할 수 있다. 프로세서(120) 및/또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)가 수평-수직 이중 급전을 받는 경우 제1 백오프 값을 약 3dB 감소시키도록 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 809에서, 제1 백오프 값이 제1 문턱 값 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 제1 백오프 값은 전력 백오프 이벤트 수행 시 동작하는 엘리먼트의 개수가 최대인 경우 급전되는 신호를 일괄적으로 감소시키는 값일 수 있다. 제1 문턱 값은 제2 개수 또는 제3 개수의 엘리먼트가 빔포밍을 수행하는 동작을 할 경우 전력 백오프를 수행할 필요가 없고, 제1 개수의 엘리먼트가 빔포밍을 수행하는 동작을 할 경우에만 전력 백오프를 수행할 필요가 있는 경우에 속하는 임계 값일 수 있다. 예를 들어, 제1 문턱 값은 약 6dB일 수 있다. 프로세서(120) 는 제1 백오프 값이 제1 문턱 값 이하인 경우(동작 809-Yes) 동작 811로 진행할 수 있다. 프로세서(120) 는 제1 백오프 값이 제1 문턱 값을 초과하는 경우(동작 809-No) 동작 817로 진행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 811에서, 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수가 제1 개수 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 빔의 크기, 빔의 형태, 및/또는 빔의 위상을 고려하거나 제1 내지 제4 엘리먼트(510, 520, 530, 540)에 급전되는 형태를 고려하여 빔포밍을 수행하는 동작을 하는 엘리먼트의 개수를 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 빔포밍을 수행하는 동작을 하는 엘리먼트가 제1 개수 이하인 제2 개수 또는 제3 개수인 경우(동작 811-Yes) 동작 813으로 진행할 수 있다. 프로세서(120)는 빔포밍을 수행하는 동작을 하는 엘리먼트가 제1 개수인 경우(동작 811-No) 동작 815로 진행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 813에서, 제2 백오프 값을 0으로 설정하고 백오프 동작을 수행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 빔포밍을 수행하는 동작을 하는 엘리먼트가 1개 또는 2개인 경우 기준 전력 밀도를 초과하지 않아 전력 백오프 동작을 수행할 필요가 없을 수 있다. 프로세서(120)는 불필요한 전력 백오프 동작을 수행하지 않은 상태로 급전할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 815에서, 제1 백오프 값으로 백오프 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 제2 백오프 값을 제1 백오프 값과 동일한 값으로 설정할 수 있다. 프로세서(120)는 빔포밍을 수행하는 동작을 하는 엘리먼트가 4개인 경우를 기준으로 제1 백오프 값을 설정하였으므로, 프로세서(120)는 빔포밍을 수행하는 동작을 하는 엘리먼트가 4개인 경우 제2 백오프 값을 제1 백오프 값과 동일하게 설정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는 동작 817에서, 제1 백오프 값이 제2 문턱 값 이하인지 여부를 확인할 수 있다. 제2 문턱 값은 제1 개수 또는 제2 개수의 엘리먼트가 빔포밍을 수행하는 동작을 할 경우에는 전력 백오프를 수행할 필요가 있고, 제3 개수의 엘리먼트가 빔포밍을 수행하는 동작을 할 경우 전력 백오프를 수행할 필요가 없는 경우에 속하는 임계 값일 수 있다. 예를 들어, 제2 문턱 값은 약 12dB일 수 있다. 프로세서(120)는 제1 백오프 값이 제2 문턱 값 이하인 경우(동작 817-Yes) 동작 819로 진행할 수 있다. 프로세서(120)는 제1 백오프 값이 제2 문턱 값을 초과하는 경우(동작 817-No) 동작 821로 진행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 819에서, 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수가 제1 개수인 경우 제1 백오프 값으로, 제2 개수인 경우 제2 백오프 값으로 백오프 동작을 수행하고, 제3 개수인 경우 백오프 동작을 수행하지 않을 수 있다. 프로세서(120)는 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수가 제1 개수인 경우, 제2 백오프 값을 제1 개수를 기준으로 설정된 제1 백오프 값과 동일하게 설정하여 백오프 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수가 제2 개수인 경우, 제1 백오프 값보다 작은 제2 백오프 값으로 백오프 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제2 개수가 제1 개수의 절반인 경우, 제2 백오프 값을 제1 백오프 값보다 약 6dB 작은 값으로 설정한 후 제2 백오프 값을 기준으로 백오프 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수가 제3 개수인 경우, 제2 백오프 값을 0으로 설정하고 백오프 동작을 수행하지 않은 상태로 급전할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 동작 821에서, 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수에 따라 제2 백오프 값을 설정하고 백오프 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수가 제1 개수인 경우, 제2 백오프 값을 제1 개수를 기준으로 설정된 제1 백오프 값과 동일하게 설정하여 백오프 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수가 제2 개수인 경우, 제2 백오프 값을 제1 백오프 값보다 약 6dB 작은 값으로 설정한 후 제2 백오프 값을 기준으로 백오프 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 신호를 송신 및/또는 수신하는 엘리먼트의 개수가 제3 개수인 경우, 제2 백오프 값을 제1 백오프 값보다 약 12dB 작은 값으로 설정한 후 제2 백오프 값을 기준으로 백오프 동작을 수행할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer pro메모리 product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치(예: 스마트폰)들 간에 직접 또는 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
101: 전자 장치 120: 프로세서
501: 모뎀 503: 무선 통신 회로
505: 안테나 집합체 510, 520, 530, 540: 엘리먼트

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    빔포밍(beamforming)을 수행하도록 배열된 복수의 엘리먼트들을 포함하는 안테나 집합체;
    상기 안테나 집합체와 작동적으로 연결된(operatively connected) 프로세서; 및
    메모리를 포함하며,
    상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
    상기 복수의 엘리먼트들 중 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하도록 제어하고,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 저장된 제1 백오프 값을 결정하고, 및
    상기 결정된 제1 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행하도록 제어하는 인스트럭션들을 저장하는 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 백오프 값은 상기 복수의 엘리먼트들이 모두 동작하는 제1 개수인 경우 무선 통신에 사용되는 전자파의 최대 허용 가능한 노출(Maximum Permissible Exposure, MPE) 허용 수치 및/또는 인체에 대한 전자파 흡수율을 나타내는 지표인 특정 흡수율(Specific Absorption Rate, SAR)에 대한 기준을 만족하기 위한 값이고,
    상기 제1 백오프 값은 상기 메모리에 저장된 백오프 테이블(backoff table), 상기 전자 장치의 상태, 및/또는 상기 커뮤니케이션 프로세서가 수립한 통신 환경에 의해 설정되는 전자 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하기 전, 상기 안테나 집합체의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는지 또는 복수의 극성으로 이루어지는지 여부를 확인하고,
    상기 안테나 집합체의 급전이 복수의 극성으로 이루어지는 경우는 상기 안테나 집합체에 수평-수직 이중 편파로 급전하는 경우를 포함하고,
    상기 안테나 집합체에 수평-수직 이중 편파로 급전하는 경우 상기 안테나 집합체의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는 경우보다 상기 제1 백오프 값을 낮도록 설정하는 전자 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 감소할수록 상기 제1 백오프 값을 감소시키는 전자 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 상기 제1 백오프 값을 조정한 제2 백오프 값을 생성하고,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 상기 복수의 엘리먼트들이 모두 동작하는 제1 개수인 경우 상기 제2 백오프 값을 상기 제1 백오프 값과 동일하게 설정하는 전자 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 상기 제1 엘리먼트의 절반인 제2 개수인 경우,
    상기 제2 백오프 값이 제1 문턱 값 이하인 경우 상기 제2 백오프 값을 0으로 설정하여 상기 전력 백오프를 수행하지 않고,
    상기 제1 백오프 값이 제1 문턱 값을 초과하는 경우 상기 제2 백오프 값을 상기 제1 백오프 값보다 상기 제1 문턱 값만큼 감소시킨 값으로 설정하는 전자 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 최소 엘리먼트가 동작하는 제3 개수인 경우,
    상기 제2 백오프 값이 상기 제1 문턱 값보다 큰 제2 문턱 값 이하인 경우 상기 제2 백오프 값을 0으로 설정하여 상기 전력 백오프를 수행하지 않고,
    상기 제2 백오프 값이 상기 제2 문턱 값을 초과하는 경우 상기 제2 백오프 값을 상기 제1 백오프 값보다 상기 제1 문턱 값만큼 감소시킨 값으로 설정하는 전자 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 변화하는 경우 상기 제1 백오프 값을 실시간으로 가변시키는 전자 장치.
  9. 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법에 있어서,
    상기 전자 장치의 빔포밍을 수행하는 복수의 엘리먼트들을 포함하는 안테나 집합체의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는지 또는 복수의 극성으로 이루어지는지 여부를 확인하는 동작,
    상기 복수의 엘리먼트들 중 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하는 동작,
    상기 안테나 집합체의 급전 극성 및 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 저장된 제1 백오프 값을 결정하는 동작, 및
    상기 결정된 제1 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행하는 동작을 포함하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 백오프 값은 상기 복수의 엘리먼트들이 모두 동작하는 제1 개수인 경우 무선 통신에 사용되는 전자파의 최대 허용 가능한 노출 허용 수치 및/또는 인체에 대한 전자파 흡수율을 나타내는 지표인 특정 흡수율에 대한 기준을 만족하기 위한 값이고,
    상기 제1 백오프 값은 상기 전자 장치의 메모리에 저장된 백오프 테이블, 상기 전자 장치의 상태, 및/또는 상기 전자 장치의 프로세서가 수립한 통신 환경에 의해 설정되는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하기 전, 상기 전자 장치의 빔포밍을 수행하는 복수의 엘리먼트들을 포함하는 안테나 집합체의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는지 또는 복수의 극성으로 이루어지는지 여부를 확인하는 동작을 더 포함하고,
    상기 안테나 집합체의 급전이 복수의 극성으로 이루어지는 경우는 상기 안테나 집합체에 수평-수직 이중 편파로 급전하는 경우를 포함하고,
    상기 안테나 집합체에 수평-수직 이중 편파로 급전하는 경우 상기 안테나 집합체의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는 경우보다 상기 제1 백오프 값을 낮도록 설정하는 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수가 감소할수록 상기 제1 백오프 값을 감소시키는 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 상기 제1 백오프 값을 조정한 제2 백오프 값을 생성하고,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 상기 복수의 엘리먼트들이 모두 동작하는 제1 개수인 경우 상기 제2 백오프 값을 상기 제1 백오프 값과 동일하게 설정하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 상기 제1 엘리먼트의 절반인 제2 개수인 경우,
    상기 제2 백오프 값이 제1 문턱 값 이하인 경우 상기 제2 백오프 값을 0으로 설정하여 상기 전력 백오프를 수행하지 않고,
    상기 제1 백오프 값이 제1 문턱 값을 초과하는 경우 상기 제2 백오프 값을 상기 제1 백오프 값보다 상기 제1 문턱 값만큼 감소시킨 값으로 설정하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 최소 엘리먼트가 동작하는 제3 개수인 경우,
    상기 제2 백오프 값이 상기 제1 문턱 값보다 큰 제2 문턱 값 이하인 경우 상기 제2 백오프 값을 0으로 설정하여 상기 전력 백오프를 수행하지 않고,
    상기 제2 백오프 값이 상기 제2 문턱 값을 초과하는 경우 상기 제2 백오프 값을 상기 제1 백오프 값보다 상기 제2 문턱 값만큼 감소시킨 값으로 설정하는 방법.
  16. 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법을 수행하는 인스트럭션들을 저장하는 저장 매체에 있어서,
    상기 복수의 엘리먼트들 중 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하고,
    상기 안테나 집합체의 급전 극성 및 상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수에 기반하여 저장된 제1 백오프 값을 결정하고, 및
    상기 결정된 제1 백오프 값에 따라 전력 백오프를 수행하는 상기 인스트럭션들을 저장하는 저장 매체.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트의 개수를 확인하기 전, 상기 전자 장치의 빔포밍을 수행하는 복수의 엘리먼트들을 포함하는 안테나 집합체의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는지 또는 복수의 극성으로 이루어지는지 여부를 확인하고,
    상기 안테나 집합체의 급전이 복수의 극성으로 이루어지는 경우는 상기 안테나 집합체에 수평-수직 이중 편파로 급전하는 경우를 포함하고,
    상기 안테나 집합체에 수평-수직 이중 편파로 급전하는 경우 상기 안테나 집합체의 급전이 단일한 극성으로 이루어지는 경우보다 상기 제1 백오프 값을 낮도록 설정하는 저장 매체.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 상기 복수의 엘리먼트들이 모두 동작하는 제1 개수인 경우 상기 제1 백오프 값을 동일하게 유지하면서 상기 전력 백오프를 수행하는 저장 매체.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 상기 제1 엘리먼트의 절반인 제2 개수인 경우,
    상기 제1 백오프 값이 제1 문턱 값 이하인 경우 상기 제1 백오프 값을 0으로 설정하여 상기 전력 백오프를 수행하지 않고,
    상기 제1 백오프 값이 제1 문턱 값을 초과하는 경우 상기 제1 백오프 값을 상기 제1 문턱 값만큼 감소시키도록 설정하는 저장 매체.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 빔포밍을 수행하는 엘리먼트가 최소 엘리먼트가 동작하는 제3 개수인 경우,
    상기 제1 백오프 값이 상기 제1 문턱 값보다 큰 제2 문턱 값 이하인 경우 상기 제1 백오프 값을 0으로 설정하여 상기 전력 백오프를 수행하지 않고,
    상기 제1 백오프 값이 상기 제2 문턱 값을 초과하는 경우 상기 제1 백오프 값을 상기 제2 문턱 값만큼 감소시키도록 설정하는 저장 매체.
KR1020190034643A 2019-03-26 2019-03-26 안테나 집합체를 구비한 전자 장치 및 상기 전자 장치의 전력 백오프 제어 방법 KR20200113856A (ko)

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