KR20240030411A

KR20240030411A - 오브젝트와의 거리에 따라 적응적으로 전력을 조절 가능한 전자 장치 및 그 동작 방법

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Publication number: KR20240030411A
Application number: KR1020220109418A
Authority: KR
Inventors: 유경우; 임형선; 최두석; 허준회
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-08-30
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2024-03-07
Also published as: EP4333330A1; CN117641555A; US20240069184A1

Abstract

본 발명에 따르면, 무선 신호를 송수신하는 송수신기; 상기 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 상기 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 제1 검출부; 상기 제1 검출부에 의해 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 상기 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 상기 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 제2 검출부; 및 상기 제1 검출부 및 상기 제2 검출부의 오브젝트 검출 결과에 따라 상기 무선 신호의 송신 전력을 제어하는 제어부를 포함하는 전자 장치이다.

Description

오브젝트와의 거리에 따라 적응적으로 전력을 조절 가능한 전자 장치 및 그 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE CAPABLE OF ADAPTIVELY ADJUSTING POWER BASED ON A DISTANCE FROM AN OBJECT AND OPERATING METHOD THEREFOR}

본 발명은 오브젝트와의 거리에 따라 적응적으로 전력을 조절 가능한 전자 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

FCC(Federal Communications Commission), ICNIRP(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) 등의 국제 기구에서는 SAR(Specific Absorption Rate)과 PD(Power Density)를 주요 척도로 하는 전파 노출량을 규제하고 있다. 특히, mmWave(millimeter-wave) 영역의 전자파는 높은 주파수 특성으로 인해 대부분의 전자파가 인체 표면에서 모두 흡수된다. 따라서, mmWave에서는 국제 기구를 통해 PD 전파 노출 규격을 정의하고 있다.

PD는 단말에서 송신하는 전력(EIPR, Effective Isotropic Radiated Power)과 비례 관계에 있으므로, 단말은 인체에 유해하지 않도록 송신하는 전력을 강제적으로 백-오프(back-off)하여 사용하게 된다. 특히, 현재 스마트폰 등과 같은 전자기기는 근거리에 인체가 존재하는지 여부를 알 수 있는 방법이 없으므로, 전자파 인체 노출 규격을 만족하기 위하여 항상 제한된 전력으로 신호를 전송하고 있다. 이에 따라, 불필요한 송신 전력 제한으로 인해 낮은 신호 대 잡음비(SNR)가 야기되며, 낮은 SNR로 인해 효과적인 통신 연결 및 단말 활용의 효율이 저해된다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은　송수신 전력비 기반의 검출 방식을 사용하여 근접한 오브젝트를 검출 가능하며, FMCW 레이더 기반의 검출 방식을 사용함으로써 송수신 전력비 기반의 검출 방식의 검출 성능이 떨어지는 거리 범위에서도 오브젝트 검출이 가능한 전자 장치 및 그 동작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예로, 무선 신호를 송수신하는 송수신기, 상기 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 상기 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 제1 검출부, 상기 제1 검출부에 의해 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 상기 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 상기 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 제2 검출부 및 상기 제1 검출부 및 상기 제2 검출부의 오브젝트 검출 결과에 따라 상기 무선 신호의 송신 전력을 제어하는 제어부를 포함하는 전자 장치이다.

예를 들어, 상기 제어부는 상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 제1 전력으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어하고, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부는 상기 제2 검출부의 거리 분해능을 계산하고, 상기 거리 분해능이 기 설정된 거리 분해능 값 미만이면 상기 제2 전력을 최대 출력 전력까지 선형적으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 검출부는 상기 거리 분해능이 상기 기 설정된 거리 분해능 값 이상이면 오브젝트가 상기 제2 거리 범위에 포함된 최대 거리 범위에서 검출될 경우에만 상기 제2 전력을 상기 최대 출력으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 검출부는 상기 송수신 전력비를 주파수 영역 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역 데이터 및 상기 주파수 영역 데이터에 대한 제1 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 검출부는 상기 주파수 영역 데이터에서 노이즈 주파수 영역에 대응되는 노이즈 데이터로부터 노이즈 레벨을 계산하고, 상기 노이즈 레벨과 튜닝 파라미터에 기초하여 상기 제1 임계값을 설정할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 검출부는 상기 주파수 영역 데이터가 상기 제1 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제1 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 상기 주파수 영역 데이터가 상기 제1 임계값 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 검출부는 상기 첩 펄스를 상기 첩 펄스의 송신 개수에 대응되는 차원과 상기 첩 펄스 각각에 포함된 샘플의 개수에 대응되는 차원에 대하여 2D 푸리에 변환하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과 및 상기 2D 푸리에 변환 결과에 대한 제2 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 검출부는 상기 2D 푸리에 변환 결과가 상기 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과가 상기 제2 임계값 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 검출부는 오브젝트가 인체일 경우 인체의 최대 정지 시간으로 정의되는 최대 샘플 구간에 대하여 오브젝트를 검출하고, 상기 최대 샘플 구간 동안 상기 2D 푸리에 변환 결과의 성분 중 하나 이상이 상기 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예로, 전자 장치에 의해 수행되는 동작 방법으로서, 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 상기 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계, 상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 상기 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 상기 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계 및 오브젝트 검출 결과에 따라 상기 무선 신호의 송신 전력을 제어하는 단계를 포함하는 동작 방법이다.

예를 들어, 상기 제어하는 단계는 상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 제1 전력으로 전송하도록 제어하고, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 거리 범위 내의 오브젝트 검출 동작에 대한 거리 분해능을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어하는 단계는 상기 거리 분해능이 기 설정된 거리 분해능 값 미만이면 상기 제2 전력을 최대 출력 전력까지 선형적으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어하는 단계는 상기 거리 분해능이 상기 기 설정된 거리 분해능 값 이상이면 오브젝트가 상기 제2 거리 범위에 포함된 최대 거리 범위에서 검출될 경우에만 상기 제2 전력을 상기 최대 출력으로 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계는 상기 첩 펄스를 상기 첩 펄스의 송신 개수에 대응되는 차원과 상기 첩 펄스 각각에 포함된 샘플의 개수에 대응되는 차원에 대하여 2D 푸리에 변환하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과 및 상기 2D 푸리에 변환 결과에 대한 제2 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계는 상기 2D 푸리에 변환 결과가 상기 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과가 상기 제2 임계값 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계는 오브젝트가 인체일 경우 인체의 최대 정지 시간으로 정의되는 최대 샘플 구간에 대하여 오브젝트를 검출하고, 상기 최대 샘플 구간 동안 상기 2D 푸리에 변환 결과의 성분 중 하나 이상이 상기 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예로, 무선 신호를 송수신하는 송수신기 및 상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 상기 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하고, 상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 상기 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 상기 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하고, 오브젝트 검출 결과에 따라 상기 무선 신호의 송신 전력을 제어하는 전자 장치이다.

예를 들어, 상기 프로세서는, 상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 제1 전력으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어하고, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 프로세서는, 상기 첩 펄스를 상기 첩 펄스의 송신 개수에 대응되는 차원과 상기 첩 펄스 각각에 포함된 샘플의 개수에 대응되는 차원에 대하여 2D 푸리에 변환하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과 및 상기 2D 푸리에 변환 결과에 대한 제2 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출할 수 있다.

본 발명에 의하면, 송수신 전력비의 물리적 특성을 고려하여 송수신 전력비 기반의 검출 방식을 사용하여 근접한 오브젝트를 검출 가능하며, FMCW 레이더 기반의 검출 방식을 사용함으로써 송수신 전력비 기반의 검출 방식의 검출 성능이 떨어지는 거리 범위에서도 오브젝트 검출이 가능할 수 있다.

또한, 송수신 전력비 기반의 검출 방식에서 근접 거리 밖의 검출 성능이 떨어지는 문제점과, FMCW 레이더 기반의 검출 방식에서 근접 거리의 신호 처리 어려움이 존재하는 문제점이 상호 보완될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 검출부를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 송수신 전력비를 시간 영역과 주파수 영역에서 각각 도시한 예시적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임계값 조절 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 검출부의 오브젝트 인식 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 6은 FMCW 신호의 일 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 검출부를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 검출부의 오브젝트 인식 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 9는 관측 시간의 일 예를 나타낸 것이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제어부의 전력 제어 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 검출부의 동작 방법의 순서도이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 검출부의 동작 방법의 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 검출부의 동작 방법의 순서도이다.
도 15는 다른 일 실시예에 따른 제2 검출부의 동작 방법의 순서도이다.
도 16은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제어부의 동작 방법의 순서도이다.
도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 것이다.

이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 인체나 그 밖의 사물을 포함하는 오브젝트를 검출하고, 검출 결과에 따라 무선 신호의 전력을 제어하도록 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(100_1)는 송수신기(110), 제1 검출부(120), 제2 검출부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

송수신기(110)는 3GPP에서 제안하는 롱-텀 에볼루션(long-term evolution, LTE) 시스템, 롱-텀 에볼루션-어드밴스드(long-term evolution-advanced, LTE-A) 시스템, LTE-A pro 시스템 또는 5G 시스템 등 다중 안테나 기술인 MIMO를 지원하는 다양한 무선 통신 시스템에 연결되어 단말 또는 기지국과 무선 신호를 송수신한다. 무선 신호는 다양한 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 실시예들에 따라, 무선 신호는 제1 검출부(120)에 의해 오브젝트를 검출하기 위하여 송수신되는 파일럿 신호를 포함할 수도 있고, 또는 제2 검출부(130)에 의해 오브젝트를 검출하기 위하여 주파수 변조 후 송수신되는 첩(chirp) 또는 첩 펄스(CP)를 포함할 수도 있고, 또는 상술한 오브젝트 검출을 위한 신호들 외에 다양한 신호들을 포함할 수 있다.

송수신기(110)는 전송되는 신호의 주파수를 상향 변환 및 증폭하는 송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하향 변환시키는 수신기를 포함할 수 있다.

송수신기(110)는 안테나(111)를 통해 무선 신호를 각각 송신 및 수신하도록 다양하게 구성될 수 있으며, 예를 들어 다양한 IFIC(Intermediate Frequency IC)나 RFIC(Radio Frequency IC) 등을 통해 구현될 수 있다. 안테나는 예를 들어 패치 안테나(patch antenna), 패치 안테나 어레이(array), 또는 무선 장치에 사용되는 다양한 유형의 안테나를 포함할 수 있다.

송수신기(110)를 통해 송신 신호(x(t)))가 송신되며, 송신 신호(x(t))의 일부는 오브젝트로부터 반사되어 다시 수신될 수 있다. 여기서, 오브젝트로부터 반사된 신호는 반사 신호((z(t))로 지칭될 수 있다. 또한, 불완전성과 송신기의 특성으로 인해 송신 신호(x(t))의 일부는 수신기로 결합될 수 있다. 여기서, 수신기로 결합된 송신 신호(x(t))의 일부는 누출 신호(y(t))로 지칭될 수 있다. 수신기는 상술한 반사 신호((z(t)), 누출 신호(y(t)) 및 임의의 잡음((n(t))을 포함하는 수신 신호(r(t))를 수신 및 처리할 수 있다. 이하에서, 수신 신호(r(t))는 반사 신호((z(t)), 누출 신호(y(t)) 및 임의의 잡음을 포함하는 신호로 정의될 수 있을 것이다.

또는, 송수신기(110)를 통해 제2 검출부(130)에서 생성된 첩 펄스(CP)가 송수신될 수도 있다.

제1 검출부(120)는 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하도록 구성된다.

구체적으로, 제1 검출부(120)는 우선 송수신 전력비를 주파수 영역 데이터로 변환한다.

주파수 영역으로 변환된 송수신 전력비는 그 물리적 특성 상 오브젝트의 움직임과 주파수 대역에 따라 서로 다른 경향을 나타낸다. 예를 들어, 오브젝트가 인체와 같은 유전체일 경우 송수신 전력비는 임피던스 부정합으로 인해 변화가 발생할 수 있다. 특히, 인체가 존재하지 않거나 움직이지 않는 상황은 인체가 움직이는 상황과 비교할 때 주파수 영역 상에서 값의 경향 차이가 두드러질 수 있다. 따라서, 주파수 영역으로 변환된 송수신 전력비 데이터는 오브젝트를 검출하는데 활용될 수 있다. 다만, 주파수 영역 상에서 고주파 대역은 오브젝트의 움직임에 따른 다양한 상황에서도 다른 주파수 대역에 비교하여 두드러지는 경향을 가지지 않는다. 따라서, 송수신 전력비의 주요 주파수 성분들은 상대적으로 고주파 대역이 아닌 다른 대역에 존재하는 것으로 가정할 수 있고, 이 경우 고주파 대역의 성분들은 잡음으로 간주될 수 있을 것이다.

제1 검출부(120)는 상술한 주파수 영역 상의 송수신 전력비의 특성을 고려하여 오브젝트 검출 동작을 수행할 수 있다. 제1 검출부(120)는 송수신 전력비의 주파수 영역 상의 경향을 고려하여, 근접한 오브젝트의 검출이 가능하도록 주파수 영역 데이터에 대하여 조정 가능한 임계값(이하, 제1 임계값)을 설정할 수 있다.

제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터와 제1 임계값을 비교하고, 비교 결과에 따라 오브젝트를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터가 제1 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 제1 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 주파수 영역 데이터가 제1 임계값 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

제2 검출부(130)는 제1 검출부(120)에 의해 오브젝트가 검출되지 않은 경우(즉 제1 거리 범위 내에서는 오브젝트가 검출되지 않은 경우), 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스(CP)에 기초하여 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하도록 구성된다. 첩 펄스(CP)에 따라 오브젝트를 검출하는 것은, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 기반의 검출 방식으로 이해될 수 있을 것이다.

제1 검출부(120)는 상술한 바와 같이 송수신 전력비에 기반하여 오브젝트를 검출하는데, 송수신 전력비가 갖는 특성으로 인해 근접한 오브젝트를 검출 가능하기는 하나 이는 해당 물리 값이 수 cm(예를 들어, 2cm) 범위 내에 위치하는 유전체에 대하여 크게 영향을 받기에 가능한 것이다. 즉, 여전히 FCC 노출 규제를 따라야 하는 수 cm 이후의 범위에 대하여는 상대적으로 유전체의 영향을 크게 받지 않아 인체의 존재 여부에 대한 불확실성이 존재하며, 검출 성능 또한 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명의 전자 장치(100_1)는 제1 검출부(120)의 검출 성능을 보완하기 위하여 FMCW 레이더 기반인 제2 검출부(130)를 추가로 구비할 수 있다. FMCW 레이더 기반의 검출 방식은 송수신 전력비 기반과 달리 근접 거리 밖에서도 오브젝트 검출이 가능하다. 다만, FMCW 레이더 기반의 검출 방식은 유전체가 존재할 경우 임피던스 부정합으로 인하여 첩 펄스가 제대로 방사되지 못할 경우 신호 처리가 어렵다는 문제가 있다. 따라서, FMCW 레이더 기반의 검출 방식은 근접 거리 내의 오브젝트 검출에 대한 성능이 떨어진다. 이러한 문제점은 본 발명에 따른 제1 검출부(120)에 의해 해결될 수 있으므로 제1 검출부(120)와 제2 검출부(130)는 상호 보완될 수 있다.

제어부(140)는 오브젝트 검출 결과에 따라 무선 신호의 송신 전력을 제어한다. 일 실시예에 따라, 제어부(140)는 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 무선 신호를 제1 전력으로 전송하도록 송수신기(110)를 제어할 수 있다. 제1 전력은 오브젝트에 따라 각종 규제 기구에 의해 정의된 규제 기준을 만족하도록 설정된 값을 가질 수 있다.

일 실시예에 따라, 제어부(140)는 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 무선 신호를 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 송수신기(110)를 제어할 수 있다. 제2 전력은 본 발명의 실시예들에 따라 다양한 값을 가질 수 있으며, 상세한 설명은 후술한다.

상술한 실시예에 따른 본 발명의 전자 장치(100_1)는 송수신 전력비 기반의 검출 방식을 사용하여 근접한 오브젝트를 검출 가능하며, FMCW 레이더 기반의 검출 방식을 사용함으로써 송수신 전력비 기반의 검출 방식의 검출 성능이 떨어지는 거리 범위에서도 오브젝트 검출이 가능하다. 송수신 전력비 기반의 검출 방식은 유전체에 의해 변화하는 특성을 활용하므로 근접 거리를 벗어날 경우 검출 성능이 떨어지나, FMCW 레이더 기반의 검출 방식을 통해 보완될 수 있다. 또한, FMCW 레이더 기반의 검출 방식은 근접 거리에서 신호 처리의 어려움이 있으나, 이러한 문제점은 송수신 전력비 기반의 검출 방식을 통해 해결될 수 있다.

이하에서는, 각 검출부에 따른 오브젝트 검출 방법에 대한 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.

송수신 전력비 기반 오브젝트 검출

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 검출부를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 검출부(120)는 제1 측정부(121), 제1 변환부(122) 및 제1 처리부(123)을 포함한다. 제1 검출부(120)에 포함된 구성들의 동작과 관련된 실시예는 곧 제1 검출부(120)가 수행하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

제1 측정부(121)는 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정한다. 예를 들어, 제1 측정부(121)는 송신 신호(x(t)) 및 수신 신호(r(t))에 기초하여 송수신 전력비를 측정할 수 있다. 송수신 전력비는 반사 계수(Г)로도 정의될 수 있으며, 특정 위치에서의 송신 전력과 수신 전력의 비율로 정의되는 값일 수 있다. 반사 계수는 주변 환경 변화에 따라 함께 변화할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100_1)의 근거리에 존재하는 오브젝트에 의해 반사 계수의 변화가 나타날 수 있다.

제1 측정부(121)는 수신 신호(r(t))의 전력과 송신 신호(x(t))의 전력의 비율인 을 송수신 전력비로 계산할 수 있다. 여기서, E[ ]는 [ ]의 전력 또는 전기 에너지를 산출하기 위한 수식으로 정의될 수 있다. 은 상술한 수신 신호((r(t))의 전력을 산출하기 위한 식이다. 수신 신호(r(t))는 상술한 바와 같이 오브젝트에 의한 반사 신호(z(t))의 전력, 송신기에서 수신기로 커플링되는 누출 신호(y(t))와 그 밖의 잡음 등을 포함할 수 있으므로, 최종적으로 제1 측정부(121)가 산출하는 송수신 전력비의 변화는 수신 신호(r(t))에 포함된 성분들로 인하여 인접한 오브젝트에 의해 주로 변화할 수 있다.

제1 변환부(122)는 제1 측정부(121)에 의해 측정된 송수신 전력비를 주파수 영역 데이터(Frequency domain data, FD)로 변환한다. 제1 변환부(122)는 푸리에 변환에 기초하여 시간 영역 상의 송수신 전력비를 주파수 영역 데이터로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 변환부(122)는 로 정의되는 이산 푸리에 변환(DFT)를 통해 시간 영역에서의 송수신 전력비를 주파수 영역 데이터로 변환할 수 있다. 여기서, s[n]은 시간 영역(구체적으로는, 이산 시간 영역)에서 정의되는 n번째 시간 샘플에서의 송수신 전력비를 의미하고, N은 이산 푸리에 변환의 대상이 되는 총 시간 샘플 개수를 의미하고, s'[n]은 s[n]에서 평균(mean)을 뺀 것을 의미한다.

상술한 제1 변환부(122)의 이산 푸리에 변환의 동작은 일 예에 지나지 않으며, 그 밖에 다양한 실시예들에 따라 제1 변환부(122)는 고속 푸리에 변환과 같은 다양한 푸리에 변환에 기초하여 송수신 전력비를 주파수 영역으로 변환할 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 제1 변환부(122)는 푸리에 변환을 통해 송수신 전력비를 주파수 영역으로 변환하기 전에 직류(DC) 성분을 제거하여 푸리에 변환을 수행하거나, 또는 푸리에 변환된 주파수 영역 데이터로부터 직류 성분을 제거할 수 있다. 따라서, 송수신 전력비의 변화에 대한 성분만 명확하게 주파수 영역 상에서 분석될 수 있다. 또한, 오브젝트에 따라 다양한 환경에서 기본적인 송수신 전력비의 값이 변화할 가능성이 있기 때문에, 이러한 환경 변화에 따른 오프셋 변동도 제거될 수 있다.

제1 처리부(123)는 제1 변환부(122)에 의해 획득한 주파수 영역 데이터 및 제1 임계값에 기초하여 인접한 오브젝트를 검출한다.

일 실시예에 따른 제1 처리부(123)는 상술한 제1 변환부(122)에 의해 변환된 주파수 영역 상의 송수신 전력비가 해당 영역에서 갖는 특성을 고려하여 오브젝트 검출 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제1 처리부(123)는 근접한 오브젝트의 검출이 가능하도록 송수신 전력비의 주파수 영역 상의 경향에 기초하여 제1 임계값을 설정할 수 있다.

일 실시예로, 제1 처리부(123)는 상술한 주파수 영역 데이터에서 잡음으로 간주되는 노이즈 주파수 영역으로부터 노이즈 레벨을 계산하고, 계산한 노이즈 레벨과 튜닝 파라미터에 기초하여 제1 임계값을 설정할 수 있다. 여기서, 제1 임계값은 계산된 노이즈 레벨 하에 튜닝 파라미터가 제1 처리부(123)를 통해 조절됨에 따라 조정 가능한 파라미터일 수 있다. 제1 처리부(123)는 튜닝 파라미터를 조절하여 제1 임계값을 다양하게 설정할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 처리부(123)는 주파수 영역 데이터의 주파수 영역 상의 경향을 고려하여, 오브젝트가 존재하지 않는 상황에 대응되는 주파수 영역 데이터와 오브젝트가 정지하였거나 움직이는 상황에 대응되는 주파수 영역 데이터를 구분할 수 있는 적절한 값으로 제1 임계값을 설정할 수 있다.

제1 처리부(123)는 주파수 영역 데이터가 제1 임계값을 초과할 경우, 근접한 오브젝트가 있다고 판단할 수 있다. 또는, 제1 처리부(123)는 주파수 영역 데이터가 제1 임계값 이하인 경우, 근접한 오브젝트가 없다고 판단할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 제1 검출부(120)는 오브젝트의 상황에 따라 서로 다른 경향을 나타내는 송수신 전력비의 주파수 영역 데이터와 제1 임계값을 활용하여 근접한 오브젝트를 검출할 수 있다. 따라서, 전자 장치(100_1)는 검출 결과에 따라 FCC 등의 전력 노출 규제를 만족할 수 있도록 송신 신호의 전력을 제어할 수 있어 효율적인 통신이 가능하다.

이하에서는, 제1 처리부의 구체적인 동작에 대한 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 송수신 전력비를 시간 영역과 주파수 영역에서 각각 도시한 예시적인 도면이다. 여기서, 송수신 전력비는 오브젝트가 인체의 손인 경우에 대하여 측정된 것이다.

도 3a를 참조하면, 송수신 전력비는 오브젝트가 변동하는 다양한 상황 별로 측정될 수 있다. 예를 들어, 다양한 상황은 전자 장치(100_1)의 근거리에서 인체가 존재하지 않는 상황(no hand), 인체가 빠르게 움직이는 상황(fast hand), 인체가 느리게 움직이는 상황(slow hand) 또는 인체가 정지한 상황(still hand) 등을 포함할 수 있다.

송수신 전력비는 제1 측정부(121)에 의해 기 설정된 시간 간격으로 N개가 측정될 수 있다. 송수신 전력비는 송수신되는 무선 신호 사이 사이에 측정되므로 도시된 바와 같이 측정되지 않는 시간이 존재할 수 있으며, 또한 각 상황 마다 측정되지 않는 간격이 다를 수 있을 것이다.

도시된 바와 같이, 오브젝트의 다양한 상황에 따라 송수신 전력비가 시간 영역 상에서 다르게 변화하는 것을 확인할 수 있다. 특히, 인체가 움직이는 경우에는 인체가 존재하지 않거나 거의 움직이지 않는 경우와 비교해서 시간에 따른 변화가 두드러지고 그에 따라 분산이 큰 것을 확인할 수 있다. 이러한 시간 영역 상의 경향은 주파수 영역에서도 반영된다고 추정될 수 있다.

도 3a의 송수신 전력비에 대한 주파수 영역 데이터를 도시한 도 3b를 참조하면, 시간 영역 상에서 분산이 상대적으로 컸던 상황들(fast hand, slow hand)은 그렇지 않은 상황들에 비교하여 특정 주파수 영역에서의 신호의 세기가 큰 것을 확인할 수 있다. 반면, 분산이 상대적으로 작았던 상황들(still hand, no hand)은 송수신 전력비가 전체 주파수 영역에 골고루 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다.

예를 들어, 인체가 느리게 움직이는 경우 직류 성분이 아닌 저주파 대역의 성분이 컸으며, 인체가 빠르게 움직이는 경우 상대적으로 고주파 대역까지 큰 주파수 영역 데이터가 존재한다. 또한, 인체가 움직이지 않는 경우에도 아주 미세한 변화에 의해 직류 성분이 아닌 낮은 주파수 대역에서 신호가 검출된다.

인체가 빠르게 움직이는 경우를 제외하고는 상대적으로 고주파 영역에서 크게 다르지 않은 세기를 가졌으므로, 느린 움직임에 따른 송수신 전력비의 변화는 고주파 특성을 갖지 않는다고 판단할 수 있다. 또한, 인체가 빠르게 움직이더라도 주파수 성분은 고주파 영역 보다는 낮은 주파수 영역에서 세기가 크다. 정리하면, 도 3b와 같이 다양한 환경에서 얻어진 주파수 영역 데이터는 공통적으로 특정 고주파 범위 내에서는 인체의 움직임에 의한 변화가 상대적으로 작으므로, 잡음에 의한 성분이 주요하게 존재한다고 가정될 수 있다. 따라서, 고주파 영역에서의 주파수 영역 데이터로부터 잡음 레벨이 추정될 수 있을 것이다.

예를 들어, 도 3b에서 고주파 영역에 포함된 주파수 영역 데이터의 집합을 노이즈 주파수 영역(noise frequency area)으로 정의할 경우, 제1 처리부(123)는 노이즈 주파수 영역으로부터 노이즈 레벨을 계산할 수 있다. 일 실시예로, 제1 처리부(123)는 주파수 영역 데이터에서 노이즈 주파수 영역에 대응되는 노이즈 데이터로부터 노이즈 레벨을 에 기초하여 계산할 수 있다. 여기서, 는 노이즈 레벨이고, N_noise는 노이즈 레벨 계산 시 사용되는 이산 주파수 성분의 개수이고, 는 k시간에서의 주파수 영역 데이터, 즉 푸리에 변환 결과이고, m은 주파수 인덱스를 의미한다.

일 실시예로, 제1 처리부(123)의 노이즈 레벨 계산을 위하여 제1 변환부(122)는 짧은 샘플링 주기(예를 들어, 설정된 제1 임계값 이하로 정의되는 샘플링 주기)로 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 인체의 움직임 속도가 빨라질 경우 고주파 영역까지 높은 송수신 전력비가 존재할 수 있어 노이즈 레벨 계산 시 오차가 발생할 수 있다. 반면, 상술한 실시예에 따라 짧은 샘플링 주기로 푸리에 변환할 경우 고주파 영역에는 잡음 성분만이 존재할 수 있어 노이즈 레벨 계산의 오차가 감소될 수 있다. 일 실시예로, 상술한 샘플링 주기에 대한 제1 임계값은 오브젝트의 이동 속도에 기초하여 설정될 수 있다.

제1 처리부(123)는 계산한 노이즈 레벨과 튜닝 파라미터에 기초하여 제1 임계값을 설정할 수 있다. 제1 임계값은 노이즈 레벨과 관련된 파라미터이며, 또한 튜닝 파라미터가 조절됨에 따라 그 크기가 조절될 수 있다. 즉, 튜닝 파라미터는 제1 임계값의 크기를 조절하기 위한 파라미터로 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에 따른 제1 처리부(123)는 튜닝 파라미터를 조절하여 제1 임계값과 오브젝트의 검출률을 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임계값 조절 동작을 설명하기 위한 것이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예로 제1 처리부(123)는 튜닝 파라미터(α1)를 크게 조절하여 제1 임계값(γ1)을 크게 설정하거나, 튜닝 파라미터를 작게 조절하여 제1 임계값을 작게 설정할 수 있다. 튜닝 파라미터를 크게 조절할 경우, 제1 처리부(123)는 상대적으로 값이 큰 주파수 영역 데이터가 존재할 경우에 오브젝트가 있는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 오브젝트의 미검출률은 상대적으로 증가하지만 오검출률이 감소될 수 있다. 반면, 튜닝 파라미터를 작게 조절할 경우, 제1 처리부(123)는 제1 임계값 큰 경우에 비하여 상대적으로 작은 크기의 주파수 영역 데이터가 존재하더라도 오브젝트가 있는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 오브젝트의 오검출률은 상대적으로 증가하지만 미검출률이 감소될 수 있다.

여기서, 제1 처리부(123)의 오브젝트에 대한 미검출률은 오브젝트를 어느 정도로 민감하게 판단할 수 있는 지의 척도가 될 수 있다. 예를 들어, 오브젝트가 인체여서 송수신기(110)의 송신 전력을 낮추고자 할 경우 인체를 보다 민감하게 판단할 필요성이 있다. 따라서, 제1 처리부(123)는 미검출률을 감소시키도록 튜닝 파라미터를 낮게 조절하여 제1 임계값을 낮출 수 있다.

일 실시예로, 제1 처리부(123)는 근거리에 인체가 존재하지 않는 경우 시간 영역에서의 송수신 전력비 데이터가 가우시안 분포(gaussian distribution)를 따르거나, 또는 따르는 것으로 가정할 경우, 주파수 영역에서 송수신 전력비 데이터는 카이 제곱 분포(chi squared distribution)를 따르게 되며, 제어부(140)는 상술한 제1 임계값을 에 기초하여 설정할 수 있다. 여기서, γ는 제1 임계값이고, α는 튜닝 파라미터이고, 는 상술한 노이즈 레벨에 대응되며, N은 주파수 영역 내 샘플의 총 개수이고, σ는 시간 영역에서의 송수신 전력비 데이터가 따르는 가우시안 분포의 표준 편차를 의미한다. 제1 처리부(123)는 α를 조절하여 γ를 설정할 수 있고, 상술한 바와 같이 α를 크게 또는 작게 조절하여 오브젝트의 오검출률과 미검출률을 조절할 수 있다.

상술한 실시예에 따르면, 전자 장치(100_1)는 튜닝 파라미터 조절을 통해 제1 임계값을 다양하게 설정함으로써 오브젝트의 오검출률과 미검출률을 조절할 수 있다. 만약 제1 임계값이 고정된 값으로 설정될 경우, 단말의 노후화, 열화 또는 주변 상황의 변화로 인해 송수신 전력비 데이터의 분산이 변화하게 되면 이를 대처하지 못하므로 미탐지 및 오탐지 발생 확률이 증가할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치(100_1)는 상술한 바와 같이 인체와 같은 주변 유전체에 따른 영향이 미미한 잡음 주파수 영역에서 제1 임계값을 구하고, 제1 임계값을 유전체의 영향이 큰 저주파나 중간 주파수 대역의 데이터와 비교함으로써 적응적인 오브젝트 탐지가 가능하다. 또한, 오브젝트가 인체일 경우 다양한 전력 규제를 만족시키기 위하여 보다 민감하게 오브젝트를 검출하여야 한다. 이 경우, 전자 장치(100_1)는 튜닝 파라미터를 낮게 조절하여 제1 임계값을 낮춤으로써 미검출률을 감소시키고 인체를 보다 민감하게 검출할 수 있다.

살펴본 바와 같이, 제1 처리부(123)는 다양한 실시예들에 따라 제1 임계값을 설정할 수 있다. 제1 처리부(123)는 제1 임계값을 설정하고, 설정한 제1 임계값에 기초하여 전자 장치(100_1)에 인접한 오브젝트를 검출한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 검출부의 오브젝트 인식 동작을 설명하기 위한 것이다.

도 5를 참조하면, 제1 검출부(120)는 변환부로부터 변환된 주파수 영역 데이터(FD)를 획득할 수 있다(S1010).

일 실시예에 따른 제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터(FD)가 제1 임계값(γ1)을 초과하는지 여부를 판단한다(S1020). 제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터(FD)가 제1 임계값(γ1)을 초과할 경우 인접한 오브젝트가 존재하는 것으로 판단하고, 주파수 영역 데이터(FD)가 제1 임계값(γ1) 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다(S1060). 이때, 제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터(FD)의 주파수 성분 중 하나 이상이 제1 임계값(γ1)을 초과할 경우 인접한 오브젝트가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터(FD)의 주파수 성분 중 하나라도 그 크기가 제1 임계값(γ1)을 초과할 경우 인접한 오브젝트가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

또는, 일 실시예에 따른 제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터(FD)를 노이즈 레벨로 정규화할 수 있다(S1030). 예를 들어, 제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터(FD)의 크기를 노이즈 레벨로 나누어 정규화할 수 있다. 제1 검출부(120)는 정규화를 통해 정규화 데이터(ND)를 획득할 수 있다(S1040). 제1 검출부(120)는 정규화 데이터(ND)가 튜닝 파라미터(α1)를 초과하는지 여부를 판단한다(S1050). 제1 검출부(120)는 정규화 데이터(ND)가 튜닝 파라미터(α1)를 초과할 경우 인접한 오브젝트가 존재하는 것으로 판단하고, 정규화 데이터(ND)가 튜닝 파라미터(α1) 이하일 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다(S1060).

일 실시예에 따른 제1 검출부(120)는 완전히 정지하였거나, 또는 직류 성분으로 판단될 정도로 미세하게 움직이는 인체도 정확히 판단할 수 있도록 상술한 오브젝트 인식 동작을 특정 샘플 구간 동안 수행할 수 있다.

구체적으로, 제1 검출부(120)는 오브젝트가 인체일 경우 인체의 최대 정지 시간으로 정의되는 최대 샘플 구간(T_{max, stan})을 설정할 수 있다. 즉, 최대 샘플 구간(T_{max, stan})은 인체가 완전히 정지해 있을 수 있는 최대 시간을 의미한다. 예를 들어, 제1 검출부(120)는 인체가 정지한 다양한 상황에서 수집된 송수신 전력비 데이터를 기초로 최대 샘플 구간(T_{max, stan})을 설정할 수 있다.

제1 검출부(120)는 최대 샘플 구간(T_{max, stan})에 포함된 데이터 히스토리를 활용하여 상술한 실시예들에 따라 오브젝트를 인식할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출부(120)는 최대 샘플 구간(T_{max, stan}) 동안 하나의 주파수 영역 데이터라도 제1 임계값을 초과하거나, 또는 하나의 정규화 데이터라도 튜닝 파라미터를 초과할 경우 곧바로 인체가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

일 실시예에 따른 제1 검출부(120)는 최대 샘플 구간 동안 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단되면 무선 신호를 제1 전력 보다 큰 제2 전력으로 전송할 수 있다.

상술한 실시예에 따르면, 제1 검출부(120)는 최대 샘플 구간을 설정하고, 최대 샘플 구간 내 데이터 히스토리를 활용하여 오브젝트를 인식함으로써 주변의 오브젝트가 완전히 정지한 경우(예를 들어, 고정된 사물)와 이동 가능성이 있는 오브젝트(예를 들어, 인체)를 효과적으로 구분하여 판단할 수 있다.

상술한 실시예들에 따른 제1 검출부(120)는 송수신 전력비의 주파수 영역 데이터와 조정 가능한 제1 임계값을 활용하여 오브젝트를 검출하고, 그에 따라 FCC 등의 전력 노출 규제를 만족할 수 있도록 무선 신호의 전력을 제어함으로써 효율적인 통신이 가능하다. 특히, 본 발명은 제1 임계값을 적응적으로 조절할 수 있어 단말이나 주변 상황 변화에 따른 송수신 전력비 데이터 변화에 대처할 수 있고, 또한 제1 임계값 조절에 따라 오브젝트의 검출률을 조절할 수 있어 인체와 같은 오브젝트를 높은 민감도로 검출할 수 있다. 또한, 본 발명은 최대 샘플 구간을 활용함으로써 정지 상태에 가까운 인체를 사물과 구분하여 검출 가능하다.

FMCW 레이더 기반 오브젝트 검출

도 6은 FMCW 신호의 일 예를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 주파수 변조된 연속파 레이더(FMCW) 신호는 다양한 종류의 주파수 변조(FM) 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 레이더 신호는 사인(sine) 파형, 톱니 파형 또는 삼각형 파형 등에 따라 주파수 변조될 수 있다. 도시된 바와 같이 송신 레이더 신호 및 수신 레이더 신호의 주파수가 시작 주파수 f_START로부터 정지 주파수 f_STOP까지 선형적으로 증가하고, 그 다음 다시 f_START로 감소되고 정지 주파수 f_STOP에 도달될 때까지 다시 증가하는 파형이 반복될 수 있다.

송신 레이더 신호는 '첩' 또는 '첩 펄스'로도 지칭되는 주파수 램프(ramp)의 시퀀스로 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 기 정의된 변조 중지(pause) 신호가 복수의 후속 첩들 사이에 삽입될 수 있고, 레이더 신호의 주파수는 중지 페이즈(또는 정지 주파수와 시작 주파수 사이의 임의의 주파수) 동안 정지 주파수 또는 시작 주파수에서 유지될 수 있다. 하나의 첩의 지속기간은 수 마이크로초부터 수 밀리초까지의 범위일 수 있다.

수신 레이더 신호는 레이더 에코로 칭해질 수도 있다. 수신 레이더 신호는 안테나로부터 레이더 타겟으로, 그리고 다시 레이더 타겟으로부터 안테나로의 이동 시간으로 인하여 송신 레이더 신호에 비하여 시간 지연(Δt)을 갖는다. 레이더는 이러한 시간 지연(Δt)을 계산함으로써 레이더 타겟과의 거리를 계산할 수 있다.

상술한 바와 같이 FMCW 레이더의 기본적 동작 원리가 개시되었지만, 실제로는 더 정교한 신호 프로세싱이 적용될 수 있다. 특히, 도플러 효과로 인한 송신 신호의 추가적인 주파수 시프트가 상술한 레이더 신호의 이동 시간으로 인한 주파수 시프트에 추가되기 때문에, 도플러 시프트는 거리 측정에서 에러를 초래할 수 있다. 실시예에 따라, 도플러 시프트는 송수신 레이더 신호로부터 추정될 수 있고, 또는 도플러 시프트는 거리 측정에 대해 무시 가능할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 검출부를 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 제2 검출부(130)는 변조부(131), 제2 측정부(132), 제2 변환부(133) 및 제2 처리부(134)를 포함한다. 제2 검출부(130)에 포함된 구성들의 동작과 관련된 실시예는 곧 제2 검출부(130)가 수행하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

제2 검출부(130)는 무선 신호를 주파수 변조하여 첩 펄스를 생성하고, 송수신기(110)를 통해 첩 펄스를 연속으로 송신하고, 송신된 신호의 샘플과 레이더 타겟으로부터 지연된 수신 레이더 신호를 믹싱하여 타겟 정보를 획득할 수 있다. 타겟 정보는 예를 들어 타겟의 거리나 속도 등을 포함할 수 있다. 기본적으로 레이더 타겟이 이동 중인 상황을 고려하기 위하여, 레이더 타겟의 속도 정보를 알기 위하여 상술한 도플러 효과가 고려되어야 한다.

변조부(131)는 무선 신호로부터 상술한 도 6과 같은 첩 펄스를 생성한다. 변조부(131)는 하나의 송신 단위인 버스트(burst) 동안 주파수 변조를 통해 M개의 첩 펄스를 생성할 수 있다. 변조부(131)는 생성한 M개의 첩 펄스를 송수신기(110)에 전달하고, 송수신기(110)는 M개의 첩 펄스를 송신할 수 있다. 각각의 첩 펄스는 N개의 샘플을 포함할 수 있다.

제2 측정부(132)는 송신한 M개의 첩 펄스에 대응되는 수신 레이더 신호의 크기를 측정한다. 도 7과 같이 M개의 첩 펄스는 예시적으로 M x N 행렬의 세로 열로 도시될 수 있고, 각각의 첩 펄스에 포함된 N개의 샘플은 가로 열로 도시될 수 있다. 따라서, 세로 열은 느린 시간 축으로 볼 수 있고, 가로 열은 빠른 시간 축으로 볼 수 있을 것이다. 또한, 세로 열은 오브젝트 검출을 위한 하나의 버스트에 대응될 수 있으므로, 전체 관측 시간(T_obs) 축으로 볼 수도 있다. M x N 행렬은 제2 측정부(132)에 의해 측정된 수신 레이더 신호의 크기가 각각의 첩 펄스와 각각의 샘플 별로 도시화된 것이다. M x N 행렬은 각각 첩 펄스의 송신 개수에 대응되는 차원과 첩 펄스 각각에 포함된 샘플의 개수에 대응되는 차원을 갖는다.

제2 변환부(133)는 M x N 행렬에 2D 푸리에 변환을 적용할 수 있다. 다시 말해서, 제2 변환부(133)는 첩 펄스를 첩 펄스의 송신 개수에 대응되는 차원과 첩 펄스 각각에 포함된 샘플의 개수에 대응되는 차원에 대하여 2D 푸리에 변환한다. 예를 들어, 전자 장치(100_1)는 빠른 시간 축, 즉 가로 열을 따라 푸리에 변환을 적용하는 레인지 압축(Range compression)을 통해 레인지 정보를 획득할 수 있다. 레인지 압축은 어떠한 레인지에 존재하는 신호를 제외한 나머지 레인지를 노이즈 레벨로 변환하는 것을 의미한다. 이후, 전자 장치(100_1)는 느린 시간 축, 즉 세로 열을 따라 푸리에 변환을 적용하는 도플러 압축(Doppler compression)을 통해 도플러 정보를 획득할 수 있다. 2D 푸리에 변환을 통해 레인지 정보와 도플러 정보를 포함하도록 변환된 M x N 행렬은 레인지-도플러 맵으로도 칭해질 수 있다.

최종적으로, 제2 변환부(133)는 상술한 2D 푸리에 변환을 통해 타겟이 존재하는 레인지 정보와 도플러 정보를 나타내는 2D 푸리에 변환 결과인 R_2D,d를 획득할 수 있다. R_2D,d는 상술한 바에 따라 M x N 크기를 갖는 행렬이므로 R_2D,d[m, n]으로 나타낼 수도 있으며, 여기서 m = 0 내지 M - 1, n = 0 내지 N - 1이다.

제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과 및 2D 푸리에 변환 결과에 대한 제2 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출한다.

일 실시예로, 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과로부터 노이즈 레벨을 계산하고, 계산한 노이즈 레벨에 기초하여 제2 임계값을 설정할 수 있다. 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과에서 임의의 성분을 선택할 때, 선택된 성분의 이웃 성분들로부터 노이즈 레벨을 계산할 수 있다. 제2 처리부(134)는 계산된 노이즈 레벨과 임계값 인자로도 칭해지는 스케일링 요소(scaling factor)에 기초하여, 제2 거리 범위 내의 오브젝트를 검출할 수 있도록 제2 임계값을 적절하게 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2 처리부(134)는 CA CFAR(Cell Average Constant False Alarm Rate) 또는 OS CFAR(Ordered Statis-tic CFAR) 등의 CFAR 알고리즘에 기초하여 제2 임계값을 설정할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 처리부(134)는 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 또는, 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과가 제2 임계값 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

상술한 본 발명의 제2 검출부(130)는 FMCW 레이더 기반의 검출 방식을 사용함으로써 송수신 전력비 기반의 검출 방식의 검출 성능이 떨어지는 거리 범위에서도 오브젝트 검출이 가능하다. 따라서, 제1 검출부(120)의 검출 성능이 보완될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 검출부의 오브젝트 인식 동작을 설명하기 위한 것이다.

도 8을 참조하면, 제2 처리부(134)는 변환부로부터 2D 푸리에 변환 결과를 획득할 수 있다(S1110).

일 실시예에 따른 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과가 제2 임계값(γ2)을 초과하는지 여부를 판단한다(S1120). 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과가 제2 임계값(γ2)을 초과할 경우 인접한 오브젝트가 존재하는 것으로 판단하고, 2D 푸리에 변환 결과가 제2 임계값(γ2) 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다(S1160). 이때, 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과의 성분 중 하나 이상이 제2 임계값(γ2)을 초과할 경우 인접한 오브젝트가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과의 성분 중 하나라도 그 크기가 제2 임계값(γ2)을 초과할 경우 인접한 오브젝트가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

또는, 일 실시예에 따른 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과를 노이즈 레벨로 정규화할 수 있다(S1130). 예를 들어, 제2 처리부(134)는 2D 푸리에 변환 결과의 크기를 노이즈 레벨로 나누어 정규화할 수 있다. 제2 처리부(134)는 정규화를 통해 정규화 데이터(ND)를 획득할 수 있다(S1140). 제2 처리부(134)는 정규화 데이터(ND)가 임계값 인자(α2)를 초과하는지 여부를 판단한다(S1150). 제2 처리부(134)는 정규화 데이터(ND)가 임계값 인자(α2)를 초과할 경우 인접한 오브젝트가 존재하는 것으로 판단하고, 정규화 데이터(ND)가 임계값 인자(α2) 이하일 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다(S1160).

일 실시예에 따른 제2 처리부(134)는 완전히 정지하였거나, 또는 직류 성분으로 판단될 정도로 미세하게 움직이는 인체도 정확히 판단할 수 있도록 상술한 오브젝트 인식 동작을 특정 샘플 구간 동안 수행할 수 있다.

구체적으로, 제2 처리부(134)는 오브젝트가 인체일 경우 제1 검출부(120)에서의 동작과 유사하게 인체의 최대 정지 시간으로 정의되는 최대 샘플 구간(T_{max, stan})을 설정할 수 있다.

제2 처리부(134)는 최대 샘플 구간(T_{max, stan})에서 상술한 실시예들에 기초하여 오브젝트를 인식할 수 있다. 예를 들어, 제2 처리부(134)는 최대 샘플 구간(T_{max, stan}) 동안 2D 푸리에 변환 결과 중 하나의 성분이라도 제2 임계값을 초과하거나, 또는 하나의 정규화 데이터라도 임계값 인자를 초과할 경우 곧바로 인체가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.

상술한 실시예에 따르면, 제2 검출부(130)는 최대 샘플 구간을 설정하고 그에 따라 오브젝트를 인식함으로써 주변의 오브젝트가 완전히 정지한 경우(예를 들어, 고정된 사물)와 이동 가능성이 있는 오브젝트(예를 들어, 인체)를 효과적으로 구분하여 판단할 수 있다. 특히, 제2 검출부(130)는 오브젝트의 시선 속도(radial velocity)가 0되더라도 최대 샘플 구간 내의 데이터 히스토리들을 활용하여 정지한 인체를 검출할 수 있다.

상술한 실시예들에서, 최대 샘플 구간은 제1 검출부(120) 및 제2 검출부(130) 각각에 대하여 설정될 수 있고, 또는 동일하게 설정될 수도 있다.

일 실시예에 따른 제2 검출부(130)는 상술한 실시예들에 따른 오브젝트 검출 동작을 관측 시간(T_obs) 동안 수행할 수 있다. 변조부(131)는 해당 관측 시간(T_obs)에 대응되는 시간 영역에서만 첩 펄스를 생성할 수 있고, 따라서 송수신기(110) 또한 해당 관측 시간(T_obs)에서만 첩 펄스를 송수신할 수 있다.

예를 들어 전자 장치(100_1)가 단말인 경우, 제2 검출부(130)는 3GPP와 같은 표준 규격 상에서 정의되고 있는 통신(UL(UpLink), DL(DownLink) 등)을 방해하지 않으면서 FMCW 레이더 기반의 검출 동작을 수행하여야 하는 제한이 있다. 따라서, 제2 검출부(130)는 갭 시간(gap time)을 활용하여 오브젝트 검출 동작을 수행할 수 있다. 갭 시간은 예를 들어 하기 표 1로 정의될 수 있다.

	UGL[ms]	UGRP[ms]	UGL/UGRP
ULGP #0	1.0	20	5%
ULGP #1	1.0	40	2.5%
ULGP #2	0.5	160	~0.31%
ULGP #3	0.125	5	2.5%

표 1에서, UGL(Uplink Gap Length)는 한 반복 주기 내의 UL 신호의 갭의 길이이고, UGRP(Uplink Gap Repetition Periodicity)는 전체 반복 주기 내의 UL 신호의 갭의 길이이고, ULGP는 UL 신호의 갭 설정을 의미한다. 도 9는 관측 시간의 일 예를 나타낸 것이다.

구체적으로, 도 9는 표 1의 ULGP #1을 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 40ms 동안 UGL은 총 1ms가 포함될 수 있으며, 8개의 슬롯(slot)으로 나누어져 구성된다. 따라서, 각각의 갭 시간은 0.125ms이다. ULGP에 따라 정의되는 하나의 UGRP를 기준으로, 그 다음 시간 영역 UGRP는 단말과 기지국 간 스케줄링의 변화에 따라 변화될 수 있다. 따라서, FMCW 레이더 기반의 검출 동작을 위한 총 관측 시간은 위와 같은 불확실성을 고려하여 하나의 UGRP의 시간 길이일 수 있다. 예를 들어, 도 9와 같은 ULGP #1의 경우 관측 시간은 40ms가 되는 것이다.

일 실시예에 따른 전자 장치(100_1)는 상술한 ULGP에 따라 정의되는 갭 시간에서 첩 펄스를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 상술한 ULGP #1에 따른 갭 시간에서 첩 펄스의 송수신에 따른 제2 검출부(130)의 시선 속도 분해능은 30GHz의 중심 주파수를 기준으로 12.5cm/s로 계산될 수 있다. 예를 들어, ULGP #2에 따른 갭 시간에서 첩 펄스의 송수신에 따른 제2 검출부(130)의 시선 속도 분해능은 3.12cm/s일 수 있다. 즉, ULGP에 따른 갭 설정들 중에서도 UGRP가 클수록 시선 속도 분해능이 향상될 수 있다.

따라서, 일 실시예에 따른 전자 장치(100_1)는 ULGP에 따른 다양한 갭 설정에 따라 시선 속도 분해능을 조절할 수 있으며, 특히 시선 속도 분해능이 높을수록 제2 거리 범위 내에서의 오브젝트 검출 성능이 향상될 수 있다.

검출 결과에 따른 전력 제어

상술한 다양한 실시예들에 따른 제1 검출부(120) 및 제2 검출부(130)에 의해 오브젝트가 검출될 경우, 제어부(140)는 오브젝트 검출 결과에 따라 상기 무선 신호의 송신 전력을 제어한다.

일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 제1 거리 범위 내에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면 무선 신호를 제1 전력으로 전송한다.

일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 제2 거리 범위 내에 오브젝트가 존재하는 것으로 판단되면 무선 신호를 제2 전력으로 전송한다.

일 실시예에 따르면, 제어부(140)는 특히 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출되었을 때, 송신 신호의 전력인 제2 전력을 제2 검출부(130)의 거리 분해능에 기초하여 제어할 수 있다. 제어부(140)는 예를 들어 제2 검출부(130)의 거리 분해능을 상술한 바와 같이 에 따라 계산할 수 있다. 제어부(140)는 계산된 거리 분해능을 기 설정된 거리 분해능 값과 비교하고, 비교 결과에 따라 제2 전력을 제어할 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 제어부의 전력 제어 동작을 설명하기 위한 것이다.

우선 도 10a를 참조하면, 제어부(140)는 제1 검출부(120)를 통해 오브젝트가 d1 까지의 거리로 정의되는 제1 거리 범위(R1) 내에서 검출된 경우, 기본적인 전력인 제1 전력(P_default)으로 무선 신호를 전송하도록 송수신기(110)를 제어한다.

제어부(140)는 제2 검출부(130)를 통해 오브젝트가 d1 이후의 거리로 정의되는 제2 거리 범위(R2) 내에서 검출되고, 계산된 거리 분해능이 기 설정된 거리 분해능 값 미만이면, 제2 전력을 최대 출력 전력까지 선형적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 제2 전력을 PX부터 송수신기(110)의 최대 출력 전력(P_max)까지 선형적으로 제어한다. 이때, 제어부(140)는 최대 출력 전력(P_max)으로 출력하여도 오브젝트에 대한 규제를 만족할 수 있도록 설정된 거리 d2까지 제2 전력을 선형적으로 증가시킬 수 있다.

예를 들어, PX는 제1 전력 보다 4dB 큰 전력일 수 있다. 또는, 제어부(140)는 4dB 외에도 FCC 규제나 그 밖의 인체에 대한 무선 신호의 전력 규제를 정의하고 있는 다양한 표준에 기초하여 PX의 크기를 설정할 수 있다.

다음으로 도 10b를 참조하면, 제어부(140)는 제1 거리(R1) 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 도 10a와 동일하게 동작한다. 다만, 도 10a와 달리 제어부(140)는 제2 거리 범위(R2) 내에서 오브젝트가 검출되고, 거리 분해능이 기 설정된 거리 분해능 값 이상이면, 오브젝트가 제2 거리 범위(R2)에 포함된 최대 거리 범위(d2 이후의 거리 범위)에서 검출될 경우에만 제2 전력을 최대 출력(P_max)으로 제어한다. 제어부(140)는 제2 거리 범위(R2) 중 d1 내지 d2로 정의되는 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출되면, 제2 전력을 PX로 제어한다.

상술한 실시예에 따르면, 본 발명의 실시예들에 따른 제어부(140)는 제1 검출부(120) 및 제2 검출부(130)를 통해 오브젝트가 검출된 거리에 따라서 전력 규제를 만족하면서도 무선 신호의 전력을 효율적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 근접 거리 내에서 오브젝트가 검출되면 오브젝트에 대한 규제를 만족하도록 전력을 제어할 수 있고, 근접 거리 밖에서 검출될 경우 규제를 만족하면서도 거리 분해능의 성능에 따라 효율적으로 전력을 제어할 수 있다.

동작 방법

이하에서는, 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 대한 동작 방법에 대하여 설명한다. 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략된다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 것이다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100_1)는 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출한다(S2100).

전자 장치(100_1)는 S2100 단계에 따라 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출한다(S2200). S2200 단계는 상술한 FMCW 레이더 기반의 오브젝트 검출 방식으로 이해될 수 있을 것이다.

전자 장치(100_1)는 S2100 내지 S2200 단계의 오브젝트 검출 결과에 따라 무선 신호의 송신 전력을 제어한다(S2300). 예를 들어, 전자 장치(100_1)는 S2100 단계를 통해 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 무선 신호를 제1 전력으로 전송하도록 제어하고, S2200 단계를 통해 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 무선 신호를 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 송수신기(110)를 제어할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 검출부의 동작 방법의 순서도이다.

도 12를 참조하면, 일 실시예로, 제1 검출부(120)는 무선 신호에 대하여 시계열에 따라 수집 및 측정하는 송수신 전력비를 포함하고 (Ns1, 1)의 크기를 갖는 제1 히스토리 벡터(s1)를 0으로 초기화(여기서, Ns1은 제1 히스토리 벡터에 포함된 데이터 샘플의 개수)하고, 특정 시간 윈도우에 대응되는 송수신 전력비를 포함하고 (N, 1)의 크기를 갖는 송수신 전력비 벡터(pk)를 0으로 초기화(여기서, N은 특정 시간 윈도우에 포함된 데이터 샘플의 개수이며, Ns1 >> N임)하고, k, N_start, N_last 및 제1 임계값(γ1)을 설정할 수 있다(S2101).

이때, 제1 히스토리 벡터(s1)는 Ns 동안 오브젝트가 검출되었는지 여부를 나타내는 벡터이다. 또한, 로 정의되고, 여기서 p[nTs]는 n번째 전력 측정 결과로써 송수신 전력비이고, k는 0 이상의 정수이고, Ts는 샘플 간격이다.

일 실시예에 따른 제1 검출부(120)는 상술한 최대 샘플 구간인 T_{max, stan} = Ns1 * Ts를 만족하도록 Ns1을 설정할 수 있다.

제1 검출부(120)는 상술한 다양한 실시예들에 따라 제1 임계값(γ1)을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출부(120)는 노이즈 레벨을 계산하고 노이즈 레벨과 튜닝 파라미터에 의해 정의되는 제1 임계값(γ1)을 설정할 수 있다.

제1 검출부(120)는 송수신 전력비 벡터(pk)를 측정할 수 있다(S2102).

제1 검출부(120)는 측정된 송수신 전력비 벡터(pk)를 주파수 영역 데이터인 Pk로 변환할 수 있다(S2103). 예를 들어, 제1 검출부(120)는 DFT를 통해 주파수 영역으로의 변환을 수행할 수 있다.

제1 검출부(120)는 주파수 영역으로 변환된 주파수 영역 데이터(Pk)를 제1 임계값(γ1)과 비교한다(S2104). 예를 들어, 제1 검출부(120)는 특정 시간 윈도우인 N에 포함된 N_start 부터 N_last에 대하여 변환된 주파수 영역 데이터(Pk(N_start), ..., Pk(N_last))를 순차적으로 각각 제1 임계값(γ1)과 비교할 수 있다.

S2103에서 주파수 영역 데이터(Pk(N_start), ..., Pk(N_last)) 중 하나 이상의 크기가 제1 임계값(γ1)을 초과하는 것으로 판단될 경우, 제1 검출부(120)는 제1 히스토리 벡터(s1)에 대한 순환 이동 연산(Circshift)을 수행하고, 제1 히스토리 벡터(s1)의 첫 번째 값을 1로 설정할 수 있다(S2105).

또는, S2103에서 주파수 영역 데이터(Pk(N_start), ..., Pk(N_last)) 모두 제1 임계값(γ1)을 초과하지 않는 것으로 판단될 경우, 제1 검출부(120)는 제1 히스토리 벡터(s1)에 대한 순환 이동 연산(Circshift)을 수행하고, 제1 히스토리 벡터(s1)의 첫 번째 값을 0으로 설정할 수 있다(S2106). 여기서, 제1 히스토리 벡터(s1)가 1인 경우 오브젝트가 검출되었음을 나타내고, 0인 경우 오브젝트가 검출되지 않았음을 나타낼 수 있다.

S2105 또는 S2106 단계 이후, 제1 검출부(120)는 s _total1 이 0보다 큰지 여부를 판단한다(S2107). 여기서, s _total1 은 로 정의될 수 있다.

S2107에서 s _total1 이 0보다 큰 것으로 판단되면, 제1 검출부(120)는 Ns1 동안 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 것으로 판단한다(S2108). 특히, Ns1이 상술한 최대 샘플 구간에 기초하여 설정된 경우, 제1 검출부(120)는 s _total1 이 0보다 클 경우 인체가 검출된 것으로 판단한다.

S2107에서 s _total1 이 0 이하 것으로 판단되면, 상술한 S2200 단계가 수행될 수 있다.

상술한 S2101 내지 S2107은 k가 1씩 증가되면서 반복적으로 수행될 수 있다.

도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제1 검출부의 동작 방법의 순서도이다.

도 13을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 제1 검출부(120)는 주파수 영역 데이터에서 노이즈 주파수 영역에 대응되는 노이즈 데이터로부터 노이즈 레벨을 계산한다(S2111). 예를 들어, 제1 검출부(120)는 도 3b에 도시된 노이즈 주파수 영역에 포함된 노이즈 데이터에 기초하여 노이즈 레벨을 을 통해 계산할 수 있다.

제1 검출부(120)는 노이즈 레벨과 튜닝 파라미터에 기초하여 조정 가능한 임계값을 설정할 수 있다(S2112). 예를 들어, 제1 검출부(120)는 튜닝 파라미터를 조절하여 임계값을 설정함으로써 오브젝트의 인식률을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출부(120)는 튜닝 파라미터를 크게 조절하여 오브젝트의 오인식률을 감소시키거나, 튜닝 파라미터를 작게 조절하여 오브젝트의 미인식률을 감소시킬 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 검출부의 동작 방법의 순서도이다.

도 14를 참조하면, 일 실시예로, 제2 검출부(130)는 (Ns2, 1)의 크기를 갖는 제2 히스토리 벡터(s2)를 0으로 초기화(여기서, Ns2는 제2 히스토리 벡터에 포함된 데이터 샘플의 개수이며, Ns2 >> M x N으로 설정될 수 있음)하고, 상술한 바와 같이 M x N의 크기를 갖는 2D 푸리에 변환 결과인 R_2D,d 벡터를 0으로 초기화하고, k, M_start, M_last 및 제2 임계값(γ2)을 설정할 수 있다(S2201).

이때, 제2 히스토리 벡터(s2)는 Ns2 동안 오브젝트가 검출되었는지 여부를 나타내는 벡터이다.

제2 검출부(130)는 수신 레이더 신호인 M개의 펄스를 측정할 수 있다(S2202). M개의 펄스는 상술한 첩 펄스에 대응된다.

제2 검출부(130)는 M개의 펄스의 측정 결과를 2D 푸리에 변환하여 2D 푸리에 변환 결과인 R _2D,d 벡터를 생성한다(S2203).

제2 검출부(130)는 2D 푸리에 변환 결과인 R _2D,d [m, n]를 제2 임계값(γ2)과 비교한다(S2204). 여기서, m, n 및 γ2는 FMCW 레이더 시스템에서 고려하는 속도 인덱스 범위, 거리 인덱스 범위 및 판정할 샘플에 따라지는 달라질 수 있다. 특히, γ2는 비교 성분의 이웃 값들에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제2 검출부(130)는 n = 0인 경우 m에 포함된 M_start 부터 M_last의 2D 푸리에 변환 결과인 R _2D,d[M_start, 0], ..., R _2D,d[M_last, 0]를 순차적으로 각각 제2 임계값(γ2)과 비교할 수 있다.

S2204에서 2D 푸리에 변환 결과 중 하나 이상의 크기가 제2 임계값(γ2)을 초과하는 것으로 판단될 경우, 제2 검출부(130)는 제2 히스토리 벡터(s2)에 대한 순환 이동 연산(Circshift)을 수행하고, 제2 히스토리 벡터(s2)의 첫 번째 값을 1로 설정할 수 있다(S2205).

또는, S2204에서 2D 푸리에 변환 결과 모두 제2 임계값(γ2)을 초과하지 않는 것으로 판단될 경우, 제2 검출부(130)는 제2 히스토리 벡터(s2)에 대한 순환 이동 연산(Circshift)을 수행하고, 제2 히스토리 벡터(s2)의 첫 번째 값을 0으로 설정할 수 있다(S2206). 여기서, 제2 히스토리 벡터(s2)가 1인 경우 오브젝트가 검출되었음을 나타내고, 0인 경우 오브젝트가 검출되지 않았음을 나타낼 수 있다.

S2205 또는 S2206 단계 이후, 제2 검출부(130)는 s _total2 가 0보다 큰지 여부를 판단한다(S2107). 여기서, s _total2 는 로 정의될 수 있다.

S2207에서 s _total2 가 0보다 큰 것으로 판단되면, 제2 검출부(130)는 Ns2 동안 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 것으로 판단한다(S2208). 특히, Ns2가 상술한 최대 샘플 구간에 기초하여 설정된 경우, 제2 검출부(130)는 s _total2 가 0보다 클 경우 인체가 검출된 것으로 판단한다.

S2207에서 s _total2 가 0 이하 것으로 판단되면, 상술한 S2300 단계가 수행될 수 있다.

도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제2 검출부의 동작 방법의 순서도이다.

도 15를 참조하면, 다른 일 실시예로, 제2 검출부(130)는 도 14에 더하여 주파수 영역 데이터를 정규화하는 동작을 추가적으로 수행할 수 있다(S2203_1). 예를 들어, 제2 검출부(130)는 2D 푸리에 변환 결과(R _2D,d)를 노이즈 레벨로 나누어 정규화 데이터(R'_2D,d)를 획득할 수 있다.

제2 검출부(130)는 획득한 정규화 데이터(R'_2D,d)를 임계값 인자(α2)와 비교한다(S2204_1). 예를 들어, 제2 검출부(130)는 M_start 부터 M_last에 대하여 변환된 정규화 데이터 R'_2D,d[m, n]을 순차적으로 각각 임계값 인자(α2)와 비교한다.

이후, 제2 검출부(130)는 판단 결과에 따라 하나의 정규화 데이터라도 임계값 인자(α2)를 초과하는 경우에는 S2205 단계를 수행하고, 모든 정규화 데이터가 임계값 인자(α2)를 초과하지 않는 경우에는 S2206 단계를 수행할 수 있을 것이다.

도 16은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제어부의 동작 방법의 순서도이다.

도 16을 참조하면, 다른 일 실시예로, 제어부(140)는 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 무선 신호를 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 제어한다.

구체적으로, 제어부(140)는 제2 거리 범위 내의 오브젝트 검출 동작에 대한 거리 분해능을 계산한다(S2211).

제어부(140)는 계산된 거리 분해능과 기 설정된 거리 분해능 값을 비교한다(S2212).

제어부(140)는 S2212 단계에서 거리 분해능이 기 설정된 거리 분해능 값 미만이면 제2 전력을 검출 거리(d)에 따라 최대 출력 전력까지 선형적으로 제어한다(S2213).

만약 S2212 단계에서 거리 분해능이 기 설정된 거리 분해능 값 이상이면, 제어부(140)는 오브젝트가 제2 거리 범위에 포함된 최대 거리 범위에서 검출되었는지 여부를 판단한다(S2214). 예를 들어, 제어부(140)는 검출 거리(d)가 상술한 도 10a 및 도 10b에 예시적으로 도시된 d2를 초과하는지 여부를 판단한다.

제어부(140)는 S2214 단계에서 오브젝트가 최대 거리 범위에서 검출된 것으로 판단되는 경우에만 제2 전력을 최대 출력으로 제어한다(S2215).

만약 최대 거리 범위가 아닌 d1 내지 d2 범위 내에서 오브젝트가 검출되면, 제어부(140)는 제2 전력을 PX으로 제어한다(S2216).

적용예

도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 것이다.

도 17을 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 전자 장치(100_2)는 송수신기(110) 및 프로세서(150)를 포함한다.

송수신기(110)는 무선 신호를 송수신하며, 도 1의 송수신기(110)에 대응될 수 있다. 프로세서(150)는 송수신기(110)와 전기적으로 연결되어 송수신기(110)를 제어하거나, 또는 송수신기(110)를 제어하기 위한 동작들을 수행한다.

프로세서(150)는 적어도 하나를 포함할 수 있고, 송수신기(110)를 제어하며, 본 발명의 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 송수신기(110)를 통해 신호를 수신하고, 신호나 데이터에 포함된 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 또한, 프로세서(150)는 메모리에 저장된 정보를 처리하여 신호를 생성한 뒤, 생성한 신호를 송수신기(110)를 통해 전송할 수 있다. 프로세서(150)는 프로세서(150)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 발명의 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령어들(instructions)을 포함하는 소프트웨어 코드가 저장된 메모리에 기초하여 본 발명의 다양한 실시예들을 실시할 수 있다.

일 실시예에 따라, 프로세서(150)는 도 1의 제1 검출부(120), 제2 검출부(130) 및 제어부(140) 중 적어도 하나에 의해 수행되는 동작들이나, 상술한 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(150)는 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하고, 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하고, 오브젝트 검출 결과에 따라 무선 신호의 송신 전력을 제어할 수 있다.

상술한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술한 실시 예들 이외에도, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

무선 신호를 송수신하는 송수신기;
상기 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 상기 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 제1 검출부;
상기 제1 검출부에 의해 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 상기 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 상기 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 제2 검출부; 및
상기 제1 검출부 및 상기 제2 검출부의 오브젝트 검출 결과에 따라 상기 무선 신호의 송신 전력을 제어하는 제어부를 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 제1 전력으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어하고, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어하는 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2 검출부의 거리 분해능을 계산하고, 상기 거리 분해능이 기 설정된 거리 분해능 값 미만이면 상기 제2 전력을 최대 출력 전력까지 선형적으로 제어하는 전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 검출부는 상기 거리 분해능이 상기 기 설정된 거리 분해능 값 이상이면 오브젝트가 상기 제2 거리 범위에 포함된 최대 거리 범위에서 검출될 경우에만 상기 제2 전력을 상기 최대 출력으로 제어하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 검출부는 상기 송수신 전력비를 주파수 영역 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역 데이터 및 상기 주파수 영역 데이터에 대한 제1 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출하는 전자 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 검출부는 상기 주파수 영역 데이터에서 노이즈 주파수 영역에 대응되는 노이즈 데이터로부터 노이즈 레벨을 계산하고, 상기 노이즈 레벨과 튜닝 파라미터에 기초하여 상기 제1 임계값을 설정하는 전자 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 검출부는 상기 주파수 영역 데이터가 상기 제1 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제1 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 상기 주파수 영역 데이터가 상기 제1 임계값 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 검출부는 상기 첩 펄스를 상기 첩 펄스의 송신 개수에 대응되는 차원과 상기 첩 펄스 각각에 포함된 샘플의 개수에 대응되는 차원에 대하여 2D 푸리에 변환하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과 및 상기 2D 푸리에 변환 결과에 대한 제2 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출하는 전자 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 검출부는 상기 2D 푸리에 변환 결과가 상기 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과가 상기 제2 임계값 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단하는 전자 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 검출부는 오브젝트가 인체일 경우 인체의 최대 정지 시간으로 정의되는 최대 샘플 구간에 대하여 오브젝트를 검출하고, 상기 최대 샘플 구간 동안 상기 2D 푸리에 변환 결과의 성분 중 하나 이상이 상기 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하는 전자 장치.
전자 장치에 의해 수행되는 동작 방법으로서,
무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 상기 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계;
상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 상기 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 상기 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계; 및
오브젝트 검출 결과에 따라 상기 무선 신호의 송신 전력을 제어하는 단계를 포함하는 동작 방법.
제11항에 있어서,
상기 제어하는 단계는 상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 제1 전력으로 전송하도록 제어하고, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 제어하는 동작 방법.
제12항에 있어서,
상기 제2 거리 범위 내의 오브젝트 검출 동작에 대한 거리 분해능을 계산하는 단계를 더 포함하고,
상기 제어하는 단계는 상기 거리 분해능이 기 설정된 거리 분해능 값 미만이면 상기 제2 전력을 최대 출력 전력까지 선형적으로 제어하는 동작 방법.
제13항에 있어서,
상기 제어하는 단계는 상기 거리 분해능이 상기 기 설정된 거리 분해능 값 이상이면 오브젝트가 상기 제2 거리 범위에 포함된 최대 거리 범위에서 검출될 경우에만 상기 제2 전력을 상기 최대 출력으로 제어하는 동작 방법.
제11항에 있어서,
상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계는 상기 첩 펄스를 상기 첩 펄스의 송신 개수에 대응되는 차원과 상기 첩 펄스 각각에 포함된 샘플의 개수에 대응되는 차원에 대하여 2D 푸리에 변환하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과 및 상기 2D 푸리에 변환 결과에 대한 제2 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출하는 동작 방법.
제15항에 있어서,
상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계는 상기 2D 푸리에 변환 결과가 상기 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과가 상기 제2 임계값 이하인 경우 오브젝트가 존재하지 않는 것으로 판단하는 동작 방법.
제15항에 있어서,
상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하는 단계는 오브젝트가 인체일 경우 인체의 최대 정지 시간으로 정의되는 최대 샘플 구간에 대하여 오브젝트를 검출하고, 상기 최대 샘플 구간 동안 상기 2D 푸리에 변환 결과의 성분 중 하나 이상이 상기 제2 임계값을 초과할 경우 오브젝트가 상기 제2 거리 범위 내에 존재하는 것으로 판단하는 동작 방법.
무선 신호를 송수신하는 송수신기; 및
상기 송수신기와 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 무선 신호로부터 송수신 전력비를 측정하고, 상기 송수신 전력비에 기초하여 제1 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하고,
상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출되지 않은 경우, 상기 무선 신호가 주파수 변조된 첩 펄스에 기초하여 상기 제1 거리 범위 보다 큰 제2 거리 범위 내에서 오브젝트를 검출하고,
오브젝트 검출 결과에 따라 상기 무선 신호의 송신 전력을 제어하는 전자 장치.
제18항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제1 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 제1 전력으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어하고, 상기 제2 거리 범위 내에서 오브젝트가 검출된 경우 상기 무선 신호를 상기 제1 전력보다 큰 제2 전력으로 전송하도록 상기 송수신기를 제어하는 전자 장치.
제18항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 첩 펄스를 상기 첩 펄스의 송신 개수에 대응되는 차원과 상기 첩 펄스 각각에 포함된 샘플의 개수에 대응되는 차원에 대하여 2D 푸리에 변환하고, 상기 2D 푸리에 변환 결과 및 상기 2D 푸리에 변환 결과에 대한 제2 임계값에 기초하여 오브젝트를 검출하는 전자 장치.