WO2020116947A1 - 빔 북을 생성하기 위한 방법 및 그 전자 장치 - Google Patents

빔 북을 생성하기 위한 방법 및 그 전자 장치 Download PDF

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WO2020116947A1
WO2020116947A1 PCT/KR2019/017066 KR2019017066W WO2020116947A1 WO 2020116947 A1 WO2020116947 A1 WO 2020116947A1 KR 2019017066 W KR2019017066 W KR 2019017066W WO 2020116947 A1 WO2020116947 A1 WO 2020116947A1
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values
phase
electronic device
antenna
phase values
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Application number
PCT/KR2019/017066
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Inventor
박정민
웨이 리치
서종화
유성철
이종원
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B17/12—Monitoring; Testing of transmitters for calibration of transmit antennas, e.g. of the amplitude or phase
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
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Definitions

  • Various embodiments of the present invention relate to a method for generating a beam book and its electronic device.
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the high frequency (mmWave) band (eg, 60 gigabit (60 GHz) band).
  • mmWave high frequency
  • 60 GHz 60 gigabit
  • Beamforming technology is a technology that concentrates energy of a signal in a specific direction using a plurality of antennas. To this end, it is required to appropriately shift the phases of signals emitted by a plurality of antennas.
  • an electronic device such as a base station or a terminal applies phase values for forming a beam in an intended direction to a plurality of antennas.
  • a correspondence relationship between direction and phase values is defined in advance, and information defining a correspondence relationship between direction and phase shift values may be referred to as a beam book.
  • the most intuitive way to generate a beam book is to apply and measure all combinations of phase values to the antennas, and then check the combination of phase values corresponding to a desired direction. However, applying the phase values of all combinations will take a lot of time and effort.
  • various embodiments of the present invention provide a method and electronic device for generating a beam book with lower complexity.
  • an operation method of an electronic device includes: obtaining measurement information for a plurality of antennas in a first direction, phase values for each antenna for the first direction based on the measurement information Determining the inter-offset values, determining the phase values satisfying the offset values and maximizing the signal strength for the first direction, and based on the offset values and phase values for the first direction, And determining phase values for two directions.
  • an electronic device may include a memory and a processor operatively connected to the memory.
  • the processor acquires measurement information for a plurality of antennas in a first direction, determines offset values between phase values for each antenna for the first direction based on the measurement information, and satisfies the offset values , Phase values for maximizing the signal strength for the first direction may be determined, and phase values for the second direction may be determined based on the offset values and phase values for the first direction.
  • the electronic device when a computer-readable recording medium is executed by a processor of an electronic device, the electronic device acquires measurement information for a plurality of antennas in a first direction, the measurement Determining offset values between phase values for each antenna for the first direction based on information, determining phase values satisfying the offset values, and maximizing signal strength for the first direction, and the first Based on the offset values and phase values for one direction, it is possible to record a set of instructions to perform an operation for determining phase values for a second direction.
  • the method and the electronic device determine the number of measurements required to generate a beam book by determining phase values for forming a beam in a different direction from the measurement result for the beam emitted in the reference direction. Can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment in various embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 shows an embodiment of an operation for wireless communication connection between a base station and an electronic device in a network using a directional beam for wireless connection.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device for 5th generation (5G) network communication according to an embodiment.
  • FIG. 4 is an example of an environment for generating a beam book according to various embodiments.
  • FIG. 5 is a flowchart for generating a beam book according to various embodiments.
  • FIG. 6 is an example of phase values for an antenna structure and a reference direction of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 7A to 7D are examples of phase values for each antenna according to a beam direction according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a flowchart for determining phase values for a reference direction according to various embodiments.
  • 9A and 9B illustrate characteristics of a beam that can be formed in an electronic device according to various embodiments.
  • 10A and 10B illustrate characteristics of another beam that can be formed in an electronic device according to various embodiments.
  • 11A and 11B illustrate characteristics of another beam that may be formed in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through the first network 198 (eg, a short-range wireless communication network), or the network 199 (eg It can communicate with the electronic device 104 or the server 108 through a remote wireless communication network.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, a sensor module ( 176), interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ).
  • at least one (for example, the display device 160 or the camera module 180) of the components may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components may be implemented as one integrated circuit.
  • the sensor module 176 eg, fingerprint sensor, iris sensor, or illuminance sensor
  • the display device 160 eg, display.
  • the processor 120 executes software (eg, the program 140) to execute at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and can perform various data processing or operations. According to an embodiment, as at least a part of data processing or operation, the processor 120 may receive instructions or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) in the volatile memory 132. Loaded into, process instructions or data stored in volatile memory 132, and store result data in non-volatile memory 134.
  • software eg, the program 140
  • the processor 120 may receive instructions or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) in the volatile memory 132. Loaded into, process instructions or data stored in volatile memory 132, and store result data in non-volatile memory 134.
  • the processor 120 may include a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and an auxiliary processor 123 (eg, a graphics processing unit, an image signal processor) that can be operated independently or together. , Sensor hub processor, or communication processor). Additionally or alternatively, the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121, or to be specialized for a designated function. The coprocessor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • a main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • an auxiliary processor 123 eg, a graphics processing unit, an image signal processor
  • the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121, or to be specialized for a designated function.
  • the coprocessor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the coprocessor 123 may replace, for example, the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 may be active (eg, execute an application) ) With the main processor 121 while in the state, at least one of the components of the electronic device 101 (for example, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It can control at least some of the functions or states associated with.
  • the coprocessor 123 eg, an image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of other functionally related components eg, the camera module 180 or the communication module 190). have.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176).
  • the data may include, for example, software (eg, the program 140) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130, and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or an application 146.
  • the input device 150 may receive commands or data to be used for components (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from outside (eg, a user) of the electronic device 101.
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, or digital pen (eg, a stylus pen).
  • the audio output device 155 may output an audio signal to the outside of the electronic device 101.
  • the audio output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive an incoming call.
  • the receiver may be implemented separately from the speaker, or as part thereof.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry configured to sense a touch, or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) configured to measure the intensity of the force generated by the touch. have.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal, or vice versa. According to an embodiment of the present disclosure, the audio module 170 acquires sound through the input device 150 or directly or wirelessly connects to the sound output device 155 or the electronic device 101 (for example, an external electronic device) Sound may be output through the electronic device 102 (eg, speakers or headphones).
  • the audio module 170 acquires sound through the input device 150 or directly or wirelessly connects to the sound output device 155 or the electronic device 101 (for example, an external electronic device) Sound may be output through the electronic device 102 (eg, speakers or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state can do.
  • the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared (IR) sensor, a biological sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used for the electronic device 101 to directly or wirelessly connect to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or movement) or electrical stimuli that the user can perceive through tactile or motor sensations.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and videos. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 388 may be implemented, for example, as at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishing and performing communication through the established communication channel.
  • the communication module 190 operates independently of the processor 120 (eg, an application processor) and may include one or more communication processors supporting direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 may include a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg : Local area network (LAN) communication module, or power line communication module.
  • the corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (for example, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or infrared data association (IrDA)) or a network 199 (eg, a cellular network, the Internet, or a computer network) It can communicate with an external electronic device through a telecommunication network (such as a LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a LAN or WAN.
  • the wireless communication module 192 uses an electronic device within a communication network such as the first network 198 or the network 199 using subscriber information (eg, international mobile subscriber identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196. (101) can be verified and authenticated.
  • subscriber information eg, international mobile subscriber identifier (IMSI)
  • the antenna module 197 may transmit a signal or power to the outside (eg, an external electronic device) or receive it from the outside.
  • the antenna module may include a single antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator made of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication scheme used in a communication network, such as the first network 198 or the network 199, may be selected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. Can be.
  • the signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, RFIC
  • other than the radiator may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • peripheral devices for example, a bus, a general purpose input and output (GPIO), a serial peripheral interface (SPI), or a mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be the same or a different type of device from the electronic device 101.
  • all or some of the operations performed on the electronic device 101 may be performed on one or more external devices of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 can execute the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a portion of the function or the service.
  • the one or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and deliver the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result, as it is or additionally, and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology can be used, for example.
  • the base station 220 may perform a beam detection operation with the electronic device 101 for the wireless communication connection.
  • the base station 220 sequentially transmits a plurality of transmission beams, for example, first to fifth transmission beams 235-1 to 235-5 having different directions. By doing so, at least one transmission beam sweeping 230 may be performed.
  • the first to fifth transmission beams 235-1 to 235-5 may include at least one synchronization sequences (SS)/physical broadcast channel (PBCH) block.
  • the SS/PBCH block may be used to periodically measure a channel or beam intensity of the electronic device 101.
  • the first to fifth transmission beams 235-1 to 235-5 may include at least one channel state information-reference signal (CSI-RS).
  • the CSI-RS is a reference/reference signal that can be set to be flexible by the base station 220, and may be transmitted in periodic/semi-persistent or aperiodic.
  • the electronic device 101 can measure the channel and beam intensity using the CSI-RS.
  • the transmission beams may form a radiation pattern having a selected beam width.
  • the transmission beams may have a broad radiation pattern having a first beam width or a sharp radiation pattern having a second beam width narrower than the first beam width.
  • the transmission beams including the SS/PBCH block may have a wider radiation pattern than the transmission beam including the CSI-RS.
  • the electronic device 101 may perform receive beam sweeping 240 while the base station 220 performs transmit beam sweeping 230. For example, while the base station 220 performs the first transmission beam sweeping 230, the electronic device 101 fixes the first reception beam 245-1 in the first direction, so that the first to fifth The signal of the SS/PBCH block transmitted in at least one of the transmission beams 235-1 to 235-5 may be received. The electronic device 101 fixes the second reception beam 245-2 in the second direction while the base station 220 performs the second transmission beam sweeping 230, so that the first to fifth transmission beams 235- The signal of SS/PBCH Block transmitted in 1 to 235-5) can be received. As described above, the electronic device 101 may receive a communication beam (eg, the second reception beam 245-2) and a transmission beam (eg, the third) based on the signal reception operation result through the reception beam sweeping 240. Transmit beam 235-3).
  • a communication beam eg, the second reception beam 245-2
  • a transmission beam eg, the
  • the base station 220 and the electronic device 101 may transmit and/or receive basic information for cell setup, and set information for additional beam operation based on this.
  • the beam operation information may include detailed information about a set beam, SS/PBCH block, CSI-RS, or configuration information for an additional reference signal.
  • the electronic device 101 may continuously monitor the channel and beam intensity using at least one of the SS/PBCH block and the CSI-RS included in the transmission beam.
  • the electronic device 101 may adaptively select a beam having good beam quality using the monitoring operation.
  • the above beam sweeping operation may be performed again to determine a communicable beam.
  • the electronic device 101 may include various components shown in FIG. 3, but in FIG. 3, for a brief description, the processor 120, the second communication processor 314, and the fourth RFIC 328, It has been shown to include at least one third antenna module 346.
  • the fourth RFIC 328 may convert a baseband signal into an intermediate frequency (IF) signal and/or convert an intermediate frequency signal into an RF signal.
  • the function of converting the intermediate frequency signal to an RF signal may be performed by the third antenna module 348, and in this case, the fourth RFIC 328 may be referred to as IFIC.
  • the third antenna module 346 includes first to fourth phase converters 313-1 to 313-4 and/or first to fourth antenna elements 317-1 to 317- 4). Each one of the first to fourth antenna elements 317-1 to 317-4 may be electrically connected to an individual one of the first to fourth phase converters 313-1 to 313-4. The first to fourth antenna elements 317-1 to 317-4 may form at least one antenna array 315.
  • the second communication processor 314 controls the first to fourth phase converters 313-1 to 313-4 through the first to fourth antenna elements 317-1 to 317-4.
  • the phase of the transmitted and/or received signals can be controlled, and accordingly, a transmission beam and/or a reception beam can be generated in a selected direction.
  • the third antenna module 346 may have a wide radiation pattern beam 351 (hereinafter referred to as a “wide beam”) or a narrow radiation pattern beam 353 (depending on the number of antenna elements used).
  • a “narrow beam” may be formed.
  • the third antenna module 346 may form a narrow beam 353 when all of the first to fourth antenna elements 317-1 to 317-4 are used, and the first antenna element ( When only the 317-1) and the second antenna element 317-2 are used, a wide beam 351 can be formed.
  • the wide beam 351 has a wider coverage than the narrow beam 353, but has a small antenna gain, so it may be more effective when searching for a beam.
  • the narrow beam 352 has a narrower coverage than the wide beam 351, but the antenna gain is higher, thereby improving communication performance.
  • the second communication processor 314 may utilize a sensor module 176 (eg, a 9-axis sensor, grip sensor, or GPS) for beam search.
  • the electronic device 101 may use the sensor module 176 to adjust the beam search position and/or the beam search period based on the position and/or movement of the electronic device 101.
  • a grip sensor is used to grasp the gripping portion of the user to select an antenna module having better communication performance among the plurality of third antenna modules 346. Can be.
  • the electronic device 101 may perform beamforming using the third antenna module 346.
  • the phases of the signals may be appropriately shifted by the first to fourth phase converters 313-1 to 313-4. Since the shape and/or arrangement of the third antenna module 346 may be changed according to the design, even if the same phase values are applied to all devices, the direction of the formed beam may be different. Therefore, it may be required that beam books are defined differently for each product. Accordingly, a procedure for generating a beam book during design, development or manufacture of the electronic device 101 can be performed.
  • FIG. 4 is an example of an environment 400 for generating a beam book according to various embodiments.
  • the electronic device 101 forms a beam to transmit a signal
  • the beambook generation device 420 receives a signal transmitted from the electronic device 101 through the antenna 410, and then generates a signal.
  • the intensity can be measured and a beambook can be generated based on the data obtained through the measurement.
  • the beambook generating device 420 may be the electronic device 102 of FIG. 1.
  • the antenna 410 may be part of the beambook generating device 420.
  • the electronic device 101 may include an antenna module 497 (eg, an antenna module 197, a third antenna module 346).
  • the antenna module 497 includes at least one antenna array, and the at least one antenna array may include a plurality of antennas or antenna elements.
  • the plurality of antennas or antenna elements are connected to phase converters (eg, first to fourth phase converters 313-1 to 313-4), and beams in a specific direction may be formed by the phase converters. .
  • Each of the phase converters can adjust the phase of the input signal by a value indicated by the control signal.
  • the control signal has a digital value, and the number of representable phase value candidates may be limited according to the number of bits of the control signal. For example, when the control signal is 3 bits, 8 quantized phase values may be allocated.
  • the direction of the beam can be expressed by the horizontal angle ⁇ and the vertical angle ⁇ .
  • the antenna 410 may include at least one antenna.
  • the antenna 410 may include at least one antenna that can be moved, or may include a plurality of antennas having a fixed position.
  • at least one antenna included in the antenna 410 is movable or fixed at a distance having a difference within the same or within a certain range from a signal source (eg, the antenna module 497) of the electronic device 101. It may include one antenna.
  • the beambook generating device 420 may include a processor 422 and/or a memory 424.
  • the processor 422 may control the overall operation of the beambook generating device 420. For example, the processor 422 may perform measurement or analysis on a signal received through the antenna 410.
  • the processor 422 may control the electronic device 101 for measurement.
  • the processor 422 may record or modify data obtained through measurement in the memory 424.
  • the processor 422 may control the beambook generating device 420 to perform operations according to various embodiments of the present invention described below.
  • the memory 424 stores software, microcode, and setting information necessary for the operation of the beambook generating device 420.
  • Software can be installed after being downloaded from an external device.
  • the memory 424 may be implemented as at least one of at least one high-speed random access memory, non-volatile memory, at least one optical storage device, and flash memory. At least a portion of the memory 424 may be implemented in a removable form.
  • the beambook generating device 420 may further include a component for outputting information on the generated beambook.
  • a component for outputting information on a beam book may include a port for connecting a cable or an external memory device, or a communication circuit for transmitting information through wireless communication.
  • an electronic device eg, a beambook generating device 420
  • the processor acquires measurement information for a plurality of antennas in the first direction (eg, antenna module 197, third antenna module 346 or antenna module 497), and based on the measurement information Determining offset values between phase values for each antenna for the first direction, satisfying the offset values, determining phase values maximizing signal strength for the first direction, offset values for the first direction, and Based on the phase values, phase values for the second direction may be determined.
  • the measurement information may include phase values of signals for each antenna measured in the first direction.
  • the processor may determine offset values for in-phase of the remaining antennas in a reference antenna among the plurality of antennas. .
  • the processor eg, the processor 422 measures beams formed by combinations of phase values satisfying the offset values, and based on a measurement result of the beams You can see the combination of phase values that maximize signal strength.
  • the processor eg, the processor 422 is based on the phase difference values determined based on the angle difference between the first direction and the second direction, and the first direction. From the offset values and phase values for, it is possible to determine phase values for the second direction.
  • the phase difference values may be determined based on at least one of a distance between antennas, a wavelength of a signal, or an angle difference between the first direction and the second direction.
  • the processor may control to output beambook information including phase values for the first direction and phase values for the second direction. have.
  • FIG. 5 is a flow chart 500 for generating a beam book according to various embodiments.
  • 6 is an example of phase values for an antenna structure and a reference direction of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 7A to 7D are examples of phase values for each antenna according to a beam direction according to various embodiments.
  • the operating subject of the flowchart 500 illustrated in FIG. 5 may be understood as a beambook generating device 420 or a component of the beambook generating device 420 (eg, the processor 422 ).
  • the beambook generating device 420 may acquire measurement information about the first direction.
  • the first direction may be a direction toward a vertical angle of 0 degrees and a horizontal angle of 0 degrees.
  • the first direction may be referred to as a'reference direction' or other terms having an equivalent technical meaning.
  • the measurement information is information about a beam formed in the antenna module 497 of the electronic device 101, and may include, for example, phase values of signals for each antenna included in the antenna module 497. Differences in phase values for each antenna may be caused by positions between antennas, a distance from a signal source (eg, RFIC) to the antenna, and the like.
  • the antenna module 497 may be configured as shown in FIG.
  • the antenna module 497 includes a first antenna array including four patch antennas 610a, 610b, 610c, and 610d, and four dipole antennas 620a, 620b, 620c, and 620d. It may include a second antenna array.
  • numbers 1 to 8 can be understood as indices indicating applicable phase shift values. In the case of FIG. 6, eight indexes are illustrated, but the number of indexes may vary depending on the resolution of the phase shifters (eg, first to fourth phase converters 313-1 to 313-4).
  • Measurement information may be obtained for each antenna, as shown in FIGS. 7A to 7D.
  • 7A to 7D show phase values of signals per antenna at an observation point according to a change in the vertical angle of the beam when the horizontal angle of the beam is fixed at 0°.
  • FIG. 7A shows phase values for the first patch antenna 610a
  • FIG. 7B is the second patch antenna 610b
  • FIG. 7C is the third patch antenna 610c
  • FIG. 7D is the fourth patch antenna 610d.
  • the measurement information for the first direction obtained in operation 501 is at least one point in each of the graphs shown in FIGS. 7A to 7D, for example, four phase values corresponding to a vertical angle of 0° (eg, 126.8°) , 315.3°, 133.6°, 179.5°).
  • the beambook generating apparatus 420 may determine an offset set of phase values for the first direction.
  • the beambook generating apparatus 420 may determine phase offset values such that phases of the remaining antennas in the reference antenna among the plurality of antennas are in-phase. Accordingly, the beambook generating apparatus 420 checks the phase values for each antenna measured in the first direction obtained in operation 501, and the other antennas (eg, the first patch antenna 610a) Example: Offsets corresponding to a phase difference from the second patch antenna 610b, the third patch antenna 610c, and the fourth patch antenna 610d may be determined. For example, when the indexes representing phase values corresponding to the first direction are [3, 7, 3, 2] as shown in FIG. 6, the offset set is expressed as an index [0, 4, 0, -1] or When expressed in degrees, it can be determined as [0, -180, 0, -45].
  • the beambook generating apparatus 420 may determine a set of phase values for the first direction.
  • the beambook generating apparatus 420 may select one of phase value combinations that satisfy the determined offset set. For example, when there are 8 phase value candidates per antenna, 8 phase value combinations may satisfy the offset set. For example, if the offset set is [0, 4, 0, -1], possible phase value combinations are [1, 5, 1, 8], [2, 6, 2, 1], [3, 7, 3, 2], [4, 8, 4, 3], [5, 1, 5, 4], [6, 2, 6, 5], [7, 3, 7, 6] and/or [8, 4, 8, 7].
  • the beambook generating apparatus 420 may select one phase value combination that provides the maximum received signal strength.
  • the electronic device for example, the electronic device 101
  • forms beams using combinations of phase values satisfying the offset set and the beambook generating device 420 generates one phase based on the measurement results for the beams. Value combinations can be selected.
  • the beambook generating apparatus 420 may determine an offset set of phase values for the second direction based on the set of phase values and the offset set for the first direction. For example, the beambook generating apparatus 420 adds or subtracts phase difference values corresponding to angular differences in the first direction and the second direction to the offset set for the first direction, thereby setting the offset set for the second direction. Can decide.
  • the phase difference values corresponding to the angle difference may be determined according to the structure of the antenna module 497. For example, phase difference values corresponding to the angle difference may be determined based on at least one of a distance between antennas, a wavelength of a signal, or an angle difference between the first direction and the second direction. When four antennas are used, the phase difference values have four values, and the four values can be different from each other.
  • the beambook generating apparatus 420 may derive a second offset set for the second direction from the first offset set for the first direction.
  • the beambook generating apparatus 420 may determine the second offset set by adding phase difference values to the first offset set.
  • the phase difference values may be determined as in Equation 1 below.
  • D ⁇ is a phase difference value
  • ⁇ is a wavelength
  • d is a distance between antennas
  • ⁇ is an angle difference between beam directions (eg, the first direction and the second direction).
  • phase difference values are expressed by an index. , 1, 2, 3], and the second offset set derived from the first offset set [0, 4, 0, -1] may be [0, 5, 2, 2].
  • the first element of the offset set is illustrated as '0'.
  • the first element being '0' may mean that the first antenna (eg, the first patch antenna 610a) is a reference antenna. Since the antenna having the best performance can be used as a reference antenna, an antenna other than the first may be used as a reference antenna according to another embodiment.
  • a set of offset values for a reference direction (eg, the first direction) and/or a set of phase values for another direction (eg, the second direction) may be determined from the set of phase values.
  • the beambook generating device 420 may output beambook information including the set of phase values.
  • the beam book information may be output through a terminal for wired line connection, or may be transmitted through a communication circuit included in the beam book generating device 420.
  • the output beam book information is stored in the electronic device 101 and may be used for beamforming of the electronic device 101.
  • FIG. 8 is an operation flowchart for determining phase values for a reference direction according to various embodiments.
  • the flowchart 800 of FIG. 8 illustrates more specific operations for generating a combination of phase values for a reference direction.
  • the operating subject of the flowchart 800 illustrated in FIG. 8 may be understood as a beambook generating device 420 or a component of the beambook generating device 420 (eg, the processor 422 ).
  • the beambook generating device 420 may determine the generated beam angle.
  • the generated beam angle is an angle of a beam to be measured, and may be a reference direction for determination of phase values.
  • the generated beam angle can be a horizontal angle of 0° and a vertical angle of 0°.
  • the beambook generating device 420 may determine a phase offset for each antenna patch.
  • the beambook generating apparatus 420 may determine phase offset values of the remaining antennas with respect to the reference antenna after checking the phase values for each antenna providing the maximum signal strength at the generated beam angle determined in operation 801.
  • the offset values can be expressed as the difference between the indexes of the phase value.
  • the beambook generating apparatus 420 may shift the phase after fixing the phase offset, and the beambook generating apparatus 420 transmits a signal transmitted according to another phase value combination that satisfies the offsets determined in operation 803. You can measure them.
  • the electronic device for example, the electronic device 101
  • the applied different phase value combinations are formed, and the beambook generation device 420 may measure received signal strengths of the transmitted signal based on the different phase value combinations.
  • the beambook generating device 420 may transmit a signal requesting or commanding the phase adjustment for each antenna to the electronic device or another device capable of controlling the electronic device.
  • the beambook generating device 420 may determine the maximum beam. Based on the result of the measurement performed in operation 805, the beambook generating device 420 may select one combination of phase values providing the maximum received signal strength. For example, the beambook generating apparatus 420 may select one phase value combination that provides the maximum received signal strength among the phase value combinations that satisfy the offset values determined in operation 803.
  • the beambook generating device 420 may store the beam angle phase.
  • the beambook generation device 420 may store a combination of phase values that form the maximum beam determined in operation 807 in a memory (eg, the memory 424).
  • the combination of phase values can be stored with the angle of the beam and/or the index of the beam.
  • an operation method of an electronic device includes a plurality of antennas in a first direction (eg, an antenna module 197, a third antenna module) 346) or obtaining measurement information for the antenna module 497, determining offset values between phase values for each antenna for the first direction based on the measurement information, satisfying the offset values, and The method may include determining phase values that maximize signal strength in a first direction, and determining phase values for a second direction based on offset values and phase values for the first direction.
  • the measurement information may include phase values of signals for each antenna measured in the first direction.
  • the operation of determining offset values between phase values for each antenna for the first direction based on the measurement information may include in-phase of the plurality of antennas among the remaining antennas and a reference antenna. and determining offset values for (in-phase).
  • the operation of determining phase values that maximize signal strength for the first direction may include an operation of measuring beams formed by combinations of phase values satisfying the offset values, the And determining a combination of phase values that maximize signal strength based on the measurement results of the beams.
  • the operation of determining phase values for the second direction is based on the phase difference values determined based on the angle difference between the first direction and the second direction, and the first And determining phase values for the second direction from offset values and phase values for the direction.
  • the phase difference values may be determined based on at least one of a distance between antennas, a wavelength of a signal, or an angle difference between the first direction and the second direction.
  • the method may further include outputting beambook information including phase values for the first direction and phase values for the second direction.
  • the number of measurements required when generating a beam book may be reduced.
  • Operations for generating a beam book according to various embodiments described above may be performed by an electronic device (eg, a beam book generating device 420 ).
  • the electronic device may generate a beambook by storing a set of commands to execute operations for beambook generation according to various embodiments described above and executing the commands.
  • the set of instructions may be provided from the outside through a communication means, for example, may be provided to the operator of the beambook generating device 420 through means such as download.
  • the electronic device when the computer-readable recording medium is executed by a processor of an electronic device (eg, a beambook generating device 420), the electronic device may include a plurality of antennas in a first direction. (Eg, an operation of obtaining measurement information for the antenna module 197, the third antenna module 346, or the antenna module 497), an offset between phase values for each antenna for the first direction based on the measurement information Determining values, satisfying the offset values, and determining phase values that maximize signal strength for the first direction, based on offset values and phase values for the first direction, in a second direction You can record a set of instructions that cause you to perform an operation to determine the phase values for.
  • the measurement information may include phase values of signals for each antenna measured in the first direction.
  • the electronic device when the set of instructions is executed by a processor of the electronic device, the electronic device, in the plurality of antennas, among the plurality of antennas, the remaining antennas in-phase (in-phase) ) May include a set of instructions to perform an operation for determining the offset values for.
  • the electronic device when the set of instructions is executed by a processor of the electronic device, the electronic device measures operations on beams formed by combinations of phase values satisfying the offset values. , May include a set of instructions to perform an operation of determining a combination of phase values that maximizes signal strength based on the measurement results for the beams.
  • phase difference values determined by the electronic device based on an angle difference between the first direction and the second direction may include a set of instructions to perform an operation for determining the phase values for the second direction from the offset values and the phase values for the first direction.
  • the phase difference values may be determined based on at least one of a distance between antennas, a wavelength of a signal, or an angle difference between the first direction and the second direction.
  • 9A and 9B illustrate characteristics of a beam that can be formed in an electronic device according to various embodiments.
  • 9A and 9B are examples of beams in the reference direction, and show beams with a horizontal angle of 0° and vertical angle of 0°.
  • 9A the beam 910 formed in the antenna module 497 is directed to a reference direction.
  • the offset values determined from the measured value for the reference direction are shown in Table 1 below.
  • ⁇ Table 1> if a phase shift of -180° is applied to the signal emitted from antenna #2, 0° to the signal emitted from antenna #3, and -45° is applied to the signal emitted from antenna #4, the reference is applied.
  • the signal may be in-phased to antenna #1, which is an antenna.
  • a beam directed to a reference direction may be measured as shown in FIG. 9B.
  • the frequency of the signal is 28 Hz
  • the magnitude of the main lobe is 9.35 Hz
  • the direction of the main lobe is 0.0°
  • the angular width is 27.5°
  • the side lobe Level is -11.5dB.
  • the index of the phase values used to form the radiation pattern as shown in FIG. 9B is [6, 2, 6, 7], which satisfies the offset values shown in ⁇ Table 1>.
  • 10A and 10B illustrate characteristics of another beam that can be formed in an electronic device according to various embodiments.
  • 10A and 10B show a beam with a horizontal angle of 0° and a vertical angle of 15°, when the beam of the vertical angle 0° of FIG. 9 is steered by 15°.
  • the beam 1010 formed in the antenna module 497 faces a horizontal angle of 0° and a vertical angle of 15°.
  • the offset values for the horizontal angle 0° and the vertical angle 15° determined from the offset values for the reference direction are shown in Table 2 below.
  • the reference The signal may be in-phased to antenna #1, which is an antenna.
  • a beam as shown in FIG. 10B can be measured.
  • the frequency of the signal is 28 Hz
  • the size of the main lobe is 9.24 Hz
  • the direction of the main lobe is 15.0°
  • the angular width is 28.8°
  • the side lobe level is -9.5 Hz.
  • the index of the phase values used to form the radiation pattern as shown in FIG. 10B is [2, 0, 4, 6], which satisfies the offset values shown in Table 2 within the error range of index 1.
  • 11A and 11B illustrate characteristics of another beam that may be formed in an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 11A and 11B show beams with a horizontal angle of 0° and a vertical angle of 90°.
  • the beam 1110 formed in the antenna module 497 faces a horizontal angle of 0° and a vertical angle of 90°.
  • Table 3 shows the offset values for the horizontal angle 0° and the vertical angle 90° determined from the offset values for the reference direction.
  • the reference antenna The signal may be in-phased to the in antenna #1.
  • a beam as shown in FIG. 11B can be measured.
  • the frequency of the signal is 28 Hz
  • the size of the main lobe is 7.65 Hz
  • the direction of the main lobe is 90.0°
  • the angular width is 28.1°
  • the side lobe level is -11.0 Hz.
  • the index of the phase values used to form the radiation pattern as shown in FIG. 11B is [2, 6, 2, 2], which satisfies the offset values shown in Table 3.
  • An electronic device may be various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device e.g, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • phrases such as “at least one of,, B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase of the phrases, or any possible combination thereof.
  • Terms such as “first”, “second”, or “first” or “second” can be used to simply distinguish a component from other components, and to separate components from other aspects (eg, importance or Order).
  • any (eg, first) component is referred to as a “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the term “functionally” or “communicatively”
  • a “coupled” or “connected” to another (eg, second) component with or without the term “functionally” or “communicatively”
  • one component can be connected directly to another component (eg, by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module may include units implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, components, or circuits.
  • the module may be an integrally configured component or a minimum unit of components or a part thereof performing one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present disclosure may include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101). It may be implemented as software (eg, program 140) including the.
  • a processor eg, processor 120
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • non-transitory' means that the storage medium is a tangible device and does not include a signal (eg, EM wave), and this term is used when data is stored semi-permanently on the storage medium. It does not distinguish between and temporary storage cases.
  • a signal eg, EM wave
  • a method according to various embodiments disclosed in this document may be provided as being included in a computer program product.
  • Computer program products can be traded between sellers and buyers as products.
  • the computer program product may be distributed in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play Store TM ) or two user devices ( For example, it can be distributed directly between smartphones) and online (eg, downloaded or uploaded).
  • a portion of the computer program product may be temporarily stored at least temporarily on a storage medium readable by a device such as a memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server, or may be temporarily generated.
  • each component (eg, module or program) of the described components may include a singular or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to integration.
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or the like. Or one or more other actions can be added.

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Abstract

본 발명은 빔 북(beam book)을 생성하기 위한 것으로, 전자 장치의 동작 방법은, 제1 방향에서의 복수의 안테나들에 대한 측정 정보를 획득하는 동작, 상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하는 동작, 상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하는 동작, 및 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.

Description

빔 북을 생성하기 위한 방법 및 그 전자 장치
본 발명의 다양한 실시 예는 빔 북(beam book)을 생성하기 위한 방법 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다.
고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming) 기술의 도입이 고려되고 있다. 빔포밍 기술은 복수의 안테나들을 이용하여 신호의 에너지를 특정 방향에 집중시키는 기술이다. 이를 위해, 복수의 안테나들로 방사되는 신호들의 위상들을 적절히 천이시키는 것이 요구된다.
빔포밍(beamforming)을 실시하는 경우, 기지국 또는 단말과 같은 전자 장치는 의도한 방향으로 빔을 형성하기 위한 위상 값들을 복수의 안테나들에 적용한다. 이때, 방향 및 위상 값들 간 대응 관계는 미리 정의되는 것이 바람직하며, 방향 및 위상 천이 값들 간 대응 관계를 정의한 정보는 빔 북(beam book)이라 지칭될 수 있다. 빔 북을 생성하는 가장 직관적인 방안은 위상 값들의 모든 조합들을 안테나들에 적용 및 실측한 후, 원하는 방향에 대응하는 위상 값들의 조합을 확인하는 것이다. 하지만, 모든 조합들의 위상 값들을 적용하는 것은 많은 시간과 노력을 요구할 것이다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시 예는 보다 낮은 복잡도로 빔 북을 생성하기 위한 방법 및 그 전자 장치를 제공한다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치의 동작 방법은, 제1 방향에서의 복수의 안테나들에 대한 측정 정보를 획득하는 동작, 상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하는 동작, 상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하는 동작, 및 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치는, 메모리, 상기 메모리와 동작적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 제1 방향에서의 복수의 안테나들에 대한 측정 정보를 획득하고, 상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하고, 상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하고, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 전자 장치의 프로세서에 의해 실행 시, 상기 전자 장치가, 제1 방향에서의 복수의 안테나들에 대한 측정 정보를 획득하는 동작, 상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하는 동작, 상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하는 동작, 및 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 수행하도록 하는 명령어들의 집합을 기록할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 방법 및 그 전자 장치는, 기준 방향으로 방사된 빔에 대한 측정 결과로부터 다른 방향으로 빔을 형성하기 위한 위상 값들을 결정함으로써, 빔 북(beam book) 생성에 요구되는 측정 횟수를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 무선 연결을 위하여 방향성 빔을 사용하는 네트워크에서 기지국과 전자 장치 간의 무선 통신 연결을 위한 동작의 일 실시 예를 도시한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 5G(5th generation) 네트워크 통신을 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 빔 북을 생성하기 위한 환경의 예이다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 빔 북을 생성하기 위한 흐름도이다.
도 6은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 안테나 구조 및 기준(reference) 방향에 대한 위상 값들의 예이다.
도 7a 내지 도 7d는 다양한 실시 예들에 따른 빔의 방향에 따른 안테나 별 위상 값들의 예이다.
도 8은 다양한 실시 예들에 따른 기준 방향에 대한 위상 값들을 결정하기 위한 흐름도이다.
도 9a 및 도 9b는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 형성 가능한 빔의 특성을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 형성 가능한 다른 빔의 특성을 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 형성 가능한 또 다른 빔의 특성을 도시한다.
이하 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명된다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참고하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에서는, 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 실시 예에서는, 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 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 제1 네트워크(198) 또는 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. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 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 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 장치들간 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.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 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. 일 실시 예에 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, 무선 연결을 위하여 방향성 빔을 사용하는 네트워크에서 기지국(220)과 전자 장치(101) 간의 무선 통신 연결을 위한 동작의 일 실시 예를 도시한다. 먼저, 상기 기지국(gNB(gNodeB), TRP(transmission reception point))(220)은, 상기 무선 통신 연결을 위하여, 전자 장치(101)와 빔 디텍션(beam detection) 동작을 수행할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 빔 디텍션을 위하여, 상기 기지국(220)은, 복수의 송신 빔들, 예를 들어, 방향이 상이한 제1 내지 제5 송신 빔들(235-1 내지 235-5)을 순차적으로 송신함으로써, 적어도 한번의 송신 빔 스위핑(230)을 수행할 수 있다.
상기 제1 내지 제5 송신 빔들(235-1 내지 235-5)은 적어도 하나의 SS/PBCH BLOCK(synchronization sequences(SS)/ physical broadcast channel(PBCH) Block)을 포함할 수 있다. 상기 SS/PBCH Block 은, 주기적으로 전자 장치(101)의 채널, 또는 빔 세기를 측정하는데 이용될 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 제1 내지 제5 송신 빔들(235-1 내지 235-5)은 적어도 하나의 CSI-RS(channel state information-reference signal)을 포함할 수 있다. CSI-RS은 기지국(220)이 유동적(flexible)으로 설정할 수 있는 기준/참조 신호로서 주기적(periodic)/반주기적(semi-persistent) 또는 비주기적(aperiodic)으로 전송될 수 있다. 상기 전자 장치(101)는 상기 CSI-RS를 이용하여 채널, 빔 세기를 측정할 수 있다.
상기 송신 빔들은 선택된 빔 폭을 가지는 방사 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 송신 빔들은 제1 빔 폭을 가지는 넓은(broad) 방사 패턴, 또는 상기 제1 빔 폭보다 좁은 제2 빔폭을 가지는 좁은(sharp) 방사 패턴을 가질 수 있다. 예를 들면, SS/PBCH Block을 포함하는 송신 빔들은 CSI-RS를 포함하는 송신 빔 보다 넓은 방사 패턴을 가질 수 있다.
상기 전자 장치(101)는, 상기 기지국(220)이 송신 빔 스위핑(230)을 하는 동안, 수신 빔 스위핑(240)을 할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)는 기지국(220)이 첫 번째 송신 빔 스위핑(230)을 수행하는 동안, 제1 수신 빔(245-1)을 제1 방향으로 고정하여 상기 제1 내지 제5 송신 빔들(235-1 내지 235-5) 중 적어도 하나에서 전송되는 SS/PBCH Block의 신호를 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는 기지국(220)이 두 번째 송신 빔 스위핑(230)을 수행하는 동안, 제2 수신 빔(245-2)을 제2 방향으로 고정하여 제1 내지 제5 송신 빔들(235-1 내지 235-5)에서 전송되는 SS/PBCH Block의 신호를 수신할 수 있다. 이와 같이, 전자 장치(101)는 수신 빔 스위핑(240)을 통한 신호 수신 동작 결과에 기반하여, 통신 가능한 수신 빔(예: 제2 수신 빔(245-2))과 송신 빔(예: 제3 송신 빔(235-3))을 선택할 수 있다.
위와 같이, 통신 가능한 송수신 빔들이 결정된 후, 기지국(220)과 전자 장치(101)는 셀 설정을 위한 기본적인 정보들을 송신 및/또는 수신하고, 이를 기반으로 추가적인 빔 운용을 위한 정보를 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 빔 운용 정보는, 설정된 빔에 대한 상세 정보, SS/PBCH Block, CSI-RS 또는 추가적인 기준 신호에 대한 설정 정보를 포함할 수 있다.
또한, 전자 장치(101)는 송신 빔에 포함된 SS/PBCH Block, CSI-RS 중 적어도 하나를 이용하여 채널 및 빔의 세기를 지속적으로 모니터링 할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 모니터링 동작을 이용하여 빔 퀄리티가 좋은 빔을 적응적으로 선택할 수 있다. 선택적으로, 전자 장치(101)의 이동 또는 빔의 차단이 발생하여 통신 연결이 해제되면, 위의 빔 스위핑 동작을 재수행하여 통신 가능한 빔을 결정할 수 있다.
도 3은, 일 실시 예에 따른, 5G 네트워크 통신을 위한 전자 장치(101)의 블록도이다. 상기 전자 장치(101)는, 도 3에 도시된 다양한 부품을 포함할 수 있으나, 도 3에서는, 간략한 설명을 위하여, 프로세서(120), 제2 커뮤니케이션 프로세서(314), 제4 RFIC(328), 적어도 하나의 제3 안테나 모듈(346)을 포함하는 것으로 도시되었다. 제4 RFIC(328)는 기저대역 신호를 중간 주파수(intermediate frequency, IF) 신호로 변환하는 기능 및/또는 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하는 기능은 제3 안테나 모듈(348)에서 수행될 수 있고, 이 경우, 제4 RFIC(328)는 IFIC로 지칭될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 상기 제3 안테나 모듈(346)은 제1 내지 제4 위상 변환기들(313-1 내지 313-4) 및/또는 제1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(317-1 내지 317-4)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(317-1 내지 317-4)의 각 하나는 제1 내지 제4 위상 변환기들(313-1 내지 313-4) 중 개별적인 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(317-1 내지 317-4)은 적어도 하나의 안테나 어레이(315)를 형성할 수 있다.
상기 제2 커뮤니케이션 프로세서(314)는 제1 내지 제4 위상 변환기들(313-1 내지 313-4)을 제어함에 의하여, 제1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(317-1 내지 317-4)을 통하여 송신 및/또는 수신된 신호들의 위상을 제어할 수 있고, 이에 따라 선택된 방향으로 송신 빔 및/또는 수신 빔을 생성 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 안테나 모듈(346)은 사용되는 안테나 엘리먼트의 수에 따라 위에 언급된 넓은 방사 패턴의 빔(351)(이하 "넓은 빔") 또는 좁은 방사 패턴의 빔(353)(이하 "좁은 빔")을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제3 안테나 모듈(346)은, 제1 내지 제 4 안테나 엘리먼트들(317-1 내지 317-4)을 모두 사용할 경우 좁은 빔(353)을 형성할 수 있고, 제1 안테나 엘리먼트(317-1)와 제2 안테나 엘리먼트(317-2) 만을 사용할 경우 넓은 빔(351)을 형성할 수 있다. 상기 넓은 빔(351)은 좁은 빔(353) 보다 넓은 coverage를 가지나, 적은 안테나 이득(antenna gain)을 가지므로 빔 탐색 시 더 효과적일 수 있다. 반면에, 좁은 빔(352)은 넓은 빔(351) 보다 좁은 coverage를 가지나 안테나 이득이 더 높아서 통신 성능을 향상 시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 커뮤니케이션 프로세서(314)는 센서 모듈(176)(예: 9축 센서, grip sensor, 또는 GPS)을 빔 탐색에 활용할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)는 센서 모듈(176)을 이용하여 전자 장치(101)의 위치 및/또는 움직임을 기반으로 빔의 탐색 위치 및/또는 빔 탐색 주기를 조절 할 수 있다. 또 다른 예로, 전자 장치(101)가 사용자에게 파지되는 경우, grip sensor를 이용하여, 사용자의 파지 부분을 파악함으로써, 복수의 제3 안테나 모듈(346) 들 중 통신 성능이 보다 좋은 안테나 모듈을 선택할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전자 장치(101)는 제3 안테나 모듈(346)을 이용하여 빔포밍을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제1 내지 제4 위상 변환기들(313-1 내지 313-4)에 의해 신호들의 위상이 적절히 천이될 수 있다. 설계에 따라 제3 안테나 모듈(346)의 형상 및/또는 배치가 달라질 수 있으므로, 모든 장치에 동일한 위상 값들을 부여하더라도, 형성되는 빔의 방향이 다를 수 있다. 따라서, 제품 별로 빔 북이 다르게 정의되는 것이 요구될 수 있다. 따라서, 전자 장치(101)의 설계, 개발 또는 제조 중 빔 북을 생성하는 절차가 수행될 수 있다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 빔 북을 생성하기 위한 환경(400)의 예이다.
도 4를 참고하면, 전자 장치(101)는 신호를 송신하기 위해 빔을 형성하고, 빔 북 생성 장치(420)는 전자 장치(101)에서 송신되는 신호를 안테나(410)를 통해 수신 후, 신호 세기를 측정하고, 측정을 통해 얻어진 데이터를 기반으로 빔 북을 생성할 수 있다. 빔 북 생성 장치(420)는 도 1의 전자 장치(102)일 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 안테나(410)는 빔 북 생성 장치(420)의 일부일 수 있다.
전자 장치(101)는 안테나 모듈(497)(예: 안테나 모듈(197), 제3 안테나 모듈(346))을 포함할 수 있다. 안테나 모듈(497)은 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함하며, 적어도 하나의 안테나 어레이는 복수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 포함할 수 있다. 복수의 안테나들 또는 안테나 요소들은 위상 변환기들(예: 제1 내지 제4 위상 변환기들(313-1 내지 313-4))과 연결되고, 위상 변환기들에 의해 특정 방향의 빔이 형성될 수 있다. 위상 변환기들 각각은 제어 신호에 의해 지시되는 값 만큼 입력 신호의 위상을 조절할 수 있다. 여기서, 제어 신호는 디지털 값을 가지며, 제어 신호의 비트 개수에 따라 표현 가능한 위상 값 후보들의 개수가 제한될 수 있다. 예를 들어, 제어 신호가 3비트인 경우, 8개의 양자화된 위상 값들이 할당될 수 있다. 도 4의 예에서, 빔의 방향은 수평 각도 Φ 및 수직 각도 θ에 의해 표현될 수 있다.
안테나(410)는 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 안테나(410)는 위치 이동 가능한 적어도 하나의 안테나를 포함하거나, 또는 고정된 위치를 가지는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나(410)에 포함되는 적어도 하나의 안테나는 전자 장치(101)의 신호원(예: 안테나 모듈(497))로부터 동일한 또는 일정 범위 내의 차이를 가지는 거리 상에서 이동 가능하거나 고정된 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다.
빔 북 생성 장치(420)는 프로세서(422) 및/또는 메모리(424)를 포함할 수 있다. 프로세서(422)는 빔 북 생성 장치(420)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(422)는 안테나(410)를 통해 수신된 신호에 대한 측정 또는 분석을 수행할 수 있다. 프로세서(422)는 측정을 위해 전자 장치(101)를 제어할 수 있다. 프로세서(422)는 메모리(424)에 측정을 통해 얻어진 데이터를 기록 또는 수정할 수 있다. 프로세서(422)는 빔 북 생성 장치(420)가 후술하는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
메모리(424)는 빔 북 생성 장치(420)의 동작에 필요한 소프트웨어, 마이크로 코드, 설정 정보 등을 저장한다. 소프트웨어는 외부 장치로부터 다운로드된 후 설치될 수 있다. 메모리(424)는 적어도 하나의 고속 랜덤 액세스 메모리, 비휘발성 메모리, 적어도 하나의 광 저장 장치, 플래시 메모리 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 메모리(424)의 적어도 일부는 탈착이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
도 4에 도시되지 아니하였으나, 빔 북 생성 장치(420)는 생성된 빔 북에 대한 정보를 출력하기 위한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔 북에 대한 정보를 출력하기 위한 구성요소는 케이블 또는 외부 메모리 장치를 연결하기 위한 단자(port) 또는 무선 통신을 통해 정보를 송신하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치(예: 빔 북 생성 장치(420))는, 메모리(예: 메모리(424)), 상기 메모리와 동작적으로 연결된 프로세서(예: 프로세서(422))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 제1 방향에서의 복수의 안테나들(예: 안테나 모듈(197), 제3 안테나 모듈(346) 또는 안테나 모듈(497))에 대한 측정 정보를 획득하고, 상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하고, 상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하고, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 측정 정보는, 상기 제1 방향에서 측정된 안테나 별 신호의 위상 값들 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 프로세서(예: 프로세서(422))는, 상기 복수의 안테나들에 중 기준 안테나에 나머지 안테나들이 인-페이즈(in-phase)하기 위한 오프셋 값들을 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 프로세서(예: 프로세서(422))는, 상기 오프셋 값들을 만족하는 위상 값 조합들에 의해 형성되는 빔들에 대해 측정하고, 상기 빔들에 대한 측정 결과를 기반으로 신호 세기를 최대화하는 위상 값 조합을 확인할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 프로세서(예: 프로세서(422))는, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이에 기반하여 결정되는 위상 차이 값들에 기반하여, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들로부터, 상기 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 위상 차이 값들은, 안테나들 간 거리, 신호의 파장, 또는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 프로세서(예: 프로세서(422))는, 상기 제1 방향을 위한 위상 값들 및 상기 제2 방향을 위한 위상 값들을 포함하는 빔 북 정보를 출력하는 제어할 수 있다.
도 5는 다양한 실시 예들에 따른 빔 북을 생성하기 위한 흐름도(500)이다. 도 6은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 안테나 구조 및 기준(reference) 방향에 대한 위상 값들의 예이다. 도 7a 내지 도 7d는 다양한 실시 예들에 따른 빔의 방향에 따른 안테나 별 위상 값들의 예이다. 도 5에 예시된 흐름도(500)의 동작 주체는 빔 북 생성 장치(420) 또는 빔 북 생성 장치(420)의 구성요소(예: 프로세서(422))로 이해될 수 있다.
도 5를 참고하면, 동작 501에서, 빔 북 생성 장치(420)(예: 프로세서(422))는 제1 방향에 대한 측정 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은 수직 각도 0도, 수평 각도 0도를 향하는 방향일 수 있다. 제1 방향은 '기준 방향' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 측정 정보는 전자 장치(101)의 안테나 모듈(497)에서 형성된 빔에 대한 정보로서, 예를 들어, 안테나 모듈(497)에 포함되는 안테나 별 신호의 위상 값들을 포함할 수 있다. 안테나 별 위상 값들의 차이는 안테나들 간 위치, 신호원(signal source)(예: RFIC)으로부터 안테나까지의 거리 등에 의해 발생할 수 있다. 예를 들어, 안테나 모듈(497)은 도 6과 같이 구성될 수 있다. 도 6을 참고하면, 안테나 모듈(497)은 4개의 패치 안테나들(610a, 610b, 610c, 610d)를 포함하는 제1 안테나 어레이, 4개의 다이폴 안테나들(620a, 620b, 620c, 620d)을 포함하는 제2 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 도 6에서, 숫자 1 내지 8은 적용 가능한 위상 천이 값들을 나타내는 인덱스들로 이해될 수 있다. 도 6의 경우 8개의 인덱스들이 예시되었으나, 인덱스들의 개수는 위상 천이기(예: 제1 내지 제4 위상 변환기들(313-1 내지 313-4))의 해상도에 따라 달라질 수 있다.
측정 정보는 도 7a 내지 도 7d와 같이, 안테나 별로 획득될 수 있다. 도 7a 내지 도 7d는 빔의 수평 각도를 0°로 고정한 때 빔의 수직 각도의 변화에 따른 관측점에서의 안테나 별 신호의 위상 값들을 도시한다. 도 7a는 제1 패치 안테나(610a), 도 7b는 제2 패치 안테나(610b), 도 7c는 제3 패치 안테나(610c), 도 7d는 제4 패치 안테나(610d)에 대한 위상 값들을 도시한다. 동작 501에서 획득된 제1 방향에 대한 측정 정보는 도 7a 내지 도 7d에 도시된 그래프들 각각에서 적어도 하나의 점, 예를 들어, 수직 각도 0°에 해당하는 4개의 위상 값들(예: 126.8°, 315.3°, 133.6°, 179.5°)을 포함할 수 있다.
동작 503에서, 빔 북 생성 장치(420)는 제1 방향에 대한 위상 값들의 오프셋 집합을 결정할 수 있다. 빔 북 생성 장치(420)는 복수의 안테나들 중 기준 안테나에 나머지 안테나들의 위상들이 인-페이즈(in-phase)되도록, 위상 오프셋 값들을 결정할 수 있다. 이에 따라, 빔 북 생성 장치(420)는 동작 501에서 획득된 제1 방향에서 측정된 안테나 별 위상 값들을 확인하고, 기준 안테나(예: 제1 패치 안테나(610a))를 기준으로 다른 안테나들(예: 제2 패치 안테나(610b), 제3 패치 안테나(610c), 제4 패치 안테나(610d))과의 위상 차이에 대응하는 오프셋들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이 제1 방향에 대응하는 위상 값들을 나타내는 인덱스들이 [3, 7, 3, 2]인 경우, 오프셋 집합은 인덱스로 표현 시 [0, 4, 0, -1] 또는 각도로 표현 시 [0, -180, 0, -45]로 결정될 수 있다.
동작 505에서, 빔 북 생성 장치(420)는 제1 방향에 대한 위상 값 집합을 결정할 수 있다. 빔 북 생성 장치(420)는 결정된 오프셋 집합을 만족하는 위상 값 조합들 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 안테나 별 위상 값 후보들이 8개인 경우, 8개의 위상 값 조합들이 오프셋 집합을 만족할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 집합이 [0, 4, 0, -1]인 경우, 가능한 위상 값 조합들은 [1, 5, 1, 8], [2, 6, 2, 1], [3, 7, 3, 2], [4, 8, 4, 3], [5, 1, 5, 4], [6, 2, 6, 5], [7, 3, 7, 6] 및/또는 [8, 4, 8, 7]을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 빔 북 생성 장치(420)는 최대 수신 신호 세기를 제공하는 하나의 위상 값 조합을 선택할 수 있다. 이를 위해, 전자 장치(예: 전자 장치(101))는 오프셋 집합을 만족하는 위상 값 조합들을 이용하여 빔들을 형성하고, 빔 북 생성 장치(420)는 빔들에 대한 측정 결과를 기반으로 하나의 위상 값 조합을 선택할 수 있다.
동작 507에서, 빔 북 생성 장치(420)는 제1 방향에 대한 위상 값 집합 및 오프셋 집합에 기반하여 제2 방향에 대한 위상 값들의 오프셋 집합을 결정할 수 있다. 예를 들어, 빔 북 생성 장치(420)는 제1 방향 및 제2 방향의 각도 차이에 대응하는 위상 차이 값들을 제1 방향을 위한 오프셋 집합에 합산 또는 감산함으로써, 제2 방향에 대한 오프셋 집합을 결정할 수 있다. 각도 차이에 대응하는 위상 차이 값들은 안테나 모듈(497)의 구조에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 각도 차이에 대응하는 위상 차이 값들은 안테나들 간 거리, 신호의 파장, 또는 제1 방향 및 제2 방향 간 각도 차이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 4개의 안테나들이 사용되는 경우, 위상 차이 값들은 4개의 값들을 가지며, 4개의 값들은 서로 다를 수 있다.
도 5를 참고하여 설명한 실시 예에 따라, 빔 북 생성 장치(420)는 제1 방향을 위한 제1 오프셋 집합으로부터 제2 방향을 위한 제2 오프셋 집합을 도출할 수 있다. 빔 북 생성 장치(420)는 제1 오프셋 집합에 위상 차이 값들을 합산함으로써 제2 오프셋 집합을 결정할 수 있다. 예를 들어, 위상 차이 값들은 이하 <수학식 1>과 같이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2019017066-appb-I000001
<수학식 1>에서, DΔ는 위상 차이 값, λ는 파장, d는 안테나들 간 거리, θ는 빔 방향들(예: 제1 방향 및 제2 방향) 간 각도 차이를 의미한다.
<수학식 1>에 따르면, 서로 인접한 안테나들 간 간격이 반파장(=λ/2)이고, 제2 방향이 제1 방향에 비하여 15°더 큰 경우, 위상 차이 값들은 인덱스로 표현 시 [0, 1, 2, 3]이고, 제1 오프셋 집합 [0, 4, 0, -1]으로부터 도출되는 제2 오프셋 집합은 [0, 5, 2, 2]일 수 있다.
도 5를 참고하여 설명한 실시 예에서, 오프셋 집합의 첫번째 원소가 '0'으로 예시되었다. 첫번째 원소가 '0'임은 첫번째 안테나(예: 제1 패치 안테나(610a))가 기준 안테나임을 의미할 수 있다. 가장 우수한 성능을 보이는 안테나가 기준 안테나로서 사용될 수 있으므로, 다른 실시 예에 따라, 첫번째가 아닌 다른 안테나가 기준 안테나로서 사용될 수 있다.
도 5를 참고하여 설명한 실시 예에 따라, 기준 방향(예: 제1 방향)을 위한 오프셋 값 집합 및/또는 위상 값 집합으로부터 다른 방향(예: 제2 방향)을 위한 위상 값 집합이 결정될 수 있다. 의도한 모든 방향들에 대한 위상 값 집합들이 결정되면, 빔 북 생성 장치(420)는 위상 값 집합들을 포함하는 빔 북 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 빔 북 정보는 유선 선로 연결을 위한 단자를 통해 출력되거나, 빔 북 생성 장치(420)에 포함된 통신 회로를 통해 송신될 수 있다. 출력된 빔 북 정보는 전자 장치(101)에 저장되고, 전자 장치(101)의 빔포밍을 위해 사용될 수 있다.
도 8은 다양한 실시 예들에 따른 기준 방향에 대한 위상 값들을 결정하기 위한 동작 흐름도이다. 도 8의 흐름도(800)는 기준 방향에 대한 위상 값 조합을 생성하는 보다 구체적인 동작들을 예시한다. 도 8에 예시된 흐름도(800)의 동작 주체는 빔 북 생성 장치(420) 또는 빔 북 생성 장치(420)의 구성요소(예: 프로세서(422))로 이해될 수 있다.
도 8을 참고하면, 동작 801에서, 빔 북 생성 장치(420)(예: 프로세서(422))는 생성 빔 각도를 결정할 수 있다. 생성 빔 각도는 측정의 대상이 되는 빔의 각도로서, 이후 위상 값들의 결정을 위한 기준 방향이 될 수 있다. 예를 들어, 생성 빔 각도는 수평 각도 0° 및 수직 각도 0°일 수 있다.
동작 803에서, 빔 북 생성 장치(420)는 안테나 패치 별 위상 오프셋을 결정할 수 있다. 빔 북 생성 장치(420)는 동작 801에서 결정된 생성 빔 각도에서 최대 신호 세기를 제공하는 안테나별 위상 값들을 확인한 후, 기준 안테나에 대한 나머지 안테나들의 위상 오프셋 값들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 값들은 위상 값의 인덱스들의 차이로 표현될 수 있다.
동작 805에서, 빔 북 생성 장치(420)는 위상 오프셋을 고정 후 위상을 천이할 수 있다, 빔 북 생성 장치(420)는, 동작 803에서 결정된 오프셋들을 만족하는 다른 위상 값 조합에 따라 송신된 신호들을 측정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(예: 전자 장치(101))는 기준 안테나의 위상 값을 변경하고, 변경된 기준 안테나의 위상 값에 오프셋 값들을 적용함으로써 나머지 안테나들의 위상 값들을 변경함으로써, 동일한 오프셋 값들을 적용한 다른 위상 값 조합을 형성하고, 빔 북 생성 장치(420)는 다른 위상 값 조합에 기반하여 송신된 신호의 수신 신호 세기들을 측정할 수 있다. 이를 위해, 빔 북 생성 장치(420)는 전자 장치 또는 전자 장치를 제어할 수 있는 다른 장치로 안테나 별 위상을 조절할 것을 요청 또는 명령하는 신호를 송신할 수 있다.
동작 807에서, 빔 북 생성 장치(420)는 최대 빔을 결정할 수 있다. 동작 805에서 수행된 측정의 결과에 기반하여, 빔 북 생성 장치(420)는 최대 수신 신호 세기를 제공하는 하나의 위상 값 조합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 빔 북 생성 장치(420)는 동작 803에서 결정된 오프셋 값들을 만족하는 위상 값 조합들 중 최대 수신 신호 세기를 제공하는 하나의 위상 값 조합을 선택할 수 있다.
동작 809에서, 빔 북 생성 장치(420)는 빔 각도 위상을 저장할 수 있다. 빔 북 생성 장치(420)는 동작 807에서 결정한 최대 빔을 형성한 위상 값 조합을 메모리(예: 메모리(424))에 저장할 수 있다. 예를 들어, 위상 값 조합은 빔의 각도 및/또는 빔의 인덱스와 함께 저장될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면,전자 장치(예: 빔 북 생성 장치(420))의 동작 방법은, 제1 방향에서의 복수의 안테나들(예: 안테나 모듈(197), 제3 안테나 모듈(346) 또는 안테나 모듈(497))에 대한 측정 정보를 획득하는 동작, 상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하는 동작, 상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하는 동작, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 측정 정보는, 상기 제1 방향에서 측정된 안테나 별 신호의 위상 값들 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하는 동작은, 상기 복수의 안테나들에 중 기준 안테나에 나머지 안테나들이 인-페이즈(in-phase)하기 위한 오프셋 값들을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하는 동작은, 상기 오프셋 값들을 만족하는 위상 값 조합들에 의해 형성되는 빔들에 대해 측정하는 동작, 상기 빔들에 대한 측정 결과를 기반으로 신호 세기를 최대화하는 위상 값 조합을 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작은, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이에 기반하여 결정되는 위상 차이 값들에 기반하여, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들로부터, 상기 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 위상 차이 값들은, 안테나들 간 거리, 신호의 파장, 또는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 제1 방향을 위한 위상 값들 및 상기 제2 방향을 위한 위상 값들을 포함하는 빔 북 정보를 출력하는 동작을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 다양한 실시 예들에 따라, 빔 북 생성 시 요구되는 측정의 횟수가 감소될 수 있다. 상술한 다양한 실시 예들에 따른 빔 북 생성을 위한 동작들은 전자 장치(예: 빔 북 생성 장치(420))에 의해 수행될 수 있다. 전자 장치는 상술한 다양한 실시 예들에 따른 빔 북 생성을 위한 동작들을 실행하도록 하는 명령어들의 집합을 저장하고, 명령어들을 실행함으로써 빔 북을 생성할 수 있다. 여기서, 명령어들의 집합은 통신 수단을 통해 외부로부터 제공될 수 있으며, 예를 들어, 다운로드와 같은 수단을 통해 빔 북 생성 장치(420)의 운영자에게 제공될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 전자 장치(예: 빔 북 생성 장치(420))의 프로세서에 의해 실행 시, 상기 전자 장치가, 제1 방향에서의 복수의 안테나들(예: 안테나 모듈(197), 제3 안테나 모듈(346) 또는 안테나 모듈(497))에 대한 측정 정보를 획득하는 동작, 상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하는 동작, 상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하는 동작, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 수행하도록 하는 명령어들의 집합을 기록할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 측정 정보는, 상기 제1 방향에서 측정된 안테나 별 신호의 위상 값들 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 명령어들의 집합은, 상기 전자 장치의 프로세서에 의해 실행 시, 상기 전자 장치가, 상기 복수의 안테나들에 중 기준 안테나에 나머지 안테나들이 인-페이즈(in-phase)하기 위한 오프셋 값들을 결정하는 동작을 수행하도록 하는 명령어들의 집합을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 명령어들의 집합은, 상기 전자 장치의 프로세서에 의해 실행 시, 상기 전자 장치가, 상기 오프셋 값들을 만족하는 위상 값 조합들에 의해 형성되는 빔들에 대해 측정하는 동작, 상기 빔들에 대한 측정 결과를 기반으로 신호 세기를 최대화하는 위상 값 조합을 확인하는 동작을 수행하도록 하는 명령어들의 집합을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 명령어들의 집합은, 상기 전자 장치의 프로세서에 의해 실행 시, 상기 전자 장치가, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이에 기반하여 결정되는 위상 차이 값들에 기반하여, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들로부터, 상기 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 수행하도록 하는 명령어들의 집합을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 위상 차이 값들은, 안테나들 간 거리, 신호의 파장, 또는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 형성 가능한 빔의 특성을 도시한다. 도 9a 및 도 9b는 기준 방향의 빔의 예로서, 수평 각도 0°, 수직 각도 0°의 빔을 도시한다. 도 9a를 참고하면, 안테나 모듈(497)에서 형성된 빔(910)은 기준 방향을 향한다. 기준 방향에 대한 측정 값으로부터 결정되는 오프셋 값들은 이하 <표 1>과 같다.
Figure PCTKR2019017066-appb-I000002
<표 1>에 따르면, 안테나#2에서 방사되는 신호에 -180°, 안테나#3에서 방사되는 신호에 0°, 안테나#4에서 방사되는 신호에 -45°만큼의 위상 천이를 적용하면, 기준 안테나인 안테나#1에 신호가 인-페이즈될 수 있다.
특정 위상 값 조합을 사용 시, 도 9b와 같이 기준 방향을 향하는 빔이 측정될 수 있다. 도 9b에서, 신호의 주파수는 28㎓, 메인 로브(main lobe)의 크기(magnitude)는 9.35㏈, 메인 로브의 방향은 0.0°, 각도 폭(angular width)은 27.5°, 사이드 로브(side lobe) 레벨은 -11.5㏈이다. 도 9b와 같은 방사 패턴을 형성하기 위해 사용된 위상 값들의 인덱스는 [6, 2, 6, 7]로서, <표 1>에 나타난 오프셋 값들을 만족한다.
도 10a 및 도 10b는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 형성 가능한 다른 빔의 특성을 도시한다. 도10a 및 도 10b는 도 9의 수직각도 0°의 빔을 15° 조향한 경우로서, 수평 각도 0°, 수직 각도 15°의 빔을 도시한다. 도 10a를 참고하면, 안테나 모듈(497)에서 형성된 빔(1010)은 수평 각도 0°, 수직 각도 15°를 향한다. 기준 방향에 대한 오프셋 값들로부터 결정된 수평 각도 0°, 수직 각도 15°를 위한 오프셋 값들은 이하 <표 2>과 같다.
Figure PCTKR2019017066-appb-I000003
<표 2>에 따르면, 안테나#2에서 방사되는 신호에 -225°, 안테나#3에서 방사되는 신호에 90°, 안테나#4에서 방사되는 신호에 -180°만큼의 위상 천이를 적용하면, 기준 안테나인 안테나#1에 신호가 인-페이즈될 수 있다.
특정 위상 값 조합을 사용 시, 도 10b와 같은 빔이 측정될 수 있다. 도 10b에서, 신호의 주파수는 28㎓, 메인 로브의 크기는 9.24㏈, 메인 로브의 방향은 15.0°, 각도 폭은 28.8°, 사이드 로브 레벨은 -9.5㏈이다. 도 10b와 같은 방사 패턴을 형성하기 위해 사용된 위상 값들의 인덱스는 [2, 0, 4, 6]로서, 인덱스 1의 오차 범위 내에서 <표 2>에 나타난 오프셋 값들을 만족한다.
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치에서 형성 가능한 또 다른 빔의 특성을 도시한다. 도 11a 및 도 11b는 수평 각도 0°, 수직 각도 90°의 빔을 도시한다. 도 11a를 참고하면, 안테나 모듈(497)에서 형성된 빔(1110)은 수평 각도 0°, 수직 각도 90°를 향한다. 기준 방향에 대한 오프셋 값들로부터 결정된 수평 각도 0°, 수직 각도 90°를 위한 오프셋 값들은 이하 <표 3>과 같다.
Figure PCTKR2019017066-appb-I000004
<표 3>에 따르면, 안테나#2에서 방사되는 신호에 -180°, 안테나#3에서 방사되는 신호에 360°, 안테나#4에서 방사되는 신호에 360°만큼의 위상 천이를 적용하면, 기준 안테나인 안테나#1에 신호가 인-페이즈될 수 있다.
특정 위상 값 조합을 사용 시, 도 11b와 같은 빔이 측정될 수 있다. 도 11b에서, 신호의 주파수는 28㎓, 메인 로브의 크기는 7.65㏈, 메인 로브의 방향은 90.0°, 각도 폭은 28.1°, 사이드 로브 레벨은 -11.0㏈이다. 도 11b와 같은 방사 패턴을 형성하기 위해 사용된 위상 값들의 인덱스는 [2, 6, 2, 2]로서, <표 3>에 나타난 오프셋 값들을 만족한다.
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 장치, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 장치들에 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, 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. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 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, 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 장치(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, 장치(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 장치가 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 장치로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: EM파)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 program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 장치로 읽을 수 있는 저장 매체(예: CD-ROM(compact disc read only memory))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 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 장치로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 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 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 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, 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (14)

  1. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 방향에서의 복수의 안테나들에 대한 측정 정보를 획득하는 동작;
    상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하는 동작;
    상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하는 동작; 및
    상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 정보는, 상기 제1 방향에서 측정된 안테나 별 신호의 위상 값들 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하는 동작은,
    상기 복수의 안테나들에 중 기준 안테나에 나머지 안테나들이 인-페이즈(in-phase)하기 위한 오프셋 값들을 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하는 동작은,
    상기 오프셋 값들을 만족하는 위상 값 조합들에 의해 형성되는 빔들에 대해 측정하는 동작; 및
    상기 빔들에 대한 측정 결과를 기반으로 신호 세기를 최대화하는 위상 값 조합을 확인하는 동작을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작은,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이에 기반하여 결정되는 위상 차이 값들에 기반하여, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들로부터, 상기 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위상 차이 값들은, 안테나들 간 거리, 신호의 파장, 또는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향을 위한 위상 값들 및 상기 제2 방향을 위한 위상 값들을 포함하는 빔 북 정보를 출력하는 동작을 더 포함하는 방법.
  8. 전자 장치에 있어서,
    메모리;
    상기 메모리와 동작적으로 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    제1 방향에서의 복수의 안테나들에 대한 측정 정보를 획득하고,
    상기 측정 정보에 기반하여 상기 제1 방향을 위한 안테나 별 위상 값들 간 오프셋 값들을 결정하고,
    상기 오프셋 값들을 만족하며, 상기 제1 방향에 대한 신호 세기를 최대화하는 위상 값들을 결정하고,
    상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들에 기반하여, 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 측정 정보는, 상기 제1 방향에서 측정된 안테나 별 신호의 위상 값들 포함하는 전자 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 안테나들에 중 기준 안테나에 나머지 안테나들이 인-페이즈(in-phase)하기 위한 오프셋 값들을 결정하는 전자 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 오프셋 값들을 만족하는 위상 값 조합들에 의해 형성되는 빔들에 대해 측정하고, 상기 빔들에 대한 측정 결과를 기반으로 신호 세기를 최대화하는 위상 값 조합을 확인하는 전자 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이에 기반하여 결정되는 위상 차이 값들에 기반하여, 상기 제1 방향에 대한 오프셋 값들 및 위상 값들로부터, 상기 제2 방향에 대한 위상 값들을 결정하는 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 위상 차이 값들은, 안테나들 간 거리, 신호의 파장, 또는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 간 각도 차이 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 전자 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 방향을 위한 위상 값들 및 상기 제2 방향을 위한 위상 값들을 포함하는 빔 북 정보를 출력하는 제어하는 전자 장치.
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