WO2021182651A1 - 5g 안테나를 구비하는 전자 기기 - Google Patents

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WO2021182651A1
WO2021182651A1 PCT/KR2020/003265 KR2020003265W WO2021182651A1 WO 2021182651 A1 WO2021182651 A1 WO 2021182651A1 KR 2020003265 W KR2020003265 W KR 2020003265W WO 2021182651 A1 WO2021182651 A1 WO 2021182651A1
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electronic device
antenna
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antenna module
signal
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PCT/KR2020/003265
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김동진
정두찬
김남용
박철완
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엘지전자 주식회사
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    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
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    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device having a 5G antenna.
  • a specific implementation relates to an electronic device having an array antenna module operating in the 5G mmWave band.
  • Electronic devices may be divided into mobile/portable terminals and stationary terminals depending on whether they can be moved. Again, the electronic device can be divided into a handheld terminal and a vehicle mounted terminal according to whether the user can directly carry the electronic device.
  • the functions of electronic devices are diversifying. For example, there are functions for data and voice communication, photo and video shooting through a camera, voice recording, music file playback through a speaker system, and an image or video output to the display unit.
  • Some terminals add an electronic game play function or perform a multimedia player function.
  • recent mobile terminals can receive multicast signals that provide broadcast and visual content such as video or television programs.
  • electronic devices have diversified functions, they are implemented in the form of multimedia devices equipped with complex functions, such as, for example, taking pictures or videos, playing music or video files, and receiving games and broadcasts. have.
  • a wireless communication system using LTE communication technology has recently been commercialized for electronic devices to provide various services.
  • a wireless communication system using 5G communication technology will be commercialized in the future to provide various services.
  • some of the LTE frequency bands may be allocated to provide 5G communication services.
  • the mobile terminal may be configured to provide 5G communication services in various frequency bands. Recently, attempts have been made to provide a 5G communication service using the Sub6 band below the 6GHz band. In addition, it is expected to provide 5G communication services using millimeter wave (mmWave) bands in addition to Sub6 bands for faster data rates in the future.
  • mmWave millimeter wave
  • the antenna operating in the 5G mmWave band may be disposed on the side of the electronic device or inside the electronic device.
  • an electronic device such as a mobile terminal has an exterior using a metal frame made of a metal material.
  • the exterior of the electronic device is composed of a metal frame, there is a problem in that the antenna performance of the antenna module of the 5G mmWave band may be deteriorated.
  • the present invention aims to solve the above and other problems.
  • Another object of the present invention is to provide an electronic device having a plurality of antenna modules operating in a 5G mmWave band.
  • Another object of the present invention is to provide a structure for preventing interference with a metal frame in a plurality of antenna modules operating in a 5G mmWave band.
  • Another object of the present invention is to improve antenna radiation characteristics in a plurality of antenna modules operating in a 5G mmWave band.
  • Another object of the present invention is to improve antenna radiation characteristics in a plurality of antenna modules operating in a 5G mmWave band in a state where a metal rim for another antenna module is disposed.
  • an electronic device having a 5G antenna may include a cover glass through which electromagnetic waves are transmitted; a case having a metal rim formed on a side surface of the electronic device; and an antenna module configured to transmit or receive a beamformed signal through a plurality of antenna elements, wherein the antenna module is inclined at a predetermined slant angle from a baseline of the electronic device. It is configured to be fastened with a raw module bracket, and can radiate the beamformed signal through the cover glass.
  • a partial area of the lower area of the antenna module may be disposed below the metal rim.
  • a dielectric mold portion formed between the metal edge and the cover glass may be further included.
  • the predetermined inclination angle may be determined so that a beam coverage area by the antenna module is not blocked by the metal edge.
  • the antenna module may further include a side key (side key) formed between the metal edge in the longitudinal direction.
  • the metal rim may include a lower metal rim disposed under the side key and an upper metal rim disposed above the side key.
  • the dielectric mold part in the first region where the side key is not formed, may be formed inside the cover glass to support a lower portion of the module bracket. It may be formed in the dielectric mold part and the cover glass area so that a beam coverage area by the antenna module is not blocked by the metal edge.
  • the dielectric mold part in the second region where the side key is formed, may be disposed on the upper metal rim to be formed inside the cover glass. It may be formed in the dielectric mold part and the cover glass area so that a beam coverage area by the antenna module is not blocked by the upper metal edge.
  • the module bracket may be configured to be seated on a slanted surface of a metal frame corresponding to the case.
  • the case may be a middle case formed between the rear case of the electronic device and the front case corresponding to the cover glass.
  • the metal frame corresponding to the middle case may include a hole reception portion integrally formed with the inclined surface.
  • the screw hole formed integrally with the module bracket and the hole receiving part may be fastened through a screw for fixing the module bracket.
  • a hole is formed therein to receive the side key therein, and may further include a side key bracket configured to support the antenna module.
  • the side key bracket may be formed of a dielectric so that a signal radiated through the antenna module may be radiated through the side key bracket and the cover glass.
  • a lower end support portion configured to support the antenna module from the lower portion may be formed at the lower end of the module bracket.
  • the side key bracket may be disposed on the upper portion of the lower support part, and a partial region of the antenna module and the side key bracket may overlap.
  • an upper end support portion configured to support the antenna module from an upper portion may be formed at an upper end of the module bracket.
  • One end of the upper support part may be configured not to cover a substrate of the antenna module in order to prevent blocking of a signal radiated through the antenna module.
  • the antenna module includes a dielectric carrier disposed to be seated on the module bracket; and at least one substrate disposed on the dielectric carrier.
  • a plurality of antenna elements may be disposed on an upper or lower layer of a specific substrate among the at least one substrate of the antenna module to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the plurality of antenna elements may be formed as any polygonal patch antenna or circular patch antenna rotated at a predetermined angle.
  • a phase varied signal may be applied between the plurality of antenna elements in the antenna module to perform beam forming.
  • a first antenna module configured to radiate a first signal through the other side of the electronic device may be further included.
  • the antenna module may further include a second antenna module configured to radiate a second signal through one side of the electronic device.
  • the first antenna module may be formed to be perpendicular to the base line of the electronic device, and the second antenna module may be formed to be inclined at a predetermined inclination angle with the base line of the electronic device.
  • the lower end of the first antenna module may be disposed above the upper end of the metal frame so that a signal radiated through the first antenna module is not blocked by the metal frame.
  • the first antenna module may be formed to be perpendicular to the base line of the electronic device, and the second antenna module may be formed to be inclined at a predetermined inclination angle with the base line of the electronic device.
  • a portion of the lower region of the first antenna module may be disposed below the upper end of the metal frame, and lower positions of the antenna elements in the first antenna module may be disposed above the upper end of the metallic frame.
  • the electronic device is operatively coupled to the first antenna module and the second antenna module, and transmits a first signal through the first antenna module and a second signal through the second antenna module Or it may further include a transceiver circuit configured to receive.
  • the electronic device further includes a baseband processor operatively coupled to the transceiver circuit and configured to perform multiple input/output (MIMO) via the first signal and the second signal transmitted or received through the transceiver circuit.
  • MIMO multiple input/output
  • the electronic device may further include a third antenna module disposed to be spaced apart from the first antenna module or the second antenna module by a predetermined distance and configured to radiate a third signal through a rear surface of the electronic device.
  • a plurality of antenna modules operating in the 5G mmWave band can be disposed inside different sides of the electronic device.
  • the present invention in a plurality of antenna modules operating in the 5G mmWave band, it is possible to improve antenna radiation characteristics and CDF performance by rotating some modules by a predetermined angle and changing the shape of the metal frame.
  • some modules are rotated at a predetermined angle in a plurality of antenna modules operating in the 5G mmWave band in a state where a metal frame for another antenna module is arranged and the shape of the metal frame is changed to obtain antenna radiation characteristics and CDF performance. can be improved
  • FIG. 1A illustrates a configuration for explaining an electronic device and an interface between the electronic device and an external device or server according to an embodiment.
  • FIG. 1B shows a detailed configuration in which an electronic device interfaces with an external device or a server according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1C illustrates a configuration in which an electronic device interfaces with a plurality of base stations or network entities according to an embodiment.
  • FIG. 2A shows a detailed configuration of the electronic device of FIG. 1A .
  • FIGS. 2B and 2C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present invention viewed from different directions.
  • 3A illustrates an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device may be disposed according to an embodiment.
  • 3B illustrates a configuration of a wireless communication unit of an electronic device operable in a plurality of wireless communication systems according to an embodiment.
  • FIG. 4 illustrates a framework structure related to an application program operating in an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5A shows an example of a frame structure in NR. Meanwhile, FIG. 5B shows a change in the slot length according to a change in the subcarrier spacing in NR.
  • FIG. 6A is a configuration diagram in which a plurality of antennas and transceiver circuits are combined to be operable with a processor according to an embodiment.
  • FIG. 6B is a configuration diagram in which antennas and transceiver circuits are additionally operable with a processor in the configuration diagram of FIG. 6A .
  • 7A illustrates a structure in which a plurality of array antennas according to the present invention are disposed on an electronic device.
  • 7B is a conceptual diagram illustrating beamforming through a signal radiated to the front or rear of the electronic device when the second type array antenna according to an embodiment is disposed in the electronic device.
  • FIG. 8 illustrates a configuration of array antennas and a plurality of wireless communication circuits that can be implemented in an electronic device according to the present invention.
  • FIG. 9A illustrates a configuration in which two array antenna modules are disposed on a side surface of an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 9B shows a configuration in which two array antenna modules are vertically disposed on a base line of an electronic device and an array antenna configuration including a plurality of antenna elements.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an offset arrangement of an array antenna module disposed inside an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 illustrates a configuration of a plurality of array antennas disposed on different sides of an electronic device.
  • 12A and 12B show a side view of an antenna module disposed vertically.
  • FIG. 13A and 13B illustrate an antenna module disposed in a tilted form on a side surface of an electronic device according to another exemplary embodiment.
  • 14A to 14C show a structure in which the antenna module is seated on the inclined surface of the case of the metal member.
  • FIG. 15 illustrates a configuration in which a side key is seated through a side key bracket according to an embodiment.
  • 16A and 16B are comparisons of radiation pattern characteristics in different bands according to antenna modules disposed at various positions of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 17 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • Electronic devices described herein include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation systems, and slate PCs.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • slate PCs slate PCs.
  • tablet PCs ultrabooks
  • wearable devices for example, watch-type terminals (smartwatch), glass-type terminals (smart glass), HMD (head mounted display), etc. may be included. have.
  • FIG. 1A shows a configuration for explaining an electronic device and an interface between the electronic device and an external device or a server according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1B shows a detailed configuration in which an electronic device interfaces with an external device or a server according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1C illustrates a configuration in which an electronic device interfaces with a plurality of base stations or network entities according to an embodiment.
  • FIG. 2A shows a detailed configuration of the electronic device of FIG. 1A .
  • FIGS. 2B and 2C are conceptual views of an example of an electronic device related to the present invention viewed from different directions.
  • the electronic device 100 is configured to include a communication interface 110 , an input interface (or an input device) 120 , an output interface (or an output device) 150 , and a processor 180 .
  • the communication interface 110 may refer to the wireless communication module 110 .
  • the electronic device 100 may be configured to further include a display 151 and a memory 170 . Since the components shown in FIG. 1A are not essential for implementing the electronic device, the electronic device described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the wireless communication module 110 is between the electronic device 100 and the wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100 , or between the electronic device 100 and the external device. It may include one or more modules that enable wireless communication between servers. In addition, the wireless communication module 110 may include one or more modules for connecting the electronic device 100 to one or more networks.
  • the one or more networks may be, for example, a 4G communication network and a 5G communication network.
  • the wireless communication module 110 includes at least one of a 4G wireless communication module 111 , a 5G wireless communication module 112 , a short-range communication module 113 , and a location information module 114 .
  • a 4G wireless communication module 111 may include.
  • the 4G wireless communication module 111 , the 5G wireless communication module 112 , the short-range communication module 113 , and the location information module 114 may be implemented with a baseband processor such as a modem.
  • the 4G wireless communication module 111 , the 5G wireless communication module 112 , the short-range communication module 113 and the location information module 114 may include a transceiver circuit and a baseband processor operating in an IF band.
  • the RF module 1200 may be implemented as an RF transceiver circuit operating in an RF frequency band of each communication system.
  • the present invention is not limited thereto, and the 4G wireless communication module 111 , the 5G wireless communication module 112 , the short-range communication module 113 and the location information module 114 may be interpreted to include each RF module.
  • the 4G wireless communication module 111 may transmit and receive a 4G signal with a 4G base station through a 4G mobile communication network. In this case, the 4G wireless communication module 111 may transmit one or more 4G transmission signals to the 4G base station. In addition, the 4G wireless communication module 111 may receive one or more 4G reception signals from the 4G base station.
  • Up-Link (UL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G transmission signals transmitted to the 4G base station.
  • Down-Link (DL) Multi-Input Multi-Output (MIMO) may be performed by a plurality of 4G reception signals received from a 4G base station.
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive a 5G signal with a 5G base station through a 5G mobile communication network.
  • the 4G base station and the 5G base station may have a Non-Stand-Alone (NSA) structure.
  • NSA Non-Stand-Alone
  • the 4G base station and the 5G base station may be a co-located structure disposed at the same location in a cell.
  • the 5G base station may be disposed in a stand-alone (SA) structure at a location separate from the 4G base station.
  • SA stand-alone
  • the 5G wireless communication module 112 may transmit and receive a 5G signal with a 5G base station through a 5G mobile communication network. In this case, the 5G wireless communication module 112 may transmit one or more 5G transmission signals to the 5G base station. In addition, the 5G wireless communication module 112 may receive one or more 5G reception signals from the 5G base station.
  • the 5G frequency band may use the same band as the 4G frequency band, and this may be referred to as LTE re-farming.
  • the 5G frequency band the Sub6 band, which is a band of 6 GHz or less, may be used.
  • a millimeter wave (mmWave) band may be used as a 5G frequency band to perform broadband high-speed communication.
  • the electronic device 100 may perform beam forming for communication coverage expansion with a base station.
  • the 5G communication system may support a larger number of Multi-Input Multi-Output (MIMO) in order to improve transmission speed.
  • MIMO Multi-Input Multi-Output
  • UL MIMO may be performed by a plurality of 5G transmission signals transmitted to the 5G base station.
  • DL MIMO may be performed by a plurality of 5G reception signals received from a 5G base station.
  • the wireless communication module 110 may be in a dual connectivity (DC) state with the 4G base station and the 5G base station through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
  • DC dual connectivity
  • the dual connection with the 4G base station and the 5G base station may be referred to as EN-DC (EUTRAN NR DC).
  • EUTRAN is an Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network, which means a 4G wireless communication system
  • NR is New Radio, which means a 5G wireless communication system.
  • the 4G base station and the 5G base station have a co-located structure, throughput improvement is possible through inter-CA (Carrier Aggregation). Therefore, the 4G base station and the 5G base station In the EN-DC state, the 4G reception signal and the 5G reception signal may be simultaneously received through the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
  • inter-CA Carrier Aggregation
  • Short-range communication module 113 is for short-range communication, Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, NFC At least one of (Near Field Communication), Wireless-Fidelity (Wi-Fi), Wi-Fi Direct, and Wireless Universal Serial Bus (USB) technologies may be used to support short-range communication.
  • the short-distance communication module 114 between the electronic device 100 and a wireless communication system, between the electronic device 100 and another electronic device 100, or the electronic device 100 through wireless area networks (Wireless Area Networks) ) and a network in which another electronic device 100 or an external server is located may support wireless communication.
  • the local area network may be a local area network (Wireless Personal Area Networks).
  • short-range communication between electronic devices may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 .
  • short-distance communication may be performed between electronic devices using a device-to-device (D2D) method without going through a base station.
  • D2D device-to-device
  • carrier aggregation using at least one of the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113
  • 4G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 4G wireless communication module 111 and the Wi-Fi communication module 113
  • 5G + WiFi carrier aggregation may be performed using the 5G wireless communication module 112 and the Wi-Fi communication module 113 .
  • the location information module 114 is a module for acquiring a location (or current location) of an electronic device, and a representative example thereof includes a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module.
  • GPS Global Positioning System
  • Wi-Fi Wireless Fidelity
  • the electronic device may acquire the location of the electronic device by using a signal transmitted from a GPS satellite.
  • the location of the electronic device may be acquired based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal.
  • AP wireless access point
  • the location information module 114 may perform any function of the other modules of the wireless communication module 110 to obtain data on the location of the electronic device as a substitute or additionally.
  • the location information module 114 is a module used to obtain the location (or current location) of the electronic device, and is not limited to a module that directly calculates or obtains the location of the electronic device.
  • the electronic device may acquire the location of the electronic device based on information of the 5G wireless communication module and the 5G base station that transmits or receives the wireless signal.
  • the 5G base station of the millimeter wave (mmWave) band is deployed in a small cell having a narrow coverage, it is advantageous to obtain the location of the electronic device.
  • the input device 120 may include a pen sensor 1200 , a key button 123 , a voice input module 124 , a touch panel 151a, and the like. Meanwhile, the input device 120 includes a camera module 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 152c for inputting an audio signal, or an audio input unit, and a user input unit (eg, a user input unit for receiving information from a user). For example, it may include a touch key, a push key (mechanical key, etc.). The voice data or image data collected by the input device 120 may be analyzed and processed as a user's control command.
  • the camera module 121 is a device capable of capturing still images and moving images, and according to an embodiment, one or more image sensors (eg, a front sensor or a rear sensor), a lens, an image signal processor (ISP), or a flash (eg, : LED or lamp, etc.).
  • image sensors eg, a front sensor or a rear sensor
  • lens e.g., a lens
  • ISP image signal processor
  • flash eg, : LED or lamp, etc.
  • the sensor module 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the electronic device, surrounding environment information surrounding the electronic device, and user information.
  • the sensor module 140 may include a gesture sensor 340a, a gyro sensor 340b, a barometric pressure sensor 340c, a magnetic sensor 340d, an acceleration sensor 340e, a grip sensor 340f, and a proximity sensor 340g. ), color sensor (340h) (e.g.
  • RGB red, green, blue
  • biometric sensor 340i
  • temperature/humidity sensor 340j
  • illuminance sensor 340k
  • UV ultra violet
  • At least one of a sensor 340l, an optical sensor 340m, and a hall sensor 340n may be included.
  • the sensor module 140 includes a fingerprint recognition sensor (finger scan sensor), an ultrasonic sensor (ultrasonic sensor), an optical sensor (for example, a camera (see 121)), a microphone (see 152c), a battery battery gauges, environmental sensors (eg barometers, hygrometers, thermometers, radiation sensors, thermal sensors, gas detection sensors, etc.), chemical sensors (eg electronic noses, healthcare sensors, biometric sensors, etc.) etc.) may be included.
  • the electronic device disclosed in the present specification may combine and utilize information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the output interface 150 is for generating an output related to visual, auditory or tactile sense, and may include at least one of a display 151 , an audio module 152 , a haptip module 153 , and an indicator 154 .
  • the display 151 may implement a touch screen by forming a layer structure with each other or integrally formed with the touch sensor.
  • a touch screen may function as the user input unit 123 providing an input interface between the electronic device 100 and the user, and may provide an output interface between the electronic device 100 and the user.
  • the display 151 may be a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, or a micro electromechanical system (micro-electromechanical system). electro mechanical systems, MEMS) displays, or electronic paper displays.
  • the display 151 may display various contents (eg, text, image, video, icon, and/or symbol, etc.) to the user.
  • the display 151 may include a touch screen, and may receive, for example, a touch input using an electronic pen or a part of the user's body, a gesture, a proximity, or a hovering input.
  • the display 151 may include a touch panel 151a, a hologram device 151b, a projector 151c, and/or a control circuit for controlling them.
  • the panel may be implemented to be flexible, transparent, or wearable.
  • the panel may include the touch panel 151a and one or more modules.
  • the hologram device 151b may display a stereoscopic image in the air by using light interference.
  • the projector 151c may display an image by projecting light onto the screen.
  • the screen may be located inside or outside the electronic device 100 , for example.
  • the audio module 152 may be configured to interwork with the receiver 152a, the speaker 152b, and the microphone 152c. Meanwhile, the haptic module 153 may convert an electrical signal into mechanical vibration, and may generate vibration or a haptic effect (eg, pressure, texture) or the like.
  • the electronic device includes, for example, a mobile TV support device (eg, GPU) capable of processing media data according to standards such as digital multimedia broadcasting (DMB), digital video broadcasting (DVB), or mediaFlow.
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • DVD digital video broadcasting
  • mediaFlow may include Also, the indicator 154 may display a specific state of the electronic device 100 or a part thereof (eg, the processor 310 ), for example, a booting state, a message state, or a charging state.
  • the wired communication module 160 which may be implemented as an interface unit, functions as a passage with various types of external devices connected to the electronic device 100 .
  • the wired communication module 160 includes an HDMI 162 , a USB 162 , a connector/port 163 , an optical interface 164 , or a D-sub (D-subminiature) 165 . can do.
  • the wired communication module 160 connects a device equipped with a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio I/O (Input/Output) port, a video I/O (Input/Output) port, and an earphone port.
  • the electronic device 100 may perform appropriate control related to the connected external device.
  • the memory 170 stores data supporting various functions of the electronic device 100 .
  • the memory 170 may store a plurality of application programs (or applications) driven in the electronic device 100 , data for operation of the electronic device 100 , and commands. At least some of these application programs may be downloaded from an external server (eg, the first server 310 or the second server 320) through wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the electronic device 100 from the time of shipment for basic functions (eg, incoming calls, outgoing functions, message reception, and outgoing functions) of the electronic device 100 . Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170 , installed on the electronic device 100 , and driven by the processor 180 to perform an operation (or function) of the electronic device.
  • the first server 310 may be referred to as an authentication server
  • the second server 320 may be referred to as a content server.
  • the first server 310 and/or the second server 320 may interface with an electronic device through a base station.
  • a part of the second server 320 corresponding to the content server may be implemented as a mobile edge cloud (MEC, 330) in units of base stations. Accordingly, it is possible to implement a distributed network through the second server 320 implemented as a mobile edge cloud (MEC, 330) and to reduce content transmission delay.
  • MEC mobile edge cloud
  • Memory 170 may include volatile and/or non-volatile memory. Also, the memory 170 may include an internal memory 170a and an external memory 170b. The memory 170 may store, for example, commands or data related to at least one other component of the electronic device 100 . According to one embodiment, the memory 170 may store software and/or a program 240 .
  • the program 240 may include a kernel 171 , middleware 172 , an application programming interface (API) 173 , or an application program (or “application”) 174 , and the like. At least a portion of the kernel 171 , the middleware 172 , or the API 174 may be referred to as an operating system (OS).
  • OS operating system
  • the kernel 171 is a system used to execute operations or functions implemented in other programs (eg, middleware 172 , an application programming interface (API) 173 , or an application program 174 ).
  • Resources eg, bus, memory 170, processor 180, etc.
  • the kernel 171 may provide an interface capable of controlling or managing system resources by accessing individual components of the electronic device 100 from the middleware 172 , the API 173 , or the application program 174 . can
  • the middleware 172 may play an intermediary role so that the API 173 or the application program 174 communicates with the kernel 171 to exchange data. Also, the middleware 172 may process one or more work requests received from the application program 247 according to priority. In an embodiment, the middleware 172 sets a priority for using the system resource (eg, bus, memory 170, processor 180, etc.) of the electronic device 100 to at least one of the application programs 174 . Grants and can process one or more work requests.
  • the API 173 is an interface for the application program 174 to control a function provided by the kernel 171 or the middleware 1723, for example, at least one for file control, window control, image processing, or text control. It can contain interfaces or functions (such as commands).
  • the processor 180 In addition to the operation related to the application program, the processor 180 generally controls the overall operation of the electronic device 100 .
  • the processor 180 may provide or process appropriate information or functions to the user by processing signals, data, information, etc. input or output through the above-described components or by driving an application program stored in the memory 170 .
  • the processor 180 may control at least some of the components described with reference to FIGS. 1A and 2A in order to drive an application program stored in the memory 170 .
  • the processor 180 may operate at least two or more of the components included in the electronic device 100 in combination with each other.
  • the processor 180 is one of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), an image signal processor (ISP), a communication processor (CP), a low-power processor (eg, a sensor hub), or It may include more than that.
  • the processor 180 may execute an operation or data processing related to control and/or communication of at least one other component of the electronic device 100 .
  • the power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the processor 180 to supply power to each component included in the electronic device 100 .
  • the power supply unit 190 includes a power management module 191 and a battery 192, and the battery 192 may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • the power management module 191 may include a power management integrated circuit (PMIC), a charger IC, or a battery or fuel gauge.
  • the PMIC may have a wired and/or wireless charging method.
  • the wireless charging method includes, for example, For example, it includes a magnetic resonance method, a magnetic induction method, an electromagnetic wave method, etc., and may further include an additional circuit for wireless charging, for example, a coil loop, a resonance circuit, or a rectifier.
  • the remaining amount of the battery 396, voltage, current, or temperature during charging may be measured, for example, the battery 192 may include a rechargeable battery and/or a solar cell.
  • Each of the external device 100a , the first server 310 , and the second server 320 may be the same or a different type of device (eg, an external device or a server) as the electronic device 100 .
  • all or part of the operations executed in the electronic device 100 may be performed by one or a plurality of other electronic devices (eg, the external device 100a, the first server 310, and the second server 320).
  • the electronic device 100 when the electronic device 100 needs to perform a function or service automatically or upon request, the electronic device 100 performs the function or service by itself instead of or in addition to it. At least some related functions may be requested from other devices (eg, the external device 100a, the first server 310, and the second server 320).
  • Another electronic device may execute a requested function or an additional function, and transmit the result to the electronic device 201 .
  • the electronic device 100 may provide the requested function or service by processing the received result as it is or additionally.
  • cloud computing distributed computing, client-server computing, or mobile edge cloud (MEC) technology may be used.
  • At least some of the respective components may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electronic device according to various embodiments described below. Also, the operation, control, or control method of the electronic device may be implemented on the electronic device by driving at least one application program stored in the memory 170 .
  • the wireless communication system may include an electronic device 100 , at least one external device 100a , a first server 310 , and a second server 320 .
  • the electronic device 100 is functionally connected to at least one external device 100a, and may control contents or functions of the electronic device 100 based on information received from the at least one external device 100a.
  • the electronic device 100 may use the servers 310 and 320 to perform authentication to determine whether the at least one external device 100 includes or generates information conforming to a predetermined rule. have.
  • the electronic device 100 may display contents or control functions differently by controlling the electronic device 100 based on the authentication result.
  • the electronic device 100 may be connected to at least one external device 100a through a wired or wireless communication interface to receive or transmit information.
  • the electronic device 100 and the at least one external device 100a may include near field communication (NFC), a charger (eg, universal serial bus (USB)-C), an ear jack, Information may be received or transmitted in a manner such as BT (bluetooth) or WiFi (wireless fidelity).
  • NFC near field communication
  • USB universal serial bus
  • WiFi wireless fidelity
  • the electronic device 100 includes at least one of an external device authentication module 100-1, a content/function/policy information DB 100-2, an external device information DB 100-3, and a content DB 104 can do.
  • the at least one external device 100a may be a device designed for various purposes, such as convenience of use of the electronic device 100, increase of aesthetics, enhancement of usability, etc. .
  • At least one external device 100a may or may not be in physical contact with the electronic device 100 .
  • the at least one external device 100a is functionally connected to the electronic device 100 using a wired/wireless communication module, and receives control information for controlling content or functions in the electronic device 100 . can be transmitted
  • the at least one external device 100a encrypts/decrypts one or more pieces of information included in the external device information, or stores it in a physical/virtual memory area that is not directly accessible from the outside. and may include an authentication module for management.
  • the at least one external device 100a may communicate with the electronic device 100 or provide information through communication between external devices.
  • at least one external device 100a may be functionally connected to the server 310 or 320 .
  • the at least one external device 100a includes a cover case, an NFC dongle, a vehicle charger, an earphone, an ear cap (eg, an accessory device mounted on a mobile phone audio connector), a thermometer, It may be a product of various types, such as an electronic pen, BT earphone, BT speaker, BT dongle, TV, refrigerator, WiFi dongle, etc.
  • the external device 100a such as a wireless charger may supply power to the electronic device 100 through a charging interface such as a coil.
  • control information may be exchanged between the external device 100a and the electronic device 100 through in-band communication through a charging interface such as a coil.
  • control information may be exchanged between the external device 100a and the electronic device 100 through out-of-band communication such as Bluetooth or NFC.
  • the first server 310 may include a server for a service related to the at least one external device 100a, a cloud device, or a hub device for controlling a service in a smart home environment.
  • the first server 310 may include one or more of an external device authentication module 311 , a content/function/policy information DB 312 , an external device information DB 313 , and an electronic device/user DB 314 .
  • the first server 310 may be referred to as an authentication management server, an authentication server, or an authentication-related server.
  • the second server 320 may include a server or a cloud device for providing a service or content, or a hub device for providing a service in a smart home environment.
  • the second server 320 may include one or more of a content DB 321 , an external device specification information DB 322 , a content/function/policy information management module 323 , or a device/user authentication/management module 324 .
  • the second server 130 may be referred to as a content management server, a content server, or a content-related server.
  • FIG. 1C shows a configuration in which an electronic device is interfaced with a plurality of base stations or network entities according to an embodiment.
  • 4G/5G deployment options are shown.
  • multi-RAT of 4G LTE and 5G NR when multi-RAT of 4G LTE and 5G NR is supported and in non-standalone (NSA) mode, it can be implemented as EN-DC of option 3 or NGEN-DC of option 5.
  • NSA non-standalone
  • multi-RAT when multi-RAT is supported and in standalone (SA) mode, it may be implemented as NE-DC of option 4.
  • SA standalone
  • NR-DC of option 2 when single RAT is supported and in standalone (SA) mode, it may be implemented as NR-DC of option 2.
  • the eNB is a 4G base station, also called an LTE eNB, and is based on the Rel-8 - Rel-14 standard.
  • ng-eNB is an eNB capable of interworking with 5GC and gNB, also called eLTE eNB, and is based on the Rel-15 standard.
  • gNB is a 5G base station interworking with 5G NR and 5GC, also called NR gNB, and is based on the Rel-15 standard.
  • en-gNB is a gNB capable of interworking with EPC and eNB, also called NR gNB, and is based on the Rel-15 standard.
  • option 3 indicates E-UTRA-NR Dual Connectivity (EN-DC).
  • option 7 represents NG-RAN E-UTRA-NR Dual Connectivity (NGEN-DC).
  • option 4 indicates NR-E-UTRA Dual Connectivity (NE-DC).
  • option 2 indicates NR-NR Dual Connectivity (NR-DC).
  • the technical characteristics of the dual connection according to option 2 to option 7 are as follows.
  • Independent 5G service can be provided only with 5G system (5GC, gNB).
  • 5GC 5G system
  • 5G system 5GC, gNB
  • eMBB enhanced Mobile Broadband
  • URLLC Ultra-Reliable Low-Latency Communication
  • mMTC Massive Machine Type Communication
  • 5G full service can be provided. Initially, due to coverage limitations, it can be used as an overlay network or for a hot spot, enterprise use, and EPC-5GC interworking is required if it is out of 5G NR coverage.
  • 5G NR full coverage may be provided, and dual connectivity (NR-DC) between gNBs may be supported using multiple 5G frequencies.
  • NR-DC dual connectivity
  • gNB When only gNB is introduced into the existing LTE infrastructure. Core is EPC and gNB is an en-gNB capable of interworking with EPC and eNB. Dual connectivity (EN-DC) is supported between the eNB and the en-gNB, and the master node is the eNB.
  • the eNB which is the control anchor of the en-gNB, processes control signaling for network access, connection establishment, handover, etc. of the UE, and user traffic may be delivered through the eNB and/or en-gNB.
  • This option is mainly applied in the first stage of 5G migration, as operators operating nationwide LTE networks can quickly build 5G networks with the introduction of en-gNB and minimal LTE upgrades without 5GC.
  • Option 3 There are 3 types of Option 3, Option 3/3a/3x depending on the user traffic split method. Bearer split is applied to Option 3/3x and Option 3a is not applied. The main method is Option 3x.
  • eNB Only the eNB is connected to the EPC and the en-gNB is only connected to the eNB. User traffic is split in the master node (eNB) and can be transmitted simultaneously to LTE and NR.
  • eNB master node
  • Both the eNB and the gNB are connected to the EPC, and user traffic is delivered directly from the EPC to the gNB.
  • User traffic is transmitted in LTE or NR.
  • Option 3 and Option 3a are combined.
  • the difference from Option 3 is that user traffic is split at the secondary node (gNB).
  • Option 3 The advantages of Option 3 are i) that LTE can be used as a capacity booster for eMBB service, and ii) that the terminal is always connected to LTE, so even if it goes out of 5G coverage or the NR quality is deteriorated, service continuity is provided through LTE and stable Communication may be provided.
  • 5GC is introduced and it is still linked with LTE, but independent 5G communication is possible.
  • the core is 5GC and the eNB is an ng-eNB capable of interworking with 5GC and gNB.
  • Dual connectivity (NE-DC) is supported between the ng-eNB and the gNB, and the master node is the gNB.
  • NE-DC Dual connectivity
  • LTE can be used as a capacity booster.
  • the main method is Option 4a.
  • 5GC is introduced and still works with LTE, so 5G communication depends on LTE.
  • the core is 5GC and the eNB is an ng-eNB capable of interworking with 5GC and gNB. Dual connectivity (NGEN-DC) is supported between ng-eNB and gNB, and the master node is the eNB.
  • 5GC characteristics can be used, and service continuity can still be provided with the eNB as the master node, as in Option 3, when 5G coverage is not yet sufficient.
  • the main method is Option 7x.
  • the disclosed electronic device 100 has a bar-shaped terminal body.
  • the present invention is not limited thereto, and may be applied to various structures such as a watch type, a clip type, a glass type, or a folder type in which two or more bodies are coupled to be relatively movable, a flip type, a slide type, a swing type, a swivel type, etc. .
  • a watch type a clip type
  • a glass type or a folder type in which two or more bodies are coupled to be relatively movable
  • a flip type a slide type
  • a swing type a swing type
  • swivel type etc.
  • the terminal body may be understood as a concept referring to the electronic device 100 as at least one aggregate.
  • the electronic device 100 includes a case (eg, a frame, a housing, a cover, etc.) forming an exterior. As illustrated, the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102 . Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102 . At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102 .
  • a case eg, a frame, a housing, a cover, etc.
  • the electronic device 100 may include a front case 101 and a rear case 102 .
  • Various electronic components are disposed in the inner space formed by the combination of the front case 101 and the rear case 102 .
  • At least one middle case may be additionally disposed between the front case 101 and the rear case 102 .
  • a display 151 is disposed on the front surface of the terminal body to output information. As shown, the window 151a of the display 151 may be mounted on the front case 101 to form a front surface of the terminal body together with the front case 101 .
  • an electronic component may also be mounted on the rear case 102 .
  • Electronic components that can be mounted on the rear case 102 include a removable battery, an identification module, a memory card, and the like.
  • the rear cover 103 for covering the mounted electronic component may be detachably coupled to the rear case 102 . Accordingly, when the rear cover 103 is separated from the rear case 102 , the electronic components mounted on the rear case 102 are exposed to the outside.
  • a portion of the side of the rear case 102 may be implemented to operate as a radiator (radiator).
  • the rear cover 103 when the rear cover 103 is coupled to the rear case 102, a portion of the side of the rear case 102 may be exposed. In some cases, the rear case 102 may be completely covered by the rear cover 103 during the combination. Meanwhile, the rear cover 103 may have an opening for exposing the camera 121b or the sound output unit 152b to the outside.
  • the electronic device 100 includes a display 151 , first and second sound output units 152a and 152b , a proximity sensor 141 , an illuminance sensor 142 , a light output unit 154 , and first and second cameras. (121a, 121b), first and second operation units (123a, 123b), a microphone 122, a wired communication module 160, etc. may be provided.
  • the display 151 displays (outputs) information processed by the electronic device 100 .
  • the display 151 may display execution screen information of an application program driven in the electronic device 100 or UI (User Interface) and GUI (Graphic User Interface) information according to the execution screen information.
  • UI User Interface
  • GUI Graphic User Interface
  • two or more displays 151 may exist according to an implementation form of the electronic device 100 .
  • a plurality of display units may be spaced apart from each other on one surface or may be integrally disposed, or may be respectively disposed on different surfaces.
  • the display 151 may include a touch sensor for sensing a touch on the display 151 so as to receive a control command input by a touch method. Using this, when a touch is made on the display 151, the touch sensor detects the touch, and the processor 180 may generate a control command corresponding to the touch based thereon.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers, or menu items that can be instructed or designated in various modes.
  • the display 151 may form a touch screen together with the touch sensor, and in this case, the touch screen may function as the user input unit 123 (refer to FIG. 1A ). In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first operation unit 123a.
  • the first sound output unit 152a may be implemented as a receiver that transmits a call sound to the user's ear, and the second sound output unit 152b is a loudspeaker that outputs various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. ) can be implemented in the form of
  • the light output unit 154 is configured to output light to notify the occurrence of an event. Examples of the event may include a message reception, a call signal reception, a missed call, an alarm, a schedule notification, an email reception, and information reception through an application.
  • the processor 180 may control the light output unit 154 to end the light output.
  • the first camera 121a processes an image frame of a still image or a moving image obtained by an image sensor in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display 151 and stored in the memory 170 .
  • the first and second manipulation units 123a and 123b are an example of the user input unit 123 that is manipulated to receive a command for controlling the operation of the electronic device 100, and may be collectively referred to as a manipulating portion. have.
  • the first and second operation units 123a and 123b may be adopted in any manner as long as they are operated in a tactile manner such as touch, push, scroll, etc., while the user receives a tactile feeling.
  • the first and second manipulation units 123a and 123b may be operated in a manner in which the user is operated without a tactile feeling through a proximity touch, a hovering touch, or the like.
  • the electronic device 100 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint, and the processor 180 may use fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display 151 or the user input unit 123 .
  • the wired communication module 160 serves as a path through which the electronic device 100 can be connected to an external device.
  • the wired communication module 160 includes a connection terminal for connection with another device (eg, earphone, external speaker), a port for short-range communication (eg, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port ( Bluetooth Port), a wireless LAN port, etc.], or at least one of a power supply terminal for supplying power to the electronic device 100 .
  • the wired communication module 160 may be implemented in the form of a socket accommodating an external card, such as a subscriber identification module (SIM), a user identity module (UIM), or a memory card for information storage.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • memory card for information storage.
  • a second camera 121b may be disposed on the rear side of the terminal body.
  • the second camera 121b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 121a.
  • the second camera 121b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix form.
  • Such a camera may be referred to as an array camera.
  • an image may be captured in various ways using a plurality of lenses, and an image of better quality may be obtained.
  • the flash 125 may be disposed adjacent to the second camera 121b. The flash 125 illuminates light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
  • a second sound output unit 152b may be additionally disposed on the terminal body.
  • the second sound output unit 152b may implement a stereo function together with the first sound output unit 152a, and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • the microphone 152c is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 152c may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • At least one antenna for wireless communication may be provided in the terminal body.
  • the antenna may be built into the terminal body or formed in the case. Meanwhile, a plurality of antennas connected to the 4G wireless communication module 111 and the 5G wireless communication module 112 may be disposed on the side of the terminal.
  • the antenna may be formed in a film type and attached to the inner surface of the rear cover 103 , or a case including a conductive material may be configured to function as an antenna.
  • a plurality of antennas disposed on the side of the terminal may be implemented in four or more to support MIMO.
  • the 5G wireless communication module 112 operates in a millimeter wave (mmWave) band
  • mmWave millimeter wave
  • a plurality of array antennas may be disposed in the electronic device.
  • the terminal body is provided with a power supply unit 190 (refer to FIG. 1A ) for supplying power to the electronic device 100 .
  • the power supply unit 190 may include a battery 191 that is built into the terminal body or is detachably configured from the outside of the terminal body.
  • the 5G frequency band may be a higher frequency band than the Sub6 band.
  • the 5G frequency band may be a millimeter wave band, but is not limited thereto and may be changed according to an application.
  • FIG. 3A illustrates an example of a configuration in which a plurality of antennas of an electronic device may be disposed according to an embodiment.
  • a plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed inside or on the front side of the electronic device 100 .
  • the plurality of antennas 1110a to 1110d may be implemented in a form printed on a carrier inside the electronic device or may be implemented in a system-on-chip (Soc) form together with an RFIC.
  • Soc system-on-chip
  • the plurality of antennas 1110a to 1110d may be disposed on the front surface of the electronic device in addition to the inside of the electronic device.
  • the plurality of antennas 1110a to 1110d disposed on the front surface of the electronic device 100 may be implemented as transparent antennas built into the display.
  • a plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 may be disposed on a side surface of the electronic device 100 .
  • a 4G antenna is disposed on the side of the electronic device 100 in the form of a conductive member, a slot is formed in the conductive member region, and a plurality of antennas 1110a to 1110d radiate a 5G signal through the slot.
  • antennas 1150B may be disposed on the rear surface of the electronic device 100 so that the 5G signal may be radiated from the rear surface.
  • At least one signal may be transmitted or received through the plurality of antennas 1110S1 and 1110S2 on the side of the electronic device 100 .
  • at least one signal may be transmitted or received through the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1 and 1110S2 on the front and/or side of the electronic device 100 .
  • the electronic device may communicate with the base station through any one of the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1, and 1110S2.
  • the electronic device may perform multiple input/output (MIMO) communication with the base station through two or more antennas among the plurality of antennas 1110a to 1110d, 1150B, 1110S1 and 1110S2.
  • MIMO multiple input/output
  • the electronic device includes a first power amplifier 1210 , a second power amplifier 1220 , and an RFIC 1250 .
  • the electronic device may further include a modem 400 and an application processor (AP) 500 .
  • the modem 400 and the application processor AP 500 are physically implemented on a single chip, and may be implemented in a logically and functionally separated form.
  • the present invention is not limited thereto and may be implemented in the form of physically separated chips depending on the application.
  • the electronic device includes a plurality of low noise amplifiers (LNA: Low Noise Amplifiers, 13110 to 1340) in the receiver.
  • LNA Low Noise Amplifiers
  • the first power amplifier 1210 , the second power amplifier 1220 , the controller 1250 , and the plurality of low-noise amplifiers 310 to 340 are all operable in the first communication system and the second communication system.
  • the first communication system and the second communication system may be a 4G communication system and a 5G communication system, respectively.
  • the RFIC 1250 may be configured as a 4G/5G integrated type, but is not limited thereto and may be configured as a 4G/5G separate type according to an application.
  • the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G integrated type, it is advantageous in terms of synchronization between 4G/5G circuits, as well as the advantage that control signaling by the modem 1400 can be simplified.
  • the RFIC 1250 when configured as a 4G/5G separate type, it may be referred to as a 4G RFIC and a 5G RFIC, respectively.
  • the RFIC 1250 when the difference between the 5G band and the 4G band is large, such as when the 5G band is configured as a millimeter wave band, the RFIC 1250 may be configured as a 4G/5G separate type.
  • the RFIC 1250 when the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, there is an advantage that RF characteristics can be optimized for each of the 4G band and the 5G band.
  • the RFIC 1250 is configured as a 4G/5G separate type, the 4G RFIC and the 5G RFIC are logically and functionally separated, and it is also possible to be physically implemented on a single chip.
  • the application processor (AP) 1450 is configured to control the operation of each component of the electronic device. Specifically, the application processor (AP) 1450 may control the operation of each component of the electronic device through the modem 1400 .
  • the modem 1400 may be controlled through a power management IC (PMIC) for low power operation of the electronic device. Accordingly, the modem 1400 may operate the power circuits of the transmitter and the receiver in the low power mode through the RFIC 1250 .
  • PMIC power management IC
  • the application processor (AP) 500 may control the RFIC 1250 through the modem 300 as follows. For example, if the electronic device is in an idle mode, the RFIC through the modem 300 so that at least one of the first and second power amplifiers 110 and 120 operates in the low power mode or is turned off (1250) can be controlled.
  • the application processor (AP) 500 may control the modem 300 to provide wireless communication capable of low power communication.
  • the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to enable wireless communication with the lowest power.
  • the application processor (AP) 500 may control the modem 1400 and the RFIC 1250 to perform short-distance communication using only the short-range communication module 113 even though the throughput is somewhat sacrificed.
  • the modem 300 may be controlled to select an optimal wireless interface.
  • the application processor (AP) 1450 may control the modem 1400 to receive through both the 4G base station and the 5G base station according to the remaining battery level and available radio resource information.
  • the application processor (AP) 1450 may receive the remaining battery level information from the PMIC and the available radio resource information from the modem 1400 . Accordingly, if the remaining battery level and available radio resources are sufficient, the application processor (AP) 500 may control the modem 1400 and the RFIC 1250 to receive through both the 4G base station and the 5G base station.
  • the multi-transceiving system of FIG. 3B may integrate the transmitter and receiver of each radio system into one transceiver. Accordingly, there is an advantage that a circuit part integrating two types of system signals in the RF front-end can be removed.
  • the front-end components can be controlled by the integrated transceiver, the front-end components can be more efficiently integrated than when the transmission/reception system is separated for each communication system.
  • the multi-transmission/reception system as shown in FIG. 2 has the advantage that it is possible to control other communication systems as necessary, and thus system delay can be minimized, so that efficient resource allocation is possible.
  • the first power amplifier 1210 and the second power amplifier 1220 may operate in at least one of the first and second communication systems.
  • the first and second power amplifiers 1220 may operate in both the first and second communication systems.
  • one of the first and second power amplifiers 1210 and 1220 operates in the 4G band, and the other operates in the millimeter wave band. have.
  • 4x4 MIMO can be implemented using four antennas as shown in FIG. 2 .
  • 4x4 DL MIMO may be performed through the downlink (DL).
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in both the 4G band and the 5G band.
  • the 5G band is a millimeter wave (mmWave) band
  • the first to fourth antennas ANT1 to ANT4 may be configured to operate in any one of the 4G band and the 5G band.
  • each of a plurality of separate antennas may be configured as an array antenna in the millimeter wave band.
  • 2x2 MIMO can be implemented using two antennas connected to the first power amplifier 1210 and the second power amplifier 1220 among the four antennas.
  • 2x2 UL MIMO (2 Tx) may be performed through the uplink (UL).
  • the 5G communication system is implemented with 1 Tx, only one of the first and second power amplifiers 1210 and 1220 needs to operate in the 5G band.
  • an additional power amplifier operating in the 5G band may be further provided.
  • a transmission signal may be branched in each of one or two transmission paths, and the branched transmission signal may be connected to a plurality of antennas.
  • a switch-type splitter or a power divider is built inside the RFIC corresponding to the RFIC 1250, there is no need for a separate component to be disposed outside, thereby improving component mountability.
  • SPDT single pole double throw
  • the electronic device operable in a plurality of wireless communication systems may further include a duplexer 1231 , a filter 1232 , and a switch 1233 .
  • the duplexer 1231 is configured to mutually separate signals of a transmission band and a reception band. At this time, the signals of the transmission band transmitted through the first and second power amplifiers 1210 and 1220 are applied to the antennas ANT1 and ANT4 through the first output port of the duplexer 1231 . On the other hand, signals of the reception band received through the antennas ANT1 and ANT4 are received by the low noise amplifiers 310 and 340 through the second output port of the duplexer 1231 .
  • the filter 1232 may be configured to pass a signal of a transmission band or a reception band and block a signal of the remaining band.
  • the filter 1232 may include a transmit filter connected to a first output port of the duplexer 1231 and a receive filter connected to a second output port of the duplexer 1231 .
  • the filter 1232 may be configured to pass only a signal of a transmission band or only a signal of a reception band according to the control signal.
  • the switch 1233 is configured to transmit either only a transmit signal or a receive signal.
  • the switch 1233 may be configured in a single pole double throw (SPDT) type to separate a transmission signal and a reception signal in a time division multiplexing (TDD) method.
  • the transmission signal and the reception signal are signals of the same frequency band, and accordingly, the duplexer 1231 may be implemented in the form of a circulator.
  • the switch 1233 is also applicable to a frequency division multiplexing (FDD: Time Division Duplex) scheme.
  • FDD Fre Division Duplex
  • the switch 1233 may be configured in a double pole double throw (DPDT) type to connect or block a transmission signal and a reception signal, respectively.
  • DPDT double pole double throw
  • the electronic device may further include a modem 1400 corresponding to a control unit.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be referred to as a first controller (or first processor) and a second controller (second processor), respectively.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be implemented as physically separate circuits.
  • the RFIC 1250 and the modem 1400 may be physically or logically divided into one circuit.
  • the modem 1400 may control and process signals for transmission and reception of signals through different communication systems through the RFIC 1250 .
  • the modem 1400 may be obtained through control information received from the 4G base station and/or the 5G base station.
  • the control information may be received through a physical downlink control channel (PDCCH), but is not limited thereto.
  • PDCCH physical downlink control channel
  • the modem 1400 may control the RFIC 1250 to transmit and/or receive a signal through the first communication system and/or the second communication system in a specific time and frequency resource. Accordingly, the RFIC 1250 may control transmission circuits including the first and second power amplifiers 1210 and 1220 to transmit a 4G signal or a 5G signal in a specific time period. Also, the RFIC 1250 may control receiving circuits including the first to fourth low-noise amplifiers 310 to 340 to receive a 4G signal or a 5G signal in a specific time period.
  • the application program operating in the electronic device described in this specification may be driven in association with a user space, a kernel space, and hardware.
  • the program module 410 may include a kernel 420 , middleware 430 , an API 450 , a framework/library 460 , and/or an application 470 . At least a portion of the program module 410 may be pre-loaded on the electronic device or downloaded from an external device or server.
  • the kernel 420 may include a system resource manager 421 and/or a device driver 423 .
  • the system resource manager 421 may control, allocate, or recover system resources.
  • the system resource manager 421 may include a process manager, a memory manager, or a file system manager.
  • the device driver 423 may include a display driver, a camera driver, a Bluetooth driver, a shared memory driver, a USB driver, a keypad driver, a WiFi driver, an audio driver, or an inter-process communication (IPC) driver.
  • the middleware 430 provides, for example, functions commonly required by the applications 470 or provides various functions through the API 460 so that the applications 470 can use limited system resources inside the electronic device. It may be provided as an application 470 .
  • the middleware 430 includes a runtime library 425 , an application manager 431 , a window manager 432 , a multimedia manager 433 , a resource manager 434 , a power manager 435 , a database manager 436 , a package manager ( 437 ), connectivity manager 438 , notification manager 439 , location manager 440 , graphic manager 441 , security manager 442 , content manager 443 , service manager 444 or external device manager It may include at least one of (445).
  • the framework/library 450 may include a general-purpose framework/library 451 and a special-purpose framework/library 452 .
  • the general-purpose framework/library 451 and the special-purpose framework/library 452 may be referred to as a first framework/library 451 and a second framework/library 452 , respectively.
  • the first framework/library 451 and the second framework/library 452 may interface with the kernel space and hardware through the first API 461 and the second API 462, respectively.
  • the second framework/library 452 may be an example software architecture that may modularize artificial intelligence (AI) functions.
  • SoC System on Chip
  • CPU 422, DSP 424, GPU 426, and/or NPU 428 to support operations during runtime operation of the application 470 .
  • Application 470 may include, for example, home 471 , dialer 472 , SMS/MMS 473 , instant message (IM) 474 , browser 475 , camera 476 , alarm 477 . , Contact (478), Voice Dial (479), Email (480), Calendar (481), Media Player (482), Album (483), Watch (484), Payment (485), Accessory Management (486) ), health care, or environmental information providing applications.
  • the AI application may be configured to call functions defined in user space that may provide detection and recognition of a scene indicating the location in which the electronic device is currently operating.
  • the AI application may configure the microphone and camera differently depending on whether the recognized scene is an indoor space or an outdoor space.
  • the AI application may make a request for compiled program code associated with a library defined in the Scene Detect application programming interface (API) to provide an estimate of the current scene. Such a request may rely on the output of a deep neural network configured to provide scene estimates based on video and positioning data.
  • API Scene Detect application programming interface
  • the framework/library 462 which may be compiled code of the Runtime Framework, may be further accessible by the AI application.
  • the AI application may cause the runtime framework engine to request a scene estimate at specific time intervals, or triggered by an event detected by the application's user interface.
  • the runtime engine may then send a signal to an operating system such as a Linux Kernel running on the SoC.
  • the operating system may cause the operation to be performed on the CPU 422 , DSP 424 , GPU 426 , NPU 428 , or some combination thereof.
  • the CPU 422 may be accessed directly by the operating system, and other processing blocks may be accessed through a driver, such as the DSP 424 , the GPU 426 , or the driver 414 - 418 for the NPU 428 .
  • a driver such as the DSP 424 , the GPU 426 , or the driver 414 - 418 for the NPU 428 .
  • deep neural networks and AI algorithms may be configured to run on a combination of processing blocks, such as CPU 422 and GPU 426 , or AI algorithms, such as deep neural networks, may be configured to run on NPU 428 . may be executed.
  • the AI algorithm performed through the special-purpose framework/library as described above may be performed only by an electronic device or may be performed by a server supported scheme.
  • the electronic device may receive and transmit information related to the AI server and AI processing through the 4G/5G communication system.
  • a 5G wireless communication system that is, 5G new radio access technology (NR) may be provided.
  • NR 5G new radio access technology
  • massive MTC Machine Type Communications
  • communication system design considering reliability and latency sensitive service/terminal is being discussed.
  • NR is an expression showing an example of 5G radio access technology (RAT).
  • RAT 5G radio access technology
  • a new RAT system including NR uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme.
  • the new RAT system may follow OFDM parameters different from those of LTE.
  • the new RAT system may follow the existing numerology of LTE/LTE-A, but may have a larger system bandwidth (eg, 100 MHz).
  • one cell may support a plurality of numerologies. That is, terminals operating in different numerology may coexist in one cell.
  • FIG. 5A shows an example of a frame structure in NR.
  • FIG. 5B shows a change in the slot length according to a change in the subcarrier spacing in NR.
  • An NR system can support multiple numerologies.
  • the numerology may be defined by a subcarrier spacing and a cyclic prefix (CP) overhead.
  • the plurality of subcarrier intervals may be derived by scaling the basic subcarrier interval by an integer N (or ⁇ ).
  • N or ⁇
  • the numerology used can be selected independently of the frequency band.
  • various frame structures according to a number of numerologies may be supported.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • ⁇ ⁇ f 2 ⁇ * 15 [kHz] Cyclic prefix (CP) 0 15 Normal One 30 Normal 2 60 Normal, Extended 3 120 Normal 4 240 Normal
  • NR supports multiple numerology (or subcarrier spacing (SCS)) to support various 5G services. For example, when SCS is 15kHz, it supports wide area in traditional cellular bands, and when SCS is 30kHz/60kHz, dense-urban, lower latency and a wider carrier bandwidth, and when the SCS is 60 kHz or higher, a bandwidth greater than 24.25 GHz to overcome phase noise.
  • the NR frequency band is defined as a frequency range of two types (FR1, FR2).
  • FR1 is the sub 6GHz range
  • FR2 is the above 6GHz range, which may mean millimeter wave (mmW). Table 2 below shows the definition of the NR frequency band.
  • 3A is an example of SCS of 60 kHz, and one subframe may include four slots.
  • One subframe ⁇ 1,2,4 ⁇ slots shown in FIG. 3 is an example, and the number of slot(s) that can be included in one subframe may be one, two, or four.
  • the mini-slot may include 2, 4, or 7 symbols, or more or fewer symbols.
  • FIG. 5B the subcarrier spacing of 5G NR phase I and the OFDM symbol length accordingly indicates. Each subcarrier interval is extended by a power of 2, and the symbol length is reduced in inverse proportion to this.
  • subcarrier spacings of 15 kHz, 30 kHz and 60 kHz are available depending on the frequency band/bandwidth.
  • 60 kHz and 120 kHz can be used for data channels and 240 kHz can be used for a synchronization signal.
  • the basic unit of scheduling is defined as a slot, and the number of OFDM symbols included in one slot is determined.
  • 14 may be limited as shown in FIG. 5A or FIG. 5B. Referring to FIG. 3B , when a wide subcarrier interval is used, the length of one slot is shortened in inverse proportion to reduce transmission delay in a radio section.
  • the slots in 5G NR described herein may be provided at the same interval as the slots of 4G LTE or may be provided as slots of various sizes.
  • the slot interval in 5G NR may be configured as 0.5 ms, which is the same as the slot interval of 4G LTE.
  • the slot interval in 5G NR may be configured as 0.25 ms, which is a narrower interval than the slot interval of 4G LTE.
  • the 4G communication system and the 5G communication system may be referred to as a first communication system and a second communication system, respectively.
  • the first signal (first information) of the first communication system may be a signal (information) in a 5G NR frame with a slot interval scalable to 0.25 ms, 0.5 ms, or the like.
  • the second signal (second information) of the second communication system may be a signal (information) in a 4G LTE frame with a fixed slot interval of 0.5 ms.
  • the first signal of the first communication system may be transmitted and/or received through a maximum bandwidth of 20 MHz.
  • the second signal of the second communication system may be transmitted and/or received through a variable channel bandwidth from 5 MHz to 400 MHz.
  • the first signal of the first communication system may be FFT-processed with a single sub-carrier spacing (Sub-Carrier Spacing, SCS) of 15 KHz.
  • SCS Sub-Carrier Spacing
  • the second signal of the second communication system may be FFT-processed at subcarrier intervals of 15 kHz, 30 kHz, and 60 kHz according to the frequency band/bandwidth.
  • the second signal of the second communication system may be modulated and frequency-converted to the FR1 band and transmitted through the 5G Sub6 antenna.
  • the FR1 band signal received through the 5G Sub6 antenna may be frequency-converted and demodulated.
  • the second signal of the second communication system may be IFFT-processed at subcarrier intervals of 15 kHz, 30 kHz, and 60 kHz according to the frequency band/bandwidth.
  • the second signal of the second communication system may be FFT-processed at subcarrier intervals of 60 kHz, 120 kHz, and 240 kHz according to frequency band/bandwidth and data/synchronization channel.
  • the second signal of the second communication system may be modulated to the FR2 band and transmitted through the 5G mmWave antenna.
  • the FR2 band signal received through the 5G mmWave antenna can be frequency-converted and demodulated.
  • the second signal of the second communication system may be IFFT-processed through subcarrier intervals of 60 kHz, 120 kHz, and 240 kHz according to frequency band/bandwidth and data/synchronization channel.
  • 5G NR symbol-level temporal alignment can be used for transmission schemes using various slot lengths, mini-slots, and different subcarrier spacings. Accordingly, it provides flexibility for efficiently multiplexing various communication services such as enhancement mobile broadband (eMBB) and ultra reliable low latency communication (uRLLC) in the time domain and frequency domain.
  • eMBB enhancement mobile broadband
  • uRLLC ultra reliable low latency communication
  • 5G NR may define uplink/downlink resource allocation at a symbol level in one slot as shown in FIG. 3 .
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • a slot structure capable of transmitting HARQ ACK/NACK directly within a transmission slot may be defined. Such a slot structure may be referred to as a self-contained structure.
  • 5G NR can support a common frame structure constituting an FDD or TDD frame through a combination of various slots. Accordingly, the transmission direction of an individual cell can be freely and dynamically adjusted according to traffic characteristics by introducing a dynamic TDD scheme.
  • the 5G frequency band may be a Sub6 band.
  • FIG. 6A is a combined configuration diagram in which a plurality of antennas and transceiver circuits are operable with a processor according to an embodiment.
  • FIG. 6B is a configuration diagram in which antennas and transceiver circuits are additionally operable with a processor in the configuration diagram of FIG. 6A .
  • FIGS. 6A and 6B it may include a plurality of antennas ANT1 to ANT4 and front-end modules FEM1 to FEM7 operating in a 4G band and/or a 5G band.
  • a plurality of switches SW1 to SW6 may be disposed between the plurality of antennas ANT1 to ANT4 and the front end modules FEM1 to FEM7 .
  • FIGS. 6A and 6B it may include a plurality of antennas ANT5 to ANT8 and front-end modules FEM8 to FEM11 operating in a 4G band and/or a 5G band.
  • a plurality of switches SW7 to SW10 may be disposed between the plurality of antennas ANT1 to ANT4 and the front end modules FEM8 to FEM11 .
  • a plurality of signals that may be branched through the plurality of antennas ANT1 to ANT8 may be transmitted to the input of the front end modules FEM1 to FEM11 or the plurality of switches SW1 to SW10 through one or more filters.
  • the first antenna ANT1 may be configured to receive a signal in a 5G band.
  • the first antenna ANT1 may be configured to receive the second signal of the second band B2 and the third signal of the third band B3 .
  • the second band B2 may be an n77 band
  • the third band B3 may be an n79 band, but the limitation thereto may be changed according to an application.
  • the first antenna ANT1 may operate as a transmitting antenna in addition to a receiving antenna.
  • the first switch SW1 may be configured as an SP2T switch or an SP3T switch. When implemented as an SP3T switch, one output port can be used as a test port. Meanwhile, the first and second output ports of the first switch SW1 may be connected to the input of the first front end module FEM1 .
  • the second antenna ANT2 may be configured to transmit and/or receive signals in a 4G band and/or a 5G band.
  • the second antenna ANT2 may be configured to transmit/receive the first signal of the first band B1.
  • the first band B1 may be an n41 band, but the limitation thereto may be changed according to an application.
  • the second antenna ANT2 may operate in the low band LB.
  • the second antenna ANT2 may be configured to operate in a medium band (MB) and/or a high band (HB).
  • MB medium band
  • HB high band
  • MHB middle band
  • MHB high band
  • a first output of the first filter bank FB1 connected to the second antenna ANT2 may be connected to the second switch SW2 .
  • the second output of the first filter bank FB1 connected to the second antenna ANT2 may be connected to the third switch SW3 .
  • the third output of the first filter bank FB1 connected to the second antenna ANT2 may be connected to the fourth switch SW4 .
  • the output of the second switch SW2 may be connected to the input of the second front end module FEM2 operating in the LB band.
  • the second output of the third switch SW3 may be connected to the input of the third front end module FEM3 operating in the MHB band.
  • the first output of the third switch SW3 may be connected to the input of the fourth front end module FEM4 operating in the 5G first band B1 .
  • the third output of the third switch SW3 may be connected to an input of the fifth front-end module FEM5 operating in the MHB band operating in the 5G first band B1.
  • the first output of the fourth switch SW4 may be connected to the input of the third switch SW3 .
  • the second output of the fourth switch SW4 may be connected to the input of the third front end module FEM3 .
  • the third output of the fourth switch SW4 may be connected to the input of the fifth front end module FEM5 .
  • the third antenna ANT3 may be configured to transmit and/or receive signals in the LB band and/or the MHB band.
  • a first output of the second filter bank FB2 connected to the second antenna ANT2 may be connected to an input of the fifth front end module FEM5 operating in the MHB band.
  • the second output of the second filter bank FB2 connected to the second antenna ANT2 may be connected to the fifth switch SW5 .
  • the output of the fifth switch SW5 may be connected to the input of the sixth front end module FEM6 operating in the LB band.
  • the fourth antenna ANT4 may be configured to transmit and/or receive a signal in a 5G band.
  • the fourth antenna ANT4 may be configured to perform frequency multiplexing (FDM) on the second band B2 as the transmission band and the third band B3 as the reception band.
  • FDM frequency multiplexing
  • the second band B2 may be an n77 band
  • the third band B3 may be an n79 band, but the limitation thereto may be changed according to an application.
  • the fourth antenna ANT4 may be connected to the sixth switch SW6 , and one output of the sixth switch SW6 may be connected to the receiving port of the seventh front end module FEM7 . Meanwhile, the other one of the outputs of the sixth switch SW6 may be connected to a transmission port of the seventh front end module FEM7 .
  • the fifth antenna ANT5 may be configured to transmit and/or receive signals in a WiFi band.
  • the fifth antenna ANT5 may be configured to transmit and/or receive a signal in the MHB band.
  • the fifth antenna ANT5 may be connected to the third filter bank FB3 , and the first output of the third filter bank FB3 may be connected to the first WiFi module WiFi FEM1 . Meanwhile, the second output of the third filter bank FB3 may be connected to the fourth filter bank FB5. In addition, the first output of the fourth filter bank (FB5) may be connected to the first WiFi module (WiFi FEM1). Meanwhile, the second output of the fourth filter bank FB5 may be connected to the eighth front-end module FEM8 operating in the MHB band through the seventh switch SW7 . Accordingly, the fifth antenna ANT5 may be configured to receive the WiFi band and 4G/5G band signals.
  • the sixth antenna ANT6 may be configured to transmit and/or receive signals in a WiFi band.
  • the sixth antenna ANT6 may be configured to transmit and/or receive a signal in the MHB band.
  • the sixth antenna ANT6 may be connected to the fifth filter bank FB5 , and the first output of the fifth filter bank FB5 may be connected to the second WiFi module WiFi FEM2 . Meanwhile, a second output of the fifth filter bank FB5 may be connected to the sixth filter bank FB6 .
  • the first output of the sixth filter bank (FB5) may be connected to the second WiFi module (WiFi FEM2). Meanwhile, the second output of the sixth filter bank FB5 may be connected to the ninth front-end module FEM9 operating in the MHB band through the eighth switch SW8. Accordingly, the sixth antenna ANT6 may be configured to receive the WiFi band and 4G/5G band signals.
  • the baseband processor 1400 may control the antenna and the transceiver circuit 1250 to perform multiple input/output (MIMO) or diversity in the MHB band.
  • MIMO multiple input/output
  • the adjacent second antenna ANT2 and the third antenna ANT3 may be used in the diversity mode for transmitting and/or receiving the same information as the first signal and the second signal.
  • antennas disposed on different sides may be used.
  • the baseband processor 1400 may perform MIMO through the second antenna ANT2 and the fifth antenna ANT5.
  • the baseband processor 1400 may perform MIMO through the second antenna ANT2 and the sixth antenna ANT6 .
  • the seventh antenna ANT7 may be configured to receive a signal in a 5G band.
  • the seventh antenna ANT7 may be configured to receive the second signal of the second band B2 and the third signal of the third band B3 .
  • the second band B2 may be an n77 band
  • the third band B3 may be an n79 band, but the limitation thereto may be changed according to an application.
  • the seventh antenna ANT7 may operate as a transmit antenna in addition to a receive antenna.
  • the ninth switch SW9 may be configured as an SP2T switch or an SP3T switch. When implemented as an SP3T switch, one output port can be used as a test port. Meanwhile, the first and second output ports of the ninth switch SW9 may be connected to an input of the tenth front end module FEM10 .
  • the eighth antenna ANT8 may be configured to transmit and/or receive signals in a 4G band and/or a 5G band.
  • the eighth antenna ANT8 may be configured to transmit/receive a signal of the second band B2.
  • the eighth antenna ANT8 may be configured to transmit/receive a signal of the third band B2.
  • the second band B2 may be an n77 band
  • the third band B3 may be an n79 band, but the limitation thereto may be changed according to an application.
  • the eighth antenna ANT8 may be connected to the eleventh front end module FEM11 through the tenth switch SW10.
  • the plurality of antennas ANT1 to ANT8 may be connected to an impedance matching circuit MC1 to MC8 to operate in a plurality of bands.
  • the variable element may be a variable capacitor configured to change the capacitance by varying the voltage.
  • the two or more variable elements may be two or more variable capacitors or a combination of a variable inductor and a variable capacitor.
  • the baseband processor 1400 may perform MIMO through at least one of a second band B2 and a third band B3 among 5G bands.
  • the baseband processor 1400 may be configured to operate via two or more of the first antenna ANT1 , the fourth antenna ANT4 , the seventh antenna ANT7 , and the eighth antenna ANT8 in the second band B2 . MIMO can be performed.
  • the baseband processor 1400 performs MIMO through at least two of the first antenna ANT1, the fourth antenna ANT4, the seventh antenna ANT7, and the eighth antenna ANT8 in the third band B3. can be done Accordingly, the baseband processor 1400 may control the plurality of antennas and the transceiver circuit 1250 to support MIMO up to 4RX as well as 2RX in the 5G band.
  • FIG. 7A shows a structure in which a plurality of array antennas according to the present invention are disposed on an electronic device.
  • the first array antenna ANT1 that is, the antenna module 1 ANTENNA MODULE 1 is disposed on one of four side surfaces forming an electronic device.
  • the second array antenna ANT2 that is, the antenna module 2 ANTENNA MODULE 2 may be disposed on the other side opposite to the one side.
  • the first and second array antennas ANT1 and ANT2 may be disposed on a left side surface and a right side surface.
  • the antenna module 2 (ANTENNA MODULE 2) may be any antenna module disposed on a different side from the antenna module 1 (ANTENNA MODULE 1) depending on the application.
  • the third array antenna ANT3 that is, the antenna module 3 ANTENNA MODULE 3 may be disposed on a rear surface or another side surface of the electronic device.
  • a fourth array antenna ANT4 that is, an antenna module 4 ANTENNA MODULE 4 may be further provided.
  • the third and fourth array antennas ANT3 and ANT4 may be respectively disposed on another side surface, for example, an upper side surface and a lower side surface.
  • the plurality of array antennas ANT1 to ANT4 may be disposed in a metal-removed region of the case 202 made of a metal member.
  • the first and second array antennas ANT1 and ANT2 are disposed on the left and right sides of the electronic device, and the third and fourth array antennas ANT3 and ANT4 are disposed on the upper and lower sides of the electronic device. can do.
  • the first and second array antennas ANT1 and ANT2 are disposed on the upper and lower sides of the electronic device, and the third and fourth array antennas ANT3 and ANT4 are disposed on the left and right sides of the electronic device. You may.
  • the baseband processor (modem) 1400 of the electronic device may perform a multiple input/output (MIMO) or diversity operation using the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4 configured as described above.
  • MIMO multiple input/output
  • the plurality of antenna elements constituting the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4 may be a patch antenna element or a dipole (or monopole) antenna element.
  • each of the first to fourth array antennas ANT1 to ANT4 may include a first type array antenna including a patch antenna element and a second type array antenna including a dipole (or monopole) antenna element.
  • the number of array antennas is not limited to four as shown in FIG. 7A .
  • three array antennas may be used to cover the 270 degree side coverage of the electronic device.
  • the 270 degree coverage of the side of the electronic device may be covered using the first, second, and third array antennas ANT1, ANT2, and ANT3.
  • the 270-degree side coverage of the electronic device may be covered using the first, second, and fourth array antennas ANT1, ANT2, and ANT4.
  • a plurality of metal rims formed on the case 202 may correspond to 4G/5G antennas, respectively.
  • the 5G antenna formed on the plurality of metal rims may be a Sub6 antenna of a band of 6 GHz or less.
  • the plurality of array antennas ANT1 to ANT4 disposed in the region from which the metal is removed are 5G antennas operating in the mmWave band.
  • FIG. 7B is a conceptual diagram illustrating beamforming through a signal radiated to the front or rear of the electronic device when the second type array antenna according to an embodiment is disposed in the electronic device.
  • 270 degree coverage of the side surface of the electronic device may be covered using three array antennas, for example, the first, second, and third array antennas ANT1 , ANT2 , and ANT3 .
  • Beamforming may be performed through the first to third beams B1 to B3 at a 270 degree side coverage of the electronic device using the second, third, and fourth array antennas ANT2, ANT3, and ANT4.
  • beamforming may be performed through the fourth to sixth beams B4 to B6 on the front or rear side of the electronic device using a second type array antenna including a dipole (or monopole) antenna element.
  • the second type array antennas forming the fourth to sixth beams B4 to B6 at the rear surface may be referred to as fourth to sixth array antennas, respectively.
  • FIG. 8 shows a configuration of array antennas and a plurality of wireless communication circuits that can be implemented in an electronic device according to the present invention.
  • an electronic device includes an IFIC (Intermediate Frequency IC) 1300 and a plurality of RFICs 1251 to 1254, and a plurality of antennas, respectively.
  • IFIC Intermediate Frequency IC
  • RFIC Radio-Integrated Circuit
  • a plurality of array antennas ANT1 to ANT4 may be included.
  • the electronic device may further include a modem (Modem, 1400) and an application processor (AP: Application Processor, 1450).
  • each of the array antennas ANT1 to ANT4 may be configured with a plurality of antenna elements configured to transmit and receive signals.
  • the array antennas ANT1 to ANT4 are antennas operating in a frequency band for 5G communication, and may be antennas capable of mmWave communication.
  • each of the array antennas ANT1 to ANT4 may be configured to include a power amplifier (PA) and a low noise amplifier (PA).
  • PA power amplifier
  • PA low noise amplifier
  • the power amplifier and the low power amplifier may each be operable in a 5G communication system.
  • Each of the array antennas ANT1 to ANT4 may be configured to transmit or receive a vertical polarization (V) and a horizontal polarization (H), respectively.
  • each of the array antennas ANT1 to ANT4 may operate as a transmission antenna that radiates a transmission signal amplified from the power amplifier and a reception antenna that transmits the reception signal to the low-noise amplifier.
  • each of the plurality of RFICs 1251 to 1254 may include a phase shifter (not shown).
  • the phase shifter may be provided for each antenna element constituting the array antenna.
  • beamforming may be performed using the phase difference between the respective antenna elements.
  • the electronic device may transmit/receive signals to and from the base station in any one of the azimuth regions that can be divided into four.
  • all of the plurality of RFICs 1251 to 1254 are operated and individually controlled, so that each of the array antennas ANT1 to ANT4 can transmit and receive signals to and from the base station at different angles.
  • the RFIC may supply four pairs of vertically polarized signals and horizontally polarized signals to different BFICs.
  • the first to fourth vertically polarized signals may be transmitted/received through PORT-A including the first to fourth ports of the IFIC 1300 .
  • the first horizontally polarized signal to the fourth horizontally polarized signal may be transmitted/received through PORT-B including the fifth to eighth ports of the IFIC 1300 .
  • signals transmitted and received through PORT-A and PORT-B are not necessarily limited to polarized signals that are orthogonal to each other.
  • signals transmitted and received through PORT-A and PORT-B may be time-division or frequency-divisionable signals.
  • signals transmitted and received through PORT-A and PORT-B may be an IF signal and a control signal, respectively.
  • the signal transmitted and received through PORT-B may further include a reference signal in addition to the control signal.
  • the reference signal may be a reference signal for a local oscillator in the RFICs 1251 to 1254 .
  • the application processor (AP) 1450 may perform beamforming by using a sensor module (sensor module 140 of FIG. 2A ) included in the electronic device with reference to the arrangement or rotation state information of the electronic device. Accordingly, the beam search time may be shortened by performing beam forming in consideration of the arrangement or rotation state of the electronic device.
  • FIG. 9A shows a configuration in which two array antenna modules are disposed on a side surface of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9B shows a configuration in which two array antenna modules are vertically disposed on a base line of an electronic device and an array antenna configuration including a plurality of antenna elements.
  • a metal rim may be removed from the front surfaces of the first arrayed antenna module ANT1 and the second arrayed antenna module ANT2 .
  • the first arrayed antenna module ANT1 and the second arrayed antenna module ANT2 may be disposed substantially perpendicular to the baseline BL of the electronic device. Accordingly, the first signal and the second signal radiated through the first array antenna module ANT1 and the second array antenna module ANT2 may be radiated through the side surface of the electronic device.
  • a cover glass 501 may be disposed on the electronic device to transmit electromagnetic waves.
  • Dielectric mold portions 1010a and 1010b may be disposed between the upper cover glass 501 and the lower case 202 .
  • the case 202 disposed below may be a metal case 202 .
  • a first signal and a second signal beam-formed through the first array antenna module ANT1 and the second array antenna module ANT2 may be radiated through the dielectric mold parts 1010a and 1010b formed on side surfaces.
  • some of the beam-formed first and second signals may be radiated through the cover glass 501 formed thereon.
  • the arrangement structure of the cover glass 501 and the case 202 is not limited to the configuration shown in FIG. 9B .
  • the cover glass 501 may be disposed below the electronic device and the case 202 may be disposed above the electronic device.
  • the width of the first array antenna module ANT1 may be indicated by W1
  • the width of the second array antenna module ANT2 may be indicated by W2 .
  • the width W1 of the first array antenna module ANT1 and the width W2 of the second array antenna module ANT2 may have the same dimension.
  • the vertical distance from the lower end of the first array antenna module ANT1 to the end of the case 202 may be expressed as h1.
  • the vertical distance from the lower end of the second array antenna module ANT2 to the end of the case 202 may be expressed as h2.
  • the vertical distances h1 and h2 may have the same dimension.
  • the distance from the end of the first array antenna module ANT1 to the end of the dielectric mold part 1010a may be denoted by L1 .
  • the distance from the end of the second array antenna module ANT2 to the end of the dielectric mold part 1010b may be expressed as L2.
  • the distances L 1 and L2 to the ends may be formed to have the same dimensions.
  • each of the first array antenna module ANT1 and the second array antenna module ANT2 may include a plurality of antenna elements R1 to R4 .
  • the first array antenna module ANT1 and the second array antenna module ANT2 may be formed in a multi-layered substrate structure in which a plurality of substrates are stacked.
  • the number of the plurality of antenna elements R1 to R4 is not limited to four. Depending on the application in consideration of the beamforming resolution, the number of the plurality of antenna elements may be changed to 4, 6, 8, or the like.
  • the first arrayed antenna module ANT1 and the second arrayed antenna module ANT2 formed in a multi-layered substrate structure may be formed of two or more antenna elements in a vertical direction. Accordingly, the first array antenna module ANT1 and the second array antenna module ANT2 may operate in a wide band. For example, the first array antenna module ANT1 and the second array antenna module ANT2 may operate in a first band corresponding to a 28 GHz band and a second band corresponding to a 39 GHz band.
  • a dummy structure (D1, D2) for reducing mutual interference may be disposed between each of the antenna elements R1 to R4.
  • the dummy structure may be a conductive plate structure configured in a stacked form on a multilayer substrate.
  • Mutual interference between the respective antenna elements R1 to R4 may be reduced through the dummy structures D1 and D2 such as a conductive plate structure.
  • the dummy structures D1 and D2 may be referred to as an electronic band gap (EBG).
  • EBG electronic band gap
  • structural stability such as rigidity of the first array antenna module ANT1 and the second array antenna module ANT2 may be improved through the dummy structures D1 and D2 such as a conductive plate structure.
  • FIG. 10 shows a configuration in which an array antenna module disposed inside an electronic device according to an exemplary embodiment is offset.
  • an offset distance (OD) between a center line of the array antenna module ANT having a height h and a center line of the electronic device may be generated. Meanwhile, the upper end of the case 202 formed under the electronic device may be formed higher than the lower end of the array antenna module ANT. Accordingly, when the case 202 is formed of a metal case, a signal emitted by the array antenna module ANT may be blocked.
  • the signal blocking phenomenon can be minimized by making the lower end position z1 of the antenna element higher than the upper end position z0 of the case.
  • the signal blocking phenomenon may be minimized by forming the lower end position z2 of the dummy structure D1 to be higher than the upper end position z0 of the case 202 .
  • FIG. 11 shows a configuration of a plurality of array antennas disposed on different sides of an electronic device.
  • a case 202 having a metal rim formed on a side surface of the electronic device 1000 may be disposed.
  • a plurality of manipulation buttons may be provided in the case 202 formed on the side surface of the electronic device 1000 .
  • the manipulation button may be a touch button based on touch position recognition in addition to a physical key button.
  • the plurality of manipulation buttons may include a power key 123a, a volume key 123b, and an AI key 123c provided on both sides of the case. Since the power key 123a, the volume key 123b, and the AI key 123c are provided on the side of the electronic device, they may be referred to as a side key (button) 123 .
  • the first antenna modules ANT1 and 1100-1 and the second antenna modules ANT2 and 1100-2 are disposed on the side surface of the electronic device to radiate the first signal and the second signal to the side surface of the electronic device.
  • the third antenna modules ANT3 and 1100-3 may be disposed on the side or rear surface of the electronic device to radiate the third signal to the rear surface of the electronic device.
  • the antenna module 1100 such as the first antenna module ANT1, 1100-1 to the third antenna module ANT3, 1100-3 is configured to transmit or receive a beamformed signal through a plurality of antenna elements. .
  • the electronic device 1000 described herein may be configured to further include a transceiver circuit 1250 and a baseband processor 1400 .
  • the transceiver circuit 1250 may be operatively coupled to the first antenna module ANT1 and the second antenna module ANT2 .
  • the transceiver circuit 1250 may be configured to transmit or receive a first signal through the first antenna module ANT1 and a second signal through the second antenna module ANT2 .
  • the transceiver circuit 1250 may be operatively coupled to the first antenna module ANT1 to the third antenna module ANT3 .
  • the transceiver circuit 1250 transmits or receives a first signal through the first antenna module ANT1 , a second signal through the second antenna module ANT2 , and a third signal through the third antenna module ANT3 . can be configured.
  • the transceiver circuit 1250 may be configured to transmit or receive four or more signals through other antenna modules other than the first antenna module ANT1 to the third antenna module ANT3 . 7B and 11 , the transceiver circuit 1250 may radiate a signal through the front or rear surface of the electronic device through a second type array antenna such as a dipole (monopole) antenna. Accordingly, the transceiver circuit 1250 may transmit and receive signals through at least one of the first antenna module ANT1 to the third antenna module ANT3 and at least one of the second type array antenna module.
  • a second type array antenna such as a dipole (monopole) antenna
  • the baseband processor 1400 may be operatively coupled to the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) or diversity through a first signal and a second signal transmitted or received through the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) or diversity through the first to third signals transmitted or received through the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) or diversity through the first to fourth signals transmitted or received through the transceiver circuit 1250 .
  • the fourth signal may be a signal transmitted or received through the second type array antenna module.
  • the first antenna modules ANT1 and 1100-1 may be disposed substantially vertically with respect to a center line or a base line of the electronic device. That is, the first antenna modules ANT1 and 1100-1 may be disposed at a substantially 90 degree angle with respect to the center line or the base line.
  • the second antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be disposed to be inclined at a predetermined slant angle with respect to the center line or the base line of the electronic device.
  • the second antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be disposed in a tilted form at an angle of 55 degrees.
  • the second antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be arranged in a tilted form from an angle of 55 degrees to a predetermined range of angles. That is, the second antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be disposed at a substantially 55 degree angle with respect to the center line or the base line.
  • the third antenna modules ANT3 and 1100 - 3 may be disposed substantially parallel to the center line or the base line of the electronic device. That is, the third antenna modules ANT3 and 1100 - 3 may be disposed at a substantially 0 degree angle with respect to the center line or the base line.
  • FIGS. 12A and 12B show side views of vertically arranged antenna modules.
  • FIG. 12A shows a configuration in which the metal of the case region corresponding to the vertically arranged antenna module is removed.
  • the length L of the aperture region of the metal case 202 may be equal to or greater than the length L1 of the antenna modules ANT1 and 1100-1.
  • a fringing field may be generated by the antenna element R1 or R4 disposed at the most side. Therefore, by forming the length L of the aperture region to be longer than the length L1 of the antenna modules ANT1 and 1100-1, the phenomenon in which the fringing field is blocked by the metal case 202 can be minimized. have. Meanwhile, the opening region or partial region of the case 202 formed of a metal member may be formed of a non-metal member 531 and 532 .
  • FIG. 12B is a cross-sectional view illustrating a structure in which the antenna module of FIG. 12A is disposed in an electronic device.
  • the antenna modules ANT1 and 1100-1 disposed in the electronic device 1000 may be configured such that there is no overlapping area with the metal member.
  • the cover glass 501 may be formed on the upper or lower portion of the electronic device 100 to transmit electromagnetic waves.
  • the electronic device 1000 may include a case 202 that forms an exterior of a body.
  • the cover glass 501 may be the window 151a of the display 151 of FIG. 2B and may form the front surface of the body.
  • the cover glass 501 may be formed of tempered glass.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and as long as it is a transparent material capable of displaying visual information while covering the display, other materials such as synthetic resin may be used.
  • the cover glass 501 includes a flat portion 501a disposed on the front surface of the electronic device, and a bending portion configured to be bent at at least one end of the flat portion 501a so that a transmission signal of the antenna is radiated through the cover glass 501 .
  • 501b may be provided.
  • a planar portion 501a may be formed parallel to the base line BL.
  • the bending portion 501b may be formed as a non-transparent region.
  • the present invention is not limited thereto, and at least a part of the transparent region may be formed in order to display the visual information through the bending part 501b.
  • an edge portion of the window that is bent from the front side of the electronic device toward the side and forms at least a part of the side surface may be used as a display.
  • the cover glass 501a may be bent at the top and bottom of the electronic device, and the bent portion may form an opaque bezel area.
  • the electronic device may further include a dielectric mold part 1010a formed between the metal edge 202a and the cover glass 501 .
  • FIG. 13A and 13B illustrate an antenna module disposed in a tilted form on a side surface of an electronic device according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view at different positions of a configuration including an antenna module disposed on a module bracket in an inclined shape from one side of an electronic device.
  • 13B shows an enlarged view and a radiation area of the configuration including the antenna module of FIG. 13A .
  • the electronic device 1000 may include a cover glass 501 , a case 202 , and antenna modules ANT2 and 1100 - 2 .
  • an antenna module disposed vertically as shown in FIGS. 12A and 12B may be referred to as a first antenna module ANT1 and 1100-1.
  • an antenna module disposed in an inclined shape as shown in FIGS. 13A and 13B may be referred to as a second antenna module ANT2 and 1100 - 2 .
  • the cover glasses 501 and 502 may be disposed on the front or rear surface of the electronic device.
  • the cover glass 501 is bent at at least one end of the flat portion 501a disposed on the front surface of the electronic device and the flat portion 501a so that the transmission signal of the antenna is radiated through the cover glass 501 .
  • a configured bending part 501b may be provided.
  • a planar portion 501a may be formed parallel to the base line BL.
  • the case 202 may include a metal rim 202b formed on a side surface of the electronic device.
  • the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be configured to transmit or receive a beamformed signal through the plurality of antenna elements R1 to R4 of FIG. 9B .
  • the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be configured to be coupled to the module bracket 1020 in a inclined form at a predetermined slant angle from a baseline. Accordingly, the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may radiate a beamformed signal through the cover glass 501 .
  • Some of the lower areas of the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be disposed below the metal edge 202b. In this regard, an overlap of a predetermined height OH in the vertical direction may occur between the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 and the metal edge 202b.
  • the electronic device may further include a dielectric mold portion 1010b formed between the metal edge 202a and the cover glass 501 . Meanwhile, despite the overlap of a predetermined length OL between the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 and the metal rim 202b, no blocking of the radiated signal occurs. In this regard, a predetermined inclination angle may be determined so that a beam coverage region (BCR) by the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 is not blocked by the metal rim 202b.
  • BCR beam coverage region
  • the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be disposed to be inclined at a predetermined slant angle with respect to the center line or the base line of the electronic device.
  • the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be disposed in a tilted form at an angle of 55 degrees.
  • the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be disposed in a tilted form from an angle of 55 degrees to a predetermined range of angles. That is, the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be disposed at a substantially 55 degree angle with respect to the center line or the base line.
  • the electronic device may further include a side key 123 formed between or inside the metal rim 202b in the longitudinal direction of the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 .
  • the metal rim 202b includes a lower metal rim 202b-1 disposed under the side key 123 and the side An upper metal rim 202b - 2 disposed on the key 123 may be included.
  • the side key 123 may be one of a power key 123a, a volume key 123b, and an AI key 123c.
  • the volume key 123b may overlap the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 by a predetermined length OL in the longitudinal direction.
  • the dielectric mold part 1010b in the first region where the side key is not formed, is formed inside the cover glass 501 to cover the lower part of the module bracket 1020. may be configured to support.
  • the dielectric mold part 1020 and the cover glass 501 area may be formed so that the beam coverage area BCR by the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 is not blocked by the metal edge 202b.
  • the beam coverage area BCR by the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be mainly formed in the dielectric mold part 1020 and the bending part 501b area so that the beam coverage area BCR is not blocked by the metal rim 202b.
  • the dielectric mold part 1020 in the second region where the side key 123 is formed, the dielectric mold part 1020 is disposed on the upper metal edge 202b - 2 to provide a cover glass 501 .
  • the dielectric mold part 1020 and the cover glass 501 area may be formed so that the beam coverage area by the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 is not blocked by the upper metal rim 202b - 2 .
  • the dielectric mold part 1020 and the bending part 501b region so that the beam coverage region BCR by the antenna modules ANT2 and 1100-2 is not blocked by the upper metal rim 202b-2.
  • FIGS. 14A to 14B show a structure in which the antenna module is seated on the inclined surface of the case of the metal member.
  • 14A shows the configuration before the antenna module is seated on the inclined surface of the case of the metal member.
  • 14B shows a configuration in which the antenna module is seated on the inclined surface of the case of the metal member.
  • FIG. 14C shows a configuration in which the module bracket and the antenna module that can be seated in the case of the metal member are separated.
  • the module bracket 1020 may be configured to be seated on a slanted surface 202c of a metal frame corresponding to the case 202 .
  • the module bracket 1020 may be formed of a metal member for fastening with the case 202 of the metal member. Meanwhile, the module bracket 1020 may be formed of a metal member to operate as a ground for the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 .
  • the case 202 may be a middle case 202 formed between the rear case 203 of the electronic device and the front case corresponding to the cover glass 501 .
  • the metal frame corresponding to the middle case 202 may include a hole reception portion 202d integrally formed with the inclined surface 202c.
  • the screw hole 1021 and the hole receiving portion 202d integrally formed with the module bracket 1020 may be fastened through a screw for fixing the module bracket 1020 .
  • the aforementioned side key 123 may be configured to be inserted into the electronic device through a side key bracket disposed inside the electronic device.
  • FIG. 15 shows a configuration in which the side key is seated through the side key bracket according to an embodiment.
  • the electronic device may further include a side key bracket 1030 having a hole formed therein to receive the side key 123 therein and configured to support the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 .
  • the side key bracket 1030 is formed of a dielectric material, so that the signal radiated through the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 is radiated through the side key bracket 1030 and the cover glass 501 . can be
  • a lower end support portion 1022 configured to support the antenna modules ANT2 and 1100-2 from the lower portion may be formed at the lower end of the module bracket 1020.
  • the lower support portion 1022 may include a first support portion 1022a configured to support the antenna modules ANT2 and 1100-2 from a lower portion and a second support portion 1022b configured to be disposed on an upper portion of the dielectric mold portion 1010b. have.
  • the first support portion 1022a may be formed at a predetermined angle to cover side surfaces of the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 .
  • the second support portion 1022b may be formed in parallel with the horizontal portion of the dielectric molded portion 1010b to be parallel to the base line.
  • the side key bracket 1030 is disposed on the upper portion of the lower support portion 1022 , and the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 and the side key bracket 1030 may partially overlap with each other.
  • a side key bracket 1030 is disposed on an upper portion of the second support portion 1022b parallel to the horizontal portion, and the antenna modules ANT2 and 1100-2 and the side key bracket 1030 partially overlap each other.
  • An upper end support portion 1023 configured to support the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 from the top may be formed at the upper end of the module bracket 1020 .
  • One end of the upper support part 1023 is configured not to cover the substrate (SUB) of the antenna modules ANT2 and 1100-2 in order to prevent blocking of signals radiated through the antenna modules ANT2 and 1100-2.
  • the substrate SUB of the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be a multilayer substrate including a plurality of substrates S1 and S2 .
  • each of the first antenna module ANT1 and the second antenna module ANT2 may include a plurality of antenna elements R1 to R4 .
  • the first antenna module ANT1 and the second antenna module ANT2 may be formed in a multi-layered substrate structure in which a plurality of substrates are stacked.
  • the antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100 may be configured to include a dielectric carrier 137 and at least one substrate SUB.
  • the dielectric carrier 137 may be disposed to be seated on the module bracket 1020 .
  • at least one substrate SUB may be configured to be disposed on the dielectric carrier 137 .
  • a plurality of antenna elements may be disposed on an upper or lower layer of a specific substrate among at least one substrate of the antenna modules ANT2 and 1100 - 2 to be spaced apart from each other by a predetermined distance. That is, the plurality of antenna elements constituting the array antenna may be disposed on the front or rear surface of the first substrate S1 as the upper substrate or on the front or rear surface of the second substrate S2 as the lower substrate.
  • Each of the plurality of antenna elements may be configured as an antenna element stacked in a direction in which the first substrate S1 and the second substrate S2 are stacked in order to improve bandwidth characteristics.
  • each of the plurality of antenna elements may be the same or may be formed in different shapes in some cases.
  • the shape of the plurality of antenna elements R1 to R4 may be a rectangular patch.
  • the shape of the plurality of antenna elements is not limited thereto.
  • the plurality of antenna elements may be formed as an arbitrary polygonal patch antenna or a circular patch antenna rotated at a predetermined angle.
  • the antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100 described herein may be configured to perform beamforming.
  • a phase varied signal may be applied between the plurality of antenna elements R1 to R4 in the antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100 to perform beamforming.
  • the first antenna modules ANT1 and 1100-1 may be configured to radiate a first signal through the other side of the electronic device.
  • the second antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be configured to radiate the second signal through one side of the electronic device.
  • the first antenna modules ANT1 and 1100-1 may be formed perpendicular to the base line of the electronic device.
  • the second antenna modules ANT2 and 1100 - 2 may be formed to be inclined at a predetermined inclination angle from the base line of the electronic device.
  • the lower end of the first antenna modules ANT1 and 1100-1 is disposed above the upper end of the metal rim so that a signal radiated through the first antenna module ANT1 and 1100-1 is transmitted to the metal rim. It may be configured not to be blocked by On the other hand, referring to FIG. 10 , some of the lower regions of the first antenna modules ANT1 and 1100-1 may be disposed below the upper end of the metal rim 202a. In this case, as described above, lower positions of the antenna elements R1 to R4 of the first antenna modules ANT1 and 1100-1 may be disposed above the upper end of the metal frame 202a.
  • the electronic device 1000 described herein may be configured to further include a transceiver circuit 1250 and a baseband processor 1400 .
  • the transceiver circuit 1250 may be operatively coupled to the first antenna module ANT1 and the second antenna module ANT2 .
  • the transceiver circuit 1250 may be configured to transmit or receive a first signal through the first antenna module ANT1 and a second signal through the second antenna module ANT2 .
  • the transceiver circuit 1250 may be operatively coupled to the first antenna module ANT1 to the third antenna module ANT3 .
  • the transceiver circuit 1250 transmits or receives a first signal through the first antenna module ANT1 , a second signal through the second antenna module ANT2 , and a third signal through the third antenna module ANT3 . can be configured.
  • the transceiver circuit 1250 may be configured to transmit or receive four or more signals through other antenna modules other than the first antenna module ANT1 to the third antenna module ANT3 . 7B and 11 , the transceiver circuit 1250 may radiate a signal through the front or rear surface of the electronic device through a second type array antenna such as a dipole (monopole) antenna. Accordingly, the transceiver circuit 1250 may transmit and receive signals through at least one of the first antenna module ANT1 to the third antenna module ANT3 and at least one of the second type array antenna module.
  • a second type array antenna such as a dipole (monopole) antenna
  • the baseband processor 1400 may be operatively coupled to the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) or diversity through a first signal and a second signal transmitted or received through the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) or diversity through the first to third signals transmitted or received through the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) or diversity through the first to fourth signals transmitted or received through the transceiver circuit 1250 .
  • the fourth signal may be a signal transmitted or received through the second type array antenna module.
  • Multiple input/output (MIMO) operations described herein may be performed through two or more antenna modules.
  • MIMO multiple input/output
  • the plurality of antenna modules disposed in the electronic device may further include third antenna modules ANT3 and 1100-3 configured to radiate a third signal through the rear surface of the electronic device.
  • the third antenna modules ANT3 and 1100-3 may be disposed to be spaced apart from the first antenna modules ANT1 and 1100-1 or the second antenna modules ANT2 and 1100-2 by a predetermined distance.
  • the transceiver circuit 1250 may be operatively coupled to the first antenna modules ANT1 and 1100-1 and the second antenna modules ANT2 and 1100-2.
  • the transceiver circuit 1250 may be configured to transmit or receive a first signal through the first antenna modules ANT1 and 1100-1 and a second signal through the second antenna modules ANT2 and 1100-2.
  • the baseband processor 1400 may be operatively coupled to the transceiver circuit 1250 .
  • the baseband processor 1400 may be configured to perform multiple input/output (MIMO) through a first signal and a second signal transmitted or received through the transceiver circuit 1250 .
  • MIMO multiple input/output
  • the regions in which beams are formed through the first antenna modules ANT1 and 1100-1 and the second antenna modules ANT2 and 1100-2 may be configured not to overlap each other. Accordingly, spatial isolation of the first and second signals through the first antenna modules ANT1 and 1100-1 and the second antenna modules ANT2 and 1100-2 may be improved.
  • FIGS. 16A and 16B compare radiation pattern characteristics in different bands according to antenna modules disposed at various positions of an electronic device according to an embodiment.
  • the first antenna modules ANT1 and 1100-1 disposed on one side, for example, the left side of the electronic device, may be disposed perpendicular to the base line.
  • the peak gain in the first frequency band (28 GHz) is 8.6 dBi and the cumulative distribute function (CDF) @50% is -1.1 dBi.
  • the beam coverage ranges from -20 degrees to 45 degrees.
  • the peak gain is 8.6 dBi and (CDF) @50% is -2.6 dBi.
  • the beam coverage ranges from -35 degrees to 40 degrees.
  • the second antenna modules ANT2 and 1100 - 2 disposed on the other side of the electronic device, for example, on the right side, may be disposed to be inclined at a predetermined angle from the base line.
  • the peak gain in the first frequency band (28 GHz) is 9.0 dBi and CDF @50% is -1.9 dBi.
  • the beam coverage ranges from 15 degrees to 45 degrees.
  • the peak gain is 10.1 dBi and (CDF) @50% is -3.2 dBi.
  • the beam coverage ranges from 12.5 degrees to 82.5 degrees.
  • antenna characteristics can be maintained or even improved in a specific band. There is this.
  • by forming the peak directions of the radiation patterns in different directions on different sides of the electronic device it is possible to improve the diversity of signal transmission and reception characteristics.
  • the third antenna modules ANT3 and 1100 - 3 that radiate signals to the rear surface of the electronic device may be disposed parallel to the base line.
  • the peak gain in the first frequency band (28 GHz) is 9.3 dBi and CDF @50% is -2.2 dBi.
  • the beam coverage ranges from -45 degrees to 32.5 degrees.
  • the peak gain is 10.7 dBi and (CDF) @50% is -2.9 dBi.
  • the beam coverage ranges from -40 degrees to 52.5 degrees.
  • the (CDF) @50% characteristic may be improved by using the three antenna modules of the first to third antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100-1 to 1100-3.
  • the peak gain in the first frequency band (28 GHz) is 9.3 dBi and CDF @50% is 1.9 dBi.
  • the peak gain is the same as when the third antenna module ANT3, 1100-3 having the highest peak gain is used, and the (CDF) @50% characteristic is improved. In this regard, this is because optimal signal transmission and reception are possible using any one of the first to third antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100-1 to 1100-3.
  • the peak gain is 10.7 dBi and CDF @50% is 2.5 dBi.
  • the peak gain is the same as when the third antenna module ANT3, 1100-3 having the highest peak gain is used, and the (CDF) @50% characteristic is improved. In this regard, this is because optimal signal transmission and reception are possible using any one of the first to third antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100-1 to 1100-3.
  • all of the first to third antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100-1 to 1100-3 may be configured as one-dimensional array antennas, for example, 1x4 array antennas. Accordingly, the widths W1 to W3 of the first to third antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100-1 to 1100-3 may be set to be the same.
  • Beam forming may be performed in the x-axis direction, which is the horizontal direction of the electronic device, through the first to third antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100-1 to 1100-3 described in this specification.
  • the first to third antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100-1 to 1100-3 may be configured as 1x4 array antennas as shown in FIG. 7A .
  • some of the first to third antenna modules ANT1 to ANT3 and 1100-1 to 1100-3 may be configured as 2x4 array antennas in addition to the 1x4 array antenna as shown in FIG. 7A .
  • it may be configured to enable two-dimensional beamforming through a 2x4 array antenna, or a directional beam may be used without beamforming.
  • the second antenna modules ANT2 and 1100-2 and the third antenna modules ANT3 and 1100-3 may be disposed inside the electronic device even using a 2x4 array antenna.
  • the width W2 of the second antenna modules ANT2 and 1100-2 may be configured to have a larger value than the width W1 of the first antenna modules ANT1 and 1100-1 that are 1x4 array antennas.
  • the width W3 of the third antenna modules ANT3 and 1100-3 may be configured to have a larger value than the width W1 of the first antenna modules ANT1 and 1100-1 that are 1x4 array antennas.
  • the gain of the power amplifier or the reception amplifier in the transceiver circuit 1250 or the front end module may be varied.
  • the gain of a power amplifier or a reception amplifier connected to the module may be reduced. Accordingly, it is possible to reduce power consumption and solve heat issues by reducing power consumption of circuit components included in the electronic device.
  • FIG. 17 illustrates a block diagram of a wireless communication system to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • the wireless communication system includes a first communication device 910 and/or a second communication device 920 .
  • 'A and/or B' may be interpreted as having the same meaning as 'including at least one of A or B'.
  • the first communication device may represent the base station and the second communication device may represent the terminal (or the first communication device may represent the terminal and the second communication device may represent the base station).
  • Base station is a fixed station (fixed station), Node B, evolved-NodeB (eNB), gNB (Next Generation NodeB), BTS (base transceiver system), access point (AP: Access Point), gNB (general) NB), 5G system, network, AI system, RSU (road side unit), may be replaced by terms such as robot.
  • the terminal may be fixed or have mobility
  • UE User Equipment
  • MS Mobile Station
  • UT user terminal
  • MSS Mobile Subscriber Station
  • SS Subscriber Station
  • AMS Advanced Mobile
  • WT Wireless terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • vehicle robot
  • AI module may be replaced by terms such as
  • the first communication device and the second communication device include a processor 911,921, a memory 914,924, one or more Tx/Rx radio frequency modules 915,925, Tx processors 912,922, Rx processors 913,923 , including antennas 916 and 926 .
  • the processor implements the functions, processes and/or methods salpinned above. More specifically, in DL (communication from a first communication device to a second communication device), an upper layer packet from the core network is provided to the processor 911 .
  • the processor implements the functions of the L2 layer.
  • the processor provides multiplexing between logical channels and transport channels, allocation of radio resources to the second communication device 920, and is responsible for signaling to the second communication device.
  • a transmit (TX) processor 912 implements various signal processing functions for the L1 layer (ie, the physical layer).
  • the signal processing function facilitates forward error correction (FEC) in the second communication device, and includes coding and interleaving.
  • FEC forward error correction
  • the coded and modulated symbols are divided into parallel streams, each stream mapped to OFDM subcarriers, multiplexed with a reference signal (RS) in the time and/or frequency domain, and using Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) are combined together to create a physical channel carrying a stream of time domain OFDMA symbols.
  • RS reference signal
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transform
  • the OFDM stream is spatially precoded to generate multiple spatial streams.
  • Each spatial stream may be provided to a different antenna 916 via a separate Tx/Rx module (or transceiver) 915 .
  • Each Tx/Rx module may modulate an RF carrier with a respective spatial stream for transmission.
  • each Tx/Rx module (or transceiver) 925 receives a signal via each antenna 926 of each Tx/Rx module.
  • Each Tx/Rx module recovers information modulated with an RF carrier and provides it to a receive (RX) processor 923 .
  • the RX processor implements the various signal processing functions of layer 1.
  • the RX processor may perform spatial processing on the information to recover any spatial streams destined for the second communication device. If multiple spatial streams are destined for the second communication device, they may be combined into a single OFDMA symbol stream by multiple RX processors.
  • the RX processor uses a Fast Fourier Transform (FFT) to transform the OFDMA symbol stream from the time domain to the frequency domain.
  • the frequency domain signal includes a separate OFDMA symbol stream for each subcarrier of the OFDM signal.
  • the symbols and reference signal on each subcarrier are recovered and demodulated by determining the most probable signal placement points transmitted by the first communication device. These soft decisions may be based on channel estimate values.
  • the soft decisions are decoded and deinterleaved to recover the data and control signal originally transmitted by the first communication device on the physical channel. Corresponding data and control signals are provided to the processor 921 .
  • the UL (second communication device to first communication device) is handled in the first communication device 910 in a manner similar to that described with respect to the receiver function in the second communication device 920 .
  • Each Tx/Rx module 925 receives a signal via a respective antenna 926 .
  • Each Tx/Rx module provides an RF carrier and information to the RX processor 923 .
  • the processor 921 may be associated with a memory 924 that stores program code and data. Memory may be referred to as a computer-readable medium.
  • a plurality of antenna modules operating in the 5G mmWave band can be disposed inside different sides of the electronic device.
  • the present invention in a plurality of antenna modules operating in the 5G mmWave band, it is possible to improve antenna radiation characteristics and CDF performance by rotating some modules by a predetermined angle and changing the shape of the metal frame.
  • some modules are rotated at a predetermined angle in a plurality of antenna modules operating in the 5G mmWave band in a state where a metal frame for another antenna module is arranged and the shape of the metal frame is changed to obtain antenna radiation characteristics and CDF performance. can be improved
  • the antenna including the processors 180 , 1250 , and 1400
  • the design of the control unit controlling the same, and the control method thereof are computer-readable in a medium in which a program is recorded. It is possible to implement it as an existing code.
  • the computer-readable medium includes any type of recording device in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc.
  • HDD Hard Disk Drive
  • SSD Solid State Disk
  • SDD Silicon Disk Drive
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Compact Disc-ROM
  • CD-ROM compact disc-read only memory
  • magnetic tape floppy disk
  • optical data storage device etc.
  • carrier wave eg, transmission over the Internet
  • the computer may include the control unit 180 of the terminal. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

일 실시 예에 따른 5G 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는 전자기파가 투과되는 커버 글래스; 상기 전자 기기의 측면에 형성되는 금속 테두리(metal rim)를 구비하는 케이스; 및 복수의 안테나 소자들을 통해 빔포밍된 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인(baseline)으로부터 소정의 경사 각도(predetermined slant angle)로 경사진 형태로 모듈 브래킷(module bracket)과 체결되도록 구성되어, 상기 커버 글래스를 통해 상기 빔포밍된 신호를 방사할 수 있다.

Description

5G 안테나를 구비하는 전자 기기
본 발명은 5G 안테나를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다. 특정 구현은 5G mmWave 대역에서 동작하는 배열 안테나 모듈을 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.
전자기기(electronic devices)는 이동 가능여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 전자기기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mounted terminal)로 나뉠 수 있다.
전자기기의 기능은 다양화되고 있다. 예를 들면, 데이터와 음성통신, 카메라를 통한 사진촬영 및 비디오 촬영, 음성녹음, 스피커 시스템을 통한 음악파일 재생 그리고 디스플레이부에 이미지나 비디오를 출력하는 기능이 있다. 일부 단말기는 전자게임 플레이 기능이 추가되거나, 멀티미디어 플레이어 기능을 수행한다. 특히 최근의 이동 단말기는 방송과 비디오나 텔레비전 프로그램과 같은 시각적 컨텐츠를 제공하는 멀티캐스트 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 전자기기는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
이러한 전자기기의 기능 지지 및 증대를 위해, 단말기의 구조적인 부분 및/또는 소프트웨어적인 부분을 개량하는 것이 고려될 수 있다.
상기 시도들에 더하여, 최근 전자기기는 LTE 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공하고 있다. 또한, 향후에는 5G 통신 기술을 이용한 무선 통신 시스템이 상용화되어 다양한 서비스를 제공할 것으로 기대된다. 한편, LTE 주파수 대역 중 일부를 5G 통신 서비스를 제공하기 위하여 할당될 수 있다.
이와 관련하여, 이동 단말기는 5G 통신 서비스를 다양한 주파수 대역에서 제공하도록 구성될 수 있다. 최근에는 6GHz 대역 이하의 Sub6 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 또한, 향후에는 보다 빠른 데이터 속도를 위해 Sub6 대역 이외에 밀리미터파(mmWave) 대역을 이용하여 5G 통신 서비스를 제공할 것으로 예상된다.
한편, 5G mmWave 대역에서 동작하는 안테나는 전자 기기의 측면 또는 전자 기기의 내부에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 최근 들어 이동 단말기와 같은 전자 기기는 금속 재질의 금속 프레임을 이용하여 외관을 구성하고 있다. 전자 기기의 외관이 금속 프레임으로 구성되는 경우 5G mmWave 대역의 안테나 모듈의 안테나 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한, 다른 일 목적은 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈을 구비하는 전자 기기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈에서 금속 프레임과의 간섭을 방지하는 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈에서 안테나 방사 특성을 개선하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 다른 안테나 모듈을 위한 금속 테두리가 배치된 상태에서 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈에서 안테나 방사 특성을 개선하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 일 실시 예에 따른 5G 안테나를 구비하는 전자 기기가 제공된다. 상기 전자 기기는 전자기파가 투과되는 커버 글래스; 상기 전자 기기의 측면에 형성되는 금속 테두리(metal rim)를 구비하는 케이스; 및 복수의 안테나 소자들을 통해 빔포밍된 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 모듈을 포함하고, 상기 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인(baseline)으로부터 소정의 경사 각도(predetermined slant angle)로 경사진 형태로 모듈 브래킷(module bracket)과 체결되도록 구성되어, 상기 커버 글래스를 통해 상기 빔포밍된 신호를 방사할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 안테나 모듈의 하부 영역 중 일부 영역은 상기 금속 테두리보다 하부에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 금속 테두리와 상기 커버 글래스 사이에 형성되는 유전체 몰드 부(dielectric mold portion)를 더 포함할 수 있다. 상기 안테나 모듈에 의한 빔 커버리지 영역이 상기 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 상기 소정의 경사 각도가 결정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 안테나 모듈의 길이 방향으로 상기 금속 테두리 사이에 형성되는 사이드 키(side key)를 더 포함할 수 있다. 상기 금속 테두리는 상기 사이드 키의 하부에 배치되는 하부 금속 테두리(lower metal rim) 및 상기 사이드 키의 상부에 배치되는 상부 금속 테두리(upper metal rim)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 사이드 키가 형성되지 않은 제1 영역에서 상기 유전체 몰드부는 상기 커버 글래스의 내부에 형성되어 상기 모듈 브래킷의 하부를 지지하도록 구성될 수 있다. 상기 안테나 모듈에 의한 빔 커버리지 영역이 상기 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 상기 유전체 몰드부와 상기 커버 글래스 영역에 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 사이드 키가 형성된 제2 영역에서 상기 유전체 몰드부는 상기 상부 금속 테두리의 상부에 배치되어 상기 커버 글래스 내부에 형성될 수 있다. 상기 안테나 모듈에 의한 빔 커버리지 영역이 상기 상부 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 상기 유전체 몰드부와 상기 커버 글래스 영역에 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 모듈 브래킷은 상기 케이스에 해당하는 금속 프레임의 경사진 면(slanted surface) 상에 안착되도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 케이스는 상기 전자 기기의 리어 케이스와 커버 글래스에 해당하는 프론트 케이스 사이에 형성되는 미들 케이스일 수 있다. 상기 미들 케이스에 해당하는 금속 프레임은 상기 경사진 면과 일체로 형성되는 홀 수용부(hole reception portion)를 포함할 수 있다. 상기 모듈 브래킷과 일체로 형성된 스크루 홀과 상기 홀 수용부는 상기 모듈 브래킷을 고정시키기 위한 스크루를 통해 체결될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 사이드 키를 내부에 수용하도록 내부에 홀이 형성되고, 상기 안테나 모듈을 지지하도록 구성된 사이드 키 브래킷을 더 포함할 수 있다. 상기 사이드 키 브래킷은 유전체로 형성되어 상기 안테나 모듈을 통해 방사되는 신호가 상기 사이드 키 브래킷과 상기 커버 글래스를 통해 방사될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 모듈 브래킷의 하단에는 상기 안테나 모듈을 하부에서 지지하도록 구성된 하단 지지부(lower end support portion)가 형성될 수 있다. 상기 하단 지지부의 상부에는 상기 사이드 키 브래킷이 배치되고 상기 안테나 모듈과 상기 사이드 키 브래킷은 일부 영역이 중첩(overlap)될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 모듈 브래킷의 상단에는 상기 안테나 모듈을 상부에서 지지하도록 구성된 상단 지지부(upper end support portion)가 형성될 수 있다. 상기 상단 지지부의 일 단은 상기 안테나 모듈을 통해 방사되는 신호의 차단을 방지하기 위해 상기 안테나 모듈의 기판(substrate)을 커버하지 않도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 안테나 모듈은 상기 모듈 브래킷에 안착되도록 배치되는 유전체 캐리어; 및 상기 유전체 캐리어의 상부에 배치되는 적어도 하나의 기판을 포함할 수 있다. 상기 안테나 모듈의 상기 적어도 하나의 기판 중 특정 기판의 상부 또는 하부 레이어에 복수의 안테나 소자들이 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 안테나 소자들은 소정 각도로 회전된 상태의 임의의 다각형 패치 안테나 또는 원형 패치 안테나로 형성될 수 있다. 상기 안테나 모듈 내에 상기 복수의 안테나 소자들 간에 위상 가변된 신호(phase varied signal)이 인가되어 빔 포밍이 수행하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전자 기기의 타 측면을 통해 제1 신호를 방사하도록 구성된 제1 안테나 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 일 측면을 통해 제2 신호를 방사하도록 구성된 제2 안테나 모듈을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인과 수직하게 형성되고, 상기 제2 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인과 소정의 경사 각도로 경사진 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1 안테나 모듈의 하단은 상기 금속 테두리의 상단보다 상부에 배치되어 상기 제1 안테나 모듈을 통해 방사되는 신호가 상기 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인과 수직하게 형성되고, 상기 제2 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인과 소정의 경사 각도로 경사진 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1 안테나 모듈의 하부 영역 중 일부는 상기 금속 테두리의 상단보다 하부에 배치되고, 상기 제1 안테나 모듈 내의 안테나 소자들의 하단 위치는 상기 금속 테두리의 상단보다 상부에 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전자 기기는 상기 제1 안테나 모듈 및 상기 제2 안테나 모듈과 동작 가능하게 결합되고, 상기 제1 안테나 모듈을 통해 제1 신호 및 상기 제2 안테나 모듈을 통해 제2 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 송수신부 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 전자 기기는 상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 송수신부 회로를 통해 송신 또는 수신된 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 구성된 기저대역 프로세서를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 전자 기기는 상기 제1 안테나 모듈 또는 상기 제2 안테나 모듈과 소정 간격 이격되어 배치되고, 상기 전자 기기의 후면을 통해 제3 신호를 방사하도록 구성된 제3 안테나 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈을 전자 기기의 서로 다른 측면의 내부에 배치시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈을 소정 각도 회전시켜 금속 프레임과의 간섭을 방지하는 구조를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈에서 일부 모듈을 소정 각도 회전시키고 금속 프레임의 형태를 변경하여 안테나 방사 특성 및 CDF 성능을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다른 안테나 모듈을 위한 금속 테두리가 배치된 상태에서 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈에서 일부 모듈을 소정 각도 회전시키고 금속 프레임의 형태를 변경하여 안테나 방사 특성 및 CDF 성능을 개선할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 일 실시 예에 따른 전자 기기를 설명하기 위한 구성과 전자 기기와 외부기기 또는 서버와의 인터페이스를 나타낸다. 한편, 도 1b는 일 실시 예에 따른 전자 기기가 외부기기 또는 서버와 인터페이스되는 상세 구성을 나타낸다. 또한, 도 1c는 일 실시 예에 따른 전자 기기가 복수의 기지국 또는 네트워크 엔티티와 인터페이스되는 구성을 나타낸다.
도 2a는 도 1a의 전자 기기에 대한 상세 구성을 나타낸다. 한편, 도 2b 및 2c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 3b는 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전자 기기에서 동작하는 어플리케이션 프로그램과 관련된 프레임워크 구조를 나타낸다.
도 5a는 NR에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸다. 한편, 도 5b는 NR에서의 부반송파 간격 변화에 따른 슬롯 길이의 변화를 나타낸다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 복수의 안테나들과 송수신부 회로들이 프로세서와 동작 가능하게 된 결합된 구성도이다. 도 6b는 도 6a의 구성도에서 추가적으로 안테나들과 송수신부 회로들이 프로세서와 동작 가능하게 된 결합된 구성도이다.
도 7a는 본 발명에 따른 복수의 배열 안테나가 전자 기기 상에 배치되는 구조를 나타낸다. 도 7b는 일 실시 예에 따른 제2 타입 배열 안테나가 전자 기기에 배치되는 경우, 전자 기기의 전면 또는 후면으로 방사되는 신호를 통해 빔 포밍을 수행하는 개념도를 나타내다.
도 8은 본 발명에 따른 전자 기기에서 구현될 수 있는 배열 안테나들과 다수의 무선 통신 회로와의 구성을 도시한다.
도 9a는 일 실시 예에 따라 2개의 배열 안테나 모듈이 전자 기기의 측면에 배치된 구성을 나타낸다. 한편, 도 9b는 2개의 배열 안테나 모듈이 전자 기기의 베이스 라인에 수직하게 배치된 구성과 복수의 안테나 소자로 이루어진 배열 안테나 구성을 나타낸다.
도 10은 일 실시 예에 따른 전자 기기의 내부에 배치되는 배열 안테나 모듈이 오프셋 배치된 구성을 나타낸다.
도 11은 전자 기기의 서로 다른 측면에 배치되는 복수의 배열 안테나의 구성을 나타낸다.
도 12a 및 도 12b는 수직하게 배치된 안테나 모듈의 측면도를 나타낸다.
도 13a 및 도 13b은 다른 실시 예에 따른 전자 기기의 측면에 틸트된 형태로 배치되는 안테나 모듈을 나타낸다.
도 14a 내지 도 14c는 안테나 모듈이 금속 부재의 케이스의 경사진 면에 안착되는 구조를 나타낸다.
도 15는 일 실시 예에 따른 사이드 키 브래킷을 통해 사이드 키가 안착되는 구성을 나타낸다.
도 16a 및 도 16b은 일 실시 예에 따른 전자 기기의 다양한 위치에 배치되는 안테나 모듈에 따른 서로 다른 대역에서의 방사 패턴 특성을 비교한 것이다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 도 1a는 일 실시 예에 따른 전자 기기를 설명하기 위한 구성과 전자 기기와 외부기기 또는 서버와의 인터페이스를 나타낸다. 한편, 도 1b는 일 실시 예에 따른 전자 기기가 외부기기 또는 서버와 인터페이스되는 상세 구성을 나타낸다. 또한, 도 1c는 일 실시 예에 따른 전자 기기가 복수의 기지국 또는 네트워크 엔티티와 인터페이스되는 구성을 나타낸다.
한편, 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 도 2a는 도 1a의 전자 기기에 대한 상세 구성을 나타낸다. 한편, 도 2b 및 2c는 본 발명과 관련된 전자 기기의 일 예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 1a를 참조하면, 전자 기기(100)는 통신 인터페이스(110), 입력 인터페이스 (또는, 입력 장치)(120), 출력 인터페이스 (또는, 출력 장치)(150) 및 프로세서(180)를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 통신 인터페이스(110)는 무선 통신모듈(110)를 지칭할 수 있다. 또한, 전자 기기(100)는 디스플레이(151)와 메모리(170)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 구성요소들은 전자 기기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전자 기기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신모듈(110)은, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신모듈(110)은, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 하나 이상의 네트워크는 예컨대 4G 통신 네트워크 및 5G 통신 네트워크일 수 있다.
도 1a 및 도 2a를 참조하면, 이러한 무선 통신모듈(110)은, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113), 위치정보 모듈(114) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 모뎀과 같은 기저대역 프로세서로 구현될 수 있다. 일 예시로, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 IF 대역에서 동작하는 송수신부 회로(transceiver circuit)와 기저대역 프로세서로 구현될 수 있다. 한편, RF 모듈(1200)은 각각의 통신 시스템의 RF 주파수 대역에서 동작하는 RF 송수신부 회로로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 4G 무선 통신 모듈(111), 5G 무선 통신 모듈(112), 근거리 통신 모듈(113) 및 위치정보 모듈(114)은 각각의 RF 모듈을 포함하도록 해석될 수 있다.
4G 무선 통신 모듈(111)은 4G 이동통신 네트워크를 통해 4G 기지국과 4G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 송신 신호를 4G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 4G 무선 통신 모듈(111)은 하나 이상의 4G 수신 신호를 4G 기지국으로부터 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 4G 기지국으로 전송되는 복수의 4G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다. 또한, 4G 기지국으로부터 수신되는 복수의 4G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)이 수행될 수 있다.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 여기서, 4G 기지국과 5G 기지국은 비-스탠드 얼론(NSA: Non-Stand-Alone) 구조일 수 있다. 예컨대, 4G 기지국과 5G 기지국은 셀 내 동일한 위치에 배치되는 공통-배치 구조(co-located structure)일 수 있다. 또는, 5G 기지국은 4G 기지국과 별도의 위치에 스탠드-얼론(SA: Stand-Alone) 구조로 배치될 수 있다.
5G 무선 통신 모듈(112)은 5G 이동통신 네트워크를 통해 5G 기지국과 5G 신호를 전송 및 수신할 수 있다. 이때, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 송신 신호를 5G 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)은 하나 이상의 5G 수신 신호를 5G 기지국으로부터 수신할 수 있다.
이때, 5G 주파수 대역은 4G 주파수 대역과 동일한 대역을 사용할 수 있고, 이를 LTE 재배치(re-farming)이라고 지칭할 수 있다. 한편, 5G 주파수 대역으로, 6GHz 이하의 대역인 Sub6 대역이 사용될 수 있다.
반면, 광대역 고속 통신을 수행하기 위해 밀리미터파(mmWave) 대역이 5G 주파수 대역으로 사용될 수 있다. 밀리미터파(mmWave) 대역이 사용되는 경우, 전자 기기(100)는 기지국과의 통신 커버리지 확장(coverage expansion)을 위해 빔 포밍(beam forming)을 수행할 수 있다.
한편, 5G 주파수 대역에 관계없이, 5G 통신 시스템에서는 전송 속도 향상을 위해, 더 많은 수의 다중입력 다중출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output)을 지원할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 기지국으로 전송되는 복수의 5G 송신 신호에 의해 상향링크(UL: Up-Link) MIMO가 수행될 수 있다. 또한, 5G 기지국으로부터 수신되는 복수의 5G 수신 신호에 의해 하향링크(DL: Down-Link) MIMO가 수행될 수 있다.
한편, 무선 통신모듈(110)은 4G 무선 통신 모듈(111)과 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국 및 5G 기지국과 이중 연결(DC: Dual Connectivity) 상태일 수 있다. 이와 같이, 4G 기지국 및 5G 기지국과의 이중 연결을 EN-DC(EUTRAN NR DC)이라 지칭할 수 있다. 여기서, EUTRAN은 Evolved Universal Telecommunication Radio Access Network로 4G 무선 통신 시스템을 의미하고, NR은 New Radio로 5G 무선 통신 시스템을 의미한다.
한편, 4G 기지국과 5G 기지국이 공통-배치 구조(co-located structure)이면, 이종 반송파 집성(inter-CA(Carrier Aggregation)을 통해 스루풋(throughput) 향상이 가능하다. 따라서, 4G 기지국 및 5G 기지국과 EN-DC 상태이면, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 수신 신호와 5G 수신 신호를 동시에 수신할 수 있다.
근거리 통신 모듈(113)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth쪠), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)을 이용하여 전자 기기 간 근거리 통신이 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 기지국을 경유하지 않고 전자 기기들 간에 D2D (Device-to-Device) 방식에 의해 근거리 통신이 수행될 수 있다.
한편, 전송 속도 향상 및 통신 시스템 융합(convergence)을 위해, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112) 중 적어도 하나와 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 4G 무선 통신 모듈(111)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 4G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다. 또는, 5G 무선 통신 모듈(112)과 Wi-Fi 통신 모듈(113)을 이용하여 5G + WiFi 반송파 집성(CA)이 수행될 수 있다.
위치정보 모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(114)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신모듈(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(114)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
구체적으로, 전자 기기는 5G 무선 통신 모듈(112)을 활용하면, 5G 무선 통신 모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 5G 기지국의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 특히, 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 기지국은 좁은 커버리지를 갖는 소형 셀(small cell)에 배치(deploy)되므로, 전자 기기의 위치를 획득하는 것이 유리하다.
입력 장치(120)는, 펜 센서(1200), 키 버튼(123), 음성입력 모듈(124), 터치 패널(151a) 등을 포함할 수 있다. 한편, 입력 장치(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라 모듈(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 152c), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력 장치(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
카메라 모듈(121)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 신호 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 lamp 등)를 포함할 수 있다.
센서 모듈(140)은 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(140)은 제스처 센서(340a), 자이로 센서(340b), 기압 센서(340c), 마그네틱 센서(340d), 가속도 센서(340e), 그립 센서(340f), 근접 센서(340g), 컬러(color) 센서(340h)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(340i), 온/습도 센서(340j), 조도 센서(340k), 또는 UV(ultra violet) 센서(340l), 광 센서(340m), 홀(hall)센서(340n) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 센서 모듈(140)은 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 152c 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력 인터페이스(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이(151), 오디오 모듈(152), 햅팁 모듈(153), 인디케이터(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 디스플레이(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(micro electro mechanical systems, MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(151)는 사용자에게 각종 콘텐트(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(151)는 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.
한편, 디스플레이(151)는 터치 패널(151a), 홀로그램 장치(151b) 및 프로젝터(151c) 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 패널은 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널은 터치 패널(151a)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 홀로그램 장치(151b)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(151c)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(100)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
오디오 모듈(152)은 리시버(152a), 스피커(152b) 및 마이크로폰(152c)과 연동하도록 구성될 수 있다. 한편, 햅팁 모듈(153)은 전기 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과(예: 압력, 질감) 등을 발생시킬 수 있다. 전자 기기는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFlow) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 또한, 인디케이터(154)는 전자 기기(100) 또는 그 일부(예: 프로세서(310))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다.
인터페이스부로 구현될 수 있는 유선 통신모듈(160)은 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 유선 통신 모듈(160)는, HDMI(162), USB(162), 커넥터/포트(163), 광 인터페이스(optical interface)(164), 또는 D-sub(D-subminiature)(165)를 포함할 수 있다. 또한, 유선 통신모듈(160)은 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)에서는, 유선 통신 모듈(160)에 외부기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 전자 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 전자 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 기기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버(예컨대, 제1 서버(310) 또는 제2 서버(320))로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 전자 기기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 전자 기기(100) 상에 설치되어, 프로세서(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
이와 관련하여, 제1 서버(310)는 인증 서버로 지칭될 수 있고, 제2 서버(320)는 컨텐츠 서버로 지칭될 수 있다. 제1 서버(310) 및/또는 제2 서버(320)는 기지국을 통해 전자 기기와 인터페이스될 수 있다. 한편, 컨텐츠 서버에 해당하는 제2 서버(320) 중 일부는 기지국 단위의 모바일 에지 클라우드(MEC, 330)로 구현될 수 있다. 따라서, 모바일 에지 클라우드(MEC, 330)로 구현된 제2 서버(320)를 통해 분산 네트워크를 구현하고, 컨텐츠 전송 지연을 단축시킬 수 있다.
메모리(170)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(170)는 내장 메모리(170a)와 외장 메모리(170b)를 포함할 수 있다. 메모리(170)는, 예를 들면, 전자 기기(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(170)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(240)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로그램(240)은 커널(171), 미들웨어(172), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(173) 또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(174) 등을 포함할 수 있다. 커널(171), 미들웨어(172), 또는 API(174)의 적어도 일부는, 운영 시스템(OS)으로 지칭될 수 있다.
커널(171)은 다른 프로그램들(예: 미들웨어(172), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programing interface, API)(173), 또는 어플리케이션 프로그램(174))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스, 메모리(170), 또는 프로세서(180) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(171)은 미들웨어(172), API(173), 또는 어플리케이션 프로그램(174)에서 전자 기기(100)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(172)는 API(173) 또는 어플리케이션 프로그램(174)이 커널(171)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(172)는 어플리케이션 프로그램(247)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 일 실시 예로, 미들웨어(172)는 어플리케이션 프로그램(174) 중 적어도 하나에 전자 기기(100)의 시스템 리소스(예: 버스, 메모리(170), 또는 프로세서(180) 등)를 사용할 수 있는 우선순위를 부여하고, 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(173)는 어플리케이션 프로그램(174)이 커널(171) 또는 미들웨어(1723)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예컨대 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.
프로세서(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다. 또한, 프로세서(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a 및 도 2a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
프로세서(180)는, 중앙처리장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 이미지 신호 프로세서(image signal processor, ISP) 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor, CP), 저전력 프로세서(예: 센서 허브) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(180)는 전자 기기(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
전원공급부(190)는 프로세서(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 전력 관리 모듈(191)과 배터리(192)를 포함하며, 배터리(192)는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다. 전력 관리 모듈(191은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기 공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(396)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 배터리(192)는, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320) 각각은 전자 기기(100)와 동일한 또는 다른 종류의 기기(예: 외부기기 또는 서버)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 기기(100)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 기기(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))에서 실행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 기기(100)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 기기(예: 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(201)로 전달할 수 있다. 전자 기기(100)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 클라이언트-서버 컴퓨팅, 또는 모바일 에지 클라우드(MEC) 기술이 이용될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 무선 통신 시스템은 전자 장치(100), 적어도 하나의 외부기기(100a), 제1 서버(310) 및 제2 서버(320)를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)는 적어도 하나의 외부기기(100a), 와 기능적으로 연결되고, 적어도 하나의 외부기기(100a)로부터 수신한 정보를 기반으로 전자 기기(100)의 콘텐츠나 기능을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 기기(100)는 서버(310, 320)를 이용하여 적어도 하나의 외부기기(100)가 소정의 규칙을 따르는 정보를 포함하거나 혹은 생성하는지를 판단하기 위한 인증을 수행할 수 있다. 또한, 전자 기기(100)는 인증 결과에 기반하여 전자 기기(100)를 제어함으로써 콘텐츠 표시 혹은 기능 제어를 달리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 기기(100)는 유선 혹은 무선 통신 인터페이스를 통해 적어도 하나의 외부기기(100a)와 연결되어 정보를 수신 혹은 송신할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기(100) 및 적어도 하나의 외부기기(100a)는 NFC(near field communication), 충전기(charger)(예: USB(universal serial bus)-C), 이어잭(ear jack), BT(bluetooth), WiFi(wireless fidelity) 등의 방식으로 정보를 수신 혹은 송신할 수 있다.
전자 기기(100)는 외부기기 인증 모듈(100-1), 콘텐츠/기능/정책 정보 DB(100-2), 외부기기 정보 DB(100-3), 혹은 콘텐츠 DB(104) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 외부기기(100a)는 전자 기기(100)와 연계 가능한 보조(assistant) 기구로서, 전자 기기(100)의 사용 편의성, 외관적 미감 증대, 활용성 강화 등 다양한 목적으로 설계된 기기일 수 있다. 적어도 하나의 외부기기(100a)는 전자 기기(100)에 물리적으로 접촉되거나 혹은 물리적으로 접촉되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 외부기기(100a)는 유선/무선 통신모듈을 이용하여 전자 기기(100)에 기능적으로 연결되고, 전자 기기(100)에서 콘텐츠나 기능을 제어하기 위한 제어 정보를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 외부기기(100a)는 외부기기 정보에 포함되는 여러 정보 중 하나 이상을 암호화(encryption)/복호화(decryption)하거나, 외부에서 직접 접근 불가능한 물리적/가상적 메모리 영역에 저장하고 관리하기 위한 인증 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 외부기기(100a)는 전자 기기(100)와 통신을 수행하거나, 혹은 외부기기들 간 통신을 통해 정보를 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 외부기기(100a)는 서버(310 혹은 320)와 기능적으로 연결될 수 있다. 다양한 실시예에서, 적어도 하나의 외부기기(100a)는 커버 케이스(cover case), NFC 동글(dongle), 차량 충전기, 이어폰, 이어캡(예: 휴대전화 오디오 커넥터에 장착하는 액세서리 장치), 체온계, 전자펜, BT 이어폰, BT 스피커, BT 동글, TV, 냉장고, WiFi 동글 등 다양한 형태의 제품일 수 있다.
이와 관련하여, 예를 들어 무선 충전기와 같은 외부기기(100a)는 코일과 같은 충전 인터페이스(charging interface)를 통해 전자 기기(100)로 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 코일과 같은 충전 인터페이스를 통한 인 밴드 통신을 통해 제어 정보가 외부기기(100a)와 전자 기기(100) 간에 교환될 수 있다. 한편, 블루투스 또는 NFC와 같은 아웃 오브 밴드 통신을 통해 제어 정보가 외부기기(100a)와 전자 기기(100) 간에 교환될 수 있다.
한편, 제1 서버(310)는 적어도 하나의 외부기기(100a)와 관련한 서비스를 위한 서버나 클라우드 장치 혹은 스마트 홈 환경에서 서비스를 제어하기 위한 허브 장치를 포함할 수 있다. 제1 서버(310)는 외부기기 인증 모듈(311), 콘텐트/기능/정책 정보 DB(312), 외부기기 정보 DB(313) 또는 전자 기기/사용자 DB(314) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 서버(310)는 인증 관리 서버, 인증 서버, 인증 관련 서버로 지칭될 수 있다. 제2 서버(320)는, 서비스나 콘텐츠 제공을 위한 서버나 클라우드 장치, 혹은 스마트 홈 환경에서 서비스를 제공하기 위한 허브 장치를 포함할 수 있다. 제2 서버(320)는 콘텐츠 DB(321), 외부기기 스펙 정보 DB(322), 콘텐츠/기능/정책 정보 관리 모듈(323) 혹은 장치/사용자 인증/관리 모듈(324) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제2 서버(130)는 콘텐츠 관리 서버, 콘텐츠 서버 또는 콘텐츠 관련 서버로 지칭될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 설명되는 전자 기기(100)는 4G 무선 통신 모듈(111)및/또는 5G 무선 통신 모듈(112)을 통해 4G 기지국(eNB)과 5G 기지국(eNB)과 연결 상태를 유지할 수 있다. 이와 관련하여, 전술한 바와 같이 도 1c는 일 실시 예에 따른 전자 기기가 복수의 기지국 또는 네트워크 엔티티와 인터페이스되는 구성을 나타낸다.
도 1c를 참조하면, 4G/5G deployment 옵션들을 나타낸다. 4G/5G deployment와 관련하여 4G LTE와 5G NR의 multi-RAT이 지원되고 non-standalone(NSA) 모드인 경우, option 3의 EN-DC 또는 option 5의 NGEN-DC 로 구현될 수 있다. 한편, multi-RAT이 지원되고 standalone(SA) 모드인 경우, option 4의 NE-DC로 구현될 수 있다. 또한, single RAT이 지원되고 standalone(SA) 모드인 경우, option 2의 NR-DC로 구현될 수 있다.
기지국 타입과 관련하여, eNB는 4G 기지국으로, LTE eNB라고도 하며, Rel-8 - Rel-14 규격에 기반한다. 한편, ng-eNB는 5GC 및 gNB와 연동가능한 eNB로, eLTE eNB라고도 하며, Rel-15 규격에 기반한다. 또한, gNB는 5G NR 및 5GC와 연동하는 5G 기지국으로, NR gNB라고도 하며, Rel-15 규격에 기반한다. 또한, en-gNB는 EPC 및 eNB와 연동가능한 gNB로, NR gNB라고도 하며, Rel-15 규격에 기반한다. 이중 연결(Dual Connectivity, DC) 타입과 관련하여, option 3은 E-UTRA-NR Dual Connectivity (EN-DC)를 나타낸다. 한편, option 7은 NG-RAN E-UTRA-NR Dual Connectivity (NGEN-DC)를 나타낸다. 또한, option 4는 NR-E-UTRA Dual Connectivity (NE-DC)를 나타낸다. 또한, option 2는 NR-NR Dual Connectivity(NR-DC)를 나타낸다. 이와 관련하여, option 2 내지 option 7에 따른 이중 연결의 기술적 특징은 다음과 같다.
- Option 2: 5G 시스템 (5GC, gNB) 만으로 독립적인 5G 서비스를 제공할 수 있다. eMBB (enhanced Mobile Broadband) 외에 URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication), mMTC (massive Machine Type Communication) 통신이 가능하고 네트워크 슬라이싱, MEC 지원, Mobility on demand, Access-agnostic 등 5GC 특성을 이용할 수 있어, 5G full 서비스를 제공할 수 있다. 초기에는 커버리지 제한으로 인해 hot spot, enterprise 용이나 overlay network로 활용할 수 있으며, 5G NR 커버리지를 벗어난 경우 EPC-5GC 연동이 필요하다. 5G NR full 커버리지를 제공할 수도 있으며, 복수의 5G 주파수를 이용하여 gNB 간에 dual connectivity (NR-DC)를 지원할 수 있다.
- Option 3: 기존 LTE 인프라에 gNB만 도입되는 경우이다. Core는 EPC이고 gNB는 EPC 및 eNB와 연동가능한 en-gNB이다. eNB와 en-gNB 간에 dual connectivity (EN-DC)가 지원되고 master node는 eNB이다. en-gNB의 control anchor인 eNB가 단말의 network access, connection 설정, handover 등을 위한 제어 시그널링을 처리하며, 사용자 트래픽은 eNB and/or en-gNB를 통해 전달할 수 있다. LTE 전국망을 운용 중인 사업자가 5GC 없이 en-gNB 도입과 최소한의 LTE 업그레이드로 빠르게 5G 망을 구축할 수 있어 5G migration 첫 단계에 주로 적용되는 옵션이다.
Option 3 종류는 사용자 트래픽 split 방식에 따라 Option 3/3a/3x 3가지가 있다. Option 3/3x는 베어러 split이 적용되고 Option 3a는 적용되지 않는다. 주된 방식은 Option 3x이다.
- Option 3: EPC로 eNB만 연결되고 en-gNB는 eNB로만 연결된다. 사용자 트래픽은 master node (eNB)에서 split되어 LTE와 NR로 동시에 전송할 수 있다.
- Option 3a: EPC에 eNB와 gNB가 모두 연결되어, EPC로부터 gNB로 사용자 트래픽이 직접 전달된다. 사용자 트래픽은 LTE 또는 NR로 전송된다.
- Option 3x: Option 3과 Option 3a가 결합된 형태로, Option 3와의 차이점은 사용자 트래픽이 secondary node (gNB)에서 split된다는 점이다.
Option 3의 장점은 i) eMBB 서비스를 위해 LTE를 capacity booster로 사용할 수 있다는 점과 ii) 단말이 항상 LTE에 접속해 있으므로 5G 커버리지를 벗어나거나 NR 품질이 저하되더라도 LTE를 통해 서비스 연속성이 제공되어 안정적인 통신이 제공될 수 있다.
- Option 4: 5GC가 도입되고, 여전히 LTE와 연동하나 독립적인 5G 통신이 가능하다. Core는 5GC이고 eNB는 5GC 및 gNB와 연동가능한 ng-eNB이다. ng-eNB와 gNB 간에 dual connectivity (NE-DC)가 지원되고 master node는 gNB이다. 5G NR 커버리지가 충분히 확대된 경우로 LTE를 capacity booster로 사용할 수 있다. Option 4 종류로 Option 4/4a 2가지가 있다. 주된 방식은 Option 4a이다.
- Option 7: 5GC가 도입되고, 여전히 LTE와 연동하여 5G 통신은 LTE에 의존한다. Core는 5GC이고 eNB는 5GC 및 gNB와 연동가능한 ng-eNB이다. ng-eNB와 gNB 간에 dual connectivity (NGEN-DC)가 지원되고 master node는 eNB이다. 5GC 특성을 이용할 수 있으며, 아직은 5G 커버리지가 충분하지 않을 때 Option 3처럼 여전히 eNB를 master node로 하여 서비스 연속성을 제공할 수 있다. Option 7 종류는 사용자 트래픽 split 방식에 따라 Option 7/7a/7x 3가지가 있다. Option 7/7x는 베어러 split이 적용되고 Option 7a는 적용되지 않는다. 주된 방식은 Option 7x이다.
도 2b 및 2c를 참조하면, 개시된 전자 기기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 전자 기기의 특정 유형에 관련될 것이나, 전자 기기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 전자 기기에 일반적으로 적용될 수 있다.
여기에서, 단말기 바디는 전자 기기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.
전자 기기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 전자 기기(100)는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 결합에 의해 형성되는 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 미들 케이스가 추가로 배치될 수 있다.
단말기 바디의 전면에는 디스플레이(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이(151)의 윈도우(151a)는 프론트 케이스(101)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.
경우에 따라서, 리어 케이스(102)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(102)에 장착 가능한 전자부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 이 경우, 리어 케이스(102)에는 장착된 전자부품을 덮기 위한 후면커버(103)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 후면 커버(103)가 리어 케이스(102)로부터 분리되면, 리어 케이스(102)에 장착된 전자부품은 외부로 노출된다. 한편, 리어 케이스(102)의 측면 중 일부가 방사체(radiator)로 동작하도록 구현될 수 있다.
도시된 바와 같이, 후면커버(103)가 리어 케이스(102)에 결합되면, 리어 케이스(102)의 측면 일부가 노출될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 결합시 리어 케이스(102)는 후면커버(103)에 의해 완전히 가려질 수도 있다. 한편, 후면커버(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.
전자 기기(100)에는 디스플레이(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 유선 통신 모듈(160) 등이 구비될 수 있다.
디스플레이(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이(151)는 전자 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이(151)는 전자 기기(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 전자 기기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 프로세서(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
이처럼, 디스플레이(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 프로세서(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.
제1카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 전자 기기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
한편, 전자 기기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 프로세서(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.
유선 통신 모듈(160)은 전자 기기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 유선 통신 모듈(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 유선 통신 모듈(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
단말기 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다. 제2카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, 어레이(array) 카메라로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다. 플래시(125)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(125)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다. 또한, 마이크로폰(152c)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(152c)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 한편, 4G 무선 통신 모듈(111) 및 5G 무선 통신 모듈(112)와 연결되는 복수의 안테나는 단말기 측면에 배치될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
한편, 단말기 측면에 배치되는 복수의 안테나는 MIMO를 지원하도록 4개 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 5G 무선 통신 모듈(112)이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 복수의 안테나 각각이 배열 안테나(array antenna)로 구현됨에 따라, 전자 기기에 복수의 배열 안테나가 배치될 수 있다.
단말기 바디에는 전자 기기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
이하에서는 실시 예에 따른 다중 통신 시스템 구조 및 이를 구비하는 전자 기기, 특히 이종 무선 시스템(heterogeneous radio system)에서 안테나 및 이를 구비하는 전자 기기와 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
한편, 도 2a와 같은 4G/5G 무선 통신 모듈이 구비된 일 실시예에 따른 복수의 안테나를 구비하는 전자기기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다.
일 실시예에 따른 5G 통신 시스템에서, 5G 주파수 대역은 Sub6 대역보다 높은 주파수 대역일 수 있다. 예를 들어, 5G 주파수 대역은 밀리미터파 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 응용에 따라 변경 가능하다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전자 기기의 복수의 안테나들이 배치될 수 있는 구성의 예시를 나타낸다. 도 3a를 참조하면, 전자 기기(100)의 내부 또는 전면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 전자 기기의 내부에 캐리어에 프린트된 형태로 구현되거나 또는 RFIC와 함께 시스템 온 칩(Soc) 형태로 구현될 수 있다. 한편, 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 전자 기기의 내부 이외에 전자 기기의 전면에 배치될 수도 있다. 이와 관련하여, 전자 기기(100)의 전면에 배치되는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)은 디스플레이에 내장되는 투명 안테나(transparent antenna)로 구현될 수 있다.
한편, 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 전자 기기(100)의 측면에 도전 멤버 형태로 4G 안테나가 배치되고, 도전 멤버 영역에 슬롯이 형성되고, 슬롯을 통해 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d)이 5G 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 또한, 전자 기기(100)의 배면에 안테나들(1150B)이 배치되어, 5G 신호가 후면 방사되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명은 전자 기기(100)의 측면에 복수의 안테나들(1110S1 및 1110S2)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 또한, 본 발명은 전자 기기(100)의 전면 및/또는 측면에 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2)을 통해, 적어도 하나 이상의 신호를 송신하거나 또는 수신할 수 있다. 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2)중 어느 하나의 안테나를 통해 기지국과 통신 가능하다. 또는, 전자 기기는 복수의 안테나들(1110a 내지 1110d, 1150B, 1110S1 및 1110S2) 중 둘 이상의 안테나를 통해 기지국과 다중 입출력(MIMO) 통신이 가능하다.
도 3b는 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기의 무선 통신부의 구성을 도시한다. 도 3b를 참조하면, 전자 기기는 제1 전력 증폭기(1210), 제2 전력 증폭기(1220) 및 RFIC(1250)를 포함한다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 500)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 모뎀(Modem, 400)과 어플리케이션 프로세서(AP, 500)와 물리적으로 하나의 chip에 구현되고, 논리적 및 기능적으로 분리된 형태로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 물리적으로 분리된 chip의 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 전자 기기는 수신부에서 복수의 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 13110 내지 1340)을 포함한다. 여기서, 제1 전력 증폭기(1210), 제2 전력 증폭기(1220), 제어부(1250) 및 복수의 저잡음 증폭기(310 내지 340)는 모두 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템에서 동작 가능하다. 이때, 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템은 각각 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템일 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, RFIC(1250)는 4G/5G 일체형으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되지 않고 응용에 따라 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. RFIC(1250)가 4G/5G 일체형으로 구성되는 경우, 4G/5G 회로 간 동기화 (synchronization) 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 모뎀(1400)에 의한 제어 시그널링이 단순화될 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G RFIC 및 5G RFIC로 각각 지칭될 수 있다. 특히, 5G 대역이 밀리미터파 대역으로 구성되는 경우와 같이 5G 대역과 4G 대역의 대역 차이가 큰 경우, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성될 수 있다. 이와 같이, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우, 4G 대역과 5G 대역 각각에 대하여 RF 특성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.
한편, RFIC(1250)가 4G/5G 분리형으로 구성되는 경우에도 4G RFIC 및 5G RFIC가 논리적 및 기능적으로 분리되고 물리적으로는 하나의 chip에 구현되는 것도 가능하다.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어하도록 구성한다. 구체적으로, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 모뎀(1400)을 통해 전자 기기의 각 구성부의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 전자 기기의 저전력 동작(low power operation)을 위해 전력 관리 IC (PMIC: Power Management IC)를 통해 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 모뎀(1400)은 RFIC(1250)를 통해 송신부 및 수신부의 전력 회로를 저전력 모드에서 동작시킬 수 있다.
이와 관련하여, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다고 판단되면, 모뎀(300)을 통해 RFIC(1250)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 대기 모드(idle mode)에 있다면, 제1 및 제2 전력 증폭기(110, 120) 중 적어도 하나가 저전력 모드에서 동작하거나 또는 오프(off)되도록 모뎀(300)을 통해 RFIC(1250)를 제어할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 전자 기기가 low battery mode이면, 저전력 통신이 가능한 무선 통신을 제공하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 기기가 4G 기지국, 5G 기지국 및 액세스 포인트 중 복수의 엔티티와 연결된 경우, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 가장 저전력으로 무선 통신이 가능하도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 스루풋을 다소 희생하더라도 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 근거리 통신 모듈(113)만을 이용하여 근거리 통신을 수행하도록 모뎀(1400)과 RFIC(1250)를 제어할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 전자 기기의 배터리 잔량이 임계치 이상이면, 최적의 무선 인터페이스를 선택하도록 모뎀(300)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 배터리 잔량과 가용 무선 자원 정보에 따라 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(1400)을 제어할 수 있다. 이때, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)는 배터리 잔량 정보는 PMIC로부터 수신하고, 가용 무선 자원 정보는 모뎀(1400)으로부터 수신할 수 있다. 이에 따라, 배터리 잔량과 가용 무선 자원이 충분하면, 어플리케이션 프로세서(AP, 500)는 4G 기지국 및 5G 기지국 모두를 통해 수신할 수 있도록 모뎀(1400)과 RFIC(1250)를 제어할 수 있다.
한편, 도 3b의 다중 송수신 시스템(multi-transceiving system)은 각각의 무선 시스템(radio System)의 송신부와 수신부를 하나의 송수신부로 통합할 수 있다. 이에 따라, RF 프론트 엔드(Front-end)에서 두 종류의 시스템 신호를 통합하는 회로부분을 제거할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 프론트 엔드 부품을 통합된 송수신부로 제어 가능하므로, 송수신 시스템이 통신 시스템 별로 분리되었을 경우보다 효율적으로 프론트 엔드 부품을 통합할 수 있다.
또한, 통신 시스템 별로 분리되는 경우, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 불가능하거나, 이로 인한 시스템 지연(system delay)를 가중시키기 때문에 효율적인 자원 할당이 불가능하다. 반면에, 도 2와 같은 다중 송수신 시스템은, 필요에 따라 다른 통신 시스템을 제어하는 것이 가능하고, 이로 인한 시스템 지연을 최소화할 수 있어 효율적인 자원 할당이 가능한 장점이 있다.
한편, 제1 전력 증폭기(1210)와 제2 전력 증폭기(1220)는 제1 및 제2 통신 시스템 중 적어도 하나에서 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 5G 통신 시스템이 4G 대역 또는 Sub6 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(1220)는 제1 및 제2 통신 시스템에서 모두 동작 가능하다.
반면에, 5G 통신 시스템이 밀리미터파(mmWave) 대역에서 동작하는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)는 어느 하나는 4G 대역에서 동작하고, 다른 하나는 밀리미터파 대역에서 동작할 수 있다.
한편, 송수신부와 수신부를 통합하여, 송수신 겸용 안테나를 이용하여 하나의 안테나로 2개의 서로 다른 무선 통신 시스템을 구현할 수 있다. 이때, 도 2와 같이 4개의 안테나를 이용하여 4x4 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 하향링크(DL)를 통해 4x4 DL MIMO가 수행될 수 있다.
한편, 5G 대역이 Sub6 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역에서 모두 동작하도록 구성될 수 있다. 반면에, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 제1 내지 제4 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 4G 대역과 5G 대역 중 어느 하나의 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 이때, 5G 대역이 밀리미터파(mmWave) 대역이면, 별도의 복수 안테나 각각이 밀리미터파 대역에서 배열 안테나로 구성될 수 있다.
한편, 4개의 안테나 중 제1 전력 증폭기(1210)와 제2 전력 증폭기(1220)에 연결된 2개의 안테나를 이용하여 2x2 MIMO 구현이 가능하다. 이때, 상향링크(UL)를 통해 2x2 UL MIMO (2 Tx)가 수행될 수 있다. 또는, 2x2 UL MIMO에 한정되는 것은 아니고, 1 Tx 또는 4 Tx로 구현 가능하다. 이때, 5G 통신 시스템이 1 Tx로 구현되는 경우, 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220) 중 어느 하나만 5G 대역에서 동작하면 된다. 한편, 5G 통신 시스템이 4Tx로 구현되는 경우, 5G 대역에서 동작하는 추가적인 전력 증폭기가 더 구비될 수 있다. 또는, 하나 또는 두 개의 송신 경로 각각에서 송신 신호를 분기하고, 분기된 송신 신호를 복수의 안테나에 연결할 수 있다.
한편, RFIC(1250)에 해당하는 RFIC 내부에 스위치 형태의 분배기(Splitter) 또는 전력 분배기(power divider)가 내장되어 있어, 별도의 부품이 외부에 배치될 필요가 없고 이로 인해 부품 실장성을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(1250)에 해당하는 RFIC 내부에 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태의 스위치를 사용하여 2개의 서로 다른 통신 시스템의 송신부(TX) 선택이 가능하다.
또한, 실시 예에 따른 복수의 무선 통신 시스템에서 동작 가능한 전자 기기는 듀플렉서(duplexer, 1231), 필터(1232) 및 스위치(1233)를 더 포함할 수 있다.
듀플렉서(1231)는 송신 대역과 수신 대역의 신호를 상호 분리하도록 구성된다. 이때, 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)를 통해 송신되는 송신 대역의 신호는 듀플렉서(1231)의 제1 출력 포트를 통해 안테나(ANT1, ANT4)에 인가된다. 반면에, 안테나(ANT1, ANT4)를 통해 수신되는 수신 대역의 신호는 듀플렉서(1231)의 제2 출력포트를 통해 저잡음 증폭기(310, 340)로 수신된다.
필터(1232)는 송신 대역 또는 수신 대역의 신호를 통과(pass)시키고 나머지 대역의 신호는 차단(block)하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터(1232)는 듀플렉서(1231)의 제1 출력 포트에 연결되는 송신 필터와 듀플렉서(1231)의 제2 출력포트에 연결되는 수신 필터로 구성될 수 있다. 대안적으로, 필터(1232)는 제어 신호에 따라 송신 대역의 신호만을 통과시키거나 또는 수신 대역의 신호만을 통과시키도록 구성될 수 있다.
스위치(1233)는 송신 신호 또는 수신 신호 중 어느 하나만을 전달하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 스위치(1233)는 시분할 다중화(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 송신 신호와 수신 신호를 분리하도록 SPDT (Single Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 이때, 송신 신호와 수신 신호는 동일 주파수 대역의 신호이고, 이에 따라 듀플렉서(1231)는 서큘레이터(circulator) 형태로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에서, 스위치(1233)는 주파수 분할 다중화(FDD: Time Division Duplex) 방식에서도 적용 가능하다. 이때, 스위치(1233)는 송신 신호와 수신 신호를 각각 연결 또는 차단할 수 있도록 DPDT (Double Pole Double Throw) 형태로 구성될 수 있다. 한편, 듀플렉서(1231)에 의해 송신 신호와 수신 신호의 분리가 가능하므로, 스위치(1233)가 반드시 필요한 것은 아니다.
한편, 실시 예에 따른 전자 기기는 제어부에 해당하는 모뎀(1400)을 더 포함할 수 있다. 이때, RFIC(1250)와 모뎀(1400)을 각각 제1 제어부 (또는 제1 프로세서)와 제2 제어부(제2 프로세서)로 지칭할 수 있다. 한편, RFIC(1250)와 모뎀(1400)은 물리적으로 분리된 회로로 구현될 수 있다. 또는, RFIC(1250)와 모뎀(1400)은 물리적으로 하나의 회로에 논리적 또는 기능적으로 구분될 수 있다.
모뎀(1400)은 RFIC(1250)를 통해 서로 다른 통신 시스템을 통한 신호의 송신과 수신에 대한 제어 및 신호 처리를 수행할 수 있다. 모뎀(1400)은 4G 기지국 및/또는 5G 기지국으로부터 수신된 제어 정보(Control Information)를 통해 획득할 수 있다. 여기서, 제어 정보는 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 통해 수신될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
모뎀(1400)은 특정 시간 및 주파수 자원에서 제1 통신 시스템 및/또는 제2 통신 시스템을 통해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 RFIC(1250)를 제어할 수 있다. 이에 따라, RFIC(1250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 송신하도록 제1 및 제2 전력 증폭기(1210, 1220)를 포함한 송신 회로들을 제어할 수 있다. 또한, RFIC(1250)는 특정 시간 구간에서 4G 신호 또는 5G 신호를 수신하도록 제1 내지 제4 저잡음 증폭기(310 내지 340)를 포함한 수신 회로들을 제어할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 설명되는 전자 기기에서 동작하는 어플리케이션 프로그램은 사용자 공간(user space), 커널 영역(kernel space) 및 하드웨어(hardware)과 연동하여 구동될 수 있다. 이와 관련하여, 프로그램 모듈(410)은 커널(420), 미들웨어430), API(450), 프레임워크/라이브러리(460) 및/또는 어플리케이션(470)을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(410)의 적어도 일부는 전자 기기 상에 pre-load되거나 외부 기기 또는 서버로부터 다운로드 가능하다.
커널(420)은, 시스템 리소스 매니저(421) 및/또는 디바이스 드라이버(423)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(421)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(421)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부를 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(423)는 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WiFi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다. 미들웨어(430)는, 예를 들면, 어플리케이션(470)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(470)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 사용할 수 있도록 API(460)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(470)으로 제공할 수 있다.
미들웨어(430)는 런타임 라이브러리(425), 어플리케이션 매니저(431), 윈도우 매니저 (432), 멀티미디어 매니저(433), 리소스 매니저(434), 파워 매니저(435), 데이터베이스 매니저(436), 패키지 매니저(437), 커넥티비티 매니저(438), 노티피케이션 매니저(439), 로케이션 매니저(440), 그래픽 매니저(441), 시큐리티 매니저(442), 콘텐트 매니저(443), 서비스 매니저(444) 또는 외부기기 매니저(445) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프레임워크/라이브러리(450)는 범용(general-purpose) 프레임워크 /라이브러리(451) 및 특수 목적(special-purpose) 프레임워크 /라이브러리(452)를 포함할 수 있다. 여기서, 범용 프레임워크/라이브러리(451)와 특수 목적 프레임워크 /라이브러리(452)를 각각 제1 프레임워크/라이브러리(451)와 제2 프레임워크 /라이브러리(452)로 지칭할 수 있다. 제1 프레임워크/라이브러리(451) 및 제2 프레임워크 /라이브러리(452)는 각각 제1 API(461)및 제2 API(462)를 통해 커널 공간 및 하드웨어와 인터페이스될 수 있다. 여기서, 제2 프레임워크 /라이브러리(452)는 인공 지능 (AI) 기능들을 모듈화할 수도 있는 예시적인 소프트웨어 아키텍처일 수 있다. 해당 아키텍처를 이용하여, System on Chip (SoC)으로 구현되는 하드웨어의 다양한 프로세싱 블록들 (예를 들어, CPU (422), DSP (424), GPU (426), 및/또는 NPU (428)) 로 하여금, 어플리케이션 (470)의 실행 시간 동작 동안의 연산들을 지원하는 것을 수행할 수 있다.
어플리케이션(470)은, 예를 들면, 홈(471), 다이얼러(472), SMS/MMS(473), IM(instant message)(474), 브라우저(475), 카메라(476), 알람(477), 컨택트(478), 음성 다이얼(479), 이메일(480), 달력(481), 미디어 플레이어(482), 앨범(483), 와치(484), 페이먼트(payment)(485), 액세서리 관리(486), 헬스 케어, 또는 환경 정보 제공 어플리케이션을 포함할 수 있다.
AI 어플리케이션은 전자 기기가 현재 동작하는 로케이션을 표시하는 장면의 검출 및 인식을 제공할 수도 있는 사용자 공간에서 정의된 함수들을 호출하도록 구성될 수도 있다. AI 어플리케이션은 인식된 장면이 실내 공간 또는 실외 공간인지 여부에 따라 상이하게, 마이크로폰 및 카메라를 구성할 수도 있다. AI 어플리케이션은 현재의 장면의 추정을 제공하기 위하여 Scene Detect 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)에서 정의된 라이브러리와 연관된 컴파일링된 프로그램 코드에 대한 요청을 행할 수도 있다. 이러한 요청은 비디오 및 위치결정 데이터에 기초하여 장면 추정치들을 제공하도록 구성된 심층 신경 네트워크의 출력에 의존할 수도 있다.
런타임 프레임워크 (Runtime Framework)의 컴파일링된 코드일 수도 있는 프레임워크/라이브러리(462)는 AI 어플리케이션에 의해 추가로 액세스 가능할 수도 있다. AI 어플리케이션은 런타임 프레임워크 엔진으로 하여금 특정한 시간 간격으로, 또는 어플리케이션의 사용자 인터페이스에 의해 검출된 이벤트에 의해 트리거링된 장면 추정을 요청하게 할 수도 있다. 장면을 추정하게 될 때, 실행 시간 엔진은 이어서 신호를, SoC상에서 실행되는 리눅스 커널 (Linux Kernel)과 같은 오퍼레이팅 시스템으로 전송할 수도 있다. 오퍼레이팅 시스템은 해당 연산이 CPU (422), DSP (424), GPU (426), NPU (428), 또는 그 일부 조합 상에서 수행되게 할 수도 있다. CPU (422)는 오퍼레이팅 시스템에 의해 직접적으로 액세스될 수도 있고, 다른 프로세싱 블록들은 DSP (424), GPU (426), 또는 NPU (428)를 위한 드라이버 (414 내지 418) 와 같은 드라이버를 통해 액세스될 수도 있다. 예시적인 예에서, 심층 신경 네트워크와 AI 알고리즘은 CPU (422) 및 GPU (426) 와 같은 프로세싱 블록들의 조합 상에서 실행되도록 구성될 수도 있거나, 또한, 심층 신경 네트워크와 같은 AI 알고리즘은 NPU (428) 상에서 실행될 수도 있다.
전술한 바와 같은 특수 목적 프레임워크/라이브러리를 통해 수행되는 AI 알고리즘은 전자 기기에 의해서만 수행되거나 또는 서버 지원 방식(server supported scheme)에 의해 수행될 수 있다. 서버 지원 방식에 의해 AI 알고리즘이 수행되는 경우, 전자 기기는 4G/5G 통신 시스템을 통해 AI 서버와 AI 프로세싱과 연관된 정보를 수신 및 송신할 수 있다.
한편, 도 1a 및 도 2a를 참조하면, 5G 무선 통신 시스템, 즉 5G NR(new radio access technology)이 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 radio access technology에 비해 향상된 mobile broadband 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 massive MTC (Machine Type Communications) 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 뿐만 아니라 reliability 및 latency에 민감한 서비스/단말을 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 eMBB(enhanced mobile broadband communication), Mmtc(massive MTC), URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 radio access technology의 도입이 논의되고 있으며, 본 명세서에서는 편의상 해당 technology를 NR이라고 부른다. NR은 5G 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)의 일례를 나타낸 표현이다.
NR을 포함하는 새로운 RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 새로운 RAT 시스템은 LTE의 OFDM 파라미터들과는 다른 OFDM 파라미터들을 따를 수 있다. 또는 새로운 RAT 시스템은 기존의 LTE/LTE-A의 뉴머롤로지(numerology)를 그대로 따르나 더 큰 시스템 대역폭(예, 100MHz)를 지닐 수 있다. 또는 하나의 셀이 복수 개의 뉴머롤로지들을 지원할 수도 있다. 즉, 서로 다른 뉴머롤로지로 동작하는 하는 단말들이 하나의 셀 안에서 공존할 수 있다.
이와 관련하여, 4G LTE의 경우에는 시스템의 최대 대역폭이 20MHz로 한정되어 있기 때문에 15KHz의 단일 부반송파 간격(Sub-Carrier Spacing, SCS)을 사용하였다. 하지만, 5G NR의 경우에는 5MHz에서 400MHz까지의 채널 대역폭을 지원하므로 하나의 부반송파 간격을 통해 전체 대역폭을 처리하기에는 FFT 처리 복잡도가 증가할 수 있다. 이에 따라, 주파수 대역 별로 사용하는 부반송파 간격을 확장하여 적용할 수 있다.
뉴머로러지(numerology)는 주파수 영역에서 하나의 부반송파 간격(subcarrier spacing)에 대응한다. 기준 부반송파 간격(reference subcarrier spacing)을 정수 N으로 scaling함으로써, 상이한 numerology가 정의될 수 있다. 이와 관련하여, 도 5a는 NR에서의 프레임 구조의 일례를 나타낸다. 한편, 도 5b는 NR에서의 부반송파 간격 변화에 따른 슬롯 길이의 변화를 나타낸다.
NR 시스템은 다수의 뉴머롤로지(numerology)들을 지원할 수 있다. 여기에서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP(Cyclic Prefix) 오버헤드에 의해 정의될 수 있다. 이때, 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수 N(또는, μ)으로 스케일링(scaling) 함으로써 유도될 수 있다. 또한, 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격을 이용하지 않는다고 가정될지라도, 이용되는 뉴머롤로지는 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다. 또한, NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지에 따른 다양한 프레임 구조들이 지원될 수 있다.
이하, NR 시스템에서 고려될 수 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 뉴머롤로지 및 프레임 구조를 살펴본다. NR 시스템에서 지원되는 다수의 OFDM 뉴머롤로지들은 표 1과 같이 정의될 수 있다.
μ △f =2 μ * 15 [kHz] Cyclic prefix(CP)
0 15 Normal
1 30 Normal
2 60 Normal, Extended
3 120 Normal
4 240 Normal
NR은 다양한 5G 서비스들을 지원하기 위한 다수의 numerology(또는 subcarrier spacing(SCS))를 지원한다. 예를 들어, SCS가 15kHz인 경우, 전통적인 셀룰러 밴드들에서의 넓은 영역(wide area)을 지원하며, SCS가 30kHz/60kHz인 경우, 밀집한-도시(dense-urban), 더 낮은 지연(lower latency) 및 더 넓은 캐리어 대역폭(wider carrier bandwidth)를 지원하며, SCS가 60kHz 또는 그보다 높은 경우, 위상 잡음(phase noise)을 극복하기 위해 24.25GHz보다 큰 대역폭을 지원한다. NR 주파수 밴드(frequency band)는 2가지 type(FR1, FR2)의 주파수 범위(frequency range)로 정의된다. FR1은 sub 6GHz range이며, FR2는 above 6GHz range로 밀리미터 웨이브(millimeter wave, mmW)를 의미할 수 있다. 아래 표 2는 NR frequency band의 정의를 나타낸다.
Frequency Range designation Corresponding frequency range Subcarrier Spacing
FR1 450MHz - 6000MHz 15, 30, 60kHz
FR2 24250MHz - 52600MHz 60, 120, 240kHz
NR 시스템에서의 프레임 구조(frame structure)와 관련하여, 시간 영역의 다양한 필드의 크기는 특정 시간 단위의 배수로 표현된다. 도 3a는 SCS가 60kHz의 일례로서, 1 서브프레임(subframe)은 4개의 슬롯(slot)들을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 1 subframe={1,2,4} slot은 일례로서, 1 subframe에 포함될 수 있는 slot(들)의 개수는 1개, 2개, 4개일 수 있다. 또한, mini-slot은 2, 4 또는 7 symbol들을 포함할 수 있거나 그 보다 더 많은 또는 더 적은 심볼들을 포함할 수 있다.도 5b를 참조하면 5G NR phase I의 부반송파 간격과 이에 따른 OFDM 심볼 길이를 나타낸다. 각 부반송파 간격은 2의 승수로 확장되며, 이에 반비례하여 심볼 길이가 감소된다. FR1에서는 주파수 대역/대역폭에 따라 15kHz, 30kHz 및 60kHz의 부반송파 간격을 사용할 수 있다. FR2에서는 60kHz와 120kHz를 데이터 채널에 사용할 수 있고, 240kHz를 동기 신호(synchronization signal)를 위해 사용할 수 있다.5G NR에서는 스케줄링의 기본 단위를 슬롯으로 정의하고, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 개수를 부반송파 간격과 무관하게 도 5a 또는 도 5b와 같이 14개로 제한할 수 있다. 도 3b를 참조하면, 넓은 부반송파 간격을 사용하면 한 슬롯의 길이가 반비례하여 짧아지게 되어 무선 구간에서의 전송 지연을 감소시킬 수 있다. 또한, uRLLC(ultra reliable low latency communication)에 대한 효율적인 지원을 위해 슬롯 단위의 스케줄링 이외에 전술한 바와 같이 미니슬롯(예컨대, 2, 4, 7 심볼) 단위 스케줄링을 지원할 수 있다. 전술한 기술적 특징을 고려하면, 본 명세서에서 설명되는 5G NR에서 슬롯은 4G LTE의 슬롯과 동일한 간격(interval)으로 제공되거나 또는 다양한 크기의 슬롯으로 제공될 수 있다. 일 예로, 5G NR에서 슬롯 간격은 4G LTE의 슬롯 간격과 동일한 0.5ms로 구성될 수 있다. 다른 예로, 5G NR에서 슬롯 간격은 4G LTE의 슬롯 간격보다 좁은 간격인 0.25ms로 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 4G 통신 시스템과 5G 통신 시스템을 각각 제1 통신 시스템과 제2 통신 시스템으로 지칭할 수 있다. 따라서, 제1 통신 시스템의 제1 신호 (제1 정보)는 0.25ms, 0.5ms 등으로 스케일링 가능한 슬롯 간격을 갖는 5G NR 프레임 내의 신호 (정보)일 수 있다. 반면에, 제2 통신 시스템의 제2 신호 (제2 정보)는 0.5ms의 고정된 슬롯 간격을 갖는 4G LTE 프레임 내의 신호 (정보)일 수 있다.
한편, 제1 통신 시스템의 제1 신호는 20MHz의 최대 대역폭을 통해 송신 및/또는 수신될 수 있다. 반면에, 제2 통신 시스템의 제2 신호는 5MHz에서 400MHz까지의 가변 채널 대역폭을 통해 송신 및/또는 수신될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 통신 시스템의 제1 신호는 15KHz의 단일 부반송파 간격(Sub-Carrier Spacing, SCS)으로 FFT 처리될 수 있다.
반면에, 제2 통신 시스템의 제2 신호는 주파수 대역/대역폭에 따라 15kHz, 30kHz 및 60kHz의 부반송파 간격으로 FFT 처리될 수 있다. 이 경우, 제2 통신 시스템의 제2 신호는 FR1 대역으로 변조 및 주파수 변환되어 5G Sub6 안테나를 통해 송신될 수 있다. 한편, 5G Sub6 안테나를 통해 수신된 FR1 대역 신호는 주파수 변환 및 복조 될 수 있다. 이후, 제2 통신 시스템의 제2 신호는 주파수 대역/대역폭에 따라 15kHz, 30kHz 및 60kHz의 부반송파 간격으로 IFFT 처리될 수 있다.
한편, 제2 통신 시스템의 제2 신호는 주파수 대역/대역폭 및 데이터/동기 채널에 따라 60kHz와 120kHz 및 240kHz의 부반송파 간격으로 FFT 처리될 수 있다. 이 경우, 제2 통신 시스템의 제2 신호는 FR2 대역으로 변조되어 5G mmWave 안테나를 통해 송신될 수 있다. 한편, 5G mmWave 안테나를 통해 수신된 FR2 대역 신호는 주파수 변환 및 복조 될 수 있다. 이후, 제2 통신 시스템의 제2 신호는 주파수 대역/대역폭 및 데이터/동기 채널에 따라 60kHz와 120kHz 및 240kHz의 부반송파 간격을 통해 IFFT 처리될 수 있다.
5G NR에서는 다양한 슬롯 길이, 미니 슬롯의 사용 및 서로 다른 부반송파 간격을 사용하는 전송 방식에 대해 심볼 레벨의 시간 정렬을 사용할 수 있다. 따라서, 시간 영역과 주파수 영역에서 eMBB (enhance mobile broadband), uRLLC (ultra reliable low latency communication) 등의 다양한 통신 서비스들을 효율적으로 다중화 할 수 있는 유연성(flexibility)을 제공한다. 또한, 5G NR은 4G LTE와 달리 상향/하향링크 자원 할당을 하나의 슬롯 내에서 도 3과 같이 심볼 레벨로 정의할 수 있다. HARQ (hybrid automatic repeat request) 지연을 감소시키기 위해 전송 슬롯 내에서 바로 HARQ ACK/NACK을 송신할 수 있는 슬롯 구조자 정의될 수 있다. 이러한 슬롯 구조를 자기-포함(self-contained) 구조라고 지칭할 수 있다.
4G LTE와 달리 5G NR에서는 다양한 슬롯의 조합을 통해 FDD 또는 TDD 프레임을 구성하는 공통 프레임 구조를 지원할 수 있다. 이에 따라, 동적 TDD 방식을 도입하여 트래픽 특성에 따라 개별 셀의 전송 방향을 자유롭게 동적으로 조절할 수 있다.
한편, 도 3b와 같은 다중 송수신 시스템이 구비된 일 실시예에 따른 복수의 안테나를 구비하는 전자기기의 구체적인 동작 및 기능에 대해서 이하에서 검토하기로 한다.
일 실시예에 따른 5G 통신 시스템에서, 5G 주파수 대역은 Sub6 대역일 수 있다. 이와 관련하여, 도 6a는 일 실시 예에 따른 복수의 안테나들과 송수신부 회로들이 프로세서와 동작 가능하게 된 결합된 구성도이다. 도 6b는 도 6a의 구성도에서 추가적으로 안테나들과 송수신부 회로들이 프로세서와 동작 가능하게 된 결합된 구성도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 4G 대역 및/또는 5G 대역에서 동작하는 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT4)과 프론트 엔드 모듈(FEM1 내지 FEM7)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT4)과 프론트 엔드 모듈(FEM1 내지 FEM7) 사이에 복수의 스위치들(SW1 내지 SW6)이 배치될 수 있다.
또한, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 4G 대역 및/또는 5G 대역에서 동작하는 복수의 안테나들(ANT5 내지 ANT8)과 프론트 엔드 모듈(FEM8 내지 FEM11)을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT4)과 프론트 엔드 모듈(FEM8 내지 FEM11) 사이에 복수의 스위치들(SW7 내지 SW10)이 배치될 수 있다.
한편, 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT8)을 통해 분기될 수 있는 복수의 신호들은 하나 이상의 필터들을 통해 프론트 엔드 모듈(FEM1 내지 FEM11)의 입력 또는 복수의 스위치들(SW1 내지 SW10)로 전달될 수 있다.
일 예시로, 제1 안테나(ANT1)는 5G 대역에서 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 안테나(ANT1)는 제2 대역(B2)의 제2 신호와 제3 대역(B3)의 제3 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제2 대역(B2)은 n77 대역일 수 있고, 제3 대역(B3)은 n79 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 응용에 따라 변경 가능하다. 한편, 제1 안테나(ANT1)는 수신 안테나 이외에 송신 안테나로도 동작할 수 있다.
이와 관련하여, 제1 스위치(SW1)는 SP2T 스위치 또는 SP3T 스위치로 구성될 수 있다. SP3T 스위치로 구현된 경우, 하나의 출력포트가 테스트 포트로 사용될 수 있다. 한편, 제1 스위치(SW1)의 제1 및 제2 출력포트는 제1 프론트 엔드 모듈(FEM1)의 입력과 연결될 수 있다.
일 예시로, 제2 안테나(ANT2)는 4G 대역 및/또는 5G 대역에서 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 이 경우 제2 안테나(ANT2)는 제1 대역(B1)의 제1 신호를 송신/수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 대역(B1)은 n41 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 응용에 따라 변경 가능하다.
한편, 제2 안테나(ANT2)는 저대역(LB)에서 동작할 수 있다. 또한, 제2 안테나(ANT2)는 중대역(MB) 및/또는 고대역(HB)에서 동작하도록 구성될 수 있다. 여기서, 중대역(MB) 및 고대역(HB)을 MHB로 지칭할 수 있다.
제2 안테나(ANT2)에 연결된 제1 필터 뱅크(FB1)의 제1 출력은 제2 스위치(SW2)와 연결될 수 있다. 한편, 제2 안테나(ANT2)에 연결된 제1 필터 뱅크(FB1)의 제2 출력은 제3 스위치(SW3)와 연결될 수 있다. 또한, 제2 안테나(ANT2)에 연결된 제1 필터 뱅크(FB1)의 제3 출력은 제4 스위치(SW4)와 연결될 수 있다.
이에 따라, 제2 스위치(SW2)의 출력은 LB 대역에서 동작하는 제2 프론트 엔드 모듈(FEM2)의 입력과 연결될 수 있다. 한편, 제3 스위치(SW3)의 제2 출력은 MHB 대역에서 동작하는 제3 프론트 엔드 모듈(FEM3)의 입력과 연결될 수 있다. 또한, 제3 스위치(SW3)의 제1 출력은 5G 제1 대역(B1)에서 동작하는 제4 프론트 엔드 모듈(FEM4)의 입력과 연결될 수 있다. 또한, 제3 스위치(SW3)의 제3 출력은 5G 제1 대역(B1)에서 동작하는 MHB 대역에서 동작하는 제5 프론트 엔드 모듈(FEM5)의 입력과 연결될 수 있다.
이와 관련하여, 제4 스위치(SW4)의 제1 출력은 제3 스위치(SW3)의 입력과 연결될 수 있다. 한편, 제4 스위치(SW4)의 제2 출력은 제3 프론트 엔드 모듈(FEM3)의 입력과 연결될 수 있다. 또한, 제4 스위치(SW4)의 제3 출력은 제5 프론트 엔드 모듈(FEM5)의 입력과 연결될 수 있다.
일 예시로, 제3 안테나(ANT3)는 LB 대역 및/또는 MHB 대역에서 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제2 안테나(ANT2)에 연결된 제2 필터 뱅크(FB2)의 제1 출력은 MHB 대역에서 동작하는 제5 프론트 엔드 모듈(FEM5)의 입력과 연결될 수 있다. 한편, 제2 안테나(ANT2)에 연결된 제2 필터 뱅크(FB2)의 제2 출력은 제5 스위치(SW5)와 연결될 수 있다.
이와 관련하여, 제5 스위치(SW5)의 출력은 LB 대역에서 동작하는 제6 프론트 엔드 모듈(FEM6)의 입력과 연결될 수 있다.
일 예시로, 제4 안테나(ANT4)는 5G 대역에서 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제4 안테나(ANT4)는 송신 대역인 제2 대역(B2)과 수신 대역인 제3 대역(B3)이 주파수 다중화(FDM)되도록 구성될 수 있다. 여기서, 제2 대역(B2)은 n77 대역일 수 있고, 제3 대역(B3)은 n79 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 응용에 따라 변경 가능하다.
이와 관련하여, 제4 안테나(ANT4)는 제6 스위치(SW6)에 연결되고, 제6 스위치(SW6)의 출력 중 하나는 제7 프론트 엔드 모듈(FEM7)의 수신 포트에 연결될 수 있다. 한편, 제6 스위치(SW6)의 출력 중 다른 하나는 제7 프론트 엔드 모듈(FEM7)의 송신 포트에 연결될 수 있다.
일 예시로, 제5 안테나(ANT5)는 WiFi 대역에서 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 제5 안테나(ANT5)는 MHB 대역에서 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 제5 안테나(ANT5)는 제3 필터 뱅크(FB3)에 연결되고, 제3 필터 뱅크(FB3)의 제1 출력은 제1 WiFi 모듈(WiFi FEM1)에 연결될 수 있다. 한편, 제3 필터 뱅크(FB3)의 제2 출력은 제4 필터 뱅크(FB5)에 연결될 수 있다. 또한, 제4 필터 뱅크(FB5)의 제1 출력은 제1 WiFi 모듈(WiFi FEM1)에 연결될 수 있다. 한편, 제4 필터 뱅크(FB5)의 제2 출력은 제7 스위치(SW7)를 통해 MHB 대역에서 동작하는 제8 프론트 엔드 모듈(FEM8)에 연결될 수 있다. 따라서, 제5 안테나(ANT5)는 WiFi 대역 및 4G/5G 대역 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
이와 유사하게, 제6 안테나(ANT6)는 WiFi 대역에서 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 제6 안테나(ANT6)는 MHB 대역에서 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 제6 안테나(ANT6)는 제5 필터 뱅크(FB5)에 연결되고, 제5 필터 뱅크(FB5)의 제1 출력은 제2 WiFi 모듈(WiFi FEM2)에 연결될 수 있다. 한편, 제5 필터 뱅크(FB5)의 제2 출력은 제6 필터 뱅크(FB6)에 연결될 수 있다. 또한, 제6 필터 뱅크(FB5)의 제1 출력은 제2 WiFi 모듈(WiFi FEM2)에 연결될 수 있다. 한편, 제6 필터 뱅크(FB5)의 제2 출력은 제8 스위치(SW8)를 통해 MHB 대역에서 동작하는 제9 프론트 엔드 모듈(FEM9)에 연결될 수 있다. 따라서, 제6 안테나(ANT6)는 WiFi 대역 및 4G/5G 대역 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
도 3b, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 기저대역 프로세서(1400)는 MHB 대역에서 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티를 수행하도록 안테나 및 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 동일한 정보를 제1 신호 및 제2 신호로 송신 및/또는 수신하는 다이버시티 모드에서 인접한 제2 안테나(ANT2)와 제3 안테나(ANT3)가 사용될 수 있다. 반면에, 제1 정보가 제1 신호에 포함되고 제2 정보가 제2 신호에 포함되는 MIMO 모드에서 서로 다른 측면에 배치된 안테나들이 사용될 수 있다. 일 예시로, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 안테나(ANT2)와 제5안테나(ANT5)를 통해 MIMO를 수행할 수 있다. 다른 예시로, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 안테나(ANT2)와 제6 안테나(ANT6)를 통해 MIMO를 수행할 수 있다.
일 예시로, 제7 안테나(ANT7)는 5G 대역에서 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제7 안테나(ANT7)는 제2 대역(B2)의 제2 신호와 제3 대역(B3)의 제3 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제2 대역(B2)은 n77 대역일 수 있고, 제3 대역(B3)은 n79 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 응용에 따라 변경 가능하다. 한편, 제7 안테나(ANT7)는 수신 안테나 이외에 송신 안테나로도 동작할 수 있다.
이와 관련하여, 제9 스위치(SW9)는 SP2T 스위치 또는 SP3T 스위치로 구성될 수 있다. SP3T 스위치로 구현된 경우, 하나의 출력포트가 테스트 포트로 사용될 수 있다. 한편, 제9 스위치(SW9)의 제1 및 제2 출력포트는 제10 프론트 엔드 모듈(FEM10)의 입력과 연결될 수 있다.
일 예시로, 제8 안테나(ANT8)는 4G 대역 및/또는 5G 대역에서 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 이 경우 제8 안테나(ANT8)는 제2 대역(B2)의 신호를 송신/수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 제8 안테나(ANT8)는 제3 대역(B2)의 신호를 송신/수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제2 대역(B2)은 n77 대역일 수 있고, 제3 대역(B3)은 n79 대역일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 응용에 따라 변경 가능하다. 이와 관련하여, 제8 안테나(ANT8)는 제10 스위치(SW10)을 통해 제11 프론트 엔드 모듈(FEM11)과 연결될 수 있다.
한편, 복수의 안테나들(ANT1 내지 ANT8)은 복수의 대역에서 동작할 수 있도록 임피던스 정합 회로(impedance matching circuit, MC1 내지 MC8)과 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 안테나(ANT1), 제4 안테나(ANT4), 제7 안테나(ANT7) 및 제8 안테나(ANT8)와 같이 인접한 대역에서 동작하는 경우 하나의 가변 소자만을 이용할 수 있다. 이 경우, 가변 소자는 전압을 가변하여 커패시턴스를 가변할 수 있도록 구성된 가변 커패시터(variable capacitor)일 수 있다.
반면에, 제2 안테나(ANT2), 제3 안테나(ANT3), 제5 안테나(ANT5) 및 제6 안테나(ANT6)와 같이 이격된 대역에서 동작할 수 있는 경우 둘 이상의 가변 소자만을 이용할 수 있다. 이 경우, 둘 이상의 가변 소자는 둘 이상의 가변 커패시터 또는 가변 인덕터와 가변 커패시터의 조합일 수 있다.
도 3b, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 기저대역 프로세서(1400)는 5G 대역 중 제2 대역(B2) 및 제3 대역(B3) 중 적어도 하나를 통해 MIMO를 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 기저대역 프로세서(1400)는 제2 대역(B2)에서 제1 안테나(ANT1), 제4 안테나(ANT4), 제7 안테나(ANT7) 및 제8 안테나(ANT8) 중 둘 이상을 통해 MIMO를 수행할 수 있다. 한편, 기저대역 프로세서(1400)는 제3 대역(B3)에서 제1 안테나(ANT1), 제4 안테나(ANT4), 제7 안테나(ANT7) 및 제8 안테나(ANT8) 중 둘 이상을 통해 MIMO를 수행할 수 있다. 따라서, 기저대역 프로세서(1400)는 5G 대역에서 2RX 뿐만 아니라 최대 4RX까지 MIMO를 지원하도록 복수의 안테나들과 송수신부 회로(1250)를 제어할 수 있다.
이와 관련하여, 도 7a는 본 발명에 따른 복수의 배열 안테나가 전자 기기 상에 배치되는 구조를 나타낸다. 도 3a, 도 3b 및 도 7a를 참조하면, 제1 배열 안테나(ANT1), 즉 안테나 모듈 1(ANTENNA MODULE 1)은 전자 기기를 형성하는 4개의 측면들(side surfaces)중 일 측면에 배치된다. 한편, 제2 배열 안테나(ANT2), 즉 안테나 모듈 2(ANTENNA MODULE 2)는 상기 일 측면에 대향하는 타 측면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 배열 안테나(ANT1, ANT2)는 좌 측면(left side surface)과 우 측면(right side surface)에 배치될 수 있다. 하지만, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 안테나 모듈 2(ANTENNA MODULE 2)는 안테나 모듈 1(ANTENNA MODULE 1)과 다른 측면에 배치된 임의의 안테나 모듈일 수 있다.
한편, 제3 배열 안테나(ANT3), 즉 안테나 모듈 3(ANTENNA MODULE 3)은 전자 기기의 후면(rear surface) 또는 또 다른 측면에 배치될 수 있다. 한편, 4개의 배열 안테나가 전자 기기의 4개의 측면들에 각각 배치되는 경우, 제4 배열 안테나(ANT4), 즉 안테나 모듈 4(ANTENNA MODULE 4)가 더 구비될 수 있다. 이때, 제3 및 4 배열 안테나(ANT3, ANT4)는 각각 또 다른 측면, 예컨대 상 측면(upper side surface)과 하 측면(lower side surface)에 배치될 수 있다.
복수의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 금속 부재로 이루어진 케이스(202)에서 금속이 제거된 영역에 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 배열 안테나(ANT1, ANT2)가 전자 기기의 좌 측면과 우 측면에 배치되고, 제3 및 4 배열 안테나(ANT3, ANT4)가 상 측면과 하 측면에 배치된 것으로 가정할 수 있다. 반면에, 제1 및 제2 배열 안테나(ANT1, ANT2)가 전자 기기의 상 측면과 하 측면에 배치되고, 제3 및 4 배열 안테나(ANT3, ANT4)가 좌 측면과 우 측면에 배치된 것으로 가정할 수도 있다.
이와 같이 구성되는 제1 내지 제4 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 이용하여 전자 기기의 기저대역 프로세서(모뎀)(1400)은 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티(diversity) 동작을 수행할 수 있다.
이와 관련하여, 제1 내지 제4 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 구성하는 복수의 안테나 소자들은 패치 안테나 소자 또는 다이폴(또는 모노폴) 안테나 소자일 수 있다. 대안으로, 제1 내지 제4 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4) 각각이 패치 안테나 소자로 이루어진 제1 타입 배열 안테나와 다이폴(또는 모노폴) 안테나 소자로 이루어진 제2 타입 배열 안테나를 포함할 수 있다.
한편, 배열 안테나의 개수는 도 7a와 같이 4개에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 전자 기기의 측면 270도 커버리지를 커버하기 위해 3개의 배열 안테나가 사용될 수도 있다. 일 예로, 제1, 2, 3 배열 안테나(ANT1, ANT2, ANT3)를 이용하여 전자 기기의 측면 270도 커버리지를 커버할 수 있다. 다른 예로, 제1, 2, 4 배열 안테나(ANT1, ANT2, ANT4)를 이용하여 전자 기기의 측면 270도 커버리지를 커버할 수 있다.
한편, 도 6a 내지 도 7a를 참조하면, 케이스(202)에 형성되는 복수의 금속 테두리(metal rim)는 각각 4G/5G 안테나에 대응할 수 있다. 여기서, 복수의 금속 테두리(metal rim)에 형성된 5G 안테나는 6GHz 이하 대역의 Sub6 안테나일 수 있다. 반면에, 금속 부재로 이루어진 케이스(202)에서 금속이 제거된 영역에 배치되는 복수의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 mmWave대역에서 동작하는 5G 안테나이다.
한편, 도 7b는 일 실시 예에 따른 제2 타입 배열 안테나가 전자 기기에 배치되는 경우, 전자 기기의 전면 또는 후면으로 방사되는 신호를 통해 빔 포밍을 수행하는 개념도를 나타내다. 도 7a를 참조하면, 3개의 배열 안테나, 예컨대, 제1, 2, 3 배열 안테나(ANT1, ANT2, ANT3)를 이용하여 전자 기기의 측면 270도 커버리지를 커버할 수 있다. 제2, 3, 4 배열 안테나(ANT2, ANT3, ANT4)를 이용하여 전자 기기의 측면 270도 커버리지에서 제1 빔 내지 제3 빔(B1 내지 B3)을 통해 빔 포밍을 수행할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 다이폴(또는 모노폴) 안테나 소자로 이루어진 제2 타입 배열 안테나를 이용하여 전자 기기의 전면 또는 후면에서 제4 빔 내지 제6 빔(B4 내지 B6)을 통해 빔 포밍을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 후면에서 제4 빔 내지 제6 빔(B4 내지 B6)을 형성하는 제2 타입 배열 안테나를 각각 제4 내지 제6 배열 안테나로 지칭할 수도 있다.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 전자 기기에서 구현될 수 있는 배열 안테나들과 다수의 무선 통신 회로와의 구성을 도시한다.
도 3b, 도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 기기는 IFIC(Intermediate Frequency IC)(1300) 및 복수의 RFIC(1251 내지 1254), 그리고 각각 다수의 안테나를 포함하는 복수의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)를 포함할 수 있다. 또한, 전자 기기는 모뎀(Modem, 1400) 및 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor, 1450)를 더 포함할 수 있다.
먼저 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 신호를 송신하고 수신하도록 구성되는 복수의 안테나 소자들로 구성될 수 있다. 상기 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)은 5G 통신을 위한 주파수 대역에서 동작하는 안테나이며, 밀리미터파(mmWave) 통신이 가능한 안테나들일 수 있다.
한편 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)은 전력 증폭기(PA, Power Amplifier) 및 저전력 증폭기(Low Noise Amplifier)를 포함하는 구성일 수 있다. 그리고 상기 전력 증폭기 및 저전력 증폭기는 각각 5G 통신 시스템에서 동작 가능할 수 있다.
각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 각각 수직 편파(V) 및 수평 편파(H)를 송신 또는 수신할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기서, 각각의 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)는 전력 증폭기로부터 증폭된 송신 신호를 방사하는 송신 안테나와 수신 신호를 저잡음 증폭기로 전달하는 수신 안테나로서 동작할 수 있다.
한편 복수의 RFIC(1251 내지 1254)는 각각 위상 천이부(Phase Shifter, 미도시)를 포함할 수 있다. 위상 천이부는 배열 안테나를 구성하는 안테나 소자 각각마다 구비될 수 있다. 그리고 각각의 안테나 소자들 간의 위상차를 이용하여 빔포밍을 수행할 수 있다.
한편, 복수의 RFIC(1251 내지 1254) 중 어느 하나만을 동작시켜, 4개로 분할 가능한 방위각 영역 중 어느 한 영역에서, 전자기기는 기지국과 신호를 송수신할 수 있다. 또는, 복수의 RFIC(1251 내지 1254)를 모두 동작하도록 하고 개별적으로 제어하여, 각 배열 안테나(ANT1 내지 ANT4)마다 서로 다른 각도에서 기지국과 신호를 송수신할 수 있다.
한편, IFIC(1300)가 8개의 포트를 가지는 경우, RFIC는 4쌍의 수직 편파 신호와 수평 편파 신호를 서로 다른 BFIC에 공급할 수 있다. 일 예로 제1 수직 편파 신호 내지 제4 수직 편파 신호는 IFIC(1300)의 제1 포트 내지 제4 포트로 이루어진 PORT-A를 통해 송수신될 수 있다. 또한, 제1 수평 편파 신호 내지 제4 수평 편파 신호는 IFIC(1300)의 제5 포트 내지 제8 포트로 이루어진 PORT-B를 통해 송수신될 수 있다
한편, PORT-A와 PORT-B를 통해 송수신되는 신호가 반드시 서로 직교하는 편파 신호에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, PORT-A와 PORT-B를 통해 송수신되는 신호가 시분할 또는 주파수 분할 가능한 신호일 수 있다. 또한, PORT-A와 PORT-B를 통해 송수신되는 신호가 각각 IF 신호와 제어 신호일 수 있다. 이때, PORT-B를 통해 송수신되는 신호는 제어 신호 이외에 기준 신호(reference signal)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 기준 신호는 RFIC(1251 내지 1254) 내의 로컬 오실레이터에 대한 기준 신호일 수 있다.
한편, 어플리케이션 프로세서(AP, 1450)은 전자 기기 내에 구비되는 센서 모듈 (도 2a의 센서 모듈(140))을 이용하여 전자 기기의 배치 또는 회전 상태 정보를 참조하여 빔 포밍을 수행할 수 있다. 따라서, 전자 기기의 배치 또는 회전 상태를 고려하여 빔 포밍을 수행하여 빔 탐색 시간을 단축시킬 수 있다.
전자 기기 내에 배치되는 복수의 배열 안테나들의 개수는 2개 내지 4개와 같이 다양한 실시예에 따라 변경 가능하다. 이와 관련하여, 도 9a는 일 실시 예에 따라 2개의 배열 안테나 모듈이 전자 기기의 측면에 배치된 구성을 나타낸다. 한편, 도 9b는 2개의 배열 안테나 모듈이 전자 기기의 베이스 라인에 수직하게 배치된 구성과 복수의 안테나 소자로 이루어진 배열 안테나 구성을 나타낸다.
도 9a를 참조하면, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)의 전면에 금속 테두리(metal rim)가 제거될 수 있다. 도 9b를 참조하면, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)은 전자 기기의 베이스 라인(baseline, BL)과 실질적으로 수직하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)을 통해 방사되는 제1 신호 및 제2 신호가 전자 기기의 측면을 통해 방사될 수 있다.
전자 기기의 상부에는 전자기파가 투과되도록 커버 글래스(501)가 배치될 수 있다. 상부에 배치된 커버 글래스(501)와 하부에 배치된 케이스(202) 사이에 유전체 몰드부(dielectric mold portion, 1010a, 1010b)가 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 하부에 배치된 케이스(202)는 금속 케이스(202)일 수 있다.
제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)을 통해 빔 포밍된 제1 신호 및 제2 신호가 측면에 형성된 유전체 몰드부(1010a, 1010b)를 통해 방사될 수 있다. 이와 관련하여, 빔 포밍된 제1 신호 및 제2 신호 중 일부는 상부에 형성된 커버 글래스(501)를 통해 방사될 수 있다. 한편, 커버 글래스(501)와 케이스(202) 배치 구조가 도 9b와 같이 구성에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 커버 글래스(501)가 전자 기기의 하부에 배치되고 케이스(202)가 전자 기기의 상부에 배치될 수도 있다.
제1 배열 안테나 모듈(ANT1)의 너비는 W1으로 표시되고, 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)의 너비를 W2로 표시할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)의 너비(W1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)의 너비(W2)는 동일한 치수로 형성될 수 있다.
한편, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)의 하단에서 케이스(202) 단부까지의 수직 거리는 h1으로 표시할 수 있다. 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)의 하단에서 케이스(202) 단부까지의 수직 거리는 h2로 표시할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)와 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)은 동일한 구성 및 배치 형태를 가지므로, 수직 거리(h1, h2)는 동일한 치수로 형성될 수 있다. 또한, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)의 단부에서 유전체 몰드부(1010a)의 단부까지의 거리는 L1으로 표시할 수 있다. 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)의 단부에서 유전체 몰드부(1010b)의 단부까지의 거리는 L2로 표시할 수 있다. 이와 관련하여, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)와 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)은 동일한 구성 및 배치 형태를 가지므로, 단부까지의 거리(L 1, L2)는 동일한 치수로 형성될 수 있다.
한편, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2) 각각은 복수의 안테나 소자들(R1 내지 R4)를 포함할 수 있다. 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)은 복수의 기판이 적층된 다층 기판 구조로 형성될 수 있다.
복수의 안테나 소자들(R1 내지 R4)의 개수는 4개에 한정되는 것은 아니다. 빔 포밍 분해능을 고려하여 응용에 따라, 복수의 안테나 소자들의 개수는 4개, 6개, 8개 등으로 변경 가능하다. 한편, 다층 기판 구조로 형성되는 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)은 수직 방향으로 2개 이상의 안테나 소자로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)은 광대역 동작할 수 있다. 일 예로, 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)은 28GHz 대역에 해당하는 제1 대역과 39GHz 대역에 해당하는 제2 대역에서 동작할 수 있다.
각각의 안테나 소자들(R1 내지 R4) 간에는 상호 간섭을 저감하기 위한 더미 구조(dummy structure, D1, D2)가 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 더미 구조는 다층 기판 상에 적층된 형태로 구성되는 도전 플레이트 구조(conductive plate structure)일 수 있다. 도전 플레이트 구조와 같은 더미 구조(D1, D2)를 통해 각각의 안테나 소자들(R1 내지 R4) 간 상호 간섭을 저감할 수 있다. 이에 따라, 더미 구조(D1, D2)를 electronic band gap (EBG)로 지칭할 수 있다. 또한, 도전 플레이트 구조와 같은 더미 구조(D1, D2)를 통해 제1 배열 안테나 모듈(ANT1)과 제2 배열 안테나 모듈(ANT2)의 강성(rigidity)와 같은 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 명세서에 설명하는 전자 기기의 내부에 배치되는 배열 안테나 모듈은 수직 방향에서 오프셋 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 도 10은 일 실시 예에 따른 전자 기기의 내부에 배치되는 배열 안테나 모듈이 오프셋 배치된 구성을 나타낸다.
도 10을 참조하면, 높이 h를 갖는 배열 안테나 모듈(ANT)의 중심 선(center line)과 전자 기기의 중심 선과의 오프셋 거리(offset distance, OD)가 발생될 수 있다. 한편, 전자 기기의 하부에 형성되는 케이스(202)의 상단 위치가 배열 안테나 모듈(ANT)의 하단 위치보다 더 높게 형성될 수 있다. 이에 따라, 케이스(202)가 금속 케이스로 형성되는 경우 배열 안테나 모듈(ANT)에 의해 방사되는 신호의 차단 현상이 발생할 수 있다.
이와 관련하여, 도 9b 및 도 10을 참조하면, 안테나 소자의 하단 위치(z1)가 케이스의 상단 위치(z0) 보다 높게 형성되도록 하여 신호 차단 현상을 최소화할 수 있다. 다른 예로, 더미 구조(D1)의 하단 위치(z2)가 케이스(202)의 상단 위치(z0) 보다 높게 형성되도록 하여 신호 차단 현상을 최소화할 수 있다.
전술한 바와 같은 복수의 배열 안테나 모듈이 전자 기기 내에 배치된 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 11은 전자 기기의 서로 다른 측면에 배치되는 복수의 배열 안테나의 구성을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 전자 기기(1000)의 측면에 형성되는 금속 테두리(metal rim)를 구비하는 케이스(202)가 배치될 수 있다. 전자 기기(1000)의 측면에 형성되는 케이스(202)에는 다수의 조작 버튼(manipulation button)이 구비될 수 있다. 이와 관련하여, 조작 버튼은 물리적인 키 버튼 이외에 터치 위치 인식에 기반한 터치 버튼일 수도 있다. 다수의 조작 버튼은 케이스의 양 측면에 구비되는 전원 키(123a), 볼륨 키(123b) 및 AI 키(123c)를 포함할 수 있다. 전원 키(123a), 볼륨 키(123b) 및 AI 키(123c) 등은 전자 기기의 측면에 구비되므로 사이드 키(버튼)(123)으로 지칭할 수 있다.
전자 기기의 측면에 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1) 및 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)이 배치되어 전자 기기의 측면으로 제1 신호 및 제2 신호를 방사할 수 있다. 한편, 전자 기기의 측면 또는 후면에 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)이 배치되어 전자 기기의 후면으로 제3 신호를 방사할 수 있다. 따라서, 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1) 내지 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)과 같은 안테나 모듈(1100)은 복수의 안테나 소자들을 통해 빔포밍된 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된다.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기(1000)는 송수신부 회로(transceiver circuit, 1250) 및 기저대역 프로세서(baseband processor, 1400)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 및 제2 안테나 모듈(ANT2)과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1)을 통해 제1 신호 및 제2 안테나 모듈(ANT2)을 통해 제2 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다. 한편, 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 내지 제3 안테나 모듈(ANT3)과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1)을 통해 제1 신호, 제2 안테나 모듈(ANT2)을 통해 제2 신호 및 제3 안테나 모듈(ANT3)을 통해 제3 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 내지 제3 안테나 모듈(ANT3) 이외에 다른 안테나 모듈을 통해 4개 이상의 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수도 있다. 도 7b 및 도 11을 참조하면, 송수신부 회로(1250)는 다이폴 (모노폴) 안테나와 같은 제2 타입 배열 안테나를 통해 전자 기기의 전면 또는 후면을 통해 신호를 방사할 수 있다. 따라서, 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 내지 제3 안테나 모듈(ANT3) 중 적어도 하나와 제2 타입 배열 안테나 모듈 중 적어도 하나를 통해 신호를 송신 및 수신할 수 있다.
기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 송신 또는 수신된 제1 신호 및 제2 신호를 통해 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티를 수행하도록 구성될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 송신 또는 수신된 제1 신호 내지 제3 신호를 통해 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티를 수행하도록 구성될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 송신 또는 수신된 제1 신호 내지 제4 신호를 통해 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티를 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제4 신호는 제2 타입 배열 안테나 모듈을 통해 송신 또는 수신된 신호일 수 있다.
도 9a 내지 도 11을 참조하면, 전자 기기의 중심 선 또는 베이스 라인을 기준으로 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)은 실질적으로 수직하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)은 중심 선 또는 베이스 라인을 기준으로 실질적으로 90도 각도로 배치될 수 있다.
한편, 전자 기기의 중심 선 또는 베이스 라인을 기준으로 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 소정의 경사 각도(predetermined slant angle)로 경사진 형태로 배치될 수 있다. 일 예로, 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 55도 각도로 틸트된 형태로 배치될 수 있다. 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 55도 각도에서 소정 범위의 각도 범위로 틸트된 형태로 배치될 수 있다. 즉, 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 중심 선 또는 베이스 라인을 기준으로 실질적으로 55도 각도로 배치될 수 있다.
제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)은 전자 기기의 중심 선 또는 베이스 라인을 기준으로 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 즉, 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)은 중심 선 또는 베이스 라인을 기준으로 실질적으로 0도 각도로 배치될 수 있다.
전자 기기의 측면에 배치되는 복수의 안테나 모듈의 배치 구조에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 12a 및 도 12b는 수직하게 배치된 안테나 모듈의 측면도를 나타낸다. 구체적으로, 도 12a는 수직하게 배치된 안테나 모듈에 대응하는 케이스 영역의 금속이 삭제된 구성을 나타낸다. 이와 관련하여, 금속 케이스(202)의 개구 영역(aperture region)의 길이(L)는 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)의 길이(L1)와 같거나 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 도 9b 및 도 12a를 참조하면, 가장 측면에 배치된 안테나 소자(R1 또는 R4)에 의한 fringing field가 발생할 수 있다. 따라서, 개구 영역(aperture region)의 길이(L)를 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)의 길이(L1) 이상으로 형성하여, fringing field가 금속 케이스(202)에 의해 차단되는 현상을 최소화할 수 있다. 한편, 금속 부재로 형성되는 케이스(202)의 개구 영역 또는 일부 영역은 비-금속 부재(non-metal member, 531, 532)로 형성될 수 있다.
도 12b는 도 12a의 안테나 모듈이 전자 기기 내에 배치된 구조의 단면도를 나타낸다. 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 전자 기기(1000) 내에 배치되는 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)은 금속 부재와 중첩(overlap)되는 영역이 없도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 전자 기기(100)의 상부 또는 하부에 전자기파가 투과되도록 커버 글래스(501)가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 기기(1000)는 바디의 외관을 형성하는 케이스(202)를 포함할 수 있다. 커버 글래스(501)는 도 2b의 디스플레이(151)의 윈도우(151a)가 될 수 있으며, 바디의 전면을 형성할 수 있다. 커버 글래스(501)는 강화유리로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이를 커버하면서 시각정보를 표시할 수 있는 투명 재질이면 합성수지 등 다른 재질의 사용도 가능하다.
커버 글래스(501)는 전자 기기의 전면에 배치되는 평면부(501a)와, 안테나의 송신 신호가 커버 글래스(501)를 투과하여 방사되도록 평면부(501a)의 적어도 일단에서 벤딩되도록 구성된 벤딩부(501b)를 구비할 수 있다. 이와 관련하여, 평면 부(planar portion, 501a)은 베이스 라인(BL)에 평행하게 형성될 수 있다.
이와 관련하여, 벤딩부(501b)는 불투명 영역(non-transparent region)으로 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 벤딩부(501b)를 통해 시각정보를 표시하기 위해 적어도 일부가 투명 영역으로 형성될 수도 있다. 따라서, 본 예시에서는 전자 기기의 전면에서 측면을 향하여 굽어져 적어도 측면 일부를 형성하는 윈도우의 엣지 부분이 디스플레이로 활용될 수도 있다. 대안으로, 전자 기기의 상단 및 하단에서 커버 글래스(501a)가 벤딩되며, 벤딩된 부분은 불투명한 베젤 영역(bezel area)을 형성할 수도 있다.
한편, 전자 기기는 금속 테두리(202a)와 커버 글래스(501) 사이에 형성되는 유전체 몰드 부(1010a)를 더 포함할 수 있다.
도 13a 및 도 13b은 다른 실시 예에 따른 전자 기기의 측면에 틸트된 형태로 배치되는 안테나 모듈을 나타낸다. 구체적으로, 도 13a는 전자 기기의 일 측면에서 경사진 형태로 모듈 브래킷에 배치된 안테나 모듈을 포함한 구성에 대한 서로 다른 위치에서의 단면도이다. 도 13b는 도 13a의 안테나 모듈 포함한 구성의 확대도와 방사 영역을 나타낸다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 전자 기기(1000)는 커버 글래스(501), 케이스(202) 및 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 도 12a 및 도 12b와 같이 수직하게 배치된 안테나 모듈을 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)로 지칭할 수 있다. 반면에, 도 13a 및 도 13b와 같이 경사진 형태로 배치된 안테나 모듈을 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)로 지칭할 수 있다.
커버 글래스(501, 502)는 전자 기기의 전면 또는 후면에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 커버 글래스(501)는 전자 기기의 전면에 배치되는 평면부(501a)와, 안테나의 송신 신호가 커버 글래스(501)를 투과하여 방사되도록 평면부(501a)의 적어도 일단에서 벤딩되도록 구성된 벤딩부(501b)를 구비할 수 있다. 이와 관련하여, 평면 부(planar portion, 501a)은 베이스 라인(BL)에 평행하게 형성될 수 있다.
케이스(202)는 전자 기기의 측면에 형성되는 금속 테두리(metal rim, 202b)를 구비할 수 있다. 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 도 9b의 복수의 안테나 소자들(R1 내지 R4)을 통해 빔포밍된 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다.
한편, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 베이스 라인(baseline)으로부터 소정의 경사 각도(predetermined slant angle)로 경사진 형태로 모듈 브래킷(module bracket, 1020)과 체결되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 커버 글래스(501)를 통해 빔포밍된 신호를 방사할 수 있다.
안테나 모듈(ANT2, 1100-2)의 하부 영역 중 일부 영역은 금속 테두리(202b)보다 하부에 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 금속 테두리(202b) 간에 수직 방향으로 소정 높이(OH)의 중첩이 발생할 수 있다.
전자 기기는 금속 테두리(202a)와 커버 글래스(501) 사이에 형성되는 유전체 몰드 부(dielectric mold portion, 1010b)를 더 포함할 수 있다. 한편, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 금속 테두리(202b) 간에 소정 길이(OL)의 중첩에도 불구하고 방사된 신호의 차단이 발생하지 않는다. 이와 관련하여, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)에 의한 빔 커버리지 영역(beam coverage region, BCR)이 금속 테두리(202b)에 의해 차단되지 않도록 소정의 경사 각도가 결정될 수 있다.
이와 관련하여, 전자 기기의 중심 선 또는 베이스 라인을 기준으로 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 소정의 경사 각도(predetermined slant angle)로 경사진 형태로 배치될 수 있다. 일 예로, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 55도 각도로 틸트된 형태로 배치될 수 있다. 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 55도 각도에서 소정 범위의 각도 범위로 틸트된 형태로 배치될 수 있다. 즉, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 중심 선 또는 베이스 라인을 기준으로 실질적으로 55도 각도로 배치될 수 있다.
전자 기기는 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)의 길이 방향으로 금속 테두리(202b) 사이 또는 내부에 형성되는 사이드 키(side key, 123)를 더 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 도 13a (b) 및 도 13b (b)를 참조하면, 금속 테두리(202b)는 사이드 키(123)의 하부에 배치되는 하부 금속 테두리(lower metal rim) (202b-1) 및 사이드 키(123)의 상부에 배치되는 상부 금속 테두리(upper metal rim) (202b-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 사이드 키(123)는 전원 키(123a), 볼륨 키(123b) 및 AI 키(123c) 중 하나일 수 있다. 도 13a를 참조하면, 볼륨 키(123b)가 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 길이 방향으로 소정 길이(OL)의 중첩이 발생할 수 있다.
도 13a (a) 및 도 13b (a)를 참조하면, 사이드 키가 형성되지 않은 제1 영역에서 유전체 몰드부(1010b)는 커버 글래스(501)의 내부에 형성되어 모듈 브래킷(1020)의 하부를 지지하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)에 의한 빔 커버리지 영역(BCR)이 금속 테두리(202b)에 의해 차단되지 않도록 유전체 몰드부(1020)와 커버 글래스(501) 영역에 형성될 수 있다. 특히, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)에 의한 빔 커버리지 영역(BCR)이 금속 테두리(202b)에 의해 차단되지 않도록 유전체 몰드부(1020)와 벤딩부(501b) 영역에 주로 형성될 수 있다.
도 13a (b) 및 도 13b (b)를 참조하면, 사이드 키(123)가 형성된 제2 영역에서 유전체 몰드부(1020)는 상부 금속 테두리(202b-2)의 상부에 배치되어 커버 글래스(501) 내부에 형성될 수 있다. 이 경우, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)에 의한 빔 커버리지 영역이 상부 금속 테두리(202b-2)에 의해 차단되지 않도록 유전체 몰드부(1020)와 커버 글래스(501) 영역에 형성될 수 있다. 특히, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)에 의한 빔 커버리지 영역(BCR)이 상부 금속 테두리(202b-2)에 의해 차단되지 않도록 유전체 몰드부(1020)와 벤딩부(501b) 영역에 주로 형성될 수 있다.
전술한 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)의 안착 구조에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 14a 내지 도 14b는 안테나 모듈이 금속 부재의 케이스의 경사진 면에 안착되는 구조를 나타낸다. 도 14a는 안테나 모듈이 금속 부재의 케이스의 경사진 면에 안착되기 이전의 구성을 나타낸다. 도 14b는 안테나 모듈이 금속 부재의 케이스의 경사진 면에 안착된 구성을 나타낸다. 한편, 도 14c는 금속 부재의 케이스에 안착될 수 있는 모듈 브래킷과 안테나 모듈이 분리된 상태로 표시된 구성을 나타낸다.
도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 모듈 브래킷(1020)은 케이스(202)에 해당하는 금속 프레임의 경사진 면(slanted surface, 202c) 상에 안착되도록 구성될 수 있다. 모듈 브래킷(1020)은 금속 부재의 케이스(202)와의 체결을 위해 금속 부재로 구성될 수 있다. 한편, 모듈 브래킷(1020)은 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)에 대한 그라운드로서 동작하도록 금속 부재로 구성될 수 있다.
도 3a, 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 케이스(202)는 전자 기기의 리어 케이스(203)와 커버 글래스(501)에 해당하는 프론트 케이스 사이에 형성되는 미들 케이스(202)일 수 있다.
미들 케이스(202)에 해당하는 금속 프레임은 경사진 면(202c)과 일체로 형성되는 홀 수용부(hole reception portion, 202d)를 포함할 수 있다. 한편, 모듈 브래킷(1020)과 일체로 형성된 스크루 홀(1021)과 홀 수용부(202d)는 모듈 브래킷(1020)을 고정시키기 위한 스크루를 통해 체결될 수 있다.
전술한 사이드 키(123)는 전자 기기 내부에 배치되는 사이드 키 브래킷을 통해 전자기기 내부에 삽입되도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 15는 일 실시 예에 따른 사이드 키 브래킷을 통해 사이드 키가 안착되는 구성을 나타낸다.
도 15를 참조하면, 전자 기기는 사이드 키(123)를 내부에 수용하도록 내부에 홀이 형성되고, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 지지하도록 구성된 사이드 키 브래킷(1030)을 더 포함할 수 있다. 도 13b 및 도 15를 참조하면, 사이드 키 브래킷(1030)은 유전체로 형성되어 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 통해 방사되는 신호가 사이드 키 브래킷(1030)과 커버 글래스(501)를 통해 방사될 수 있다.
도 13b, 도 14c 및 도 15를 참조하면, 모듈 브래킷(1020)의 하단에는 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 하부에서 지지하도록 구성된 하단 지지부(lower end support portion,1022)가 형성될 수 있다. 하단 지지부(1022)는 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 하부에서 지지하도록 구성된 제1 지지부(1022a) 및 유전체 몰드부(1010b)의 상부에 배치되도록 구성된 제2 지지부(1022b)를 포함할 수 있다. 제1 지지부(1022a)는 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)의 측면을 커버하도록 소정 각도로 형성될 수 있다. 제2 지지부(1022b)는 유전체 몰드부(1010b)의 수평부와 평행하게 베이스 라인에 수평하게 형성될 수 있다.
한편, 하단 지지부(1022)의 상부에는 사이드 키 브래킷(1030)이 배치되고 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 사이드 키 브래킷(1030)은 일부 영역이 중첩(overlap)될 수 있다. 일 예로, 수평부와 평행한 제2 지지부(1022b)의 상부에는 사이드 키 브래킷(1030)이 배치되고 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 사이드 키 브래킷(1030)은 일부 영역이 중첩(overlap)될 수 있다.
모듈 브래킷(1020)의 상단에는 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 상부에서 지지하도록 구성된 상단 지지부(upper end support portion, 1023)가 형성될 수 있다. 상단 지지부(1023)의 일 단은 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 통해 방사되는 신호의 차단을 방지하기 위해 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)의 기판(substrate, SUB)을 커버하지 않도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)의 기판(SUB)은 복수의 기판(S1, S2)으로 구성된 다층 기판일 수 있다.
도 9b, 도 12를 참조하면, 제1 안테나 모듈(ANT1)과 제2 안테나 모듈(ANT2) 각각은 복수의 안테나 소자들(R1 내지 R4)를 포함할 수 있다. 도 14a 내지 도 14c 및 도 15를 참조하면, 제1 안테나 모듈(ANT1)과 제2 안테나 모듈(ANT2)은 복수의 기판이 적층된 다층 기판 구조로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100)은 유전체 캐리어(137), 적어도 하나의 기판(SUB)을 포함하도록 구성될 수 있다.
유전체 캐리어(137)는 모듈 브래킷(1020)에 안착되도록 배치될 수 있다. 한편, 적어도 하나의 기판(SUB)은 유전체 캐리어(137)의 상부에 배치되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)의 적어도 하나의 기판 중 특정 기판의 상부 또는 하부 레이어에 복수의 안테나 소자들이 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 배열 안테나를 구성하는 복수의 안테나 소자들은 상부 기판인 제1 기판(S1)의 전면 또는 후면 또는 하부 기판인 제2 기판(S2)의 전면 또는 후면에 배치될 수 있다. 복수의 안테나 소자들 각각은 대역폭 특성을 개선하기 위해 제1 기판(S1)과 제2 기판(S2)이 적층된 방향으로 적층된 안테나 소자로 구성될 수 있다.
복수의 안테나 소자들 각각의 형상은 동일하게 형성되거나 경우에 따라 서로 다른 형상으로도 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 9b를 참조하면, 복수의 안테나 소자들(R1 내지 R4)의 형상은 사각 패치일 수 있다. 하지만, 복수의 안테나 소자들의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 복수의 안테나 소자들은 소정 각도로 회전된 상태의 임의의 다각형 패치 안테나 또는 원형 패치 안테나로 형성될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 설명되는 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100)은 빔 포밍을 수행하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100) 내에 복수의 안테나 소자들(R1 내지 R4) 간에 위상 가변된 신호(phase varied signal)가 인가되어 빔 포밍이 수행되도록 구성될 수 있다.
도 7a 내지 도 15를 참조하면, 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)은 전자 기기의 타 측면을 통해 제1 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 반면에, 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 전자 기기의 일 측면을 통해 제2 신호를 방사하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)은 전자 기기의 베이스 라인과 수직하게 형성될 수 있다. 반면에, 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 전자 기기의 베이스 라인과 소정의 경사 각도로 경사진 형태로 형성될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)의 하단은 금속 테두리의 상단보다 상부에 배치되어 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)을 통해 방사되는 신호가 상기 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 구성될 수 있다. 반면에, 도 10을 참조하면, 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)의 하부 영역 중 일부는 금속 테두리(202a)의 상단보다 하부에 배치될 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)의 안테나 소자들(R1 내지 R4)의 하단 위치는 금속 테두리(202a)의 상단보다 상부에 배치될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 전자 기기(1000)는 송수신부 회로(transceiver circuit, 1250) 및 기저대역 프로세서(baseband processor, 1400)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 및 제2 안테나 모듈(ANT2)과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1)을 통해 제1 신호 및 제2 안테나 모듈(ANT2)을 통해 제2 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다. 한편, 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 내지 제3 안테나 모듈(ANT3)과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1)을 통해 제1 신호, 제2 안테나 모듈(ANT2)을 통해 제2 신호 및 제3 안테나 모듈(ANT3)을 통해 제3 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 내지 제3 안테나 모듈(ANT3) 이외에 다른 안테나 모듈을 통해 4개 이상의 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수도 있다. 도 7b 및 도 11을 참조하면, 송수신부 회로(1250)는 다이폴 (모노폴) 안테나와 같은 제2 타입 배열 안테나를 통해 전자 기기의 전면 또는 후면을 통해 신호를 방사할 수 있다. 따라서, 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1) 내지 제3 안테나 모듈(ANT3) 중 적어도 하나와 제2 타입 배열 안테나 모듈 중 적어도 하나를 통해 신호를 송신 및 수신할 수 있다.
기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 송신 또는 수신된 제1 신호 및 제2 신호를 통해 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티를 수행하도록 구성될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 송신 또는 수신된 제1 신호 내지 제3 신호를 통해 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티를 수행하도록 구성될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 송신 또는 수신된 제1 신호 내지 제4 신호를 통해 다중 입출력(MIMO) 또는 다이버시티를 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제4 신호는 제2 타입 배열 안테나 모듈을 통해 송신 또는 수신된 신호일 수 있다.
본 명세서에 설명되는 다중 입출력(MIMO) 동작은 둘 이상의 안테나 모듈을 통해 수행될 수 있다. 이와 관련하여, 전자 기기의 서로 다른 측면에 형성된 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)과 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 통해 수행되는 다중 입출력(MIMO) 동작에 대해 설명하면 다음과 같다. 한편, 전자 기기에 배치되는 복수의 안테나 모듈은 전자 기기의 후면을 통해 제3 신호를 방사하도록 구성된 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)을 더 포함할 수 있다. 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)은 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1) 또는 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)과 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 송수신부 회로(1250)는 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)을 통해 제1 신호 및 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 통해 제2 신호를 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다.
기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 기저대역 프로세서(1400)는 송수신부 회로(1250)를 통해 송신 또는 수신된 제1 신호 및 제2 신호를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)과 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 통해 빔 포밍되는 영역이 서로 중첩되지 않도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)과 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 통한 제1 신호와 제2 신호가 공간 격리도(spatial isolation)가 향상될 수 있다.
이와 관련하여, 본 명세서에 설명되는 복수의 안테나 모듈의 배치 형태와 주파수 대역에 따른 안테나 성능은 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 16a 및 도 16b은 일 실시 예에 따른 전자 기기의 다양한 위치에 배치되는 안테나 모듈에 따른 서로 다른 대역에서의 방사 패턴 특성을 비교한 것이다.
도 16a를 참조하면, 전자 기기의 일 측, 예컨대 좌측에 배치되는 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)은 베이스 라인과 수직하게 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 주파수 대역(28GHz)에서 피크 이득은 8.6dBi이고 cumulative distribute function (CDF) @50%는 -1.1dBi이다. 이 경우, 빔 커버리지는 -20도 내지 45도의 범위를 갖는다. 반면에, 제2 주파수 대역(38.5GHz)에서 피크 이득은 피크 이득은 8.6dBi이고 (CDF) @50%는 -2.6dBi이다. 이 경우, 빔 커버리지는 -35도 내지 40도의 범위를 갖는다.
전자 기기의 타 측, 예컨대 우측에 배치되는 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)은 베이스 라인과 소정 각도 경사진 형태로 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 주파수 대역(28GHz)에서 피크 이득은 9.0dBi이고 CDF @50%는 -1.9dBi이다. 이 경우, 빔 커버리지는 15도 내지 45도의 범위를 갖는다. 반면에, 제2 주파수 대역(38.5GHz)에서 피크 이득은 피크 이득은 10.1dBi이고 (CDF) @50%는 -3.2dBi이다. 이 경우, 빔 커버리지는 12.5도 내지 82.5도의 범위를 갖는다.
따라서, 본 명세서에서 설명되는 소정 각도 경사진 형태로 배치된 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)을 통해 금속 프레임이 배치되는 경우에도 안테나 특성을 유지하거나 심지어는 특정 대역에서 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 전자 기기의 서로 다른 측면에서 방사 패턴의 피크 방향을 서로 다른 방향으로 형성하여 신호 송신 및 수신 특성의 다양성(diversification)을 향상시킬 수 있다.
도 16b를 참조하면, 전자 기기의 후면으로 신호를 방사하는 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)은 베이스 라인과 평행하게 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 주파수 대역(28GHz)에서 피크 이득은 9.3dBi이고 CDF @50%는 -2.2dBi이다. 이 경우, 빔 커버리지는 -45도 내지 32.5도의 범위를 갖는다. 반면에, 제2 주파수 대역(38.5GHz)에서 피크 이득은 피크 이득은 10.7dBi이고 (CDF) @50%는 -2.9dBi이다. 이 경우, 빔 커버리지는 -40도 내지 52.5도의 범위를 갖는다.
한편, 전술한 제1 내지 제3 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100-1 내지 1100-3)의 3개의 안테나 모듈을 이용하여 (CDF) @50% 특성을 향상시킬 수 있다. 이와 관련하여, 제1 주파수 대역(28GHz)에서 피크 이득은 9.3dBi이고 CDF @50%는 1.9dBi이다. 이와 관련하여, 피크 이득은 가장 피크 이득이 높은 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)을 사용한 경우와 동일하고 (CDF) @50% 특성은 향상된다. 이와 관련하여, 제1 내지 제3 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100-1 내지 1100-3) 중 어느 하나를 이용하여 최적의 신호 송신 및 수신이 가능하기 때문이다.
제2 주파수 대역(38.5GHz)에서 피크 이득은 10.7dBi이고 CDF @50%는 2.5dBi이다. 이와 관련하여, 피크 이득은 가장 피크 이득이 높은 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)을 사용한 경우와 동일하고 (CDF) @50% 특성은 향상된다. 이와 관련하여, 제1 내지 제3 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100-1 내지 1100-3) 중 어느 하나를 이용하여 최적의 신호 송신 및 수신이 가능하기 때문이다.
전술한 안테나 특성과 관련하여, 제1 내지 제3 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100-1 내지 1100-3)은 모두 1차원 배열 안테나, 예컨대 1x4 배열 안테나로 구성될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100-1 내지 1100-3)의 너비(W1 내지 W3)은 동일하게 설정될 수 있다.
본 명세세에서 설명되는 제1 내지 제3 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100-1 내지 1100-3)를 통해 전자 기기의 수평 방향인 x축 방향으로 빔 포밍을 수행할 수 있다. 이를 위해 제1 내지 제3 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100-1 내지 1100-3)는 도 7a와 같이 1x4 배열 안테나로 구성될 수 있다.
반면에, 제1 내지 제3 안테나 모듈(ANT1 내지 ANT3, 1100-1 내지 1100-3) 중 일부는 도 7a와 같이 1x4 배열 안테나 이외에 2x4 배열 안테나로 구성될 수도 있다. 이 경우, 2x4 배열 안테나를 통해 2차원 빔 포밍이 가능하도록 구성되거나 또는 빔 포밍 없이 지향성 빔이 사용될 수도 있다.
일 실시 예로, 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)의 경우 2x4 배열 안테나를 사용하여도 전자 기기 내부에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)의 너비(W2)는 1x4 배열 안테나인 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)의 너비(W1)보다 더 큰 값을 갖도록 구성될 수 있다. 또한, 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)의 너비(W3)는 1x4 배열 안테나인 제1 안테나 모듈(ANT1, 1100-1)의 너비(W1)보다 더 큰 값을 갖도록 구성될 수 있다.
이와 관련하여, 도 3b 및 도 12 및 도 16을 참조하면, 송수신부 회로(1250) 또는 프론트 엔드 모듈 내의 전력 증폭기 또는 수신 증폭기의 이득을 가변할 수 있다. 일 예로, 제2 안테나 모듈(ANT2, 1100-2)과 제3 안테나 모듈(ANT3, 1100-3)에 2x4 배열 안테나가 사용되면 상기 모듈에 연결된 전력 증폭기 또는 수신 증폭기의 이득을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 전자 기기 내에 구비되는 회로 부품들의 전력 소비를 감소시켜 소비 전력 감소 및 발열 이슈 해결이 가능하다.
이상에서는 실시 예에 따른 복수의 안테나들과 송수신부 회로를 구비하는 전자기기에 대해 살펴보았다. 이러한 복수의 안테나와 송수신부 회로를 통해 기준 신호를 송신하는 전자 기기와 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 17은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 블록 구성도를 예시한다.
도 17을 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 통신 장치(910) 및/또는 제 2 통신 장치(920)을 포함한다. 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나를 포함한다'와 동일한 의미로 해석될 수 있다. 제 1 통신 장치가 기지국을 나타내고, 제 2 통신 장치가 단말을 나타낼 수 있다(또는 제 1 통신 장치가 단말을 나타내고, 제 2 통신 장치가 기지국을 나타낼 수 있다).
기지국(BS: Base Station)은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), gNB(Next Generation NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point), gNB(general NB), 5G 시스템, 네트워크, AI 시스템, RSU(road side unit), 로봇 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말(Terminal)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치, 차량(vehicle), 로봇(robot), AI 모듈 등의 용어로 대체될 수 있다.
제 1 통신 장치와 제 2 통신 장치는 프로세서(processor, 911,921), 메모리(memory, 914,924), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 915,925), Tx 프로세서(912,922), Rx 프로세서(913,923), 안테나(916,926)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(제 1 통신 장치에서 제 2 통신 장치로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(911)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 제 2 통신 장치(920)에 제공하며, 제 2 통신 장치로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(912)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 제 2 통신 장치에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,915)를 통해 상이한 안테나(916)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 제 2 통신 장치에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,925)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(923)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 제 2 통신 장치로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 제 2 통신 장치로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 제 1 통신 장치에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조 된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 제 1 통신 장치에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙 된다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(921)에 제공된다.
UL(제 2 통신 장치에서 제 1 통신 장치로의 통신)은 제 2 통신 장치(920)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 제 1 통신 장치(910)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(925)는 각각의 안테나(926)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(923)에 제공한다. 프로세서 (921)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (924)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.
이상에서는 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈을 구비하는 전자 기기에 대해 설명하였다. 전술한 바와 같은 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈을 구비하는 전자 기기의 기술적 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈을 전자 기기의 서로 다른 측면의 내부에 배치시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈을 소정 각도 회전시켜 금속 프레임과의 간섭을 방지하는 구조를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈에서 일부 모듈을 소정 각도 회전시키고 금속 프레임의 형태를 변경하여 안테나 방사 특성 및 CDF 성능을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다른 안테나 모듈을 위한 금속 테두리가 배치된 상태에서 5G mmWave 대역에서 동작하는 복수의 안테나 모듈에서 일부 모듈을 소정 각도 회전시키고 금속 프레임의 형태를 변경하여 안테나 방사 특성 및 CDF 성능을 개선할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
전술한 본 발명과 관련하여, 복수의 안테나를 구비하는 전자 기기에서 프로세서(180, 1250, 1400)를 포함한 안테나 및 이를 제어하는 제어부의 설계 및 이의 제어 방법은 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (18)

  1. 전자 기기에 있어서,
    전자기파가 투과되는 커버 글래스;
    상기 전자 기기의 측면에 형성되는 금속 테두리(metal rim)를 구비하는 케이스; 및
    복수의 안테나 소자들을 통해 빔포밍된 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 안테나 모듈을 포함하고,
    상기 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인(baseline)으로부터 소정의 경사 각도(predetermined slant angle)로 경사진 형태로 모듈 브래킷(module bracket)과 체결되도록 구성되어, 상기 커버 글래스를 통해 상기 빔포밍된 신호를 방사하는, 전자 기기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나 모듈의 하부 영역 중 일부 영역은 상기 금속 테두리보다 하부에 배치되는, 전자 기기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 금속 테두리와 상기 커버 글래스 사이에 형성되는 유전체 몰드 부(dielectric mold portion)를 더 포함하고,
    상기 안테나 모듈에 의한 빔 커버리지 영역이 상기 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 상기 소정의 경사 각도가 결정되는, 전자 기기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 안테나 모듈의 길이 방향으로 상기 금속 테두리 사이에 형성되는 사이드 키(side key)를 더 포함하고,
    상기 금속 테두리는 상기 사이드 키의 하부에 배치되는 하부 금속 테두리(lower metal rim) 및 상기 사이드 키의 상부에 배치되는 상부 금속 테두리(upper metal rim)를 포함하는, 전자 기기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 사이드 키가 형성되지 않은 제1 영역에서 상기 유전체 몰드부는 상기 커버 글래스의 내부에 형성되어 상기 모듈 브래킷의 하부를 지지하도록 구성되고,
    상기 안테나 모듈에 의한 빔 커버리지 영역이 상기 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 상기 유전체 몰드부와 상기 커버 글래스 영역에 형성되는, 전자 기기.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 사이드 키가 형성된 제2 영역에서 상기 유전체 몰드부는 상기 상부 금속 테두리의 상부에 배치되어 상기 커버 글래스 내부에 형성되고,
    상기 안테나 모듈에 의한 빔 커버리지 영역이 상기 상부 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 상기 유전체 몰드부와 상기 커버 글래스 영역에 형성되는, 전자 기기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 모듈 브래킷은 상기 케이스에 해당하는 금속 프레임의 경사진 면(slanted surface) 상에 안착되도록 구성되는, 전자 기기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 전자 기기의 리어 케이스와 커버 글래스에 해당하는 프론트 케이스 사이에 형성되는 미들 케이스이고,
    상기 미들 케이스에 해당하는 금속 프레임은 상기 경사진 면과 일체로 형성되는 홀 수용부(hole reception portion)를 포함하고,
    상기 모듈 브래킷과 일체로 형성된 스크루 홀과 상기 홀 수용부는 상기 모듈 브래킷을 고정시키기 위한 스크루를 통해 체결되는, 전자 기기.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 사이드 키를 내부에 수용하도록 내부에 홀이 형성되고, 상기 안테나 모듈을 지지하도록 구성된 사이드 키 브래킷을 더 포함하고,
    상기 사이드 키 브래킷은 유전체로 형성되어 상기 안테나 모듈을 통해 방사되는 신호가 상기 사이드 키 브래킷과 상기 커버 글래스를 통해 방사되는, 전자 기기.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 모듈 브래킷의 하단에는 상기 안테나 모듈을 하부에서 지지하도록 구성된 하단 지지부(lower end support portion)가 형성되고,
    상기 하단 지지부의 상부에는 상기 사이드 키 브래킷이 배치되고 상기 안테나 모듈과 상기 사이드 키 브래킷은 일부 영역이 중첩(overlap)되는, 전자 기기.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 모듈 브래킷의 상단에는 상기 안테나 모듈을 상부에서 지지하도록 구성된 상단 지지부(upper end support portion)가 형성되고,
    상기 상단 지지부의 일 단은 상기 안테나 모듈을 통해 방사되는 신호의 차단을 방지하기 위해 상기 안테나 모듈의 기판(substrate)을 커버하지 않도록 구성되는, 전자 기기.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나 모듈은
    상기 모듈 브래킷에 안착되도록 배치되는 유전체 캐리어; 및
    상기 유전체 캐리어의 상부에 배치되는 적어도 하나의 기판을 포함하고,
    상기 안테나 모듈의 상기 적어도 하나의 기판 중 특정 기판의 상부 또는 하부 레이어에 복수의 안테나 소자들이 소정 간격 이격되어 배치되는, 전자 기기.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 안테나 소자들은 소정 각도로 회전된 상태의 임의의 다각형 패치 안테나 또는 원형 패치 안테나로 형성되고,
    상기 안테나 모듈 내에 상기 복수의 안테나 소자들 간에 위상 가변된 신호(phase varied signal)이 인가되어 빔 포밍이 수행하도록 구성된, 전자 기기.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 전자 기기의 타 측면을 통해 제1 신호를 방사하도록 구성된 제1 안테나 모듈을 더 포함하고,
    상기 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 일 측면을 통해 제2 신호를 방사하도록 구성된 제2 안테나 모듈인 것을 특징으로 하는, 전자 기기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인과 수직하게 형성되고, 상기 제2 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인과 소정의 경사 각도로 경사진 형태로 형성되고,
    상기 제1 안테나 모듈의 하단은 상기 금속 테두리의 상단보다 상부에 배치되어 상기 제1 안테나 모듈을 통해 방사되는 신호가 상기 금속 테두리에 의해 차단되지 않도록 구성되는, 전자 기기.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인과 수직하게 형성되고, 상기 제2 안테나 모듈은 상기 전자 기기의 베이스 라인과 소정의 경사 각도로 경사진 형태로 형성되고,
    상기 제1 안테나 모듈의 하부 영역 중 일부는 상기 금속 테두리의 상단보다 하부에 배치되고, 상기 제1 안테나 모듈 내의 안테나 소자들의 하단 위치는 상기 금속 테두리의 상단보다 상부에 배치되는, 전자 기기.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 모듈 및 상기 제2 안테나 모듈과 동작 가능하게 결합되고, 상기 제1 안테나 모듈을 통해 제1 신호 및 상기 제2 안테나 모듈을 통해 제2 신호를 송신 또는 수신하도록 구성된 송수신부 회로; 및
    상기 송수신부 회로와 동작 가능하게 결합되고, 상기 송수신부 회로를 통해 송신 또는 수신된 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 통해 다중 입출력(MIMO)을 수행하도록 구성된 기저대역 프로세서를 더 포함하는, 전자 기기.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 모듈 또는 상기 제2 안테나 모듈과 소정 간격 이격되어 배치되고, 상기 전자 기기의 후면을 통해 제3 신호를 방사하도록 구성된 제3 안테나 모듈을 더 포함하는, 전자 기기.
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