WO2021261960A1 - 차량에 탑재된 밀리미터 파 통신 디바이스 및 밀리미터 파 통신 디바이스의 스위칭 방법 - Google Patents

차량에 탑재된 밀리미터 파 통신 디바이스 및 밀리미터 파 통신 디바이스의 스위칭 방법 Download PDF

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이재웅
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삼성전자 주식회사
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    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]

Definitions

  • the present disclosure relates to a millimeter wave communication device mounted on a vehicle and a method for performing antenna switching by a millimeter wave communication device according to an operation state change.
  • V2X communication Vehicle to Everything communication
  • OTA over-the-air
  • data is transmitted in real time with a camera, LIDAR (Light Detection And Radar) sensor, other radars, or a server. to be transmitted and received, a high data rate and low delay time are required.
  • LIDAR Light Detection And Radar
  • a millimeter wave (mmWave) antenna module is used in V2X communication.
  • the millimeter wave antenna module includes an array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged, and a power amplifier (PA) for increasing an output of an antenna transmission signal is connected to each array antenna.
  • PA power amplifier
  • a millimeter wave communication device mounted on a vehicle requires a high transmission signal output level, unlike a small device such as a smart phone, and a lot of heat may be generated in the power amplifier inside the antenna module.
  • the temperature of the antenna module may rise rapidly under the influence of external temperature.
  • a millimeter wave communication device mounted on a vehicle there are problems in that the output of a transmission signal is lowered due to heat generation and the efficiency of data transmission and reception is lowered. A design or algorithm capable of overcoming these problems is required.
  • the present disclosure recognizes an operating state change due to heat generation of a millimeter wave communication device that is mounted on a vehicle and includes a plurality of antenna modules, and the antenna according to the recognized operational state change for communication connection with a base station and continuity of data transmission and reception
  • An object of the present invention is to provide a method and a millimeter wave communication device for switching
  • an embodiment of the present disclosure provides a millimeter wave communication device mounted on a vehicle.
  • the millimeter wave communication device of the present disclosure includes a plurality of antenna modules for transmitting and receiving data through a millimeter wave communication channel formed with a base station, and is connected to each of the plurality of antenna modules, and selects any one antenna module among the plurality of antenna modules a switching circuit for performing antenna switching by doing so, and a modem connected to the plurality of antenna modules and the switching circuit, and controlling operations of the plurality of antenna modules and the switching circuit, wherein the modem includes one or more A memory for storing a program including instructions, a processor for executing one or more instructions of the program stored in the memory, and for continuity of data communication with the base station, the plurality of antenna modules are disposed at a location and a storage unit for storing beamforming simulation data including information about beam directionality obtained through simulation performed in advance, wherein the processor uses the beamforming simulation data stored in the storage unit, the plurality of Each of
  • the beamforming simulation data is to correct a phase value for beamforming based on a position, an angle, and a beam direction toward the base station at which each of the plurality of antenna modules are disposed when antenna switching is performed
  • the phase correction value obtained in advance through simulation may be included.
  • the millimeter wave communication device is a code word that is a phase shift matrix having a phase value for each of the plurality of antenna modules to perform beamforming with respect to the base station as a variable. It further includes a codebook storage including a, wherein the beam forming simulation data can be obtained by calculating in advance based on the code word included in the codebook storage.
  • each of the plurality of antenna modules includes a temperature sensor for measuring a module temperature
  • the processor measures the module temperature of the first antenna module in operation using the temperature sensor according to a preset time period can do.
  • the processor recognizes a first time point when the measured module temperature of the first antenna module exceeds a preset threshold temperature, and the second antenna from the first antenna module operating at the first time point
  • the switching circuit can be controlled to switch to a module.
  • the processor recognizes a second time point at which the measured module temperature of the first antenna module reaches a preset threshold range lower than the preset threshold temperature, and at the second time point, each of the plurality of antenna modules It can be identified whether the phase value calculation for performing beamforming for the base station is completed.
  • the processor may determine the antenna module to be switched as the second antenna module based on whether the module temperature of each of the plurality of antenna modules and whether the phase value calculation is completed.
  • an embodiment of the present disclosure provides a method for a millimeter wave communication device mounted on a vehicle to perform antenna switching.
  • the method includes transmitting and receiving data through a millimeter wave communication channel formed with a base station through a first antenna module among a plurality of antenna modules spaced apart from each other, and using beamforming simulation data pre-stored in the millimeter wave communication device.
  • calculating a phase value for each of the plurality of antenna modules to perform beamforming by a phase shift with respect to the base station recognizing a change in the operating state of the first antenna module in operation Step, performing antenna switching from the first antenna module to a second antenna module among the plurality of antenna modules according to the recognized operational state change for continuity of data communication with the base station, and the calculated phase value It may include performing, by the second antenna module, beamforming to form a communication channel with the base station by using .
  • the beamforming simulation data is, when antenna switching is performed for continuity of data communication with the base station, the position, angle, and direction of the beam toward the base station at which each of the plurality of antenna modules are disposed.
  • a phase correction value previously obtained through simulation may be included.
  • the beamforming simulation data is obtained by calculating in advance based on a code word included in a codebook pre-stored in the millimeter wave communication device, and the code word is the plurality of Each antenna module may be a phase shift matrix having a phase value for performing beamforming with respect to the base station as a variable.
  • recognizing the change in the operating state of the first antenna module may include measuring the module temperature of the first antenna module according to a preset time period using a temperature sensor.
  • the step of recognizing the change in the operating state of the first antenna module includes recognizing a first time point when the measured module temperature of the first antenna module exceeds a preset threshold temperature, the The switching may include switching from the first antenna module operating at the first time point to the second antenna module.
  • the method includes the steps of recognizing a second time point at which the measured module temperature of the first antenna module reaches a preset threshold range lower than the preset threshold temperature, and the plurality of antenna modules at the second time point The method may further include identifying whether phase value calculation for performing beamforming for each of the base stations is completed.
  • the method further comprises measuring a module temperature of each of the plurality of antenna modules using a temperature sensor, and performing the antenna switching includes: a module temperature of each of the plurality of antenna modules and and determining an antenna module to be switched as the second antenna module based on whether the phase value calculation is completed.
  • another embodiment of the present disclosure provides a computer program product including a computer-readable storage medium in which a program for execution in a computer is recorded.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a method of forming a communication channel with a base station when a millimeter wave communication device performs antenna switching according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure in which a millimeter wave communication device of the present disclosure is disposed in a vehicle.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of components included in a millimeter wave communication device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 4A is a block diagram illustrating components of a millimeter wave communication device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 4B is a block diagram illustrating components of a millimeter wave communication device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment in which a millimeter wave communication device of the present disclosure establishes a communication channel with a base station by performing antenna switching.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of operating a millimeter wave communication device of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a graph illustrating a module temperature according to time of an operating antenna module among a plurality of antenna modules included in the millimeter wave communication device of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of operating a millimeter wave communication device of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a millimeter wave communication device of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating components of a vehicle-based computing system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of learning and recognizing data by interworking between a device and a server according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12 is a diagram for describing an operation in which an operation or function of a millimeter wave communication device is performed using artificial intelligence technology according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a disclosed embodiment in which a millimeter wave communication device of the present disclosure operates in conjunction with a server.
  • FIG. 14 is a diagram for describing FIG. 13 in detail.
  • the expression “configured to (or configured to)” depends on the context, for example, “suitable for”, “having the capacity to” It can be used interchangeably with “,” “designed to”, “adapted to”, “made to”, or “capable of”.
  • the term “configured (or configured to)” may not necessarily mean only “specifically designed to” in hardware. Instead, in some contexts, the expression “a system configured to” may mean that the system is “capable of” with other devices or components.
  • a processor configured (or configured to perform) A, B, and C refers to a dedicated processor (eg, an embedded processor) for performing the operations, or by executing one or more software programs stored in memory; It may refer to a generic-purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing corresponding operations.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a method of forming a communication channel with a base station 10 as a millimeter wave communication device 1000 performs antenna switching according to an embodiment of the present disclosure.
  • the millimeter wave communication device 1000 may include a plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3.
  • the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be mounted on an external structure of the vehicle 100 or disposed within the external structure.
  • the plurality of antenna modules 110 - 1 , 1100 - 2 , and 1100 - 3 may be respectively disposed on a metal structure constituting a roof of the vehicle 100 .
  • the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be disposed to be spaced apart from each other.
  • the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be configured as millimeter wave antennas performing millimeter wave (mmWave) communication with the base station.
  • the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may include an array antenna including a plurality of millimeter wave antenna elements.
  • Each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may include a plurality of array antennas.
  • the first antenna module 1100-1 forms a millimeter wave (mmWave) communication channel with the base station 10 using a plurality of array antennas, , data can be transmitted and received through a communication channel.
  • the first antenna module 1100-1 may form a communication channel with the base station 10 through beamforming using a phase shift method.
  • the first antenna module 1100-1 may form a communication channel with the base station 10 through the first beam B 1 .
  • the millimeter wave communication device 1000 recognizes a change in the operating state of the first antenna module 1100-1 in operation, and for continuity of data communication with the base station 10, the second antenna module 1100-2 and Antenna switching may be performed with any one of the third antenna modules 1100 - 3 .
  • the change in the operating state is the position of the first antenna module 1100-1 with respect to the base station 10 due to the movement of the vehicle 100 or the temperature rise of the first antenna module 1100-1 in operation. and a change of direction.
  • the millimeter wave communication device 1000 may recognize whether the module temperature of the first antenna module 1100-1 exceeds a preset threshold temperature, and perform antenna switching based on the recognition result. . 1 , the millimeter wave communication device 1000 may perform antenna switching from the first antenna module 1100-1 to the second antenna module 1100-2.
  • the second antenna module 1100 - 2 may detect the position of the base station 10 through beam searching and perform beamforming with respect to the base station 10 .
  • the second antenna module 1100 - 2 may form a communication channel with the base station 10 through the second beam B 2 .
  • the millimeter wave communication device 1000 is based on the position, the angle, and the direction of the beam toward the base station 10 at which each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, 1100-3 is disposed. Accordingly, in order to correct a phase value for beamforming, it is possible to store beamforming simulation data obtained through simulation in advance.
  • the 'beam forming simulation data' is data related to a phase correction value for correcting the phase value of the antenna module before switching in consideration of the position and angle of the antenna module switched during antenna switching and the direction of the beam toward the base station 10 may include
  • the millimeter wave communication device 1000 when antenna switching is performed, the millimeter wave communication device 1000 enables the second antenna module 1100 - 2 to perform beamforming toward the base station 10 using pre-stored beamforming simulation data.
  • the phase value can be calculated.
  • each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, 1100-3 is disposed to be spaced apart from each other, and the disposed positions and directions are different, the first antenna module 1100-1 communicates with the base station 10 A first beam B 1 forming a channel and a second beam B 2 forming a communication channel by the second antenna module 1100 - 2 with the base station 10 have different beam directions.
  • the second antenna module 1100-2 When antenna switching is performed from the first antenna module 1100-1 to the second antenna module 1100-2, the second antenna module 1100-2 must perform beam searching for detecting the position of the base station 10. And, during the time period before the location of the base station 10 is searched, data communication may be cut off or data may be lost.
  • the switched antenna module ie, the second antenna module 1100 - 2
  • the switched antenna module is performed using beamforming simulation data previously obtained through simulation.
  • calculates a phase value for performing beamforming toward the base station 10 thereby eliminating the time required for beam searching and performing seamless data communication.
  • the operation method shown in FIG. 1 may be equally applied even when the antenna is switched from the first antenna module 1100-1 to the third antenna module 1100-3.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure in which the millimeter wave communication device 1000 of the present disclosure is disposed in the vehicle 100 .
  • the millimeter wave communication device 1000 includes a plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3, and a plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, 1100- 3) may be mounted on an external structure of the vehicle 100 .
  • the plurality of antenna modules 110 - 1 , 1100 - 2 , and 1100 - 3 may be respectively disposed in a metal structure constituting a roof of the vehicle 100 .
  • the present invention is not limited thereto, and the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may also be disposed on a bonnet, bumper, pillar, or trunk of the vehicle 100 . .
  • the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be disposed to be spaced apart from each other by a preset distance. 2, the first antenna module 1100-1 is disposed in a portion adjacent to a wind screen of the roof of the vehicle 100, and the second antenna module 1100-2 and the second antenna module 1100-2 The three-antenna module 1100 - 3 may be disposed on a roof adjacent to a C pillar of the vehicle 100 .
  • the present invention is not limited thereto.
  • the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may include two or four or more antenna modules.
  • the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be electrically and/or physically connected through the device substrate 1000S.
  • a switching circuit 1200 (refer to FIG. 3 ), an intermediate frequency conversion circuit 1300 (refer to FIG. 3 ), and a modem 1400 (refer to FIG. 3 ) may be mounted on the device substrate 1000S.
  • the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be connected to the switching circuit 1200 through the device substrate 1000S.
  • the structure of the components constituting the millimeter wave communication device 1000 will be described in detail with reference to FIG. 3 .
  • FIG 3 is a diagram illustrating a structure of components included in the millimeter wave communication device 1000 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the millimeter wave communication device 1000 includes a plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3, a switching circuit 1200, an intermediate frequency conversion circuit 1300, and a modem 1400. ) may be included.
  • Each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be connected to the device board 1000S through a cable.
  • Each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may include a plurality of array antennas 1110-1 to 1110-4.
  • the first antenna module 1100-1 may include a plurality of array antennas 1110-1 to 1110-4.
  • the plurality of array antennas 1110-1 to 1110-4 may be phase array antennas.
  • the first array antenna 1110 - 1 is a flexible printed circuit board (FPCB) 1110PCB and a package including a plurality of antenna elements 1110a to 1110n disposed on the flexible printed circuit board 1110PCB can be composed of
  • the plurality of antenna elements 1110a to 1110n may be millimeter wave (mmWave) antennas.
  • a radio frequency integrated circuit (RFIC) is embedded in the flexible printed circuit board 1110PCB, and the RF chip includes a plurality of antenna elements 1110a to 1110n through a solder ball and may be electrically and/or physically connected.
  • the first array antenna 1110-1 includes, for example, a total of 16 antenna elements 1110a to 1110n arranged in 4 ⁇ 4, and the first antenna module 1100-1 includes a total of four array antennas ( 1110-1 to 1110-4) may be included.
  • the first antenna module 1100-1 may include a total of 64 antenna elements 1110a to 1110n arranged in 8 ⁇ 8, but is not limited thereto.
  • each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 includes at least one of an RF circuit (Radio Frequency Integrated Circuit), a power amplifier, an attenuator, a converter, and a temperature sensor.
  • RF circuit Radio Frequency Integrated Circuit
  • a power amplifier may contain one.
  • At least one of the RF circuit, the power amplifier, the attenuator, the converter, and the temperature sensor may be mounted on a printed circuit board and electrically connected to each other.
  • the switching circuit 1200 , the intermediate frequency conversion circuit 1300 , and the modem 1400 may be mounted on the device substrate 1000S and integrated in the form of a package.
  • the device board 1000S may be connected to the TCU 2100 of the vehicle through a cable.
  • the modem 1400 may transmit/receive control data to and from the TCU 2100 through the device board 1000S.
  • 4A is a block diagram illustrating components of a millimeter wave communication device 1000 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the millimeter wave communication device 1000 includes a first antenna module 1100-1, a second antenna module 1100-2, a third antenna module 1100-3, a switching circuit 1200, It may include an intermediate frequency conversion circuit 1300 , and a modem 1400 .
  • the first antenna module 1100-1 may include at least one array antenna 1110 , an RF circuit 1120 , a power management circuit 1130 , and a temperature sensor 1140 .
  • the first antenna module 1100-1 may transmit/receive data through a communication channel formed with the base station using at least one array antenna 1110.
  • At least one array antenna 1110 may include a plurality of antenna elements.
  • the plurality of antenna elements may be millimeter wave (mmWave) antennas capable of transmitting and receiving data in a frequency band between 30 GHz and 300 GHz.
  • mmWave millimeter wave
  • the at least one array antenna 1110 adjusts a phase delay of a transmission signal applied to a plurality of antenna elements using data about a phase value received from the modem 1400, thereby generating a main beam. It may be a phase array antenna configured to adjust the direction of
  • the RF circuit (Radio Frequency Integrated Circuit; RFIC) 1120 is a circuit configured to process the RF signal transmitted and received by the first antenna module 1100-1.
  • the power management circuit 1130 is a circuit configured to apply power to the first antenna module 1100-1, control the applied power, and detect overvoltage or undervoltage.
  • the power management circuit 1130 may include at least one of a voltage regulator, a surge protection circuit, a power sensing circuit, and an auxiliary power source. The power management circuit 1130 may detect whether the first antenna module 1100-1 is overvoltage or undervoltage by using the power detection circuit.
  • the power management circuit 1130 may further include a power amplifier (PA).
  • PA power amplifier
  • the power amplifier may amplify the output of the transmission signal transmitted from the first antenna module 1100-1 to the base station. Because the power amplifier amplifies the output of the transmission signal, heat may be generated in the power amplifier.
  • the temperature sensor 1140 may measure the module temperature of the first antenna module 1100-1. In an embodiment, the temperature sensor 1140 may periodically measure the temperature of the first antenna module 1100-1 according to a preset time period. In an embodiment, the temperature sensor 1140 may be connected to a power amplifier and measure the module temperature of the first antenna module 1100-1 due to heat generated in the power amplifier. The temperature sensor 1140 may transmit information about the measured temperature of the first antenna module 1100-1 to the modem 1400 .
  • the temperature sensor 1140 may be configured as, for example, a thermistor.
  • a thermistor is a semiconductor device whose resistance value changes with temperature.
  • the thermistor may measure the module temperature of the first antenna module 1100-1 by converting a thermal signal into an electrical signal.
  • the present invention is not limited thereto, and the temperature sensor 1140 may be formed of a diode in which a forward voltage is changed according to temperature, a bipolar transistor, or the like.
  • the second antenna module 1100 - 2 and the third antenna module 1100 - 3 include at least one array antenna 1110 , an RF circuit 1120 , and power management in the same manner as the first antenna module 1100-1 . It may include a circuit 1130 , and a temperature sensor 1140 . Since the description of the second antenna module 1100-2 and the third antenna module 1100-3 is the same as that of the first antenna module 1100-1, the overlapping description will be omitted.
  • Each of the first antenna module 1100-1, the second antenna module 1100-2, and the third antenna module 1100-3 may be disposed to be spaced apart from each other by a preset distance.
  • the switching circuit 1200 is connected to the first antenna module 1100-1, the second antenna module 1100-2, and the third antenna module 1100-3, and is controlled by the modem 1400 to Antenna switching may be performed by selecting one of the antenna module 1100-1, the second antenna module 1100-2, and the third antenna module 1100-3.
  • An antenna module selected through the switching circuit 1200 may be put into an operating state, and other antenna modules may be switched to a standby state.
  • the antenna module selected by the switching circuit 1200 may form a communication channel with the base station and transmit/receive data.
  • An intermediate frequency integrated circuit (IFIC) 1300 may convert a frequency band of a transmission/reception signal.
  • the intermediate frequency conversion circuit 1300 converts the baseband frequency band into a frequency band used by the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 including millimeter wave antenna elements.
  • a frequency band can be converted into an intermediate frequency band.
  • the intermediate frequency conversion circuit 1300 is the base Frequency conversion may be performed from the band frequency band to a frequency band in the range of 8 GHz or more and 10 GHz or less, which is an intermediate frequency band.
  • the intermediate frequency conversion circuit 1300 may include a bandwidth up converter and a bandwidth down converter.
  • a modem (modem) 1400 is electrically and / or physically connected to a plurality of antenna modules (1100-1, 1100-2, 1100-3), a switching circuit 1200, and an intermediate frequency conversion circuit 1300, respectively, and , the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, 1100-3, the switching circuit 1200, and the intermediate frequency conversion circuit 1300 may control the operation or function.
  • the modem 1400 may include a processor 1410 , a memory 1420 , a codebook storage 1430 , a simulation data storage 1440 , and a transceiver 1450 .
  • the processor 1410 may execute one or more instructions of a program stored in the memory 1420 .
  • the processor 1410 may be configured as a hardware component that performs arithmetic, logic, input/output operations and signal processing.
  • the processor 1410 is, for example, a central processing unit (Central Processing Unit), a microprocessor (microprocessor), a graphic processor (Graphic Processing Unit), Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processors (DSPDs). Signal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), and FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) may be configured as at least one, but is not limited thereto.
  • the processor 1410 may be configured as a communication processor (CP).
  • CP communication processor
  • the memory 1420 may include, for example, a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, or a card type memory (eg, SD or XD memory). etc.), non-volatile memory including at least one of ROM (Read-Only Memory), and Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), and Random Access Memory (RAM) ) or volatile memory such as static random access memory (SRAM).
  • ROM Read-Only Memory
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
  • PROM Programmable Read-Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the memory 1420 may store instructions, data structures, and program codes readable by the processor 1410 .
  • the processor 1410 may be implemented by executing instructions or codes of a program stored in a memory.
  • each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 transmits a beam to the base station using beamforming simulation data pre-stored in the simulation data storage unit 1440 .
  • Calculating a phase value for performing beamforming recognizing a change in the operating state of the first antenna module 1100-1 in operation among the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3, , performs antenna switching from the first antenna module 1100-1 to the second antenna module 1100-2 according to the recognized operational state change, and uses the calculated phase value to the second antenna module 1100-2
  • Program codes or instructions for performing beamforming for forming a communication channel with the base station may be stored.
  • the plurality of antenna modules 1100-1 , 1100-2, 1100-3) may calculate a phase value for performing beamforming by phase shift with respect to the base station, respectively.
  • the 'beam forming simulation data' includes each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 so that data communication can be continuously maintained even when antenna switching is performed. Based on the arrangement position, angle, and the direction of the beam toward the base station, it may include beamforming related data previously obtained through simulation.
  • the beamforming simulation data may include data on a phase value enabling each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 to perform beamforming toward the base station.
  • the processor 1410 includes position information regarding the positions and angles at which the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 are disposed and the beam formed between the operating antenna module and the base station.
  • the waiting antenna module may pre-calculate a phase value for beamforming with respect to the base station, and store the calculated phase value data in the simulation data storage unit 1440 .
  • the phase value data stored in the simulation data storage unit 1440 is determined as a reference phase value as a reference phase value for the antenna module in operation to perform beamforming for forming a communication channel with respect to the base station, and is converted to an operating antenna module due to antenna switching.
  • a candidate antenna module In order for a candidate antenna module to be selected to perform beamforming on the same base station, it may be data regarding a correction value for correcting a phase value based on a reference phase value.
  • the codebook storage unit 1430 is a phase shift matrix having, as a variable, a phase value for each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 to perform beamforming with respect to the base station. It is possible to store a codebook comprising an encoded word (code word). In the beamforming using a codebook, a phase shift matrix is determined using a plurality of phase values included in the codebook storage unit 1430, and each of the phase shift matrices is multiplied by a vector component according to communication channel information. It may be performed by determining the code word index and using the determined code word index.
  • the processor 1410 may calculate beamforming simulation data based on a code word stored in the codebook storage unit 1430 .
  • the codebook storage unit 1430 and the simulation data storage unit 1440 may be configured as non-volatile memories.
  • the codebook storage unit 1430 and the simulation data storage unit 1440 may include a flash memory, a hard disk, a multimedia card micro, and a card type memory (eg, SD or XD memory), ROM (Read-Only Memory), and non-volatile memory including at least one of Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), and Programmable Read-Only Memory (PROM). have.
  • the processor 1410 changes the operating state of an antenna module performing an operation for transmitting and receiving data by forming a communication channel with a base station among the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 can recognize For example, when the operating antenna module is the first antenna module 1100-1, the temperature rise of the first antenna module 1100-1 is recognized, or the first antenna module 1100- A change in at least one of the position and direction of 1) may be recognized.
  • the processor 1410 obtains vehicle location coordinate value information from a GPS sensor included in the TCU 2100 of the vehicle, and uses the obtained vehicle location coordinate value information to at least one of a location and a direction of the vehicle. One change can be recognized.
  • the processor 1410 receives each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 from the temperature sensor 1140 included in each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3. information about the module temperature of In an embodiment, the processor 1410 may periodically acquire the module temperature measured according to a time period preset by the temperature sensor 1140 .
  • the processor 1410 transmits an antenna from the operating first antenna module 1100-1 to any one of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 according to the recognized operating state change.
  • the switching circuit 1200 may be controlled to perform switching.
  • the processor 1410 may control the switching circuit 1200 to perform antenna switching when the module temperature of the operating first antenna module 1100-1 exceeds a preset threshold temperature.
  • the processor 1410 may determine an antenna module to be switched based on whether the module temperature and phase values of each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 have been calculated. In one embodiment, the processor 1410 has the lowest measured module temperature among the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3, and transmits beamforming simulation data stored in the simulation data storage unit 1440. An antenna module for which the calculation of the used phase value has been completed may be determined as the antenna module to be switched.
  • the processor 1410 determines the second antenna module 1100 - 2 as the antenna module to be switched, the switching circuit 1200 disconnects the connection with the first antenna module 110 - 1 , and the second The switching circuit 1200 may be controlled to be connected to the antenna module 1100 - 2 .
  • the processor 1410 may control the second antenna module 1100 - 2 to perform beamforming for forming a communication channel with the base station by using the calculated phase value. Since the processor 1410 has previously calculated a phase value for the second antenna module 1100-2 to perform beamforming with respect to the base station before switching the antenna, the millimeter wave communication device 1000 is the first antenna module 1100- Even if antenna switching is performed from 1) to the second antenna module 1100 - 2 , seamless data communication may be provided.
  • the transceiver 1450 may perform data communication between the millimeter wave communication device 1000 and a Telematic Control Unit (TCU) 2000 mounted on a vehicle.
  • the millimeter wave communication device 1000 may perform communication with the TCU 2100 according to a controller area network (CAN).
  • the transceiver 1450 may transmit data acquired through at least one antenna module among the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 by performing CAN communication.
  • the transceiver 1450 may transmit data for autonomous driving of the vehicle, high-resolution map data, or vehicle operating system update data received through an over-the-air (OTA) method to the TCU 2100 .
  • the transceiver 1450 may receive at least one of vehicle location information (eg, GPS location data), map information, and vehicle sensing information from the TCU 2100 .
  • the TCU 2100 is a system for controlling a vehicle and may be embedded in the vehicle.
  • the TCU is, for example, a Global Positioning System (GPS) unit that obtains latitude and longitude values according to the movement or stopping of the vehicle, and mobile communication that provides the obtained location coordinate values to a Geographic Information System (GIS). for communication interface (eg, GSM, Wi-Fi, WiMax, or LTE network interface).
  • GPS Global Positioning System
  • GIS Geographic Information System
  • the millimeter wave communication device 1000 ′ includes a first antenna module 1100-1, a second antenna module 1100-2, a third antenna module 1100-3, and a switching circuit 1200. , a plurality of intermediate frequency conversion circuits 1300-1 to 1300-3, and a modem 1400 may be included.
  • the first antenna module 1100-1, the second antenna module 1100-2, the third antenna module 1100-3, the switching circuit 1200, and the modem 1400 shown in FIG. 4B are shown in FIG. 4A. Since it is the same as the components described above, the overlapping description will be omitted.
  • millimeter wave communication device 1000 ′ may include a plurality of intermediate frequency conversion circuits 1300-1 to 1300-3.
  • the first intermediate frequency conversion circuit 1300-1 may be electrically and/or physically connected to the first antenna module 1100-1.
  • the first intermediate frequency conversion circuit 1300-1 may convert a frequency band of a transmission/reception signal through the first antenna module 1100-1.
  • the first intermediate frequency conversion circuit 1300-1 converts the baseband frequency band into an intermediate frequency band used by the first antenna module 1100-1 including a millimeter wave antenna element. It can be converted to a frequency band.
  • the first intermediate frequency conversion circuit (1300- 1) may perform frequency conversion from a baseband frequency band to a frequency band ranging from 8 GHz to 10 GHz, which is an intermediate frequency band.
  • the second intermediate frequency conversion circuit 1300-2 is connected to the second antenna module 1100-2 and the third intermediate frequency conversion circuit 1300-3 is connected to the third antenna module 1100-3, respectively. , it is possible to convert the frequency band of the transmission and reception signal.
  • the millimeter wave communication device 1000' shown in FIG. 4B has a plurality of intermediate frequency conversion circuits 1300-1 to 1300- in each of the plurality of antenna modules 1100-1 to 1100-3. 3) is connected, it is possible to reduce data loss that may occur when data is moved between the antenna module and the modem 1400 .
  • FIG 5 is a diagram illustrating an embodiment in which the millimeter wave communication device 1000 of the present disclosure forms a communication channel with the base station 10 as the antenna switching is performed.
  • a plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be disposed on an external structure of the vehicle 100, and may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the first antenna module 1100-1 is disposed to be spaced apart from the second antenna module 1100-2 and the first distance d 1
  • the third antenna module 1100-3 ) and the second distance (d 2 ) may be disposed to be spaced apart.
  • the second antenna module 1100 - 2 and the third antenna module 1100 - 3 may be disposed to be spaced apart by a third distance d 3 .
  • each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, and 1100-3 may be arranged to form a preset angle.
  • the first antenna module 1100-1 forms a first angle ⁇ 1 with respect to the X-axis with the second antenna module 1100-2
  • the third antenna module 1100-3 is It may be arranged to form a second angle ⁇ 2 .
  • each of the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, 1100-3 is spaced apart from each other by a predetermined distance and is disposed to form a predetermined angle, the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, 1100 -3)
  • the direction of the beam for forming a communication channel with respect to each same base station 10 is different.
  • the switched antenna module In order to perform beamforming on the base station 10, beam searching must be performed, and even when beam searching is completed, a phase value for beamforming for the base station 10 must be calculated. , data loss may occur.
  • switching to another antenna module is performed. In this case, there is a problem in that communication may be cut off or data may be lost.
  • the module temperature of the first antenna module 1100-1 performing data communication by forming a communication channel with the base station 10 exceeds a preset temperature or , or when a change in the position and direction of the first antenna module 1100-1 is recognized, the second in standby among the plurality of antenna modules 1100-1, 1100-2, 1100-3 before performing antenna switching.
  • the second antenna module 1100-2 and the third antenna module 1100-3 calculate a phase value for beamforming to the base station 10, and the second antenna module ( When 1100-2) is selected, beamforming may be performed on the base station 10 using a phase value calculated in advance with respect to the second antenna module 1100-2.
  • the millimeter wave communication device 1000 uses the beamforming simulation data pre-stored in the simulation data storage unit 1440 (refer to FIGS. 4A and 4B ) so that the second antenna module 1100 - 2 is the base station 10 . ), a phase value capable of performing beamforming may be calculated. Accordingly, in the millimeter wave communication device 1000 of the present disclosure, even when antenna switching is performed due to heat generation of an operating antenna module, communication with the base station 10 is not interrupted, continuity can be maintained, and data loss is also can be prevented In addition, the millimeter wave communication device 1000 of the present disclosure may also improve the problem of a decrease in output of a transmission signal due to heat generated by the antenna module in operation.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operating method of the millimeter wave communication device 1000 of the present disclosure.
  • the millimeter wave communication device 1000 transmits/receives data using a communication channel formed with the base station by using the first antenna module among the plurality of antenna modules.
  • the plurality of antenna modules may be disposed on an external structure of the vehicle, and may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • Each of the plurality of antenna modules may include at least one array antenna, and the array antenna may include a plurality of antenna elements.
  • the plurality of antenna elements may be millimeter wave (mmWave) antennas capable of transmitting and receiving data in a frequency band between 30 GHz and 300 GHz.
  • mmWave millimeter wave
  • the array antenna may be a phase array antenna configured to adjust a direction of a main beam by adjusting a phase delay of a transmission signal applied to a plurality of antenna elements.
  • the millimeter wave communication device 1000 may control the first antenna module to form a communication channel with the base station through beamforming for the base station.
  • the millimeter wave communication device 1000 calculates a phase value for each of the plurality of antenna modules to perform beamforming for the base station by using pre-stored beamforming simulation data.
  • 'Beam forming simulation data' is based on the position, angle, and direction of the beam toward the base station where each of the plurality of antenna modules is disposed so that data communication can be maintained seamlessly and continuously even when antenna switching is performed. It may include beamforming-related data previously acquired through simulation in advance.
  • the beamforming simulation data may include a correction value of a phase for each of the plurality of antenna modules to perform beamforming toward the base station.
  • the millimeter wave communication device 1000 determines a phase value for beamforming for beamforming for forming a communication channel with respect to a base station by an antenna module in operation as a reference phase value, and the antenna module in standby transmits a beam to the same base station. It may be data regarding a correction value for correcting a phase value based on a reference phase value for forming.
  • the beamforming simulation data may be obtained by calculating based on a code word previously stored in the codebook storage unit 1430 (refer to FIGS. 4A and 4B ) of the millimeter wave communication device 1000 .
  • the 'code word' refers to a phase shift matrix in which each of the plurality of antenna modules has a phase value for performing beamforming with respect to the base station as a variable.
  • the millimeter wave communication device 1000 recognizes a change in the operating state of the first antenna module in operation.
  • the operating state change may include, for example, at least one of a change in the position and direction of the first antenna module due to an increase in the module temperature of the first antenna module and movement of the vehicle.
  • the millimeter wave communication device 1000 measures the module temperature of the first antenna module using a temperature sensor included in the first antenna module, and determines whether the measured module temperature exceeds a preset threshold temperature.
  • the millimeter wave communication device 1000 may measure the module temperature of the first antenna module according to a preset time period, and obtain information about the periodically measured module temperature from the temperature sensor. The millimeter wave communication device 1000 may determine that the operating state has changed when the module temperature of the first antenna module exceeds a preset threshold temperature.
  • the millimeter wave communication device 1000 performs antenna switching from the first antenna module to the second antenna module according to the change in the operating state.
  • the millimeter wave communication device 1000 may use the switching circuit 1200 (refer to FIGS. 4A and 4B ) to switch the data transmission/reception path from the existing first antenna module to the second antenna module.
  • step S650 the millimeter wave communication device 1000 performs beamforming for the second antenna module to form a communication channel with the base station by using the calculated phase value.
  • the millimeter wave communication device 1000 uses the phase correction value calculated in advance in step S620, compared to the reference phase value at which the first antenna module performs beamforming for the base station, the switched second antenna module A phase value for beamforming to the same base station can be corrected.
  • the millimeter wave communication device 1000 may control the second antenna module so that the second antenna module performs beamforming with respect to the base station by using the corrected phase value.
  • FIG. 7 is a graph illustrating a module temperature according to time of an operating antenna module among a plurality of antenna modules included in the millimeter wave communication device 1000 of the present disclosure.
  • the temperature of the operating antenna module may increase with time.
  • the millimeter wave communication device 1000 may measure the module temperature of the antenna module by using a temperature sensor included in the antenna module. In an embodiment, the millimeter wave communication device 1000 may periodically measure the module temperature of the antenna module according to a time period preset by the temperature sensor.
  • the millimeter wave communication device 1000 may recognize a first time point t 1 at which the module temperature of the operating antenna module reaches a low threshold range ⁇ T from a preset threshold temperature T th .
  • the critical range ⁇ T refers to a temperature range that is lower than the threshold temperature T th by a preset temperature range.
  • the threshold range ⁇ T means a range greater than or equal to the switching preparation temperature T p and less than or equal to the threshold temperature T th .
  • the millimeter wave communication device 1000 is configured for each of the remaining antenna modules except for the operating antenna module among the plurality of antenna modules. It is confirmed whether the calculation of the beamforming phase value for Among the components of the millimeter wave communication device 1000, the processor 1410 (see FIGS. 4A and 4B) of the modem 1400 (see FIGS. 4A and 4B) is stored in the simulation data storage unit 1440 (see FIGS. 4A and 4B). Using the stored beamforming simulation data, each of the at least one antenna module on standby among the plurality of antenna modules may calculate a phase value for performing beamforming on the base station. In an embodiment, the processor 1410 may check whether the calculation of the phase value for each of the at least one antenna module waiting at the first time point t 1 is completed.
  • the millimeter wave communication device 1000 may recognize a second time point t 2 at which the module temperature of the operating antenna module exceeds a preset threshold temperature T th . At the second time point t 2 , the millimeter wave communication device 1000 may change the antenna module in operation to any one antenna module among the waiting antenna modules by performing antenna switching.
  • the processor 1410 may determine an antenna module to be switched based on whether the module temperature and phase value calculation of each of the at least one antenna module in standby are completed. In one embodiment, the processor 1410 has the lowest measured module temperature among at least one antenna module in standby, and the calculation of the phase value using the beam forming simulation data stored in the simulation data storage unit 1440 is completed. It can be determined by the antenna module to be switched.
  • Step S810 to S840 shown in FIG. 8 are concrete steps of step S630 shown in FIG. 6 .
  • Step S850 shown in FIG. 8 is a step illustrating a specific embodiment of step S640 shown in FIG. 6 .
  • Step S810 shown in FIG. 8 may be performed after step S620 shown in FIG. 6 is performed.
  • step S650 shown in FIG. 6 may be performed.
  • the millimeter wave communication device 1000 periodically measures the module temperature of the first antenna module by using the temperature sensor.
  • the processor 1410 (refer to FIGS. 4A and 4B) of the modem 1400 (refer to FIGS. 4A and 4B) is a first antenna module that is an operating antenna module. By using the included temperature sensor, the module temperature of the first antenna module may be measured. In an embodiment, the processor 1410 may periodically measure the module temperature of the first antenna module according to a preset time period.
  • step S820 the millimeter wave communication device 1000 recognizes a first time point at which the module temperature of the first antenna module reaches a threshold range lower than a preset threshold temperature.
  • the 'critical range' means a range of a temperature lower by a preset temperature range from the critical temperature.
  • the millimeter wave communication device 1000 identifies whether the phase value calculation for each of the plurality of antenna modules to perform beamforming for the base station at the first time point is completed (identify).
  • the processor 1410 uses the beam forming simulation data stored in the simulation data storage unit 1440 (refer to FIGS. 4A and 4B ), and a plurality of waiting antenna modules except for the first antenna module in operation among the plurality of antenna modules. may calculate a phase value for the antenna module to perform beamforming for the same base station.
  • the processor 1410 may check whether the phase value calculation for each of the plurality of antenna modules waiting at the first time point has been completed.
  • step S840 the millimeter wave communication device 1000 recognizes a second time point when the module temperature of the first antenna module exceeds the threshold temperature.
  • the millimeter wave communication device 1000 performs antenna switching from the first antenna module operating at the second time point to the second antenna module.
  • the processor 1410 may change the operating first antenna module to a second antenna module among a plurality of standby antenna modules by performing antenna switching at a second time point. For example, the processor 1410 determines the second antenna module as the antenna module to be switched, the switching circuit 1200 (refer to FIGS. 4A and 4B ) disconnects the connection from the first antenna module, and the second antenna module and The switching circuit 1200 may be controlled to be connected.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operating method of the millimeter wave communication device 1000 of the present disclosure.
  • Steps S910 and S920 shown in FIG. 9 are concrete steps of step S640 shown in FIG. 6 .
  • Step S910 shown in FIG. 9 may be performed after step S630 shown in FIG. 6 is performed.
  • step S650 illustrated in FIG. 6 may be performed.
  • the millimeter wave communication device 1000 measures the module temperature of each of the plurality of antenna modules using the temperature sensor.
  • the processor 1410 of the modem 1400 which is a component of the millimeter wave communication device 1000 , uses a temperature sensor included in each of the plurality of antenna modules, and uses a plurality of antennas. Each module temperature can be measured.
  • the temperature sensor may, for example, consist of a thermistor. However, the present invention is not limited thereto, and the temperature sensor may be formed of a diode in which a forward voltage is changed according to temperature, a bipolar transistor, or the like.
  • the processor 1410 may periodically measure the module temperature of each of the plurality of antenna modules according to a preset time period.
  • the millimeter wave communication device 1000 determines an antenna module to be switched based on whether the calculation of the module temperature and phase value of each of the plurality of antenna modules is completed.
  • the processor 1410 has the lowest measured module temperature among the remaining antenna modules excluding the operating antenna module among the plurality of antenna modules, and a phase value using the beam forming simulation data stored in the simulation data storage unit 1440 . It is possible to determine the antenna module for which the calculation of is completed as the antenna module to be switched.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating components of a vehicle-based computing system 2000 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the vehicle-based computing system 2000 controls driving of the vehicle 100 (refer to FIG. 2 ), transmits/receives data about the vehicle 100 , or controls the operation of an auxiliary device of the vehicle 100 (eg, a window , opening and closing of doors) means a set of electronic devices.
  • the electronic device 2010 included in the vehicle-based computing system 2000 may be a device mounted on the vehicle 100 , a device connected to a device mounted on the vehicle 100 by wire or wirelessly, or a device near the vehicle 100 . It may be a device located in
  • the vehicle-based computing system 2000 illustrated in FIG. 10 may include the millimeter wave communication device 1000 illustrated in FIG. 4A and/or the millimeter wave communication device 1000 ′ illustrated in FIG. 4B .
  • the electronic device 2010 may be the same as the millimeter wave communication device 1000 illustrated in FIG. 4A and/or the millimeter wave communication device 1000 ′ illustrated in FIG. 4B .
  • FIG. 10 The components shown in FIG. 10 are not essential components of the vehicle-based computing system 2000 , and the vehicle-based computing system 2000 may be implemented with fewer or more components than those shown in FIG. 10 . have.
  • the vehicle-based computing system 2000 may include a Telematics Control Unit (TCU) 2100 .
  • the TCU 2100 may be configured to support wireless mobile communication for the vehicle 100 .
  • the TCU 2100 may be electrically and/or physically connected to the millimeter wave communication device 1000 shown in FIG. 4A .
  • the processor 1410 of FIG. 4A may be performed by the CPU 2020 of FIG. 10 .
  • the TCU 2100 may include a separate processor for controlling the operation of the TCU 2100 .
  • each component included in the millimeter wave communication device 1000 of FIG. 4A may be included in the TCU 2100 of FIG. 10 or located outside the TCU 2100 to be connected to the TCU 2100.
  • the memory 1420 shown in FIG. 4A may correspond to the RAM 2030 of FIG. 10
  • the simulation data storage unit 1440 shown in FIG. 4A is shown in FIG. It may correspond to the HDD 2040 of 10.
  • the vehicle-based computing system 2000 may include various modules for acquiring context information inside or outside the vehicle.
  • the vehicle-based computing system 2000 may include a camera 2300 , a microphone 2310 , an input interface 2510 , and the like.
  • the vehicle-based computing system 2000 includes a communication module for receiving information from the outside, various sensors (eg, a radar sensor, a lidar sensor, etc.) for acquiring environmental information outside the vehicle, and various sensors for acquiring situation information inside the vehicle.
  • various sensors eg, a radar sensor, a lidar sensor, etc.
  • the camera 2300 is for inputting a video signal, and may process an image frame such as a still image or a moving image obtained by an image sensor.
  • the image frame processed by the camera 2300 may be stored in a memory or transmitted externally through a communication module.
  • Two or more cameras 2300 may be provided according to an embodiment.
  • the camera 2300 may be implemented in various forms, such as a front camera, a rear camera, a left camera, a right camera, an internal camera, a black box camera, and the like.
  • the camera 2300 according to an embodiment of the present invention may include an infrared camera.
  • the camera 2300 may acquire background information about an object, a terrain, and a road existing outside the vehicle.
  • the camera 2300 acquires an image around the vehicle 100
  • the CPU 2020 acquires an image of a building, a mountain, another vehicle, a pedestrian, a lane, a headlight, a street tree, etc. located within a predetermined distance from the vehicle 100 . can be identified from
  • the CPU 2020 controls at least some of the operations and functions of the vehicle-based computing system 2000 .
  • the CPU 2020 may be connected to a non-persistent storage device, RAM 2030 , and a persistent storage device, HDD 2040 .
  • the HDD 2040 may be replaced with a flash memory.
  • the CPU 2020 may receive user input that enables a user to interact with CPU 2020 .
  • the vehicle-based computing system 2000 includes a microphone 2310 , an auxiliary input 2330 , an input interface 2510 , a universal serial bus (USB) input 2530 , a GPS 2200 , and a Bluetooth transceiver 2630 .
  • the vehicle-based computing system 2000 may include at least one of.
  • the vehicle-based computing system 2000 may include an input selector 2800 for selecting an input method to receive various inputs from the user.
  • the analog input received from the microphone 2310 and the auxiliary input unit 2330 may be converted into a digital signal by the analog-to-digital converter 2320 before being transmitted to the CPU 2020 .
  • a number of vehicle components and auxiliary components use vehicle networks (eg, may include, but are not limited to, controller area network (CAN) buses) for vehicle-based computing. It may communicate with the system 2000 .
  • vehicle networks eg, may include, but are not limited to, controller area network (CAN) buses
  • the vehicle-based computing system 2000 may include a display 2700 and a speaker 2410 as output units.
  • the speaker 2410 may be connected to the amplifier 2420 , and may receive an audio output signal from the CPU 2020 through the digital-to-analog converter 2520 .
  • the output of the vehicle-based computing system 2000 may be output through an external device connected via USB or Bluetooth, such as the personal navigation device 300 or the navigation device 400 built into the vehicle 100 .
  • the vehicle-based computing system 2000 may include a display 2700 .
  • the display 2700 may display information processed by the vehicle-based computing system 2000 .
  • the display 2700 and the touchpad form a layered structure to form a touch screen
  • the display 2700 may be used as an input device in addition to an output device.
  • display 2700 may include a transparent display or a heads-up display.
  • the vehicle-based computing system 2000 may receive data from at least one of another vehicle, the user mobile device 200 , the base station 600 , and a server.
  • the vehicle-based computing system 2000 uses the Bluetooth transceiver 2630 to enable the user mobile device 200 (eg, a cellular phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA) or a wireless remote network). other devices that support the connection).
  • the user mobile device 200 may be, for example, a device possessed by a passenger riding in the vehicle 100 .
  • the user mobile device 200 may communicate with a network outside the vehicle through communication with the base station 600 .
  • the base station 600 may be a base station supporting cellular communication or a WiFi access point.
  • Pairing of the user mobile device with the Bluetooth transceiver 2630 of the vehicle-based computing system 2000 may be indicated by a user input received through an input interface 2510 such as a button. Accordingly, the CPU 2020 may be instructed to pair the Bluetooth transceiver 2630 with the Bluetooth transceiver of the user mobile device 200 .
  • the CPU 2020 may communicate with the network through the user mobile device 200 or directly communicate with the network using an internal modem 2610 having an antenna 2620 .
  • the modem 2610 may be a USB cellular modem that supports cellular communication.
  • the CPU 2020 may provide an operating system including an API (Application Programmable Interface) for communicating with the modem application software.
  • the modem application software may access an embedded module or firmware on the Bluetooth transceiver 2630 to complete wireless communication with the Bluetooth transceiver mounted on an external device such as the user mobile device 200 .
  • Bluetooth is a technology included in the IEEE 802 PAN (Personal Area Network) protocol.
  • the IEEE 802 local area network (LAN) protocol includes Wi-Fi and has many cross-functionalities with the IEEE 802 PAN.
  • free space optical communication eg, infrared data connection (IrDA) may be used for wireless communication within the vehicle 100 .
  • the user mobile device 200 may be replaced with a cellular communication device installed in the electronic device 2010 mounted on the vehicle 100 .
  • Input data input to the vehicle-based computing system 2000 may be transmitted to the internal CPU 2020 of the vehicle through the user mobile device 200 and the Bluetooth transceiver 2630 .
  • input data may be stored on HDD 2040 or other storage medium until it is no longer needed.
  • the vehicle-based computing system 2000 may include, for example, a user navigation device 300 having a USB connection 320 and/or an antenna 310 , a USB 410 . ) or other connectivity to the vehicle navigation device 400 , the onboard GPS 2200 , or a remote navigation system (not shown) having connectivity to a network.
  • USB is one of a set of networking protocols. Most communication protocols used in the vehicle-based computing system 2000 may be used to perform electrical communication or optical communication.
  • the CPU 2020 may communicate with various other auxiliary devices 500 .
  • the auxiliary device 500 may connect to the CPU 2020 through a wireless 510 or wired 520 connection.
  • the auxiliary device 500 may include, but is not limited to, a personal media player, a wireless health device, a portable computer, and the like.
  • the CPU 2020 may be connected to the vehicle 100 based on, for example, the wireless router 2050 using the WiFi transceiver 2060 . In this case, the CPU 2020 may connect to a remote network in range of the local router 2050 .
  • At least some of the processes may be executed by a computing system that communicates with the vehicle-based computing system 2000 .
  • Such computing systems may include a wireless device (eg, a mobile phone) or a remote computing system (eg, a server) connected through the wireless device.
  • the computing system may be collectively referred to as a vehicle-related computing system (VACS).
  • VACS vehicle-related computing system
  • 11 is a diagram illustrating an example of learning and recognizing data by interworking with the device 1000a and the server 3000 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the device 1000a or the vehicle-based computing system 2000 may support wireless mobile communication using artificial intelligence by interworking with a server.
  • the device 1000a or the vehicle-based computing system 2000 may use artificial intelligence in analyzing surrounding environment information or performing antenna switching.
  • the device 1000a of FIG. 11 is the millimeter wave communication device 1000 shown in FIG. 4A (see FIG. 4A), the millimeter wave communication device 1000 ′ shown in FIG. 4B, or the processor 1410 of the millimeter wave communication device 1000 . .
  • the server 3000 may learn a criterion for determining the situation and/or the antenna switching method, and the device 1000a may determine the situation based on the learning result by the server 3000 . .
  • the data learning unit 3100 included in the server 3000 may learn a criterion for determining a situation and/or determining an antenna switching method.
  • the data learning unit 3100 may learn what data to use in order to determine a predetermined situation or perform antenna switching, and a criterion for determining how to use the data.
  • the data learning unit 3100 may learn a method for determining a situation and/or performing antenna switching by acquiring data to be used for learning and applying the acquired data to a data recognition model.
  • the data recognition unit 1460 included in the device 1000a may determine a situation based on data or recognize a method for performing antenna switching.
  • the data recognition unit 1460 may recognize a situation from predetermined data by using the learned data recognition model.
  • the data recognition unit 1460 acquires predetermined data according to a preset criterion by learning and uses the data recognition model using the acquired data as an input value to determine a predetermined situation based on the predetermined data or to switch the antenna You can decide how
  • a result value output by the data recognition model using the obtained data as an input value may be used to update the data recognition model.
  • At least one of the data learning unit 3100 and the data recognition unit 1460 may be manufactured in the form of at least one hardware chip and mounted in an electronic device.
  • at least one of the data learning unit 3100 and the data recognition unit 1460 may be manufactured in the form of a dedicated hardware chip for artificial intelligence (AI), or a conventional general-purpose processor (eg, CPU) Alternatively, it may be manufactured as a part of an application processor) or a graphics-only processor (eg, GPU) and mounted on the various electronic devices described above.
  • AI artificial intelligence
  • a conventional general-purpose processor eg, CPU
  • it may be manufactured as a part of an application processor
  • a graphics-only processor eg, GPU
  • the data learning unit 3100 and the data recognition unit 1460 may provide model information built by the data learning unit 3100 to the data recognition unit 1460 through wired or wireless communication, or the data recognition unit 1460 .
  • Data input as may be provided to the data learning unit 3100 as additional learning data.
  • At least one of the data learning unit 3100 and the data recognition unit 1460 may be implemented as a software module.
  • the software module is a computer-readable non-transitory It may be stored in a readable recording medium (non-transitory computer readable media).
  • at least one software module may be provided by an operating system (OS) or may be provided by a predetermined application.
  • OS operating system
  • a part of the at least one software module may be provided by an operating system (OS), and the other part may be provided by a predetermined application.
  • the data learning unit 3100 may include a data acquiring unit 3110, a preprocessing unit 3120, a training data selection unit 3130, a model learning unit 3140, and a model evaluation unit 3150. have.
  • the data acquisition unit 3110 may acquire data necessary to perform situation determination and/or antenna switching.
  • the data acquisition unit 3110 may receive beamforming simulation data for each of the plurality of antenna modules included in the millimeter wave communication device 1000 (refer to FIGS. 4A and 4B ).
  • the 'beamforming simulation data' may include phase value information obtained through simulations performed in advance in order for each of the plurality of antenna modules to perform beamforming for the base station.
  • the data acquisition unit 3110 may receive beamforming simulation data stored in the external memory from the external memory.
  • the preprocessor 3120 may preprocess the acquired data so that the acquired data can be used for situation determination and/or learning for performing antenna switching.
  • the preprocessor 3120 may process the acquired data into a preset format so that the model learning unit 3140, which will be described later, uses the acquired data for learning.
  • the learning data selection unit 3130 may select data required for learning from among the pre-processed data.
  • the selected data may be provided to the model learning unit 3140 .
  • the learning data selection unit 3130 may select data necessary for learning from among the preprocessed data according to a preset criterion.
  • the training data selection unit 3130 may select data according to a preset criterion by learning by the model learning unit 3140, which will be described later.
  • the model learning unit 3140 may learn a criterion regarding how to determine a situation or how to perform antenna switching based on the training data. Also, the model learning unit 3140 may learn a criterion for which training data to use for situation determination and/or antenna switching.
  • the model learning unit 3140 by learning the driving information of the vehicles, location information of the vehicle, information about the base station connected for V2X communication, a result of comparing the input beamforming simulation data, or the surrounding environment It is possible to learn a criterion for selecting an optimal antenna module based on the information and selecting a switching method.
  • the model learning unit 3140 may learn a data recognition model used to perform situation determination and/or antenna switching by using the training data.
  • the data recognition model may be a pre-built model.
  • the data recognition model may be a model built in advance by receiving basic learning data (eg, beam forming simulation data, optimal antenna switching information determined according to the location of the vehicle, etc.).
  • the data recognition model may be constructed in consideration of the field of application of the recognition model, the purpose of learning, or the computer performance of the device.
  • the data recognition model may be, for example, a model based on a neural network.
  • a model such as a Convolutional Neural Network (CNN), a Deep Neural Network (DNN), a Recurrent Neural Network (RNN), or a Bidirectional Recurrent Deep Neural Network (BRDNN) may be used as the data recognition model, but is not limited thereto.
  • CNN Convolutional Neural Network
  • DNN Deep Neural Network
  • RNN Recurrent Neural Network
  • BBDNN Bidirectional Recurrent Deep Neural Network
  • the model learning unit 3140 selects an optimal antenna module according to the location of the vehicle by using the beam forming simulation data and vehicle operation information obtained in advance to obtain a data recognition model for performing antenna switching. can learn
  • the model evaluator 3150 may input evaluation data to the data recognition model and, when a recognition result output from the evaluation data does not satisfy a predetermined criterion, cause the model learning unit 3140 to learn again.
  • the evaluation data may be preset data for evaluating the data recognition model.
  • the model evaluation unit 3150 may not satisfy a predetermined criterion when, among the recognition results of the learned data recognition model for the evaluation data, the number or ratio of the evaluation data for which the recognition result is not accurate exceeds a preset threshold. can be evaluated as not.
  • the predetermined criterion is defined as a ratio of 2%
  • the model evaluation unit 3150 learns It can be evaluated that the existing data recognition model is not suitable.
  • At least one of the data acquisition unit 3110, the preprocessor 3120, the training data selection unit 3130, the model learning unit 3140, and the model evaluation unit 3150 in the data learning unit 3100 is at least one It may be manufactured in the form of a hardware chip of
  • at least one of the data acquisition unit 3110, the preprocessor 3120, the training data selection unit 3130, the model learning unit 3140, and the model evaluation unit 3150 is artificial intelligence (AI) It may be manufactured in the form of a dedicated hardware chip for this purpose, or it may be manufactured as a part of an existing general-purpose processor (eg, CPU or application processor) or graphics-only processor (eg, GPU) and mounted on the various electronic devices described above.
  • AI artificial intelligence
  • At least one of the data acquisition unit 3110 , the preprocessor 3120 , the training data selection unit 3130 , the model learning unit 3140 , and the model evaluation unit 3150 may be implemented as a software module.
  • At least one of the data acquisition unit 3110, the preprocessor 3120, the training data selection unit 3130, the model learning unit 3140, and the model evaluation unit 3150 includes a software module (or instruction) When implemented as a program module), the software module may be stored in a computer-readable non-transitory computer readable medium.
  • at least one software module may be provided by an operating system (OS) or may be provided by a predetermined application.
  • OS operating system
  • a predetermined application Alternatively, a part of the at least one software module may be provided by an operating system (OS), and the other part may be provided by a predetermined application.
  • the data recognition unit 1460 includes a data acquisition unit 1461 , a preprocessing unit 1462 , a recognition data selection unit 1463 , a recognition result providing unit 1464 , and a model.
  • An update unit 1465 may be included.
  • the data acquisition unit 1461 may acquire data necessary to perform situation determination and/or antenna switching.
  • the preprocessor 1462 may preprocess the acquired data so that the acquired data can be used for situation determination and/or antenna switching.
  • the preprocessor 1462 may process the acquired data into a preset format so that the recognition result providing unit 1464, which will be described later, uses the acquired data.
  • the recognition data selection unit 1463 may select data required for a situation determination and/or an antenna switching method from among the pre-processed data.
  • the selected data may be provided to the recognition result providing unit 1464 .
  • the recognition data selection unit 1463 may select some or all of the pre-processed data according to a preset criterion for performing situation determination and/or antenna switching. Also, the recognition data selection unit 1463 may select data according to a preset criterion by learning by the model learning unit 3140 to be described above.
  • the recognition result providing unit 1464 of the device 1000a may apply the data selected by the recognition data selection unit 1463 to the data recognition model generated by the server 3000 to determine a situation or determine an antenna switching method. .
  • the recognition result providing unit 1464 may provide a recognition result according to the purpose of data recognition.
  • the recognition result providing unit 1464 may apply the selected data to the data recognition model by using the data selected by the recognition data selecting unit 1463 as an input value. Also, the recognition result may be determined by a data recognition model.
  • the recognition result providing unit 1464 may acquire an image of the surrounding environment of the vehicle, and identify a base station supporting V2X communication with the vehicle from the acquired image.
  • the recognition result providing unit 1464 selects an optimal antenna module based on vehicle location information, information on a base station connected for cellular communication, beam forming simulation data, or based on surrounding environment information Thus, a method for performing antenna switching can be selected.
  • the model updating unit 1465 may update the data recognition model based on the evaluation of the recognition result provided by the recognition result providing unit 1464 .
  • the model updating unit 1465 may provide the model learning unit 3140 with the recognition result provided by the recognition result providing unit 1464, so that the model learning unit 3140 may update the data recognition model. have.
  • At least one of the data acquisition unit 1461 , the preprocessor 1462 , the recognition data selection unit 1463 , the recognition result providing unit 1464 , and the model update unit 1465 in the data recognition unit 1460 is at least It may be manufactured in the form of a single hardware chip and mounted in an electronic device.
  • at least one of the data acquiring unit 1461 , the preprocessing unit 1462 , the recognition data selection unit 1463 , the recognition result providing unit 1464 , and the model updating unit 1465 is artificial intelligence (AI). ), or may be manufactured as a part of an existing general-purpose processor (eg, CPU or application processor) or graphics-only processor (eg, GPU) and mounted on the various electronic devices described above.
  • AI artificial intelligence
  • At least one of the data acquisition unit 1461 , the preprocessor 1462 , the recognition data selection unit 1463 , the recognition result providing unit 1464 , and the model update unit 1465 may be implemented as a software module.
  • At least one of the data acquisition unit 1461 , the preprocessor 1462 , the recognition data selection unit 1463 , the recognition result provision unit 1464 , and the model update unit 1465 is a software module (or instruction) When implemented as a program module including), the software module may be stored in a computer-readable non-transitory computer readable medium.
  • at least one software module may be provided by an operating system (OS) or may be provided by a predetermined application.
  • a part of the at least one software module may be provided by an operating system (OS), and the other part may be provided by a predetermined application.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an operation performed using an artificial intelligence technology, according to an embodiment of the present disclosure.
  • each of the plurality of antenna modules calculates a phase value for performing beamforming by phase shift with respect to the base station, iii) the first antenna module in operation Recognizing a change in the operating state of iv) performing antenna switching from the first antenna module to a second antenna module among the plurality of antenna modules according to the recognized operational state change for continuity of data communication with the base station; and v) using the calculated phase value, the second antenna module performs beamforming for forming a communication channel with the base station.
  • Artificial Intelligence technology.
  • Artificial intelligence technology (hereinafter, 'AI technology') is a technology that obtains a desired result by processing input data such as analysis and/or classification based on operation through a neural network.
  • an algorithm or a set of algorithms for implementing AI technology is called a neural network.
  • the neural network may receive input data, perform the above-described operation for analysis and/or classification, and output result data.
  • 'training' refers to a method of analyzing input data to a neural network, a method of classifying input data, and/or a method of extracting features necessary for generating result data from input data, etc. It can mean training to learn.
  • the neural network may optimize the weight values inside the neural network by training the learning data (eg, a plurality of different images). Then, by processing input data through a neural network having an optimized weight value, a desired result is output.
  • the neural network may be classified as a deep neural network when the number of hidden layers that are internal layers for performing an operation is plural, that is, when the depth of the neural network for performing an operation increases.
  • Examples of neural networks include Convolutional Neural Network (CNN), Deep Neural Network (DNN), Recurrent Neural Network (RNN), Restricted Boltzmann Machine (RBM), Deep Belief Network (DBN), Bidirectional Recurrent Deep Neural Network (BRDNN), and deep Q-networks (Deep Q-Networks), and the like, are not limited to the above-described example.
  • the neural network can be subdivided.
  • the CNN neural network may be subdivided into a Deep Convolution Neural Network (DCNN) or a Capsnet neural network (not shown).
  • the 'AI model' may refer to a neural network including at least one layer that receives input data and operates to output a desired result.
  • an 'AI model' is an algorithm that outputs a desired result by performing an operation through a neural network, a set of a plurality of algorithms, a processor for executing an algorithm (or a set of algorithms), an algorithm (or a set of algorithms) ) may refer to software for executing an algorithm or hardware for executing an algorithm (or a set of algorithms).
  • the operation of each module calculating a phase value for performing beamforming by phase shift with respect to the base station, iii) an operation of recognizing a change in the operating state of the first antenna module in operation, iv) the base station
  • An operation of performing antenna switching from the first antenna module to a second antenna module among the plurality of antenna modules according to the recognized operational state change for continuity of data communication with At least one of the two-antenna module performing beamforming for forming a communication channel with the base station may be performed based on the AI model.
  • the neural network 120 may be trained by receiving training data.
  • the learned neural network 120 receives input data 121 as an input terminal 122 , and the input terminal 122 , a hidden layer 123 and an output terminal 124 receive the input data 121 and the previous An operation for outputting the output data 125 may be performed by analyzing the data transmitted from the layer.
  • the hidden layer 123 is illustrated as one layer in FIG. 12 , this is only an example, and the hidden layer 123 may include a plurality of layers.
  • the neural network 120 may be trained to recognize at least one of a change in the position and direction of the first antenna module due to an increase in the module temperature of the first antenna module in operation and the movement of the vehicle.
  • the neural network 120 recognizes a first time point when the module temperature of the first antenna module measured using a temperature sensor exceeds a preset threshold temperature, and selects the first antenna module operating at the first time point. It can be learned to switch to the second antenna module.
  • the neural network 120 recognizes a second time point when the module temperature of the first antenna module measured using a temperature sensor reaches a preset threshold range lower than the preset threshold temperature, and at the second time point, a plurality of Each of the antenna modules of can be learned to identify (identify) whether the phase value calculation for performing beamforming for the base station is completed.
  • the neural network 120 may be trained to determine the antenna module to be switched as the second antenna module based on whether the module temperature and phase value calculation of each of the plurality of antenna modules is completed.
  • each of the plurality of antenna modules calculates a phase value for performing beamforming by phase shift with respect to the base station, iii) recognizing a change in the operating state of the first antenna module in operation operation, iv) performing antenna switching from the first antenna module to a second antenna module among the plurality of antenna modules according to the recognized operational state change for continuity of data communication with the base station, and v) the calculated phase value
  • Data or program code related to the neural network 120 that performs at least one of the operation of the second antenna module performing beamforming for forming a communication channel with the base station by using is stored in the memory 1420 (see FIG. 4A ) and learning using the neural network 120 may be performed by the processor 1410 (refer to FIG. 4A ).
  • the neural network 120 that performs at least one of the operation of the second antenna module performing beamforming for forming a communication channel with the base station is a separate device (not shown) or a processor distinguished from the millimeter wave communication device 1000 . It may be implemented in (not shown).
  • the above-described operation through the neural network 120 may be performed by a server 3000 (refer to FIGS. 13 and 14 ) capable of communicating with the millimeter wave communication device 1000 through a wireless communication network according to an embodiment. Communication between the millimeter wave communication device 1000 and the server 3000 will be described with reference to FIGS. 13 and 14 .
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a millimeter wave communication device 1000 according to a disclosed embodiment that operates in conjunction with a server 3000 .
  • the server 3000 may transmit and receive data to and from the millimeter wave communication device 1000 through a communication network, and may process data.
  • the server 3000 includes a communication unit 3100 that communicates with the millimeter wave communication device 1000 , a processor 3200 that performs at least one instruction, a database 3300 , and a data learning model 3400 ) may include
  • the server 3000 may train an AI model and store the trained AI model.
  • the server 3000 uses the trained AI model to i) transmit and receive data through a millimeter wave communication channel formed with a base station through a first antenna module among a plurality of antenna modules spaced apart from each other, ii ) using pre-stored beamforming simulation data, each of the plurality of antenna modules calculates a phase value for performing beamforming by phase shift with respect to the base station, iii) the first in operation Recognizing the change in the operating state of the antenna module, iv) performing antenna switching from the first antenna module to the second antenna module among the plurality of antenna modules according to the recognized operational state change for continuity of data communication with the base station and v) using the calculated phase value, the second antenna module may perform at least one of beamforming for forming a communication channel with the base station.
  • the millimeter wave communication device 1000 may have more limited memory storage capacity, computational processing speed, and collection capability of the learning data set compared to the server 3000 . Accordingly, after storage of large data and operations requiring large amounts of computation are performed by the server 3000 , necessary data and/or AI model may be transmitted to the millimeter wave communication device 1000 through a communication network. Then, the millimeter wave communication device 1000 receives and uses the necessary data and/or AI model through the server 3000 without a processor having a large amount of memory and fast computing power, so that the necessary operation can be performed quickly and easily. have.
  • the server 3000 may include the neural network 120 described with reference to FIG. 12 .
  • FIG. 14 is a diagram for describing FIG. 13 in detail.
  • the server 3000 may include a communication unit 3100 , a processor 3200 , a database 2300 , and a data learning model 3400 .
  • the data learning model 3400 is illustrated as an independent configuration separate from the processor 3200 and the database 2300 , but is not limited thereto.
  • the data learning model 3400 may be configured as a software module including at least one instruction or program code, and in this case, the data learning model 3400 may be included in the database 3300 . have.
  • the communication unit 3100 communicates with an external device (eg, a server) through the wireless communication network 4000 .
  • the external device (not shown) performs at least one of operations required by the millimeter wave communication device 1000 or a server capable of transmitting data required by the millimeter wave communication device 1000 (eg, For example, 3000) may be included.
  • the communication unit 3100 includes at least one communication module such as a short-range communication module, a wired communication module, a mobile communication module, and a broadcast reception module.
  • the at least one communication module is a tuner that performs broadcast reception, Bluetooth, Wireless LAN (WLAN) (Wi-Fi), Wibro (Wireless broadband), Wimax (World Interoperability for Microwave Access), CDMA, WCDMA, Internet, 3G , refers to a communication module capable of transmitting and receiving data through a network conforming to a communication standard such as a communication method using 4G, 5G, and/or millimeter wave (mmwave).
  • a communication standard such as a communication method using 4G, 5G, and/or millimeter wave (mmwave).
  • the communication unit 3100 when the communication unit 3100 performs communication using millimeter wave (mmWAVE), it is possible to quickly transmit and receive large amounts of data. Specifically, the vehicle quickly receives a large amount of data using millimeter waves, and data necessary for the safety of the vehicle 100 (eg, data necessary for autonomous driving, data necessary for a navigation service, etc.), user content (eg, movies, music, etc.) can be quickly provided, thereby increasing vehicle safety and/or user convenience.
  • mmWAVE millimeter wave
  • the mobile communication module included in the communication unit 3100 communicates with another device (eg, the server 3000) located at a remote location through a communication network conforming to communication standards such as 3G, 4G, and/or 5G.
  • a communication module that communicates with another device located at a remote location may be referred to as a 'distance communication module'.
  • the processor 3200 controls the overall operation of the server 3000 .
  • the processor 3200 may perform required operations by executing at least one of at least one instruction and programs of the server 3000 .
  • the database 2300 may include a memory (not shown), and may store at least one of at least one instruction, program, and data required for the server 3000 to perform a predetermined operation in the memory (not shown). Also, the database 3300 may store data necessary for the server 3000 to perform an operation according to the neural network.
  • the server 3000 may store the neural network 120 described with reference to FIG. 12 .
  • the neural network 120 may be stored in at least one of the processor 3200 and the database 3300 .
  • the neural network 120 included in the server 3000 may be a neural network that has been trained.
  • the server 3000 may transmit the learned neural network to the modem 1400 (refer to FIG. 4A ) of the millimeter wave communication device 1000 through the communication unit 3100 . Then, the millimeter wave communication device 1000 may acquire and store the neural network on which learning has been completed, and may acquire target output data through the neural network.
  • a program executed by the millimeter wave communication device 1000 described herein may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component.
  • a program may be executed by any system capable of executing computer readable instructions.
  • Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device.
  • the software may be implemented as a computer program including instructions stored in a computer-readable storage medium.
  • the computer-readable recording medium includes, for example, a magnetic storage medium (eg, read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), floppy disk, hard disk, etc.) and an optically readable medium (eg, CD-ROM). (CD-ROM), DVD (Digital Versatile Disc), etc.
  • the computer-readable recording medium may be distributed among network-connected computer systems, so that the computer-readable code may be stored and executed in a distributed manner.
  • the medium may be readable by a computer, stored in a memory, and executed on a processor.
  • the computer-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, and does not distinguish that data is semi-permanently or temporarily stored in the storage medium.
  • the 'non-transitory storage medium' may include a buffer in which data is temporarily stored.
  • programs according to the embodiments disclosed in the present specification may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product may include a software program, a computer-readable storage medium in which the software program is stored.
  • the computer program product manufacturers or electronic market of the device for example, Google Play Store TM, App Store TM
  • the goods for example, the software program, the form which is distributed electronically example, a downloadable application (downloadable application via )
  • the storage medium may be a storage medium of a server of a vehicle or a manufacturer of the millimeter wave communication device 1000 , a server of an electronic market, or a storage medium of a relay server temporarily storing a software program.
  • the computer program product may include a storage medium of a server or a storage medium of a device in a system including the millimeter wave communication device 1000, a server, and other devices.
  • a third device eg, a smart phone
  • the computer program product may include a storage medium of the third device.
  • the computer program product may include the software program itself transmitted from the millimeter wave communication device 1000 to the device or a third device, or transmitted from the third device to the device.
  • one of the millimeter wave communication device 1000 and the third device may execute a computer program product to perform the method according to the disclosed embodiments.
  • two or more of the millimeter wave communication device 1000 and the third device may execute a computer program product to disperse the method according to the disclosed embodiments.
  • the millimeter wave communication device 1000 executes a computer program product stored in the memory 1420 (see FIGS. 4A and 4B ), so that another device communicatively connected to the millimeter wave communication device 1000 is in the disclosed embodiments. You can control how to do it.
  • the third device may execute a computer program product to control the device communicatively connected to the third device to perform the method according to the disclosed embodiment.
  • the third device may download the computer program product from the millimeter wave communication device 1000 and execute the downloaded computer program product.
  • the third device may execute the computer program product provided in a pre-loaded state to perform the method according to the disclosed embodiments.

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Abstract

본 개시는 차량에 탑재되고, 복수의 안테나 모듈을 포함하는 밀리미터 파 통신 디바이스 및 그 동작 방법을 제공한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스는, 복수의 안테나 모듈 각각의 발열로 인한 동작 상태 변화를 인식하고, 인식된 동작 상태 변화에 따라 대기 중인 복수의 안테나 모듈 중 어느 하나의 안테나 모듈을 선택함으로써 안테나를 스위칭하고, 스위칭된 안테나 모듈은 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여 빔 포밍(beamforming)을 수행함으로써, 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 유지할 수 있다.

Description

차량에 탑재된 밀리미터 파 통신 디바이스 및 밀리미터 파 통신 디바이스의 스위칭 방법
본 개시는 차량에 탑재된 밀리미터 파 통신 디바이스 및 밀리미터 파 통신 디바이스가 동작 상태 변화에 따라 안테나 스위칭을 수행하는 방법에 관한 것이다.
최근에는 차량을 중심으로 유무선 통신망을 통해 데이터를 송수신하는 V2X 통신(Vehicle to Everything communication)이 사용되고 있다. V2X 통신은 차량의 자율 주행을 위한 데이터 송수신, 고해상도 지도 데이터, 또는 OTA(Over The Air) 방식의 차량 운영 체제 업데이트 등을 위해서 낮은 지연 시간(low latency)과 높은 데이터 전송 속도가 필요하다. 특히, 차량의 자율 주행을 위해서는, 차량이 주행하는 도로 또는 주변 차량 등 주변 환경에 대한 인식률을 향상시키기 위하여 카메라, LIDAR(Light Detection And Radar) 센서, 기타 레이더(Radar), 또는 서버와 실시간으로 데이터를 송수신해야 하는바, 높은 데이터 전송률 및 낮은 지연 시간이 요구된다.
높은 데이터 전송률 및 낮은 지연 시간을 구현하기 위하여, V2X 통신에서는 밀리미터 파(mmWave) 안테나 모듈을 사용한다. 밀리미터 파 안테나 모듈에는 복수의 안테나 엘리먼트(antenna element)들이 배열된 어레이 안테나가 포함되고, 각각의 어레이 안테나에는 안테나 송신 신호의 출력을 높이기 위한 전력 증폭기(Power Amplifier; PA)가 연결되어 있다. 밀리미터 파 통신 디바이스가 신호를 송신할 때, 안테나 모듈 내부에 포함되는 전력 증폭기에서 발생되는 열로 인하여, 송신 신호의 출력이 저하되는 문제점이 있다.
차량에 탑재되는 밀리미터 파 통신 디바이스는 스마트 폰과 같은 소형 디바이스와는 달리 높은 송신 신호의 출력 수준을 요구하는바, 안테나 모듈 내부의 전력 증폭기에서 많은 열이 발생될 수 있다. 또한, 차량의 경우 외부 환경에 장시간 노출되어 있어 외부 온도의 영향으로 안테나 모듈의 온도가 급격히 상승할 수 있다. 차량에 탑재되는 밀리미터 파 통신 디바이스의 경우, 발열로 인한 송신 신호의 출력이 저하되고, 데이터 송수신의 효율이 떨어지는 문제점이 있는바, 이를 극복할 수 있는 설계 또는 알고리즘이 필요하다.
본 개시는 차량에 탑재되고, 복수의 안테나 모듈을 포함하는 밀리미터 파 통신 디바이스의 발열로 인한 동작 상태 변화를 인식하고, 기지국과의 통신 연결 및 데이터 송수신의 연속성을 위하여 인식된 동작 상태 변화에 따라 안테나를 스위칭하는 방법 및 밀리미터 파 통신 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 개시의 일 실시예는, 차량에 탑재된 밀리미터 파 통신 디바이스를 제공한다. 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스는, 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 복수의 안테나 모듈, 상기 복수의 안테나 모듈 각각과 연결되고, 상기 복수의 안테나 모듈 중 어느 하나의 안테나 모듈을 선택함으로써 안테나 스위칭을 수행하는 스위칭 회로, 및 상기 복수의 안테나 모듈 및 상기 스위칭 회로와 연결되고, 상기 복수의 안테나 모듈 및 상기 스위칭 회로의 동작을 제어하는 모뎀(modem)을 포함하고, 상기 모뎀은 하나 이상의 명령어들(instructions)을 포함하는 프로그램을 저장하는 메모리, 상기 메모리에 저장된 프로그램의 하나 이상의 명령어들을 실행하는 프로세서, 및 상기 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여, 상기 복수의 안테나 모듈이 배치된 위치에 따라 사전에 수행된 시뮬레이션을 통해 획득된 빔 방향성에 관한 정보를 포함하는 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 저장하는 저장부를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 저장부에 저장된 상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하고, 상기 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하고, 인식된 동작 상태 변화에 따라, 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하도록 상기 스위칭 회로를 제어하고, 상기 계산된 위상값을 이용하여, 상기 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하도록 상기 제2 안테나 모듈을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는, 안테나 스위칭이 수행되는 경우 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 배치된 위치, 각도 및 상기 기지국을 향하는 빔의 방향에 기초하여 빔 포밍을 위한 위상값을 보정하기 위하여 사전에 시뮬레이션을 통해 기 획득된 위상 보정값을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 밀리미터 파 통신 디바이스는 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 변수로 갖는 위상 천이 매트릭스(phase shift matrix)인 코드 워드(code word)를 포함하는 코드북 저장부를 더 포함하고, 상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는 상기 코드북 저장부에 포함되는 상기 코드 워드에 기초하여 사전에 계산함으로써 획득될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 복수의 안테나 모듈 각각은 모듈 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 온도 센서를 이용하여 동작 중인 상기 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 기 설정된 시간 주기에 따라 측정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는 상기 측정된 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 제1 시점을 인식하고, 상기 제1 시점에 동작 중인 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 제2 안테나 모듈로 스위칭하도록 상기 스위칭 회로를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는 측정된 상기 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도 보다 낮은 기설정된 임계 범위에 도달하는 제2 시점을 인식하고, 상기 제2 시점에서 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값 계산이 완료되었는지 여부를 확인(identify)할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 프로세서는 상기 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도 및 상기 위상값 계산 완료 여부에 기초하여 스위칭될 안테나 모듈을 상기 제2 안테나 모듈로 결정할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 개시의 일 실시예는, 차량에 탑재된 밀리미터 파 통신 디바이스가 안테나 스위칭을 수행하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 서로 이격되어 배치된 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 통해 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 단계, 상기 밀리미터 파 통신 디바이스에 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 위상 천이(phase shift)에 의한 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하는 단계, 상기 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 단계, 상기 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 상기 인식된 동작 상태 변화에 따라, 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하는 단계 및 상기 계산된 위상값을 이용하여, 상기 제2 안테나 모듈이 상기 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는, 상기 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 안테나 스위칭이 수행되는 경우, 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 배치된 위치, 각도 및 상기 기지국을 향하는 빔의 방향에 기초하여 빔 포밍을 위한 위상값을 보정하기 위하여 사전에 시뮬레이션을 통해 기 획득된 위상 보정값을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는, 상기 밀리미터 파 통신 디바이스에 기 저장된 코드북(codebook)에 포함되는 코드 워드(code word)에 기초하여 사전에 계산함으로써 획득되고, 상기 코드 워드는 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 변수로 갖는 위상 천이 매트릭스(phase shift matrix)일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 단계는, 온도 센서를 이용하여 상기 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 기설정된 시간 주기에 따라 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 단계는, 상기 측정된 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 제1 시점을 인식하는 단계를 포함하고, 상기 스위칭하는 단계는, 상기 제1 시점에 동작 중인 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 제2 안테나 모듈로 스위칭할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 방법은 측정된 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도 보다 낮은 기설정된 임계 범위에 도달하는 제2 시점을 인식하는 단계, 및 상기 제2 시점에서 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값 계산이 완료되었는지 여부를 확인하는(identify) 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 방법은 온도 센서를 이용하여 상기 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 안테나 스위칭을 수행하는 단계는, 상기 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도 및 상기 위상값 계산 완료 여부에 기초하여 스위칭될 안테나 모듈을 상기 제2 안테나 모듈로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 개시의 다른 실시예는 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(Computer Program Product)를 제공한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스가 안테나 스위칭을 수행함에 따라 기지국과 통신 채널을 형성하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스가 차량에 배치되는 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스에 포함되는 구성 요소의 구조를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스의 구성 요소를 도시한 블록도이다.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스의 구성 요소를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스가 안테나 스위칭을 수행함에 따라 기지국과 통신 채널을 형성하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스에 포함되는 복수의 안테나 모듈 중 동작 중인 안테나 모듈의 시간에 따른 모듈 온도를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량 기반 컴퓨팅 시스템의 구성 요소를 도시한 블록도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따라 디바이스 및 서버가 서로 연동함으로써 데이터를 학습하고 인식하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스의 동작 또는 기능이 인공 지능 기술을 이용하여 수행되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스가 서버와 연동하여 동작하는 개시된 실시예를 도시한 도면이다.
도 14는 도 13을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서의 실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 명세서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.
본 개시 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 시스템"이라는 표현은, 그 시스템이 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)가 안테나 스위칭을 수행함에 따라 기지국(10)과 통신 채널을 형성하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)을 포함할 수 있다. 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 차량(100)의 외부 구조물 상에 탑재되거나, 또는 외부 구조물 내에 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 차량(100)의 루프(roof)를 구성하는 금속 구조물에 각각 배치될 수 있다. 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 기지국과 밀리미터 파(mmWave) 통신을 수행하는 밀리미터 파 안테나로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 복수의 밀리미터 파 안테나 엘리먼트를 포함하는 어레이 안테나를 포함할 수 있다. 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 각각은 복수의 어레이 안테나를 포함할 수 있다.
복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 중 제1 안테나 모듈(1100-1)은 복수의 어레이 안테나를 이용하여 기지국(10)과 밀리미터 파(mmWave) 통신 채널을 형성하고, 통신 채널을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 안테나 모듈(1100-1)은 위상 천이(phase shift) 방법을 이용하는 빔 포밍(Beamforming)을 통해 기지국(10)과 통신 채널을 형성할 수 있다. 제1 안테나 모듈(1100-1)은 제1 빔(B1)을 통해 기지국(10)과 통신 채널을 형성할 수 있다.
밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 동작 중인 제1 안테나 모듈(1100-1)의 동작 상태의 변화가 인식하고, 기지국(10)과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 제2 안테나 모듈(1100-2) 및 제3 안테나 모듈(1100-3) 중 어느 하나의 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 동작 상태의 변화는 동작 중인 제1 안테나 모듈(1100-1)의 온도 상승 또는 차량(100)의 이동으로 인한 제1 안테나 모듈(1100-1)의 기지국(10)에 대한 위치 및 방향의 변경 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈(1100-1)의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는지 여부를 인식하고, 인식 결과에 기초하여 안테나 스위칭을 수행할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈(1100-1)로부터 제2 안테나 모듈(1100-2)로 안테나 스위칭을 수행할 수 있다.
제2 안테나 모듈(1100-2)은 빔 서칭(Beam searching)을 통해 기지국(10)의 위치를 감지하고, 기지국(10)에 대하여 빔 포밍할 수 있다. 제2 안테나 모듈(1100-2)은 제2 빔(B2)을 통해 기지국(10)과 통신 채널을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 배치된 위치, 각도, 및 기지국(10)을 향하는 빔의 방향에 기초하여, 빔 포밍을 위한 위상값을 보정하기 위하여 사전에 시뮬레이션을 통해 획득한 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 저장할 수 있다. '빔 포밍 시뮬레이션 데이터'는, 안테나 스위칭 시 스위칭되는 안테나 모듈의 위치, 각도와 기지국(10)을 향하는 빔의 방향을 고려하여 스위칭 되기 전의 안테나 모듈의 위상값을 보정하기 위한 위상 보정값에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 안테나 스위칭이 수행되는 경우, 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여 제2 안테나 모듈(1100-2)이 기지국(10)을 향한 빔 포밍을 수행하도록 위상값을 계산할 수 있다.
복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 서로 이격되어 배치되고, 배치되는 위치 및 방향이 다르기 때문에, 제1 안테나 모듈(1100-1)이 기지국(10)과 통신 채널을 형성하는 제1 빔(B1)과 제2 안테나 모듈(1100-2)이 기지국(10)과 통신 채널을 형성하는 제2 빔(B2)은, 빔의 방향이 서로 다르다. 제1 안테나 모듈(1100-1)로부터 제2 안테나 모듈(1100-2)로 안테나 스위칭이 수행된 경우, 제2 안테나 모듈(1100-2)은 기지국(10)의 위치를 감지하는 빔 서칭을 하여야 하고, 기지국(10)의 위치를 서칭하기 전까지의 시간 구간 동안에는 데이터 통신이 끊기거나, 데이터가 유실되는 문제점이 발생될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는, 안테나 스위칭이 수행되는 경우 시뮬레이션을 통해 기 획득된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여 스위칭된 안테나 모듈, 즉 제2 안테나 모듈(1100-2)이 기지국(10)을 향하여 빔 포밍을 수행할 수 있는 위상값을 계산함으로써, 빔 서칭에 소요되는 시간을 없애고, 끊김없는(seamless) 데이터 통신을 수행할 수 있다.
도 1에 도시된 동작 방법은 제1 안테나 모듈(1100-1)로부터 제3 안테나 모듈(1100-3)로 안테나 스위칭이 되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)가 차량(100)에 배치되는 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)을 포함하고, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 차량(100)의 외부 구조물에 탑재될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 차량(100)의 루프(roof)를 구성하는 금속 구조물에 각각 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 차량(100)의 보닛(bonnet), 범퍼, 필러(pillar), 또는 트렁크에도 배치될 수 있다.
복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 기설정된 거리만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 일 실시예에서, 제1 안테나 모듈(1100-1)은 차량(100) 루프의 앞 유리(wind screen)와 인접한 부분에 배치되고, 제2 안테나 모듈(1100-2) 및 제3 안테나 모듈(1100-3)은 차량(100)의 C필러(C pillar)에 인접한 루프에 배치될 수 있다.
도 2에서 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 총 3개로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 2개 또는 4개 이상의 안테나 모듈을 포함할 수 있다.
복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 디바이스기판(1000S)을 통해 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 디바이스 기판(1000S) 상에는 스위칭 회로(1200, 도 3 참조), 중간 주파수 변환 회로(1300, 도 3 참조), 및 모뎀(1400, 도 3 참조)가 실장될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 디바이스 기판(1000S)을 통해 스위칭 회로(1200)와 연결될 수 있다.
밀리미터 파 통신 디바이스(1000)를 구성하는 구성 요소의 구조에 대해서는 도 3에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)에 포함되는 구성 요소의 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3), 스위칭 회로(1200), 중간 주파수 변환 회로(1300), 및 모뎀(1400)을 포함할 수 있다.
복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각은 디바이스 기판(1000S)과 케이블을 통해 연결될 수 있다.
복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각은 복수의 어레이 안테나(1110-1 내지 1110-4)를 포함할 수 있다. 도 3의 A 부분을 참조하면, 제1 안테나 모듈(1100-1)은 복수의 어레이 안테나(1110-1 내지 1110-4)를 포함할 수 있다.
복수의 어레이 안테나(1110-1 내지 1110-4)는 위상 배열(phase array) 안테나일 수 있다. 제1 어레이 안테나(1110-1)는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)(1110PCB) 및 연성 인쇄 회로 기판(1110PCB) 상에 배치된 복수의 안테나 엘리먼트(1110a 내지 1110n)를 포함하는 패키지로 구성될 수 있다. 복수의 안테나 엘리먼트(1110a 내지 1110n)는 밀리미터 파(mmWave) 안테나일 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 연성 인쇄 회로 기판(1110PCB)에는 RF 회로(Radio Frequency Integrated Circuit; RFIC)가 내장되어 있고, RF 칩은 솔더 볼(solder ball)을 통해 복수의 안테나 엘리먼트(1110a 내지 1110n)과 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
제1 어레이 안테나(1110-1)는 예를 들어, 4×4로 배열된 총 16개의 안테나 엘리먼트(1110a 내지 1110n)를 포함하고, 제1 안테나 모듈(1100-1)은 총 4개의 어레이 안테나(1110-1 내지 1110-4)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 모듈(1100-1)은 8×8로 배열된 총 64개의 안테나 엘리먼트(1110a 내지 1110n)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에는 도시되지 않았지만, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각은 RF 회로(Radio Frequency Integrated Circuit), 전력 증폭기(Power Amplifier), 감쇠기, 컨버터, 및 온도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. RF 회로, 전력 증폭기, 감쇠기, 컨버터, 및 온도 센서 중 적어도 하나는 인쇄 회로 기판 상에 실장되고, 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
스위칭 회로(1200), 중간 주파수 변환 회로(1300), 및 모뎀(1400)은 디바이스 기판(1000S) 상에 실장되고(mounted), 패키지 형태로 통합될 수 있다. 디바이스 기판(1000S)은 차량의 TCU(2100)와 케이블을 통해 연결될 수 있다. 모뎀(1400)은 디바이스 기판(1000S)을 통해 TCU(2100)와 제어 데이터를 송수신할 수 있다.
스위칭 회로(1200), 중간 주파수 변환 회로(1300), 및 모뎀(1400)의 동작 또는 기능에 대해서는 도 4a 및 도 4b에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 구성 요소를 도시한 블록도이다.
도 4a를 참조하면, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈(1100-1), 제2 안테나 모듈(1100-2), 제3 안테나 모듈(1100-3), 스위칭 회로(1200), 중간 주파수 변환 회로(1300), 및 모뎀(1400)을 포함할 수 있다.
제1 안테나 모듈(1100-1)은 적어도 하나의 어레이 안테나(1110), RF 회로(1120), 전력 관리 회로(1130), 및 온도 센서(1140)를 포함할 수 있다. 제1 안테나 모듈(1100-1)은 적어도 하나의 어레이 안테나(1110)를 이용하여 기지국과 형성된 통신 채널을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 적어도 하나의 어레이 안테나(1110)는 복수의 안테나 엘리먼트를 포함할 수 있다. 복수의 안테나 엘리먼트는 30GHz 내지 300GHz 사이의 주파수 대역으로 데이터를 송수신할 수 있는 밀리미터 파(mmWave) 안테나일 수 있다.
적어도 하나의 어레이 안테나(1110)는 모뎀(1400)으로부터 수신되는 위상값에 관한 데이터를 이용하여 복수의 안테나 엘리먼트로 인가되는 송신 신호의 위상 지연(phase delay)을 조절함으로써, 메인 빔(main beam)의 방향을 조절하도록 구성되는 위상 배열(phase array) 안테나일 수 있다.
RF 회로(Radio Frequency Integrated Circuit; RFIC)(1120)는 제1 안테나 모듈(1100-1)은 송수신되는 RF신호를 처리하도록 구성되는 회로이다.
전력 관리 회로(1130)는 제1 안테나 모듈(1100-1)에 전원을 인가하고, 인가되는 전력을 제어하며, 과전압 또는 저전압을 감지하도록 구성되는 회로이다. 일 실시예에서, 전력 관리 회로(1130)는 전압 레귤레이터(voltage regulator), 서지 보호 회로, 전력 감지 회로, 및 보조 전원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 관리 회로(1130)는 전력 감지 회로를 이용하여, 제1 안테나 모듈(1100-1)의 과전압 또는 저전압 여부를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 관리 회로(1130)는 전력 증폭기(Power Amplifier; PA)를 더 포함할 수 있다. 전력 증폭기는 제1 안테나 모듈(1100-1)로부터 기지국으로 전송되는 송신 신호의 출력을 증폭시킬 수 있다. 전력 증폭기가 송신 신호의 출력을 증폭시킴으로 인하여, 전력 증폭기에서는 열이 발생될 수 있다.
온도 센서(1140)는 제1 안테나 모듈(1100-1)의 모듈 온도를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 온도 센서(1140)는 기설정된 시간 주기에 따라 주기적으로 제1 안테나 모듈(1100-1)의 온도를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 온도 센서(1140)는 전력 증폭기와 연결되고, 전력 증폭기에서 발생되는 열로 인한 제1 안테나 모듈(1100-1)의 모듈 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서(1140)는 측정된 제1 안테나 모듈(1100-1)의 온도에 관한 정보를 모뎀(1400)에 전송할 수 있다.
온도 센서(1140)는 예를 들어, 서미스터(thermistor)로 구성될 수 있다. 서미스터는 온도에 따라 저항값이 변화되는 반도체 소자이다. 서미스터는 열적 신호를 전기적 신호로 변환함으로써, 제1 안테나 모듈(1100-1)의 모듈 온도를 측정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 온도 센서(1140)는 온도에 의해 순방향 전압이 변화되는 다이오드, 또는 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor) 등으로 구성될 수도 있다.
제2 안테나 모듈(1100-2) 및 제3 안테나 모듈(1100-3)은, 제1 안테나 모듈(1100-1)과 동일하게 적어도 하나의 어레이 안테나(1110), RF 회로(1120), 전력 관리 회로(1130), 및 온도 센서(1140)를 포함할 수 있다. 제2 안테나 모듈(1100-2) 및 제3 안테나 모듈(1100-3)에 관한 설명은 제1 안테나 모듈(1100-1)과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
제1 안테나 모듈(1100-1), 제2 안테나 모듈(1100-2), 및 제3 안테나 모듈(1100-3) 각각은 기설정된 거리만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다.
스위칭 회로(1200)는 제1 안테나 모듈(1100-1), 제2 안테나 모듈(1100-2), 및 제3 안테나 모듈(1100-3)과 연결되고, 모뎀(1400)의 제어에 의해 제1 안테나 모듈(1100-1), 제2 안테나 모듈(1100-2), 및 제3 안테나 모듈(1100-3) 중 어느 하나의 안테나 모듈을 선택함으로써 안테나 스위칭을 수행할 수 있다. 스위칭 회로(1200)를 통해 선택된 안테나 모듈은 동작 상태로 되고, 나머지 다른 안테나 모듈은 대기 상태로 전환될 수 있다. 스위칭 회로(1200)에 의해 선택된 안테나 모듈은 기지국과 통신 채널을 형성하고, 데이터를 송수신할 수 있다.
중간 주파수 변환 회로(Intermediate Frequency Integrated Circuit; IFIC)(1300)는 송수신 신호의 주파수 대역을 변환할 수 있다. 중간 주파수 변환 회로(1300)는 베이스밴드 주파수 대역을 밀리미터 파 안테나 엘리먼트를 포함하는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)에 의해 사용되는 주파수 대역으로 변환하기 위하여, 베이스밴드 주파수 대역을 중간 주파수 대역으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 베이스밴드 주파수 대역이 4.5GHz 이상 6GHz 이하 범위의 주파수 대역이고, 밀리미터 파 안테나 엘리먼트가 사용하는 주파수 대역이 26GHz 이상 28GHz 이하 범위의 주파수 대역인 경우, 중간 주파수 변환 회로(1300)는 베이스밴드 주파수 대역을 중간 주파수 대역인 8GHz 이상 10GHz 이하 범위의 주파수 대역으로 주파수 변환을 수행할 수 있다. 중간 주파수 변환 회로(1300)는 대역폭 업 컨버터(bandwidth up converter) 및 대역폭 다운 컨버터(bandwidth down converter)를 포함할 수 있다.
모뎀(modem)(1400)은 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3), 스위칭 회로(1200), 및 중간 주파수 변환 회로(1300)와 각각 전기적 및/또는 물리적으로 연결되고, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3), 스위칭 회로(1200), 및 중간 주파수 변환 회로(1300)의 동작 또는 기능을 제어할 수 있다. 모뎀(1400)은 프로세서(1410), 메모리(1420), 코드북 저장부(1430), 시뮬레이션 데이터 저장부(1440), 및 송수신부(1450)를 포함할 수 있다.
프로세서(1410)는 메모리(1420)에 저장된 프로그램의 하나 이상의 명령어들(instructions)을 실행할 수 있다. 프로세서(1410)는 산술, 로직 및 입출력 연산과 시그널 프로세싱을 수행하는 하드웨어 구성 요소로 구성될 수 있다. 프로세서(1410)는 예를 들어, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit), 마이크로 프로세서(microprocessor), 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit), ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), 및 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays) 중 적어도 하나로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 커뮤니케이션 프로세서(Communication Processor; CP)로 구성될 수 있다.
메모리(1420)는 예를 들어, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 롬(ROM, Read-Only Memory), 및 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나를 포함하는 비휘발성 메모리 및 램(RAM, Random Access Memory) 또는 SRAM(Static Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
메모리(1420)에는 프로세서(1410)가 판독할 수 있는 명령어들, 데이터 구조, 및 프로그램 코드(program code)가 저장될 수 있다. 이하의 실시예에서, 프로세서(1410)는 메모리에 저장된 프로그램의 명령어들 또는 코드들을 실행함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어, 메모리(1420)에는 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)에 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 기지국에 대하여 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하고, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 중 동작 중인 제1 안테나 모듈(1100-1)의 동작 상태 변화를 인식하고, 인식된 동작 상태 변화에 따라 제1 안테나 모듈(1100-1)로부터 제2 안테나 모듈(1100-2)로 안테나 스위칭을 수행하며, 계산된 위상값을 이용하여 제2 안테나 모듈(1100-2)이 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하도록 하는 프로그램 코드 또는 명령어들이 저장될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1410)와 메모리(1420)에 저장된 프로그램 프로그램 코드 또는 명령어를 실행함으로써, 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)에 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 기지국에 대하여 위상 천이에 의한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 계산할 수 있다.
여기서, '빔 포밍 시뮬레이션 데이터'는, 안테나 스위칭이 수행되는 경우에도 데이터 통신이 끊임 없이(seamless) 연속적으로 유지될 수 있도록 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 배치된 위치, 각도 및 기지국을 향하는 빔의 방향에 기초하여 사전에 시뮬레이션을 통해 기 획득된 빔 포밍 관련 데이터를 포함할 수 있다. 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 기지국을 향하여 빔 포밍을 수행할 수 있도록 하는 위상값에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 프로세서(1410)는 안테나 스위칭이 수행되기 전에, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)이 배치된 위치 및 각도에 관한 위치 정보와 동작 중인 안테나 모듈과 기지국 간에 형성된 빔의 방향을 고려하여, 대기 중인 안테나 모듈이 기지국에 대하여 빔 포밍을 하기 위한 위상값을 미리 계산하고, 계산된 위상값 데이터를 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)에 저장할 수 있다. 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)에 저장된 위상값 데이터는, 동작 중인 안테나 모듈이 기지국에 대하여 통신 채널을 형성하는 빔 포밍을 하기 위한 위상값을 기준 위상값으로 결정하고, 안테나 스위칭으로 인하여 동작 안테나 모듈로 선택될 후보 안테나 모듈이 동일 기지국에 빔 포밍 하기 위하여 기준 위상값을 기준으로 위상값을 보정하는 보정값에 관한 데이터일 수 있다.
코드북 저장부(1430)는, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 기지국에 대하여 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 변수로 갖는 위상 천이 매트릭스(phase shift matrix)인 코드 워드(code word)를 구성되는 코드북을 저장할 수 있다. 코드북(codebook)을 이용하는 빔 포밍은, 코드북 저장부(1430)에 포함되는 복수의 위상값을 이용하여 위상 천이 매트릭스를 결정하고, 위상 천이 매트릭스 각각을 통신 채널 정보에 따른 벡터 성분과 곱하는 연산을 통해 코드 워드 인덱스를 결정하고, 결정된 코드 워드 인덱스를 이용함으로써 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1410)는 코드북 저장부(1430)에 저장된 코드 워드(code word)에 기초하여 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 계산할 수 있다.
코드북 저장부(1430) 및 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)는 비휘발성 메모리로 구성될 수 있다. 예를 들어, 코드북 저장부(1430) 및 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disk), 멀티미디어 카드 마이크로(multimedia card micro), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 롬(ROM, Read-Only Memory), 및 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나를 포함하는 비휘발성 메모리로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1410)는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 중 기지국과 통신 채널을 형성하여 데이터를 송수신하는 동작을 수행하고 있는 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식할 수 있다. 예를 들어, 동작 중인 안테나 모듈이 제1 안테나 모듈(1100-1)인 경우, 제1 안테나 모듈(1100-1)의 온도 상승을 인식하거나, 또는 차량의 이동으로 인한 제1 안테나 모듈(1100-1)의 위치 및 방향 중 적어도 하나의 변화를 인식할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1410)는 차량의 TCU(2100)에 포함된 GPS 센서로부터 차량의 위치 좌표값 정보를 획득하고, 획득된 차량의 위치 좌표값 정보를 이용하여 차량의 위치 및 방향 중 적어도 하나의 변화를 인식할 수 있다.
프로세서(1410)는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각에 포함되는 온도 센서(1140)로부터 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각의 모듈 온도에 관한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 온도 센서(1140)에 의해 기설정된 시간 주기에 따라 측정된 모듈 온도를 주기적으로 획득할 수 있다.
프로세서(1410)는 인식된 동작 상태 변화에 따라, 동작 중인 제1 안테나 모듈(1100-1)로부터 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 중 어느 하나의 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하도록 스위칭 회로(1200)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 동작 중인 제1 안테나 모듈(1100-1)의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 경우, 안테나 스위칭을 수행하도록 스위칭 회로(1200)를 제어할 수 있다.
프로세서(1410)는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각의 모듈 온도 및 위상값 계산 완료 여부에 기초하여, 스위칭될 안테나 모듈을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 중 측정된 모듈 온도가 가장 낮고, 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)에 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용한 위상값의 계산이 완료된 안테나 모듈을 스위칭될 안테나 모듈로 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1410)는 제2 안테나 모듈(1100-2)을 스위칭될 안테나 모듈로 결정하고, 스위칭 회로(1200)가 제1 안테나 모듈(1100-1)과의 연결을 끊고, 제2 안테나 모듈(1100-2)과 연결되도록 스위칭 회로(1200)를 제어할 수 있다.
프로세서(1410)는 계산된 위상값을 이용하여, 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하도록 제2 안테나 모듈(1100-2)을 제어할 수 있다. 프로세서(1410)는 안테나 스위칭 이전에 미리 제2 안테나 모듈(1100-2)이 기지국에 대하여 빔 포밍을 할 수 있는 위상값을 계산하였으므로, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈(1100-1)로부터 제2 안테나 모듈(1100-2)로 안테나 스위칭이 수행되더라도 끊김없는(seamless) 데이터 통신을 제공할 수 있다.
송수신부(transceiver)(1450)는 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 차량에 탑재된 TCU(Telematic Control Unit)(2000) 간의 데이터 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 TCU(2100)와 CAN(Controller Area Network)에 따른 통신을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 송수신부(1450)는 CAN 통신을 수행함으로써, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 중 적어도 하나의 안테나 모듈을 통해 획득한 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 송수신부(1450)는 차량의 자율 주행을 위한 데이터, 고해상도 지도 데이터, 또는 OTA(Over The Air) 방식을 통해 수신한 차량 운영 체제 업데이트 데이터 등을 TCU(2100)에 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 송수신부(1450)는 TCU(2100)로부터 차량의 위치 정보(예를 들어, GPS 위치 데이터), 지도 정보, 및 차량의 센싱 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.
TCU(2100)는 차량의 제어를 위한 시스템으로써, 차량에 내장될 수 있다. TCU는 예를 들어, 차량의 이동 또는 정차에 따른 위도 및 경도 값을 획득하는 GPS(Global Positioning System) 유닛, 획득된 위치 좌표 값을 지리 정보 시스템(Geographic Information System; GIS)에 제공하는 모바일 통신을 위한 통신 인터페이스(예를 들어, GSM, Wi-Fi, WiMax, 또는 LTE 네트워크 인터페이스)를 포함할 수 있다.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스(1000')의 구성 요소를 도시한 블록도이다. 도 4b를 참조하면, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000')는 제1 안테나 모듈(1100-1), 제2 안테나 모듈(1100-2), 제3 안테나 모듈(1100-3), 스위칭 회로(1200), 복수의 중간 주파수 변환 회로(1300-1 내지 1300-3), 및 모뎀(1400)을 포함할 수 있다.
도 4b에 도시된 제1 안테나 모듈(1100-1), 제2 안테나 모듈(1100-2), 제3 안테나 모듈(1100-3), 스위칭 회로(1200), 모뎀(1400)은 도 4a에 도시된 구성 요소들과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 4b에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000')는 복수의 중간 주파수 변환 회로(1300-1 내지 1300-3)를 포함할 수 있다. 제1 중간 주파수 변환 회로(1300-1)는 제1 안테나 모듈(1100-1)과 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 제1 중간 주파수 변환 회로(1300-1)는 제1 안테나 모듈(1100-1)을 통한 송수신 신호의 주파수 대역을 변환할 수 있다. 제1 중간 주파수 변환 회로(1300-1)는 베이스밴드 주파수 대역을 밀리미터 파 안테나 엘리먼트를 포함하는 제1 안테나 모듈(1100-1)에 의해 사용되는 주파수 대역으로 변환하기 위하여, 베이스밴드 주파수 대역을 중간 주파수 대역으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 베이스밴드 주파수 대역이 4.5GHz 이상 6GHz 이하 범위의 주파수 대역이고, 밀리미터 파 안테나 엘리먼트가 사용하는 주파수 대역이 26GHz 이상 28GHz 이하 범위의 주파수 대역인 경우, 제1 중간 주파수 변환 회로(1300-1)는 베이스밴드 주파수 대역을 중간 주파수 대역인 8GHz 이상 10GHz 이하 범위의 주파수 대역으로 주파수 변환을 수행할 수 있다.
마찬가지로, 제2 중간 주파수 변환 회로(1300-2)는 제2 안테나 모듈(1100-2)과, 제3 중간 주파수 변환 회로(1300-3)는 제3 안테나 모듈(1100-3)과 각각 연결되고, 송수신 신호의 주파수 대역을 변환할 수 있다.
도 4a에 도시된 것과는 달리, 도 4b에 도시된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000')는 복수의 안테나 모듈(1100-1 내지 1100-3) 각각에 복수의 중간 주파수 변환 회로(1300-1 내지 1300-3)가 연결되어 있는바, 안테나 모듈과 모뎀(1400) 간의 데이터 이동 시 발생될 수 있는 데이터 손실을 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)가 안테나 스위칭을 수행함에 따라 기지국(10)과 통신 채널을 형성하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3)은 차량(100)의 외부 구조물에 배치되고, 서로 기설정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 도 5에 도시된 실시예에서, 제1 안테나 모듈(1100-1)은 제2 안테나 모듈(1100-2)과 제1 거리(d1)만큼 이격되어 배치되고, 제3 안테나 모듈(1100-3)과는 제2 거리(d2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제2 안테나 모듈(1100-2)과 제3 안테나 모듈(1100-3)은 제3 거리(d3)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각은 기설정된 각도를 형성하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 모듈(1100-1)은 제2 안테나 모듈(1100-2)과 X축에 대하여 제1 각도(θ1)를 형성하고, 제3 안테나 모듈(1100-3)과는 제2 각도(θ2)를 형성하도록 배치될 수 있다.
복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 서로 기설정된 거리만큼 이격되고, 기설정된 각도를 형성하도록 배치되므로, 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 각각이 동일한 기지국(10)에 대하여 통신 채널을 형성하기 위한 빔의 방향이 다르다. 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 중 어느 하나의 안테나 모듈이 기지국(10)에 빔을 형성하여 통신을 수행하다가, 다른 안테나 모듈로 스위칭되는 경우, 스위칭된 안테나 모듈은 기지국(10)에 빔 포밍을 하기 위하여 빔 서칭을 해야 되고, 빔 서칭이 완료되더라도 기지국(10)에 대한 빔 포밍을 위한 위상값을 계산하여야 하는바, 지연 시간이 발생되고, 통신이 끊기거나, 데이터 손실이 발생될 수도 있다. 특히, 동작 중인 안테나 모듈에 발열이 많이 발생되는 경우, 다른 안테나 모듈로 스위칭이 수행되는데, 이 경우 통신이 끊기거나, 데이터 손실이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 기지국(10)과 통신 채널을 형성하여 데이터 통신을 수행하는 제1 안테나 모듈(1100-1)의 모듈 온도가 기 설정된 온도를 초과하거나, 또는 제1 안테나 모듈(1100-1)의 위치 및 방향의 변화가 인식되는 경우, 안테나 스위칭을 수행하기 전에 미리 복수의 안테나 모듈(1100-1, 1100-2, 1100-3) 중 대기 중인 제2 안테나 모듈(1100-2) 및 제3 안테나 모듈(1100-3)이 기지국(10)에 빔 포밍을 할 수 있는 위상값을 계산하고, 안테나 스위칭을 통해 대기 중인 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈(1100-2)이 선택되는 경우, 제2 안테나 모듈(1100-2)에 관하여 미리 계산된 위상값을 이용하여 기지국(10)에 빔 포밍을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 시뮬레이션 데이터 저장부(1440, 도 4a 및 도 4b 참조)에 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여 제2 안테나 모듈(1100-2)이 기지국(10)에 대하여 빔 포밍을 수행할 수 있는 위상값을 계산할 수 있다. 따라서, 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는, 동작 중인 안테나 모듈의 발열 등으로 인하여 안테나 스위칭이 수행되는 경우에도, 기지국(10)과의 통신이 끊기지 않고, 연속성을 유지할 수 있으며 데이터 손실도 방지할 수 있다. 또한, 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 동작 중인 안테나 모듈의 발열로 인한 송신 신호의 출력 저하의 문제점도 개선할 수 있다.
도 6은 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
단계 S610에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 이용하여 기지국과 형성된 통신 채널을 이용하여 데이터를 송수신한다. 일 실시예에서, 복수의 안테나 모듈은 차량의 외부 구조물에 배치되고, 기설정된 거리만큼 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 안테나 모듈 각각은 적어도 하나의 어레이 안테나를 포함하고, 어레이 안테나는 복수의 안테나 엘리먼트를 포함할 수 있다. 복수의 안테나 엘리먼트는 30GHz 내지 300GHz 사이의 주파수 대역으로 데이터를 송수신할 수 있는 밀리미터 파(mmWave) 안테나일 수 있다. 어레이 안테나는 복수의 안테나 엘리먼트로 인가되는 송신 신호의 위상 지연(phase delay)을 조절함으로써, 메인 빔(main beam)의 방향을 조절하도록 구성되는 위상 배열(phase array) 안테나일 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 기지국에 대한 빔 포밍을 통해 기지국과 통신 채널을 형성하도록 제1 안테나 모듈을 제어할 수 있다.
단계 S620에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 계산한다. '빔 포밍 시뮬레이션 데이터'는, 안테나 스위칭이 수행되는 경우에도 데이터 통신이 끊임 없이(seamless) 연속적으로 유지될 수 있도록 복수의 안테나 모듈 각각이 배치된 위치, 각도 및 기지국을 향하는 빔의 방향에 기초하여 사전에 시뮬레이션을 통해 기 획득된 빔 포밍 관련 데이터를 포함할 수 있다. 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국을 향하여 빔 포밍을 수행하기 위한 위상의 보정값을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 동작 중인 안테나 모듈이 기지국에 대하여 통신 채널을 형성하는 빔 포밍을 하기 위한 위상값을 기준 위상값으로 결정하고, 대기 중인 안테나 모듈이 동일 기지국에 빔 포밍 하기 위하여 기준 위상값을 기준으로 위상값을 보정하는 보정값에 관한 데이터일 수 있다.
일 실시예에서, 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 코드북 저장부(1430, 도 4a 및 도 4b 참조)에 기 저장된 코드 워드(code word)에 기초하여 계산함으로써 획득될 수 있다. 여기서 '코드 워드'는 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대하여 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 변수로 갖는 위상 천이 매트릭스(phase shift matrix)를 의미한다.
단계 S630에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식한다. 동작 상태 변화는 예를 들어, 제1 안테나 모듈의 모듈 온도 상승 및 차량의 이동으로 인한 제1 안테나 모듈의 위치 및 방향의 변경 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈에 포함되는 온도 센서를 이용하여 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 측정하고, 측정된 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하였는지를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 기설정된 시간 주기에 따라 측정하고, 주기적으로 측정된 모듈 온도에 관한 정보를 온도 센서로부터 획득할 수 있다. 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 경우, 동작 상태가 변화되었다고 판단할 수 있다.
단계 S640에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 동작 상태 변화에 따라, 제1 안테나 모듈로부터 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행한다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 스위칭 회로(1200, 도 4a 및 도 4b 참조)를 이용하여 데이터의 송수신 경로를 기존 제1 안테나 모듈로부터 제2 안테나 모듈로 스위칭할 수 있다.
단계 S650에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 계산된 위상값을 이용하여, 제2 안테나 모듈이 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행한다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 단계 S620에서 미리 계산된 위상 보정값을 이용하여, 제1 안테나 모듈이 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하는 기준 위상값 대비, 스위칭된 제2 안테나 모듈이 동일 기지국에 빔 포밍을 하기 위한 위상값을 보정할 수 있다. 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 보정된 위상값을 이용하여, 제2 안테나 모듈이 기지국에 대하여 빔 포밍을 수행하도록 제2 안테나 모듈을 제어할 수 있다.
도 7은 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)에 포함되는 복수의 안테나 모듈 중 동작 중인 안테나 모듈의 시간에 따른 모듈 온도를 도시한 그래프이다.
도 7에 도시된 그래프를 참조하면, 동작 중인 안테나 모듈의 온도는 시간에 따라 상승할 수 있다. 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 안테나 모듈에 포함되는 온도 센서를 이용하여 안테나 모듈의 모듈 온도를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 온도 센서에 의해 기설정된 시간 주기에 따라 주기적으로 안테나 모듈의 모듈 온도를 측정할 수 있다.
밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 동작 중인 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도(Tth)로부터 낮은 임계 범위(△T)에 도달하는 제1 시점(t1)을 인식할 수 있다. 임계 범위(△T)는 임계 온도(Tth)로부터 기설정된 온도 범위만큼 낮은 온도의 범위를 의미한다. 도 7에 도시된 그래프에서, 임계 범위(△T)는 스위칭 준비 온도(Tp) 이상 임계 온도(Tth) 이하의 범위를 의미한다.
밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 동작 중인 안테나 모듈의 모듈 온도가 스위칭 준비 온도(TP)에 도달하는 제1 시점(t1)에서, 복수의 안테나 모듈 중 동작 중인 안테나 모듈을 제외한 나머지 안테나 모듈 각각에 관한 빔 포밍 위상값 계산이 완료되었는지를 확인한다(identify). 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 구성 요소 중 모뎀(1400, 도 4a 및 도 4b 참조)의 프로세서(1410, 도 4a 및 도 4b 참조)는 시뮬레이션 데이터 저장부(1440, 도 4a 및 도 4b 참조)에 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈 중 대기 중인 적어도 하나의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 제1 시점(t1)에서 대기 중인 적어도 하나의 안테나 모듈 각각에 관한 위상값 계산이 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다.
밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 동작 중인 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도(Tth)를 초과하는 제2 시점(t2)를 인식할 수 있다. 제2 시점(t2)에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 안테나 스위칭을 수행함으로써, 동작 중인 안테나 모듈을 대기 중인 안테나 모듈 중 어느 하나의 안테나 모듈로 변경할 수 있다. 프로세서(1410)는 대기 중인 적어도 하나의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도 및 위상값 계산 완료 여부에 기초하여, 스위칭될 안테나 모듈을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 대기 중인 적어도 하나의 안테나 모듈 중 측정된 모듈 온도가 가장 낮고, 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)에 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용한 위상값의 계산이 완료된 안테나 모듈을 스위칭될 안테나 모듈로 결정할 수 있다.
도 8은 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 동작 방법을 도시한 흐름도이다. 도 8에 도시된 단계 S810 내지 단계 S840은 도 6에 도시된 단계 S630을 구체화한 단계들이이다. 도 8에 도시된 단계 S850은 도 6에 도시된 단계 S640의 구체적인 실시예를 도시한 단계이다. 도 8에 도시된 단계 S810은 도 6에 도시된 단계 S620이 수행된 이후에 수행될 수 있다. 도 8에 도시된 단계 S850이 수행된 이후에 도 6에 도시된 단계 S650이 수행될 수 있다.
단계 S810에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 온도 센서를 이용하여, 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 주기적으로 측정한다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 구성 요소 중 모뎀(1400, 도 4a 및 도 4b 참조)의 프로세서(1410, 도 4a 및 도 4b 참조)는 동작 중인 안테나 모듈인 제1 안테나 모듈에 포함되는 온도 센서를 이용하여, 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 기설정된 시간 주기에 따라 주기적으로 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 측정할 수 있다.
단계 S820에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도 보다 낮은 임계 범위에 도달하는 제1 시점을 인식한다. 여기서 '임계 범위'는, 임계 온도로부터 기설정된 온도 범위만큼 낮은 온도의 범위를 의미한다.
단계 S830에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 시점에서 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값 계산이 완료되었는지 여부를 확인한다(identify). 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 시뮬레이션 데이터 저장부(1440, 도 4a 및 도 4b 참조)에 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈 중 동작 중인 제1 안테나 모듈을 제외한 대기 중인 복수의 안테나 모듈이 동일 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 제1 시점에서 대기 중인 복수의 안테나 모듈 각각에 관한 위상값 계산이 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다.
단계 S840에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 임계 온도를 초과하는 제2 시점을 인식한다.
단계 S850에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 제2 시점에 동작 중인 제1 안테나 모듈로부터 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행한다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 제2 시점에서, 안테나 스위칭을 수행함으로써 동작 중인 제1 안테나 모듈을 대기 중인 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1410)는 제2 안테나 모듈을 스위칭될 안테나 모듈로 결정하고, 스위칭 회로(1200, 도 4a 및 도 4b 참조)가 제1 안테나 모듈과의 연결을 끊고, 제2 안테나 모듈과 연결되도록 스위칭 회로(1200)를 제어할 수 있다.
도 9는 본 개시의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9에 도시된 단계 S910 및 단계 S920은 도 6에 도시된 단계 S640을 구체화한 단계들이이다. 도 9에 도시된 단계 S910은 도 6에 도시된 단계 S630이 수행된 이후에 수행될 수 있다. 도 9에 도시된 단계 S920이 수행된 이후에 도 6에 도시된 단계 S650이 수행될 수 있다.
단계 S910에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 온도 센서를 이용하여 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도를 측정한다. 일 실시예에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 구성 요소인 모뎀(1400, 도 4a 및 도 4b 참조)의 프로세서(1410)는 복수의 안테나 모듈 각각에 포함되는 온도 센서를 이용하여, 복수의 안테나 각각의 모듈 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서는 예를 들어, 서미스터(thermistor)로 구성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 온도 센서는 온도에 의해 순방향 전압이 변화되는 다이오드, 또는 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor) 등으로 구성될 수도 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 기설정된 시간 주기에 따라 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도를 주기적으로 측정할 수 있다.
단계 S920에서, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도 및 위상값 계산 완료 여부에 기초하여 스위칭될 안테나 모듈을 결정한다. 일 실시예에서, 프로세서(1410)는 복수의 안테나 모듈 중 동작 중인 안테나 모듈을 제외한 나머지 안테나 모듈 중 측정된 모듈 온도가 가장 낮고, 시뮬레이션 데이터 저장부(1440)에 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용한 위상값의 계산이 완료된 안테나 모듈을 스위칭될 안테나 모듈로 결정할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)의 구성 요소를 도시한 블록도이다.
차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은 차량(100, 도 2 참조)의 주행을 제어하거나, 차량(100)에 관한 데이터를 송수신하거나, 차량(100)의 보조 장치의 동작을 제어(예를 들어, 창문, 문의 개폐 등)하는 전자 디바이스의 집합을 의미한다. 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)에 포함되는 전자 장치(2010)는, 차량(100)에 탑재된 디바이스이거나, 차량(100)에 탑재된 디바이스와 유선 또는 무선으로 연결된 디바이스이거나, 차량(100)의 근방에 위치한 디바이스일 수 있다. 도 10에 도시된 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은 도 4a에 도시된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000) 및/또는 도 4B에 도시된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000')를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(2010)은 도 4a에 도시된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000) 및/또는 도 4b에 도시된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000')와 동일할 수 있다.
도 10에 도시된 구성 요소가 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)의 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 10에 도시된 구성 요소보다 더 적거나 많은 구성 요소에 의해서 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)이 구현될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은 TCU(Telematics Control Unit)(2100)를 포함할 수 있다. TCU(2100)는, 차량(100)을 위한 무선 이동 통신을 지원하도록 구성될 수 있다. TCU(2100)는 도 4a에 도시된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
도 4a의 프로세서(1410, 도 4a 참조)가 수행하는 동작 및 기능의 적어도 일부는 도 10의 CPU(2020)에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 제한되지 않으며, TCU(2100)는 TCU(2100)의 동작을 제어하기 위한 별도의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 도 4a의 밀리미터 파 통신 디바이스(1000, 도 4a 참조)에 포함되는 각 구성은 도 10의 TCU(2100) 내부에 포함되거나, TCU(2100)의 외부에 위치하여 TCU(2100)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 메모리(1420, 도 4a 참조)는, 도 10의 RAM(2030)에 대응될 수 있고, 도 4a에 도시된 시뮬레이션 데이터 저장부(1440, 도 4a 참조)는 도 10의 HDD(2040)에 대응될 수 있다.
차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은 차량 내부 또는 차량 외부의 상황 정보를 획득하기 위한 다양한 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은, 카메라(2300), 마이크로폰(2310), 입력 인터페이스(2510) 등을 포함할 수 있다. 또한, 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은 외부로부터 정보를 수신하기 위한 통신 모듈, 차량 외부 환경 정보를 획득하기 위한 다양한 센서들(예를 들어, 레이더(Radar) 센서, 라이더(Lidar) 센서 등), 및 차량 내부의 상황 정보를 획득하기 위한 다양한 센서들을 포함할 수 있다.
카메라(2300)는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지 영상 또는 동영상 등의 이미지 프레임을 처리할 수 있다. 카메라(2300)에서 처리된 이미지 프레임은 메모리에 저장되거나 통신 모듈을 통해 외부로 전송될 수 있다. 카메라(2300)는 구현 예에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다. 예를 들어, 카메라(2300)는 전방 카메라, 후방 카메라, 좌측 카메라, 우측 카메라, 내부 카메라, 블랙박스 카메라 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라(2300)는 적외선 카메라를 포함할 수 있다.
카메라(2300)는 차량 외부에 존재하는 객체, 지형, 도로에 관한 배경 정보를 획득할 수 있다. 카메라(2300)는 차량(100)의 주변 영상을 획득하고, CPU(2020)는 차량(100)으로부터 소정 거리 내에 위치하는 건물, 산, 타 차량, 보행자, 차선, 전조등, 가로수 등을 획득된 영상으로부터 식별할 수 있다.
도 10에 도시된 실시예에 따른 CPU(2020)는 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)의 동작 및 기능의 적어도 일부를 제어한다. CPU(2020)는, 비 영구 저장 장치인 RAM(2030) 및 영구 저장 장치인 HDD(2040)에 연결될 수 있다. HDD(2040)은 플래시 메모리로 대체될 수 있다.
CPU(2020)는 사용자가 CPU(2020) 와 상호 작용할 수 있게 하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은, 마이크로폰(2310), 보조 입력부(2330), 입력 인터페이스(2510), 범용 직렬 버스(USB) 입력부(2530), GPS(2200) 및 블루투스 송수신기(2630) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)이 사용자로부터 다양한 입력을 수신할 수 있도록, 입력 방식을 선택하는 입력 선택기(2800)를 포함할 수 있다. 마이크로폰(2310) 및 보조 입력부(2330)로부터 수신되는 아날로그 입력은 CPU(2020)에게 전달되기 전에 아날로그-디지털 변환기(2320)에 의해 디지털 신호로 변환될 수 있다. 또한, 도 10에 도시되지는 않았지만, 다수의 차량 구성 요소 및 보조 구성 요소는 차량 네트워크(예를 들어, 컨트롤러 영역 네트워크(CAN) 버스를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않음)를 사용하여 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)과 통신할 수 있다.
또한, 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은 출력부로서 디스플레이(2700) 및 스피커(2410) 등을 포함할 수 있다. 스피커(2410)는 증폭기(2420)에 연결되고, 디지털-아날로그 변환기(2520)를 통해 CPU(2020)로부터 오디오 출력 신호를 수신할 수 있다. 또한, 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)의 출력은, 개인용 내비게이션 디바이스(300) 또는 차량(100)에 내장된 네비게이션 디바이스(400)와 같이 USB 또는 블루투스로 연결되는 외부 디바이스를 통해 출력될 수 있다.
차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은 디스플레이(2700)를 포함할 수 있다. 디스플레이(2700)는 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)에서 처리되는 정보를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이(2700)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이(2700)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(2700)는 투명 디스플레이 또는 헤드업 디스플레이를 포함할 수 있다.
차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은, 타 차량, 사용자 모바일 디바이스(200), 기지국(600) 및 서버 중 적어도 하나로부터 데이터를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른, 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은 블루투스 송수신기(2630)를 사용하여 사용자 모바일 디바이스(200) (예를 들어, 셀룰러 폰, 스마트 폰, 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 또는 무선 원격 네트워크 접속을 지원하는 기타 디바이스)와 통신할 수 있다. 사용자 모바일 디바이스(200)는 예를 들어, 차량(100)에 탑승하고 있는 탑승자가 소지하고 있는 디바이스일 수 있다. 사용자 모바일 디바이스(200)는, 기지국(600)과의 통신을 통해 차량 외부의 네트워크와 통신할 수 있다. 예를 들어, 기지국(600)은 셀룰러 통신을 지원하는 기지국이거나, WiFi 액세스 포인트 일 수 있다.
차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)의 블루투스 송수신기(2630)와 사용자 모바일 디바이스의 페어링은 버튼과 같은 입력 인터페이스(2510)를 통해 수신되는 사용자 입력에 의해 지시될 수 있다. 따라서 CPU(2020)는, 블루투스 송수신기(2630)가 사용자 모바일 디바이스(200)의 블루투스 송수신기와 페어링하도록 지시 받을 수 있다.
CPU(2020)는, 사용자 모바일 디바이스(200)를 통해 네트워크와 통신하거나, 안테나(2620)를 구비한 내장 모뎀(2610)을 이용하여 직접 네트워크와 통신할 수 있다. 예를 들어, 모뎀(2610)은 셀룰러 통신을 지원하는 USB 셀룰러 모뎀일 수 있.
일 실시예에 따른 CPU(2020)는, 모뎀 애플리케이션 소프트웨어와 통신하기위한 API(Application Programmable Interface)를 포함하는 운영 시스템을 제공할 수 있다. 모뎀 애플리케이션 소프트웨어는, 블루투스 송수신기(2630) 상의 임베디드 모듈(embedded module) 또는 펌웨어에 액세스하여, 사용자 모바일 디바이스(200)와 같은 외부 디바이스에 탑재된 블루투스 송수신기와의 무선 통신을 완료 할 수 있다. 블루투스는 IEEE 802 PAN(개인 영역 네트워크) 프로토콜에 포함되는 기술이다. IEEE 802 LAN(근거리 통신망) 프로토콜에는 Wi-Fi가 포함되며, IEEE 802 PAN과의 많은 교차 기능을 갖추고 있다. 블루투스, 또는 WiFi 이외에 자유 공간 광 통신(예를 들어, 적외선 데이터 연결 (IrDA))이 차량(100) 내의 무선 통신을 위해 이용될 수 있다.
도 10에 도시되지 않은 다른 일 실시 예에 따르면, 사용자 모바일 디바이스(200)는 차량(100)에 탑재되는 전자 장치(2010)에 설치되는 셀룰러 통신 장치로 대체될 수 있다.
차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)에게 입력되는 입력 데이터는, 사용자 모바일 디바이스(200) 및 블루투스 송수신기(2630)를 통해 차량의 내부 CPU(2020)로 전달 될 수 있다. 예를 들어, 입력 데이터는 더 이상 필요하지 않을 때까지 HDD(2040) 또는 다른 저장 매체에 저장 될 수 있다.
차량(100)과 상호 작용할 수 있는 추가 소스로서, 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은, 예를 들어, USB 연결 (320) 및/또는 안테나(310)를 갖는 사용자 네비게이션 디바이스(300), USB(410) 또는 다른 연결을 갖는 차량 네비게이션 디바이스(400), 온보드 GPS(2200), 또는 네트워크에 연결성을 갖는 원격 네비게이션 시스템 (미도시)을 포함 할 수 있다. USB는 일련의 네트워킹 프로토콜 중 하나이다. 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)에서 이용되는 대부분의 통신 프로토콜은, 전기 통신 또는 광학 통신을 수행하기 위해 이용될 수 있다.
또한, CPU(2020)는, 다양한 다른 보조 디바이스(500)와 통신 할 수 있다. 보조 디바이스(500)는 무선(510) 또는 유선(520) 접속을 통해 CPU(2020)에 접속 할 수 있다. 보조 디바이스(500)는, 개인용 미디어 플레이어, 무선 건강 장치, 휴대용 컴퓨터 등을 포함 할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, CPU(2020)는, 예를 들어 WiFi 송수신부(2060)를 사용하는 무선 라우터(2050)에 기반하여 차량(100)에 연결될 수 있다. 이 경우, CPU(2020)는 로컬 라우터(2050)의 범위에 있는 원격 네트워크에 연결할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 적어도 일부의 프로세스는 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)과 통신하는 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 수있다. 이러한 컴퓨팅 시스템은, 무선 디바이스(예를 들어, 모바일 폰) 또는 무선 디바이스를 통해 연결되는 원격 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 서버)을 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨팅 시스템을 총괄하여 자동차와 관련된 컴퓨팅 시스템(VACS, Vehicle Associated Computing Systems)이라고 지칭할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따라 디바이스(1000a) 및 서버(3000)가 서로 연동함으로써 데이터를 학습하고 인식하는 예시를 나타내는 도면이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디바이스(1000a) 또는 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은, 서버와 연동함으로써 인공 지능을 이용하여 무선 이동 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(1000a) 또는 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)은, 주변 환경 정보를 분석하거나 안테나 스위칭을 수행함에 있어서, 인공 지능을 이용할 수 있다. 도 11의 디바이스(1000a)는 도 4a에 도시된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000, 도 4A 참조), 도 4B에 도시된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000') 또는 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 프로세서(1410, 도 4a 참조)에 대응되거나, 도 10에 도시된 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000, 도 10 참조) 또는 차량 기반 컴퓨팅 시스템(2000)의 CPU(2020, 도 10 참조)에 대응될 수 있다.
도 11을 참조하면, 서버(3000)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭 방법을 위한 기준을 학습할 수 있으며, 디바이스(1000a)는 서버(3000)에 의한 학습 결과에 기초하여 상황을 판단할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 서버(3000)에 포함되는 데이터 학습부(3100)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭 방법 결정을 위한 기준을 학습할 수 있다. 데이터 학습부(3100)는 소정의 상황을 판단하기 위하여 또는 안테나 스위칭을 수행하기 위하여 어떤 데이터를 이용할 지, 데이터를 이용하여 어떻게 판단할 지에 관한 기준을 학습할 수 있다. 데이터 학습부(3100)는 학습에 이용될 데이터를 획득하고, 획득된 데이터를 데이터 인식 모델에 적용함으로써, 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭을 수행하기 위한 방법을 학습할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디바이스(1000a)에 포함되는 데이터 인식부(1460)는 데이터에 기초하여 상황을 판단하거나 안테나 스위칭을 수행하기 위한 방법을 인식할 수 있다. 데이터 인식부(1460)는 학습된 데이터 인식 모델을 이용하여, 소정의 데이터로부터 상황을 인식할 수 있다. 데이터 인식부(1460)는 학습에 의한 기 설정된 기준에 따라 소정의 데이터를 획득하고, 획득된 데이터를 입력 값으로 하여 데이터 인식 모델을 이용함으로써, 소정의 데이터에 기초한 소정의 상황을 판단하거나 안테나 스위칭 방법을 결정할 수 있다. 또한, 획득된 데이터를 입력 값으로 하여 데이터 인식 모델에 의해 출력된 결과 값은, 데이터 인식 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
데이터 학습부(3100) 및 데이터 인식부(1460) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 데이터 학습부(3100) 및 데이터 인식부(1460) 중 적어도 하나는 인공 지능(AI; artificial intelligence)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 전술한 각종 전자 장치에 탑재될 수도 있다.
데이터 학습부(3100) 및 데이터 인식부(1460)는 유선 또는 무선으로 통하여, 데이터 학습부(3100)가 구축한 모델 정보를 데이터 인식부(1460)로 제공할 수도 있고, 데이터 인식부(1460)로 입력된 데이터가 추가 학습 데이터로서 데이터 학습부(3100)로 제공될 수도 있다.
한편, 데이터 학습부(3100) 및 데이터 인식부(1460) 중 적어도 하나는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 데이터 학습부(3100) 및 데이터 인식부(1460) 중 적어도 하나가 소프트웨어 모듈(또는, 인스터력션(instruction) 포함하는 프로그램 모듈)로 구현되는 경우, 소프트웨어 모듈은 컴퓨터로 읽을 수 있는 판독 가능한 비일시적 판독 가능 기록매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 이 경우, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈은 OS(Operating System)에 의해 제공되거나, 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다. 또는, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈 중 일부는 OS(Operating System)에 의해 제공되고, 나머지 일부는 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 데이터 학습부(3100)는 데이터 획득부(3110), 전처리부(3120), 학습 데이터 선택부(3130), 모델 학습부(3140) 및 모델 평가부(3150)를 포함할 수 있다.
데이터 획득부(3110)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭을 수행하기 위하여 필요한 데이터를 획득할 수 있다.
예를 들어, 데이터 획득부(3110)는 밀리미터 파 통신 디바이스(1000, 도 4a 및 도 4b 참조)에 포함되는 복수의 안테나 모듈 각각에 관한 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 입력 받을 수 있다. 여기서, ‘빔 포밍 시뮬레이션 데이터’는 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위하여 사전에 수행된 시뮬레이션을 통해 획득된 위상값 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 데이터 획득부(3110)는 외부의 메모리에 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 외부의 메모리로부터 입력 받을 수 있다.
전처리부(3120)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭을 수행하기 위한 학습에 획득된 데이터가 이용될 수 있도록, 획득된 데이터를 전처리할 수 있다. 전처리부(3120)는 후술할 모델 학습부(3140)가 학습을 위하여 획득된 데이터를 이용할 수 있도록, 획득된 데이터를 기 설정된 포맷으로 가공할 수 있다.
학습 데이터 선택부(3130)는 전처리된 데이터 중에서 학습에 필요한 데이터를 선택할 수 있다. 선택된 데이터는 모델 학습부(3140)에 제공될 수 있다. 학습 데이터 선택부(3130)는 기 설정된 기준에 따라, 전처리된 데이터 중에서 학습에 필요한 데이터를 선택할 수 있다. 또한, 학습 데이터 선택부(3130)는 후술할 모델 학습부(3140)에 의한 학습에 의해 기 설정된 기준에 따라 데이터를 선택할 수도 있다.
모델 학습부(3140)는 학습 데이터에 기초하여 상황을 어떻게 판단할 지 또는 안테나 스위칭을 어떻게 수행할 지에 관한 기준을 학습할 수 있다. 또한, 모델 학습부(3140)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭을 위하여 어떤 학습 데이터를 이용해야 하는 지에 대한 기준을 학습할 수도 있다.
일 예로서, 모델 학습부(3140)는, 차량들의 운행 정보를 학습함으로써, 차량의 위치 정보, V2X 통신을 위해 접속된 기지국에 대한 정보, 입력된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 비교한 결과, 또는 주변 환경 정보에 기초하여 최적의 안테나 모듈을 선택하여 스위칭하는 방법을 선택하는 기준을 학습할 수 있다.
또한, 모델 학습부(3140)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭을 수행하기 위하여 이용되는 데이터 인식 모델을 학습 데이터를 이용하여 학습시킬 수 있다. 이 경우, 데이터 인식 모델은 미리 구축된 모델일 수 있다. 예를 들어, 데이터 인식 모델은 기본 학습 데이터(예를 들어, 빔 포밍 시뮬레이션 데이터, 차량의 위치에 따라 결정되는 최적의 안테나 스위칭 정보 등)을 입력 받아 미리 구축된 모델일 수 있다.
데이터 인식 모델은, 인식 모델의 적용 분야, 학습의 목적 또는 장치의 컴퓨터 성능 등을 고려하여 구축될 수 있다. 데이터 인식 모델은, 예를 들어, 신경망(Neural Network)을 기반으로 하는 모델일 수 있다. 예컨대, CNN(Convolutional Neural Network), DNN(Deep Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network)과 같은 모델이 데이터 인식 모델로서 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 예로서, 모델 학습부(3140)는, 미리 획득된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터 및 차량의 운행 정보를 이용하여, 차량의 위치에 따라 최적의 안테나 모듈을 선택하여 안테나 스위칭을 수행하기 위한 데이터 인식 모델을 학습할 수 있다.
모델 평가부(3150)는 데이터 인식 모델에 평가 데이터를 입력하고, 평가 데이터로부터 출력되는 인식 결과가 소정 기준을 만족하지 못하는 경우, 모델 학습부(3140)로 하여금 다시 학습하도록 할 수 있다. 이 경우, 평가 데이터는 데이터 인식 모델을 평가하기 위한 기 설정된 데이터일 수 있다.
예를 들어, 모델 평가부(3150)는 평가 데이터에 대한 학습된 데이터 인식 모델의 인식 결과 중에서, 인식 결과가 정확하지 않은 평가 데이터의 개수 또는 비율이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우 소정 기준을 만족하지 못한 것으로 평가할 수 있다. 예컨대, 소정 기준이 비율 2%로 정의되는 경우, 학습된 데이터 인식 모델이 총 1000개의 평가 데이터 중의 20개를 초과하는 평가 데이터에 대하여 잘못된 인식 결과를 출력하는 경우, 모델 평가부(3150)는 학습된 데이터 인식 모델이 적합하지 않은 것으로 평가할 수 있다.
한편, 데이터 학습부(3100) 내의 데이터 획득부(3110), 전처리부(3120), 학습 데이터 선택부(3130), 모델 학습부(3140) 및 모델 평가부(3150) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 데이터 획득부(3110), 전처리부(3120), 학습 데이터 선택부(3130), 모델 학습부(3140) 및 모델 평가부(3150) 중 적어도 하나는 인공 지능(AI; artificial intelligence)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 전술한 각종 전자 장치에 탑재될 수도 있다.
또한, 데이터 획득부(3110), 전처리부(3120), 학습 데이터 선택부(3130), 모델 학습부(3140) 및 모델 평가부(3150) 중 적어도 하나는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 데이터 획득부(3110), 전처리부(3120), 학습 데이터 선택부(3130), 모델 학습부(3140) 및 모델 평가부(3150) 중 적어도 하나가 소프트웨어 모듈(또는, 인스터력션(instruction) 포함하는 프로그램 모듈)로 구현되는 경우, 소프트웨어 모듈은 컴퓨터로 읽을 수 있는 판독 가능한 비일시적 판독 가능 기록매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 이 경우, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈은 OS(Operating System)에 의해 제공되거나, 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다. 또는, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈 중 일부는 OS(Operating System)에 의해 제공되고, 나머지 일부는 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다.
한편, 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 데이터 인식부(1460)는 데이터 획득부(1461), 전처리부(1462), 인식 데이터 선택부(1463), 인식 결과 제공부(1464) 및 모델 갱신부(1465)를 포함할 수 있다.
데이터 획득부(1461)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭을 수행하기 위하여 필요한 데이터를 획득할 수 있다. 전처리부(1462)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭을 위해 획득된 데이터가 이용될 수 있도록, 획득된 데이터를 전처리할 수 있다. 전처리부(1462)는 후술할 인식 결과 제공부(1464)가 획득된 데이터를 이용할 수 있도록, 획득된 데이터를 기 설정된 포맷으로 가공할 수 있다.
인식 데이터 선택부(1463)는 전처리된 데이터 중에서 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭 방법에 필요한 데이터를 선택할 수 있다. 선택된 데이터는 인식 결과 제공부(1464)에게 제공될 수 있다. 인식 데이터 선택부(1463)는 상황 판단 및/또는 안테나 스위칭을 수행하기 위한 기 설정된 기준에 따라, 전처리된 데이터 중에서 일부 또는 전부를 선택할 수 있다. 또한, 인식 데이터 선택부(1463)는 전술할 모델 학습부(3140)에 의한 학습에 의해 기 설정된 기준에 따라 데이터를 선택할 수도 있다.
디바이스(1000a)의 인식 결과 제공부(1464)는 인식 데이터 선택부(1463)에 의해 선택된 데이터를 서버(3000)에 의해 생성된 데이터 인식 모델에 적용하여 상황을 판단하거나 안테나 스위칭 방법을 결정할 수 있다. 인식 결과 제공부(1464)는 데이터의 인식 목적에 따른 인식 결과를 제공할 수 있다. 인식 결과 제공부(1464)는 인식 데이터 선택부(1463)에 의해 선택된 데이터를 입력 값으로 이용함으로써, 선택된 데이터를 데이터 인식 모델에 적용할 수 있다. 또한, 인식 결과는 데이터 인식 모델에 의해 결정될 수 있다.
일 실시 예로, 인식 결과 제공부(1464)는 차량의 주변 환경을 촬영한 영상을 획득하고, 획득된 영상으로부터 차량과의 V2X 통신을 지원하는 기지국을 식별할 수 있다.
다른 예로서, 인식 결과 제공부(1464)는, 차량의 위치 정보, 셀룰러 통신을 위해 접속된 기지국에 대한 정보, 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 또는 주변 환경 정보에 기초하여 최적의 안테나 모듈을 선택하여 안테나 스위칭을 수행하는 방법을 선택할 수 있다.
모델 갱신부(1465)는 인식 결과 제공부(1464)에 의해 제공되는 인식 결과에 대한 평가에 기초하여, 데이터 인식 모델이 갱신되도록할 수 있다. 예를 들어, 모델 갱신부(1465)는 인식 결과 제공부(1464)에 의해 제공되는 인식 결과를 모델 학습부(3140)에게 제공함으로써, 모델 학습부(3140)가 데이터 인식 모델을 갱신하도록 할 수 있다.
한편, 데이터 인식부(1460) 내의 데이터 획득부(1461), 전처리부(1462), 인식 데이터 선택부(1463), 인식 결과 제공부(1464) 및 모델 갱신부(1465) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 제작되어 전자 장치에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 데이터 획득부(1461), 전처리부(1462), 인식 데이터 선택부(1463), 인식 결과 제공부(1464) 및 모델 갱신부(1465) 중 적어도 하나는 인공 지능(AI; artificial intelligence)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 또는 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 전술한 각종 전자 장치에 탑재될 수도 있다.
또한, 데이터 획득부(1461), 전처리부(1462), 인식 데이터 선택부(1463), 인식 결과 제공부(1464) 및 모델 갱신부(1465) 중 적어도 하나는 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 데이터 획득부(1461), 전처리부(1462), 인식 데이터 선택부(1463), 인식 결과 제공부(1464) 및 모델 갱신부(1465) 중 적어도 하나가 소프트웨어 모듈(또는, 인스터력션(instruction) 포함하는 프로그램 모듈)로 구현되는 경우, 소프트웨어 모듈은 컴퓨터로 읽을 수 있는 판독 가능한 비일시적 판독 가능 기록매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 이 경우, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈은 OS(Operating System)에 의해 제공되거나, 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다. 또는, 적어도 하나의 소프트웨어 모듈 중 일부는 OS(Operating System)에 의해 제공되고, 나머지 일부는 소정의 애플리케이션에 의해 제공될 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에서, 인공 지능 기술을 이용하여 수행되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)에 의해 수행되는 i) 서로 이격되어 배치된 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 통해 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 동작, ii) 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대하여 위상 천이(phase shift)에 의한 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하는 동작, iii) 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 동작, iv) 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 인식된 동작 상태 변화에 따라, 제1 안테나 모듈로부터 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하는 동작, 및 v) 계산된 위상값을 이용하여, 제2 안테나 모듈이 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하는 동작 중 적어도 하나는, 신경망(neural network)을 통한 연산을 수행하는 인공지능(AI: Artificial Intelligence) 기술을 이용하여 수행될 수 있다.
인공 지능 기술(이하, 'AI 기술')은 신경망(Neural Network)을 통한 연산을 기반으로 입력 데이터를 분석 및/또는 분류 등과 같은 처리를 하여 목적하는 결과를 획득하는 기술이다.
이러한 AI 기술은 알고리즘을 활용하여 구현될 수 있다. 여기서, AI 기술을 구현하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘의 집합을 신경망(Neural Network)이라 한다. 여기서, 신경망은 입력 데이터를 입력받고, 전술한 분석 및/또는 분류를 위한 연산을 수행하여, 결과 데이터를 출력할 수 있다. 신경망이 입력 데이터에 대응되는 결과 데이터를 정확하게 출력하기 위해서는, 신경망을 학습(training)시킬 필요가 있다. 여기서, '학습(training)'은 신경망에 대한 입력 데이터들을 분석하는 방법, 입력 데이터들을 분류하는 방법, 및/또는 입력 데이터들에서 결과 데이터 생성에 필요한 특징을 추출하는 방법 등을 신경망이 스스로 발견 또는 터득할 수 있도록 훈련시키는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 학습 과정을 통하여, 신경망은 학습 데이터(예를 들어, 서로 다른 복수의 이미지들)를 학습(training)하여 신경망 내부의 가중치(weight) 값들을 최적화할 수 있다. 그리고, 최적화된 가중치 값을 가지는 신경망을 통하여, 입력 데이터를 처리함으로써, 목적하는 결과를 출력한다.
신경망은 연산을 수행하는 내부의 레이어(layer)인 은닉 레이어(hidden layer)의 개수가 복수일 경우, 즉 연산을 수행하는 신경망의 심도(depth)가 증가하는 경우, 심층 신경망으로 분류될 수 있다. 신경망의 예로는, CNN (Convolutional Neural Network), DNN (Deep Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), RBM (Restricted Boltzmann Machine), DBN (Deep Belief Network), BRDNN(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network) 및 심층 Q-네트워크 (Deep Q-Networks) 등이 있으며, 전술한 예에 한정되지 않는다. 또한, 신경망은 세분화될 수 있다. 예를 들어, CNN 신경망은 DCNN(Deep Convolution Neural Network) 또는 캡스넷(Capsnet) 신경망(미도시) 등으로 세분화 될 수 있다.
'AI 모델'은 입력 데이터를 수신하고 목적하는 결과를 출력하도록 동작하는 적어도 하나의 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 또한, 'AI 모델'은 신경망을 통한 연산을 수행하여 목적하는 결과를 출력하는 알고리즘, 복수의 알고리즘의 집합, 알고리즘(또는 알고리즘의 집합)을 실행하기 위한 프로세서(processor), 알고리즘(또는 알고리즘의 집합)을 실행하기 위한 소프트웨어, 또는 알고리즘(또는 알고리즘의 집합)을 실행하기 위한 하드웨어를 의미할 수 있다.
전술한 i) 서로 이격되어 배치된 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 통해 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 동작, ii) 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대하여 위상 천이(phase shift)에 의한 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하는 동작, iii) 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 동작, iv) 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 인식된 동작 상태 변화에 따라, 제1 안테나 모듈로부터 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하는 동작, 및 v) 계산된 위상값을 이용하여, 제2 안테나 모듈이 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하는 동작 중 적어도 하나는 AI 모델 기반으로 수행될 수 있다.
도 12를 참조하면, 신경망(120)은 학습 데이터(training data)를 입력받아 트레이닝(training)될 수 있다. 그리고, 학습된 신경망(120)은 입력단(122)으로 입력 데이터(121)를 입력받고, 입력단(122), 은닉 레이어(hidden layer)(123) 및 출력단(124)은 입력 데이터(121) 및 이전 레이어로부터 전달된 데이터를 분석하여 출력 데이터(125)를 출력하기 위한 연산을 수행할 수 있다. 도 12에서는 은닉 레이어(123)가 1개의 계층인 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 은닉 레이어(123)는 복수의 계층으로 이루어질 수도 있다.
개시된 실시예에서 신경망(120)은, 동작 중인 제1 안테나 모듈의 모듈 온도 상승 및 차량의 이동으로 인한 제1 안테나 모듈의 위치 및 방향의 변경 중 적어도 하나를 인식하도록 학습될 수 있다.
개시된 실시예에서 신경망(120)은, 온도 센서를 이용하여 측정된 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 제1 시점을 인식하고, 제1 시점에 동작 중인 제1 안테나 모듈을 제2 안테나 모듈로 스위칭하도록 학습될 수 있다.
개시된 실시예에서 신경망(120)은, 온도 센서를 이용하여 측정된 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도 보다 낮은 기설정된 임계 범위에 도달하는 제2 시점을 인식하고, 제2 시점에서 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값 계산이 완료되었는지 여부를 확인(identify)하도록 학습될 수 있다.
개시된 실시예에서 신경망(120)은, 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도 및 위상값 계산 완료 여부에 기초하여 스위칭될 안테나 모듈을 제2 안테나 모듈로 결정하도록 학습될 수 있다.
개시된 실시예에서, 전술한 i) 서로 이격되어 배치된 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 통해 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 동작, ii) 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대하여 위상 천이(phase shift)에 의한 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하는 동작, iii) 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 동작, iv) 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 인식된 동작 상태 변화에 따라, 제1 안테나 모듈로부터 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하는 동작, 및 v) 계산된 위상값을 이용하여, 제2 안테나 모듈이 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 신경망(120)과 관련된 데이터 또는 프로그램 코드는 메모리(1420, 도 4a 참조)에 저장되고, 신경망(120)을 이용하는 학습은 프로세서(1410, 도 4a 참조)에 의해 수행될 수 있다.
또는, 전술한 i) 서로 이격되어 배치된 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 통해 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 동작, ii) 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대하여 위상 천이(phase shift)에 의한 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하는 동작, iii) 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 동작, iv) 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 인식된 동작 상태 변화에 따라, 제1 안테나 모듈로부터 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하는 동작, 및 v) 계산된 위상값을 이용하여, 제2 안테나 모듈이 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 신경망(120)은 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 구별된 별도의 디바이스(미도시) 또는 프로세서(미도시) 내에 구현될 수 있다.
전술한 신경망(120)을 통한 연산은 일 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 무선 통신 네트워크를 통해 통신할 수 있는 서버(3000, 도 13 및 도 14 참조)에서 수행될 수도 있다. 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 서버(3000) 간의 통신은 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다.
도 13은 서버(3000)와 연동하여 동작하는 개시된 실시예에 따른 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)를 나타내는 도면이다.
서버(3000)는 통신 네트워크를 통하여 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 데이터를 송수신하며 데이터를 처리할 수 있다.
도 13을 함께 참조하면, 서버(3000)는 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 통신하는 통신부(3100), 적어도 하나의 인스트럭션을 수행하는 프로세서(3200), 데이터베이스(3300) 및 데이터 학습 모델(3400)을 포함할 수 있다.
서버(3000)는 AI 모델을 훈련시키고, 훈련된 AI 모델을 저장하고 있을 수 있다. 그리고, 서버(3000)는 훈련된 AI 모델을 이용하여 전술한 i) 서로 이격되어 배치된 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 통해 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 동작, ii) 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 복수의 안테나 모듈 각각이 기지국에 대하여 위상 천이(phase shift)에 의한 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하는 동작, iii) 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 동작, iv) 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 인식된 동작 상태 변화에 따라, 제1 안테나 모듈로부터 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하는 동작, 및 v) 계산된 위상값을 이용하여, 제2 안테나 모듈이 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하는 동작 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
일반적으로, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 메모리 저장 용량, 연산의 처리 속도, 학습 데이터 셋의 수집 능력 등이 서버(3000)에 비하여 제한적일 수 있다. 따라서, 대용량 데이터의 저장 및 대용량의 연산량이 필요한 동작은 서버(3000)에서 수행한 후, 통신 네트워크를 통하여 필요한 데이터 및/또는 AI 모델을 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)에 전송할 수 있다. 그러면, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 대용량의 메모리 및 빠른 연산 능력을 갖는 프로세서 없이도, 서버(3000)를 통하여 필요한 데이터 및/또는 AI 모델을 수신하여 이용함으로써, 빠르고 용이하게 필요한 동작을 수행할 수 있다.
개시된 실시예에서, 서버(3000)는 도 12에서 설명한 신경망(120)을 포함할 수 있다.
도 14는 도 13을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 서버(3000)는 통신부(3100), 프로세서(3200), 데이터베이스(2300), 및 데이터 학습 모델(3400)을 포함할 수 있다. 도 13에는 데이터 학습 모델(3400)이 프로세서(3200) 및 데이터베이스(2300)와는 별개의 독립적인 구성으로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 데이터 학습 모델(3400)은 적어도 하나의 명령어들(instructions) 또는 프로그램 코드를 포함하는 소프트웨어 모듈로 구성될 수 있고, 이 경우 데이터 학습 모델(3400)은 데이터베이스(3300)에 포함될 수 있다.
통신부(3100)는 무선 통신 네트워크(4000)를 통해서 외부 장치(예를 들어, 서버)와 통신을 수행한다. 여기서, 외부 장치(미도시)는 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)가 필요로 하는 연산 중 적어도 하나를 수행하거나, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)가 필요로 하는 데이터 등을 송신할 수 있는 서버(예를 들어, 3000)를 포함할 수 있다.
통신부(3100)는, 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈, 이동 통신 모듈, 방송 수신 모듈 등과 같은 적어도 하나의 통신 모듈을 포함한다. 여기서, 적어도 하나의 통신 모듈은 방송 수신을 수행하는 튜너, 블루투스, WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), CDMA, WCDMA, 인터넷, 3G, 4G, 5G 및/또는 밀리미터 파(mmwave)를 이용한 통신 방식과 같은 통신 규격을 따르는 네트워크를 통하여 데이터 송수신을 수행할 수 있는 통신 모듈을 의미한다.
예를 들어, 통신부(3100)가 밀리미터 파(mmWAVE)를 이용하여 통신을 수행하면, 대용량의 데이터를 빠르게 송수신할 수 있다. 구체적으로, 차량은 밀리미터파를 이용하여 대용량의 데이터를 빠르게 수신하고, 차량(100)의 안전에 필요한 데이터(예를 들어, 자율 주행에 필요한 데이터, 네비게이션 서비스를 위해 필요한 데이터 등), 사용자 이용 컨텐츠(예를 들어, 영화, 음악 등) 등을 빠르게 제공함으로써, 차량의 안전성 및/또는 사용자의 편리성을 증가시킬 수 있다.
통신부(3100)에 포함되는 이동 통신 모듈은 3G, 4G, 및/또는 5G 등의 통신 규격에 따르는 통신 네트워크를 통하여 원거리에 위치하는 다른 장치(예를 들어, 서버(3000))와 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 원거리에 위치하는 다른 장치와 통신을 수행하는 통신 모듈을 '원거리 통신 모듈'이라 칭할 수 있다.
프로세서(3200)는 서버(3000)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(3200)는, 서버(3000)의 적어도 하나의 인스트럭션(instructions), 및 프로그램들 중 적어도 하나를 실행함으로써, 요구되는 동작들을 수행할 수 있다.
데이터베이스(2300)는 메모리(미도시)를 포함할 수 있으며, 메모리(미도시) 내에 서버(3000)가 소정 동작을 수행하기 위해서 필요한 적어도 하나의 인스트럭션, 프로그램, 데이터 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 또한, 데이터베이스(3300)는 서버(3000)가 신경망에 따른 연산을 수행하기 위해서 필요한 데이터들을 저장할 수 있다.
개시된 실시예에서, 서버(3000)는 도 12에서 설명한 신경망(120)을 저장하고 있을 수 있다. 신경망(120)은 프로세서(3200) 및 데이터베이스(3300) 중 적어도 하나에 저장될 수 있다. 서버(3000)가 포함하는 신경망(120)은 학습이 완료된 신경망이 될 수 있다.
또한, 서버(3000)는 학습이 완료된 신경망을 통신부(3100)를 통하여 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 모뎀(1400, 도 4a 참조)로 전송할 수 있다. 그러면, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)는 학습이 완료된 신경망을 획득 및 저장하고, 신경망을 통하여 목적하는 출력 데이터를 획득할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)에 의해 실행되는 프로그램은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 명령어들을 수행할 수 있는 모든 시스템에 의해 수행될 수 있다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령어(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.
소프트웨어는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는, 예를 들어 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다. 예를 들어, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 프로그램은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은 소프트웨어 프로그램, 소프트웨어 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 디바이스의 제조사 또는 전자 마켓(예를 들어, 구글 플레이 스토어TM, 앱 스토어TM)을 통해 전자적으로 배포되는 소프트웨어 프로그램 형태의 상품(예를 들어, 다운로드 가능한 애플리케이션(downloadable application))을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, 소프트웨어 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 차량 또는 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)의 제조사의 서버, 전자 마켓의 서버, 또는 소프트웨어 프로그램을 임시적으로 저장하는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000), 서버, 및 타 디바이스로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 디바이스의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 통신 연결되는 제3 디바이스(예를 들어, 스마트 폰)가 존재하는 경우, 컴퓨터 프로그램 제품은 제3 디바이스의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 컴퓨터 프로그램 제품은 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)로부터 디바이스 또는 제3 디바이스로 전송되거나, 제3 디바이스로부터 디바이스로 전송되는 소프트웨어 프로그램 자체를 포함할 수 있다.
이 경우, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000) 및 제3 디바이스 중 하나가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000) 및 제3 디바이스 중 둘 이상이 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)가 메모리(1420, 도 4a 및 도 4b 참조)에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)와 통신 연결된 타 디바이스가 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 제3 디바이스가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 제3 디바이스와 통신 연결된 디바이스가 개시된 실시예에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
제3 디바이스가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 경우, 제3 디바이스는 밀리미터 파 통신 디바이스(1000)로부터 컴퓨터 프로그램 제품을 다운로드하고, 다운로드된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행할 수 있다. 또는, 제3 디바이스는 프리로드(pre-load)된 상태로 제공된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수도 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 컴퓨터 시스템 또는 모듈 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (15)

  1. 차량에 탑재된 밀리미터 파(mmWave) 통신 디바이스에 있어서,
    기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 복수의 안테나 모듈;
    상기 복수의 안테나 모듈 각각과 연결되고, 상기 복수의 안테나 모듈 중 어느 하나의 안테나 모듈을 선택함으로써 안테나 스위칭을 수행하는 스위칭 회로; 및
    상기 복수의 안테나 모듈 및 상기 스위칭 회로와 연결되고, 상기 복수의 안테나 모듈 및 상기 스위칭 회로의 동작을 제어하는 모뎀(modem);
    을 포함하고,
    상기 모뎀은,
    하나 이상의 명령어들(instructions)을 포함하는 프로그램을 저장하는 메모리;
    상기 메모리에 저장된 프로그램의 하나 이상의 명령어들을 실행하는 프로세서; 및
    상기 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여, 상기 복수의 안테나 모듈이 배치된 위치에 따라 사전에 수행된 시뮬레이션을 통해 획득된 빔 방향성에 관한 정보를 포함하는 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 저장하는 저장부;
    를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 저장부에 저장된 상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하고, 상기 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하고, 인식된 동작 상태 변화에 따라, 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하도록 상기 스위칭 회로를 제어하고, 상기 계산된 위상값을 이용하여, 상기 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하도록 상기 제2 안테나 모듈을 제어하는, 밀리미터 파 통신 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는, 안테나 스위칭이 수행되는 경우 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 배치된 위치, 각도 및 상기 기지국을 향하는 빔의 방향에 기초하여 빔 포밍을 위한 위상값을 보정하기 위하여 사전에 시뮬레이션을 통해 기 획득된 위상 보정값을 포함하는, 밀리미터 파 통신 디바이스.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 변수로 갖는 위상 천이 매트릭스(phase shift matrix)인 코드 워드(code word)를 포함하는 코드북 저장부;
    를 더 포함하고,
    상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는 상기 코드북 저장부에 포함되는 상기 코드 워드에 기초하여 사전에 계산함으로써 획득되는, 밀리미터 파 통신 디바이스.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 안테나 모듈 각각은 모듈 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 온도 센서를 이용하여 동작 중인 상기 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 기 설정된 시간 주기에 따라 측정하는, 밀리미터 파 통신 디바이스.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 측정된 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 제1 시점을 인식하고,
    상기 제1 시점에 동작 중인 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 제2 안테나 모듈로 스위칭하도록 상기 스위칭 회로를 제어하는, 밀리미터 파 통신 디바이스.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    측정된 상기 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도 보다 낮은 기설정된 임계 범위에 도달하는 제2 시점을 인식하고, 상기 제2 시점에서 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값 계산이 완료되었는지 여부를 확인하는(identify), 밀리미터 파 통신 디바이스.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도 및 상기 위상값 계산 완료 여부에 기초하여 스위칭될 안테나 모듈을 상기 제2 안테나 모듈로 결정하는, 밀리미터 파 통신 디바이스.
  8. 차량에 탑재된 밀리미터 파 통신 디바이스가 안테나 스위칭을 수행하는 방법에 있어서,
    서로 이격되어 배치된 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 통해 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 단계;
    상기 밀리미터 파 통신 디바이스에 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 위상 천이(phase shift)에 의한 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하는 단계;
    상기 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 단계;
    상기 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 상기 인식된 동작 상태 변화에 따라, 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하는 단계; 및
    상기 계산된 위상값을 이용하여, 상기 제2 안테나 모듈이 상기 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는, 상기 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 안테나 스위칭이 수행되는 경우, 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 배치된 위치, 각도 및 상기 기지국을 향하는 빔의 방향에 기초하여 빔 포밍을 위한 위상값을 보정하기 위하여 사전에 시뮬레이션을 통해 기 획득된 위상 보정값을 포함하는, 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 빔 포밍 시뮬레이션 데이터는, 상기 밀리미터 파 통신 디바이스에 기 저장된 코드북(codebook)에 포함되는 코드 워드(code word)에 기초하여 사전에 계산함으로써 획득되고,
    상기 코드 워드는 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값을 변수로 갖는 위상 천이 매트릭스(phase shift matrix)인, 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 단계는,
    온도 센서를 이용하여 상기 제1 안테나 모듈의 모듈 온도를 기설정된 시간 주기에 따라 측정하는 단계; 를 포함하는, 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 단계는,
    상기 측정된 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도를 초과하는 제1 시점을 인식하는 단계; 를 포함하고,
    상기 스위칭하는 단계는, 상기 제1 시점에 동작 중인 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 제2 안테나 모듈로 스위칭하는, 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 측정된 제1 안테나 모듈의 모듈 온도가 기설정된 임계 온도 보다 낮은 기설정된 임계 범위에 도달하는 제2 시점을 인식하는 단계; 및
    상기 제2 시점에서 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대한 빔 포밍을 수행하기 위한 위상값 계산이 완료되었는지 여부를 확인하는(identify) 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    온도 센서를 이용하여 상기 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도를 측정하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 안테나 스위칭을 수행하는 단계는, 상기 복수의 안테나 모듈 각각의 모듈 온도 및 상기 위상값 계산 완료 여부에 기초하여 스위칭될 안테나 모듈을 상기 제2 안테나 모듈로 결정하는 단계; 를 포함하는, 방법.
  15. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(Computer Program Product)에 있어서,
    상기 저장 매체는,
    서로 이격되어 배치된 복수의 안테나 모듈 중 제1 안테나 모듈을 통해 기지국과 형성된 밀리미터 파 통신 채널을 통해 데이터를 송수신하는 단계;
    상기 밀리미터 파 통신 디바이스에 기 저장된 빔 포밍 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 상기 복수의 안테나 모듈 각각이 상기 기지국에 대하여 위상 천이(phase shift)에 의한 빔 포밍(Beamforming)을 수행하기 위한 위상값을 계산하는 단계;
    상기 동작 중인 제1 안테나 모듈의 동작 상태 변화를 인식하는 단계;
    상기 기지국과의 데이터 통신의 연속성을 위하여 상기 인식된 동작 상태 변화에 따라, 상기 제1 안테나 모듈로부터 상기 복수의 안테나 모듈 중 제2 안테나 모듈로 안테나 스위칭을 수행하는 단계; 및
    상기 계산된 위상값을 이용하여, 상기 제2 안테나 모듈이 상기 기지국과 통신 채널을 형성하기 위한 빔 포밍을 수행하는 단계;
    를 포함하는, 차량에 탑재된 밀리미터 파 통신 디바이스가 수행하는 명령어들(instructions)을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023163354A1 (ko) * 2022-02-25 2023-08-31 삼성전자 주식회사 차량용 전자 장치 및 그 동작 방법
WO2024048906A1 (ko) * 2022-08-29 2024-03-07 삼성전자 주식회사 차량용 안테나 모듈 및 이를 포함한 차량
US20240088576A1 (en) * 2022-09-08 2024-03-14 Motional Ad Llc Wavelength based v2x antenna

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236372B1 (en) * 1997-03-22 2001-05-22 Fuba Automotive Gmbh Antenna for radio and television reception in motor vehicles
KR20150106911A (ko) * 2013-01-15 2015-09-22 퀄컴 인코포레이티드 디바이스 상의 안테나들을 스위칭함으로써 pa/디바이스 온도를 감소시키기 위한 방법 및 장치
US20150349836A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Qualcomm Incorporated Temperature control at power amplifier with transceiver switching
US9812778B2 (en) * 2014-09-12 2017-11-07 Advanced Micro Devices, Inc. Integrated circuit apparatus with switched antennas
US20190349058A1 (en) * 2018-05-10 2019-11-14 Qualcomm Incorporated Dynamic antenna selection in millimeter wave systems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018110083A1 (ja) * 2016-12-12 2018-06-21 住友電気工業株式会社 移動局、移動局用ｒｆフロントエンドモジュール、及びフロントエンド集積回路
US10218422B2 (en) * 2017-03-24 2019-02-26 Qualcomm Incorporated Methods for beam switching in millimeter wave systems to manage thermal constraints
US10256872B2 (en) * 2017-05-02 2019-04-09 Apple Inc. Methods for performing antenna beam scanning
JP6643390B2 (ja) * 2018-04-19 2020-02-12 京セラ株式会社 電子機器、電子機器の制御方法、及び電子機器の制御プログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236372B1 (en) * 1997-03-22 2001-05-22 Fuba Automotive Gmbh Antenna for radio and television reception in motor vehicles
KR20150106911A (ko) * 2013-01-15 2015-09-22 퀄컴 인코포레이티드 디바이스 상의 안테나들을 스위칭함으로써 pa/디바이스 온도를 감소시키기 위한 방법 및 장치
US20150349836A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Qualcomm Incorporated Temperature control at power amplifier with transceiver switching
US9812778B2 (en) * 2014-09-12 2017-11-07 Advanced Micro Devices, Inc. Integrated circuit apparatus with switched antennas
US20190349058A1 (en) * 2018-05-10 2019-11-14 Qualcomm Incorporated Dynamic antenna selection in millimeter wave systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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