WO2023022261A1 - 무선 통신 시스템에서 전력을 분배하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 전력을 분배하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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WO2023022261A1
WO2023022261A1 PCT/KR2021/011042 KR2021011042W WO2023022261A1 WO 2023022261 A1 WO2023022261 A1 WO 2023022261A1 KR 2021011042 W KR2021011042 W KR 2021011042W WO 2023022261 A1 WO2023022261 A1 WO 2023022261A1
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WO
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power
coordinator
information
requestor
wireless
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PCT/KR2021/011042
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English (en)
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장지환
이명희
오재기
박재용
하업성
김성진
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and relates to an apparatus and method for distributing power in a wireless communication system.
  • a wireless access system is widely deployed to provide various types of communication services such as voice and data.
  • a wireless access system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • Examples of the multiple access system include a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, and a single carrier frequency (SC-FDMA) system. division multiple access) system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • RAT radio access technology
  • a communication system considering reliability and latency-sensitive services/UE (user equipment) as well as mMTC (massive machine type communications) providing various services anytime and anywhere by connecting multiple devices and objects has been proposed. .
  • Various technical configurations for this have been proposed.
  • the present disclosure relates to an apparatus and method for effectively distributing power using wireless power transmission technology in a wireless communication system.
  • the present disclosure may provide an apparatus and method for wirelessly sharing power through a virtual coordinator in a wireless communication system.
  • a method of operating a coordinator device in a wireless communication system includes registering at least one demander device and at least one supplier device, the at least one Receiving power information from a requestor device and the at least one provider device, performing scheduling for power sharing based on the power information, and receiving power from the at least one provider device according to the scheduling, and transmitting power to the at least one claimant device.
  • a method of operating a demander device in a wireless communication system includes transmitting a message requesting registration as a demander to a coordinator device, and transmitting power information of the demander device to the coordinator device. and receiving power from the coordinator device according to scheduling for power sharing determined based on the power information.
  • a method of operating a supplier device in a wireless communication system includes transmitting a message requesting registration as a supplier to a coordinator device, and transmitting power information of the supplier device to the coordinator device. and transmitting power to the coordinator device according to scheduling for power sharing determined based on the power information.
  • a coordinator device in a wireless communication system may include a transceiver, a circuit for receiving and transmitting power, and a processor connected to the transceiver and the circuit.
  • the processor registers at least one demander device and at least one supplier device, receives power information from the at least one demander device and the at least one supplier device, and receives the power information. It is possible to perform scheduling for power sharing based on, receive power from the at least one provider device according to the scheduling, and transmit power to the at least one requestor device.
  • a demander device in a wireless communication system may include a transceiver, a circuit for power reception, and a processor connected to the transceiver and the circuit.
  • the processor transmits a message requesting registration as a requestor to a coordinator device, transmits power information of the requestor device to the coordinator device, and according to scheduling for power sharing determined based on the power information, the coordinator device It can be controlled to receive power from the device.
  • a supplier device in a wireless communication system may include a transceiver, a circuit for power transmission, and a processor connected to the transceiver and the circuit.
  • the processor transmits a message requesting registration as a provider to a coordinator device, transmits power information of the provider device to the coordinator device, and according to scheduling for power sharing determined based on the power information, the coordinator device It can be controlled to transmit power to the device.
  • an apparatus may include at least one processor, and at least one computer memory connected to the at least one processor and storing instructions that direct operations as executed by the at least one processor.
  • the operations may include registering at least one demander device and at least one supplier device, receiving power information from the at least one demander device and the at least one supplier device, the The method may include performing scheduling for power sharing based on power information, and receiving power from the at least one provider device and transmitting power to the at least one requestor device according to the scheduling.
  • a non-transitory computer-readable medium storing at least one instruction (instructions) is. and the at least one instruction executable by a processor, wherein the at least one instruction causes a device to register at least one demander device and at least one supplier device; Receiving power information from the at least one requestor device and the at least one provider device, performing scheduling for power sharing based on the power information, and receiving power from the at least one provider device according to the scheduling; , can be controlled to transmit power to the at least one requestor device.
  • power use efficiency of various devices in a network may be increased.
  • Effects obtainable in the embodiments of the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned are technical fields to which the technical configuration of the present disclosure is applied from the description of the following embodiments of the present disclosure. can be clearly derived and understood by those skilled in the art. That is, unintended effects according to implementing the configuration described in the present disclosure may also be derived by those skilled in the art from the embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows an example of a communication system applicable to the present disclosure.
  • FIG. 2 shows an example of a wireless device applicable to the present disclosure.
  • FIG. 3 illustrates another example of a wireless device applicable to the present disclosure.
  • FIG. 4 shows an example of a portable device applicable to the present disclosure.
  • FIG. 5 illustrates an example of a vehicle or autonomous vehicle applicable to the present disclosure.
  • AI Artificial Intelligence
  • FIG. 7 illustrates a method of processing a transmission signal applicable to the present disclosure.
  • FIG 8 illustrates an example of a communication structure that can be provided in a 6G system applicable to the present disclosure.
  • FIG. 10 illustrates a THz communication method applicable to the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates a concept of a virtual power shared model according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 illustrates an example of a virtual power sharing model according to an embodiment.
  • FIG. 13 shows a schematic structure of a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 14 illustrates a structure of a device in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 15 illustrates an example configuration of a circuit for receiving and generating power in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 16 illustrates a configuration example of a signal transceiver circuit in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 17 illustrates a functional configuration example of an energy receiving circuit in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 18 illustrates a configuration example of a rectifier circuit included in an energy receiving circuit in a wireless communication system according to an embodiment.
  • LDO low drop out
  • FIG. 20 illustrates a configuration example of a charging control circuit included in an energy reception circuit in a wireless communication system according to an embodiment.
  • 21 illustrates an example of a procedure for power sharing in a wireless communication system according to an embodiment.
  • 22 illustrates an example of a procedure for managing power in a wireless communication system according to an embodiment.
  • 23 illustrates an example of a procedure for receiving power in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 24 illustrates an example of a procedure for supplying power in a wireless communication system according to an embodiment.
  • each component or feature may be considered optional unless explicitly stated otherwise.
  • Each component or feature may be implemented in a form not combined with other components or features.
  • an embodiment of the present disclosure may be configured by combining some elements and/or features. The order of operations described in the embodiments of the present disclosure may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • a base station has meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a mobile station.
  • a specific operation described as being performed by a base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • the 'base station' is a term such as a fixed station, Node B, eNode B, gNode B, ng-eNB, advanced base station (ABS), or access point. can be replaced by
  • a terminal includes a user equipment (UE), a mobile station (MS), a subscriber station (SS), a mobile subscriber station (MSS), It may be replaced with terms such as mobile terminal or advanced mobile station (AMS).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • SS subscriber station
  • MSS mobile subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • the transmitting end refers to a fixed and/or mobile node providing data service or voice service
  • the receiving end refers to a fixed and/or mobile node receiving data service or voice service. Therefore, in the case of uplink, the mobile station can be a transmitter and the base station can be a receiver. Similarly, in the case of downlink, the mobile station may be a receiving end and the base station may be a transmitting end.
  • Embodiments of the present disclosure are wireless access systems, such as an IEEE 802.xx system, a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) system, a 3GPP Long Term Evolution (LTE) system, a 3GPP 5G (5th generation) NR (New Radio) system, and a 3GPP2 system. It may be supported by at least one disclosed standard document, and in particular, the embodiments of the present disclosure are supported by 3GPP technical specification (TS) 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 and 3GPP TS 38.331 documents It can be.
  • 3GPP technical specification TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 and 3GPP TS 38.331 documents It can be.
  • embodiments of the present disclosure may be applied to other wireless access systems, and are not limited to the above-described systems.
  • it may also be applicable to a system applied after the 3GPP 5G NR system, and is not limited to a specific system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • LTE is 3GPP TS 36.xxx Release 8 or later
  • LTE technology after 3GPP TS 36.xxx Release 10 is referred to as LTE-A
  • xxx Release 13 may be referred to as LTE-A pro.
  • 3GPP NR may mean technology after TS 38.xxx Release 15.
  • 3GPP 6G may mean technology after TS Release 17 and/or Release 18.
  • "xxx" means a standard document detail number.
  • LTE/NR/6G may be collectively referred to as a 3GPP system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication system applied to the present disclosure.
  • a communication system 100 applied to the present disclosure includes a wireless device, a base station, and a network.
  • the wireless device means a device that performs communication using a radio access technology (eg, 5G NR, LTE), and may be referred to as a communication/wireless/5G device.
  • the wireless device includes a robot 100a, a vehicle 100b-1 and 100b-2, an extended reality (XR) device 100c, a hand-held device 100d, and a home appliance. appliance) 100e, Internet of Thing (IoT) device 100f, and artificial intelligence (AI) device/server 100g.
  • a radio access technology eg, 5G NR, LTE
  • XR extended reality
  • IoT Internet of Thing
  • AI artificial intelligence
  • the vehicle may include a vehicle equipped with a wireless communication function, an autonomous vehicle, a vehicle capable of performing inter-vehicle communication, and the like.
  • the vehicles 100b-1 and 100b-2 may include an unmanned aerial vehicle (UAV) (eg, a drone).
  • UAV unmanned aerial vehicle
  • the XR device 100c includes augmented reality (AR)/virtual reality (VR)/mixed reality (MR) devices, and includes a head-mounted device (HMD), a head-up display (HUD) installed in a vehicle, a television, It may be implemented in the form of smart phones, computers, wearable devices, home appliances, digital signage, vehicles, robots, and the like.
  • the mobile device 100d may include a smart phone, a smart pad, a wearable device (eg, a smart watch, a smart glass), a computer (eg, a laptop computer), and the like.
  • the home appliance 100e may include a TV, a refrigerator, a washing machine, and the like.
  • the IoT device 100f may include a sensor, a smart meter, and the like.
  • the base station 120 and the network 130 may also be implemented as a wireless device, and a specific wireless device 120a may operate as a base station/network node to other wireless devices.
  • the wireless devices 100a to 100f may be connected to the network 130 through the base station 120 .
  • AI technology may be applied to the wireless devices 100a to 100f, and the wireless devices 100a to 100f may be connected to the AI server 100g through the network 130.
  • the network 130 may be configured using a 3G network, a 4G (eg LTE) network, or a 5G (eg NR) network.
  • the wireless devices 100a to 100f may communicate with each other through the base station 120/network 130, but communicate directly without going through the base station 120/network 130 (e.g., sidelink communication). You may.
  • the vehicles 100b-1 and 100b-2 may perform direct communication (eg, vehicle to vehicle (V2V)/vehicle to everything (V2X) communication).
  • the IoT device 100f eg, sensor
  • the IoT device 100f may directly communicate with other IoT devices (eg, sensor) or other wireless devices 100a to 100f.
  • Wireless communication/connection 150a, 150b, and 150c may be performed between the wireless devices 100a to 100f/base station 120 and the base station 120/base station 120.
  • wireless communication/connection includes various types of uplink/downlink communication 150a, sidelink communication 150b (or D2D communication), and inter-base station communication 150c (eg relay, integrated access backhaul (IAB)). This can be done through radio access technology (eg 5G NR).
  • radio access technology eg 5G NR
  • a wireless device and a base station/wireless device, and a base station can transmit/receive radio signals to each other.
  • the wireless communication/connections 150a, 150b, and 150c may transmit/receive signals through various physical channels.
  • various configuration information setting processes for transmitting / receiving radio signals various signal processing processes (eg, channel encoding / decoding, modulation / demodulation, resource mapping / demapping, etc.) At least a part of a resource allocation process may be performed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wireless device applicable to the present disclosure.
  • a first wireless device 200a and a second wireless device 200b may transmit and receive radio signals through various wireless access technologies (eg, LTE and NR).
  • ⁇ the first wireless device 200a, the second wireless device 200b ⁇ denotes the ⁇ wireless device 100x and the base station 120 ⁇ of FIG. 1 and/or the ⁇ wireless device 100x and the wireless device 100x.
  • ⁇ can correspond.
  • the first wireless device 200a includes one or more processors 202a and one or more memories 204a, and may further include one or more transceivers 206a and/or one or more antennas 208a.
  • the processor 202a controls the memory 204a and/or the transceiver 206a and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flow diagrams disclosed herein.
  • the processor 202a may process information in the memory 204a to generate first information/signal, and transmit a radio signal including the first information/signal through the transceiver 206a.
  • the processor 202a may receive a radio signal including the second information/signal through the transceiver 206a and store information obtained from signal processing of the second information/signal in the memory 204a.
  • the memory 204a may be connected to the processor 202a and may store various information related to the operation of the processor 202a.
  • memory 204a may perform some or all of the processes controlled by processor 202a, or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein. It may store software codes including them.
  • the processor 202a and the memory 204a may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • the transceiver 206a may be coupled to the processor 202a and may transmit and/or receive wireless signals through one or more antennas 208a.
  • the transceiver 206a may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 206a may be used interchangeably with a radio frequency (RF) unit.
  • RF radio frequency
  • a wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.
  • the second wireless device 200b includes one or more processors 202b, one or more memories 204b, and may further include one or more transceivers 206b and/or one or more antennas 208b.
  • the processor 202b controls the memory 204b and/or the transceiver 206b and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flow diagrams disclosed herein.
  • the processor 202b may process information in the memory 204b to generate third information/signal, and transmit a radio signal including the third information/signal through the transceiver 206b.
  • the processor 202b may receive a radio signal including the fourth information/signal through the transceiver 206b and store information obtained from signal processing of the fourth information/signal in the memory 204b.
  • the memory 204b may be connected to the processor 202b and may store various information related to the operation of the processor 202b.
  • the memory 204b may perform some or all of the processes controlled by the processor 202b, or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein. It may store software codes including them.
  • the processor 202b and the memory 204b may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • the transceiver 206b may be coupled to the processor 202b and may transmit and/or receive wireless signals through one or more antennas 208b.
  • the transceiver 206b may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 206b may be used interchangeably with an RF unit.
  • a wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.
  • one or more protocol layers may be implemented by one or more processors 202a, 202b.
  • the one or more processors 202a and 202b may include one or more layers (eg, PHY (physical), MAC (media access control), RLC (radio link control), PDCP (packet data convergence protocol), RRC (radio resource) control) and functional layers such as service data adaptation protocol (SDAP).
  • One or more processors 202a, 202b may generate one or more protocol data units (PDUs) and/or one or more service data units (SDUs) according to the descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or operational flow charts disclosed herein.
  • PDUs protocol data units
  • SDUs service data units
  • processors 202a, 202b may generate messages, control information, data or information according to the descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow diagrams disclosed herein.
  • One or more processors 202a, 202b generate PDUs, SDUs, messages, control information, data or signals (eg, baseband signals) containing information according to the functions, procedures, proposals and/or methods disclosed herein , may be provided to one or more transceivers 206a and 206b.
  • One or more processors 202a, 202b may receive signals (eg, baseband signals) from one or more transceivers 206a, 206b, and descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein PDUs, SDUs, messages, control information, data or information can be obtained according to these.
  • signals eg, baseband signals
  • One or more processors 202a, 202b may be referred to as a controller, microcontroller, microprocessor or microcomputer.
  • One or more processors 202a, 202b may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • firmware or software may be implemented using firmware or software, and the firmware or software may be implemented to include modules, procedures, functions, and the like.
  • Firmware or software configured to perform the descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow charts disclosed in this document may be included in one or more processors 202a or 202b or stored in one or more memories 204a or 204b. It can be driven by the above processors 202a and 202b.
  • the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flow charts disclosed in this document may be implemented using firmware or software in the form of codes, instructions and/or sets of instructions.
  • One or more memories 204a, 204b may be coupled to one or more processors 202a, 202b and may store various types of data, signals, messages, information, programs, codes, instructions and/or instructions.
  • One or more memories 204a, 204b may include read only memory (ROM), random access memory (RAM), erasable programmable read only memory (EPROM), flash memory, hard drive, registers, cache memory, computer readable storage media, and/or It may consist of a combination of these.
  • One or more memories 204a, 204b may be located internally and/or externally to one or more processors 202a, 202b.
  • one or more memories 204a, 204b may be connected to one or more processors 202a, 202b through various technologies such as wired or wireless connections.
  • One or more transceivers 206a, 206b may transmit user data, control information, radio signals/channels, etc. referred to in the methods and/or operational flow charts of this document to one or more other devices.
  • One or more transceivers 206a, 206b may receive user data, control information, radio signals/channels, etc. referred to in descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow charts, etc. disclosed herein from one or more other devices. there is.
  • one or more transceivers 206a and 206b may be connected to one or more processors 202a and 202b and transmit and receive radio signals.
  • one or more processors 202a, 202b may control one or more transceivers 206a, 206b to transmit user data, control information, or radio signals to one or more other devices.
  • one or more processors 202a, 202b may control one or more transceivers 206a, 206b to receive user data, control information, or radio signals from one or more other devices.
  • one or more transceivers 206a, 206b may be coupled to one or more antennas 208a, 208b, and one or more transceivers 206a, 206b may be connected to one or more antennas 208a, 208b to achieve the descriptions, functions disclosed in this document.
  • one or more antennas may be a plurality of physical antennas or a plurality of logical antennas (eg, antenna ports).
  • One or more transceivers (206a, 206b) in order to process the received user data, control information, radio signal / channel, etc. using one or more processors (202a, 202b), the received radio signal / channel, etc. in the RF band signal It can be converted into a baseband signal.
  • One or more transceivers 206a and 206b may convert user data, control information, and radio signals/channels processed by one or more processors 202a and 202b from baseband signals to RF band signals.
  • one or more transceivers 206a, 206b may include (analog) oscillators and/or filters.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a wireless device applied to the present disclosure.
  • a wireless device 300 corresponds to the wireless devices 200a and 200b of FIG. 2, and includes various elements, components, units/units, and/or modules. ) can be configured.
  • the wireless device 300 may include a communication unit 310, a control unit 320, a memory unit 330, and an additional element 340.
  • the communication unit may include communication circuitry 312 and transceiver(s) 314 .
  • communication circuitry 312 may include one or more processors 202a, 202b of FIG. 2 and/or one or more memories 204a, 204b.
  • transceiver(s) 314 may include one or more transceivers 206a, 206b of FIG.
  • the control unit 320 is electrically connected to the communication unit 310, the memory unit 330, and the additional element 340 and controls overall operations of the wireless device. For example, the control unit 320 may control electrical/mechanical operations of the wireless device based on programs/codes/commands/information stored in the memory unit 330. In addition, the control unit 320 transmits the information stored in the memory unit 330 to the outside (eg, another communication device) through the communication unit 310 through a wireless/wired interface, or transmits the information stored in the memory unit 330 to the outside (eg, another communication device) through the communication unit 310. Information received through a wireless/wired interface from other communication devices) may be stored in the memory unit 330 .
  • the additional element 340 may be configured in various ways according to the type of wireless device.
  • the additional element 340 may include at least one of a power unit/battery, an input/output unit, a driving unit, and a computing unit.
  • the wireless device 300 may be a robot (FIG. 1, 100a), a vehicle (FIG. 1, 100b-1, 100b-2), an XR device (FIG. 1, 100c), a mobile device (FIG. 1, 100d) ), home appliances (FIG. 1, 100e), IoT devices (FIG.
  • Wireless devices can be mobile or used in a fixed location depending on the use-case/service.
  • various elements, components, units/units, and/or modules in the wireless device 300 may be entirely interconnected through a wired interface or at least partially connected wirelessly through the communication unit 310 .
  • the control unit 320 and the communication unit 310 are connected by wire, and the control unit 320 and the first units (eg, 130 and 140) are connected wirelessly through the communication unit 310.
  • each element, component, unit/unit, and/or module within wireless device 300 may further include one or more elements.
  • the control unit 320 may be composed of one or more processor sets.
  • control unit 320 may include a set of a communication control processor, an application processor, an electronic control unit (ECU), a graphic processing processor, a memory control processor, and the like.
  • memory unit 330 may include RAM, dynamic RAM (DRAM), ROM, flash memory, volatile memory, non-volatile memory, and/or combinations thereof. can be configured.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a portable device applied to the present disclosure.
  • a portable device may include a smart phone, a smart pad, a wearable device (eg, smart watch, smart glasses), and a portable computer (eg, a laptop computer).
  • a mobile device may be referred to as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), an advanced mobile station (AMS), or a wireless terminal (WT).
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS advanced mobile station
  • WT wireless terminal
  • a portable device 400 includes an antenna unit 408, a communication unit 410, a control unit 420, a memory unit 430, a power supply unit 440a, an interface unit 440b, and an input/output unit 440c. ) may be included.
  • the antenna unit 408 may be configured as part of the communication unit 410 .
  • Blocks 410 to 430/440a to 440c respectively correspond to blocks 310 to 330/340 of FIG. 3 .
  • the communication unit 410 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) with other wireless devices and base stations.
  • the controller 420 may perform various operations by controlling components of the portable device 400 .
  • the controller 420 may include an application processor (AP).
  • the memory unit 430 may store data/parameters/programs/codes/commands necessary for driving the portable device 400 . Also, the memory unit 430 may store input/output data/information.
  • the power supply unit 440a supplies power to the portable device 400 and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like.
  • the interface unit 440b may support connection between the mobile device 400 and other external devices.
  • the interface unit 440b may include various ports (eg, audio input/output ports and video input/output ports) for connection with external devices.
  • the input/output unit 440c may receive or output image information/signal, audio information/signal, data, and/or information input from a user.
  • the input/output unit 440c may include a camera, a microphone, a user input unit, a display unit 440d, a speaker, and/or a haptic module.
  • the input/output unit 440c acquires information/signals (eg, touch, text, voice, image, video) input from the user, and the acquired information/signals are stored in the memory unit 430.
  • the communication unit 410 may convert the information/signal stored in the memory into a wireless signal, and directly transmit the converted wireless signal to another wireless device or to a base station.
  • the communication unit 410 may receive a radio signal from another wireless device or base station and then restore the received radio signal to original information/signal. After the restored information/signal is stored in the memory unit 430, it may be output in various forms (eg, text, voice, image, video, or haptic) through the input/output unit 440c.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a vehicle or autonomous vehicle to which the present disclosure applies.
  • a vehicle or an autonomous vehicle may be implemented as a mobile robot, vehicle, train, manned/unmanned aerial vehicle (AV), ship, etc., and is not limited to a vehicle type.
  • AV unmanned aerial vehicle
  • a vehicle or autonomous vehicle 500 includes an antenna unit 508, a communication unit 510, a control unit 520, a driving unit 540a, a power supply unit 540b, a sensor unit 540c, and an autonomous driving unit.
  • a portion 540d may be included.
  • the antenna unit 550 may be configured as a part of the communication unit 510 .
  • Blocks 510/530/540a to 540d respectively correspond to blocks 410/430/440 of FIG. 4 .
  • the communication unit 510 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) with external devices such as other vehicles, base stations (eg, base stations, roadside base units, etc.), servers, and the like.
  • the controller 520 may perform various operations by controlling elements of the vehicle or autonomous vehicle 500 .
  • the controller 520 may include an electronic control unit (ECU).
  • ECU electronice control unit
  • AI devices include TVs, projectors, smartphones, PCs, laptops, digital broadcasting terminals, tablet PCs, wearable devices, set-top boxes (STBs), radios, washing machines, refrigerators, digital signage, robots, vehicles, etc. It may be implemented as a device or a movable device.
  • the AI device 600 includes a communication unit 610, a control unit 620, a memory unit 630, an input/output unit 640a/640b, a running processor unit 640c, and a sensor unit 640d.
  • a communication unit 610 can include Blocks 610 to 630/640a to 640d may respectively correspond to blocks 310 to 330/340 of FIG. 3 .
  • the communication unit 610 communicates wired and wireless signals (eg, sensor information, user data) with external devices such as other AI devices (eg, FIG. 1, 100x, 120, and 140) or AI servers (Fig. input, learning model, control signal, etc.) can be transmitted and received. To this end, the communication unit 610 may transmit information in the memory unit 630 to an external device or transmit a signal received from the external device to the memory unit 630 .
  • external devices eg, sensor information, user data
  • AI devices eg, FIG. 1, 100x, 120, and 140
  • AI servers Fig. input, learning model, control signal, etc.
  • the controller 620 may determine at least one executable operation of the AI device 600 based on information determined or generated using a data analysis algorithm or a machine learning algorithm. And, the controller 620 may perform the determined operation by controlling components of the AI device 600 . For example, the control unit 620 may request, retrieve, receive, or utilize data from the learning processor unit 640c or the memory unit 630, and may perform a predicted operation among at least one feasible operation or one determined to be desirable. Components of the AI device 600 may be controlled to execute an operation. In addition, the control unit 620 collects history information including user feedback on the operation contents or operation of the AI device 600 and stores it in the memory unit 630 or the running processor unit 640c, or the AI server ( 1, 140) can be transmitted to an external device. The collected history information can be used to update the learning model.
  • the memory unit 630 may store data supporting various functions of the AI device 600 .
  • the memory unit 630 may store data obtained from the input unit 640a, data obtained from the communication unit 610, output data of the learning processor unit 640c, and data obtained from the sensing unit 640.
  • the memory unit 630 may store control information and/or software codes required for operation/execution of the controller 620 .
  • the input unit 640a may obtain various types of data from the outside of the AI device 600.
  • the input unit 620 may obtain learning data for model learning and input data to which the learning model is to be applied.
  • the input unit 640a may include a camera, a microphone, and/or a user input unit.
  • the output unit 640b may generate an output related to sight, hearing, or touch.
  • the output unit 640b may include a display unit, a speaker, and/or a haptic module.
  • the sensing unit 640 may obtain at least one of internal information of the AI device 600, surrounding environment information of the AI device 600, and user information by using various sensors.
  • the sensing unit 640 may include a proximity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an RGB sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, and/or a radar. there is.
  • the learning processor unit 640c may learn a model composed of an artificial neural network using learning data.
  • the running processor unit 640c may perform AI processing together with the running processor unit of the AI server (FIG. 1, 140).
  • the learning processor unit 640c may process information received from an external device through the communication unit 610 and/or information stored in the memory unit 630 .
  • the output value of the learning processor unit 640c may be transmitted to an external device through the communication unit 610 and/or stored in the memory unit 630.
  • the transmitted signal may be processed by a signal processing circuit.
  • the signal processing circuit 700 may include a scrambler 710, a modulator 720, a layer mapper 730, a precoder 740, a resource mapper 750, and a signal generator 760.
  • the operation/function of FIG. 7 may be performed by the processors 202a and 202b and/or the transceivers 206a and 206b of FIG. 2 .
  • blocks 710 to 760 may be implemented in the processors 202a and 202b and/or the transceivers 206a and 206b of FIG. 2 .
  • blocks 710 to 760 may be implemented in the processors 202a and 202b of FIG. 2 .
  • blocks 710 to 750 may be implemented in the processors 202a and 202b of FIG. 2 and block 760 may be implemented in the transceivers 206a and 206b of FIG. 2 , and are not limited to the above-described embodiment.
  • the codeword may be converted into a radio signal through the signal processing circuit 700 of FIG. 7 .
  • a codeword is an encoded bit sequence of an information block.
  • Information blocks may include transport blocks (eg, UL-SCH transport blocks, DL-SCH transport blocks).
  • Radio signals may be transmitted through various physical channels (eg, PUSCH, PDSCH).
  • the codeword may be converted into a scrambled bit sequence by the scrambler 710.
  • a scramble sequence used for scrambling is generated based on an initialization value, and the initialization value may include ID information of a wireless device.
  • the scrambled bit sequence may be modulated into a modulation symbol sequence by modulator 720.
  • the modulation method may include pi/2-binary phase shift keying (pi/2-BPSK), m-phase shift keying (m-PSK), m-quadrature amplitude modulation (m-QAM), and the like.
  • the complex modulation symbol sequence may be mapped to one or more transport layers by the layer mapper 730. Modulation symbols of each transport layer may be mapped to corresponding antenna port(s) by the precoder 740 (precoding).
  • the output z of the precoder 740 can be obtained by multiplying the output y of the layer mapper 730 by the N*M precoding matrix W.
  • N is the number of antenna ports and M is the number of transport layers.
  • the precoder 740 may perform precoding after transform precoding (eg, discrete fourier transform (DFT)) on complex modulation symbols. Also, the precoder 740 may perform precoding without performing transform precoding.
  • transform precoding eg, discrete fourier transform (DFT)
  • the resource mapper 750 may map modulation symbols of each antenna port to time-frequency resources.
  • the time-frequency resource may include a plurality of symbols (eg, CP-OFDMA symbols and DFT-s-OFDMA symbols) in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the signal generator 760 generates a radio signal from the mapped modulation symbols, and the generated radio signal can be transmitted to other devices through each antenna.
  • CP cyclic prefix
  • DAC digital-to-analog converter
  • the signal processing process for the received signal in the wireless device may be configured in reverse to the signal processing process 710 to 760 of FIG. 7 .
  • a wireless device eg, 200a and 200b of FIG. 2
  • the received radio signal may be converted into a baseband signal through a signal restorer.
  • the signal restorer may include a frequency downlink converter, an analog-to-digital converter (ADC), a CP remover, and a fast fourier transform (FFT) module.
  • ADC analog-to-digital converter
  • FFT fast fourier transform
  • the baseband signal may be restored to a codeword through a resource de-mapper process, a postcoding process, a demodulation process, and a de-scramble process.
  • a signal processing circuit for a received signal may include a signal restorer, a resource demapper, a postcoder, a demodulator, a descrambler, and a decoder.
  • 6G (radio communications) systems are characterized by (i) very high data rates per device, (ii) very large number of connected devices, (iii) global connectivity, (iv) very low latency, (v) battery- It aims to lower energy consumption of battery-free IoT devices, (vi) ultra-reliable connectivity, and (vii) connected intelligence with machine learning capabilities.
  • the vision of the 6G system can be four aspects such as “intelligent connectivity”, “deep connectivity”, “holographic connectivity”, and “ubiquitous connectivity”, and the 6G system can satisfy the requirements shown in Table 1 below. That is, Table 1 is a table showing the requirements of the 6G system.
  • the 6G system is enhanced mobile broadband (eMBB), ultra-reliable low latency communications (URLLC), mMTC (massive machine type communications), AI integrated communication, tactile Internet (tactile internet), high throughput, high network capacity, high energy efficiency, low backhaul and access network congestion and improved data security ( can have key factors such as enhanced data security.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • URLLC ultra-reliable low latency communications
  • mMTC massive machine type communications
  • AI integrated communication e.g., AI integrated communication
  • tactile Internet tactile internet
  • high throughput high network capacity
  • high energy efficiency high backhaul and access network congestion
  • improved data security can have key factors such as enhanced data security.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a communication structure that can be provided in a 6G system applicable to the present disclosure.
  • a 6G system is expected to have 50 times higher simultaneous wireless communication connectivity than a 5G wireless communication system.
  • URLLC a key feature of 5G, is expected to become a more mainstream technology by providing end-to-end latency of less than 1 ms in 6G communications.
  • the 6G system will have much better volume spectral efficiency, unlike the frequently used area spectral efficiency.
  • 6G systems can provide very long battery life and advanced battery technology for energy harvesting, so mobile devices in 6G systems may not need to be charged separately.
  • AI The most important and newly introduced technology for the 6G system is AI.
  • AI was not involved in the 4G system.
  • 5G systems will support partial or very limited AI.
  • the 6G system will be AI-enabled for full automation.
  • Advances in machine learning will create more intelligent networks for real-time communication in 6G.
  • Introducing AI in communications can simplify and enhance real-time data transmission.
  • AI can use a plethora of analytics to determine how complex target tasks are performed. In other words, AI can increase efficiency and reduce processing delays.
  • AI can also play an important role in machine-to-machine, machine-to-human and human-to-machine communications.
  • AI can be a rapid communication in the brain computer interface (BCI).
  • BCI brain computer interface
  • AI-based communication systems can be supported by metamaterials, intelligent structures, intelligent networks, intelligent devices, intelligent cognitive radios, self-sustaining wireless networks, and machine learning.
  • AI-based physical layer transmission means applying a signal processing and communication mechanism based on an AI driver rather than a traditional communication framework in fundamental signal processing and communication mechanisms. For example, deep learning-based channel coding and decoding, deep learning-based signal estimation and detection, deep learning-based multiple input multiple output (MIMO) mechanism, It may include AI-based resource scheduling and allocation.
  • MIMO multiple input multiple output
  • Machine learning may be used for channel estimation and channel tracking, and may be used for power allocation, interference cancellation, and the like in a downlink (DL) physical layer. Machine learning can also be used for antenna selection, power control, symbol detection, and the like in a MIMO system.
  • DL downlink
  • AI algorithms based on deep learning require a lot of training data to optimize training parameters.
  • a lot of training data is used offline. This is because static training on training data in a specific channel environment may cause a contradiction between dynamic characteristics and diversity of a radio channel.
  • Machine learning refers to a set of actions that train a machine to create a machine that can do tasks that humans can or cannot do.
  • Machine learning requires data and a running model.
  • data learning methods can be largely classified into three types: supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning.
  • Neural network training is aimed at minimizing errors in the output.
  • Neural network learning repeatedly inputs training data to the neural network, calculates the output of the neural network for the training data and the error of the target, and backpropagates the error of the neural network from the output layer of the neural network to the input layer in a direction to reduce the error. ) to update the weight of each node in the neural network.
  • Supervised learning uses training data in which correct answers are labeled in the learning data, and unsupervised learning may not have correct answers labeled in the learning data. That is, for example, learning data in the case of supervised learning related to data classification may be data in which each learning data is labeled with a category. Labeled training data is input to the neural network, and an error may be calculated by comparing the output (category) of the neural network and the label of the training data. The calculated error is back-propagated in a reverse direction (ie, from the output layer to the input layer) in the neural network, and the connection weight of each node of each layer of the neural network may be updated according to the back-propagation.
  • a reverse direction ie, from the output layer to the input layer
  • the amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to a learning rate.
  • the neural network's computation of input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch).
  • the learning rate may be applied differently according to the number of iterations of the learning cycle of the neural network. For example, a high learning rate is used in the early stages of neural network learning to increase efficiency by allowing the neural network to quickly achieve a certain level of performance, and a low learning rate can be used in the late stage to increase accuracy.
  • the learning method may vary depending on the characteristics of the data. For example, in a case where the purpose of the receiver is to accurately predict data transmitted by the transmitter in a communication system, it is preferable to perform learning using supervised learning rather than unsupervised learning or reinforcement learning.
  • the learning model corresponds to the human brain, and the most basic linear model can be considered. ) is called
  • the neural network cord used as a learning method is largely divided into deep neural networks (DNN), convolutional deep neural networks (CNN), and recurrent boltzmann machine (RNN). and this learning model can be applied.
  • DNN deep neural networks
  • CNN convolutional deep neural networks
  • RNN recurrent boltzmann machine
  • THz communication can be applied in 6G systems.
  • the data transmission rate can be increased by increasing the bandwidth. This can be done using sub-THz communication with wide bandwidth and applying advanced massive MIMO technology.
  • THz waves also known as sub-millimeter radiation
  • THz waves generally represent a frequency band between 0.1 THz and 10 THz with corresponding wavelengths in the range of 0.03 mm-3 mm.
  • the 100 GHz-300 GHz band range (sub THz band) is considered a major part of the THz band for cellular communications. Adding to the sub-THz band mmWave band will increase 6G cellular communications capacity.
  • 300 GHz-3 THz is in the far infrared (IR) frequency band.
  • the 300 GHz-3 THz band is part of the broad band, but is at the border of the wide band, just behind the RF band. Thus, this 300 GHz-3 THz band exhibits similarities to RF.
  • THz communications include (i) widely available bandwidth to support very high data rates, and (ii) high path loss at high frequencies (highly directional antennas are indispensable).
  • the narrow beamwidth produced by the highly directional antenna reduces interference.
  • the small wavelength of the THz signal allows a much larger number of antenna elements to be incorporated into devices and BSs operating in this band. This enables advanced adaptive array technology to overcome range limitations.
  • THz Terahertz
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a THz communication method applicable to the present disclosure.
  • THz waves are located between RF (Radio Frequency)/millimeter (mm) and infrared bands, and (i) transmit non-metal/non-polarizable materials better than visible light/infrared rays, and have a shorter wavelength than RF/millimeter waves and have high straightness. Beam focusing may be possible.
  • the present disclosure is to implement a power shared model for efficient power supply and demand in a wireless communication system.
  • a wireless communication system for example, in a massive IoT environment, devices may share power with each other.
  • a device having surplus power may supply power
  • a device having insufficient power may receive power.
  • low-power small and personalized devices eg wireless earphones, fitness bands, wearable devices, etc.
  • it can be the cornerstone of new services and business opportunities.
  • KPIs Key performance indicators
  • the design of low-power or battery-free devices of individual devices will be a major enabler of various services of the massive Internet of Things (IoT).
  • IoT massive Internet of Things
  • ESG environment, social, governance
  • the design of a battery-free device will be the key.
  • related technologies for implementing this include radio frequency (RF) wireless power transmission, energy harvesting (eg, technology for collecting and storing external energy such as solar energy or kinetic energy of the human body), backscatter ) and other low-power design techniques.
  • RF radio frequency
  • energy harvesting eg, technology for collecting and storing external energy such as solar energy or kinetic energy of the human body
  • backscatter other low-power design techniques.
  • the collected power is a low level of about ⁇ W to mW at a distance of 1 m, and the amount of received power decreases as the distance from the power transmitter increases, the utilization of power is low.
  • the radio frequency (RF) method is capable of long-distance power transmission, but has disadvantages such as a limitation in the output of the transmitter and a large decrease in received power according to distance. Therefore, there is no suitable alternative to current long-distance wireless power transmission, and thus there are technical limitations in the design of battery-free devices.
  • the RF method is inversely proportional to the square of the distance between the transmitter and the receiver as shown in [Equation 1] below
  • P r is the amount of received power in wireless power transmission
  • a e is the effective area of the antenna (antennas' effective area)
  • P t is the amount of output power of the transmit antenna
  • G r is the gain of the receive antenna
  • G t is the gain of the transmitting antenna
  • ⁇ is the wavelength
  • R is the distance between the transmitter and the receiver
  • cos ⁇ is the polarization loss factor
  • the present disclosure is capable of realizing extremely low power that increases power efficiency by receiving insufficient power from each other and transferring idle power to various devices coexisting in a local area.
  • a virtual power shared model is proposed.
  • FIG. 11 illustrates a concept of a virtual power shared model according to an embodiment of the present disclosure.
  • the virtual power sharing model 1100 is a virtual power sharing coordinator (hereinafter referred to as 'virtual coordinator') (virtual power shared coordinator) 1110 through compatibility with other devices driven by power.
  • the virtual coordinator 1110 realizes a virtual power sharing model through wireless power transmission.
  • the virtual coordinator 1110 checks the amount of power of peripheral devices and redistributes available power (excess power) to devices lacking power, thereby increasing the efficiency of power management through power resupply.
  • the virtual coordinator 1110 may receive power from peripheral devices, but may generate and deliver power through self-generated charging 1150 such as sunlight.
  • the virtual coordinator may supply power through a separate power generation or storage device 1140 such as an energy storage system (ESS) or photovoltaic (PV).
  • ESS energy storage system
  • PV photovoltaic
  • peripheral devices are devices connected to power in a specific space in the house, and may include a TV 1130-2, a refrigerator, a washing machine, a set-top box, an internet router, a laptop computer 1120-2, and the like.
  • peripheral devices may be battery-based low-power personal portable devices, fitness bands, smart watches (1120-1), wireless earphones, smart glasses ( 1120-2), a wearable device), and the like.
  • the virtual coordinator 1110 may be a separate device as shown in the example of FIG. 11, or a device using existing power as shown in FIG. 12 may perform the function of the virtual coordinator 1110. there is.
  • 12 illustrates an example of a virtual power sharing model according to an embodiment. 12 illustrates a case in which a virtual coordinator does not exist as a separate device and devices using power within a specific area share power with each other by performing a role of a virtual coordinator by themselves.
  • At least one of devices using power may serve as a virtual coordinator.
  • devices using power include lighting (1220-1), TV (1220-2), laptop computer (1220-3), vacuum cleaner (1220-4), kimchi refrigerator (1220-5), and refrigerator (1220-6). ), and wired power devices such as air conditioners (1220-7).
  • devices using power include low-power battery-based devices such as the smart watch 1210-1 and the smart glasses 1210-2.
  • devices using power include wireless home appliances such as a wireless rice cooker 1230-1, a wireless iron 1230-2, and a wireless oven 1230-2.
  • various devices can act as virtual coordinators as long as they use the power.
  • the virtual coordinator may be a separate dedicated device, or as described with reference to FIG. 12, the virtual coordinator controls all devices using power within a specific space without a separate device. It can be supported as a user function setting by using it.
  • home appliances in the house are equipped with communication modules (eg Wi-Fi, BT, Zigbee, Lora), and mobile phones also generally include cellular (eg LTE, LTE-A, 5G) communication modules.
  • the energy transmission means can be implemented based on the existing communication module, if the energy collection means is applied to the receiver of the corresponding device, any device can transmit and receive energy.
  • the energy receiving unit and the battery may be designed to have a piggyback option if necessary.
  • an additional device eg, a dongle
  • each device may have a function of receiving and storing power.
  • wireless power transmission technologies applicable to wireless communication systems according to various embodiments are shown in [Table 2] below. However, technologies other than the wireless power transmission technologies listed in [Table 2] below may also be applied to wireless communication systems according to various embodiments.
  • Method 1 Method 2 Method 3
  • Method 4 Medium RF RF RF infrared ray ultrasonic wave Technology Transmits 3W TX in 915MHz band, Optimizing the receive antenna Lytro camera Focus on the optimal path setting function that can safely transmit power using the principle 5.8 GHz in the Wi-Fi band Array antenna for 24-antenna transmission
  • the transmitter is It consists of a retroreflector and a light source, and the receiver Generates power using ring resonance Shaping an ultrasonic beam through thousands of small speakers Wireless Frequency 915 MHz 2.4GHz 5.8 GHz Wi-Fi infrared ray Ultrasound 45 kHz to 75 kHz Distance (Max) 1 m 1 m 1 m 1 m 3m MaxTX Power ⁇ W ⁇ mW ⁇ mW ⁇ mW 1W ⁇ mW Limitations/remarks (human body effect, frequency interference)
  • a typical mobile phone user will receive far more RF energy from their own mobile phone than they will from a properly installed Powercast transmitter.
  • Wireless Power delivers meaningful power to devices at a distance while meeting all of the FCC's stringent Specific Absorption Rate (SAR) requirements for safety.
  • SAR Specific Absorption Rate
  • 13 shows a schematic structure of a wireless communication system according to an embodiment. 13 illustrates a structure of a wireless communication system supporting wireless power sharing.
  • the wireless communication system includes a coordinator device 1310, a demander device 1320, and a supplier device 1330.
  • the coordinator device 1310 manages the power of devices within the network. For example, the coordinator device 1310 may determine power states of devices in the network, monitor remaining amount of power, and relay power. According to an embodiment, the coordinator device 1310 receives surplus power from the supplier device 1330 and transmits power to the requestor device 1320 having insufficient power. The coordinator device 1310 may increase the efficiency of power use by controlling a power sharing procedure within the network.
  • a requester device 1320 is a device requesting power. That is, claimant device 1320 includes all devices requiring power.
  • the claimant device 1320 may include a wireless power collection unit 1322 that detects and stores power supplied through a wireless signal.
  • the requestor device 1320 transmits power information to the coordinator device 1310 and receives insufficient power.
  • the claimant device 1320 may be a device that uses a battery as a power source, and in some cases, may use a small-capacity super capacitor instead of a battery as a power source.
  • the provider device 1330 is a device that supplies power.
  • the provider device 1330 may include a wireless power transmitter 1332 that transmits power through a wireless signal.
  • the supplier device 1330 transmits power information to the coordinator device 1310 and supplies available surplus power.
  • the requestor device 1320 and the provider device 1330 are relative concepts determined according to circumstances. Either device can function as a requestor device 1320 or a provider device 1330 depending on power conditions.
  • a low-power device that is generally powered by a battery, such as a smart watch, smart glasses, or fitness band
  • wearable devices eg, smart glasses, fitness bands, smart watches
  • the wearable device may support a wireless power transmission function according to user settings, and in this case, the wearable device may be the requestor device 1320 .
  • the present disclosure is not limited thereto, and one of various devices using power may operate as the claimant device 1320 .
  • smart home appliances, TVs, refrigerators, air conditioners, washing machines, etc. equipped with a wireless communication module may operate as the provider device 1330 according to user settings.
  • the present disclosure is not limited thereto, and one of various devices using power may operate as the provider device 1330 .
  • FIG. 14 illustrates a structure of a device in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 14 shows devices capable of participating in power sharing, such as a coordinator device (eg, the coordinator device 1310 of FIG. 13 ), a requestor device (eg, the requestor device 1320 of FIG. 13 ), or a provider device (eg, FIG. 13 ). Illustrates the functional structure of the provider device 1330 of a coordinator device (eg, the coordinator device 1310 of FIG. 13 ), a requestor device (eg, the requestor device 1320 of FIG. 13 ), or a provider device (eg, FIG. 13 ). Illustrates the functional structure of the provider device 1330 of
  • the device includes a control unit 1410, a power storage unit 1420, a power transmission unit 1430, and a power collection unit 1440.
  • the controller 1410 controls overall operations of the device.
  • the controller 1410 may control other components to perform a function of collecting power from other devices and storing the collected power.
  • the controller 1410 may control other components to perform a function of supplying stored power to other devices.
  • the controller 1410 may include a memory and at least one processor.
  • the power storage unit 1420 stores power.
  • the power storage unit 1420 may include at least one of a battery and a supercapacitor.
  • the power storage unit 1420 may store surplus power supplied from other devices and surplus power supplied from an external power source to resupply and supply power.
  • the power transmission unit 1430 transmits power through a radio signal.
  • the power transmitter 1430 may transmit surplus power to a device that has requested power (eg, a requester device or a coordinator device).
  • the power stored in the power storage unit 1420 is transmitted to other devices through the power transmission unit 1430 .
  • the power collection unit 1440 collects power supplied through a wireless signal.
  • the power collecting unit 1440 receives surplus power from other devices (eg, a supplier device and a coordinator device). Power provided from the supplier device is stored in the power storage unit 1420 .
  • the structure shown in FIG. 14 may be understood as one of a coordinator device, a requestor device, and a provider device.
  • the power transmission unit 1430 may be excluded.
  • the power storage unit 1420 and the power collection unit 1440 may be excluded.
  • the device illustrated in FIG. 14 may be a device that further performs functions other than power sharing. Accordingly, the device may further include at least one component for other functions (eg, a function according to the purpose of the device) other than the components shown in FIG. 14 .
  • the device may further include at least one component for other functions (eg, a function according to the purpose of the device) other than the components shown in FIG. 14 .
  • the device may further include a transceiver capable of transmitting and receiving control information.
  • the transceiver is implemented as hardware separate from the power transmitter 1430 and the power collector 1440, or at least some of the hardware circuits constituting the transceiver (eg, antenna, line, filter, etc.) It may be shared with the circuitry of the power collection unit 1440.
  • FIG. 15 illustrates an example configuration of a circuit for receiving and generating power in a wireless communication system according to an embodiment.
  • the circuit for receiving and generating power includes a matching network 1510, a rectifier 1520, a power management integrated circuit (PMIC) 1530, and a battery 1540. , processor 1550. Power receiving and generating circuitry is required to receive and generate wireless power.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the matching network 1510 performs impedance matching between the antenna and the receiving circuit.
  • the rectifier 1520 rectifies an alternative current (AC) signal. That is, the rectifier 1520 converts the AC signal into a direct current (DC) signal.
  • PMIC 1530 manages power.
  • the PMIC 1530 converts input power into voltage or current required by other components using power and provides it.
  • the battery 1540 is charged using power provided from the PMIC 1530 and provides the charged power to the PMIC 1530 .
  • the processor 1550 consumes power provided from the PMIC 1530 to perform necessary operations.
  • the RF wireless power signal received through the antenna is converted into AC power with minimized loss through the matching network 1510.
  • AC power is converted into DC power through the rectifier 1520, and the DC power is used as system supply power required by the processor 1550 through the PMIC 1530 or stored in the battery 1540 as surplus power. That is, the energy collected through the power receiving and generating circuit may be directly used by the processor 1550 through the PMIC 1530, or may be stored in the battery 1540 and then used by the application circuit 1550. there is.
  • the transceiver circuit is a transmit chain, a digital to analog converter (DAC) 1602 that converts a digital signal into an analog signal, a low pass filter (LPF) 1604 that passes components of a low frequency band, A mixer 1606 for frequency up-conversion, a phase lock loop (PLL) 1608 that generates a local frequency signal for frequency conversion, a power amplifier (PA) 1610 that amplifies the transmit signal, and matching for transmit impedance matching network 1612.
  • DAC digital to analog converter
  • LPF low pass filter
  • PLL phase lock loop
  • PA power amplifier
  • the transceiver circuit is a receive chain, which includes a matching network 1614 for matching the received impedance, a low noise amplifier (LNA) 1616 for amplifying the received signal, a mixer 1618 for frequency downconversion, and a component for passing low frequency band components.
  • LNA low noise amplifier
  • ADC analog to digital converter
  • the energy receiving circuit includes a matching network 1702 for impedance matching, a direct current (RF-DC) rectifier 1704 for converting alternating current to direct current, and a voltage exceeding a threshold for circuit protection.
  • LDO low-power low drop out
  • the rectifier circuit illustrated in FIG. 18 can be understood as an example of the RF-DC rectifier 1704 of FIG. 17 .
  • the rectifier circuit in order to rectify the RF input 1702, the rectifier circuit includes metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) (1704, 1706, 1708) arranged between one end and the output end of the RF input 1702. , 1710, 1712, 1714 and capacitors 1716, 1718, 1720, 1722, 1724, 1726.
  • MOSFETs metal-oxide-semiconductor field-effect transistors
  • One ends of the capacitors 1716, 1718, 1720, 1722, 1724, and 1726 are connected to respective source terminals of the MOSFETs 1704, 1706, 1708, 1710, 1712, and 1714, and some capacitors 1718,
  • the other ends of 1722 and 1726 are connected to one end of the RF input 1702, and the other ends of the remaining capacitors 1716, 1720 and 1724 are connected to the other end of the RF input 1702.
  • the LDO regulator circuit illustrated in FIG. 19 can be understood as an example of the low-power LDO circuit 1708 of FIG. 17 .
  • the LDO regulator circuit includes a CMOS reference voltage source 1902, a current source 1904, an error amplifier 1906, a pass transistor 1908, and a feedback network. 1910, a frequency compensation circuit 1912, and a load 1914.
  • the CMOS reference voltage source 1902 generates the reference voltage V ref and inputs it to the positive (+) terminal of the error amplifier 1906.
  • the negative (-) terminal of error amplifier 1906 is connected to feedback network 1910.
  • the voltage difference between the positive and negative ends is amplified as an output voltage of the error amplifier 1906, and the output voltage is connected to the pass transistor 1908.
  • Pass transistor 1908 provides a stable supply voltage V dd by controlling current flow through pass transistor 1908 to load 1914 .
  • FIG. 20 illustrates a configuration example of a charging control circuit included in an energy reception circuit in a wireless communication system according to an embodiment.
  • the charging control circuit illustrated in FIG. 20 may be understood as an example of the charging control circuit 1710 of FIG. 17 .
  • the charge control circuit includes a plurality of transistors 2002 , 2004 , 2006 , 2008 , and 2010 and a comparator 2012 .
  • Transistors 2002 and 2006 constitute the differential pair Q1-Q3, and transistors 2008 and 2010 constitute the current mirrors Q4-Q5.
  • Comparator 2012 prevents battery overcharging.
  • a battery eg, energy storage circuit 1712 of FIG. 17
  • a battery generates a constant current generated by transistors 2002 and 2004 using two bias voltages (eg, V B1 and V B2 ).
  • 21 illustrates an example of a procedure for power sharing in a wireless communication system according to an embodiment. 21 illustrates signal exchange between the coordinator device 2110, the first device 2120-1, and the second device 2120-2.
  • the coordinator device 2110 registers as a coordinator.
  • registration with the coordinator may be performed by changing settings according to user input. That is, the coordinator device 2110 includes an interface capable of detecting a user's input, and activates a power distribution management function according to a user's command input through the interface.
  • the coordinator device 2110 may transmit a signal informing of activation of a coordinator function.
  • the coordinator device 2110 scans surrounding devices.
  • the coordinator device 2110 may perform a scan by checking the presence or absence of signals transmitted from other devices.
  • the coordinator device may detect signals transmitted by other devices for a purpose unrelated to power distribution for scanning.
  • the coordinator device 2110 may detect a signal designed for the purpose of scanning for power sharing. That is, other devices may transmit signals designed to help the coordinator device 2110 scan.
  • the signal may include a unique sequence indicating that it is a signal for scanning, and may be transmitted in response to a request of the coordinator device 2110 or periodically without a request.
  • the coordinator device 2110 may transmit a broadcast signal for triggering a registration request.
  • the first device 2120-1 requests registration as a requestor device. That is, the first device 2120 - 1 determines that power supplementation is necessary and requests registration to request power from the coordinator device 2110 . Specifically, the first device 2120-1 transmits a registration request message to the coordinator device 2110.
  • the registration request message includes the identifier of the first device 2120-1, the requested registration type (eg, requestor or supplier), device type, power type (eg, battery, supercapacitor, external power supply, etc.), and power usage pattern (eg, : power required per unit time, etc.).
  • step S2107 the coordinator device 2110 completes the registration of the first device 2120-1 and then establishes a link. That is, the coordinator device 2110 and the first device 2120-1 perform an association procedure. In this case, a plurality of links, such as a link for communication and a link for wireless power transmission, may be connected. To this end, a message notifying completion of registration between the coordinator device 2110 and the first device 2120-1 and at least one message for setting a link may be transmitted.
  • the second device 2120-2 requests registration as a provider device. That is, the second device 2120 - 2 determines that power can be supplied and requests registration to supply power to the coordinator device 2110 . Specifically, the second device 2120 - 2 transmits a registration request message to the coordinator device 2110 .
  • the registration request message includes the identifier of the second device 2120-2, the requested registration type (eg, requestor or supplier), device type, power type (eg, battery, supercapacitor, external power supply, etc.), and power usage pattern (eg, : power required per unit time, etc.).
  • step S2111 the coordinator device 2110 completes the registration of the second device 2120-2 and then establishes a link. That is, the coordinator device 2110 and the second device 2120-2 perform an association procedure. In this case, a plurality of links, such as a link for communication and a link for wireless power transmission, may be connected. To this end, a message notifying completion of registration between the coordinator device 2110 and the second device 2120-2 and at least one message for setting a link may be transmitted.
  • the coordinator device 2110 transmits a power information request message to the first device 2120-1.
  • the first device 2120-1 transmits a power information response message to the coordinator device 2110.
  • the coordinator device 2110 transmits a power information request message to the second device 2120-2.
  • the second device 2120-2 transmits a power information response message to the coordinator device 2110.
  • the coordinator device 2110 may collect information necessary for power distribution.
  • the collected information may include at least one of supply power, demand power, distance, and power source type.
  • supply power means supplyable surplus power
  • demand power means insufficient power
  • distance means the distance to the coordinator device 2110.
  • an example of information collected in this embodiment is shown in [Table 3] below.
  • the coordinator device 2110 calculates surplus power and determines priorities. Specifically, the coordinator device 2110 calculates a shareable surplus power amount of each of the provider devices including the second device 2120-2 based on the collected power information, and determines a priority between the provider devices. That is, devices registered as provider devices other than the second device 2120 - 2 may further exist, and accordingly, the coordinator device 2110 may determine from which provider device to receive power.
  • the priority may be determined based on the distance, the amount of power that can be supplied, and the type of power. For example, a higher priority is assigned as it is closer to the coordinator device 2110, and if the distance is the same, a higher priority is assigned as the amount of power that can be supplied is the same. may be assigned a high priority. In this embodiment, the highest priority is assigned to the second device 2120-2.
  • the coordinator device 2110 receives supply power from the second device 2120-2. That is, the coordinator device 2110 receives power through a radio signal.
  • the coordinator device 2110 may transmit a power request message requesting power to the second device 2120 - 2 .
  • the power request message may include at least one of information about the amount of power required and information about a time interval in which a signal for transmitting power is to be transmitted.
  • the coordinator device 2110 calculates the insufficient power and determines the priority. Specifically, the coordinator device 2110 calculates the insufficient amount of power of the claimant devices including the first device 2120-1 based on the collected power information, and determines a priority among the claimant devices. That is, devices registered as claimant devices other than the first device 2120 - 1 may further exist, and accordingly, the coordinator device 2110 may determine which claimant device to supply power to.
  • the priority may be determined based on distance, required amount of power, and type of power. For example, a higher priority is assigned as it is closer to the coordinator device 2110, and a higher priority is assigned as the required amount of power is smaller if the distance is the same. A priority can be assigned. In this embodiment, the highest priority is assigned to the first device 2120-1.
  • the coordinator device 2110 transmits the requested power to the first device 2120-1. That is, the coordinator device 2110 transmits power through a radio signal.
  • the coordinator device 2110 may transmit a power supply message notifying the first device 2120 - 1 to transmit power.
  • the power supply message may include at least one of information about the amount of power supplied and information about a time interval in which a signal for transmitting power is to be transmitted.
  • step S2129 the coordinator device 2110 stores surplus power. After transmitting power to at least one requestor device according to the determined priority, some of the received power may remain. In this case, the coordinator device 2110 may store remaining power in an internal power storage means (eg, a battery) or a separate battery storage means.
  • an internal power storage means eg, a battery
  • 22 illustrates an example of a procedure for managing power in a wireless communication system according to an embodiment. 22 illustrates a method of operating a coordinator device.
  • the coordinator device performs initial setting. That is, the coordinator device initially performs settings required to share wireless power within the network. Specifically, the coordinator device may scan surrounding devices, register the surrounding devices as providers or consumers, and establish links with the surrounding devices. The coordinator device may register all nearby devices or selectively register them according to user settings.
  • step S2203 power information of devices in the coordinator network is collected. That is, the coordinator device may request and receive information necessary for wireless power sharing from nearby devices.
  • the power information may include at least one of supply power, required power, distance from the coordinator device, and power type.
  • the coordinator device performs scheduling for power sharing. That is, the coordinator device performs scheduling for sharing wireless power based on the collected power information. Specifically, the coordinator device may determine how much power to receive from which device and how much power to supply to which device. According to an embodiment, the coordinator device determines priorities among a plurality of suppliers and priorities among a plurality of requestors, and sequentially supplies power based on the priorities of suppliers and the amount of power supplied and the priority and amount of power demanded by consumers. At least one provider to supply and at least one consumer to receive power may be selected.
  • the coordinator device collects power and supplies power. That is, the coordinator device redistributes power to neighboring devices.
  • the coordinator device may redistribute power according to the scheduling performed in step S2205. Specifically, the coordinator device may receive power from a supplier and transmit power to the device.
  • step S2209 the coordinator device stores surplus power. That is, the coordinator device stores power remaining after power sharing in the power storage unit. Surplus power is stored in storage means accessible by the coordinator device. Accordingly, the coordinator device may supply the stored surplus power to the requester in response to a request for power supply from the requester later, without requesting power supply to the provider device.
  • 23 illustrates an example of a procedure for receiving power in a wireless communication system according to an embodiment. 23 illustrates a method of operation of a claimant device.
  • the requestor device performs initial setting. That is, the requestor device registers the device for wireless power sharing and establishes at least one link.
  • the provider device requests registration as a requestor to the coordinator. Accordingly, when the coordinator device completes registration of the requestor device, at least one link between the requestor device and the coordinator device is connected, and wireless power may be shared according to subsequent operations.
  • the requestor device transmits power information. That is, the requestor device may transmit power information to the coordinator device. That is, the provider device transmits information necessary for wireless power sharing to the coordinator device in response to a request of the coordinator device.
  • the power information may include at least one of supply power, required power, distance from the coordinator device, and power type.
  • step S2305 the coordinator device receives power.
  • Receiving power means that a requestor device receives power transmitted by a coordinator device.
  • the requestor device may request insufficient power and receive power.
  • power may be arbitrarily received according to the power calculation result of the coordinator device.
  • 24 illustrates an example of a procedure for supplying power in a wireless communication system according to an embodiment. 24 illustrates a method of operating a provider device.
  • the provider device performs initial setting. That is, the provider device registers the device for wireless power sharing and establishes at least one link. At this time, the provider device requests registration as a provider to the coordinator. Accordingly, when the coordinator device completes registration of the provider device, at least one link between the provider device and the coordinator device is connected, and wireless power may be shared according to subsequent operations.
  • the provider device transmits power information. That is, the provider device may transmit power information to the coordinator device. That is, the provider device transmits information necessary for wireless power sharing to the coordinator device in response to a request of the coordinator device.
  • the power information may include at least one of supply power, required power, distance from the coordinator device, and power type.
  • step S2405 the coordinator device transmits power.
  • a provider device may arbitrarily transmit surplus power.
  • the provider device may transmit power in response to a request from the coordinator device.
  • power may be shared by management of coordinator devices within the network.
  • the coordinator device has been described as a separate object from the provider device and the requestor device.
  • the coordinator device may also be a device that operates using power, in this case, the coordinator device may also have the status of a supplier or a requestor. That is, the coordinator device can transmit power for other requestors or receive power from other providers.
  • Embodiments of the present disclosure may be applied to various wireless access systems.
  • various wireless access systems there is a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) or 3GPP2 system.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • 3GPP2 3rd Generation Partnership Project2
  • Embodiments of the present disclosure may be applied not only to the various wireless access systems, but also to all technical fields to which the various wireless access systems are applied. Furthermore, the proposed method can be applied to mmWave and THz communication systems using ultra-high frequency bands.
  • embodiments of the present disclosure may be applied to various applications such as free-running vehicles and drones.

Abstract

본 개시는 무선 통신 시스템에서 코디네이터 장치를 이용한 무선 전력 절차를 수행하기 위한 것으로, 코디네이터 장치의 동작 방법은 무선 전력 공유를 위해 코디네이터 장치(virtual coordinator)가 초기 설정을 하는 단계, 상기 코디네이터 장치가 요구자 장치(demander device) 및 공급자 장치(supplier device)로부터 전력 정보를 수집하는 단계, 상기 코디네이터 장치가 상기 수집한 전력 정보를 기반으로 전력 공유를 위한 계산을 하는 단계, 상기 코디네이터 장치가 상기 전력 공유 계산 결과를 기초로 하여 전력 공유를 하는 단계, 및 상기 코디네이터 장치가 상기 전력 공유 후의 잉여 전력을 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 전력을 분배하기 위한 장치 및 방법
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 무선 통신 시스템에서 전력을 분배하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 접속 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 접속 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
특히, 많은 통신 기기들이 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존 RAT(radio access technology)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신 기술이 제안되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 mMTC(massive machine type communications) 뿐만 아니라 신뢰성 (reliability) 및 지연(latency) 민감한 서비스/UE(user equipment)를 고려한 통신 시스템이 제안되고 있다. 이를 위한 다양한 기술 구성들이 제안되고 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 무선 전력 송신 기술을 이용하여 효과적으로 전력을 분배하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 가상 코디네이터(coordinator)를 통해 무선으로 전력을 공유하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 개시의 실시 예들로부터 본 개시의 기술 구성이 적용되는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 코디네이터 장치(coordinator device)의 동작 방법은, 적어도 하나의 요구자 장치(demander device) 및 적어도 하나의 공급자 장치(supplier device)를 등록하는 단계, 상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력 정보를 수신하는 단계, 상기 전력 정보에 기반하여 전력 공유를 위한 스케줄링을 수행하는 단계, 및 상기 스케줄링에 따라 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 요구자 장치(demander device)의 동작 방법은, 요구자로서 등록할 것을 요청하는 메시지를 코디네이터 장치에게 송신하는 단계, 상기 코디네이터 장치에게 상기 요구자 장치의 전력 정보를 송신하는 단계, 상기 전력 정보에 기반하여 결정된 전력 공유를 위한 스케줄링에 따라, 상기 코디네이터 장치로부터 전력을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 공급자 장치(supplier device)의 동작 방법은, 공급자로서 등록할 것을 요청하는 메시지를 코디네이터 장치에게 송신하는 단계, 상기 코디네이터 장치에게 상기 공급자 장치의 전력 정보를 송신하는 단계, 상기 전력 정보에 기반하여 결정된 전력 공유를 위한 스케줄링에 따라, 상기 코디네이터 장치에게 전력을 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 코디네이터 장치(coordinator device)는, 송수신기, 전력 수신 및 송신을 위한 회로, 및 상기 송수신기 및 상기 회로와 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 적어도 하나의 요구자 장치(demander device) 및 적어도 하나의 공급자 장치(supplier device)를 등록하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력 정보를 수신하고, 상기 전력 정보에 기반하여 전력 공유를 위한 스케줄링을 수행하고, 상기 스케줄링에 따라 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 요구자 장치(demander device)는, 송수신기, 전력 수신을 위한 회로, 및 상기 송수신기 및 상기 회로와 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 요구자로서 등록할 것을 요청하는 메시지를 코디네이터 장치에게 송신하고, 상기 코디네이터 장치에게 상기 요구자 장치의 전력 정보를 송신하고, 상기 전력 정보에 기반하여 결정된 전력 공유를 위한 스케줄링에 따라, 상기 코디네이터 장치로부터 전력을 수신하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 무선 통신 시스템에서 공급자 장치(supplier device)는, 송수신기, 전력 송신을 위한 회로, 및 상기 송수신기 및 상기 회로와 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 공급자로서 등록할 것을 요청하는 메시지를 코디네이터 장치에게 송신하고, 상기 코디네이터 장치에게 상기 공급자 장치의 전력 정보를 송신하고, 상기 전력 정보에 기반하여 결정된 전력 공유를 위한 스케줄링에 따라, 상기 코디네이터 장치에게 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 장치는, 적어도 하나의 프로세서, 상기 적어도 하나의 프로세서와 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행됨에 따라 동작들을 지시하는 명령어를 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함할 수 있다. 상기 동작들은, 적어도 하나의 요구자 장치(demander device) 및 적어도 하나의 공급자 장치(supplier device)를 등록하는 단계, 상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력 정보를 수신하는 단계, 상기 전력 정보에 기반하여 전력 공유를 위한 스케줄링을 수행하는 단계, 및 상기 스케줄링에 따라 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 예로서, 적어도 하나의 명령어(instructions)을 저장하는 비-일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체(computer-readable medium)는. 프로세서에 의해 실행 가능한(executable) 상기 적어도 하나의 명령어를 포함하며, 상기 적어도 하나의 명령어는, 장치가, 적어도 하나의 요구자 장치(demander device) 및 적어도 하나의 공급자 장치(supplier device)를 등록하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력 정보를 수신하고, 상기 전력 정보에 기반하여 전력 공유를 위한 스케줄링을 수행하고, 상기 스케줄링에 따라 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신하도록 제어할 수 있다.
상술한 본 개시의 양태들은 본 개시의 바람직한 실시 예들 중 일부에 불과하며, 본 개시의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시 예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 개시의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 개시에 기초한 실시 예들에 의해 하기와 같은 효과가 있을 수 있다.
본 개시에 따르면, 네트워크 내의 다양한 장치들의 전력 사용 효율이 높아질 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 개시의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 개시의 기술 구성이 적용되는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시에서 서술하는 구성을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 개시의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 개시에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 개시에 대한 실시 예들을 제공할 수 있다. 다만, 본 개시의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미할 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용 가능한 통신 시스템 예를 도시한다.
도 2는 본 개시에 적용 가능한 무선 기기의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시에 적용 가능한 무선 기기의 다른 예를 도시한다.
도 4는 본 개시에 적용 가능한 휴대 기기의 예를 도시한다.
도 5는 본 개시에 적용 가능한 차량 또는 자율 주행 차량의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시에 적용 가능한 AI(Artificial Intelligence)의 예를 도시한다.
도 7은 본 개시에 적용 가능한 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한다.
도 8은 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한다.
도 9는 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한다.
도 10은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 가상의 전력 공유 모델(virtual power shared model)의 개념을 도시한다.
도 12는 일 실시 예에 따른 가상 전력 공유 모델의 예를 도시한다.
도 13은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구조를 도시한다.
도 14는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치의 구조를 도시한다.
도 15는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력 수신 및 생성을 위한 회로의 구성 예를 도시한다.
도 16은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신기 회로의 구성 예를 도시한다.
도 17은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 에너지 수신 회로의 기능적 구성 예를 도시한다.
도 18은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 에너지 수신 회로에 포함되는 정류 회로의 구성 예를 도시한다.
도 19는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 에너지 수신 회로에 포함되는 LDO(low drop out) 레귤레이터(regulator) 회로의 구성 예를 도시한다.
도 20은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 에너지 수신 회로에 포함되는 충전 제어(charging control) 회로의 구성 예를 도시한다.
도 21은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력 공유를 위한 절차의 예를 도시한다.
도 22는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력을 관리하는 절차의 예를 도시한다.
도 23은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력을 수신하는 절차의 예 도시한다.
도 24는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력을 공급하는 절차의 예 도시한다.
이하의 실시 예들은 본 개시의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 개시의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 개시의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 개시의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 개시를 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 본 개시의 실시 예들은 기지국과 이동국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 이동국과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미가 있다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 이동국과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있다. 이때, '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(eNode B), gNB(gNode B), ng-eNB, 발전된 기지국(advanced base station, ABS) 또는 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서 단말(terminal)은 사용자 기기(user equipment, UE), 이동국(mobile station, MS), 가입자국(subscriber station, SS), 이동 가입자 단말(mobile subscriber station, MSS), 이동 단말(mobile terminal) 또는 발전된 이동 단말(advanced mobile station, AMS) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 제공하는 고정 및/또는 이동 노드를 말하고, 수신단은 데이터 서비스 또는 음성 서비스를 수신하는 고정 및/또는 이동 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크의 경우, 이동국이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크의 경우, 이동국이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템, 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템, 3GPP 5G(5th generation) NR(New Radio) 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있으며, 특히, 본 개시의 실시 예들은 3GPP TS(technical specification) 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.321 및 3GPP TS 38.331 문서들에 의해 뒷받침 될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들은 다른 무선 접속 시스템에도 적용될 수 있으며, 상술한 시스템으로 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 3GPP 5G NR 시스템 이후에 적용되는 시스템에 대해서도 적용 가능할 수 있으며, 특정 시스템에 한정되지 않는다.
즉, 본 개시의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하, 본 개시에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 개시의 예시적인 실시 형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 개시의 기술 구성이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 개시의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 개시의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 적용될 수 있다.
하기에서는 이하 설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP 통신 시스템(e.g.(예, LTE, NR 등)을 기반으로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. LTE는 3GPP TS 36.xxx Release 8 이후의 기술을 의미할 수 있다. 세부적으로, 3GPP TS 36.xxx Release 10 이후의 LTE 기술은 LTE-A로 지칭되고, 3GPP TS 36.xxx Release 13 이후의 LTE 기술은 LTE-A pro로 지칭될 수 있다. 3GPP NR은 TS 38.xxx Release 15 이후의 기술을 의미할 수 있다. 3GPP 6G는 TS Release 17 및/또는 Release 18 이후의 기술을 의미할 수 있다. "xxx"는 표준 문서 세부 번호를 의미한다. LTE/NR/6G는 3GPP 시스템으로 통칭될 수 있다.
본 개시에 사용된 배경기술, 용어, 약어 등에 관해서는 본 발명 이전에 공개된 표준 문서에 기재된 사항을 참조할 수 있다. 일 예로, 36.xxx 및 38.xxx 표준 문서를 참조할 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 통신 시스템
이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 개시의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들 간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
도 1은 본 개시에 적용되는 통신 시스템 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 적용되는 통신 시스템(100)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR, LTE)을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(extended reality) 기기(100c), 휴대 기기(hand-held device)(100d), 가전(home appliance)(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI(artificial intelligence) 기기/서버(100g)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량(100b-1, 100b-2)은 UAV(unmanned aerial vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기(100c)는 AR(augmented reality)/VR(virtual reality)/MR(mixed reality) 기기를 포함하며, HMD(head-mounted device), 차량에 구비된 HUD(head-up display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기(100d)는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전(100e)은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기(100f)는 센서, 스마트 미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국(120), 네트워크(130)는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(120a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)을 통해 네트워크(130)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(130)를 통해 AI 서버(100g)와 연결될 수 있다. 네트워크(130)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(120)/네트워크(130)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국(120)/네트워크(130)를 통하지 않고 직접 통신(예, 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(예, V2V(vehicle to vehicle)/V2X(vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(100f)(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(120), 기지국(120)/기지국(120) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(예, relay, IAB(integrated access backhaul))과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 개시의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 통신 시스템
도 2는 본 개시에 적용될 수 있는 무선 기기의 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 무선 기기(200a)와 제2 무선 기기(200b)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(200a), 제2 무선 기기(200b)}은 도 1의 {무선 기기(100x), 기지국(120)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제1 무선 기기(200a)는 하나 이상의 프로세서(202a) 및 하나 이상의 메모리(204a)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206a) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(202a)는 메모리(204a) 및/또는 송수신기(206a)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202a)는 메모리(204a) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206a)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202a)는 송수신기(206a)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204a)에 저장할 수 있다. 메모리(204a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 프로세서(202a)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204a)는 프로세서(202a)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202a)와 메모리(204a)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206a)는 프로세서(202a)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208a)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206a)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(206a)는 RF(radio frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 개시에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제2 무선 기기(200b)는 하나 이상의 프로세서(202b), 하나 이상의 메모리(204b)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208b)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202b)는 메모리(204b) 및/또는 송수신기(206b)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202b)는 메모리(204b) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206b)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202b)는 송수신기(206b)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204b)에 저장할 수 있다. 메모리(204b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 프로세서(202b)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204b)는 프로세서(202b)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202b)와 메모리(204b)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206b)는 프로세서(202b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208b)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206b)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206b)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 개시에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(200a, 200b)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 계층(예, PHY(physical), MAC(media access control), RLC(radio link control), PDCP(packet data convergence protocol), RRC(radio resource control), SDAP(service data adaptation protocol)와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(service data unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuit), 하나 이상의 DSP(digital signal processor), 하나 이상의 DSPD(digital signal processing device), 하나 이상의 PLD(programmable logic device) 또는 하나 이상의 FPGA(field programmable gate arrays)가 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(204a, 204b)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)는 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 하나 이상의 프로세서(202a, 202b)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(206a, 206b)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
본 개시에 적용 가능한 무선 기기 구조
도 3은 본 개시에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 무선 기기(300)는 도 2의 무선 기기(200a, 200b)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(300)는 통신부(310), 제어부(320), 메모리부(330) 및 추가 요소(340)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(312) 및 송수신기(들)(314)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(312)는 도 2의 하나 이상의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 하나 이상의 메모리(204a, 204b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(314)는 도 2의 하나 이상의 송수신기(206a, 206b) 및/또는 하나 이상의 안테나(208a, 208b)을 포함할 수 있다. 제어부(320)는 통신부(310), 메모리부(330) 및 추가 요소(340)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(320)는 메모리부(330)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(320)는 메모리부(330)에 저장된 정보를 통신부(310)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(310)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(330)에 저장할 수 있다.
추가 요소(340)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(340)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(input/output unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기(300)는 로봇(도 1, 100a), 차량(도 1, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 1, 100c), 휴대 기기(도 1, 100d), 가전(도 1, 100e), IoT 기기(도 1, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 1, 140), 기지국(도 1, 120), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 3에서 무선 기기(300) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(310)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(300) 내에서 제어부(320)와 통신부(310)는 유선으로 연결되며, 제어부(320)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(310)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(300) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(320)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(application processor), ECU(electronic control unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(330)는 RAM, DRAM(dynamic RAM), ROM, 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 개시가 적용 가능한 휴대 기기
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트 워치, 스마트 글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(mobile station), UT(user terminal), MSS(mobile subscriber station), SS(subscriber station), AMS(advanced mobile station) 또는 WT(wireless terminal)로 지칭될 수 있다.
도 4를 참조하면, 휴대 기기(400)는 안테나부(408), 통신부(410), 제어부(420), 메모리부(430), 전원공급부(440a), 인터페이스부(440b) 및 입출력부(440c)를 포함할 수 있다. 안테나부(408)는 통신부(410)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 410~430/440a~440c는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응한다.
통신부(410)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(420)는 휴대 기기(400)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(420)는 AP(application processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(430)는 휴대 기기(400)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(430)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(440a)는 휴대 기기(400)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(440b)는 휴대 기기(400)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(440b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(440c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(440c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(440d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.
일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(440c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(430)에 저장될 수 있다. 통신부(410)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(410)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(430)에 저장된 뒤, 입출력부(440c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 햅틱)로 출력될 수 있다.
본 개시가 적용 가능한 무선 기기 종류
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(aerial vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있으며, 차량의 형태로 한정되는 것은 아니다.
도 5를 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(500)은 안테나부(508), 통신부(510), 제어부(520), 구동부(540a), 전원공급부(540b), 센서부(540c) 및 자율 주행부(540d)를 포함할 수 있다. 안테나부(550)는 통신부(510)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 510/530/540a~540d는 각각 도 4의 블록 410/430/440에 대응한다.
통신부(510)는 다른 차량, 기지국(예, 기지국, 노변 기지국(road side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(520)는 차량 또는 자율 주행 차량(500)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(520)는 ECU(electronic control unit)를 포함할 수 있다.
도 6은 본 개시에 적용되는 AI 기기의 예를 도시한 도면이다. 일 예로, AI 기기는 TV, 프로젝터, 스마트폰, PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), 라디오, 세탁기, 냉장고, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.
도 6을 참조하면, AI 기기(600)는 통신부(610), 제어부(620), 메모리부(630), 입/출력부(640a/640b), 러닝 프로세서부(640c) 및 센서부(640d)를 포함할 수 있다. 블록 610~630/640a~640d는 각각 도 3의 블록 310~330/340에 대응할 수 있다.
통신부(610)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 기기(예, 도 1, 100x, 120, 140)나 AI 서버(도 1, 140) 등의 외부 기기들과 유무선 신호(예, 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(610)는 메모리부(630) 내의 정보를 외부 기기로 전송하거나, 외부 기기로부터 수신된 신호를 메모리부(630)로 전달할 수 있다.
제어부(620)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 기기(600)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(620)는 AI 기기(600)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(620)는 러닝 프로세서부(640c) 또는 메모리부(630)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 기기(600)의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(620)는 AI 장치(600)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리부(630) 또는 러닝 프로세서부(640c)에 저장하거나, AI 서버(도 1, 140) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
메모리부(630)는 AI 기기(600)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리부(630)는 입력부(640a)로부터 얻은 데이터, 통신부(610)로부터 얻은 데이터, 러닝 프로세서부(640c)의 출력 데이터, 및 센싱부(640)로부터 얻은 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(630)는 제어부(620)의 동작/실행에 필요한 제어 정보 및/또는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.
입력부(640a)는 AI 기기(600)의 외부로부터 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 입력부(620)는 모델 학습을 위한 학습 데이터, 및 학습 모델이 적용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(640a)는 카메라, 마이크로폰 및/또는 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 출력부(640b)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. 출력부(640b)는 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센싱부(640)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 기기(600)의 내부 정보, AI 기기(600)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 얻을 수 있다. 센싱부(640)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다.
러닝 프로세서부(640c)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 러닝 프로세서부(640c)는 AI 서버(도 1, 140)의 러닝 프로세서부와 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다. 러닝 프로세서부(640c)는 통신부(610)를 통해 외부 기기로부터 수신된 정보, 및/또는 메모리부(630)에 저장된 정보를 처리할 수 있다. 또한, 러닝 프로세서부(640c)의 출력 값은 통신부(610)를 통해 외부 기기로 전송되거나/되고, 메모리부(630)에 저장될 수 있다.
도 7은 본 개시에 적용되는 전송 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다. 일 예로, 전송 신호는 신호 처리 회로에 의해 처리될 수 있다. 이때, 신호 처리 회로(700)는 스크램블러(710), 변조기(720), 레이어 매퍼(730), 프리코더(740), 자원 매퍼(750), 신호 생성기(760)를 포함할 수 있다. 이때, 일 예로, 도 7의 동작/기능은 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 수행될 수 있다. 또한, 일 예로, 도 7의 하드웨어 요소는 도 2의 프로세서(202a, 202b) 및/또는 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있다. 일 예로, 블록 710~760은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 710~750은 도 2의 프로세서(202a, 202b)에서 구현되고, 블록 760은 도 2의 송수신기(206a, 206b)에서 구현될 수 있으며, 상술한 실시 예로 한정되지 않는다.
코드워드는 도 7의 신호 처리 회로(700)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다. 구체적으로, 코드워드는 스크램블러(710)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(720)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-binary phase shift keying), m-PSK(m-phase shift keying), m-QAM(m-quadrature amplitude modulation) 등을 포함할 수 있다.
복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(730)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(740)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(740)의 출력 z는 레이어 매퍼(730)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(740)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT(discrete fourier transform) 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(740)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.
자원 매퍼(750)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(760)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(760)는 IFFT(inverse fast fourier transform) 모듈 및 CP(cyclic prefix) 삽입기, DAC(digital-to-analog converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.
무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 7의 신호 처리 과정(710~760)의 역으로 구성될 수 있다. 일 예로, 무선 기기(예, 도 2의 200a, 200b)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(fast fourier transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.
6G 통신 시스템
6G (무선통신) 시스템은 (i) 디바이스 당 매우 높은 데이터 속도, (ii) 매우 많은 수의 연결된 디바이스들, (iii) 글로벌 연결성(global connectivity), (iv) 매우 낮은 지연, (v) 배터리-프리(battery-free) IoT 디바이스들의 에너지 소비를 낮추고, (vi) 초고신뢰성 연결, (vii) 머신 러닝 능력을 가지는 연결된 지능 등에 목적이 있다. 6G 시스템의 비젼은 "intelligent connectivity", "deep connectivity", "holographic connectivity", "ubiquitous connectivity"와 같은 4가지 측면일 수 있으며, 6G 시스템은 하기 표 1과 같은 요구 사항을 만족시킬 수 있다. 즉, 표 1은 6G 시스템의 요구 사항을 나타낸 표이다.
Per device peak data rate 1 Tbps
E2E latency 1 ms
Maximum spectral efficiency 100 bps/Hz
Mobility support up to 1000 km/hr
Satellite integration Fully
AI Fully
Autonomous vehicle Fully
XR Fully
Haptic Communication Fully
이때, 6G 시스템은 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband, eMBB), 초-저지연 통신(ultra-reliable low latency communications, URLLC), mMTC (massive machine type communications), AI 통합 통신(AI integrated communication), 촉각 인터넷(tactile internet), 높은 스루풋(high throughput), 높은 네트워크 능력(high network capacity), 높은 에너지 효율(high energy efficiency), 낮은 백홀 및 접근 네트워크 혼잡(low backhaul and access network congestion) 및 향상된 데이터 보안(enhanced data security)과 같은 핵심 요소(key factor)들을 가질 수 있다.
도 10은 본 개시에 적용 가능한 6G 시스템에서 제공 가능한 통신 구조의 일례를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 6G 시스템은 5G 무선통신 시스템보다 50배 더 높은 동시 무선통신 연결성을 가질 것으로 예상된다. 5G의 핵심 요소(key feature)인 URLLC는 6G 통신에서 1ms보다 적은 단-대-단(end-to-end) 지연을 제공함으로써 보다 더 주요한 기술이 될 것으로 예상된다. 이때, 6G 시스템은 자주 사용되는 영역 스펙트럼 효율과 달리 체적 스펙트럼 효율이 훨씬 우수할 것이다. 6G 시스템은 매우 긴 배터리 수명과 에너지 수확을 위한 고급 배터리 기술을 제공할 수 있어, 6G 시스템에서 모바일 디바이스들은 별도로 충전될 필요가 없을 수 있다.
6G 시스템의 핵심 구현 기술
- 인공 지능(artificial Intelligence, AI)
6G 시스템에 가장 중요하며, 새로 도입될 기술은 AI이다. 4G 시스템에는 AI가 관여하지 않았다. 5G 시스템은 부분 또는 매우 제한된 AI를 지원할 것이다. 그러나, 6G 시스템은 완전히 자동화를 위해 AI가 지원될 것이다. 머신 러닝의 발전은 6G에서 실시간 통신을 위해 보다 지능적인 네트워크를 만들 것이다. 통신에 AI를 도입하면 실시간 데이터 전송이 간소화되고 향상될 수 있다. AI는 수많은 분석을 사용하여 복잡한 대상 작업이 수행되는 방식을 결정할 수 있다. 즉, AI는 효율성을 높이고 처리 지연을 줄일 수 있다.
핸드 오버, 네트워크 선택, 자원 스케줄링과 같은 시간 소모적인 작업은 AI를 사용함으로써 즉시 수행될 수 있다. AI는 M2M, 기계-대-인간 및 인간-대-기계 통신에서도 중요한 역할을 할 수 있다. 또한, AI는 BCI(brain computer interface)에서 신속한 통신이 될 수 있다. AI 기반 통신 시스템은 메타 물질, 지능형 구조, 지능형 네트워크, 지능형 장치, 지능형 인지 라디오(radio), 자체 유지 무선 네트워크 및 머신 러닝에 의해 지원될 수 있다.
최근 AI를 무선 통신 시스템과 통합하려고 하는 시도들이 나타나고 있으나, 이는 어플리케이션 계층(application layer), 네트워크 계층(network layer) 특히, 딥 러닝은 무선 자원 관리 및 할당(wireless resource management and allocation) 분야에 집중되어 왔다. 그러나, 이러한 연구는 점점 MAC 계층 및 물리 계층으로 발전하고 있으며, 특히 물리계층에서 딥 러닝을 무선 전송(wireless transmission)과 결합하고자 하는 시도들이 나타나고 있다. AI 기반의 물리계층 전송은, 근본적인 신호 처리 및 통신 메커니즘에 있어서, 전통적인 통신 프레임워크가 아니라 AI 드라이버에 기초한 신호 처리 및 통신 메커니즘을 적용하는 것을 의미한다. 예를 들어, 딥러닝 기반의 채널 코딩 및 디코딩(channel coding and decoding), 딥러닝 기반의 신호 추정(estimation) 및 검출(detection), 딥러닝 기반의 MIMO(multiple input multiple output) 매커니즘(mechanism), AI 기반의 자원 스케줄링(scheduling) 및 할당(allocation) 등을 포함할 수 있다.
머신 러닝은 채널 추정 및 채널 트래킹을 위해 사용될 수 있으며, DL(downlink)의 물리 계층(physical layer)에서 전력 할당(power allocation), 간섭 제거(interference cancellation) 등에 사용될 수 있다. 또한, 머신 러닝은 MIMO 시스템에서 안테나 선택, 전력 제어(power control), 심볼 검출(symbol detection) 등에도 사용될 수 있다.
그러나 물리계층에서의 전송을 위한 DNN의 적용은 아래와 같은 문제점이 있을 수 있다.
딥러닝 기반의 AI 알고리즘은 훈련 파라미터를 최적화하기 위해 수많은 훈련 데이터가 필요하다. 그러나 특정 채널 환경에서의 데이터를 훈련 데이터로 획득하는데 있어서의 한계로 인해, 오프라인 상에서 많은 훈련 데이터를 사용한다. 이는 특정 채널 환경에서 훈련 데이터에 대한 정적 훈련(static training)은, 무선 채널의 동적 특성 및 다이버시티(diversity) 사이에 모순(contradiction)이 생길 수 있다.
또한, 현재 딥 러닝은 주로 실제 신호(real signal)을 대상으로 한다. 그러나, 무선 통신의 물리 계층의 신호들은 복소 신호(complex signal)이다. 무선 통신 신호의 특성을 매칭시키기 위해 복소(complex) 도메인 신호의 검출하는 신경망(neural network)에 대한 연구가 더 필요하다.
이하, 머신 러닝에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
머신 러닝은 사람이 할 수 있거나 혹은 하기 어려운 작업을 대신해낼 수 있는 기계를 만들어 내기 위해 기계를 학습시키는 일련의 동작을 의미한다. 머신 러닝을 위해서는 데이터와 러닝 모델이 필요하다. 머신 러닝에서 데이터의 학습 방법은 크게 3가지 즉, 지도 학습(supervised learning), 비지도 학습(unsupervised learning) 그리고 강화 학습(reinforcement learning)으로 구분될 수 있다.
신경망 학습은 출력의 오류를 최소화하기 위한 것이다. 신경망 학습은 반복적으로 학습 데이터를 신경망에 입력시키고 학습 데이터에 대한 신경망의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 신경망의 에러를 신경망의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation) 하여 신경망의 각 노드의 가중치를 업데이트하는 과정이다.
지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링된 학습 데이터를 사용하며 비지도 학습은 학습 데이터에 정답이 라벨링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어 데이터 분류에 관한 지도 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 라벨링된 데이터 일 수 있다. 라벨링된 학습 데이터가 신경망에 입력되고 신경망의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 라벨을 비교하여 오차(error)가 계산될 수 있다. 계산된 오차는 신경망에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 신경망의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. 업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 신경망의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 신경망의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 신경망의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 신경망이 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다
데이터의 특징에 따라 학습 방법은 달라질 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템 상에서 송신단에서 전송한 데이터를 수신단에서 정확하게 예측하는 것을 목적으로 하는 경우, 비지도 학습 또는 강화 학습 보다는 지도 학습을 이용하여 학습을 수행하는 것이 바람직하다.
러닝 모델은 인간의 뇌에 해당하는 것으로서, 가장 기본적인 선형 모델을 생각할 수 있으나, 인공 신경망(artificial neural networks)와 같은 복잡성이 높은 신경망 구조를 러닝 모델로 사용하는 머신 러닝의 패러다임을 딥러닝(deep learning)이라 한다.
학습(learning) 방식으로 사용하는 신경망 코어(neural network cord)는 크게 심층 신경망(deep neural networks, DNN), 합성곱 신경망(convolutional deep neural networks, CNN), 순환 신경망(recurrent boltzmann machine, RNN) 방식이 있으며, 이러한 러닝 모델이 적용될 수 있다.
THz(Terahertz) 통신
6G 시스템에서 THz 통신이 적용될 수 있다. 일 예로, 데이터 전송률은 대역폭을 늘려 높일 수 있다. 이것은 넓은 대역폭으로 sub-THz 통신을 사용하고, 진보된 대규모 MIMO 기술을 적용하여 수행될 수 있다.
도 9는 본 개시에 적용 가능한 전자기 스펙트럼을 도시한 도면이다. 일 예로, 도 9를 참조하면, 밀리미터 이하의 방사선으로도 알려진 THz파는 일반적으로 0.03mm-3mm 범위의 해당 파장을 가진 0.1THz와 10THz 사이의 주파수 대역을 나타낸다. 100GHz-300GHz 대역 범위(Sub THz 대역)는 셀룰러 통신을 위한 THz 대역의 주요 부분으로 간주된다. Sub-THz 대역 mmWave 대역에 추가하면 6G 셀룰러 통신 용량은 늘어난다. 정의된 THz 대역 중 300GHz-3THz는 원적외선 (IR) 주파수 대역에 있다. 300GHz-3THz 대역은 광 대역의 일부이지만 광 대역의 경계에 있으며, RF 대역 바로 뒤에 있다. 따라서, 이 300 GHz-3 THz 대역은 RF와 유사성을 나타낸다.
THz 통신의 주요 특성은 (i) 매우 높은 데이터 전송률을 지원하기 위해 광범위하게 사용 가능한 대역폭, (ii) 고주파에서 발생하는 높은 경로 손실 (고 지향성 안테나는 필수 불가결)을 포함한다. 높은 지향성 안테나에서 생성된 좁은 빔 폭은 간섭을 줄인다. THz 신호의 작은 파장은 훨씬 더 많은 수의 안테나 소자가 이 대역에서 동작하는 장치 및 BS에 통합될 수 있게 한다. 이를 통해 범위 제한을 극복할 수 있는 고급 적응형 배열 기술을 사용할 수 있다.
테라헤르츠(THz) 무선통신
도 10은 본 개시에 적용 가능한 THz 통신 방법을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, THz 무선통신은 대략 0.1~10THz(1THz=1012Hz)의 진동수를 가지는 THz파를 이용하여 무선통신을 이용하는 것으로, 100GHz 이상의 매우 높은 캐리어 주파수를 사용하는 테라헤르츠(THz) 대역 무선통신을 의미할 수 있다. THz파는 RF(Radio Frequency)/밀리미터(mm)와 적외선 대역 사이에 위치하며, (i) 가시광/적외선에 비해 비금속/비분극성 물질을 잘 투과하며 RF/밀리미터파에 비해 파장이 짧아 높은 직진성을 가지며 빔 집속이 가능할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시 예
본 개시는 무선 통신 시스템에서 효율적인 전력 수급을 위한 전력 공유 모델(power shared model)을 구현하기 위한 것이다. 전력 공유 모델을 통해, 무선 통신 시스템에서, 예를 들어, 대규모(massive) IoT 환경에서 장치들은 서로 전력 공유를 할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 잉여 전력을 갖는 장치는 전력을 공급(supply)하고, 전력이 부족한 장치는 전력을 수신(receive)할 수 있다. 이를 통해, 저전력 소형 개인화 기기(예: 무선 이어폰(wireless earphone), 피트니스 밴드(fitness band), 웨어러블 장치(wearable device) 등)는 수신한 전력으로만 구동이 가능해져 배터리 프리(battery free) 설계를 효과적으로 할 수 있다. 다양한 실시 예들이 적용되는 공간 및 장치의 확장을 통해, 새로운 서비스 및 비즈니스 기회의 초석이 될 수 있다.
6G의 KPI(key performance indicator) 중 하나는 초 저전력(extremely low power)을 실현시키는 것이다. 개별 장치의 저전력 또는 배터리-프리(battery-free) 장치의 설계는 대규모(massive) IoT(Internet of things)의 다양한 서비스의 주요 인에이블러(enabler)가 될 것이다. 또한, 최근 부각된 ESG(environment, social, governance) 관점에서도, 배터리-프리 장치의 설계는 핵심이 될 것이다. 현재 이를 구현하기 위한 관련기술로는, RF(radio frequency) 무선 전력 전송, 에너지 수확(energy harvesting)(예: 태양 에너지나 인체의 운동에너지 등 외부의 에너지를 모으고 저장하는 기술), 백스캐터(backscatter) 등의 저전력 설계 기술들이 있다. 하지만, 대부분의 경우, 수집 전력이 1m 거리에서 ㎼ 내지 ㎽ 정도의 낮은 수준이고, 전력 송신기(power transmitter)와의 거리가 멀어질수록 수신 전력량이 감소되기 때문에, 전력의 활용성이 낮다.
현재 무선 전력 전송에 대한 기술이 존재하지만, 근거리 자기유도 방식은 커버리지(coverage)가 짧기 때문에, 대부분 근거리 접촉식 형태로만 활용된다. 반면, RF(radio frequency) 방식은 원거리 전력 전송이 가능하지만, 송신기의 출력 제한이 있는 점, 거리에 따른 수신전력 감소가 큰 점 등의 단점이 있다. 따라서, 현재의 원거리 무선 전력 전송에 대한 적절한 대안은 없으며, 이에 따라 배터리-프리 장치의 설계에 기술적 한계가 존재한다. 참고로, RF 방식은 아래의 [수학식 1]과 같이 송신기 및 수신기 간 거리의 제곱에 반비례한다
Figure PCTKR2021011042-appb-img-000001
[수학식 1]에서, Pr은 무선 전력 전송에서 수신 전력량, Ae는 안테나의 유효 영역(antennas' effective area), Pt은 송신 안테나의 출력 전력량, Gr은 수신 안테나의 이득(gain), Gt는 송신 안테나의 이득, λ는 파장이고, R은 송신부와 수신부 간의 거리, cosΦ는 편광 손실 인자(polarization loss factor)를 의미한다.
본 개시는 이러한 문제점을 해결하기 위해 로컬 영역(local area)에 공존하는 다양한 장치들이 서로 부족 전력은 공급받고, 유휴 전력은 전달하여, 전력의 효율성을 높이는 초 저전력(extremely low power)을 구현할 수 있는 기술로서, 가상의 전력 공유 모델(virtual power shared model)을 제안한다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 가상의 전력 공유 모델(virtual power shared model)의 개념을 도시한다.
도 11을 참고하면, 가상의 전력 공유 모델(1100)은 가상의 전력 공유 코디네이터(이하 '가상 코디네이터')(virtual power shared coordinator) (1110)가 전력에 의해 구동되는 다른 장치들과의 호환을 통해 구현된다. 가상 코디네이터(1110)는 무선 전력 전송을 통해 가상의 전력 공유 모델을 실현한다. 가상 코디네이터(1110)는 주변 장치들의 전력량을 확인하고, 가용 가능한 전력(잉여전력)을 전력이 부족한 장치들에 재분배함으로써, 전력의 재수급을 통한 전력 관리의 효율성을 높인다. 가상 코디네이터(1110)는 주변 장치들로부터 전력을 수급 받을 수도 있지만, 태양광 등의 자체 발전 충전(1150)을 통해 전력을 생산하여 전달할 수도 있다. 이 외에 가상 코디네이터는 ESS(energy storage system) 또는 태양광(photovoltaic, PV) 등의 별도의 전력 생성 혹은 저장 장치(1140)를 통해 전력을 수급할 수도 있다.
일 예로, 주변 장치들은 집안 내의 특정 공간에 전력이 연결된 장치로서, TV(1130-2), 냉장고, 세탁기, 셋톱 박스(settop box), 인터넷 공유기, 노트북(1120-2) 등을 포함할 수 있다. 또한, 주변 장치들은 배터리 기반의 저전력 개인 휴대용 기기가 될 수 있고, 피트니스 밴드(Fitness band), 스마트 워치(smart watch)(1120-1), 무선 이어폰(wireless earphone), 스마트 안경(smart glass)(1120-2), 웨어러블 장치(wearable device)) 등을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 가상 코디네이터(1110)는 도 11의 예와 같이 별도의 장치가 될 수 있고, 또는 이하 도 12와 같이 기존의 전력을 이용한 장치가 가상 코디네이터(1110)의 기능을 수행할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 가상 전력 공유 모델의 예를 도시한다. 도 12는 가상 코디네이터가 별도의 장치로 존재하지 않고, 특정 영역 내의 전력을 이용한 장치들이 자체적으로 가상 코디네이터의 역할을 수행함으로써 서로 전력을 공유하는 경우를 예시한다.
도 12를 참고하면, 전력을 이용하는 장치들 중 적어도 하나가 가상 코디네이터의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전력을 이용하는 장치들은 조명(1220-1), TV(1220-2), 노트북(1220-3), 청소기(1220-4), 김치냉장고(1220-5), 냉장고(1220-6), 에어컨(1220-7) 등의 유선 전력 장치를 포함한다. 또는, 전력을 이용하는 장치들은 스마트 워치(1210-1), 스마트 안경(1210-2) 등의 저전력 배터리 기반 장치를 포함한다. 또는, 전력을 이용하는 장치들은 무선 전기밥솥(1230-1), 무선 다리미(1230-2), 무선 오븐(1230-2) 등의 무선 가전을 포함한다. 이 외에도, 다양한 장치가 전력을 이용하기만 한다면 가상 코디네이터로서 동작할 수 있다.
도 11을 참고하여 설명한 바와 같이, 가상 코디네이터는 별도의 전용 장치가 될 수도 있고, 또는 도 12를 참고하여 설명한 바와 같이, 가상 코디네이터는 별도의 장치 없이 특정 공간 내에서 사용되는 모든 전력을 이용한 장치들을 활용하여 사용자 기능 설정으로 지원될 수 있다. 일반적으로, 집안 내 가전 제품은 통신 모듈(예: Wi-Fi, BT, Zigbee, Lora)이 구비하고 있으며, 휴대폰 역시 셀룰러(예: LTE, LTE-A, 5G) 통신 모듈을 포함하는 것이 일반적이다. 기존 통신 모듈을 기반으로 에너지 송신 수단은 구현될 수 있으므로, 해당 장치의 수신부에 에너지 수집 수단을 적용하면, 어떠한 장치라도 에너지를 송신 및 수신할 수 있을 것이다. 예를 들어, 에너지 수신 수단 및 배터리는 필요에 따라 피기백(piggy back) 방식의 옵션을 가지도록 설계될 수 있다. 다시 말해, (예: 에너지 수신 수단 및 배터리 중 하나를 포함하는 부가 장치(예: 동글)가 부착됨으로써, 각 장치는 전력 수신 및 저장 기능을 구비하게 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에 적용 가능한 무선 전력 전송 기술들의 예들은 이하 [표 2]와 같다. 다만, 이하 [표 2]에 나열된 무선 전력 전송 기술들 외 다른 기술도 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
방식1 방식2 방식3 방식4 방식4
Midium RF RF RF 적외선 초음파
Technology 915MHz 대역의3W TX 전송하며,
수신 안테나 최적화		 Lytro camera
원리를 이용하여 안전하게 전력을 전송할 수 있는 최적의 경로 설정 기능에 집중		 5.8GHz
Wi-Fi 대역에서
24개의 안테나 송신용 배열 안테나 이용		 송신기는
역반사경 및 광원으로 구성되고, 수신기는
링공진 활용하여 전력을 생성함		 수천 개의 소형 스피커를 통해 초음파 빔을 형성
Wireless Frequency 915MHz 2.4GHz 5.8GHz Wi-Fi 적외선 초음파 45 kHz∼75 kHz
Distance (Max) 1m 1m 1m 1m 3m
MaxTX Power ㎼~mW ~mW ~mW 1W ~mW
Limitation/비고
(인체 영향, 주파수 간섭)		 A typical mobile phone user will receive far more RF energy from their own mobile phone than they will from a properly installed Powercast transmitter. Wireless Power delivers meaningful power to devices at a distance while meeting all of the FCC's stringent Specific Absorption Rate (SAR) requirements for safety. RF exposure is always below, and usually substantially lower than FDA, FCC and International limits. LOS에서만
동작하며,
높은 전력을 전송 불리		 전송 효율이 좋지 않음
도 13은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구조를 도시한다. 도 13은 무선 전력 공유를 지원하는 무선 통신 시스템의 구조를 예시한다.
도 13을 참고하면, 무선 통신 시스템은 코디네이터 장치(1310), 요구자 장치(demander device)(1320), 공급자 장치(supplier device)(1330)를 포함한다.
코디네이터 장치(1310)는 네트워크 내에서 장치들의 전력을 관리한다. 예를 들어, 코디네이터 장치(1310)는 네트워크 내 장치들의 전력 상태를 파악하고, 잔여 전력량을 모니터링하며, 전력을 중계할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 코디네이터 장치(1310)는 공급자 장치(1330)로부터 잉여 전력을 수신하고, 전력이 부족한 요구자 장치(1320)로 전력을 전송한다. 코디네이터 장치(1310)는 네트워크 내에서 전력의 공유 절차를 제어함으로써, 전력 사용의 효율성을 높일 수 있다.
요구자 장치(1320)는 전력을 요구하는 장치이다. 즉, 요구자 장치(1320)는 전력이 필요한 모든 장치를 포함한다. 요구자 장치는(1320) 무선 신호를 통해 공급되는 전력을 검출 및 저장하는 무선 전력 수집부(1322)를 포함할 수 있다. 요구자 장치(1320)는 코디네이터 장치(1310)에게 전력 정보를 전송하며, 부족한 전력을 수신한다. 요구자 장치(1320)는 배터리를 전원으로서 사용하는 장치일 수 있으며, 경우에 따라, 배터리가 아닌 소용량 수퍼 캐패시터(super capacitor)를 전원으로서 사용할 수 있다.
공급자 장치(1330)는 전력을 공급하는 장치이다. 공급자 장치(1330)는 무선 신호를 통해 전력을 송신하는 무선 전력 송신부(1332)를 포함할 수 있다. 공급자 장치(1330)는 코디네이터 장치(1310)에게 전력 정보를 송신하고, 가용한 잉여 전력을 공급한다.
요구자 장치(1320) 및 공급자 장치(1330)는 상황에 따라 결정되는 상대적인 개념이다. 어느 하나의 장치가, 전력 상황에 따라 요구자 장치(1320)로 기능할 수 있고, 또는 공급자 장치(1330)로 기능할 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 스마트 시계, 스마트 안경, 피트니스 밴드 등 배터리로 구동되는 저전력 장치가 요구자 장치(1320)로서 동작할 수 있다. 웨어러블 장치(예: 스마트 안경, 피트니스 밴드, 스마트 시계)가 사용자 설정에 따라 무선 전력 송신 기능 지원할 수 있고, 이 경우, 웨어러블 장치는 요구자 장치(1320)가 될 수 있다. 그러나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 전력을 이용한 다양한 장치들 중 하나가 요구자 장치(1320)로서 동작할 수 있다. 또한, 예를 들어, 무선 통신 모듈을 구비한 스마트 가전, TV, 냉장고, 에어컨, 세탁기 등이 사용자 설정에 따라 공급자 장치(1330)로서 동작할 수 있다. 그러나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 전력을 이용한 다양한 장치들 중 하나가 공급자 장치(1330)로서 동작할 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 장치의 구조를 도시한다. 도 14는 전력 공유에 참여할 수 있는 장치로서, 코디네이터 장치(예: 도 13의 코디네이터 장치(1310)), 요구자 장치(예: 도 13의 요구자 장치(1320)), 또는 공급자 장치(예: 도 13의 공급자 장치(1330))의 기능적 구조를 예시한다.
도 14를 참고하면, 장치는 제어부(1410), 전력 저장부(1420), 전력 송신부(1430), 전력 수집부(1440)를 포함한다.
제어부(1410)는 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1410)는 다른 장치들로부터 전력을 수집하고, 수집된 전력을 저장하는 기능을 수행하도록 다른 구성요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1410)는 저장된 전력을 다른 장치들로 공급하는 기능을 수행하도록 다른 구성요소들을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1410)는 메모리, 적어도 하나의 프로세서 등을 포함할 수 있다.
전력 저장부(1420)는 전력을 저장한다. 전력 저장부(1420)는 배터리, 수퍼 캐패시터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전력 저장부(1420)는 전력 재수급을 위해 다른 장치로부터 공급된 잉여 전력, 외부 전원으로부터 공급된 잉여 전력 등을 저장할 수 있다.
전력 송신부(1430)는 무선 신호를 통해 전력을 송신한다. 전력 송신부(1430)는 전력을 요구한 장치(예: 요구자 장치, 코디네이터 장치)에게 잉여 전력을 송신할 수 있다. 전력 저장부(1420)에 저장된 전력은 전력 송신부(1430)를 통해 다른 장치에 송신된다.
전력 수집부(1440)는 무선 신호를 통해 공급되는 전력을 수집한다. 전력 수집부(1440)는 다른 장치(예: 공급자 장치, 코디네이터 장치)로부터 잉여 전력을 수신한다. 공급자 장치로부터 제공받은 전력은 전력 저장부(1420)에 저장된다.
도 14와 같은 구조는 코디네이터 장치, 요구자 장치, 공급자 장치 중 하나의 구조로 이해될 수 있다. 다만, 다른 실시 예에 따라, 요구자 장치의 경우, 전력 송신부(1430)가 제외될 수 있다. 유사하게, 다른 실시 예에 따라, 공급 장치의 경우, 전력 저장부(1420) 및 전력 수집부(1440) 중 적어도 하나가 제외될 수 있다.
도 14에 예시된 장치는 전력 공유 외 다른 기능을 더 수행하는 장치일 수 있다. 따라서, 장치는 도 14에 도시된 구성요소 외 다른 기능(예: 장치의 용도에 따른 기능)을 위한 적어도 하나의 구성요소를 더 포함할 있다.
또한, 전력 공유를 위해 전력 정보 등의 시그널링이 수행될 수 있다. 이를 위해, 도 14에 도시되지 아니하였으나, 장치는 제어 정보를 송신 및 수신할 수 있는 송수신기(transceiver)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 송수신기는 전력 송신부(1430), 전력 수집부(1440)와 별도의 하드웨어로 구현되거나 또는 송수신기를 이루는 하드웨어 회로들 중 적어도 일부(예: 안테나, 선로, 필터 등)가 전력 송신부(1430), 전력 수집부(1440)의 회로와 공유될 수 있다.
도 15는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력 수신 및 생성을 위한 회로의 구성 예를 도시한다.
도 15를 참고하면, 전력 수신 및 생성을 위한 회로는 매칭 네트워크(matching network)(1510), 정류기(rectifier)(1520), PMIC(power management integrated circuit)(1530), 배터리(battery)(1540), 프로세서(1550)를 포함한다. 전력 수신 및 생성 회로는 무선 전력을 수신 및 생성하기 위해 필요하다.
매칭 네트워크(1510)는 안테나 및 수신 회로 사이의 임피던스 매칭을 수행한다. 정류기(1520)는 AC(alternative current) 신호를 정류한다. 즉, 정류기(1520)는 AC 신호를 DC(direct current) 신호로 변환한다. PMIC(1530)는 전력을 관리한다. PMIC(1530)는 입력되는 전원을 전력을 이용하는 다른 구성요소들에 의해 필요한 전압 또는 전류로 변환 및 제공한다. 배터리(1540)는 PMIC(1530)로부터 제공되는 전력을 이용하여 충전되고, 충전된 전력을 PMIC(1530)로 제공한다. 프로세서(1550)는 PMIC(1530)로부터 제공되는 전력을 소비하여 필요한 동작을 수행한다.
무선 신호를 통해 전력을 수신하는 경우, 안테나를 통해 수신된 RF 무선 전력 신호는 매칭 네트워크(1510)를 통해 최소화된 손실로 교류 전원으로 변환된다. 교류 전원은 정류기(1520)를 통해 직류 전원으로 변환되고, 직류 전원은 PMIC(1530)를 통해 프로세서(1550)에게 필요한 시스템 공급 전력으로서 사용되거나 또는 잉여 전력으로서 배터리(1540)에 저장될 수 있다. 즉, 전력 수신 및 생성 회로를 통해 수집되는 에너지는 PMIC(1530)를 통해 바로 프로세서(1550)에 의해 이용될 수 있고, 또는 배터리(1540)에 저장된 후, 응용회로(1550)에 의해 이용될 수도 있다.
도 16은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 송수신기 회로의 구성 예를 도시한다. 도 16을 참고하면, 송수신기 회로는 송신 체인으로서, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DAC(digital to analog convertor)(1602), 낮은 주파수 대역의 성분을 통과시키는 LPF(low pass filter)(1604), 주파수 상향 변환을 위한 믹서(1606), 주파수 변환을 위한 로컬 주파수 신호를 생성하는 PLL(phase lock loop)(1608), 송신 신호를 증폭하는 PA(power amplifier)(1610), 송신 임피던스 매칭을 위한 매칭 네트워크(1612)를 포함한다. 송수신기 회로는 수신 체인으로서, 수신 임피던스 매칭을 위한 매칭 네트워크(1614), 수신 신호를 증폭하는 LNA(low noise amplifier(1616), 주파수 하향 변환을 위한 믹서(1618), 낮은 주파수 대역의 성분을 통과시키는 LPF(1620), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog to digital convertor)(1622)를 포함한다.
도 17은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 에너지 수신 회로의 기능적 구성 예를 도시한다. 도 17을 참고하면, 에너지 수신 회로는 임피던스 매칭을 위한 매칭 네트워크(1702), 교류를 직류로 변환하는 RF-DC(direct current) 정류기(1704), 회로 보호를 위해 임계치를 초과하는 전압이 발생하면 신호를 차단하는 과전압 보호(over voltage protection) 회로(1706), 충전을 위한 전압을 가지는 신호를 생성하는 저-전력(low-power) LDO(low drop out) 회로(1708), 충전을 위한 신호의 공급을 제어하는 충전 제어 회로(1710), 잉여 전력을 저장하고, 다른 회로들의 전원으로 기능하는 에너지 저장 회로(1712)를 포함한다.
도 18은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 에너지 수신 회로에 포함되는 정류 회로의 구성 예를 도시한다. 도 18에 예시된 정류 회로는 도 17의 RF-DC 정류기(1704)의 일 예로 이해될 수 있다. 도 18을 참고하면, 정류 회로는 RF 입력(1702)를 정류하기 위해, RF 입력(1702)의 일단 및 출력단 사이에 나열된 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)들(1704, 1706, 1708, 1710, 1712, 1714) 및 캐패시터들(1716, 1718, 1720, 1722, 1724, 1726)을 포함한다. 캐패시터들(1716, 1718, 1720, 1722, 1724, 1726)의 일단은 MOSFET들(1704, 1706, 1708, 1710, 1712, 1714) 각각의 소스(source) 단에 연결되며, 일부 캐패시터들(1718, 1722, 1726)의 타단은 RF 입력(1702)의 일단에 연결되고, 나머지 캐패시터들(1716, 1720, 1724)의 타단은 RF 입력(1702)의 타단에 연결된다.
도 19는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 에너지 수신 회로에 포함되는 LDO 레귤레이터(regulator) 회로의 구성 예를 도시한다. 도 19에 예시된 LDO 레귤레이터 회로는 도 17의 저-전력 LDO 회로(1708)의 일 예로 이해될 수 있다. 도 19를 참고하면, LDO 레귤레이터 회로는 CMOS 기준 전압 소스(1902), 전류 소스(1904), 오차 증폭기(error amplifier)(1906), 통과 트랜지스터(pass transistor)(1908), 피드백 네트워크(feedback network)(1910), 주파수 보상(frequency compensation) 회로(1912), 부하(load)(1914)를 포함한다. CMOS 기준 전압 소스(1902)는 기준 전압 Vref를 생성하고, 오차 증폭기(1906)의 양극(+) 단자에 입력한다. 오차 증폭기(1906)의 음극(-) 단자는 피드백 네트워크(1910)에 연결된다. 기준 전압 Vref과 피드백 값을 비교하면, 양단 및 음단의 전압 차가 오차 증폭기(1906)의 출력 전압으로 증폭되고, 출력 전압은 패스 트랜지스터(1908)에 연결된다. 패스 트랜지스터(1908)는 패스 트랜지스터(1908)를 통과하는 부하(1914)로의 전류 흐름을 제어함으로써 안정적인 공급 전압 Vdd을 제공한다.
도 20은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 에너지 수신 회로에 포함되는 충전 제어(charging control) 회로의 구성 예를 도시한다. 도 20에 예시된 충전 제어 회로는 도 17의 충전 제어 회로(1710)의 일 예로 이해될 수 있다. 도 20을 참고하면, 충전 제어 회로는 복수의 트랜지스터들(2002, 2004, 2006, 2008, 2010), 비교기(2012)를 포함한다. 트랜지스터(2002) 및 트렌지스터(2006)는 차동 쌍(Q1-Q3)을 구성하고, 트랜지스터(2008) 및 트렌지스터(2010)는 전류 미러(Q4-Q5)를 구성한다. 비교기(2012)는 배터리 과충전을 방지한다. 배터리(예: 도 17의 에너지 저장 회로(1712))는 2개의 바이어스 전압들(예: VB1 및 VB2)을 이용하여 트랜지스터(2002) 및 트랜지스터(2004)에 의해 생성되는 정전류(constant current)를 사용하여 충전될 수 있다. 배터리 전압 Vbat이 기준 전압 Vref 보다 낮은 경우, 비교기(2012)의 출력 전압은 하이(high)가 되고, 트랜지스터(2006)은 턴 오프된다(turn off). 트랜지스터(2002) 및 트랜지스터(2008)로부터의 2개의 정전류들이 동시에 트랜지스터(2004)로 흐른다. 트랜지스터(2010)로부터의 전도 전류(conduction current)는 전류 미러를 통과할 때 증폭된다. 증폭된 전류는 배터리를 빠르게 충전시킬 수 있다. Vbat가 Vref 보다 높으면, 비교기(2012)의 출력 전압은 로우(low)가 되고, 트랜지스터(2006)가 턴 오프된다. 트랜지스터(2002) 및 트랜지스터(2006)로부터의 2개의 정전류들이 동시에 트랜지스터(2004)로 흐른다. 또한, 트랜지스터(2008) 및 트랜지스터(2010)가 턴 오프되고, 배터리가 더 이상 충전되지 아니한다.
도 21은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력 공유를 위한 절차의 예를 도시한다. 도 21은 코디네이터 장치(2110), 제1 장치(2120-1), 제2 장치(2120-2) 간 신호 교환을 예시한다.
도 21을 참고하면, S2101 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 코디네이터로서 등록한다. 여기서, 코디네이터로의 등록은 사용자의 입력에 따른 설정의 변경에 의해 수행될 수 있다. 즉, 코디네이터 장치(2110)는 사용자의 입력을 검출할 수 있는 인터페이스를 포함하며, 인터페이스를 통해 입력되는 사용자의 명령에 따라 전력 분배를 관리하는 기능을 활성화한다. 도 21에 도시되지 아니하였으나, 일 실시 예에 따라, 코디네이터 장치(2110)는 코디네이터 기능의 활성화를 알리는 신호를 송신할 수 있다.
S2103 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 주변의 장치들을 스캔한다. 코디네이터 장치(2110)는 다른 장치들로부터 송신되는 신호의 존재 유무를 확인함으로써 스캔을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 코디네이터 장치는 스캔을 위해 다른 장치들이 전력 분배와 무관한 목적으로 송신하는 신호를 검출할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 코디네이터 장치(2110)는 전력 공유를 위한 스캔을 목적으로 설계된 신호를 검출할 수 있다. 즉, 다른 장치들은 코디네이터 장치(2110)의 스캔을 돕기 위해 설계된 신호를 송신할 수 있다. 여기서, 신호는 스캔을 위한 신호임을 알리는 고유의 시퀀스를 포함할 수 있고, 코디네이터 장치(2110)의 요청에 응하여 송신되거나 또는 요청 없이 주기적으로 송신될 수 있다. 추가적으로, 코디네이터 장치(2110)는 등록의 요청을 트리거링하기 위한 방송 신호를 송신할 수 있다.
S2105 단계에서, 제1 장치(2120-1)는 요구자 장치로서의 등록을 요청한다. 즉, 제1 장치(2120-1)는 전력의 보충이 필요함을 판단하고, 코디네이터 장치(2110)에게 전력을 요청하기 위해 등록을 요청한다. 구체적으로, 제1 장치(2120-1)는 등록 요청 메시지를 코디네이터 장치(2110)에게 송신한다. 등록 요청 메시지는 제1 장치(2120-1)의 식별자, 요청하는 등록 타입(예: 요구자 또는 공급자), 장치 종류, 전원 종류(예: 배터리, 수퍼 캐패시터, 외부 전원 등), 전력 사용 패턴(예: 단위 시간 단 필요 전력 등) 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
S2107 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 제1 장치(2120-1)의 등록을 완료한 후, 링크를 설정한다. 즉, 코디네이터 장치(2110) 및 제1 장치(2120-1)는 연결(association) 절차를 수행한다. 이때, 통신을 위한 링크, 무선 전력 전송을 위한 링크 등 복수의 링크들이 연결될 수 있다. 이를 위해, 코디네이터 장치(2110) 및 제1 장치(2120-1) 간 등록 완료를 알리는 메시지, 링크 설정을 위한 적어도 하나의 메시지가 송신될 수 있다.
S2109 단계에서, 제2 장치(2120-2)는 공급자 장치로서의 등록을 요청한다. 즉, 제2 장치(2120-2)는 전력의 공급이 가능함을 판단하고, 코디네이터 장치(2110)에게 전력을 공급하기 위해 등록을 요청한다. 구체적으로, 제2 장치(2120-2)는 등록 요청 메시지를 코디네이터 장치(2110)에게 송신한다. 등록 요청 메시지는 제2 장치(2120-2)의 식별자, 요청하는 등록 타입(예: 요구자 또는 공급자), 장치 종류, 전원 종류(예: 배터리, 수퍼 캐패시터, 외부 전원 등), 전력 사용 패턴(예: 단위 시간 단 필요 전력 등) 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
S2111 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 제2 장치(2120-2)의 등록을 완료한 후, 링크를 설정한다. 즉, 코디네이터 장치(2110) 및 제2 장치(2120-2)는 연결(association) 절차를 수행한다. 이때, 통신을 위한 링크, 무선 전력 전송을 위한 링크 등 복수의 링크들이 연결될 수 있다. 이를 위해, 코디네이터 장치(2110) 및 제2 장치(2120-2) 간 등록 완료를 알리는 메시지, 링크 설정을 위한 적어도 하나의 메시지가 송신될 수 있다.
S2113 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 제1 장치(2120-1)에게 전력 정보 요청 메시지를 송신한다. S2115 단계에서, 제1 장치(2120-1)는 코디네이터 장치(2110)는 전력 정보 응답 메시지를 송신한다. S2117 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 제2 장치(2120-2)에게 전력 정보 요청 메시지를 송신한다. S2119 단계에서, 제2 장치(2120-2)는 코디네이터 장치(2110)는 전력 정보 응답 메시지를 송신한다. S2113 단계 내지 S2119 단계를 통해, 코디네이터 장치(2110)는 전력 분배를 위해 필요한 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 수집되는 정보는 공급 전력(supply power), 요구 전력(demand power), 거리(distance), 전원 타입(power source type) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 공급 전력은 공급 가능한 잉여 전력량, 수요 전력은 부족한 전력량, 거리는 코디네이터 장치(2110)와의 거리를 의미한다. 예를 들어, 본 실시 예에서 수집된 정보의 일 예는 이하 [표 3]과 같다.
Device Class Distance Supply Power Demand Power Device type
Coordinator 1m ~㎼ ~㎼ Battery
Demander 2m ~㎽ ~㎽ No Battery
Supplier 3m ~W ~W
S2121 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 잉여 전력을 계산하고, 우선순위를 결정한다. 구체적으로, 코디네이터 장치(2110)는 수집된 전력 정보를 기반으로 제2 장치(2120-2)를 포함하는 공급자 장치들 각각의 공유 가능한 잉여 전력량을 계산하고, 공급자 장치들 간 우선순위를 결정한다. 즉, 제2 장치(2120-2) 외 공급자 장치로서 등록된 장치들이 더 존재할 수 있으며, 이에 따라, 코디네이터 장치(2110)는 어느 공급자 장치로부터 전력을 수신할지를 판단할 수 있다. 여기서, 우선순위는 거리, 공급 가능 전력량, 전원 종류에 기반하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 코디네이터 장치(2110)와 가까울수록 높은 우선순위가 할당되고, 거리가 같다면 공급 가능 전력량이 많을수록 높은 우선순위가 할당되고, 공급 가능 전력량이 같으면 배터리가 아닌 외부 전원을 사용하는 공급자 장치에 높은 우선순위가 할당될 수 있다. 본 실시 예에서, 제2 장치(2120-2)에게 가장 높은 우선순위가 할당된다.
S2123 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 제2 장치(2120-2)로부터 공급 전력을 수신한다. 즉, 코디네이터 장치(2110)는 무선 신호를 통해 전력을 수신한다. 도 21에 도시되지 아니하였으나, 전력을 수신하기에 앞서, 코디네이터 장치(2110)는 제2 장치(2120-2)에게 전력을 요청하는 전력 요청 메시지를 송신할 수 있다. 예를 들어, 전력 요청 메시지는 요구되는 전력량에 대한 정보, 전력을 전달하기 위한 신호를 송신할 시간 구간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S2125 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 부족 전력을 계산하고, 우선순위를 결정한다. 구체적으로, 코디네이터 장치(2110)는 수집된 전력 정보를 기반으로 제1 장치(2120-1)를 포함하는 요구자 장치들의 부족한 전력량을 계산하고, 요구자 장치들 간 우선순위를 결정한다. 즉, 제1 장치(2120-1) 외 요구자 장치로서 등록된 장치들이 더 존재할 수 있으며, 이에 따라, 코디네이터 장치(2110)는 어느 요구자 장치에게 전력을 공급할지를 판단할 수 있다. 여기서, 우선순위는 거리, 요구 전력량, 전원 종류에 기반하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 코디네이터 장치(2110)와 가까울수록 높은 우선순위가 할당되고, 거리가 같다면 요구 전력량이 적을수록 높은 우선순위가 할당되고, 요구 전력량이 같으면 외부 전원을 사용하지 아니하는 요구자 장치에 높은 우선순위가 할당될 수 있다. 본 실시 예에서, 제1 장치(2120-1)에게 가장 높은 우선순위가 할당된다.
S2127 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 제1 장치(2120-1)에게 요구 전력을 송신한다. 즉, 코디네이터 장치(2110)는 무선 신호를 통해 전력을 송신한다. 도 21에 도시되지 아니하였으나, 전력을 송신하기에 앞서, 코디네이터 장치(2110)는 제1 장치(2120-1)에게 전력을 송신할 것을 알리는 전력 공급 메시지를 송신할 수 있다. 예를 들어, 전력 공급 메시지는 공급되는 전력량에 대한 정보, 전력을 전달하기 위한 신호를 송신할 시간 구간에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S2129 단계에서, 코디네이터 장치(2110)는 잉여 전력을 저장한다. 결정된 우선순위에 따라 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신한 후, 수신된 전력 중 일부가 남을 수 있다. 이 경우, 코디네이터 장치(2110)는 남은 전력을 내부의 전력 저장 수단(예: 배터리) 또는 별도의 배터리 저장 수단에 저장할 수 있다.
도 22는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력을 관리하는 절차의 예를 도시한다. 도 22는 코디네이터 장치의 동작 방법을 예시한다.
도 22를 참고하면, S2201 단계에서, 코디네이터 장치는 초기 설정을 수행한다. 즉, 코디네이터 장치는 네트워크 내에서 무선 전력을 공유하기 위해 초기에 필요한 설정을 수행한다. 구체적으로, 코디네이터 장치는 주변의 장치들을 스캔하고, 주변의 장치들을 공급자 또는 수요자로 등록하고, 주변의 장치들과의 링크를 설정할 수 있다. 코디네이터 장치는 사용자 설정에 따라 주변 모든 장치들을 등록할 수도 있고, 또는 선별적으로 등록할 수도 있다.
S2203 단계에서, 코디네이터 네트워크 내 장치들의 전력 정보를 수집한다. 즉, 코디네이터 장치는 무선 전력 공유를 위해 필요한 정보를 주변의 장치들에게 요청하고, 수신할 수 있다. 예를 들어, 전력 정보는 공급 전력, 요구 전력, 코디네이터 장치와의 거리, 전원 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S2205 단계에서, 코디네이터 장치는 전력 공유에 대한 스케줄링을 수행한다. 즉, 코디네이터 장치는 수집된 전력 정보에 기반하여 무선 전력을 공유하기 위한 스케줄링을 수행한다. 구체적으로, 코디네이터 장치는 어느 장치로부터 얼마만큼의 전력을 수신하고, 어느 장치에게 얼마만큼의 전력을 공급할지를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 코디네이터 장치는 복수의 공급자들 간 우선순위, 복수의 요구자들 간 우선순위를 결정하고, 공급자들의 우선순위 및 공급 전력량, 수요자들의 우선순위 및 요구 전력량에 기반하여 순차적으로 전력을 공급할 적어도 하나의 공급자 및 전력을 수신할 적어도 하나의 수요자를 선택할 수 있다.
S2207 단계에서, 코디네이터 장치는 전력을 수집하고, 전력을 공급한다. 즉, 코디네이터 장치는 주변의 장치들의 전력을 재분배한다. 코디네이터 장치는 S2205 단계에서 수행한 스케줄링에 따라 전력을 재분배할 수 있다. 구체적으로, 코디네이터 장치는 공급자의 전력을 수신하고, 장치로 전력을 송신할 수 있다.
S2209 단계에서, 코디네이터 장치는 잉여 전력을 저장한다. 즉, 코디네이터 장치는 전력 공유 후에 남은 전력을 전력 저장 수단에 저장한다. 잉여 전력은 코디네이터 장치에 의해 접근 가능한 저장 수단에 저장된다. 이에 따라, 코디네이터 장치는, 추후 요구자로부터의 전력 공급 요청에 응하여, 공급자 장치로의 전력 공급 요청 없이, 저장된 잉여 전력을 요구자에게 공급할 수 있다.
도 23은 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력을 수신하는 절차의 예 도시한다. 도 23은 요구자 장치의 동작 방법을 예시한다.
도 23을 참고하면, S2301 단계에서, 요구자 장치는 초기 설정을 수행한다. 즉, 요구자 장치는 무선 전력 공유를 위해 장치를 등록하고, 적어도 하나의 링크를 설정한다. 이때, 공급자 장치는 코디네이터에게 요구자로서의 등록을 요청한다. 이에 따라, 코디네이터 장치가 요구자 장치 등록을 완료하면, 요구자 장치와 코디네이터 장치 간 적어도 하나의 링크가 연결되고, 이후 동작들에 따라 무선 전력이 공유될 수 있다.
S2303 단계에서, 요구자 장치는 전력 정보를 송신한다. 즉, 요구자 장치는 전력 정보를 코디네이터 장치로 송신할 수 있다. 즉, 공급자 장치는 코디네이터 장치의 요청에 응하여 무선 전력 공유를 위해 필요한 정보를 코디네이터 장치에게 송신한다. 예를 들어, 전력 정보는 공급 전력, 요구 전력, 코디네이터 장치와의 거리, 전원 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S2305 단계에서, 코디네이터 장치는 전력을 수신한다. 전력 수신이란, 요구자 장치가 코디네이터 장치가 전송한 전력을 수신하는 것이다. 일 예로, 요구자 장치가 부족한 전력을 요청하여, 전력을 수신할 수 있다. 또한 코디네이터 장치의 전력 계산 결과에 따라 임의로 전력을 수신할 수 있다.
도 24는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 전력을 공급하는 절차의 예 도시한다. 도 24는 공급자 장치의 동작 방법을 예시한다.
도 24를 참고하면, S2401 단계에서, 공급자 장치는 초기 설정을 수행한다. 즉, 공급자 장치는 무선 전력 공유를 위해 장치를 등록하고, 적어도 하나의 링크를 설정한다. 이때, 공급자 장치는 코디네이터에게 공급자로서의 등록을 요청한다. 이에 따라, 코디네이터 장치가 공급자 장치 등록을 완료하면, 공급자 장치와 코디네이터 장치 간 적어도 하나의 링크가 연결되고, 이후 동작들에 따라 무선 전력이 공유될 수 있다.
S2403 단계에서, 공급자 장치는 전력 정보를 송신한다. 즉, 공급자 장치는 전력 정보를 코디네이터 장치로 송신할 수 있다. 즉, 공급자 장치는 코디네이터 장치의 요청에 응하여 무선 전력 공유를 위해 필요한 정보를 코디네이터 장치에게 송신한다. 예를 들어, 전력 정보는 공급 전력, 요구 전력, 코디네이터 장치와의 거리, 전원 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S2405 단계에서, 코디네이터 장치는 전력을 송신한다. 일 실시 예에 따라, 공급자 장치가 임의로 잉여 전력을 송신할 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 공급자 장치는 코디네이터 장치의 요청에 응하여 전력을 송신할 수 있다.
전술한 바와 같이, 네트워크 내에서 코디네이터 장치의 관리에 의해 전력이 공유될 수 있다. 전술한 다양한 실시 예들에서, 코디네이터 장치는 공급자 장치 및 요구자 장치와 별도의 객체로 설명되었다. 하지만, 코디네이터 장치도 전력을 이용하여 동작하는 장치일 수 있으므로, 이 경우, 코디네이터 장치도 공급자 또는 요구자의 지위를 가질 수 있다. 즉, 코디네이터 장치가 다른 요구자를 위해 전력을 송신할 수 있고 또는 다른 공급자로부터 전력을 수신할 수 있다.
상기 설명한 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 개시의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있으므로, 일종의 제안 방식들로 간주될 수 있음은 명백한 사실이다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (또는 병합) 형태로 구현될 수도 있다. 상기 제안 방법들의 적용 여부 정보 (또는 상기 제안 방법들의 규칙들에 대한 정보)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시그널 (예: 물리 계층 시그널 또는 상위 계층 시그널)을 통해서 알려주도록 규칙이 정의될 수 있다.
본 개시는 본 개시에서 서술하는 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 개시의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 또는 3GPP2 시스템 등이 있다.
본 개시의 실시 예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave, THz 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
추가적으로, 본 개시의 실시 예들은 자유 주행 차량, 드론 등 다양한 애플리케이션에도 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 코디네이터 장치(coordinator device)의 동작 방법에 있어서,
    적어도 하나의 요구자 장치(demander device) 및 적어도 하나의 공급자 장치(supplier device)를 등록하는 단계;
    상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력 정보를 수신하는 단계;
    상기 전력 정보에 기반하여 전력 공유를 위한 스케줄링을 수행하는 단계; 및
    상기 스케줄링에 따라 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력을 송신한 후의 잉여 전력을 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력 정보는, 공급 전력(supply power), 요구 전력(demand power), 거리(distance), 전원 타입 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스케줄링을 수행하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 요구자 장치의 우선순위 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치의 우선순위를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 우선순위는, 상기 코디네이터 장치와의 거리, 공급 가능 전력량, 요구 전력량, 전원 종류에 기반하여 결정되는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치의 등록 요청을 트리거링하기 위한 방송 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 송신되는 신호들을 검출함으로써 주변의 장치들을 스캔하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    사용자의 입력에 기반하여 코디네이터 기능을 활성화하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 요구자 장치(demander device)의 동작 방법에 있어서,
    요구자로서 등록할 것을 요청하는 메시지를 코디네이터 장치에게 송신하는 단계;
    상기 코디네이터 장치에게 상기 요구자 장치의 전력 정보를 송신하는 단계; 및
    상기 전력 정보에 기반하여 결정된 전력 공유를 위한 스케줄링에 따라, 상기 코디네이터 장치로부터 전력을 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 공급자 장치(supplier device)의 동작 방법에 있어서,
    공급자로서 등록할 것을 요청하는 메시지를 코디네이터 장치에게 송신하는 단계;
    상기 코디네이터 장치에게 상기 공급자 장치의 전력 정보를 송신하는 단계; 및
    상기 전력 정보에 기반하여 결정된 전력 공유를 위한 스케줄링에 따라, 상기 코디네이터 장치에게 전력을 송신하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 코디네이터 장치(coordinator device)에 있어서,
    송수신기;
    전력 수신 및 송신을 위한 회로; 및
    상기 송수신기 및 상기 회로와 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    적어도 하나의 요구자 장치(demander device) 및 적어도 하나의 공급자 장치(supplier device)를 등록하고,
    상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력 정보를 수신하고,
    상기 전력 정보에 기반하여 전력 공유를 위한 스케줄링을 수행하고,
    상기 스케줄링에 따라 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신하도록 제어하는 코디네이터 장치.
  11. 무선 통신 시스템에서 요구자 장치(demander device)에 있어서,
    송수신기;
    전력 수신을 위한 회로; 및
    상기 송수신기 및 상기 회로와 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    요구자로서 등록할 것을 요청하는 메시지를 코디네이터 장치에게 송신하고,
    상기 코디네이터 장치에게 상기 요구자 장치의 전력 정보를 송신하고,
    상기 전력 정보에 기반하여 결정된 전력 공유를 위한 스케줄링에 따라, 상기 코디네이터 장치로부터 전력을 수신하도록 제어하는 요구자 장치.
  12. 무선 통신 시스템에서 공급자 장치(supplier device)에 있어서,
    송수신기;
    전력 송신을 위한 회로; 및
    상기 송수신기 및 상기 회로와 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    공급자로서 등록할 것을 요청하는 메시지를 코디네이터 장치에게 송신하고,
    상기 코디네이터 장치에게 상기 공급자 장치의 전력 정보를 송신하고,
    상기 전력 정보에 기반하여 결정된 전력 공유를 위한 스케줄링에 따라, 상기 코디네이터 장치에게 전력을 송신하도록 제어하는 공급자 장치.
  13. 장치에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서;
    상기 적어도 하나의 프로세서와 연결되며, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행됨에 따라 동작들을 지시하는 명령어를 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며,
    상기 동작들은,
    적어도 하나의 요구자 장치(demander device) 및 적어도 하나의 공급자 장치(supplier device)를 등록하는 단계;
    상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력 정보를 수신하는 단계;
    상기 전력 정보에 기반하여 전력 공유를 위한 스케줄링을 수행하는 단계; 및
    상기 스케줄링에 따라 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신하는 단계를 포함하는 장치.
  14. 적어도 하나의 명령어(instructions)을 저장하는 비-일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체(computer-readable medium)에 있어서,
    프로세서에 의해 실행 가능한(executable) 상기 적어도 하나의 명령어를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 명령어는, 장치가,
    적어도 하나의 요구자 장치(demander device) 및 적어도 하나의 공급자 장치(supplier device)를 등록하고,
    상기 적어도 하나의 요구자 장치 및 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력 정보를 수신하고,
    상기 전력 정보에 기반하여 전력 공유를 위한 스케줄링을 수행하고,
    상기 스케줄링에 따라 상기 적어도 하나의 공급자 장치로부터 전력을 수신하고, 상기 적어도 하나의 요구자 장치에게 전력을 송신하도록 제어하는 컴퓨터 판독 가능 매체.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013033403A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Denso Corp 電力送受電システム
KR20160052233A (ko) * 2014-11-04 2016-05-12 삼성전자주식회사 무선 충전으로 전력을 공유하기 위한 전자 장치 및 방법
US20180034321A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 Azbil North America Research and Development, Inc. System and method for wireless sharing of electrical power in a wireless mesh network
KR101844283B1 (ko) * 2011-08-18 2018-04-03 삼성전자주식회사 무선 디바이스의 에너지 공유 방법 및 장치
KR101852722B1 (ko) * 2017-06-01 2018-04-27 한국전력공사 에너지저장시스템 상호 전력공유 서비스를 위한 에너지인터넷 플랫폼 제공 장치 및 그 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013033403A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Denso Corp 電力送受電システム
KR101844283B1 (ko) * 2011-08-18 2018-04-03 삼성전자주식회사 무선 디바이스의 에너지 공유 방법 및 장치
KR20160052233A (ko) * 2014-11-04 2016-05-12 삼성전자주식회사 무선 충전으로 전력을 공유하기 위한 전자 장치 및 방법
US20180034321A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 Azbil North America Research and Development, Inc. System and method for wireless sharing of electrical power in a wireless mesh network
KR101852722B1 (ko) * 2017-06-01 2018-04-27 한국전력공사 에너지저장시스템 상호 전력공유 서비스를 위한 에너지인터넷 플랫폼 제공 장치 및 그 방법

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