WO2023038451A1 - 전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 전송하는 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 전송하는 방법 Download PDF

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WO2023038451A1
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WO
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uwb
rfic
electronic device
communication
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PCT/KR2022/013504
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조남준
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삼성전자 주식회사
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • next-generation communication system such as a 5G communication system uses a frequency band used in a 3G communication system and a long term evolution (LTE) communication system to provide a higher data transmission rate in order to achieve a higher data transmission rate.
  • LTE long term evolution
  • Modules providing various functions are mounted in portable terminals (eg, smart phones).
  • UWB performs bi-directional communication with an access point for location estimation and can decode time stamp information included in an exchanged packet.
  • a surrounding recognition function may be implemented based on a radar technology using a UWB signal.
  • the linearity of the signal must be secured, but the signal of the UWB communication frequency band (eg, 3 to 10 GHz) is a millimeter wave (mmWave) frequency band (eg, 20 to 300 GHz) Since the straightness is lower than that of the signal of , the accuracy may be relatively low.
  • the signal of the UWB communication frequency band eg, 3 to 10 GHz
  • mmWave millimeter wave
  • FIG. 2A is a block diagram of an electronic device in a network environment including a plurality of cellular networks, according to various embodiments.
  • 2B is a block diagram of an electronic device in a network environment including a plurality of cellular networks, according to various embodiments.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating placement of UWB antennas, according to various embodiments.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, a software structure in addition to a hardware structure.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor set to detect a touch or a pressure sensor set to measure the intensity of force generated by the touch.
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 may be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), terminal power minimization and connection of multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low -latency communications)) can be supported.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low -latency communications
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • the first communications processor 212 may not be directly coupled to the second communications processor 214 .
  • the first communication processor 212 may transmit and receive data through the second communication processor 214 and the processor 120 (eg, an application processor).
  • the first communication processor 212 and the second communication processor 214 may transmit and receive data with the processor 120 (eg, application processor) through an HS-UART interface or a PCIe interface, but the embodiment They are not limited to the type of interface.
  • the first communication processor 212 and the second communication processor 214 may exchange control information and packet data information using a shared memory with the processor 120 (eg, an application processor). .
  • the electronic device 101 may check the distance or motion of the surrounding object using a delay time (or time difference) between the incident wave and the reflected wave.
  • the first IF signal output from the IFIC 330 may be converted into an RF signal through the RFIC 340, and the RF signal may be converted to a V-pol of at least one of the antenna array 350.
  • a signal having a first polarization characteristic may be radiated through an antenna.
  • the second IF signal output from the IFIC 330 may be converted into an RF signal through the RFIC 340, and the RF signal may be converted into a second polarized wave through at least one H-pole antenna of the antenna array 350. It can be emitted as a signal having characteristics.
  • the UWB IC 360 may generate a UWB signal based on a control signal of the processor 310 .
  • the UWB signal is a signal having a center frequency and a bandwidth set for each channel based on a UWB standard (eg, IEEE 802.15.4 or IEEE 802.15.6) (eg, 3 ⁇ 10 GHz signal), but is not limited thereto.
  • the UWB signal may be generated as a signal corresponding to ⁇ Table 1> described above according to the UWB standard.
  • the UWB IC 360 may transmit the generated UWB signal through a transmit antenna of the UWB antenna 370.
  • the UWB signal wirelessly transmitted through the UWB antenna 370 may be reflected on an object or the like and then received through the receiving antenna of the UWB antenna 370 .
  • the UWB signal received through the UWB antenna 370 may be transmitted to the UWB IC 360.
  • the UWB IC 360 communicates with objects based on the UWB signal transmitted through the transmit antenna of the UWB antenna 370 and the UWB signal received through the receive antenna of the UWB antenna 370. distance or the motion of an object can be checked.
  • the electronic device 101 up-converts the UWB signal generated by the UWB IC into an RF signal (eg, a millimeter wave frequency band signal) of a relatively high frequency band through the millimeter wave module, By transmitting an RF signal of a high frequency band, the linearity of the signal can be secured, and thus the sensing accuracy can be increased.
  • the electronic device 101 transmits the UWB signal generated by the UWB IC 360 while the millimeter wave module is not being used for transmission of the wireless communication signal generated by the communication processor 320. By transmitting through the millimeter wave module, as shown in FIG. 12, it is possible to transmit and receive UWB signals using a relatively large number of antennas, thereby providing a motion detection or gesture detection function using radar technology.
  • each of the millimeter wave modules 621 and 622 may include an RFIC (eg, RFIC 340 of FIG. 5 ) and an antenna array (eg, antenna array 350 of FIG. 5 ) on the same substrate. )) can be configured to be placed.
  • RFIC eg, RFIC 340 of FIG. 5
  • antenna array eg, antenna array 350 of FIG. 5
  • the communication processor 320 transmits a wireless communication signal (eg, 3G communication signal, LTE communication signal, 5G communication signal) through the IFIC 330 and at least one millimeter wave module 621 or 622. ) can be sent and received.
  • the UWB IC 360 transmits and receives a wireless communication signal during a time interval during which the communication processor 320 does not perform wireless communication through the at least one millimeter wave module 621 or 622. During a period of time during which no transmission is performed), a UWB signal may be transmitted and received through the at least one millimeter wave module 621 or 622 .
  • the UWB IC 360 transmits a wireless communication signal during a time period during which the communication processor 320 does not perform wireless communication through the at least one millimeter wave module 621 or 622.
  • communication processor 320 so that the UWB signal output from the UWB IC 360 and transmitted to the IFIC 330 can be transmitted to at least one millimeter wave module 621, 622 ) or a control signal may be transmitted to the IFIC 330.
  • a detailed description thereof will be described later in the description of FIG. 8 or later.
  • the electronic device 101 includes an RFIC 801, a processor 310, a communication processor 320, an IFIC 330, a UWB IC 360, and a UWB antenna 370. ), at least one first switch 611 or 612, a first millimeter wave module 621, or a second millimeter wave module 622.
  • the communication processor 320 is used for the second cellular network 294 (eg, 5G network) via the RFIC 801 (eg, the second RFIC 224 of FIG. 2A or 2B).
  • adders 841 and 842 may be further included between the second switches 831 and 832 and the switching circuit 850 .
  • the control circuit 820 may generate a reference clock signal for controlling a phase lock loop (PLL) output frequency of the at least one millimeter wave module 621 or 622 .
  • the reference clock signal may be generated at a set frequency (eg, 500 to 600 MHz).
  • the control circuit 820 may include the generated reference clock signal in an IF signal through the adders 841 and 842 and transmit the generated reference clock signal to at least one millimeter wave module 621 and 622 .
  • the at least one millimeter wave module 621, 622 generates a signal corresponding to the PLL output frequency based on the reference clock signal transmitted together with the IF signal, thereby up-up the received IF signal into a desired RF frequency band signal. can be converted.
  • the control circuit 820 transmits a module control signal for setting an operating state of the at least one millimeter wave module 621 or 622 to the corresponding millimeter wave module 621, 622 through the switching circuit 850. 622).
  • the module control signal may be configured to serialize and transmit data corresponding to the setting values of ⁇ Table 2> described below, but the embodiments are not limited thereto.
  • the control circuit 820 includes the second switch 831 and the second switch 831 so that the UWB signal output from the UWB IC 360 and input through the IN1 terminal and the IN2 terminal can be transmitted to at least one of the millimeter wave modules 621 and 622. 832) can be controlled.
  • the control circuit 820 of the IFIC 330 is configured to allow at least one millimeter wave module 621 and 622 to control the UWB IC (
  • a setting value eg, 'RDY Flag set'
  • the first switch 611 is based on a set value received from the control circuit 820 of the IFIC 330. , 612), the UWB signal output from the UWB IC 360 can be input to the IFIC 330.
  • a setting value (eg, 'RDY Flag unset') indicating that the UWB signal output from 360 cannot be processed may be transmitted to the UWB IC 360 .
  • the first switch 611 is based on a set value received from the control circuit 820 of the IFIC 330. , 612), the UWB signal output from the UWB IC 360 can be transmitted to the UWB antenna 370.
  • the setting value may correspond to a register value (eg, register index), and each register value corresponds to at least one of the millimeter wave modules 621 and 622. It can correspond to a combination of set values for controlling the parts of.
  • the set values include information about a transmission mode or a reception mode, information about an activated chain among a plurality of chains included in the RFIC, a phase code for each chain, a gain of a transmission signal amplifier, and It may include at least one of related information, information related to the gain of a reception signal amplifier, and frequency setting value information.
  • the UWB IC 360 selects one of the set register values to process the UWB signal to be transmitted through the millimeter wave modules 621 and 622. ) can control each part in
  • the control circuit 820 of the IFIC 330 receives the received from the communication processor 320
  • Setting values for controlling the second switches 831 and 832 and controlling the at least one millimeter wave module 621 and 622 so that the signal transmitted to the at least one millimeter wave module 621 and 622 can be transmitted may be changed from the set value received from the UWB IC 360 to a set value corresponding to a state in which the millimeter wave modules 621 and 622 are activated.
  • FIGS. 10 and 11 are block diagrams of electronic devices according to various embodiments.
  • second switches 831 and 832 included in the IFIC 330 may be disposed outside the IFIC 330 in FIGS. 8, 9A, and 9B.
  • third switches 1001 and 1002 and fourth switches 1003 and 1004 may be included outside the IFIC 330 .
  • the third switches 1001 and 1002 may be connected to the second millimeter wave module 622, and the fourth switches 1003 and 1004 may be connected to the first millimeter wave module 621. there is.
  • the communication processor 320 determines that the at least one millimeter wave module 621 or 622 is activated, the third switch 1001 or 1002 and/or the fourth switch 1003, 1004) to control the IFIC 330 to be connected to the at least one millimeter wave module 621 or 622.
  • an antenna array 1210 includes a plurality of antenna elements, and the plurality of antenna elements include a first antenna element 1211, a second antenna element 1212, and a third antenna element 1213.
  • Each of the antenna elements may include feed points of H-pols 1211-1, 1212-1, and 1213-1 and V-pols 1211-2, 1212-2, and 1213-2.
  • the electronic device 101 includes a processor 310, a first communication processor 1311, an IFIC 1321, an RFIC 1331, a first antenna 1341, a second communication processor 13120, A switching circuit 1350 and a second antenna 1342 may be included.
  • the RFIC 1331 and the first antenna 1341 may be included in at least one antenna module (eg, millimeter wave module).
  • the processor 310 may be the processor 120 of FIG. 1 , and may also be referred to as, for example, an application processor (AP).
  • the first communication processor 1311 may be the second communication processor 214 of FIG. 2A or the integrated communication processor 260 of FIG. 2B, and may also be referred to as a communication processor (CP).
  • the IFIC 1321 may be the fourth RFIC 228 of FIG. 2A or 2B.
  • the RFIC 1331 may be the third RFIC 226 of FIG. 2A or 2B.
  • the first antenna 1341 may be the antenna 248 of FIG. 2A or 2B.
  • the first antenna 1341 may include a plurality of antenna elements.
  • the first communication processor 1311 may generate a baseband signal (baseband signal) based on a control signal from the processor 310 .
  • the baseband signal generated by the first communication processor 1311 may be delivered to the IFIC 1321.
  • the IFIC 1321 may generate a first IF signal based on the baseband signal received from the first communication processor 1311 and transfer the generated first IF signal to the RFIC 1331.
  • the RFIC 1331 Having received the first IF signal from the IFIC 1312, the RFIC 1331 converts the first IF signal into a first RF signal and transmits the converted first RF signal through the first antenna 1341.
  • the first communication processor 1311 transmits a wireless communication signal (eg, 3G communication signal, LTE communication signal, 5G communication) through the IFIC 1321, the RFIC 1331, and the first antenna 1341. signal) can be transmitted and received.
  • the second communication processor 1312 may perform communication during a time period during which the first communication processor 1311 does not perform communication through the RFIC 1331 and the first antenna 1341 (eg, wireless communication). During a time period during which no signal is transmitted/received), the second IF signal generated by the second communication processor 1312 is transmitted and received through the RFIC 1331 and the first antenna 1341 via the switching circuit 1350 can do.
  • the second RF signal may provide an improved sensing function compared to the second IF signal.
  • the electronic device 101 converts the second IF signal generated by the second communication processor 1312 into a second RF signal (eg, a millimeter wave frequency band signal) of a relatively high frequency band through the RFIC 1331. By up-converting and transmitting, the linearity of the signal is secured, and thus the accuracy of sensing can be increased.
  • the electronic device 101 operates in the second communication processor 1312 during a time when the RFIC 1331 is not used for transmission of a wireless communication signal generated by the first communication processor 1311. By transmitting the generated second IF signal through the RFIC 1331 and the first antenna 1341, a motion detection or gesture detection function using radar technology can be provided.
  • the electronic device 101 eg, communication processor Alternatively, the IFIC may control a path of a switch (eg, second switches 831 and 832) disposed inside the IFIC to be connected to the UWB IC in operation 1404.
  • the electronic device may set and transmit the RDY flag for the millimeter wave module to the UWB IC as a SET state.
  • the electronic device when the UWB IC operation is activated and sensing is to be performed using a millimeter wave module (operation 1510-yes) (eg, sensing requiring relatively high accuracy (eg, gesture sensing)), the electronic device In operation 1512, the UWB IC may select any one register index (or register address) from a register table (eg, the table illustrated in ⁇ Table 2>) in the IFIC and transmit the selected information to the IFIC. The IFIC of the electronic device may transmit a control command corresponding to the register selected from the UWB IC to the millimeter wave module in operation 1514 .
  • a register table eg, the table illustrated in ⁇ Table 2>
  • the at least one second switch may be included in the IFIC.
  • the method may, in a state in which a communication operation for a signal transmitted/received from the communication processor of the RFIC is deactivated, information for controlling the RFIC from the UWB IC to at least one of the IFIC or the communication processor. can be transmitted as one.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logical blocks, parts, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a single object or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. there is.
  • one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Transceivers (AREA)

Abstract

다양한 실시예에 따라서, 전자 장치는, 통신 프로세서; 상기 통신 프로세서와 연결되어 상기 통신 프로세서로부터 수신된 베이스밴드 신호를 IF(intermediate frequency) 신호로 변환시키는 IFIC(intermediate frequency integrated circuit); 상기 수신된 IF 신호를 제1 RF(radio frequency) 신호로 변환시키는 RFIC(radio frequency integrated circuit); 제1 주파수에 대응하는 UWB(ultra-wideband) 신호를 생성하는 UWB IC(integrated circuit); 상기 제1 주파수에 대응하는 UWB 신호를 송수신하는 적어도 하나의 UWB 안테나; 및 상기 UWB 집적 회로와 상기 UWB 안테나 사이에 연결되는 적어도 하나의 제1 스위치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 스위치는, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 UWB IC에서 생성된 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호가 상기 RFIC로 전송되도록 제어될 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치에서 UWB 신호를 전송하는 방법
본 개시는, 전자 장치 및 전자 장치에서 UWB(ultra-wideband) 신호를 전송하는 방법에 관한 것이다.
이동통신 기술의 발전으로 다양한 기능을 제공하는 휴대 단말기의 사용이 보편화됨에 따라, 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해 차세대 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 예를 들어, 5G 통신 시스템과 같은 차세대 통신 시스템은 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 보다 빠른 데이터 전송 속도를 제공할 수 있도록, 3G 통신 시스템과 LTE(long term evolution) 통신 시스템에서 사용하던 주파수 대역에 추가하여, 더 높은 주파수 대역(예를 들어, mmWave 대역)에서의 구현이 고려되고 있다. 휴대 단말기(예: 스마트폰) 내에는 다양한 기능들을 제공하는 모듈들이 탑재되고 있다.
UWB(ultra-wideband) 통신 기술(이하 'UWB' 또는 'UWB 기술')은 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 매우 짧은 펄스(예: 수 나노초)를 이용하여 신호를 전송하는 통신 기술이다. 일 예로서, IR-UWB(impulse-radio ultra-wideband, 이하 'IR-UWB')는 넓은 주파수 대역에서 매우 짧은 펄스를 송신/수신(송수신)하여 펄스가 목표물에 도달하는 시간인 TOA(time of arrive) 혹은 TOF(time of flight)를 정확히 측정할 수 있어 실내 외에서 수십 cm 오차의 정밀한 거리 및 위치 인식 기술을 제공할 수 있다. IR-UWB는 넓은 주파수 대역에 매우 낮은 스펙트럼 전력 밀도를 가지며 건물, 벽, 또는 칸막이에 대한 투과성이 우수하고 비교적 저전력으로 통신이 가능하며 다중 경로의 영향에도 강인한 특성을 갖고 있다. UWB는 향후 IoT(internet of things) 사회 또는 유비쿼터스 기술환경에서 기본이 될 수 있는 정밀한 위치 인식 및 추적이 가능한 기술로 각광을 받고 있으며 실내외 위치 추적, 실내 네비게이션(indoor navigation), 어셋 트래킹(asset tracking), 재난재해 관련 산업용 로봇, 가정 및 빌딩 자동화(예컨대, 전등 점멸, 에어컨 풍향 제어), 차량 및 가정용 스마트 키 서비스(smart key service), 무인 결재 시스템, 또는 근접 편의 시설 또는 관심 매장의 자동 알림 기능과 같은 다양한 분야에서 활용될 수 있다. UWB를 이용한 서비스 또는 기술은 전술한 예시들뿐만 아니라 다른 다양한 서비스 또는 기술들에도 적용될 수 있다.
UWB는 위치 예측을 위해 엑세스 포인트(access point)와 양방향 통신을 수행하며 주고받는 패킷(packet)에 포함된 타임 스탬프(time stamp) 정보를 디코딩할 수 있다. 다른 예로서, 엑세스 포인트가 없는 상황에서는 UWB 신호를 이용한 레이더(radar) 기술에 기반하여 주변 인식 기능이 구현될 수 있다.
UWB 신호를 이용한 레이더 기술에서 레이더 센싱 거리를 원하는 만큼 확보하기 위해서는 송신 안테나와 수신 안테나 간의 아이솔레이션(isolation)이 충분히 확보되어야 한다. 전자 장치(예컨대, 스마트폰)의 크기가 소형화되고, 내장하여야 할 부품 또는 기능이 많아짐에 따라 UWB 기술을 위한 안테나들 간의 아이솔레이션을 확보하기가 어려울 수 있다. 또한, 레이더 기술을 통한 측정에서의 정확도를 보장하기 위해서는 신호의 직진성이 확보되어야 하나, UWB 통신 주파수 대역(예컨대, 3~10GHz)의 신호는 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역(예컨대, 20~300GHz)의 신호에 비해 직진성이 떨어지므로 상대적으로 정확도가 낮을 수 있다. 또한, 전자 장치 내에 실장되는 UWB 안테나는 방향성을 고려하여 설계하기가 쉽지 않아 원하는 성능을 확보하기가 어려울 수 있다. 또한, 적은 수의 UWB 안테나로는 레이더 기술을 이용한 모션 검출 또는 제스처 검출과 같은 다양한 센싱 기능을 구현하기가 어려울 수 있다.
다양한 실시예에서는, 전자 장치 내에 포함된 밀리미터파 모듈(mmWave module)이 무선 통신을 위해 사용되지 않고 있는 시간 동안, UWB IC(UWB integrated circuit)에서 생성된 UWB 신호를 상기 밀리미터파 모듈을 통해 밀리미터파 주파수 대역 신호로 업-컨버젼(up-conversion)하여 밀리미터파 주파수 대역 신호를 전송하도록 함으로써 UWB의 성능을 높일 수 있는 전자 장치 및 전자 장치에서 UWB 신호를 전송하는 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치는, 통신 프로세서; 상기 통신 프로세서와 연결되어 상기 통신 프로세서로부터 수신된 베이스밴드 신호를 IF(intermediate frequency) 신호로 변환시키는 IFIC(intermediate frequency integrated circuit); 상기 IFIC와 연결되어 상기 IF 신호를 수신하고, 상기 수신된 IF 신호를 제1 RF(radio frequency) 신호로 변환시키는 RFIC(radio frequency integrated circuit); 제1 주파수에 대응하는 UWB(ultra-wideband) 신호를 생성하는 UWB IC(integrated circuit); 상기 UWB IC와 연결되어 상기 제1 주파수에 대응하는 UWB 신호를 송수신하는 적어도 하나의 UWB 안테나; 및 상기 UWB 집적 회로와 상기 UWB 안테나 사이에 연결되는 적어도 하나의 제1 스위치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 스위치는, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 UWB IC에서 생성된 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호가 상기 RFIC로 전송되도록 제어될 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치는, 베이스밴드 신호를 생성하는 제1 통신 프로세서; 상기 통신 프로세서와 연결되어 상기 통신 프로세서로부터 수신된 베이스밴드 신호를 제1 IF(intermediate frequency) 신호로 변환시키는 IFIC(intermediate frequency integrated circuit); 상기 IFIC와 연결되어 상기 제1 IF 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 IF 신호를 RF(radio frequency) 신호로 변환시키는 RFIC(radio frequency integrated circuit); 상기 RFIC로부터 출력된 RF 신호를 전송하는 제1 안테나; 제2 IF 신호를 생성하는 제2 통신 프로세서; 상기 제2 통신 프로세서와 연결되어 상기 제2 IF 신호를 전송하는 제2 안테나; 및 상기 제2 통신 프로세서와 상기 제2 안테나 사이에 연결되는 적어도 하나의 스위치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 스위치는, 상기 RFIC의 상기 제1 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 제2 통신 프로세서에서 생성된 상기 제2 IF 신호가 상기 RFIC로 전송되도록 제어될 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치의 동작 방법은, IFIC에서 통신 프로세서로부터 생성된 베이스밴드 신호를 수신하여 IF 신호로 변환하는 동작; RFIC에서 상기 IF 신호를 수신하여 제1 RF 신호로 변환하는 동작; 상기 제1 RF 신호를 제1 안테나를 통해 전송하는 동작; UWB(ultra-wideband) IC(integrated circuit)에서 제1 주파수에 대응하는 UWB 신호를 생성하는 동작; 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 제2 안테나를 통해 전송하는 동작; 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화 상태임을 확인하는 동작; 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화 상태임을 확인함에 상응하여, 상기 UWB 신호를 상기 RFIC로 전송하는 동작; 상기 RFIC에서 상기 UWB 신호를 제2 RF 신호로 변환하는 동작; 및 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나를 통해 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전자 장치에서 통신을 위해 포함된 밀리미터파 모듈(mmWave module)이 사용되지 않고 있는 시간 동안, UWB IC에서 생성된 UWB 신호를 상기 밀리미터파 모듈을 통해 밀리미터파 주파수 대역 신호로 업-컨버젼(up-conversion)하여 전송하도록 함으로써 송신 안테나와 수신 안테나 간의 아이솔레이션을 확보할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전자 장치에서 통신을 위해 포함된 밀리미터파 모듈이 사용되지 않고 있는 시간 동안, UWB IC에서 생성된 UWB 신호를 상기 밀리미터파 모듈을 통해 상대적으로 높은 주파수 대역인 밀리미터파 주파수 대역 신호로 업-컨버젼하여 전송하도록 함으로써 신호의 직진성이 확보됨에 따라 센싱의 정확도가 높아질 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전자 장치에서 통신을 위해 포함된 밀리미터파 모듈이 사용되지 않고 있는 시간 동안, UWB IC에서 생성된 UWB 신호를 상기 밀리미터파 모듈을 통해 밀리미터파 주파수 대역 신호로 업-컨버젼하고, 밀리미터파 모듈 내의 다수의 어레이 안테나들을 통해 UWB 신호를 전송하도록 함으로써 레이더 기술을 이용한 모션 검출 또는 제스처 검출과 같은 다양한 센싱을 구현할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 다양한 실시예들에 따른, 복수개의 셀룰러 네트워크들을 포함하는 네트워크 환경에서의 전자 장치의 블록도이다.
도 2b는 다양한 실시예들에 따른, 복수개의 셀룰러 네트워크들을 포함하는 네트워크 환경에서의 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른, UWB 기술을 지원하는 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, UWB 안테나들의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른, UWB 기술을 지원하는 전자 장치의 센싱 시나리오를 나타내는 도면이다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 9a는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 9b는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른, RFIC 및 안테나 모듈의 구조를 도시한다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다.
도 14는 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, I2C, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2a는 다양한 실시예들에 따른, 복수개의 셀룰러 네트워크들을 포함하는 네트워크 환경에서의 전자 장치(101)의 블록도(200)이다. 도 2a를 참조하면, 전자 장치(101)는 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제1 radio frequency integrated circuit(RFIC)(222), 제2 RFIC(224), 제3 RFIC(226), 제4 RFIC(228), 제1 radio frequency front end(RFFE)(232), 제2 RFFE(234), 제1 안테나 모듈(242), 제2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 제2 네트워크(199)는 제1 셀룰러 네트워크(292)와 제2 셀룰러 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 도 1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 제2 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제1 RFIC(222), 제2 RFIC(224), 제4 RFIC(228), 제1 RFFE(232), 및 제2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제4 RFIC(228)는 생략되거나, 제3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.
제1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제1 셀룰러 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제1 셀룰러 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 long term evolution(LTE) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제2 셀룰러 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 지정된 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제2 셀룰러 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일실시예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제2 셀룰러 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 다른 지정된 대역(예: 약 6GHz 이하)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 인터페이스(미도시)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 서로 연결되어, 어느 한 방향으로 또는 양 방향으로 데이터 또는 제어 신호를 제공하거나 받을 수 있다.
구현에 따라, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)와 직접 연결되지 않을 수도 있다. 이 경우, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)와, 프로세서(120)(예: application processor)를 통하여 데이터를 송수신할 수도 있다. 예를 들어, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 및 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는, 프로세서(120)(예: application processor)와 HS-UART 인터페이스 또는 PCIe 인터페이스를 통하여 데이터를 송수신할 수 있으나, 실시예들은 인터페이스의 종류에는 제한되지 않는다. 또는, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 및 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는, 프로세서(120)(예: application processor)와 공유 메모리(shared memory)를 이용하여 컨트롤 정보와 패킷 데이터 정보를 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2b에서와 같이, 통합 커뮤니케이션 프로세서(260)는, 제1 셀룰러 네트워크, 및 제2 셀룰러 네트워크와의 통신을 위한 기능을 모두 지원할 수 있다.
제1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제1 셀룰러 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제1 안테나 모듈(242))를 통해 제1 셀룰러 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Sub6 RF 신호가 안테나(예: 제2 안테나 모듈(244))를 통해 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
제3 RFIC(226)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above6 RF 신호를 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제3 RFFE(236)는 제3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.
전자 장치(101)는, 일실시예에 따르면, 제3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제4 RFIC(228)는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF 신호)로 변환한 뒤, 상기 IF 신호를 제3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제4 RFIC(228)는 IF 신호를 제2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제1 RFIC(222)와 제2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 RFFE(232)와 제2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 안테나 모듈(242) 또는 제2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.
일실시예에 따르면, 제3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제1 서브스트레이트와 별도의 제2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 제3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실(예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 안테나(248)는 빔포밍에 사용될 수 있는 복수개의 안테나 엘레멘트들을 포함하는 안테나 어레이로 형성될 수 있다. 이런 경우, 제3 RFIC(226)는, 예를 들면, 제3 RFFE(236)의 일부로서, 복수개의 안테나 엘레멘트들에 대응하는 복수개의 위상 변환기(phase shifter)(238)들을 포함할 수 있다. 송신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘레멘트를 통해 전자 장치(101)의 외부(예: 5G 네트워크의 베이스 스테이션)로 송신될 5G Above6 RF 신호의 위상을 변환할 수 있다. 수신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘레멘트를 통해 상기 외부로부터 수신된 5G Above6 RF 신호의 위상을 동일한 또는 실질적으로 동일한 위상으로 변환할 수 있다. 이것은 전자 장치(101)와 상기 외부 간의 빔포밍을 통한 송신 또는 수신을 가능하게 한다.
제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)는 제1 셀룰러 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영되거나(예: Stand-Alone (SA)), 연결되어 운영될 수 있다(예: Non-Stand Alone (NSA)). 예를 들면, 5G 네트워크에는 액세스 네트워크(예: 5G radio access network(RAN) 또는 next generation RAN(NG RAN))만 있고, 코어 네트워크(예: next generation core(NGC))는 없을 수 있다. 이런 경우, 전자 장치(101)는 5G 네트워크의 액세스 네트워크에 액세스한 후, 레거시 네트워크의 코어 네트워크(예: evolved packed core(EPC))의 제어 하에 외부 네트워크(예: 인터넷)에 액세스할 수 있다. 레거시 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: LTE 프로토콜 정보) 또는 5G 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: New Radio(NR) 프로토콜 정보)는 메모리(230)에 저장되어, 다른 부품(예: 프로세서(120), 제1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.
도 3 및 도 4는 다양한 실시예들에 따른, UWB 기술을 지원하는 전자 장치의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 프로세서(310), UWB IC(UWB integrated circuit; 360), 또는 UWB 안테나(370)를 포함할 수 있다. 예컨대, UWB 안테나(370)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 송신 안테나와 적어도 하나의 수신 안테나를 포함할 수 있다. 상기 도 3에서 UWB 안테나(370)는 4개의 안테나들을 포함하며, 하나의 송신 안테나(371)(예컨대, 제1 UWB 안테나(371)) 및 3개의 수신 안테나들(예컨대, 제2 UWB 안테나(372), 제3 UWB 안테나(373), 제4 UWB 안테나(374))을 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 송신 안테나 또는 수신 안테나가 상기 개수로 한정되는 것은 아니다. 다양한 실시예에 따라, 상기 송신 안테나(371)는 수신 안테나로 이용될 수도 있으며, 상기 3개의 수신 안테나들(372, 373, 374) 중 적어도 하나의 안테나는 송신 안테나로 이용될 수도 있다.
다양한 실시예에 따라, 프로세서(310)는 UWB 신호를 이용하여 센싱하는 기능이 필요한 어플리케이션의 동작에 따라, UWB IC(360)로 UWB 신호의 송수신을 위한 제어 신호 또는 제어 명령을 전송할 수 있다. 예컨대, 프로세서(310)는 사물과의 거리 또는 사물의 움직임, 또는 사용자의 제스처를 인식하기 위해 상기 UWB IC(360)로 제어 신호 또는 제어 명령을 전송할 수 있다. 상기 프로세서(310)와 UWB IC 간에는 버스, I2C, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface)를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호 간에 교환할 수 있으며, 그 통신 방식에는 제한이 없다.
다양한 실시예에 따라, UWB IC(360)는 상기 프로세서(310)의 제어 명령 또는 제어 신호에 기반하여, UWB 신호를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 UWB 신호는 UWB 표준(예컨대, IEEE 802.15.4 또는 IEEE 802.15.6)에 기반하여 각 채널별로 설정된 중심 주파수(center frequency) 및 대역폭(bandwidth)을 갖는 신호(예컨대, 3~10GHz 신호)일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 UWB 신호는 펄스 형태의 신호일 수 있으나, 그 형태와 주기에는 제한이 없다. 예컨대, 상기 UWB 신호는 UWB 표준에 따라 각 채널별로 하기 <표 1>에 대응하는 신호로 생성될 수 있다.
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다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 상기 생성된 UWB 신호를 UWB 안테나(370)를 통해 전송할 수 있다. 상기 UWB 안테나(370)의 송신 안테나를 통해 무선으로 전송된 UWB 신호는 물체 등에 반사된 후 UWB 안테나(370)의 수신 안테나를 통해 수신될 수 있다. UWB 안테나(370)를 통해 수신된 UWB 신호는 UWB IC(360)로 전송될 수 있다. UWB IC(360)는 상기 UWB 안테나(370)의 송신 안테나를 통해 송신된 UWB 신호와 상기 UWB 안테나(370)의 수신 안테나를 통해 수신된 UWB 신호에 기반하여 주변 사물과의 거리, 주변 사물의 움직임, 또는 사용자의 제스처를 확인할 수 있다. 예컨대, UWB IC(360)는 제1 UWB 안테나(371)를 통해 상기 생성된 UWB 신호를 전송할 수 있다. 상기 제1 UWB 안테나(371)를 통해 전송된 신호(예컨대, 입사파(incident wave))는 도 3에 도시된 바와 같이 주변 사물(예컨대, 사람의 신체 또는 머리)에 반사되어 다른 UWB 안테나들(예컨대, 제2 UWB 안테나(372), 제3 UWB 안테나(373), 제4 UWB 안테나(374))를 통해 수신될 수 있다. 전자 장치(101)(예컨대, 전자 장치(101)의 프로세서(310) 또는 UWB IC(360))는 상기 제2 UWB 안테나(372), 제3 UWB 안테나(373), 또는 제4 UWB 안테나(374)) 중 적어도 하나를 통해 수신된 신호(예컨대, 반사파(reflected wave))로부터 상기 주변 사물과의 거리 또는 움직임을 확인할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는 상기 입사파와 반사파 간의 지연 시간(delay time)(또는, 시간 차)을 이용하여 상기 주변 사물과의 거리 또는 움직임을 확인할 수 있다.
상기 UWB 신호를 이용한 레이더 기술에서 레이더 센싱 거리를 확보하기 위해서는 송신 안테나(예컨대, 제1 안테나(371))와 수신 안테나 간(예컨대, 제2 UWB 안테나(372), 제3 UWB 안테나(373), 제4 UWB 안테나(374))의 아이솔레이션(isolation)이 충분히 확보되어야 한다. 전자 장치(101)의 크기가 소형화되고, 내장하여야 할 부품 또는 기능이 많아짐에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 UWB 기술을 위한 안테나들 간의 아이솔레이션을 확보하기가 어려울 수 있다. 예컨대, 도 4를 참조하면, 제1 UWB 안테나(371)와 제3 UWB 안테나(373)가 서로 인접하여 배치되고, 제2 UWB 안테나(372)와 제3 UWB 안테나(373)가 서로 인접하여 배치됨에 따라 안테나들 간의 커플링(coupling)이 증가하여 성능이 저하될 수 있다. 또한, 레이더 기술을 통한 측정에서의 정확도를 보장하기 위해서는 신호의 직진성이 확보되어야 하나, UWB 통신 주파수 대역(예컨대, 3~10GHz)의 신호는 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역(예컨대, 20~300GHz)의 신호에 비해 직진성이 떨어지므로 상대적으로 정확도가 낮을 수 있다. 또한, 전자 장치 내에 실장되는 UWB 안테나는 도 3에 도시된 바와 같이 방향성을 고려하여 설계하기가 쉽지 않아 원하는 성능을 확보하기가 어려울 수 있다. 또한, 상대적으로 적은 수의 UWB 안테나(예컨대, 4개의 UWB 안테나)로는 레이더 기술을 이용한 모션 검출 또는 제스처 검출과 같은 다양하고 정밀한 센싱 기능을 구현하기가 어려울 수 있다.
후술하는 다양한 실시예들에서는, 전자 장치 내에 포함된 밀리미터파 모듈(mmWave module)이 무선 통신을 위해 사용되지 않고 있는 시간 동안, UWB IC(360)에서 생성된 UWB 신호를 상기 밀리미터파 모듈을 통해 밀리미터파 주파수 대역 신호로 업-컨버젼(up-conversion)하여 mmWave 주파수 대역의 신호를 전송하도록 함으로써 UWB의 성능을 높일 수 있는 다양한 실시예들을 설명한다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다. 도 5를 참조하면, 전자 장치(101)는 프로세서(310), 통신 프로세서(320), IFIC(330), RFIC(340), 안테나 어레이(350), UWB IC(360), 및 UWB 안테나(370)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, RFIC(340) 및 안테나 어레이(350)는 적어도 하나의 안테나 모듈에 포함될 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는 상기 RFIC(340)에서 수신되는 IF(intermediate frequency) 신호를 밀리미터파(mmWave)(예컨대, 20~300GHz)에 대응하는 RF 신호로 변환하도록 설정되고, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 RFIC(340) 및 안테나 어레이(350)가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(mmWave module) 내에 포함되도록 구성할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 프로세서(310)는 도 1의 프로세서(120)일 수 있으며, 예컨대, 어플리케이션 프로세서(application processor; AP)로 지칭될 수도 있다. 다양한 실시예에 따라서, 통신 프로세서(320)는 도 2a의 제2 커뮤니케이션 프로세서(214) 또는 도 2b의 통합 커뮤니케이션 프로세서(260)일 수 있으며, 커뮤니케이션 프로세서(communication processor; CP)로 지칭될 수도 있다. 다양한 실시예에 따라서, IFIC(330)는 도 2a 또는 도 2b의 제4 RFIC(228)일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, RFIC(340)는 도 2a 또는 도 2b의 제3 RFIC(226)일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 안테나 어레이(350)는 도 2a 또는 도 2b의 안테나(248)일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 안테나 어레이(350)는 복수의 안테나 엘레먼트들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 통신 프로세서(320)는 프로세서(310)로부터의 제어 신호에 기초하여, 베이스밴드(baseband) 신호(기저대역 신호)를 생성할 수 있다. 통신 프로세서(320)에서 생성된 베이스밴드 신호는 IFIC(330)에 전달될 수 있다. IFIC(330)는 통신 프로세서(320)로부터 수신된 베이스밴드 신호에 기초하여 중간 주파수 대역(intermediate frequency, IF)의 신호(IF 신호)를 생성하고, 상기 생성된 IF 신호를 RFIC(340)에 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, IFIC(330)로부터 RFIC(340)에 전달되는 IF 신호는 제1 편파 특성 신호를 방사하는 적어도 하나의 안테나(예: V-pol 안테나)에 대응되는 제1 IF 신호 및 제2 편파 특성 신호를 방사하는 적어도 하나의 안테나(예: H-pol 안테나)에 대응되는 제2 IF 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, IFIC(330)와 RFIC(340) 사이에는 제1 IF 신호가 전달되기 위한 인터페이스(예를 들어, 포트) 및 제2 IF 신호가 전달되기 위한 인터페이스(예를 들어, 포트)가 별개로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, IFIC(330)로부터 출력되는 제1 IF 신호는 상기 RFIC(340)를 통해 RF 신호로 변환될 수 있으며, 상기 RF 신호는 상기 안테나 어레이(350) 중 적어도 하나의 V-pol 안테나를 통해 제1 편파 특성을 갖는 신호로 방사될 수 있다. IFIC(330)로부터 출력되는 제2 IF 신호는 상기 RFIC(340)를 통해 RF 신호로 변환될 수 있으며, 상기 RF 신호는 상기 안테나 어레이(350) 중 적어도 하나의 H-pol 안테나를 통해 제2 편파 특성을 갖는 신호로 방사될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제1 편파 특성을 갖는 것은 지면과 수직인 방향으로 편파(polarized)된 전기장을 갖는 것을 의미할 수 있으며, 제2 편파 특성을 갖는 것은 지면과 수평인 방향으로 편파(polarized)된 전기장을 갖는 것을 의미할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다양한 실시예에 따라, 전술한 바와 같이 상기 RFIC(340)(예: 도 2a의 제3 RFIC(226)) 및 안테나 어레이(350)(예: 도 2a의 안테나(248))는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 하나의 모듈(예컨대, 밀리미터파 모듈(예: 도 2a의 제3 안테나 모듈(246)))로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, UWB IC(360)는 프로세서(310)의 제어 신호에 기반하여 UWB 신호를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 UWB 신호는 UWB 표준(예컨대, IEEE 802.15.4 또는 IEEE 802.15.6)에 기반하여 각 채널별로 설정된 중심 주파수(center frequency) 및 대역폭(bandwidth)를 갖는 신호(예컨대, 3~10GHz 신호)에 대응할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 UWB 신호는 UWB 표준에 따라 전술한 <표 1>에 대응하는 신호로 생성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 상기 생성된 UWB 신호를 UWB 안테나(370)의 송신 안테나를 통해 전송할 수 있다. 상기 UWB 안테나(370)를 통해 무선으로 전송된 UWB 신호는 물체 등에 반사된 후 UWB 안테나(370)의 수신 안테나를 통해 수신될 수 있다. UWB 안테나(370)를 통해 수신된 UWB 신호는 UWB IC(360)로 전송될 수 있다. UWB IC(360)는 상기 도 3에서 전술한 바와 같이 상기 UWB 안테나(370)의 송신 안테나를 통해 송신된 UWB 신호와 상기 UWB 안테나(370)의 수신 안테나를 통해 수신된 UWB 신호에 기반하여 사물과의 거리 또는 사물의 움직임을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 통신 프로세서(320)는 상기 IFIC(330), RFIC(340), 안테나 어레이(350)를 통해 무선 통신 신호(예컨대, 3G 통신 신호, LTE 통신 신호, 5G 통신 신호)를 송수신할 수 있다. 후술하는 설명에서는, 상기 통신 프로세서(320)에서 생성하여 상기 IFIC(330), RFIC(340), 및 안테나 어레이(350)를 통해 전송되는 신호를 UWB 신호와 구별하기 위해 편의상 '무선 통신 신호'로 지칭하기로 한다. 다양한 실시예에 따라, UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 RFIC(340) 및 안테나 어레이(350)를 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안), UWB 신호를 상기 RFIC(340) 및 상기 안테나 어레이(350)를 통해 송수신할 수 있다. 예컨대, UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 RFIC(340) 및 안테나 어레이(350)를 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 내에서, UWB 신호를 상기 IFIC(330)를 통해 RFIC(340)로 전송하거나, 상기 RFIC(340)로 직접 전송할 수 있다. 상기 RFIC(340)는 상기 UWB IC(360)로부터 IF 주파수 대역의 UWB 신호를 수신하고, 수신된 UWB 신호를 RF 신호로 변환시킬 수 있다. 예컨대, 상기 UWB 신호는 3~10GHz 대역의 IF 신호일 수 있으며, 상기 RFIC(340)는 상기 UWB IC(360)로부터 수신된 IF 대역의 UWB 신호를 RF 신호로 변환시킬 수 있다. 후술하는 셜명에서는 상기 RFIC(340)가 상기 IF 신호를 더 높은 주파수 대역인 RF 신호로 변환하는 것을 편의상 업-컨버전(up-conversion)으로 지칭하기로 한다. 다양한 실시예에 따라, 상기 통신 프로세서(320)에서 생성되어, IFIC(330)를 통해 변환된 IF 신호는 상기 UWB IC(360)에서 생성된 IF 신호와 적어도 하나의 동일한 주파수 대역을 포함할 수도 있고, 상이한 주파수 대역일 수도 있다. 예컨대, 상기 통신 프로세서(320)로부터 수신된 베이스밴드 신호로부터 IFIC(330)를 통해 변환된 IF 신호는 6~11GHz일 수 있으며, 상기 UWB IC(360)에서 생성된 IF 신호는 3~10GHz일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 IFIC(330)를 통해 변환된 6~11GHz의 IF 신호는 RFIC(340)에서 제1 RF 신호(예컨대, 28GHz의 RF 신호)로 업-컨버전될 수 있으며, 상기 UWB IC(360)에서 생성된 3~10GHz의 IF 신호는 상기 RFIC(340)에서 제2 RF 신호(예컨대, 24GHz의 RF 신호)로 업-컨버전될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 RF 신호의 주파수 대역은 상기 제2 RF 신호의 주파수 대역과 적어도 일부 동일할 수도 있으며, 상이할 수도 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 IF 신호 또는 RF 신호(제1 RF 신호 또는 제2 RF 신호)의 주파수 대역은 이해를 위해 예시적으로 설명한 것일 뿐 후술하는 다양한 실시예들이 상기 주파수 대역으로 한정되는 것은 아니다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 RFIC(340) 및 안테나 어레이(350)를 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 내에서, UWB 신호를 상기 RFIC(340) 및 안테나 어레이(350)를 통해 전송함으로써, UWB의 성능을 높일 수 있다. 예컨대, 상기 안테나 어레이(350)는 밀리미터파 모듈 내에 구성될 수 있으며, 상기 밀리미터파 모듈은 도 6에 도시되 바와 같이 복수 개의 밀리미터파 모듈들이 전자 장치(101)에서 서로 이격하여 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 밀리미터파 모듈들이 서로 이격하여 배치되고, UWB IC(360)는 상기 밀리미터파 모듈을 통해 UWB 신호를 송수신함에 따라 안테나들 간의 아이솔레이션을 확보할 수 있게 되어, UWB의 성능을 개선 시킬 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 UWB IC에서 생성된 UWB 신호를 상기 밀리미터파 모듈을 통해 상대적으로 높은 주파수 대역인 RF 신호(예컨대, 밀리미터파 주파수 대역 신호)로 업-컨버젼하여 상대적으로 높은 주파수 대역인 RF 신호를 전송하도록 함으로써 신호의 직진성이 확보됨에 따라 센싱의 정확도가 높아질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 밀리미터파 모듈이 통신 프로세서(320)에서 생성된 무선 통신 신호의 전송을 위해 사용되지 않고 있는 시간 동안, UWB IC(360)에서 생성된 UWB 신호를 상기 밀리미터파 모듈을 통해 전송하도록 함으로써 도 12에 도시된 바와 같이 상대적으로 많은 수의 안테나들을 이용하여 UWB 신호를 송수신할 수 있게 되어 레이더 기술을 이용한 모션 검출 또는 제스처 검출 기능을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 UWB 신호를 RFIC(340)로 직접 전송하거나, IFIC(330)를 통해 RFIC(340)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)에서 생성된 UWB 신호를 RFIC(340)에서 처리할 수 있도록 하기 위해, UWB IC(360)는 통신 프로세서(320) 또는 IFCI(330)와 제어 정보를 송수신할 수 있으며, 이에 대한 상세한 실시예들은 도 6 이하의 설명에서 후술하기로 한다. 상기 UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320) 및/또는 IFIC(330)와 다양한 통신 방식(예: 버스, I2C, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호 간에 교환할 수 있다. 후술하는 설명에서는, 상기 UWB IC(360)가 상기 통신 프로세서(320) 및/또는 IFIC(330)와 GPIO를 통해 데이터를 송수신하는 것으로 설명하고 있으나, 상기 통신 인터페이스로 한정되는 것은 아니다.
도 6 및 도 7은 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다. 도 6을 참조하면, 전자 장치(101)는 프로세서(310), 통신 프로세서(320), IFIC(330), UWB IC(360), UWB 안테나(370), 적어도 하나의 제1 스위치(611, 612), 제1 밀리미터파 모듈(621), 또는 제2 밀리미터파 모듈(622)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 전술한 바와 같이 상기 제1 밀리미터파 모듈(621) 또는 상기 제2 밀리미터파 모듈(622)은 각각 도 5의 RFIC(340) 및 안테나 어레이(350)를 포함할 수 있다. 상기 도 6에서는 전자 장치(101)가 두 개의 밀리미터파 모듈들(621, 622)을 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 3개 이상의 밀리미터파 모듈들을 포함할 수도 있다. 상기 전자 장치(101)에 배치되는 복수의 밀리미터파 모듈들은 서로 아이솔레이션되고, 각기 다른 방향으로 빔을 형성할 수 있도록 일정 거리 이상 이격시키거나 서로 다른 방향을 향하도록 배치할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 밀리미터파 모듈들(621, 622)은 도 12에 도시된 바와 같이 각각 RFIC(예컨대, 도 5의 RFIC(340))를 포함하여, IF(intermediate frequency) 신호를 밀리미터파(mmWave)(예컨대, 20~300GHz)에 대응하는 RF 신호로 변환할 수 있다. 상기 RF 신호로 변환된 IF 신호는 복수의 안테나 엘레먼트들(예컨대, 안테나 어레이(350))을 통해 무선으로 전송될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 통신 프로세서(320)는 프로세서(310)로부터의 제어 신호에 기초하여, 베이스밴드(baseband) 신호(기저대역 신호)를 생성할 수 있다. 통신 프로세서(320)에서 생성된 베이스밴드 신호는 IFIC(330)에 전달될 수 있다. IFIC(330)는 통신 프로세서(320)로부터 수신된 베이스밴드 신호에 기초하여 중간 주파수 대역(intermediate frequency, IF)의 신호(IF 신호)를 생성하고, 상기 생성된 IF 신호를 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)에 전달할 수 있다. 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)은 IFIC(330)로부터 수신된 IF 신호를 제1 RF 신호(예컨대, 28GHz 주파수 대역의 신호)로 변환시킨 후 어레이 안테나를 통해 무선으로 전송시킬 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전술한 바와 같이 상기 각 밀리미터파 모듈(621, 622)은 동일한 서브스트레이트에 RFIC(예: 도 5의 RFIC(340)) 및 안테나 어레이(예: 도 5의 안테나 어레이(350))가 배치되도록 구성할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, UWB IC(360)는 프로세서(310)의 제어 신호에 기반하여 UWB 신호를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 UWB 신호는 UWB 표준(예컨대, IEEE 802.15.4 또는 IEEE 802.15.6)에 기반하여 각 채널 별로 설정된 중심 주파수(center frequency) 및 대역폭(bandwidth)을 갖는 신호(예컨대, 3~10GHz 신호)에 대응할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 UWB 신호는 UWB 표준에 따라 전술한 <표 1>에 대응하는 신호로 생성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 상기 생성된 UWB 신호를 UWB 안테나(370)의 송신 안테나를 통해 전송할 수 있다. 상기 UWB 안테나(370)의 송신 안테나(예컨대, 제1 UWB 안테나(371))를 통해 무선으로 전송된 UWB 신호는 물체 등에 반사된 후 UWB 안테나(370)의 수신 안테나(예컨대, 제2 UWB 안테나(372), 제3 UWB 안테나(373), 또는 제4 UWB 안테나(374))를 통해 수신될 수 있다. UWB 안테나(370)를 통해 수신된 UWB 신호는 UWB IC(360)로 전송될 수 있다. UWB IC(360)는 상기 도 3에서 전술한 바와 같이 상기 UWB 안테나(370)의 송신 안테나를 통해 송신된 UWB 신호와 상기 UWB 안테나(370)의 수신 안테나를 통해 수신된 UWB 신호에 기반하여 사물과의 거리 또는 사물의 움직임을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 통신 프로세서(320)는 상기 IFIC(330), 및 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신 신호(예컨대, 3G 통신 신호, LTE 통신 신호, 5G 통신 신호)를 송수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안), UWB 신호를 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 송수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안), 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622) 또는 상기 UWB 안테나(370) 중 어느 하나를 선택하여 UWB 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 상기 UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안), 상대적으로 높은 정확도가 요구되는 센싱(예컨대, 제스처 센싱)이 필요한 경우에는 UWB 신호를 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 송수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 UWB IC(360)는 상대적으로 낮은 정확도가 요구되는 센싱(예컨대, 거리 센싱)이 필요한 경우에는, 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안)이더라도 상기 UWB 신호를 상기 UWB 안테나(370)를 통해 송수신하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)가 UWB 안테나(370)를 통해 UWB 신호를 전송하고자 할 경우, 상기 제1 스위치(예컨대, 제1-1 스위치(611), 및 제1-2 스위치(612))는 상기 UWB IC(360)의 UWB 신호 출력 단자가 UWB 안테나(370)의 각 안테나(예컨대, 제1 UWB 안테나(371), 제2 UWB 안테나(372), 제3 UWB 안테나(373), 제4 UWB 안테나(374))와 연결되도록 제어될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 UWB 신호를 전송하고자 할 경우, 상기 제1 스위치(예컨대, 제1-1 스위치(611), 및 제1-2 스위치(612))는 상기 UWB IC(360)의 UWB 신호 출력 단자가 IFIC(330) 또는 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 연결되도록 제어될 수 있다. 예컨대, 상기 UWB IC(360)의 UWB 신호 출력 단자로부터 출력된 IF 주파수 대역의 UWB 신호는 상기 제1 스위치(611, 612)를 통해 IFIC(330)로 전송될 수 있다. 상기 IFIC(330)는 상기 제1 스위치(611, 612)를 통해 수신된 UWB 신호를 제1 밀리미터파 모듈(621) 및/또는 제2 밀리미터파 모듈(622)로 전송할 수 있다. 상기 제1 밀리미터파 모듈(621) 및/또는 제2 밀리미터파 모듈(622)은 상기 IFIC(330)로부터 IF 주파수 대역의 UWB 신호를 수신하고, RFIC(예: 도 5의 RFIC(340))를 통해 제2 RF 신호(예컨대, 24GHz 주파수 대역 신호)로 변환시킨 후 안테나 어레이(예: 도 5의 안테나 어레이(350))를 통해 무선으로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 밀리미터파 모듈(621)의 어레이 안테나를 통해 UWB 신호를 전송하고, 상기 제2 밀리미터파 모듈(622)의 어레이 안테나를 통해 UWB 신호를 수신하는 것으로 가정할 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 밀리미터파 모듈(621)로부터 전송된 RF 대역의 UWB 신호가 사물(예컨대, 사람의 몸 또는 머리)에서 반사되고, 상기 반사된 UWB 신호는 제2 밀리미터파 모듈(622)을 통해 수신될 수 있다. 상기 제2 밀리미터파 모듈(622)의 어레이 안테나를 통해 수신된 신호는 RFIC(예: 도 5의 RFIC(340))를 통해 IF 주파수 대역의 신호로 변환될 수 있다. 상기 제2 밀리미터파 모듈(622)은 상기 IF 주파수 대역의 신호로 변환된 수신 신호를 상기 제1 스위치(611, 612)를 통해 UWB IC(360)로 전송할 수 있다. 상기 UWB IC(360)는 상기 UWB IC(360)로부터 상기 제1 밀리미터파 모듈(621)을 통해 전송한 UWB 신호와 상기 제2 밀리미터파 모듈(622)을 통해 수신한 UWB 신호에 기반하여, 사물과의 거리, 사물의 움직임, 또는 사용자 제스처를 판단할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, UWB IC(360)는 UWB 신호를 이용하여 보다 정밀한 센싱을 하고자 할 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 밀리미터파 모듈(621, 622) 내의 어레이 안테나에 대한 각 위상(phase)을 조정함으로써 송신 빔의 방향 및 형태를 설정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320) 또는 IFIC(330)를 통해 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하는지 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다. 상기 UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안), 상기 UWB IC(360)로부터 출력되는 UWB 신호가 상기 IFIC(330) 또는 상기 UWB 안테나(370)로 전송될 수 있도록 상기 제1 스위치(611, 612)를 제어할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안), 상기 UWB IC(360)로부터 출력되어 상기 IFIC(330)로 전송된 UWB 신호가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송될 수 있도록, 상기 통신 프로세서(320) 또는 상기 IFIC(330)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 8 이하의 설명에서 후술하기로 한다.
상기 도 6 및 도 7에서는 상기 UWB IC(360)에서 출력된 UWB 신호가 제1 스위치(611, 612)를 통해 IFIC(330)를 거쳐 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송되는 것으로 도시하고 있으나, 다양한 실시예에 따라, 후술할 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 UWB 신호가 상기 IFIC(330)를 거치지 않고 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송되도록 할 수도 있다. 상기 도 6 및 도 7에서는 상기 UWB IC(360)에서 전송된 UWB 신호를 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 전송되도록 제어하기 위해, 상기 UWB IC(360)가 IFIC(330)와 제어 신호를 송수신하는 것으로 도시하고 있으나, 다양한 실시예에 따라, 후술할 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 UWB IC(360)는 통신 프로세서(320)와 제어 신호를 송수신하도록 할 수도 있다.
도 8, 도 9a, 및 도 9b는 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다. 도 8, 도 9a, 및 도 9b를 참조하면, 전자 장치(101)는 RFIC(801), 프로세서(310), 통신 프로세서(320), IFIC(330), UWB IC(360), UWB 안테나(370), 적어도 하나의 제1 스위치(611, 612), 제1 밀리미터파 모듈(621), 또는 제2 밀리미터파 모듈(622)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 통신 프로세서(320)는 RFIC(801)(예컨대, 도 2a 또는 도 2b의 제2 RFIC(224))를 통해 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)를 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 통신 프로세서(320)는 IFIC(330) 및 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(예: 제1 밀리미터파 모듈(621), 또는 제2 밀리미터파 모듈(622))을 통해 제2 셀룰러 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)를 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 전술한 바와 같이 상기 제1 밀리미터파 모듈(621) 또는 상기 제2 밀리미터파 모듈(622)은 각각 도 5의 RFIC(340) 및 안테나 어레이(350)를 포함할 수 있다. 상기 도 8에서는 전자 장치(101)가 두 개의 밀리미터파 모듈들(621, 622)을 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 3개 이상의 밀리미터파 모듈들을 포함할 수도 있다. 상기 전자 장치(101)에 배치되는 복수의 밀리미터파 모듈들은 서로 아이솔레이션되고, 각기 다른 방향으로 빔을 형성할 수 있도록 일정 거리 이상 이격시키거나 서로 다른 방향을 향하도록 배치할 수 있다. 상기 도 8의 각 구성에서 전술한 도 6과 동일한 구성은 전술한 도 6에서의 기능과 적어도 동일 또는 유사한 기능을 수행할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다양한 실시예에 따라, IFIC(330)는 변환 회로(810), 제어 회로(820), 제2 스위치(예컨대, 제2-1 스위치(831), 제2-2 스위치(832)), 가산기(841, 842)(예를 들어, 회로들이 추가된), 및 스위칭 회로(850)를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(830)는 통신 프로세서(320)로부터 수신된 베이스밴드 신호를 IF 주파수 대역 신호로 변환시키는 주파수 변환 회로를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(830)는 ADC(analog to digital converter), 또는 DAC(digital to analog converter)를 더 포함할 수 있다. 제어 회로(820)는 통신 프로세서(320)로부터 제어 신호를 수신하여 IFIC(330) 및/또는 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제어 회로(820)는 통신 프로세서(320)로부터 수신된 신호와 UWB IC(360)로부터 수신된 신호가 선택적으로 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송되도록 하기 위해 상기 제2 스위치(831, 832)를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안), 상기 UWB IC(360)로부터 출력되는 UWB 신호가 상기 제1 스위치(611, 612)를 통해 상기 IFIC(330)로 전송되면, 상기 제어 회로(820)는 상기 제1 스위치(611, 612)를 통해 수신된 UWB 신호가 스위칭 회로(850)를 통해 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송될 수 있도록 상기 제2 스위치(831, 832)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하는 시간 구간 동안)에는, 상기 통신 프로세서(320)로부터 출력되는 베이스밴드 신호를 IFIC(330)에서 수신하고, 상기 IFIC(330)의 변환 회로(810)를 통해 상기 수신된 베이스밴드 신호를 IF 신호로 변환시킬 수 있다. 상기 제어 회로(820)는 상기 변환 회로(810)를 통해 변환된 IF 신호가 상기 스위칭 회로(850)를 통해 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송될 수 있도록 상기 제2 스위치(831, 832)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제2 스위치(831, 832)와 상기 스위칭 회로(850) 사이에는 가산기(841, 842)가 더 포함될 수 있다. 예컨대, 제어 회로(820)는 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)의 PLL(phase lock loop) 출력 주파수를 제어하기 위한 참조 클록 신호(reference clock signal)를 생성할 수 있다. 상기 참조 클록 신호는 설정된 주파수(예컨대, 500~600MHz)로 생성될 수 있다. 제어 회로(820)는 상기 생성된 참조 클록 신호를 상기 가산기(841, 842)를 통해 IF 신호에 포함하여 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송할 수 있다. 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)은 상기 IF 신호와 함께 전송된 상기 참조 클록 신호에 기반하여 PLL 출력 주파수에 해당하는 신호를 생성함으로써 수신된 IF 신호를 원하는 RF 주파수 대역 신호로 업-컨버젼시킬 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제어 회로(820)는 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)의 동작 상태를 설정하기 위한 모듈 제어 신호를 상기 스위칭 회로(850)를 통해 해당 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 모듈 제어 신호는 후술하는 <표 2>의 설정값에 대응하는 데이터를 직렬화(serialize)화여 전송하도록 구성할 수 있으며, 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 스위치(611, 612) 또는 상기 제2 스위치(831, 832)는 상기 통신 프로세서(320)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하는지 여부에 따라 제어될 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)가 부팅되어 통신 프로세서(320)가 활성화되면, 통신 프로세서(320)는 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하는지 여부를 확인할 수 있다. 상기 통신 프로세서(320)가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 무선 통신을 수행하는 상태를 설명의 편의상 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화된 상태로 참조될 수 있다.
예컨대, 상기 통신 프로세서(320)는 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)에 대한 활성화 여부를 확인한 후, 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화되지 않는 상태로 확인되면, 제어 회로(820)는 상기 UWB IC(360)에서 출력되어 IN1 단자 및 IN2 단자를 통해 입력되는 UWB 신호가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송될 수 있도록 상기 제2 스위치(831, 832)를 제어할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)는 UWB IC(360)와 연결된 통신 인터페이스(예컨대, GPIO)를 통해 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 상기 UWB IC(360)로부터 출력되는 UWB 신호를 처리할 수 있음을 나타내기 위한 설정값(예컨대, 'RDY Flag set')을 UWB IC(360)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 UWB 신호를 출력함으로써 센싱 동작을 수행하고자 할 경우, 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)로부터 수신된 설정값에 기반하여 제1 스위치(611, 612)를 제어함으로써, 상기 UWB IC(360)에서 출력되는 UWB 신호가 IFIC(330)로 입력되도록 할 수 있다.
다른 예로서, 상기 통신 프로세서(320)는 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)에 대한 활성화 여부를 확인한 후, 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화된 상태로 확인되면, 제어 회로(820)는 상기 통신 프로세서(320)로부터 수신된 신호가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송될 수 있도록 상기 제2 스위치(831, 832)를 제어할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)는 UWB IC(360)와 연결된 통신 인터페이스(예컨대, GPIO))를 통해 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 상기 UWB IC(360)로부터 출력되는 UWB 신호를 처리할 수 없음을 나타내기 위한 설정값(예컨대, 'RDY Flag unset')을 UWB IC(360)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 UWB 신호를 출력함으로써 센싱 동작을 수행하고자 할 경우, 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)로부터 수신된 설정값에 기반하여 제1 스위치(611, 612)를 제어함으로써, 상기 UWB IC(360)에서 출력되는 UWB 신호가 UWB 안테나(370)로 전송되도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 UWB 신호를 출력함으로써 센싱 동작을 수행하고자 할 때, 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화되지 않아 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 UWB 신호를 처리할 수 있는 상태라 하더라도, 설정된 조건에 따라 UWB 신호가 UWB 안테나(370)를 통해 전송되도록 제어할 수 있다. 예컨대, 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)의 활성화 상태가 자주 변경되거나, 상대적으로 높은 정밀도를 요하지 않는 센싱(예컨대, 거리 센싱)의 경우, 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 UWB 신호를 처리할 수 있는 상태라 하더라도, 상기 UWB IC(360)로부터 출력된 UWB 신호가 UWB 안테나(370)를 통해 전송되도록 상기 제1 스위치(611, 612)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 상기 UWB IC(360)로부터 출력된 UWB 신호를 상기 IFIC(330) 및 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 전송하고자 하는 경우, 통신 프로세서(320)의 동작을 최소화시킴으로써 전력 소모를 줄일 수 있다. 예컨대, 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화되지 않은 상태이면, 상기 통신 프로세서(320)는 메모리(예컨대, NV(non-volatile) 메모리)에 저장된 설정값(예컨대, 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값)을 IFIC(330)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 설정값은 하기 <표 2>와 같이 구성될 수 있다. 하기 <표 2>의 설정값은 예시적으로 제공되고 다양한 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
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상기 <표 2>를 참조하면, 상기 설정값은 레지스터(register)의 값(예컨대, 레지스터의 인덱스)으로 대응될 수 있으며, 각 레지스터 값은 각 밀리미터파 모듈(621, 622)에 포함된 적어도 하나의 부품을 제어하기 위한 설정값의 조합에 대응할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 설정값은 송신 모드 또는 수신 모드에 관한 정보, RFIC 내에 포함된 복수의 체인들 중 활성화된 체인에 관한 정보, 각 체인 별 위상 코드, 송신 신호 증폭기의 게인(gain)과 관련된 정보, 수신 신호 증폭기의 게인과 관련된 정보, 또는 주파수 설정값 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, UWB IC(360)는 상기 설정된 레지스터 값들 중 어느 하나를 선택함으로써 전송하고자 하는 UWB 신호를 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 처리할 수 있도록 상기 밀리미터파 모듈(621, 622) 내의 각 부품들을 제어할 수 있다.
예컨대, 상기 레지스터 값이 1(Reg 1)인 경우, 해당 밀리미터파 모듈(621, 622)은 송신 모드(TX 모드)로 동작하도록 설정될 수 있으며, 1번 체인이 활성화되고, 상기 1번 체인의 위상 코드 값은 0으로 설정될 수 있으며, 송신 신호 증폭기의 게인 인덱스는 15로 설정되고, 수신 신호 증폭기의 게인 인덱스는 10으로 설정될 수 있다. PLL 주파수 설정값은 밀리미터파 모듈을 통해 UWB 신호(예컨대, UWB 9번 채널 신호)가 24.125GHz의 RF 신호로 변환될 수 있도록 24.125GHz-8.9856(UWB 9CH center freq.)로 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 레지스터 값이 2(Reg 2)인 경우, 해당 밀리미터파 모듈(621, 622)은 수신 모드(RX 모드)로 동작하도록 설정될 수 있으며, 1, 2, 3, 4번 체인이 활성화되고, 상기 각 체인의 위상 코드 값은 0, 2, 4, 6으로 설정될 수 있으며, 송신 신호 증폭기의 게인 인덱스 및 수신 신호 증폭기의 게인 인덱스는 0으로 설정될 수 있다. PLL 주파수 설정값은 밀리미터파 모듈을 통해 UWB 신호(예컨대, UWB 5번 채널 신호)가 24.125GHz의 RF 신호로 변환될 수 있도록 24.125GHz-6.9888(UWB 5CH center freq.)로 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 레지스터 값이 N(Reg N)인 경우, 해당 밀리미터파 모듈(621, 622)은 수신 모드(RX 모드)로 동작하도록 설정될 수 있으며, 1번 및 2번 체인이 활성화되고, 상기 각 체인의 위상 코드 값은 0 및 8로 설정될 수 있으며, 송신 신호 증폭기의 게인 인덱스는 10으로 설정되고, 수신 신호 증폭기의 게인 인덱스는 2로 설정될 수 있다. PLL 주파수 설정값은 밀리미터파 모듈을 통해 UWB 신호(예컨대, UWB 9번 채널 신호)가 24.125GHz의 RF 신호로 변환될 수 있도록 24.125GHz-8.9856(UWB 9CH center freq.)로 설정될 수 있다.
전술한 <표 2>에서 각 레지스터 값에 해당하는 설정값들은 예시적인 것이며, 적어도 하나의 다른 설정값이 추가되거나, 상기 예시된 설정값들 중 적어도 하나의 설정값이 제외될 수도 있다. 상기 레지스터 값에 해당하는 설정값들 중 UWB 신호가 전송되더라도 변경이 필요 없는 설정값의 경우 제외될 수도 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 통신 프로세서(320)는 상기 레지스터의 설정값을 IFIC(330)로 전송한 후, 정해진 스케줄에 따라 슬립 상태로 동작하거나, 상기 밀리미터파 모듈(621, 622)과 관련이 없는 통신 신호 처리 동작(예컨대, Sub6/LTE/3G/2G 통신 동작)을 수행하며, UWB IC(360)와 관련된 처리에는 관여하지 않도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, UWB IC(360)는 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 상기 UWB IC(360)로부터 출력되는 UWB 신호를 처리할 수 있음을 나타내기 위한 설정값(예컨대, 'RDY Flag set')을 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)로부터 수신하고, IFIC(330)로 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값을 전송할 수 있다. 상기 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값은 전술한 <표 2>의 레지스터의 값(예컨대, 레지스터의 인덱스 또는 레지스터의 주소(address) 정보)을 포함할 수 있다. 상기 IFIC(330)는 상기 UWB IC(360)로부터 수신된 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값에 기반하여, 해당 밀리미터파 모듈(621, 622)로 제어 신호를 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 동작 중, 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화된 상태로 확인되면, 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)는 상기 통신 프로세서(320)로부터 수신된 신호가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송될 수 있도록 상기 제2 스위치(831, 832)를 제어하고, 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값을 상기 UWB IC(360)로부터 수신된 설정값에서 상기 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화된 상태에 대응하는 설정값으로 변경할 수 있다. 예컨대, 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)는 상기 통신 프로세서(320)로부터 수신된 신호가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송될 수 있도록, 상기 UWB IC(360)로부터 수신된 설정값을 무시하고, 상기 통신 프로세서(320)로부터 전달되는 설정값(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하기 위해 설정된 값)으로 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 8과의 비교 예로서 도 9a 및 도 9b를 참조하면, UWB IC(360)는 IFIC(330) 대신 통신 프로세서(320)와 제어 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 상기 통신 프로세서(320)는 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)에 대한 활성화 여부를 확인한 후, 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화되지 않는 상태로 확인되면, UWB IC(360)와 연결된 통신 인터페이스(예컨대, GPIO)를 통해 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 상기 UWB IC(360)로부터 출력되는 UWB 신호를 처리할 수 있음을 나타내기 위한 설정값(예컨대, 'RDY Flag set')을 UWB IC(360)로 전송할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 UWB IC(360)는 UWB 신호를 출력함으로써 센싱 동작을 수행하고자 할 경우(예컨대, UWB 안테나(370) 대신 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 이용하여 센싱 동작을 수행하고자 할 경우), 상기 통신 프로세서(320)로부터 수신된 설정값에 기반하여 제1 스위치(611, 612)를 제어함으로써, 상기 UWB IC(360)에서 출력되는 UWB 신호가 IFIC(330)로 입력되도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, UWB IC(360)는 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 상기 UWB IC(360)로부터 출력되는 UWB 신호를 처리할 수 있음을 나타내기 위한 설정값(예컨대, 'RDY Flag set')을 상기 통신 프로세서(320)로부터 수신하고, 상기 통신 프로세서(320)로 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값을 전송할 수 있다. 상기 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값은 전술한 <표 2>의 레지스터의 값(예컨대, 레지스터의 인덱스 또는 레지스터의 주소(address) 정보)을 포함할 수 있다. 상기 통신 프로세서(320)는 상기 UWB IC(360)로부터 수신된 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값을 도 9a에 도시된 바와 같이 IFIC(330)의 제어 회로(820)로 전송하고, 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)는 상기 설정값에 기반하여, 해당 밀리미터파 모듈(621, 622)로 모듈 제어 신호를 전송할 수 있다. 다른 예로서, 상기 통신 프로세서(320)는 상기 UWB IC(360)로부터 수신된 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값에 대응하는 모듈 제어 신호를 도 9b에 도시된 바와 같이 해당 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송할 수 있다
다양한 실시예에 따라, 상기 동작 중, 통신 프로세서(320)는 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화된 상태로 확인되면, 상기 UWB IC(360)로부터 수신된 설정값에서 상기 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화된 상태에 대응하는 설정값으로 변경할 수 있다. 예컨대, 상기 통신 프로세서(320) 는 상기 통신 프로세서(320)에서 생성된 무선 통신 신호가 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 통해 전송될 수 있도록, 상기 UWB IC(360)로부터 수신된 설정값을 무시하고, 상기 무선 통신 신호를 송수신하기 위해 설정된 값으로 변경할 수 있다.
도 10 및 도 11은 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 도 8, 도 9a, 및 도 9b에서 IFIC(330) 내에 포함된 제2 스위치(831, 832)를 IFIC(330)의 외부에 배치할 수 있다. 예컨대, 도 10 및 도 11을 참조하면, IFIC(330)의 외부에 제3 스위치(1001, 1002) 및 제4 스위치(1003, 1004)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제3 스위치(1001, 1002)는 제2 밀리미터파 모듈(622)에 연결될 수 있으며, 상기 제4 스위치(1003, 1004)는 제1 밀리미터파 모듈(621)에 연결될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 통신 프로세서(320)는 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화된 상태로 확인되면, 상기 제3 스위치(1001, 1002) 및/또는 제4 스위치(1003, 1004)를 제어하여, IFIC(330)가 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)에 연결되도록 제어할 수 있다. 통신 프로세서(320)는 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)이 활성화되지 않은 상태로 확인되면, 상기 제3 스위치(1001, 1002) 및/또는 제4 스위치(1003, 1004)를 제어하여, UWB IC(360)로부터 출력된 UWB 신호가 상기 제1 스위치(611, 612)를 거쳐 상기 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송되도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 10을 참조하면, 통신 프로세서(320)는 적어도 하나의 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 모듈 제어 신호를 각 밀리미터파 모듈(621, 622)로 직접 전송할 수 있다. 이때, 각 밀리미터파 모듈(621, 622)에 대한 참조 클록 신호는 IFIC(330)의 제어 회로(820)에서 스위칭 회로(850)를 통해 각 밀리미터파 모듈(621, 622)로 전송될 수 있다. 다른 예로서, 도 11을 참조하면, 통신 프로세서(320)는 각 밀리미터파 모듈(621, 622)을 제어하기 위한 설정값을 IFIC(330)의 제어 회로(820)로 전송할 수 있다. 상기 IFIC(330)의 제어 회로(820)는 상기 설정값에 기반하여, 해당 밀리미터파 모듈(621, 622)로 모듈 제어 신호 및 참조 클록 신호를 전송할 수 있다.도 12는, 다양한 실시예들에 따른, IFIC에 연결된 밀리미터파 모듈의 구조를 도시한다. 도 12를 참조하면, 밀리미터파 모듈(예컨대, 도 1의 안테나 모듈(197), 도 2a 또는 도 2b의 제3 안테나 모듈(246))은 RFIC(1220) 및 안테나 어레이(1210)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, RFIC(1220)는 PLL(1221), 증폭기(1222-1, 1222-2), 제1 믹서(1223-1), 제2 믹서(1223-2), 제1 스플리터(splitter)/컴바이너(combiner)(1231), 제2 스플리터/컴바이너(1232), 복수의 위상 변환기(1241, 1242, 1243, 1244, 1245 및/또는 1246), 복수의 PA(power amplifier)(1251-1, 1252-1, 1253-1, 1254-1, 1255-1 및/또는 1256-1), 및/또는 복수의 LNA(now noise amplifier)(1251-2, 1252-2, 1253-2, 1254-2, 1255-2 및/또는 1256-2)를 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 안테나 어레이(1210)는 복수의 안테나 엘레멘트들을 포함하고, 복수의 안테나 엘레멘트들은 제1 안테나 엘레멘트(1211), 제2 안테나 엘레멘트(1212), 및 제3 안테나 엘레멘트(1213)를 포함할 수 있다. 상기 각 안테나 엘레멘트는 H-pol(1211-1, 1212-1, 1213-1) 및 V-pol(1211-2, 1212-2, 1213-2)의 급전점을 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, IF H 신호는 제1 믹서(1223-1)를 통해 증폭기(1211-1)에서 제공되는 FLO 신호와 합성되어 제1 스플리터/컴바이너(1231)로 입력될 수 있다. 상기 제1 스플리터/컴바이너(1231)로 입력된 신호는 N개의 신호로 분기되어 제1 위상 변환기(1241), 제3 위상 변환기(1243), 또는 제5 위상 변환기(1245)로 전송될 수 있다. 각 위상 변환기(1241, 1243, 1245)를 통해 위상 변환된 신호는 PA(1251-1, 1253-1, 1255-1)를 통해 증폭된 후, H-pol(1211-1, 1212-1, 1213-1)을 통해 무선 공간으로 전송될 수 있다. IF V 신호는 제2 믹서(1223-2)를 통해 FLO 신호와 합성되어 제2 스플리터/컴바이너(1232)로 입력될 수 있다. 상기 제2 스플리터/컴바이너(1232)로 입력된 신호는 N개의 신호로 분기되어 제2 위상 변환기(1242), 제4 위상 변환기(1244), 또는 제6 위상 변환기(1246)로 전송될 수 있다. 각 위상 변환기(1242, 1244, 1246)를 통해 위상 변환된 신호는 PA(1252-1, 1254-1, 1256-1)를 통해 증폭된 후, V-pol(1211-2, 1212-2, 1213-2)을 통해 무선 공간으로 전송될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, H-pol(1211-1, 1212-1, 1213-1)을 통해 수신된 신호는 LNA(1251-2, 1253-2, 1255-2)를 통해 증폭된 후, 제1 위상 변환기(1241), 제3 위상 변환기(1243), 또는 제5 위상 변환기(1245)로 전송될 수 있다. 위상 변환기(1241, 1243, 1245)를 통해 위상 변환된 신호는 제1 스플리터/컴바이너(1231)에서 결합되어 제1 믹서(1223-1)로 전송될 수 있다. 상기 제1 믹서(1223-1)는 상기 제1 스플리터/컴바이너(1231)에서 결합된 신호를 수신하고, FLO 신호와 합성하여 IF H 신호를 출력할 수 있다. 각 V-pol(1211-2, 1212-2, 1213-2)을 통해 수신된 신호는 LNA(1252-2, 1254-2, 1256-2)를 통해 증폭된 후, 제2 위상 변환기(1242), 제4 위상 변환기(1244), 또는 제6 위상 변환기(1246)로 전송될 수 있다. 위상 변환기(1242, 1244, 1246)를 통해 위상 변환된 신호는 제2 스플리터/컴바이너(1232)에서 결합되어 제2 믹서(1223-2)로 전송될 수 있다. 상기 제2 믹서(1223-2)는 상기 제2 스플리터/컴바이너(1232)에서 결합된 신호를 수신하고, FLO 신호와 합성하여 IF V 신호를 출력할 수 있다. 상기 IF H 신호 및 상기 IF V 신호는 IFIC(예컨대, 도 5의 IFIC(330))에 전달될 수 있다. IFIC는 IF 신호를 기저 대역 신호로 변환하여 커뮤니케이션 프로세서(예컨대, 도 5의 통신 프로세서(320))에 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 RFIC(1220)는 전술한 바와 같이 IFIC(330)를 통해 수신된 IF 신호를 RF 신호로 변환시킬 수 있다. 예컨대, 상기 RFIC(1220)는 상기 IFIC(330)로부터 수신된 설정값에 기반하여 상기 RFIC(1220)에 포함된 각 부품을 제어할 수 있다. 상기 IFIC(330)로부터 수신된 설정값은 전술한 <표 2>의 레지스터 값에 대응하는 설정값들을 포함할 수 있다. 예컨대, RFIC(1220)는 UWB 신호를 수신하고, 상기 <표 2>에 예시된 레지스터(register)의 값(예컨대, 레지스터의 인덱스) 값에 해당하는 각 설정값에 따라 각 부품을 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 설정값 중 송신 모드 또는 수신 모드에 관한 정보에 기반하여 상기 RFIC(1220)의 송신 경로 및 수신 경로가 제어될 수 있다. 상기 설정값 중 활성화된 체인에 관한 정보에 기반하여 상기 RFIC(1220)에 포함된 N개의 체인들 중 해당 체인을 활성화시킬 수 있다. 상기 설정값 중 각 체인별 위상 코드에 기반하여, 해당 체인의 각 위상 변환기(1241, 1242, 1243, 1244, 1245, 1246)의 위상값을 조정할 수 있다. 상기 설정값 중 송신 신호 증폭기의 게인과 관련된 정보에 기반하여, 각 PA(1251-1, 1252-1, 1253-1, 1254-1, 1255-1, 1256-1)의 게인값을 조정할 수 있다. 상기 설정값 중 수신 신호 증폭기의 게인과 관련된 정보에 기반하여, 각 LNA(1251-2, 1252-2, 1253-2, 1254-2, 1255-2, 1256-2)의 게인값을 조정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 설정값 중 PLL 주파수 설정값에 기반하여 PLL(1221)의 출력 주파수를 설정할 수 있다. 예컨대, 상기 밀리미터파 모듈(621, 622)의 RFIC(1220)은 상기 IFIC(330)로부터 PLL 주파수 설정값(예컨대, <표 2>의 PLL 주파수 설정값)을 수신할 수 있다. 상기 RFIC(1220)의 PLL(1221)은 상기 수신된 PLL 주파수 설정값에 기반하여 국부 발진기(local oscillator; OS)의 출력 주파수를 설정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전술한 바와 같이 IFIC(330)는 IF 신호와 함께 상기PLL(1221) 출력 주파수를 제어하기 위한 참조 클록 신호(reference clock signal)를 수신할 수 있다. 예컨대, 상기 참조 클록 신호는 500~600MHz에 대응하는 클록 신호일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 PLL(1221)은 상기 PLL 주파수 설정값 및 상기 참조 클록 신호에 기반하여 PLL(1221)의 출력 주파수에 대응하는 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 PLL(1221)의 출력 주파수는 하기 <수학식 1>에 의해 설정될 수 있다.
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상기 RFIC(1220)는 상기 PLL(1221)의 출력 주파수와 상기 참조 클록 주파수로부터 상기 M 및 N을 설정함으로써, 상기 참조 클록 주파수로부터 PLL(1221)의 출력 주파수의 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 RFIC(1220)로 입력된 UWB 신호가 UWB 채널 9의 IF 신호로서, 중심 주파수(center frequency)가 7.656GHz인 경우, 상기 RFIC(1220)를 통해 ISM 주파수 대역(industrial scientific medical band)에 해당하는 24.125GHz로 업-컨버젼하기 위해서 16.469GHz의 LO 신호를 PLL(1221)에서 출력할 수 있다. 상기 16.469GHz의 신호를 출력하기 위해, IFIC(330)에서 참조 클록 주파수를 588.178MHz로 생성하여 RFIC(1220)로 전송하고, 상기 RFIC(1220)에서는 상기 <수학식 1>에 의해 M값을 28, N값을 1로 설정하면, 16.469GHz의 PLL 출력 주파수를 생성할 수 있다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 블록도이다. 도 13을 참조하면, 전자 장치(101)는 프로세서(310), 제1 통신 프로세서(1311), IFIC(1321), RFIC(1331), 제1 안테나(1341), 제2 통신 프로세서(13120), 스위칭 회로(1350), 및 제2 안테나(1342)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, RFIC(1331) 및 제1 안테나(1341)는 적어도 하나의 안테나 모듈(예컨대, 밀리미터파 모듈)에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 프로세서(310)는 도 1의 프로세서(120)일 수 있으며, 예컨대, 어플리케이션 프로세서(application processor; AP)로 지칭될 수도 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제1 통신 프로세서(1311)는 도 2a의 제2 커뮤니케이션 프로세서(214) 또는 도 2b의 통합 커뮤니케이션 프로세서(260)일 수 있으며, 커뮤니케이션 프로세서(communication processor; CP)로 지칭될 수도 있다. 다양한 실시예에 따라서, IFIC(1321)는 도 2a 또는 도 2b의 제4 RFIC(228)일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, RFIC(1331)는 도 2a 또는 도 2b의 제3 RFIC(226)일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제1 안테나(1341)는 도 2a 또는 도 2b의 안테나(248)일 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 제1 안테나(1341)는 복수의 안테나 엘레먼트들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제1 통신 프로세서(1311)는 프로세서(310)로부터의 제어 신호에 기초하여, 베이스밴드(baseband) 신호(기저대역 신호)를 생성할 수 있다. 제1 통신 프로세서(1311)에서 생성된 베이스밴드 신호는 IFIC(1321)에 전달될 수 있다. IFIC(1321)는 제1 통신 프로세서(1311)로부터 수신된 베이스밴드 신호에 기초하여 제1 IF 신호를 생성하고, 상기 생성된 제1 IF 신호를 RFIC(1331)에 전달할 수 있다. 상기 IFIC(1312)로부터 상기 제1 IF 신호를 수신한 RFIC(1331)는 상기 제1 IF 신호를 제1 RF 신호로 변환한 후 제1 안테나(1341)를 통해 상기 변환된 제1 RF 신호를 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 제2 통신 프로세서(1312)(예컨대, UWB IC(360))는 프로세서(310)의 제어 신호에 기반하여 제2 IF 신호(예컨대, UWB 신호)를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제2 통신 프로세서(1312)는 스위칭 회로(1350)를 거쳐 제2 안테나(1342)의 송신 안테나를 통해 상기 제2 IF 신호를 전송할 수 있다. 상기 제2 안테나(1342)를 통해 무선으로 전송된 제2 IF 신호는 물체 등에 반사된 후 제2 안테나(1342)의 수신 안테나를 통해 수신될 수 있다. 상기 제2 안테나(1342)를 통해 수신된 제2 IF 신호는 제2 통신 프로세서(1312)로 전송될 수 있다. 상기 제2 통신 프로세서(1312)는 상기 제2 안테나(1342)의 송신 안테나를 통해 송신된 제2 IF 신호와 상기 제2 안테나(1342)의 수신 안테나를 통해 수신된 제2 IF 신호에 기반하여 사물과의 거리 또는 사물의 움직임을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 상기 제1 통신 프로세서(1311)는 상기 IFIC(1321), RFIC(1331), 제1 안테나(1341)를 통해 무선 통신 신호(예컨대, 3G 통신 신호, LTE 통신 신호, 5G 통신 신호)를 송수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 제2 통신 프로세서(1312)는 상기 제1 통신 프로세서(1311)가 상기 RFIC(1331) 및 제1 안테나(1341)를 통해 통신을 수행하지 않는 시간 구간 동안(예컨대, 무선 통신 신호를 송수신하지 않는 시간 구간 동안), 상기 제2 통신 프로세서(1312)에서 생성된 제2 IF 신호를 상기 스위칭 회로(1350)를 거쳐 상기 RFIC(1331) 및 상기 제1 안테나(1341)를 통해 송수신할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 통신 프로세서(1312)는 상기 제1 통신 프로세서(1311)가 상기 RFIC(1331) 및 제1 안테나(1341)를 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 내에서, 제2 IF 신호를 상기 IFIC(1321)를 통해 RFIC(1331)로 전송하거나, 상기 스위칭 회로(1350)를 통해 상기 RFIC(1331)로 직접 전송할 수 있다. 상기 스위칭 회로(1350)는 상기 프로세서(310), 상기 제1 통신 프로세서(1311), 또는 상기 제2 통신 프로세서(1312) 중 적어도 하나에 의해 제어될 수 있다. 상기 RFIC(1331)는 상기 제2 통신 프로세서(1312)로부터 제2 IF 신호를 수신하고, 수신된 제2 IF 신호를 제2 RF 신호로 변환시킬 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 IF 신호와 상기 제2 IF 신호는 적어도 일부 주파수 대역이 동일하거나 상이한 주파수 대역일 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제1 RF 신호와 상기 제2 RF 신호는 적어도 일부 주파수 대역이 동일하거나 상이한 주파수 대역일 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 상기 제1 통신 프로세서(1311)가 상기 RFIC(1331) 및 제1 안테나(1341)를 통해 무선 통신을 수행하지 않는 시간 구간 내에서, 제2 통신 프로세서(1312)로부터 생성된 제2 IF 신호를 상기 RFIC(1331) 및 제1 안테나(1341)를 통해 전송함으로써, 제2 IF 신호의 센싱 성능을 높일 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(310)에 의해 동작하는 어플리케이션에서의 센싱 기능에 따라 제2 통신 프로세서(1312)로부터 출력된 제2 IF 신호가 상기 제2 안테나(1342)를 통해 직접 전송되거나, 상기 RFIC(1331)를 통해 상기 제2 IF 신호가 제2 RF 신호로 변환된 후 제1 안테나(1341)를 통해 전송되도록 제어할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 제2 RF 신호는 상기 제2 IF 신호에 비해 향상된 센싱 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는 제2 통신 프로세서(1312)에서 생성된 제2 IF 신호를 상기 RFIC(1331)를 통해 상대적으로 높은 주파수 대역인 제2 RF 신호(예컨대, 밀리미터파 주파수 대역 신호)로 업-컨버젼하여 전송하도록 함으로써 신호의 직진성이 확보됨에 따라 센싱의 정확도가 높아질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 상기 RFIC(1331)가 제1 통신 프로세서(1311)에서 생성된 무선 통신 신호의 전송을 위해 사용되지 않고 있는 시간 동안, 제2 통신 프로세서(1312)에서 생성된 제2 IF 신호를 상기 RFIC(1331) 및 제1 안테나(1341)를 통해 전송하도록 함으로써 레이더 기술을 이용한 모션 검출 또는 제스처 검출 기능을 제공할 수 있다.
이하, 도 14 내지 도 16을 참조하여, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법들을 설명한다.
도 14는 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 14를 참조하면, 전자 장치(101)는 동작 1402에서 통신 프로세서에 의한 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화되었는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화된 경우(동작 1402-예), 전자 장치(101)(예컨대, 통신 프로세서 또는 IFIC)는 동작 1412에서, UWB IC로 밀리미터파 모듈에 대한 RDY 플래그를 UNSET 상태로 설정하여 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치는 동작 1414에서 IFIC 내부에 배치된 스위치(예컨대, 제2 스위치(831, 832))의 경로를 기존 RF 체인에 연결함으로써 통신 프로세서에서 생성된 베이스밴드 신호에 기반하여 생성된 IF 신호를 밀리미터파 모듈로 전송하도록 제어할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치는, 동작 1416에서 UWB IC의 출력이 UWB 안테나로 연결되도록 UWB 경로 스위치(예컨대, 제1 스위치(611, 612))를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 상기 동작 1402에서의 상기 판단 결과, 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화되지 않은 경우(동작 1402-아니오), 전자 장치(101)(예컨대, 통신 프로세서 또는 IFIC)는 동작 1404에서, IFIC 내부에 배치된 스위치(예컨대, 제2 스위치(831, 832))의 경로를 UWB IC로 연결되도록 제어할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 전자 장치는 동작 1406에서, UWB IC로 밀리미터파 모듈에 대한 RDY 플래그를 SET 상태로 설정하여 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 동작 1408에서 UWB IC 동작이 활성화된 상태에서 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하는지 여부를 확인할 수 있다. 상기 확인 결과, UWB IC 동작이 활성화되지 않거나 UWB IC 동작이 활성화된 상태에서 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하지 않는 경우(동작 1408-아니오)(예컨대, 상대적으로 낮은 정확도가 요구되는 센싱(예컨대, 거리 센싱)의 경우), 전자 장치는, 동작 1416에서 UWB IC의 출력이 UWB 안테나로 연결되도록 UWB 경로 스위치(예컨대, 제1 스위치(611, 612))를 제어할 수 있다. 상기 확인 결과, UWB IC 동작이 활성화되고 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하고자 하는 경우(동작 1408-예)(예컨대, 상대적으로 높은 정확도가 요구되는 센싱(예컨대, 제스처 센싱)의 경우), 전자 장치는, 동작 1410에서 UWB IC의 출력이 밀리미터파 모듈로 연결되도록 UWB 경로 스위치(예컨대, 제1 스위치(611, 612))를 제어할 수 있다.
도 15는 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 15를 참조하면, 전자 장치(101)는 동작 1502에서 통신 프로세서에 의한 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화되었는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화된 경우(동작 1502-예), 전자 장치(101)(예컨대, 통신 프로세서 또는 IFIC)는 동작 1516에서, UWB IC로 밀리미터파 모듈에 대한 RDY 플래그를 UNSET 상태로 설정하여 전송할 수 있다. 전자 장치는, 동작 1518에서 통신 프로세서에서 IFIC를 통해 밀리미터파 모듈의 동작 상태를 설정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 상기 동작 1502에서의 상기 판단 결과, 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화되지 않은 경우(동작 1502-아니오), 전자 장치(101)의 통신 프로세서는 동작 1504에서, UWB IC 동작을 위해 설정된 레지스터 정보를 IFIC에 설정할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 전자 장치의 통신 프로세서는 동작 1506에서 슬립 상태로 전환되거나 Sub 6 대역과 관련된 동작을 수행할 수 있다. 상기 전자 장치(예컨대, 통신 프로세서 또는 IFIC)는 동작 1508에서 UWB IC로 밀리미터파 모듈에 대한 RDY 플래그를 SET 상태로 설정하여 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 동작 1510에서 UWB IC의 동작이 활성화된 상태에서 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하는지 여부를 확인할 수 있다. 상기 확인 결과, UWB IC 동작이 활성화되지 않거나 UWB IC 동작이 활성화된 상태에서 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하지 않는 경우(동작 1510-아니오)(예컨대, 상대적으로 낮은 정확도가 요구되는 센싱(예컨대, 거리 센싱)의 경우), 전자 장치는, 동작 1502에서 밀리미터파 통신 동작의 활성화 여부를 계속하여 확인할 수 있다. 상기 확인 결과, UWB IC 동작이 활성화되고 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하고자 하는 경우(동작 1510-예)(예컨대, 상대적으로 높은 정확도가 요구되는 센싱(예컨대, 제스처 센싱)의 경우), 전자 장치의 UWB IC는 동작 1512에서 IFIC 내의 레지스터 테이블(예컨대, <표 2>에 예시된 테이블) 중 어느 하나의 레지스터 인덱스(또는 레지스터 주소)를 선택하고, 선택된 정보를 IFIC로 전송할 수 있다. 전자 장치의 IFIC는 동작 1514에서 상기 UWB IC로부터 선택된 레지스터에 대응하는 제어 명령을 밀리미터파 모듈로 전송할 수 있다.
도 16은 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 16을 참조하면, 전자 장치(101)는 동작 102에서 통신 프로세서에 의한 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화되었는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화된 경우(동작 1602-예), 전자 장치(101)의 통신 프로세서는 동작 1616에서, UWB IC로 밀리미터파 모듈에 대한 RDY 플래그를 UNSET 상태로 설정하여 전송할 수 있다. 전자 장치의 통신 프로세서는, 동작 1618에서 IFIC를 통해 밀리미터파 모듈의 동작 상태를 설정할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 상기 동작 1602에서의 상기 판단 결과, 밀리미터파 모듈에 대한 통신 동작이 활성화되지 않은 경우(동작 1602-아니오), 전자 장치(101)의 통신 프로세서는 동작 1604에서, 밀리미터파 모듈의 제어 관련 동작을 유지할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 상기 전자 장치의 통신 프로세서는 동작 1606에서 슬립 상태로 전환되거나 Sub 6 대역과 관련된 동작을 수행할 수 있다. 상기 전자 장치의 통신 프로세서는 동작 1608에서 UWB IC로 밀리미터파 모듈에 대한 RDY 플래그를 SET 상태로 설정하여 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전자 장치(101)는 동작 1610에서 UWB IC의 동작이 활성화된 상태에서 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하는지 여부를 확인할 수 있다. 상기 확인 결과, UWB IC 동작이 활성화되지 않거나 UWB IC 동작이 활성화된 상태에서 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하지 않는 경우(동작 1610-아니오)(예컨대, 상대적으로 낮은 정확도가 요구되는 센싱(예컨대, 거리 센싱)의 경우), 전자 장치는, 동작 1602에서 밀리미터파 통신 동작의 활성화 여부를 계속하여 확인할 수 있다. 상기 확인 결과, UWB IC 동작이 활성화되고 밀리미터파 모듈을 사용하여 센싱하고자 하는 경우(동작 1610-예)(예컨대, 상대적으로 높은 정확도가 요구되는 센싱(예컨대, 제스처 센싱)의 경우), 전자 장치의 UWB IC는 동작 1612에서 통신 프로세서 내의 레지스터 테이블(예컨대, <표 2>에 예시된 테이블) 중 어느 하나의 레지스터 인덱스(또는 레지스터 주소)를 선택하고, 선택된 정보를 통신 프로세서로 전송할 수 있다. 전자 장치의 통신 프로세서는 동작 1614에서 상기 UWB IC로부터 선택된 레지스터에 대응하는 제어 명령을 IFIC를 통해 밀리미터파 모듈로 전송할 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치는, 통신 프로세서; 상기 통신 프로세서와 연결되어 상기 통신 프로세서로부터 수신된 베이스밴드 신호를 IF(intermediate frequency) 신호로 변환시키는 IFIC(intermediate frequency integrated circuit); 상기 IFIC와 연결되어 상기 IF 신호를 수신하고, 상기 수신된 IF 신호를 제1 RF(radio frequency) 신호로 변환시키는 RFIC(radio frequency integrated circuit); 제1 주파수에 대응하는 UWB(ultra-wideband) 신호를 생성하는 UWB IC(integrated circuit); 상기 UWB IC와 연결되어 상기 제1 주파수에 대응하는 UWB 신호를 송수신하는 적어도 하나의 UWB 안테나; 및 상기 UWB 집적 회로와 상기 UWB 안테나 사이에 연결되는 적어도 하나의 제1 스위치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 스위치는, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 UWB IC에서 생성된 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호가 상기 RFIC로 전송되도록 제어될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 RFIC는, 상기 UWB IC에서 생성된 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치를 통해 수신하고, 상기 수신된 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 제2 주파수에 대응하는 제2 RF 신호로 변환하고, 상기 제2 주파수에 대응하는 제2 RF 신호로 변환된 UWB 신호를 적어도 하나의 안테나를 통해 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 RFIC는, 상기 UWB IC에서 생성된 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치를 통해 수신하고, 상기 제2 주파수와 상기 제1 주파수의 차에 대응하는 신호를 상기 UWB 신호와 혼합하는 혼합기;를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 전자 장치는, 상기 적어도 하나의 제1 스위치와 연결된 적어도 하나의 제2 스위치를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 스위치는, 상기 IF 신호 및 상기 UWB 신호를 수신하고, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 UWB 신호가 상기 RFIC로 전송되도록 제어될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 적어도 하나의 제2 스위치는, 상기 IFIC에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 통신 프로세서는, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작의 비활성화 여부에 대한 정보를 상기 UWB IC로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 UWB IC는, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보를 상기 IFIC 또는 상기 통신 프로세서 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보는, 상기 RFIC에 포함된 적어도 하나의 부품에 대한 설정을 제어하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보는, 송신 모드 또는 수신 모드에 관한 정보, 상기 RFIC 내에 포함된 복수의 체인들 중 활성화된 체인에 관한 정보, 각 체인별 위상 코드, 송신 신호 증폭기의 게인과 관련된 정보, 수신 신호 증폭기의 게인과 관련된 정보, 또는 주파수 설정값 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 UWB IC는, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보를 상기 통신 프로세서를 통해 상기 IFIC로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보는, 각 정보에 대한 미리 설정된 값들의 조합이 설정된 코드에 매핑되어 메모리에 저장될 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 UWB IC는, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 각 정보에 대한 미리 설정된 값들의 조합에 대응하는 코드를 상기 IFIC로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 UWB IC는, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 각 정보에 대한 미리 설정된 값들의 조합에 대응하는 코드를 상기 통신 프로세서를 통해 상기 IFIC 또는 상기 RFIC로 전송할 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치는, 베이스밴드 신호를 생성하는 제1 통신 프로세서; 상기 통신 프로세서와 연결되어 상기 통신 프로세서로부터 수신된 베이스밴드 신호를 제1 IF(intermediate frequency) 신호로 변환시키는 IFIC(intermediate frequency integrated circuit); 상기 IFIC와 연결되어 상기 제1 IF 신호를 수신하고, 상기 수신된 제1 IF 신호를 RF(radio frequency) 신호로 변환시키는 RFIC(radio frequency integrated circuit); 상기 RFIC로부터 출력된 RF 신호를 전송하는 제1 안테나; 제2 IF 신호를 생성하는 제2 통신 프로세서; 상기 제2 통신 프로세서와 연결되어 상기 제2 IF 신호를 전송하는 제2 안테나; 및 상기 제2 통신 프로세서와 상기 제2 안테나 사이에 연결되는 적어도 하나의 스위치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 스위치는, 상기 RFIC의 상기 제1 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 제2 통신 프로세서에서 생성된 상기 제2 IF 신호가 상기 RFIC로 전송되도록 제어될 수 있다.
다양한 실시예 중 어느 하나에 따른 전자 장치의 동작 방법은, IFIC에서 통신 프로세서로부터 생성된 베이스밴드 신호를 수신하여 IF 신호로 변환하는 동작; RFIC에서 상기 IF 신호를 수신하여 제1 RF 신호로 변환하는 동작; 상기 제1 RF 신호를 제1 안테나를 통해 전송하는 동작; UWB(ultra-wideband) IC(integrated circuit)에서 제1 주파수에 대응하는 UWB 신호를 생성하는 동작; 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 제2 안테나를 통해 전송하는 동작; 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화 상태임을 확인하는 동작; 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화 상태임을 확인함에 상응하여, 상기 UWB 신호를 상기 RFIC로 전송하는 동작; 상기 RFIC에서 상기 UWB 신호를 제2 RF 신호로 변환하는 동작; 및 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나를 통해 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 방법은, 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화 상태임을 확인함에 상응하여, 상기 RFIC에서 상기 제2 RF 신호에 대응하는 제2 주파수와 상기 제1 주파수의 차에 대응하는 신호를 상기 UWB 신호와 혼합하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 방법은, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작의 비활성화 여부에 대한 정보를 상기 UWB IC로 전송하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 방법은, 상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보를 상기 UWB IC에서 상기 IFIC 또는 상기 통신 프로세서 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보는, 상기 RFIC에 포함된 적어도 하나의 부품에 대한 설정을 제어하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보는, 각 정보에 대한 미리 설정된 값들의 조합이 설정된 코드에 매핑되어 메모리에 저장될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    통신 프로세서;
    상기 통신 프로세서로부터 수신된 베이스밴드 신호를 IF(intermediate frequency) 신호로 변환시키는 IFIC(intermediate frequency integrated circuit);
    상기 IF 신호를 제1 RF(radio frequency) 신호로 변환시키는 RFIC(radio frequency integrated circuit);
    제1 주파수에 대응하는 UWB(ultra-wideband) 신호를 생성하는 UWB IC(integrated circuit);
    상기 제1 주파수에 대응하는 UWB 신호를 송수신하는 적어도 하나의 UWB 안테나; 및
    상기 UWB 집적 회로와 상기 UWB 안테나 사이에 연결되는 적어도 하나의 제1 스위치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 스위치는,
    상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 UWB IC에서 생성된 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호가 상기 RFIC로 전송되도록 제어되는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 RFIC는,
    상기 UWB IC에서 생성된 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치를 통해 수신하고, 상기 수신된 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 제2 주파수에 대응하는 제2 RF 신호로 변환하고, 상기 제2 주파수에 대응하는 제2 RF 신호로 적어도 하나의 안테나를 통해 전송하는, 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 RFIC는,
    상기 UWB IC에서 생성된 상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 상기 적어도 하나의 제1 스위치를 통해 수신하고, 상기 제2 주파수와 상기 제1 주파수의 차에 대응하는 신호를 상기 UWB 신호와 혼합하는 혼합기;를 포함하는, 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전자 장치는,
    상기 적어도 하나의 제1 스위치와 연결된 적어도 하나의 제2 스위치를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제2 스위치는,
    상기 IF 신호 및 상기 UWB 신호를 수신하고,
    상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 UWB 신호가 상기 RFIC로 전송되도록 제어되는, 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 스위치는,
    상기 IFIC에 포함되는, 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 통신 프로세서는,
    상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작의 비활성화 여부를 나타내는 정보를 상기 UWB IC로 전송하는, 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 UWB IC는,
    상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보를 상기 IFIC 또는 상기 통신 프로세서 중 적어도 하나로 전송하도록 더 구성되는, 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보는,
    상기 RFIC에 포함된 적어도 하나의 부품에 대한 설정을 제어하기 위한 정보를 포함하는, 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보는,
    송신 모드 또는 수신 모드에 관한 정보, 상기 RFIC 의 복수의 체인들 중 활성화된 체인에 관한 정보, 상기 복수의 체인들 중 각 체인별 위상 코드, 송신 신호 증폭기의 게인과 관련된 정보, 수신 신호 증폭기의 게인과 관련된 정보, 또는 주파수 설정값 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 UWB IC는,
    상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보를 상기 통신 프로세서를 통해 상기 IFIC로 전송하는, 전자 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 UWB IC는,
    상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 각 정보에 대한 미리 설정된 값들의 조합에 대응하는 코드를 상기 통신 프로세서를 통해 상기 IFIC 또는 상기 RFIC로 전송하는, 전자 장치.
  12. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    IFIC에서 통신 프로세서로부터 생성된 베이스밴드 신호를 수신하여 IF 신호로 변환하는 동작;
    RFIC에서 상기 IF 신호를 수신하여 제1 RF 신호로 변환하는 동작;
    상기 제1 RF 신호를 제1 안테나를 통해 전송하는 동작;
    UWB(ultra-wideband) IC(integrated circuit)에서 제1 주파수에 대응하는 UWB 신호를 생성하는 동작;
    상기 제1 주파수에 대응하는 상기 UWB 신호를 제2 안테나를 통해 전송하는 동작;
    상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화 상태임을 확인하는 동작;
    상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화 상태임을 확인함에 상응하여, 상기 UWB 신호를 상기 RFIC로 전송하는 동작;
    상기 RFIC에서 상기 UWB 신호를 제2 RF 신호로 변환하는 동작; 및
    상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나를 통해 전송하는 동작을 포함하는, 전자 장치의 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화 상태임을 확인함에 상응하여, 상기 RFIC에서 상기 제2 RF 신호에 대응하는 제2 주파수와 상기 제1 주파수의 차에 대응하는 신호를 상기 UWB 신호와 혼합하는 동작을 포함하는, 전자 장치의 동작 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 RFIC의 상기 통신 프로세서로부터 송수신되는 신호에 대한 통신 동작이 비활성화된 상태에서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보를 상기 UWB IC에서 상기 IFIC 또는 상기 통신 프로세서 중 적어도 하나로 전송하는, 전자 장치의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 RFIC를 제어하기 위한 정보는,
    상기 RFIC에 포함된 적어도 하나의 부품에 대한 설정을 제어하기 위한 정보를 포함하고,
    각 정보에 대한 미리 설정된 값들의 조합이 설정된 코드에 매핑되어 메모리에 저장되는, 전자 장치의 동작 방법.
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