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KR102001446B1 - 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템 및 이를 이용한 방법 - Google Patents

사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템 및 이를 이용한 방법 Download PDF

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Publication number
KR102001446B1
KR102001446B1 KR1020190040622A KR20190040622A KR102001446B1 KR 102001446 B1 KR102001446 B1 KR 102001446B1 KR 1020190040622 A KR1020190040622 A KR 1020190040622A KR 20190040622 A KR20190040622 A KR 20190040622A KR 102001446 B1 KR102001446 B1 KR 102001446B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antennas
antenna
array structure
row
communication unit
Prior art date
Application number
KR1020190040622A
Other languages
English (en)
Inventor
박철순
오인열
안병남
주형범
Original Assignee
주식회사 와이젯
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 주식회사 와이젯 filed Critical 주식회사 와이젯
Priority to KR1020190040622A priority Critical patent/KR102001446B1/ko
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

VR HMD 또는 AR 글라스와 같은 사용자 장치를 착용한 사용자의 움직임에 따라 안테나의 각도를 자동제어하는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템 및 이를 이용한 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템은, 페어링 연결된 외부의 사용자 장치와 데이터 또는 영상정보를 송수신하는 통신부; 자이로 센서 및 가속도 센서가 구비되어, 사용자 머리의 움직임을 감지하고, 사용자 머리의 방향 및 위치 변위를 계산하는 센서부; 상기 센서부의 계산 결과에 따라 상기 통신부의 방향이 상기 외부의 사용자 장치의 통신수단을 향하도록, 상기 통신부의 각도가 조정되도록 하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 통신부의 각도를 조정하는 엑츄에이터;를 포함한다. 이에 의해, 사용자의 움직임에 따라, BER 또는 RSSI 값이 최적이 되도록, 송신 안테나 또는 수신 안테나의 각도를 자동제어하여, 송수신간의 LOS 환경 조건을 만족시킬 수 있어, 일반적으로 사용되는 빔포밍 동작에 필요로 하는 광대역 고속신호 HW 구현하기 위한 위상 및 진폭의 광대역 동작특성을 구현하기 용이하다. 또한, 하나 이상의 수신 안테나의 각도를 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 함으로써, 어레이 구조의 개수를 최소화하면서도 움직임 각도를 쉽게 확대할 수 있어, 무선 송수신 시스템의 구조가 간단하면서도 LOS 환경을 구현하기 용이하다.

Description

사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템 및 이를 이용한 방법{System for automatic control antenna with actuator applied to user device and method using the same}
본 발명은 사용자 장치에 적용되는 안테나 자동제어 시스템 및 이를 이용한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 VR HMD 또는 AR 글라스와 같은 사용자 장치를 착용한 사용자의 움직임에 따라 안테나의 각도를 자동제어하는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.
스마트 기기 간에 데이터 전송 또는 스마트 기기 및 다른 전자 기기(PC(personal computer), TV(television) 등) 간의 데이터 전송을 위한 다양한 기술이 연구 및 실용화 단계에 있다.
이 중 밀리미터파(mmWave) 통신을 사용하는 무선 VR 또는 AR 동작에 있어서, 신호의 품질을 높이기 위해서 송신기, 수신기 간의 LOS(Line-of-Sight) 통신 환경이 요구되는데, 이의 구현을 위해서 빔포밍 기술, 다이버시티 기술이 적용되고 있다.
그러나 이런 기술만으로 사용자의 움직임에 대하여 완벽한 송수신기의 LOS 환경 조건을 만들어 주기는 어려워, 사용자의 움직임에 따라서 발생될 수 있는 영상 열화 또는 영상 단절현상이 나타나는 문제점이 존재한다.
한국등록특허 제10-1794608호(발명의 명칭: 사용자 장치 간의 유선 케이블을 대체하는 고속 무선 통신 방법)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 사용자의 움직임에 따라, BER 또는 RSSI 값이 최적이 되도록, 송신 안테나 또는 수신 안테나의 각도를 자동제어하여, 송수신간의 LOS 환경 조건을 만족시키는 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템 및 이를 이용한 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 하나 이상의 수신 안테나로 구성된 어레이 구조마다 개별적으로 엑츄에이터가 구비되어, 수신 안테나의 각도를 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 하는 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템 및 이를 이용한 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템은, 페어링 연결된 외부의 사용자 장치와 데이터 또는 영상정보를 송수신하는 통신부; 자이로 센서 및 가속도 센서가 구비되어, 사용자 머리의 움직임을 감지하고, 사용자 머리의 방향 및 위치 변위를 계산하는 센서부; 상기 센서부의 계산 결과에 따라 상기 통신부의 방향이 상기 외부의 사용자 장치의 통신수단을 향하도록, 상기 통신부의 각도가 조정되도록 하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 통신부의 각도를 조정하는 엑츄에이터;를 포함한다.
그리고 상기 통신부는, 복수의 안테나가 마련되고, 상기 제어부는, 상기 센서부의 계산 결과에 따라, 각각의 안테나의 수신 전파 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 또는 비트 오류 비율(BER, Bit Error Rate)이 최적 값을 갖도록, 각각의 안테나의 각도가 조정되도록 할 수 있다.
또한, 상기 통신부는, 복수의 안테나가 적어도 하나의 열과 적어도 하나의 행을 따라 배열되도록 마련되되, 배열된 열 또는 행에 따라 상기 배열된 각각의 안테나의 각도 조절이 가능한 방향이 다르게 구현되도록, 상기 복수의 안테나가 하나 이상의 어레이 구조로 형성되며, 상기 엑츄에이터는, 열 또는 행에 따라 형성되는 어레이 구조에 따라 상기 각각의 안테나의 각도가 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 할 수 있다.
그리고 상기 제어부는, 상기 각각의 안테나의 각도가 어레이 구조별로 개별 조정되도록 하되, 상기 각각의 안테나에 대한 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율을 어레이 구조별로 측정하여, 상기 각각의 안테나 중 수신 전파 세기가 기설정된 세기 값 미만인 안테나 또는 비트 오류 비율이 기설정된 비율 값 이상인 안테나가 포함된 어레이 구조를 선별하여, 선별된 어레이 구조에 포함된 안테나의 각도를 조정하는 제1 오토 포커싱 모드를 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 각각의 안테나의 각도가 어레이 구조별로 조정되도록 하되, 각각의 어레이 구조별로 초기에 설정된 기준 각도에서 -40°내지 40°의 범위 내에서 상기 각각의 안테나에 대한 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율의 최적 값을 갖도록 하는 제2 오토 포커싱 모드를 수행할 수 있다.
그리고 상기 엑츄에이터는, 하나의 어레이 구조에 포함된 복수의 안테나를 롤링(Rolling)시키는 롤(Roll) 조정부; 및 하나의 어레이 구조에 포함된 복수의 안테나를 피칭(Pitching)시키는 피치(Pitch) 조정부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 방법은, 자이로 센서 및 가속도 센서가 구비된 센서부가 사용자 머리의 움직임을 감지하고, 사용자 머리의 방향 및 위치 변위를 계산하는 단계; 제어부가 상기 센서부의 계산 결과에 따라 상기 통신부의 방향이 상기 외부의 사용자 장치의 통신수단을 향하도록, 상기 통신부의 각도가 조정되도록 하는 제어신호를 엑츄에이터에 전달하는 단계; 및 상기 엑츄에이터가 상기 제어신호에 따라 상기 통신부의 방향을 조정하는 단계;를 포함할 수 있다.
그리고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템은, 하나 이상의 제1 안테나가 구비되어, 페어링 연결된 제2 사용자 장치에 데이터 또는 영상정보를 송신하는 제1 통신부, 제2 안테나의 수신 전파 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 또는 비트 오류 비율(BER, Bit Error Rate)이 최적 값을 갖도록, 제2 안테나의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보를 수신하여, 제1 안테나의 각도가 조정되도록 하는 제1 제어부 및 상기 제1 제어부의 제어신호에 따라 상기 제1 안테나의 각도를 조정하는 제1 엑츄에이터를 포함하는, 제1 사용자 장치; 및 하나 이상의 제2 안테나가 구비되고, 상기 페어링 연결된 제1 사용자 장치로부터 데이터 또는 영상정보를 수신하는 제2 통신부, 제2 안테나의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 갖도록, 제2 안테나의 각도가 조정되도록 하는 제2 제어부 및 상기 제2 제어부의 제어신호에 따라 상기 제2 안테나의 각도를 조정하는 제2 엑츄에이터를 포함하는, 제2 사용자 장치;를 포함할 수 있다.
이에 의해, 사용자의 움직임에 따라, BER 또는 RSSI 값이 최적이 되도록, 송신 안테나 또는 수신 안테나의 각도를 자동제어하여, 송수신간의 LOS 환경 조건을 만족시킬 수 있어, 일반적으로 사용되는 빔포밍 동작에 필요로 하는 광대역 고속신호 HW 구현하기 위한 위상 및 진폭의 광대역 동작특성을 구현하기 용이하다.
또한, 하나 이상의 수신 안테나의 각도를 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 함으로써, 어레이 구조의 개수를 최소화하면서도 움직임 각도를 쉽게 확대할 수 있어, 무선 송수신 시스템의 구조가 간단하면서도 LOS 환경을 구현하기 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 사용자 장치의 구성을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 사용자 장치의 구성을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부의 동작 특성을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑츄에이터의 구조를 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 복수로 마련되는 경우를 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 복수로 마련되어, 어레이 구조를 형성하는 경우를 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 방법을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템이 개략적으로 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 사용자 장치(100)의 구성을 설명하기 위해 도시된 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 사용자 장치(200)의 구성을 설명하기 위해 도시된 도면이다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(220)의 동작 특성을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템(이하에서는 '안테나 자동제어 시스템'으로 총칭하기로 함)은사용자의 움직임에 따라, BER 또는 RSSI 값이 최적이 되도록, 송신 안테나 또는 수신 안테나의 각도를 자동제어하여, 송수신간의 LOS 환경 조건을 만족시킬 수 있다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 자동제어 시스템은, 스마트폰, 노트북, 테블릿 PC 등과 같은 장치로 구현되어, 페어링된 제2 사용자 장치(200)에 데이터 또는 영상정보를 송신하는 제1 사용자 장치(100)와 VR HMD, AR 글라스, 카메라, 디스플레이 장치, 스마트폰, 노트북 등과 같은 장치로 구현되어, 페어링된 제1 사용자 장치(100)로부터 데이터 또는 영상을 수신하는 제2 사용자 장치(200)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 사용자 장치(100)는, 페어링 연결된 제2 사용자 장치(200)에 데이터 또는 영상정보를 송신하며, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 또는 비트 오류 비율(BER, Bit Error Rate)이 최적 값을 갖도록, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보를 수신하여, 제1 안테나(111)의 각도가 조정되도록 할 수 있다.
이를 위해, 제1 사용자 장치(100)는, 제1 통신부(110), 제1 제어부(120) 및 제1 엑츄에이터(130)를 포함할 수 있다.
제1 통신부(110)는 제1 안테나(111) 및 제1 RF 통신모듈(112)이 구비되어, 제1 사용자 장치(100)가 외부 또는 제2 사용자 장치(200)와 무선으로 연결되어, 각종 정보 및 데이터를 송수신하기 위해 마련되는 통신수단이다.
구체적으로, 예를 들면, 제1 통신부(110)는, 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역을 통하여, 페어링 연결된 제2 사용자 장치(200)에 데이터 또는 영상정보를 송신하거나 또는 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보를 수신할 수 있다.
제1 제어부(120)는 제1 사용자 장치(100)가 정상적으로 구동하는데 필요한 제반사항들을 처리할 수 있다.
구체적으로, 제1 제어부(120)는, 제1 통신부(110)를 통해, 페어링 연결된 제2 사용자 장치(200)에 데이터 또는 영상정보를 송신할 수 있다.
또한, 제1 제어부(120)는, 제1 통신부(110)를 통해, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보가 수신되면, 제1 엑츄에이터(130)를 통해, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 갖도록, 제1 안테나(111)의 각도가 조정되도록 할 수 있다. 이때, 비트 오류 비율은 SNR(Signal-to-Noise Ratio)가 낮으면 낮을수록 높아지며, 발생하는 오류의 빈도가 낮을수록 최적 값에 가까워진다.
제1 엑츄에이터(130)는 제1 통신부(110)에 연결되어, 제1 제어부(120)로부터 수신되는 제어신호에 따라 제1 안테나(111)의 각도를 조정할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 제1 엑츄에이터(130)는, 봉 구조로 구현되어, 제2 안테나(211)의 일측 또는 타측의 높이를 개별적으로 조절하여 제1 안테나(111)의 기울기 또는 각도를 조정하거나, 2축 구조로 구현되어, 축 회전을 통해, 제1 안테나(111)의 기울기 또는 각도를 조정할 수 있다.
한편, 제2 사용자 장치(200)는, 페어링 연결된 제1 사용자 장치(100)로부터 데이터 또는 영상정보를 수신하되, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 갖도록, 제2 안테나(211)의 각도가 조정되도록 하고, 제2 안테나(211)의 각도가 조정되어도, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 확보하지 못한다고 판단되면, 각도가 조정된 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보를 제1 사용자 장치(100)에 전달하여, 제1 안테나(111)의 각도 역시 조정되도록 할 수 있다.
이를 위해, 제2 사용자 장치(200)는, 제2 통신부(210), 센서부(220), 제2 제어부(230), 제2 엑츄에이터(240), 영상 프로세서(250) 및 디스플레이(260)를 포함할 수 있다.
제2 통신부(210)는 제2 안테나(211) 및 제2 RF 통신모듈(212)이 구비되어, 제2 사용자 장치(200)가 외부 또는 제1 사용자 장치(100)와 무선으로 연결되어, 각종 정보 및 데이터를 송수신하기 위해 마련되는 통신수단이다.
구체적으로, 예를 들면, 제2 통신부(210)는, 밀리미터파(mmWave) 주파수 대역을 통하여, 페어링 연결된 제1 사용자 장치(100)에 데이터 또는 영상정보를 수신하거나 또는 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보를 송신할 수 있다.
센서부(220)는 자이로 센서(미도시) 및 가속도 센서(미도시)가 구비되어, 사용자 머리의 움직임을 감지하고, 사용자 머리의 방향 및 위치 변위를 계산할 수 있다.
구체적으로, 센서부(220)는, 도 4에 도시된 바와 같이 사용자가 착용한 VR HMD 또는 AR 글라스와 같은 제2 사용자 장치(200)의 방향을 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw)로 구성되는 3축 기울기 값을 측정하여, 사용자 머리의 움직임을 감지하고, 사용자 머리의 방향 및 위치 변위를 계산할 수 있다.
제2 제어부(230)는 제2 사용자 장치(200)가 정상적으로 구동하는데 필요한 제반사항들을 처리할 수 있다.
구체적으로, 제2 제어부(230)는, 제2 통신부(210)를 통해, 페어링 연결된 제1 사용자 장치(100)로부터 데이터 또는 영상정보를 수신할 수 있다.
그리고 제2 제어부(230)는, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율을 측정하여, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 갖도록, 제2 안테나(211)의 각도가 조정되도록 하고, 제2 안테나(211)의 각도가 조정되어도, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 확보하지 못한다고 판단되면, 각도가 조정된 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보를 제1 사용자 장치(100)에 전달하여, 제1 안테나(111)의 각도 역시 조정되도록 할 수 있다.
또한, 제2 제어부(230)는, 사용자 머리의 움직임이 감지되면, 센서부(220)의 계산 결과에 따라 제2 안테나(211)의 각도가 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 갖도록 하기 위해, 재차 조정되도록 할 수 있다.
제2 엑츄에이터(240)는 제2 통신부(210)에 연결되어, 제2 제어부(230)로부터 수신되는 제어신호에 따라 제2 안테나(211)의 각도를 조정할 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 제2 엑츄에이터(240)는, 봉 구조로 구현되어, 제2 안테나(211)의 일측 또는 타측의 높이를 개별적으로 조절하여 제2 안테나(211)의 기울기 또는 각도를 조정하거나, 2축 구조로 구현되어, 축 회전을 통해, 제2 안테나(211)의 기울기 또는 각도를 조정할 수 있다.
영상 프로세서(250)는 제2 통신부(210)를 통해 수신된 데이터 또는 영상정보가 디스플레이(260)에 통해 출력되도록 할 수 있으며, 디스플레이(260)는 수신된 데이터 또는 영상정보를 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑츄에이터의 구조를 설명하기 위해 도시된 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 제2 통신부(110, 210)는 각각 안테나(111, 211)와 RF 통신모듈(112, 212)을 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 제2 엑츄에이터(130, 240)는, 각각 롤 조정부(131, 241) 및 피치 조정부(132, 242)를 포함할 수 있다.
제1, 제2 롤 조정부(131, 241)는 제1, 제2 안테나(111, 211)를 롤링(Rolling)시킬 수 있으며, 제1, 제2 피치 조정부(132, 242)는 제1, 제2 안테나(111, 211)를 피칭(Pitching)시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 안테나(211)가 복수로 마련되는 경우를 설명하기 위해 도시된 도면이고, 도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 안테나(211)가 복수로 마련되어, 어레이 구조를 형성하는 경우를 설명하기 위해 도시된 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 자동제어 시스템은, 제2 통신부(210)에 복수의 제2 안테나(211)가 마련되되, 복수의 제2 안테나(211)가 적어도 하나의 열과 적어도 하나의 행을 따라 배열되도록 마련되는 경우, 하나 이상의 제2 안테나(211)로 구성된 어레이 구조마다 개별적으로 제2 엑츄에이터(240)가 구비되어, 제2 안테나(211)의 각도를 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 통신부(210)는, 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 제2 안테나(211)가 각도 조절이 가능한 방향이 다르게 구현될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 복수의 제2 안테나(211)가 적어도 하나의 열과 적어도 하나의 행을 따라 배열되도록 마련되되, 배열된 각각의 제2 안테나(211)가 배열된 열 또는 행에 따라 어레이 구조로 형성되며, 배열된 열 또는 행에 따라 각각의 제2 안테나(211)의 각도 조절이 가능한 방향이 다르게 구현될 수 있다.
즉, 제2 엑츄에이터(240)는, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 열 또는 행에 따라 형성되는 어레이 구조에 따라, 각각의 제2 안테나(211)의 각도가 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 할 수 있다.
이때, 제2 제어부(230)는, 각각의 제2 안테나(211)의 각도가 어레이 구조별로 개별 조정되도록 하되, 각각의 제2 안테나(211)에 대한 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율을 어레이 구조별로 측정하고, 각각의 제2 안테나(211) 중 수신 전파 세기가 기설정된 세기 값 미만인 제2 안테나(211) 또는 비트 오류 비율이 기설정된 비율 값 이상인 제2 안테나(211)가 포함된 어레이 구조를 선별하여, 선별된 어레이 구조에 포함된 제2 안테나(211)의 각도를 조정하는 제1 오토 포커싱 모드를 수행할 수 있다.
다른 예를 들면, 제2 제어부(230)는, 각각의 제2 안테나(211)의 각도가 어레이 구조별로 조정되도록 하되, 각각의 어레이 구조별로 초기에 설정된 기준 각도에서 -40°내지 40°의 범위 내에서 각각의 제2 안테나(211)에 대한 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율의 최적 값을 갖도록 하는 제2 오토 포커싱 모드를 수행할 수 있다.
한편, 제2 엑츄에이터(240)는, 복수의 제2 안테나(211)가 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 행을 따라 배열되어, 어레이 구조를 형성하는 경우, 행을 따라 배열된 각각의 제2 안테나(211-1, 211-2)마다 개별적으로 이루어진 각각의 롤 조정부(241-1, 241-2)와 단일 어레이 구조에 대응하여, 단일 구조로 이루어진 제2 피치 조정부를 포함할 수 있다.
다른 예를 들면, 제2 엑츄에이터(240)는, 복수의 제2 안테나(211)가 도 8에 도시된 바와 같이 하나의 열을 따라 배열되어, 어레이 구조를 형성하는 경우, 단일 어레이 구조에 대응하여, 단일 구조로 이루어진 롤 조정부(241)와 각각의 제2 안테나(211-1, 211-2)마다 개별적으로 이루어진 각각의 제2 피치 조정부(242-1, 242-2)를 포함할 수 있다.
이를 통해, 어레이 구조의 개수를 최소화하면서도 제2 안테나(211)의 움직임 각도를 쉽게 확대할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 방법을 설명하기 위해 도시된 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 방법은, 제1 사용자 장치(100)가, 페어링 연결된 제2 사용자 장치(200)에 데이터 또는 영상정보를 송신하면(S910), 제2 사용자 장치(200)가 페어링 연결된 제1 사용자 장치(100)로부터 데이터 또는 영상정보를 수신하고, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율을 측정하여(S920), 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 갖도록, 제2 안테나(211)의 각도가 조정되도록 할 수 있다(S930).
그리고 제2 사용자 장치(200)는, 각도가 조정된 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율을 재차 측정하여(S940), 제2 안테나(211)의 각도가 조정되어도, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 확보하지 못한다고 판단되면(S950-N), 각도가 조정된 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보를 제1 사용자 장치(100)에 전달할 수 있다(S960).
제1 사용자 장치(100)는, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보가 수신되면, 제2 안테나(211)의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 갖도록, 제1 안테나(111)의 각도가 조정되도록 할 수 있다(S970).
그리고 제1 안테나(111)의 각도가 조정되면, 제1 사용자 장치(100)는, 페어링 연결된 제2 사용자 장치(200)에 데이터 또는 영상정보를 송신할 수 있다(S980).
제2 사용자 장치(200)는, 페어링 연결된 제2 사용자 장치(200)로부터 데이터 또는 영상정보를 수신하는 상태에서 사용자 머리의 움직임을 감지하여(S990-Y), 사용자 머리의 방향 및 위치 변위를 계산할 수 있다.
그리고, 제2 사용자 장치(200)는, 사용자 머리의 움직임이 감지되면(S990-Y), 사용자 머리의 방향 및 위치 변위에 대한 계산 결과에 따라 제2 안테나(211)의 각도가 재차 조정되도록 할 수 있다.
이를 통하여, 송수신간의 LOS 환경 조건이 만족되는 상태로, 제2 사용자 장치(200)를 통해, 데이터 및 영상정보가 출력되도록 할 수 있다(S995).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 제1 사용자 장치 110 : 제1 통신부
111 : 제1 안테나 112 : 제1 RF 통신모듈
120 : 제1 제어부 130 : 제1 엑츄에이터
131 : 제1 롤(Roll) 조정부 132 : 제1 피치(Pitch) 조정부
200 : 제2 사용자 장치 210 : 제2 통신부
211 : 제2 안테나 212 : 제2 RF 통신모듈
220 : 센서부 230 : 제2 제어부
240 : 제2 엑츄에이터 241 : 제2 롤(Roll) 조정부
242 : 제2 피치(Pitch) 조정부 250 : 영상 프로세서
260 : 디스플레이

Claims (8)

  1. 페어링 연결된 외부의 사용자 장치와 데이터 또는 영상정보를 송수신하는 통신부;
    자이로 센서 및 가속도 센서가 구비되어, 사용자 머리의 움직임을 감지하고, 사용자 머리의 방향 및 위치 변위를 계산하는 센서부;
    상기 센서부의 계산 결과에 따라 상기 통신부의 방향이 상기 외부의 사용자 장치의 통신수단을 향하도록, 상기 통신부의 각도가 조정되도록 하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 통신부의 각도를 조정하는 엑츄에이터;를 포함하고,
    상기 통신부는,
    복수의 안테나가 마련되고,
    상기 제어부는,
    상기 센서부의 계산 결과에 따라, 각각의 안테나의 수신 전파 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 또는 비트 오류 비율(BER, Bit Error Rate)이 최적 값을 갖도록, 각각의 안테나의 각도가 조정되도록 하고,
    상기 통신부는,
    복수의 안테나가 적어도 하나의 열과 적어도 하나의 행을 따라 배열되도록 마련되되, 배열된 열 또는 행에 따라 상기 배열된 각각의 안테나의 각도 조절이 가능한 방향이 다르게 구현되도록, 상기 복수의 안테나가 하나 이상의 어레이 구조로 형성되며,
    상기 엑츄에이터는,
    열 또는 행에 따라 형성되는 어레이 구조에 따라 상기 각각의 안테나의 각도가 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 하며,
    상기 엑츄에이터는,
    하나의 어레이 구조에 포함된 복수의 안테나를 롤링(Rolling)시키는 롤(Roll) 조정부; 및
    하나의 어레이 구조에 포함된 복수의 안테나를 피칭(Pitching)시키는 피치(Pitch) 조정부;를 포함하고,
    상기 엑츄에이터는,
    상기 복수의 안테나가 하나의 행을 따라 배열되어, 단일 어레이 구조를 형성하는 경우, 상기 롤 조정부가 각각 마련되어, 하나의 행을 따라 배열된 각각의 안테나가 개별적으로 롤링되도록 하되, 상기 피치 조정부가 단일 구조로 마련되어, 상기 복수의 안테나가 하나의 행을 따라 배열된 단일 어레이 구조가 피칭되도록 하며,
    상기 복수의 안테나가 하나의 열을 따라 배열되어, 어레이 구조를 형성하는 경우, 상기 피치 조정부가 각각 마련되어, 하나의 열을 따라 배열된 각각의 안테나가 개별적으로 피칭되도록 하되, 상기 롤 조정부가 단일 구조로 마련되어, 상기 복수의 안테나가 하나의 열을 따라 배열된 단일 어레이 구조가 롤링되도록 하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 각각의 안테나의 각도가 어레이 구조별로 개별 조정되도록 하되, 상기 각각의 안테나에 대한 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율을 어레이 구조별로 측정하여,
    상기 각각의 안테나 중 수신 전파 세기가 기설정된 세기 값 미만인 안테나 또는 비트 오류 비율이 기설정된 비율 값 이상인 안테나가 포함된 어레이 구조를 선별하여, 선별된 어레이 구조에 포함된 안테나의 각도를 조정하는 제1 오토 포커싱 모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    각각의 안테나의 각도가 어레이 구조별로 조정되도록 하되, 각각의 어레이 구조별로 초기에 설정된 기준 각도에서 -40°내지 40°의 범위 내에서 상기 각각의 안테나에 대한 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율의 최적 값을 갖도록 하는 제2 오토 포커싱 모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템.
  6. 삭제
  7. 자이로 센서 및 가속도 센서가 구비된 센서부가 사용자 머리의 움직임을 감지하고, 사용자 머리의 방향 및 위치 변위를 계산하는 단계;
    제어부가 상기 센서부의 계산 결과에 따라 통신부의 방향이 외부의 사용자 장치의 통신수단을 향하도록, 상기 통신부의 각도가 조정되도록 하는 제어신호를 엑츄에이터에 전달하는 단계; 및
    상기 엑츄에이터가 상기 제어신호에 따라 상기 통신부의 방향을 조정하는 단계;를 포함하고,
    상기 통신부의 방향을 조정하는 단계는,
    상기 센서부의 계산 결과에 따라, 각각의 안테나의 수신 전파 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 또는 비트 오류 비율(BER, Bit Error Rate)이 최적 값을 갖도록, 각각의 안테나의 각도가 조정되도록 하고,
    상기 통신부는,
    복수의 안테나가 마련되어, 복수의 안테나가 적어도 하나의 열과 적어도 하나의 행을 따라 배열되도록 마련되되, 배열된 열 또는 행에 따라 상기 배열된 각각의 안테나의 각도 조절이 가능한 방향이 다르게 구현되도록, 상기 복수의 안테나가 하나 이상의 어레이 구조로 형성되며,
    상기 엑츄에이터는,
    열 또는 행에 따라 형성되는 어레이 구조에 따라 상기 각각의 안테나의 각도가 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 하며,
    상기 엑츄에이터는,
    하나의 어레이 구조에 포함된 복수의 안테나를 롤링(Rolling)시키는 롤(Roll) 조정부; 및
    하나의 어레이 구조에 포함된 복수의 안테나를 피칭(Pitching)시키는 피치(Pitch) 조정부;를 포함하고,
    상기 엑츄에이터는,
    상기 복수의 안테나가 하나의 행을 따라 배열되어, 단일 어레이 구조를 형성하는 경우, 상기 롤 조정부가 각각 마련되어, 하나의 행을 따라 배열된 각각의 안테나가 개별적으로 롤링되도록 하되, 상기 피치 조정부가 단일 구조로 마련되어, 상기 복수의 안테나가 하나의 행을 따라 배열된 단일 어레이 구조가 피칭되도록 하며,
    상기 복수의 안테나가 하나의 열을 따라 배열되어, 어레이 구조를 형성하는 경우, 상기 피치 조정부가 각각 마련되어, 하나의 열을 따라 배열된 각각의 안테나가 개별적으로 피칭되도록 하되, 상기 롤 조정부가 단일 구조로 마련되어, 상기 복수의 안테나가 하나의 열을 따라 배열된 단일 어레이 구조가 롤링되도록 하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 방법.
  8. 하나 이상의 제1 안테나가 구비되어, 페어링 연결된 제2 사용자 장치에 데이터 또는 영상정보를 송신하는 제1 통신부, 제2 안테나의 수신 전파 세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) 또는 비트 오류 비율(BER, Bit Error Rate)이 최적 값을 갖도록, 제2 안테나의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율에 대한 정보를 수신하여, 제1 안테나의 각도가 조정되도록 하는 제1 제어부 및 상기 제1 제어부의 제어신호에 따라 상기 제1 안테나의 각도를 조정하는 제1 엑츄에이터를 포함하는, 제1 사용자 장치; 및
    하나 이상의 제2 안테나가 구비되고, 상기 페어링 연결된 제1 사용자 장치로부터 데이터 또는 영상정보를 수신하는 제2 통신부, 제2 안테나의 수신 전파 세기 또는 비트 오류 비율이 최적 값을 갖도록, 제2 안테나의 각도가 조정되도록 하는 제2 제어부 및 상기 제2 제어부의 제어신호에 따라 상기 제2 안테나의 각도를 조정하는 제2 엑츄에이터를 포함하는, 제2 사용자 장치;를 포함하고,
    각각의 통신부는,
    복수의 안테나가 마련되고,
    상기 각각의 통신부는,
    복수의 안테나가 적어도 하나의 열과 적어도 하나의 행을 따라 배열되도록 마련되되, 배열된 열 또는 행에 따라 상기 배열된 각각의 안테나의 각도 조절이 가능한 방향이 다르게 구현되도록, 상기 복수의 안테나가 하나 이상의 어레이 구조로 형성되며,
    상기 제2 엑츄에이터는,
    열 또는 행에 따라 형성되는 어레이 구조에 따라 상기 각각의 안테나의 각도가 어레이 구조별로에 개별 조정되도록 하며,
    하나의 어레이 구조에 포함된 복수의 안테나를 롤링(Rolling)시키는 제2 롤(Roll) 조정부; 및
    하나의 어레이 구조에 포함된 복수의 안테나를 피칭(Pitching)시키는 제2 피치(Pitch) 조정부;를 포함하고,
    상기 제2 통신부의 복수의 안테나가 하나의 행을 따라 배열되어, 단일 어레이 구조를 형성하는 경우, 상기 제2 롤 조정부가 각각 마련되어, 하나의 행을 따라 배열된 각각의 안테나가 개별적으로 롤링되도록 하되, 상기 제2 피치 조정부가 단일 구조로 마련되어, 상기 제2 통신부의 복수의 안테나가 하나의 행을 따라 배열된 단일 어레이 구조가 피칭되도록 하며,
    상기 제2 통신부의 복수의 안테나가 하나의 열을 따라 배열되어, 어레이 구조를 형성하는 경우, 상기 제2 피치 조정부가 각각 마련되어, 하나의 열을 따라 배열된 각각의 안테나가 개별적으로 피칭되도록 하되, 상기 제2 롤 조정부가 단일 구조로 마련되어, 상기 제2 통신부의 복수의 안테나가 하나의 열을 따라 배열된 단일 어레이 구조가 롤링되도록 하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치에 적용되는 엑츄에이터가 구비된 안테나 자동제어 시스템.
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