[go: up one dir, main page]

WO2018169379A1 - 블루투스 le 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

블루투스 le 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2018169379A1
WO2018169379A1 PCT/KR2018/003186 KR2018003186W WO2018169379A1 WO 2018169379 A1 WO2018169379 A1 WO 2018169379A1 KR 2018003186 W KR2018003186 W KR 2018003186W WO 2018169379 A1 WO2018169379 A1 WO 2018169379A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
advertising
channel
advertising channel
advertisement
channel set
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2018/003186
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
백종현
권영환
송태영
이민수
최진구
송종훈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Priority to US16/495,056 priority Critical patent/US10869183B2/en
Publication of WO2018169379A1 publication Critical patent/WO2018169379A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/005—Discovery of network devices, e.g. terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/06—Authentication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/50—Secure pairing of devices
    • H04W12/55—Secure pairing of devices involving three or more devices, e.g. group pairing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/14—Direct-mode setup
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/02—Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
    • H04W16/10—Dynamic resource partitioning
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for discovering a device using Bluetooth, which is a near field technology, in a wireless communication system.
  • the present invention relates to an advertisement channel used for discovering a device using Bluetooth Low Energy (BLE) technology.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • Bluetooth is a short-range wireless technology standard that can transmit and receive data by wirelessly connecting various devices in a short distance.
  • a user When performing wireless communication between two devices using Bluetooth communication, a user performs a procedure of searching for a Bluetooth device and requesting a connection. do.
  • the device may mean an apparatus and an apparatus.
  • the user may perform a connection after searching for the Bluetooth device according to the Bluetooth communication method to use using the Bluetooth device.
  • the Bluetooth communication method includes a basic rate / enhanced data rate (BR / EDR) method and a low energy (LE) method, which is a low power method.
  • the BR / EDR scheme may be referred to as Bluetooth Classic.
  • the Bluetooth classic includes Bluetooth technology that has been adopted since Bluetooth 1.0 using Basic Rate and Bluetooth technology that has used Enhanced Data Rate supported since Bluetooth 2.0.
  • Bluetooth Low Energy (hereinafter referred to as Bluetooth LE) technology has been applied since Bluetooth 4.0, and can consume hundreds of kilobytes (KB) of information stably with low power consumption.
  • the Bluetooth low energy energy technology uses an attribute protocol to exchange information between devices. This Bluetooth LE method can reduce energy overhead by reducing the header overhead and simplifying the operation.
  • Some Bluetooth devices do not have a display or a user interface.
  • the complexity of connection / management / control / disconnection between various kinds of Bluetooth devices and similarly applied Bluetooth devices is increasing.
  • Bluetooth can achieve a relatively high speed at a relatively low power, low cost, but the transmission distance is generally limited to a maximum of 100m, it is suitable for use in a limited space.
  • an object of the present invention is to propose a link layer protocol and a host controller interface to solve such a problem and to avoid interference occurring at a band boundary.
  • An aspect of the present invention provides a method for discovering an adjacent device in a wireless communication system using Bluetooth Low Energy (LE), wherein the method performed by the first device comprises: a first advertising channel set; Recognizing an advertising channel in which interference exists among the three advertising channels constituting C); Upon recognizing the advertising channel in which the interference exists, sending a command message to the second device indicating application of a protection mode, wherein the protection mode is non-connected. a mode for transmitting and receiving a message using a second advertising channel set updated from the first advertising channel set in a connection state; And receiving an advertising message from the second device through the second advertising channel set.
  • LE Bluetooth Low Energy
  • the second advertising channel set may be updated to additionally include at least one advertising channel in addition to the three advertising channels constituting the first advertising channel set.
  • control message is one of operation code information indicating update of the first advertising channel set, index information of the additionally included advertising channel or information on the number of advertising channels included in the second advertising channel set. At least one method.
  • the second advertising channel set may be updated to replace the advertising channel having the interference with a specific channel among data channels used for transmitting and receiving data.
  • control message includes at least one of operation code information indicating update of the first advertising channel set, index information of the advertising channel in which the interference exists, or index information of the specific channel to be replaced. can do.
  • the information related to the update may include information related to an auxiliary advertising channel available in the second device or information related to an advertising channel set available in the second device.
  • the first device and the second device may be configured to form a mesh network.
  • control message includes operation code information indicating update of the first advertising channel set, index information of an advertising channel in which the interference exists, and index information of an advertising channel added to the first advertising channel set. It may include at least one of the number information of the advertising channel included in the second set of advertising channels or hop count information for limiting the maximum hop (maximum hop).
  • control message may be dropped by said second device or transmitted to one or more adjacent devices in accordance with said hop count value.
  • Another aspect of the present invention provides a first device for discovering an adjacent device in a wireless communication system using Bluetooth low energy (LE), the first device comprising: a communication unit for wirelessly or wired communication with an external device; And a processor operatively connected to the communication unit, wherein the processor recognizes an advertising channel having interference among three advertising channels constituting a first advertising channel set, and wherein the interference exists.
  • a command message is sent to the second device instructing the application of the protection mode, wherein the protection mode is in the non-connection state.
  • a mode for transmitting and receiving a message using a second advertising channel set updated from a first advertising channel set, and receiving an advertising message from the second device through the second advertising channel set. Can be.
  • the second advertising channel set may be updated to additionally include at least one advertising channel in addition to the three advertising channels constituting the first advertising channel set.
  • control message is one of operation code information indicating update of the first advertising channel set, index information of the additionally included advertising channel or information on the number of advertising channels included in the second advertising channel set. It may include at least one.
  • the second advertising channel set may be updated to replace the advertising channel having the interference with a specific channel among data channels used for transmitting and receiving data.
  • control message includes at least one of operation code information indicating update of the first advertising channel set, index information of the advertising channel in which the interference exists, or index information of the specific channel to be replaced. can do.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system using the Bluetooth low power energy technology proposed in the present specification.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device that can implement the methods proposed herein.
  • FIG. 3 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed herein may be applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) of Bluetooth low power energy.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of forming a connection using Bluetooth low energy (LE) between devices.
  • LE Bluetooth low energy
  • FIG. 7 is a diagram for describing a frequency band of a BLE advertisement channel as an embodiment to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a frequency band of an advertising channel as an embodiment to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an advertising channel set additionally using an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and illustrates a Generic Access Profile (GAP) timer according to the use of an additional advertising channel.
  • GAP Generic Access Profile
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an advertising channel set additionally using an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an advertising event according to a changed advertising channel set according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is an embodiment to which the present invention may be applied and shows an example of a method of performing an advertisement using four fixed channels.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of changing an advertising channel set according to whether an interference exists in an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an format of an advertisement packet indicating whether to apply a protection mode of an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a method of changing an advertising channel set according to whether an interference exists in an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a format of a control message indicating whether to apply a protection mode of an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of changing an advertisement channel set through a negotiation procedure according to whether interference exists in an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a format of a control message indicating whether to apply a protection mode of an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 20 is a flowchart illustrating a method of changing an advertising channel set according to whether an interference exists in an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an format of an advertisement packet indicating whether to apply a protection mode of an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a method of changing an advertising channel set according to whether an interference exists in an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a format of control information including advertisement channel information related to application of a protection mode of an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 24 is a flowchart illustrating a method of changing an advertisement channel set through a negotiation procedure according to whether interference exists in an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 25 is a diagram for describing a method of protecting an advertising channel in a mesh network according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a method of releasing protection of an advertising channel in a mesh network according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • 27 and 28 are embodiments to which the present invention may be applied and are a view for explaining a method of applying a protection mode of an advertising channel according to an interference environment for each region when constructing a wide area mesh network.
  • 29 and 30 are flowcharts illustrating a method of changing a scanning mode according to the presence or absence of interference as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 31 is a diagram for describing an operation between a new device and a legacy device when a protection mode of an advertisement channel is applied as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • 32 is a diagram for describing a method of applying a protection mode of an advertising channel according to an embodiment to which the present invention can be applied.
  • FIG. 33 is a diagram to describe a method for periodically indicating whether a protection mode is applied to an advertisement channel as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 34 is a diagram for describing a method of periodically indicating whether a protection mode is applied to an advertisement channel as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 35 is a diagram for explaining a method of applying a protection mode of an advertisement channel according to an interference environment for each region when constructing a wide area mesh network according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • 36 is a view illustrating an example of a method for protecting an advertising channel in an embodiment to which the present invention can be applied.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system using the Bluetooth low power energy technology proposed in the present specification.
  • the wireless communication system 100 includes at least one server device 120 and at least one client device 110.
  • the server device and the client device perform Bluetooth communication by using Bluetooth Low Energy (BLE) technology.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • BLE technology Compared to Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate (BR / EDR) technology, BLE technology has a relatively small duty cycle, enables low-cost production, and significantly reduces power consumption through low data rates. If you use a coin cell battery, it can operate for more than a year.
  • BR / EDR Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate
  • the BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and the packet size is smaller than that of the Bluetooth BR / EDR technology.
  • the number of RF channels is 40
  • the data rate supports 1Mbps
  • the topology is a scatternet structure
  • latency is 3ms
  • (6) output power is less than 10mW (10dBm)
  • (7) is mainly used in applications such as mobile phones, watches, sports, healthcare, sensors, device control.
  • the server device 120 may operate as a client device in relation to other devices, and the client device may operate as a server device in relation to other devices. That is, in the BLE communication system, any one device may operate as a server device or a client device, and if necessary, operate as a server device and a client device.
  • the server device 120 may include a data service device, a slave device device, a slave, a server, a conductor, a host device, a gateway, and a sensing device.
  • a sensing device a monitoring device (monitoring device), a first device, etc.
  • the client device 110 is a master device (master device), master (master), client, member, sensor device It may be represented as a sink device, a collector, a second device, a third device, or the like.
  • the server device and the client device correspond to the main components of the wireless communication system, and the wireless communication system may include other components in addition to the server device and the client device.
  • the server device When the server device receives data from the client device and directly communicates with the client device, and receives a data request from the client device, the server device provides the data to the client device through a response.
  • the server device sends a notification message and an indication message to the client device to provide data information to the client device.
  • the server apparatus transmits an instruction message to the client apparatus, the server apparatus receives a confirmation message corresponding to the instruction message from the client.
  • the server device provides data information to the user through a display unit or receives a request input from the user through a user input interface in the process of transmitting and receiving notification, instruction, and confirmation messages with the client device. can do.
  • the server device may read data from a memory unit or write new data to a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the client device.
  • one server device may be connected to a plurality of client devices, and may be easily reconnected (or connected) with client devices by using bonding information.
  • the client device 120 refers to a device for requesting data information and data transmission from a server device.
  • the client device receives data from the server device through a notification message, an instruction message, and the like, and when receiving an instruction message from the server device, sends a confirmation message in response to the instruction message.
  • the client device may provide information to the user through an output unit or receive an input from the user through an input unit in the process of transmitting and receiving messages with the server device.
  • the client device may read data from a memory or write new data to a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the server device.
  • Hardware components such as an output unit, an input unit, and a memory of the server device and the client device will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • the wireless communication system may configure Personal Area Networking (PAN) through Bluetooth technology.
  • PAN Personal Area Networking
  • the wireless communication system by establishing a private piconet between devices, files, documents, and the like can be exchanged quickly and securely.
  • the present invention proposes a method for measuring the physical activity of the human, and transmitting and processing the measured data through the Bluetooth LE to provide to the user in order to solve this problem.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device that can implement the methods proposed herein.
  • the server device may include an output unit 111, a user input interface 112, a power supply unit 113, a processor 114, and a memory unit. , 115), a Bluetooth interface 116, another communication interface 117, and a communication unit (or a transceiver unit 118).
  • the output unit 111, the input unit 112, the power supply unit 113, the processor 114, the memory 115, the Bluetooth interface 116, the other communication interface 117 and the communication unit 118 are proposed herein. It is functionally linked to perform the method.
  • the client device may include a display unit 121, a user input interface 122, a power supply unit 123, a processor 124, a memory unit 125, and a Bluetooth interface. (Bluetooth Interface) 126 and a communication unit (or a transceiver unit 127).
  • Bluetooth Interface Bluetooth Interface
  • the output unit 121, the input unit 122, the power supply unit 123, the processor 124, the memory 125, the Bluetooth interface 126, and the communication unit 127 are used to perform the method proposed in this specification. Functionally connected
  • the Bluetooth interface 116, 126 refers to a unit (or module) capable of transmitting data or request / response, command, notification, indication / confirmation message, etc. between devices using Bluetooth technology.
  • the memories 115 and 125 are units implemented in various types of devices and refer to units in which various kinds of data are stored.
  • the processor 114, 124 refers to a module that controls the overall operation of the server device or the client device, and controls to process a message request and a received message through a Bluetooth interface and another communication interface.
  • the processors 114 and 124 may be represented by a controller, a control unit, a controller, or the like.
  • the processors 114 and 124 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • ASICs application-specific integrated circuits
  • the processor 114, 124 controls the communication unit to receive an advertising message from a server device, transmits a scan request message to the server device, and scans in response to the scan request from the server device.
  • the communication unit controls the communication unit to receive a scan response message, and controls the communication unit to transmit a connect request message to the server device for establishing a Bluetooth connection with the server device.
  • the processor 114 and 124 may also read or write data from the server device using a property protocol after a Bluetooth LE connection is formed through the connection procedure. To control.
  • the memories 115 and 125 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and / or other storage devices.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards, storage media, and / or other storage devices.
  • the communication unit 118 and 127 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memories 115 and 125 may be inside or outside the processors 114 and 124, and may be connected to the processors 114 and 124 by various well-known means.
  • the output units 111 and 121 refer to modules for providing device status information and message exchange information to a user through a screen.
  • the power supply unit refers to a module for supplying power required for the operation of the components by receiving the external power, the internal power under the control of the controller.
  • BLE technology has a small duty cycle, and the low data rate can greatly reduce power consumption, so that the power supply is required for the operation of each component with less output power (10 mW (10 dBm or less)). Can supply power.
  • the input units 112 and 122 refer to a module that provides a user's input to the controller like a screen button so that the user can control the operation of the device.
  • FIG. 3 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
  • device A corresponds to a master in a piconet (piconet A, shaded portion) having device B and device C as slaves.
  • a piconet means a set of devices occupying a shared physical channel in which any one of a plurality of devices is a master and the remaining devices are connected to the master device.
  • the BLE slave does not share a common physical channel with the master. Each slave communicates with the master through a separate physical channel. There is another piconet (piconet F) with master device F and slave device G.
  • a scatternet means a group of piconets in which connections between other piconets exist.
  • Device K is a master of device L and a slave of device M.
  • Device O is also on scatternet O.
  • Device O is a slave of device P and a slave of device Q.
  • Device D is an advertiser and device A is an initiator (group D).
  • Device E is a scanner and device C is an advertiser (group C).
  • Device H is an advertiser and devices I and J are scanners (group H).
  • Device K is also an advertiser and device N is an initiator (group K).
  • Device R is the advertiser and device O is the initiator (group R).
  • Devices A and B use one BLE piconet physical channel.
  • Devices A and C use another BLE piconet physical channel.
  • device D advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel, and device A is an initiator.
  • Device A may establish a connection with device D and add the device to piconet A.
  • device C advertises on the ad physical channel using some type of advertisement event captured by scanner device E.
  • Group D and Group C may use different advertising physical channels or use different times to avoid collisions.
  • Piconet F has one physical channel. Devices F and G use one BLE piconet physical channel. Device F is the master and device G is the slave.
  • Group H has one physical channel. Devices H, I and J use one BLE advertising physical channel. Device H is an advertiser and devices I and J are scanners.
  • devices K and L use one BLE piconet physical channel.
  • Devices K and M use another BLE piconet physical channel.
  • device K advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel
  • device N is an initiator.
  • Device N may form a connection with device K.
  • device K becomes a slave of two devices and simultaneously becomes a master of one device.
  • devices O and P use one BLE piconet physical channel.
  • Devices O and Q use another BLE piconet physical channel.
  • device R advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel, and device O is an initiator.
  • Device O may form a connection with device R.
  • device O becomes a slave of two devices and simultaneously becomes a master of one device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed herein may be applied.
  • FIG. 4 shows an example of a protocol stack of Bluetooth Basic Rate (BR) / Enhanced Data Rate (EDR), and (b) shows a protocol stack of Bluetooth Low Energy (LE). An example is shown.
  • BR Basic Rate
  • EDR Enhanced Data Rate
  • LE Bluetooth Low Energy
  • the Bluetooth BR / EDR protocol stack has an upper controller stack 10 and a lower controller stack based on a host controller interface (HCI) 18. It may include a host stack (20) of.
  • HCI host controller interface
  • the host stack (or host module) 20 refers to a wireless transceiver module for receiving a 2.4 GHz Bluetooth signal and hardware for transmitting or receiving a Bluetooth packet. Control and perform actions.
  • the host stack 20 may include a BR / EDR PHY layer 12, a BR / EDR baseband layer 14, and a link manager layer 16.
  • the BR / EDR PHY layer 12 is a layer for transmitting / receiving a 2.4 GHz radio signal and may transmit data by hopping 79 RF channels when using Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation.
  • GFSK Gaussian Frequency Shift Keying
  • the BR / EDR baseband layer 14 plays a role of transmitting a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a 625us length time slot for each channel.
  • the link manager layer 16 controls the overall operation (link setup, control, security) of the Bluetooth connection by using a link manager protocol (LMP).
  • LMP link manager protocol
  • the link manager layer 16 may perform the following functions.
  • the host controller interface layer 18 provides an interface between the host module and the controller module so that the host can provide commands and data to the controller, and the controller can provide events and data to the host.
  • the host stack (or host module) 20 may include a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21), a security manager (SM, 22), an attribute protocol (Protocol, 23), a generic attribute profile, GATT 24), Generic Access Profile (GAP) 25, BR / EDR Profile 26.
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • SM security manager
  • GATT Generic Access Profile
  • GAP Generic Access Profile
  • the logical link control and adaptation protocol (L2CAP) 21 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP 21 may multiplex various protocols, profiles, etc. provided by a higher layer of Bluetooth.
  • L2CAP of Bluetooth BR / EDR uses dynamic channel, supports protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, and provides segmentation, reassembly, per-channel flow control, and error control.
  • the Security Manager (SM) 22 is a protocol for authenticating a device and providing key distribution.
  • the generic attribute profile GATT 24 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 23 is used in the construction of services.
  • the general attribute profile 24 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with the services.
  • the generic attribute profile 24 and the attribute protocol may use features to describe the state and services of a device, and to describe how features relate to each other and how they are used.
  • the properties Protocol (23) and Profiles (26) define the definition of a service (profile) using Bluetooth BR / EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the Generic Access Profile (GAP) 25 ) Defines how devices are discovered, connected, and presented to users, and provides privacy.
  • GAP Generic Access Profile
  • the Bluetooth LE protocol stack is a controller stack 30 operable to handle timing-critical radio interface and a host operable to process high level data. It contains a stack (Host stack, 40).
  • the controller stack 30 may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth radio, for example, a processor module that may include a processing device such as a microprocessor.
  • the host stack may be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instance of a package on the OS.
  • controller stack and the host stack can be operated or executed on the same processing device in the processor module.
  • the controller stack 30 includes a physical layer (PHY) 32, a link layer 34, and a host controller interface 36.
  • PHY physical layer
  • link layer 34 link layer
  • host controller interface 36 host controller interface
  • the physical layer (PHY) 32 is a layer that transmits and receives a 2.4 GHz radio signal and uses GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation and a frequency hopping technique composed of 40 RF channels.
  • GFSK Gausian Frequency Shift Keying
  • the link layer 34 which transmits or receives a Bluetooth packet, creates a connection between devices after performing advertising and scanning functions using three advertising channels, and generates up to 257 bytes of data packets through 37 data channels. Provides the ability to send and receive.
  • the host stack includes a generic access profile (GAP) 40, a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 41), a security manager (SM, 42), an attribute protocol (ATT, 440), and a general attribute profile.
  • GAP generic access profile
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • SM security manager
  • ATT attribute protocol
  • 440 general attribute profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • GATT Generic Access Profile
  • LT profile 46 may be included.
  • the host stack 40 is not limited to this and may include various protocols and profiles.
  • the host stack uses L2CAP to multiplex the various protocols, profiles, etc. provided by Bluetooth.
  • L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol 41 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP 41 may be operable to multiplex data among higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
  • Bluetooth LE uses three fixed channels (one for the signaling channel, one for the Security Manager, and one for the Attribute protocol).
  • BR / EDR Base Rate / Enhanced Data Rate
  • the SM (Security Manager) 42 is a protocol for authenticating a device and providing key distribution.
  • Attribute Protocol (ATT) 43 defines a rule for accessing data of a counterpart device in a server-client structure. ATT has six message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
  • the Request message is a message for requesting specific information from the client device to the server device
  • the Response message is a response message to the request message, which is a message transmitted from the server device to the client device.
  • Command message A message sent from the client device to the server device to indicate a command of a specific operation.
  • the server device does not transmit a response to the command message to the client device.
  • Notification message This message is sent from the server device to the client device for notification such as an event.
  • the client device does not transmit a confirmation message for the notification message to the server device.
  • Indication and Confirm message This message is transmitted from the server device to the client device for notification such as an event. Unlike the notification message, the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device.
  • the present invention transmits a value for the data length when a long data request is made in the GATT profile using the attribute protocol (ATT, 43) so that the client can know the data length clearly, and from the server using the UUID (Characteristic) Can receive the value.
  • ATT attribute protocol
  • UUID Consumer User Data
  • the General Access Profile (GAP) 45 is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology, and is used to control role selection and multi-profile operation for communication between Bluetooth LE devices.
  • the general access profile 45 is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, and defines a method of providing information to a user, and defines the type of an attribute as follows.
  • UUID Universal Unique Identifier, value type
  • the LE profile 46 is mainly applied to a Bluetooth LE device as profiles having a dependency on GATT.
  • the LE profile 46 may be, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, and the like. Details of GATT-based Profiles are as follows.
  • the generic attribute profile GATT 44 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 43 is used in the construction of services.
  • the generic attribute profile 44 may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with the services.
  • the generic attribute profile 44 and the attribute protocol may use features to describe the state and services of a device, and how features relate to each other and how they are used.
  • the BLE procedure may be classified into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, a connecting procedure, and the like.
  • the device filtering procedure is a method for reducing the number of devices performing a response to a request, an indication, a notification, and the like in the controller stack.
  • the controller stack can control the number of requests sent, reducing power consumption in the BLE controller stack.
  • the advertising device or scanning device may perform the device filtering procedure to limit the device receiving the advertising packet, scan request or connection request.
  • the advertising device refers to a device that transmits an advertising event, that is, performs an advertisement, and is also referred to as an advertiser.
  • the scanning device refers to a device that performs scanning and a device that transmits a scan request.
  • the scanning device when the scanning device receives some advertising packets from the advertising device, the scanning device should send a scan request to the advertising device.
  • the scanning device may ignore the advertisement packets transmitted from the advertisement device.
  • the device filtering procedure may also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is not necessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.
  • the advertising device performs an advertising procedure to perform a non-directional broadcast to the devices in the area.
  • non-directional broadcast refers to broadcast in all directions rather than broadcast in a specific direction.
  • Non-directional broadcasts refer to broadcasts in a particular direction. Non-directional broadcasts occur without a connection procedure between an advertising device and a device in a listening (or listening) state (hereinafter referred to as a listening device).
  • the advertising procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.
  • the advertising procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to the scanning devices that are listening on the advertising channel.
  • the advertising devices may receive a scan request from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertising device.
  • the advertising device transmits a response to the scan request to the device that sent the scan request through the same advertising physical channel as the received advertising physical channel.
  • Broadcast user data sent as part of an advertisement packet is dynamic data, while scan response data is generally static data.
  • the advertising device may receive a connection request from the initiating device on the advertising (broadcast) physical channel. If the advertising device used a connectable advertising event and the initiating device was not filtered by the device filtering procedure, the advertising device stops the advertising and enters the connected mode. The advertising device may start advertising again after the connected mode.
  • the device performing the scanning i.e., the scanning device, performs a scanning procedure to listen to the non-directional broadcast of the user data from the advertising devices using the advertising physical channel.
  • the scanning device sends a scan request to the advertising device via the advertising physical channel to request additional user data from the advertising device.
  • the advertising device transmits a scan response that is a response to the scan request, including additional user data requested by the scanning device over the advertising physical channel.
  • the scanning procedure can be used while connected to other BLE devices in the BLE piconet.
  • the scanning device If the scanning device is in an initiator mode that can receive the broadcasted advertising event and initiate a connection request, the scanning device sends the connection request to the advertising device via the advertising physical channel to the advertising device. You can start a Bluetooth connection with.
  • the scanning device When the scanning device sends a connection request to the advertising device, the scanning device stops initiator mode scanning for further broadcast and enters the connected mode.
  • 'Bluetooth devices' Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter referred to as 'Bluetooth devices') perform an advertisement procedure and a scanning procedure to find devices that are nearby or to be found by other devices within a given area.
  • the discovery procedure is performed asymmetrically.
  • a Bluetooth device that attempts to find another device around it is called a discovering device and listens for devices that advertise a scannable advertisement event.
  • Bluetooth devices discovered and available from other devices are referred to as discoverable devices, and actively broadcast advertising events so that other devices can scan through an advertising (broadcast) physical channel.
  • Both the discovering device and the discoverable device may already be connected with other Bluetooth devices in the piconet.
  • connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires the other Bluetooth device to perform the scanning procedure while the specific Bluetooth device performs the advertisement procedure.
  • the advertising procedure can be the goal, so that only one device will respond to the advertising.
  • the connection may be initiated by sending a connection request to the advertising device via the advertising (broadcast) physical channel.
  • the link layer LL enters the advertisement state by the instruction of the host (stack). If the link layer is in the advertisement state, the link layer sends advertisement packet data units (PDUs) in the advertisement events.
  • PDUs advertisement packet data units
  • Each advertising event consists of at least one advertising PDU, which is transmitted via the advertising channel indexes used.
  • the advertisement event may terminate when the advertisement PDU is transmitted through each of the advertisement channel indexes used, or may terminate the advertisement event earlier when the advertisement device needs to make space for performing another function.
  • the link layer enters the scanning state by the indication of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertising channel indices.
  • scanning states There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning, each scanning type being determined by the host.
  • ScanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.
  • the link layer must listen for completion of all scan intervals in the scan window as instructed by the host. In each scan window, the link layer must scan a different advertising channel index. The link layer uses all available advertising channel indexes.
  • the link layer When passive scanning, the link layer only receives packets and does not transmit any packets.
  • the link layer When active scanning, the link layer performs listening to rely on the advertising PDU type, which may request advertising PDUs and additional information related to the advertising device from the advertising device.
  • the link layer enters the initiation state by the indication of the host (stack).
  • the link layer When the link layer is in the initiating state, the link layer performs listening for the advertising channel indexes.
  • the link layer listens for the advertising channel index during the scan window period.
  • the link layer enters the connected state when the device performing the connection request, i.e., the initiating device, sends the CONNECT_REQ PDU to the advertising device or when the advertising device receives the CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
  • connection After entering the connected state, the connection is considered to be created. However, it does not need to be considered to be established at the time the connection enters the connected state. The only difference between the newly created connection and the established connection is the link layer connection supervision timeout value.
  • the link layer that performs the master role is called a master, and the link layer that performs the slave role is called a slave.
  • the master controls the timing of the connection event, and the connection event is the point in time when the master and the slave are synchronized.
  • BLE devices use the packets defined below.
  • the link layer has only one packet format used for both advertisement channel packets and data channel packets.
  • Each packet consists of four fields: Preamble, Access Address, PDU, and CRC.
  • the PDU When one packet is sent on an advertising physical channel, the PDU will be an advertising channel PDU, and when one packet is sent on a data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
  • the advertising channel PDU Packet Data Unit
  • PDU Packet Data Unit
  • the PDU type field of the advertising channel PDU included in the header indicates a PDU type as defined in Table 1 below.
  • Advertising PDU (Advertising PDU )
  • advertising channel PDU types are called advertising PDUs and are used in specific events.
  • ADV_IND Connectable Non-Oriented Ads Event
  • ADV_DIRECT_IND Connectable Directional Advertising Event
  • ADV_NONCONN_IND Non-Connectable Non-Oriented Ads Event
  • ADV_SCAN_IND Scannable Non-Oriented Ads Event
  • the PDUs are transmitted at the link layer in the advertisement state and received by the link layer in the scanning state or initiating state.
  • the advertising channel PDU type below is called a scanning PDU and is used in the state described below.
  • SCAN_REQ Sent by the link layer in the scanning state and received by the link layer in the advertising state.
  • SCAN_RSP Sent by the link layer in the advertising state and received by the link layer in the scanning state.
  • the advertising channel PDU type below is called the initiating PDU.
  • CONNECT_REQ Sent by the link layer in the initiating state and received by the link layer in the advertising state.
  • the data channel PDU has a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a message integrity check (MIC) field.
  • MIC message integrity check
  • the procedure, state, packet format, etc. in the BLE technology may be applied to perform the methods proposed herein.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT profile of Bluetooth low power energy.
  • the GATT Generic Attribute Profile
  • a peripheral device for example, a sensor device serves as a GATT server, and has a definition of a service and a characteristic.
  • the GATT client sends a data request to the GATT server, and all transactions begin at the GATT client and receive a response from the GATT server.
  • the GATT-based operating structure used in the Bluetooth LE is based on Profile, Service, and Characteristic, and may form a vertical structure as shown in FIG. 5.
  • the profile consists of one or more services, and the service may consist of one or more features or other services.
  • the service divides data into logical units and may include one or more characteristics or other services.
  • Each service has a 16-bit or 128-bit identifier called the Universal Unique Identifier (UUID).
  • UUID Universal Unique Identifier
  • the characteristic is the lowest unit in the GATT based operation structure.
  • the property contains only one data and has a UUID of 16 bits or 128 bits similar to the service.
  • the property is defined as a value of various pieces of information and requires one attribute to contain each piece of information. Multiple properties of the above properties can be used.
  • the attribute consists of four components and has the following meaning.
  • Type the type of attribute
  • the present invention proposes a method in which a sensor measures and stores human activity using a GATT-based operation structure of the Bluetooth LE, and a client retrieves stored information from the sensor.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of forming a connection using Bluetooth low energy (LE) between devices.
  • LE Bluetooth low energy
  • the first device 300 transmits an advertising message to the second device for the Bluetooth LE connection between the first device 300 and the second device 400. (S6010).
  • the advertisement message is used to provide its own information to other devices using Bluetooth LE, and may include various information such as service information and user information provided by the device.
  • a connection request message for requesting a Bluetooth LE connection to the sound first device 300 (Connection request) message (S6020), and the first device 300 and the second device 400 form a Bluetooth Low Energy (LE) connection (S6030).
  • the Bluetooth standard technology (for example, Bluetooth Specification V4.0) is divided into Core Specs by Basic Rate / Enhanced Data Rate (BR / EDR) and Low Energy (LE).
  • BR / EDR occupies the market dominant advantage of short-range wireless personal area network (WPAN) technology and is a wireless communication technology applied to many products.
  • Bluetooth LE Bluetooth Low Energy, BLE
  • V4.0 Bluetooth Standard V4.0
  • the BLE performs communication using an Industry-Science-Medical (ISM) frequency band (or band) (eg, 2.4-2.4835 GHz) in the 2.4 GHz band.
  • ISM Industry-Science-Medical
  • band eg, 2.4-2.4835 GHz
  • three advertisement channels are used in BLE for device discovery. At this time, two channels are present at a band edge among three designated primary advertising channels.
  • the three basic advertising channels are collectively referred to as a primary advertising channel set.
  • Three advertising channels included in the basic advertising channel set may be preset in a device using a Bluetooth protocol, and in the present specification, the channel indexes are described on the premise of 37, 38, and 39, but the present invention is not limited thereto. Alternatively, it may have a different channel index value.
  • FIG. 7 is a diagram for describing a frequency band of a BLE advertisement channel as an embodiment to which the present invention can be applied.
  • a total of 40 channels from CH0 to CH39 may be used within the operating frequency band of the BLE, and a frequency band may be allocated to each channel.
  • a 2.4 GHz ISM band is used as an operating frequency, and specifically, a frequency band of 2400 to 2483.5 MHz may be used.
  • the basic advertising channel set 7010 may include CH37, CH38, and CH39 as illustrated in FIG.
  • the basic advertising channel set 7010 may be configured as a channel used only for advertising purposes.
  • the data channel set 7020 represents the remaining data channels except for the three advertisement channels included in the basic advertisement channel set 7010 among all the channels, and the data channel represents a channel used for transmitting and receiving data.
  • the data channel set 7020 may be referred to as an auxiliary advertising channel set. That is, in an embodiment to be described later, one or more data channels in the remaining data channels except the three advertising channels included in the basic advertising channel set 7010, that is, the data channel set 7020 may be used as auxiliary advertising channels. have.
  • CH37 and CH39 among the advertisement channels of the basic advertisement channel set 7010 are located at the boundary of the BLE frequency band including 40 channels. Since some channels of the basic advertisement channel set 7010 used only for advertisement or scanning are located at both edges of the entire frequency band, there may be a problem that the efficiency of advertisement and device search due to interference may be degraded. It demonstrates with reference to the following drawings.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a frequency band of an advertising channel as an embodiment to which the present invention can be applied.
  • interference by another communication technology may occur at the boundary of the BLE frequency band using the 2.4 GHz ISM band.
  • the boundary including CH37 there is an auction plan in the band 2350-2390 MHz by Ofcom (British Broadcasting and Communications Commission) for LTE service.
  • Ofcom Broadcasting and Communications Commission
  • the channel having the channel indexes 37 and 39 located at the boundary of the BLE frequency band among the basic advertisement channel set 8010 may be used for advertisement.
  • the decrease in advertisement efficiency is a problem.
  • the present invention proposes a link layer protocol and a host controller interface to solve such a problem and to avoid interference occurring at a band boundary.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an advertising channel set additionally using an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • an advertising event may be defined as shown in FIG. 9 (a).
  • An advertisement event represents a series of one or more advertisement packets transmitted from an advertiser through an advertising channel.
  • the advertising packet may include an advertising channel PDU.
  • advertising packets may be transmitted in three advertising channels during an advertising event, and a time interval of 10 ms or less (that is, advertising time) for each advertising packet transmission. ) May be assigned.
  • an advertising event when four advertising channels are used, an advertising event may be defined as shown in FIG. 9 (b).
  • the channel index added to the existing advertising channel set is defined as having a value of n.
  • an advertisement packet may be transmitted in four advertisement channels, and a time interval of 10 ms or less may be allocated to each advertisement packet transmission as before.
  • GAP Generic Access Profile
  • FIG. 10 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and illustrates a Generic Access Profile (GAP) timer according to the use of an additional advertising channel.
  • GAP Generic Access Profile
  • advertisement events and intervals may be defined as shown in FIG. 10 (a).
  • the advertisement event may include one or more advertisement times for transmitting the advertisement packet.
  • the time allocated for the advertisement event (i.e., T_advEvent) represents an advertisement interval (i.e., advInterval) in which the actual advertisement packet is transmitted, and an advertisement delay (i.e., advDelay) representing the delay time that may occur during the transmission of the advertisement packet. It may include.
  • a timer value for an advertisement or scan of a GAP may be changed as shown in FIG. 10 (b).
  • the minimum value of T_GAP (adv_fast_interval1_coded) indicating an advertisement interval from minimum to maximum in the GAP mode of the LE coded PHY may be changed to 120 ms.
  • a minimum value of T_GAP (adv_fast_interval1) indicating an advertisement interval from minimum to maximum may be changed to 40 ms.
  • a T_GAP (scan_fast_interval) indicating a scan interval of a discovery or connection establishment procedure in the LE 1M PHY may have a value of 40 ms to 80 ms.
  • T_GAP (scan_fast_window_coded) indicating a scan window of a discovery or connection establishment procedure may be changed to 80 ms.
  • T_GAP (scan_fast_window) indicating a scan window of a discovery or connection establishment procedure may be changed to 80 ms.
  • timer values defined in the GAP may be changed as shown in FIG. 10.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an advertising channel set additionally using an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • an advertisement packet may be transmitted in four advertisement channels within the same length as the advertisement event length (or interval) in the existing BLE technology.
  • each advertisement time can be reduced as shown in FIG. Specifically, an interval of 7.5 ms or less may be allocated to each advertisement time.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an advertising event according to a changed advertising channel set according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the existing advertising channel set and the changed (or updated) advertising channel set may include three advertising channels in the same manner.
  • the existing advertising channel set is replaced with the first advertising channel set (or the primary advertising channel set), and the changed (or updated) advertising channel set is the second advertising channel set (or the secondary advertising channel). Three).
  • the first advertising channel set may include three advertising channels (ie, channels having channel indexes of 37, 38, and 39) (described above in FIG. 9A).
  • the channel in which the interference exists may be replaced (or changed) with another channel.
  • the replaced channel may be any one channel of the data channel set, and the channel index may have any value (hereinafter, denoted as n) of index values of the remaining channels except for the advertising channels included in the first advertising channel set. Can be.
  • the second advertising channel set may be generated by replacing CH39 of the first advertising channel set with CHn.
  • the second advertisement channel set may be generated by replacing CH37 of the first advertisement channel set with CHn.
  • the second advertising channel set may be generated by replacing CH38 of the first advertising channel set with CHn.
  • the advertisement may be performed using the second advertisement channel set changed (or updated) in the first advertisement channel set.
  • the advertisement may be performed while maintaining the same length, advertisement time, or interval of the existing advertisement event.
  • FIG. 13 is an embodiment to which the present invention may be applied and shows an example of a method of performing an advertisement using four fixed channels.
  • an existing advertising channel set includes four advertising channels instead of three.
  • advertisement packets may be transmitted and received between BLE devices using four fixed channels.
  • a new physical channel set (that is, a basic advertising channel set) including four advertising channels may be defined.
  • the channel indexes of the four advertising channels may have values of 37, 38, 39 and n, respectively.
  • a channel set including the remaining channels except for the channel included in the newly defined physical channel set may configure a data channel set (or a reporting advertisement channel set).
  • FIG. 13 (a) shows an advertising channel map of an existing basic advertising channel set including three advertising channels.
  • a field indicating a channel to be added may be added to the advertising channel map as shown in FIG. 13 (b).
  • the advertisement channel map parameter illustrated in FIG. 13 may be included in the LE_Set_Advertising_Parameters Command among HCI commands.
  • the advertiser may perform an advertisement using the new physical channel set.
  • the method described above with reference to FIGS. 9 through 11 may be applied to the link layer operation.
  • the scanner may perform scanning during the scan window on the new physical channel set.
  • a basic advertisement channel set may be configured using four advertisement channels, and an advertisement or scan may be performed using the corresponding basic advertisement channel.
  • an advertisement or scan may be performed using the corresponding basic advertisement channel.
  • a protected mode may be applied when interference is present, and an advertisement non-protected mode may be applied when no interference exists.
  • the BLE device may recognize whether there is interference in the existing advertisement channel set in various ways. For example, the device may recognize whether the interference exists by using a higher level, an application, or the like, and may receive related information from the user.
  • the advertiser can perform the advertisement as before. If there is interference, i.e. in protected mode, the advertiser may perform advertising on four advertising channels (add new advertising channels) or three advertising channels (interfering channel replacements).
  • the scanner may determine whether the protection mode is applied from the advertiser, and when the protection mode is applied, the scanner may perform scanning using four channels.
  • the new advertising channel PDU may be used when the scanner determines whether to protect mode from the advertiser. Details will be described later.
  • the scanner When using four advertising channels in the protected mode, the scanner is not required to know which channel the interference is on, and there is an advantage that the advertisement / scan can be performed using the four predetermined channels. On the other hand, the advertisement efficiency may decrease due to the continuous use of the channel in which interference exists. In this case, the advertiser and the scanner need to share whether the protection mode is used.
  • the seek time or the search efficiency may be increased. Indeed, advertisers and scanners need to share which channel to discard or which channel has interference. Even in this case, the advertiser and the scanner need to share whether the protection mode is used or not.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of changing an advertising channel set according to whether an interference exists in an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the advertiser that is, the second device 400 may indicate whether the protection mode is applied.
  • the host of the second device 400 transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to a link layer (LL) of the second device 400 in order to apply a protection mode ( S14010).
  • the LE Set Advertising Protection Enable command may have a size of one octet, and if the value is 0x00, indicate the deactivation of the protection mode, that is, the non-protection mode, and if the value is 0x01, indicate the activation of the protection mode. Can be.
  • the LL of the second device 400 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the second device 400 (S14020).
  • the LL of the second device 400 transmits an ADV CH UPDATE IND indicating the update (or change) of the advertising channel to the LL of the first device 300 (S14030).
  • the LL of the second device 400 may transmit the ADV CH UPDATE IND a plurality of times during the preset advertising channel update interval.
  • the LL of the first device 300 transmits a message indicating that the ADV CH UPDATE IND PDU has been received to the host of the first device 300 (S14040). This can trigger a protection mode.
  • the host of the first device 300 indicates activation (or application) of the protection mode and transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the first device 300 (S14050).
  • the LL of the first device 300 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the first device 300 (S14060).
  • the second device 400 may perform an advertisement using the updated advertisement channel set, and the first device 300 may perform scanning using the updated advertisement channel set.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an format of an advertisement packet indicating whether to apply a protection mode of an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the LL of the second device 400 may use an advertising channel PDU as shown in FIG. 15 to inform the LL of the first device 300 whether to use the protected mode.
  • the advertisement channel PDU may be transmitted a plurality of times, and in this case, may be transmitted for a predetermined interval.
  • the advertising channel PDU indicating whether the protected mode is used may include a payload having the format of FIG. 15 (a).
  • the payload may include an AdvA field indicating an address of an advertiser and an AdvChSet field indicating an advertising channel set.
  • the AdvChSet field may have a format shown in FIG. 15 (b).
  • the advertisement may be performed using three channels included in the existing basic advertisement channel set. If the AdvChSet field is 0x01, the advertisement may be performed using a total of four channels including three channels included in the existing basic advertising channel set and an additional channel having a channel index of n.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a method of changing an advertising channel set according to whether an interference exists in an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the first device 300 forms a BLE connection with the second device 400.
  • the method described above with reference to FIG. 6 may be applied.
  • the host transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the first device 300 in order to apply the protection mode (S16010).
  • the LE Set Advertising Protection Enable command may have a size of one octet, and when the LE Set Advertising Protection Enable command value is 0x00, indicating the deactivation of the protection mode, that is, the non-protection mode (or the default mode), and 0x01. If, it may indicate the activation of the protection mode.
  • the LL of the first device 300 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the first device 300 (S16020).
  • the LL of the first device 300 transmits an ADV CH UPDATE IND indicating the update (or change) of the advertising channel to the LL of the second device 400 (S16030).
  • the LL of the first device 300 may transmit the ADV CH UPDATE IND a plurality of times during the preset advertisement channel update interval.
  • the LL of the second device 400 transmits a message indicating that the ADV CH UPDATE IND PDU has been received to the host of the second device 400 (S16040). This can trigger a protection mode.
  • the host of the second device 400 indicates activation (or application) of the protection mode, and transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the second device 400 (S16050).
  • the LL of the second device 400 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the second device 400 (S16060).
  • the second device 400 may perform an advertisement using the updated advertisement channel set, and the first device 300 may perform scanning using the updated advertisement channel set.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a format of a control message indicating whether to apply a protection mode of an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the first device 300 may use a link layer control PDU as shown in FIG. 17 to indicate to the second device 400 whether to use the protected mode.
  • the control PDU may be transmitted a plurality of times, in which case it may be transmitted for a predetermined interval.
  • the link layer control PDU indicating whether the protection mode is used may include a payload having the format of FIG. 17A.
  • the payload may include an Opcode field indicating an operation code and a CtrData field indicating control data.
  • the CtrData field may have a format shown in FIG. 17B.
  • the advertisement may be performed using three channels included in the existing basic advertisement channel set. If the CtrData field is 0x01, the advertisement may be performed using a total of four channels including three channels included in the existing basic advertising channel set and additional channels having a channel index of n.
  • a negotiation procedure between the first device 300 and the second device 400 may be performed to exchange information about an available advertising channel set or advertising channel.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of changing an advertisement channel set through a negotiation procedure according to whether interference exists in an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the first device 300 forms a BLE connection with the second device 400.
  • the method described above with reference to FIG. 6 may be applied.
  • the host transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the first device 300 in order to apply the protection mode (S18010).
  • the LE Set Advertising Protection Enable command may have a size of one octet, and when the LE Set Advertising Protection Enable command value is 0x00, indicating the deactivation of the protection mode, that is, the non-protection mode (or the default mode), and 0x01. If, it may indicate the activation of the protection mode.
  • the LL of the first device 300 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the first device 300 (S18020).
  • the LL of the first device 300 transmits an advertisement channel request message for requesting information related to the available advertising channel set (or available auxiliary advertising channel) to the LL of the second device (S18030).
  • the LL of the second device transmits an advertisement channel response message including information related to the available advertising channel set or the available auxiliary advertising channel in the second device (S18040).
  • the auxiliary advertising channel indicates an advertising channel added to the basic advertising channel set.
  • the ADV CH UPDATE IND indicating the update (or change) of the advertising channel is transmitted to the LL of the second device 400 (S18050).
  • the ADV CH UPDATE IND may be a control message determined based on the information received in operation S18040.
  • the LL of the second device 400 transmits a message indicating that the ADV CH UPDATE IND PDU has been received to the host of the second device 400 (S18060). This can trigger a protection mode.
  • the host of the second device 400 indicates activation (or application) of the protection mode, and transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the second device 400 (S18070).
  • the LL of the second device 400 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the second device 400 (S18080).
  • the second device 400 may perform an advertisement using the updated advertisement channel set, and the first device 300 may perform scanning using the updated advertisement channel set.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a format of a control message indicating whether to apply a protection mode of an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the first device 300 may use a link layer control PDU as shown in FIG. 19 to indicate to the second device 400 whether to use the protected mode.
  • the link layer control PDU indicating whether the protection mode is used may include a payload having the format of FIG. 19A.
  • the payload may include an Opcode field indicating an operation code and a CtrData field indicating control data.
  • the CtrData field may have the format shown in FIG. 19 (b).
  • an advertisement may be performed using three channels included in the existing basic advertisement channel set. If the CtrData field is 1, an advertisement may be performed using a second advertisement channel set including an auxiliary advertisement channel having a channel index n of three channels included in the existing basic advertisement channel set. If the CtrData field is 2, the advertisement may be performed using a second advertisement channel set in which an interference channel among the three channels included in the existing basic advertisement channel set is replaced with a secondary advertisement channel having a channel index n. have.
  • the value of the CtrData field may be determined based on the available advertising channel set or available auxiliary advertising channel information exchanged in the negotiation procedure with the second device 400 (S18030 and S18040 in FIG. 18 above).
  • the format illustrated in FIG. 19B may be a format of control data included in a response message transmitted from the second device 400 in the negotiation procedure.
  • the advertisement / scan may be performed in the existing basic advertisement channel set.
  • the advertisement / scan may be performed by using a supplemental advertisement channel set including three advertisement channels by adding a new supplementary advertisement channel instead of the advertisement channel having the strong interference signal.
  • 20 is a flowchart illustrating a method of changing an advertising channel set according to whether an interference exists in an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the host transmits an LE Set Advertising Protection command to the LL of the second device 400 in order to apply the protection mode (S20010).
  • the LE Set Advertising Protection command may have a size of one octet, and may indicate the deactivation of the protection mode, that is, the non-protection mode when the value is 0x00, and the activation of the protection mode when the value is 0x01. have.
  • the LE Set Advertising Protection command may include discarded channel (ie, interference-intensive channel) information and / or added channel (ie, auxiliary advertising channel) information.
  • Subsequent steps S20020, S20030, S20040, S20050, and S20060 may be performed in the same manner as S14020, S14030, S14040, S14050, and S14060 of FIG. 14 described above.
  • the second device 400 may perform an advertisement using the updated advertisement channel set, and the first device 300 may perform scanning using the updated advertisement channel set.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an format of an advertisement packet indicating whether to apply a protection mode of an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the LL of the second device 400 may use an advertising channel PDU as shown in FIG. 21 to inform the LL of the first device 300 whether to use the protected mode.
  • the advertisement channel PDU may be transmitted a plurality of times, and in this case, may be transmitted for a predetermined interval.
  • the advertising channel PDU indicating whether the protected mode is used may include a payload having the format of FIG. 21 (a).
  • the payload may include an AdvA field indicating an address of an advertiser, a DropAdvCh field indicating an advertisement channel to be dropped, and an AddAdvCh field indicating an added advertisement channel.
  • the DropAdvCh field may have a format shown in FIG. 21 (b). In more detail, the value of the DropAdvCh field may indicate an index of an advertising channel to be replaced.
  • the AddAdvCh field may have a format shown in FIG. 21 (c). In more detail, the value of the AddAdvCh field may indicate an index of an advertising channel to be added.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a method of changing an advertising channel set according to whether an interference exists in an advertising channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the first device 300 forms a BLE connection with the second device 400.
  • the method described above with reference to FIG. 6 may be applied.
  • the host transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the first device 300 in order to apply the protection mode (S22010).
  • the LE Set Advertising Protection Enable command may have a size of one octet, and when the LE Set Advertising Protection Enable command value is 0x00, indicating the deactivation of the protection mode, that is, the non-protection mode (or the default mode), and 0x01. If, it may indicate the activation of the protection mode.
  • the LL of the first device 300 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the first device 300 (S22020).
  • the LL of the first device 300 transmits an ADV CH UPDATE IND indicating the update (or change) of the advertising channel to the LL of the second device 400 (S22030).
  • the LL of the first device 400 transmits a message indicating that the ADV CH UPDATE IND PDU has been received to the host of the second device 400 (S22040). This can trigger a protection mode.
  • the host of the second device 400 indicates activation (or application) of the protection mode, and transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the second device 400 (S22050).
  • the LL of the second device 400 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the second device 400 (S22060).
  • the second device 400 may perform an advertisement using the updated advertisement channel set, and the first device 300 may perform scanning using the updated advertisement channel set.
  • the link layer control message transmitted in step S22030 may include the payload of FIG. 21 (a). Then, the dropped channel information or the added channel information included in the payload will be described with reference to the following drawings.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a format of control information including advertisement channel information related to application of a protection mode of an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the information related to the advertisement channel included in the link layer control PDU indicating the update (or change) of the advertisement channel may be in a format as shown in FIG. 23.
  • the link layer control PDU indicating update of the advertising channel may include index information of a channel dropped and index information of a channel added due to the presence of interference.
  • the first device 300 and the second device 400 may perform the advertisement / scan by using the updated second advertisement channel set including the auxiliary advertisement channel instead of the channel in which the interference exists.
  • a negotiation procedure between the first device 300 and the second device 400 may be performed to exchange information about an available advertising channel set or advertising channel.
  • 24 is a flowchart illustrating a method of changing an advertisement channel set through a negotiation procedure according to whether interference exists in an advertisement channel according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the first device 300 forms a BLE connection with the second device 400.
  • the method described above with reference to FIG. 6 may be applied.
  • the host transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the first device 300 in order to apply the protection mode (S24010).
  • the LE Set Advertising Protection Enable command may have a size of one octet, and when the LE Set Advertising Protection Enable command value is 0x00, indicating the deactivation of the protection mode, that is, the non-protection mode (or the default mode), and 0x01. If, it may indicate the activation of the protection mode.
  • the LL of the first device 300 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the first device 300 (S24020).
  • the LL of the first device 300 transmits an advertisement channel request message for requesting information related to the available advertising channel set (or available auxiliary advertising channel) to the LL of the second device (S24030).
  • the LL of the second device transmits an advertisement channel response message including information related to the available advertising channel set or available auxiliary advertising channel in the second device (S24040).
  • the auxiliary advertising channel indicates an advertising channel added to the basic advertising channel set.
  • the ADV CH UPDATE IND indicating the update (or change) of the advertising channel is transmitted to the LL of the second device 400 (S24050).
  • the ADV CH UPDATE IND may be a control message determined based on the information received in step S24040.
  • the LL of the second device 400 transmits a message indicating that the ADV CH UPDATE IND PDU has been received to the host of the second device 400 (S24060). This can trigger a protection mode.
  • the host of the second device 400 indicates activation (or application) of the protection mode, and transmits an LE Set Advertising Protection Enable command to the LL of the second device 400 (S24070).
  • the LL of the second device 400 may transmit a command completion message indicating that the command is successfully completed to the host of the second device 400 (S24080).
  • the second device 400 may perform an advertisement using the updated advertisement channel set, and the first device 300 may perform scanning using the updated advertisement channel set.
  • the first device 300 and the second device 400 may perform the advertisement / scan by using the updated second advertisement channel set including the auxiliary advertisement channel instead of the channel having the interference.
  • FIG. 25 is a diagram for describing a method of protecting an advertising channel in a mesh network according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • a plurality of BLE devices may configure a mesh network.
  • BLE devices constituting the mesh network transmit and receive a mesh packet through an advertising bearer.
  • the present invention proposes a method of performing advertisement channel protection without a separate HCI command by sharing the same (or recognized) state of the interference state of the BLE advertisement channel among the nodes constituting the mesh network. do. If there is little interference, the node which grasps the interference state of the BLE advertisement channel may inform the mesh network to operate in the non-protected mode and to operate in the protected mode when the interference is high.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a method of releasing protection of an advertising channel in a mesh network according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the BLE devices S1 to S9 form a mesh network and a protection mode is set.
  • the S3 device constituting one node of the mesh network performs a procedure of confirming the degree of interference existing in the advertisement channel set with an external device (S26010).
  • step S26010 if there is no interference in the existing advertising channel set or if the interference is smaller than the predetermined value, the S3 device sends the ADV CH UPDATE IND indicating the change of the advertising channel set to the remaining devices of the mesh network. It transmits (S26020).
  • the S3 device may transmit the ADV CH UPDATE IND a plurality of times during the preset advertisement channel update interval. This may cause the protected mode to be released and the mesh network to go into a non-protected mode. In the non-protected mode, the advertisement / scan can be performed using the existing basic advertising channel set.
  • 27 and 28 are embodiments to which the present invention may be applied and are a view for explaining a method of applying a protection mode of an advertising channel according to an interference environment for each region when constructing a wide area mesh network.
  • an interference environment experienced by a mesh node may vary depending on an area.
  • the protection mode needs to be applied differently according to the area.
  • the protection mode is applied only to the area where the interference exists. It can effectively protect the advertising channel in the mesh network.
  • the triggering node indicates a node that initially transmits an indication message indicating a change of the protection mode.
  • a triggered node that checks for interference and initiates a protection mode change may send an ADV CH UPDATE IND that indicates an update of the advertising channel.
  • the ADV CH UPDATE_IND may be a link layer advertisement channel PDU defined in a mesh network.
  • the ADV CH UPDATE IND message may include a payload as shown in FIG. 28.
  • a field indicating a maximum hop count may be added to the payload as shown in FIG. 28 (a).
  • a field indicating a maximum hop count may be added to the payload as shown in FIG. 28 (b).
  • the relay After receiving the corresponding PDU in each node, the relay may be performed by reducing the hop count field of the payload described above by one.
  • 29 and 30 are flowcharts illustrating a method of changing a scanning mode according to the presence or absence of interference as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the scanner may activate the protection mode if there is interference regardless of the advertiser's state, and deactivate the protection mode if there is no interference. If the advertiser device is a new device, four channels may be used, and if the advertiser device is a legacy device, three channels may be used.
  • a method in which the first device 300 releases the protection mode according to the state of interference will be described on the assumption that the protection mode has been previously activated. In addition, it will be described on the assumption that a case of performing an advertisement / scan using a total of four advertisement channels including an auxiliary advertisement channel in the basic advertisement channel set in the protected mode.
  • the host of the first device 300 recognizes that there is no interference in the basic advertisement channel set, and transmits an LE Set Advertising Protection command for instructing deactivation of the protection mode to the LL of the first device 300 (S29010). ).
  • the LL of the first device 300 transmits a completion message including information related to the result of the command to the host of the first device 300 (S29020).
  • the LE Set Advertising Protection command which is an HCI command, may have the format shown in FIG. 30.
  • the LE Set Advertising Protection command may include a command parameter.
  • the command parameter indicates a parameter instructing to set or release the advertisement protection mode.
  • the LE Set Advertising Protection command may include a return parameter.
  • the return parameter may indicate a command processing result state or a current advertisement protection mode state.
  • the LL of the first device 300 may perform four channel scanning.
  • the command parameter indicates that the protection mode is not used, the LL of the first device 300 may perform three-channel scanning.
  • the LL of the second device 400 performs an advertisement
  • the LL of the first device 300 performs a scan on three channels (that is, a basic advertisement channel) (S29030).
  • the LL of the first device 300 transmits a scan request message requesting additional information (S29040).
  • the LL of the second device 400 transmits a scan response message including additional information in response to the scan request message (S29050).
  • the LL of the first device 300 transmits an LE advertisement report message including information related to the advertisement result to the host of the first device 300 (S29060).
  • FIG. 31 is a diagram for describing an operation between a new device and a legacy device when a protection mode of an advertisement channel is applied as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the advertiser device is a new device and the scanner device is a legacy device.
  • the advertiser may increase the number of advertising channel sets to four after the occurrence of interference to perform the advertisement.
  • the scanner since the scanner scans only channels with channel indexes 37, 38, and 39, which are basic advertisement channels, the scanner includes a channel having interference when there is interference (for example, channel 37) at the BLE band edge.
  • the scan may be performed using an existing advertising channel.
  • the advertiser device is a legacy device and a scanner device.
  • the advertiser instructs whether to apply the protection mode for each extended advertising event.
  • the scanner may perform a four-channel based fixed scanning operation.
  • 32 is a diagram for describing a method of applying a protection mode of an advertising channel according to an embodiment to which the present invention can be applied.
  • the master device may use a protection mode in a BLE connection state with a slave device.
  • the master device may transmit a protection mode activation message for applying the dynamic advertising described above with reference to FIGS. 14 to 24 in the connected state.
  • the slave device then sends the available (or preferred) advertising channel set (or available advertising channel) to the master device and then updates the advertising channel set based on the information received from the master device.
  • the master device and the slave device may perform advertisement and scan using the updated advertising channel set in the protected mode. This effectively reduces the discovery time of the peer device after the advertising channel update.
  • FIG. 33 is a diagram to describe a method for periodically indicating whether a protection mode is applied to an advertisement channel as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the advertiser may periodically inform whether the protection mode is present for each extended advertisement event.
  • the advertiser may send a packet indicating whether to apply the protection mode in the basic advertising channel when initiating the extended advertising event. Thereafter, an indication message related to an updated advertisement channel set in the updated advertisement channel set, that is, the reporting advertisement channel set may be transmitted according to whether the protection mode is applied.
  • the scanner may perform scanning after maintaining or changing the protection mode through the advertisement channel PDU indicating the received advertisement channel update.
  • FIG. 34 is a diagram for describing a method of periodically indicating whether a protection mode is applied to an advertisement channel as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • an Angle of Arival (AoA) / AriD of Aripartment (AoD) may be performed by transmitting supplemental information for direction finding through an extended advertisement.
  • the efficiency of indoor positioning or asset tracking may be reduced.
  • the advertising channel protection method proposed in the present invention it is possible to improve the transmission efficiency of the advertisement and the transmission efficiency of additional information of the extended advertising event through the updated advertising channel set.
  • FIG. 35 is a diagram for explaining a method of applying a protection mode of an advertisement channel according to an interference environment for each region when constructing a wide area mesh network according to an embodiment to which the present invention may be applied.
  • an interference environment experienced by a mesh node may vary depending on an area.
  • the protection mode needs to be applied differently according to the area.
  • the protection mode is applied only to the area where the interference exists. It can effectively protect the advertising channel in the mesh network.
  • a message may be transmitted to a node existing at the boundary of each region instructing update of different advertising channel sets.
  • the advertising channel set can be used to forward the packet to the next hop.
  • 36 is a view illustrating an example of a method for protecting an advertising channel in an embodiment to which the present invention can be applied.
  • the first device recognizes an advertising channel having interference among three advertising channels constituting the first advertising channel set (S36010).
  • the first device When the first device recognizes the advertising channel in which the interference exists in operation S3601, the first device transmits a command message instructing the application of the protection mode to the second device in operation S36020.
  • the protection mode indicates a mode for transmitting and receiving a message using a second advertising channel set updated from the first advertising channel set in a non-connection state.
  • the first device receives an advertising message from the second device through the second advertising channel set (S36030).
  • the second advertising channel set may be updated to additionally include at least one advertising channel in addition to the three advertising channels constituting the first advertising channel set.
  • control message may include at least one of operation code information indicating update of the first advertising channel set, index information of an additionally included advertising channel, or information on the number of advertising channels included in the second advertising channel set. It may include.
  • the second advertising channel set may be updated to replace the advertising channel having interference with a specific channel among data channels used for transmitting and receiving data.
  • control message may include at least one of operation code information indicating update of the first advertising channel set, index information of an advertising channel in which interference exists, or index information of a specific channel to be replaced.
  • the first device may transmit a request message for requesting information related to the update of the first advertisement channel set to the second device.
  • the first device may receive a response message including information related to the update in response to the request message from the second device.
  • the information related to the update may include information related to the auxiliary advertising channel available in the second device or information related to the advertising channel set available in the second device.
  • the first device and the second device may configure a mesh network.
  • control message includes operation code information indicating update of the first advertising channel set, index information of an advertising channel in which interference exists, index information of an advertising channel added to the first advertising channel set, and a second. It may include at least one of information on the number of advertising channels included in the advertising channel set or hop count information for limiting the maximum hop number.
  • control message may be dropped by the second device or transmitted to one or more adjacent devices according to a hop count value.
  • the method performed in the first device includes: recognizing an advertising channel having interference among three advertising channels constituting the first advertising channel set; Upon recognizing the advertising channel in which the interference exists, sending a command message to the second device indicating application of a protection mode, wherein the protection mode is non-connected. a mode for transmitting and receiving a message using a second advertising channel set updated from the first advertising channel set in a connection state; And receiving an advertising message from the second device through the second advertising channel set.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

블루투스 LE(Low Energy)를 이용하여 인접한 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 제1 디바이스에서 수행되는 방법은, 제1 광고 채널 셋(advertising channel set)을 구성하는 3개의 광고 채널들 중에서 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하는 단계; 상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하면, 보호 모드(protection mode)의 적용을 지시하는 제어 메시지(command message)를 제2 디바이스로 전송하는 단계, 여기서, 상기 보호 모드는 비-연결 상태(non-connection state)에서 상기 제1 광고 채널 셋으로부터 갱신(update)된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 메시지를 송수신하기 위한 모드를 나타내고; 및 상기 제2 광고 채널 셋을 통해 상기 제2 디바이스로부터 광고 메시지(advertising message)를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 30.03.2018]　블루투스 LE 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신시스템에서 근거리 기술인 블루투스를 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy: BLE) 기술을 이용하여 디바이스의 탐색에 이용되는 광고 채널을 보호하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
블루투스는 근거리에서 각종 디바이스들을 무선으로 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 근거리 무선 기술 규격이다. 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 두 기기간 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 사용자(User)는 통신하고자 하는 블루투스(Bluetooth) 디바이스(Device)들을 검색(Discovery)하고 연결(Connection)을 요청하는 절차를 수행한다. 본 발명에서 디바이스는 기기, 장치를 의미할 수 있다.
이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.
블루투스 통신방법에는 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 LE (Low Energy)방식이 있다. BR/EDR 방식은 블루투스 클래식 (Bluetooth Classic)라고 호칭될 수 있다. 블루투스 클래식 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 이어져온 블루투스 기술과 블루투스 2.0에서부터 지원되는 인핸스드 데이터 레이트(Enhanced Data Rate)를 이용하는 블루투스 기술을 포함한다.
블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low energy, 이하 블루투스 LE라고 한다.)기술은 블루투스 4.0부터 적용되어 적은 전력을 소모하여 수백 키로바이트(KB)의 정보를 안정적으로 제공할 수 있다. 이러한 블루투스 저전력 에너지 기술은 속성 프로토콜(Attribute Protocol)을 활용해서 디바이스(Device) 간 정보를 교환하게 된다. 이러한 블루투스 LE 방식은 헤더의 오버헤드(overhead)를 줄이고 동작을 간단하게 해서 에너지 소비를 줄일 수 있다.
블루투스 기기들 중에는 디스플레이(Display)나 유저인터페이스(User Interface)가 없는 제품들도 있다. 다양한 종류의 블루투스 기기들과 그 중에서도 유사기술이 적용된 블루투스 기기들 간의 연결 / 관리 / 제어 / 분리 (Connection / Management / Control / Disconnection)의 복잡도가 증가하고 있다.
또한, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 일반적으로 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.
현재의 BLE 기술에서는 기본 광고 채널 셋 이외에 다른 채널을 이용한 광고가 불가능하다. 따라서, 4개의 광고 채널을 이용하여 광고를 수행하기 위해서는 새로운 링크 레이어 프로토콜(Link Layer protocol) 및 새로운 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface)가 요구된다.
간섭의 존재 여부에 따라 광고 채널 셋(advertising channel set)을 변경해야 하는 경우에는 광고자(advertiser)와 스캐너(scanner)간에 해당 정보의 공유가 필요하지만, 기존의 BLE 기술에 정의된 광고 PDU를 이용하는 경우 상술한 기술을 구현할 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하고 대역 경계에서 발생하는 간섭을 피하기 위한 링크 레이어 프로토콜 및 호스트 컨트롤러 인터페이스를 제안한다.
본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 블루투스 LE(Low Energy)를 이용한 무선 통신 시스템에서 인접한 디바이스를 탐색(discovery)하기 위한 방법에 있어서, 제1 디바이스에서 수행되는 방법은, 제1 광고 채널 셋(advertising channel set)을 구성하는 3개의 광고 채널들 중에서 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하는 단계; 상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하면, 보호 모드(protection mode)의 적용을 지시하는 제어 메시지(command message)를 제2 디바이스로 전송하는 단계, 여기서, 상기 보호 모드는 비-연결 상태(non-connection state)에서 상기 제1 광고 채널 셋으로부터 갱신(update)된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 메시지를 송수신하기 위한 모드를 나타내고; 및 상기 제2 광고 채널 셋을 통해 상기 제2 디바이스로부터 광고 메시지(advertising message)를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 광고 채널 셋은 상기 제1 광고 채널 셋을 구성하는 3개의 광고 채널들 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 갱신될 수 있다.
바람직하게, 상기 제어 메시지는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 추가적으로 포함되는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 제2 광고 채널 셋에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 하는 방법.
바람직하게, 상기 제2 광고 채널 셋은 상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 데이터의 송수신에 이용되는 데이터 채널들 중 특정 채널로 대체하도록 갱신할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어 메지시는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 간섭이 존재하는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 대체되는 특정 채널의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 디바이스로 상기 제1 광고 채널 셋에 대한 갱신에 관련된 정보를 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 제2 디바이스로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 갱신에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 갱신에 관련된 정보는 상기 제2 디바이스에서 이용 가능한 보조 광고 채널에 관련된 정보 또는 상기 제2 디바이스에서 이용 가능한 광고 채널 셋에 관련된 정보를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 디바이스 및 상기 제2 디바이스는 메쉬 네트워크(mesh network)를 구성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어 메시지는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 간섭이 존재하는 광고 채널의 인덱스(index) 정보, 상기 제1 광고 채널 셋에 추가되는 광고 채널의 인덱스 정보, 상기 제2 광고 채널 셋에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 또는 최대 홉(maximum hop) 수를 제한하기 위한 홉 카운트(hop count) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어 메시지는 상기 홉 카운트 값에 따라 상기 제2 디바이스에 의해 드랍(drop)되거나 하나 이상의 인접한 디바이스로 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 블루투스 LE(Low Energy)를 이용한 무선 통신 시스템에서 인접한 디바이스를 탐색(discovery)하기 위한 제1 디바이스에 있어서, 외부 디바이스와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 제1 광고 채널 셋(advertising channel set)을 구성하는 3개의 광고 채널들 중에서 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하고, 상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하면, 보호 모드(protection mode)의 적용을 지시하는 제어 메시지(command message)를 제2 디바이스로 전송하고, 여기서, 상기 보호 모드는 비-연결 상태(non-connection state)에서 상기 제1 광고 채널 셋으로부터 갱신(update)된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 메시지를 송수신하기 위한 모드를 나타내고, 상기 제2 광고 채널 셋을 통해 상기 제2 디바이스로부터 광고 메시지(advertising message)를 수신할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 광고 채널 셋은 상기 제1 광고 채널 셋을 구성하는 3개의 광고 채널들 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 갱신될 수 있다.
바람직하게, 상기 제어 메시지는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 추가적으로 포함되는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 제2 광고 채널 셋에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 광고 채널 셋은 상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 데이터의 송수신에 이용되는 데이터 채널들 중 특정 채널로 대체하도록 갱신될 수 있다.
바람직하게, 상기 제어 메지시는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 간섭이 존재하는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 대체되는 특정 채널의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 BLE 기술에서 이용되는 기본 광고 채널 셋에 다른 광고 채널을 추가적으로 포함시킴으로써, BLE 주파수 대역의 경계에서 발생하는 간섭의 존재에도 불구하고 광고/스캐닝 효율 저하를 막고 BLE 기기 발견 신뢰도를 높일 수 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 5는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 6은 디바이스간 블루투스 LE(Low Energy)를 이용하여 커넥션을 형성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, BLE 광고 채널의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널을 추가적으로 이용하는 광고 채널 셋을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 추가적인 광고 채널 이용에 따른 GAP(Generic Access Profile) 타이머(timer)를 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널을 추가적으로 이용하는 광고 채널 셋을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변경된 광고 채널 셋에 따른 광고 이벤트(advertising event)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 고정된 4개의 채널을 이용하여 광고를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 지시하는 광고 패킷의 포맷을 예시하는 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 지시하는 제어 메시지의 포맷을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 협상 절차를 거쳐 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 지시하는 제어 메시지의 포맷을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 지시하는 광고 패킷의 포맷을 예시하는 도면이다.
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용에 관련된 광고 채널 정보를 포함하는 제어 정보의 포맷을 예시하는 도면이다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 협상 절차를 거쳐 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 25는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 메쉬 네트워크에서 광고 채널을 보호하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 메쉬 네트워크에서 광고 채널의 보호를 해제하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 27 및 도 28은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광역 메쉬 네트워트를 구축하는 경우 영역 별로 간섭 환경에 따라 광고 채널의 보호 모드를 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 29 및 도 30은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 간섭의 유무에 따른 스캐닝 모드를 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 31은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드가 적용되는 경우 신규 디바이스와 레거시 디바이스간 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드를 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 주기적으로 지시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 주기적으로 지시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광역 메쉬 네트워트를 구축하는 경우 영역 별로 간섭 환경에 따라 광고 채널의 보호 모드를 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명과 관련된 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 서버 디바이스(Server Device, 120) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device, 110)를 포함한다.
서버 장치와 클라이언트 장치는 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE, 이하 편의상 'BLE'로 표현한다.) 기술을 이용하여 블루투스 통신을 수행한다.
먼저, BLE 기술은 블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate) 기술과 비교하여, 상대적으로 작은 duty cycle을 가지며 저 가격 생산이 가능하고, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 코인 셀(coin cell) 배터리를 이용할 경우 1년 이상 동작이 가능하다.
또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.
BLE 기술에서, (1) RF 채널수는 40개이며, (2) 데이터 전송 속도는 1Mbps를 지원하며, (3) 토폴로지는 스캐터넷 구조이며, (4) latency는 3ms 이며, (5) 최대 전류는 15mA이하이며, (6) 출력 전력은 10mW(10dBm)이하이며, (7) 휴대폰, 시계, 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등의 어플리케이션에 주로 사용된다.
상기 서버 장치(120)는 다른 장치와의 관계에서 클라이언트 장치로 동작할 수 있고, 상기 클라이언트 장치는 다른 장치와의 관계에서 서버 장치로 동작할 수 있다. 즉, BLE 통신 시스템에서 어느 하나의 장치는 서버 장치 또는 클라이언트 장치로 동작하는 것이 가능하며, 필요한 경우, 서버 장치 및 클라이언트 장치로 동시에 동작하는 것도 가능하다.
상기 서버 장치(120)는 데이터 서비스 장치(Data Service Device), 슬레이브 디바이스(slave device) 디바이스, 슬레이브(slave), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 게이트웨이(Gateway), 센싱 장치(Sensing Device), 모니터링 장치(monitoring device), 제 1 디바이스 등으로 표현될 수 있으며, 상기 클라이언트 디바이스(110)는 마스터 디바이스(master device), 마스터(master), 클라이언트, 멤버(Member), 센서 디바이스, 싱크 디바이스(Sink Device), 콜렉터(Collector), 제 2 디바이스, 제 3 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
서버 장치와 클라이언트 장치는 상기 무선 통신 시스템의 주요 구성요소에 해당하며, 상기 무선 통신 시스템은 서버 장치 및 클라이언트 장치 이외에도 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
상기 서버 장치는 클라이언트 장치로부터 데이터를 제공 받고, 클라이언트 장치와 직접 통신을 수행함으로써, 클라이언트 장치부터 데이터 요청을 수신하는 경우, 응답을 통해 클라이언트 장치로 데이터를 제공하는 장치를 말한다.
또한, 상기 서버 장치는 클라이언트 장치로 데이터 정보를 제공하기 위해 클라이언트 장치에게 알림(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지를 보낸다. 또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치로 지시 메시지를 전송하는 경우, 상기 클라이언트로부터 상기 지시 메시지에 대응하는 확인(Confirm) 메시지를 수신한다.
또한, 상기 서버 장치는 알림, 지시, 확인 메시지들을 클라이언트 디바이스와 송수신하는 과정에서 출력부(Display Unit)을 통해서 사용자에게 데이터 정보를 제공하거나 입력부(User Input Interface)를 통해 사용자로부터 입력되는 요청을 수신할 수 있다.
또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
또한, 하나의 서버 장치는 다수의 클라이언트 장치들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 장치들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.
상기 클라이언트 장치 (120)는 서버 장치에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.
클라이언트 장치는 상기 서버 장치로부터 알림 메시지, 지시 메시지 등을 통해 데이터를 수신하고, 지시 메시지를 상기 서버 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 지시 메시지에 대한 응답으로 확인 메시지를 보낸다.
상기 클라이언트 장치도 마찬가지로 상기 서버 장치와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해서 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해서 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.
또한, 상기 클라이언트 장치는 상기 서버 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
상기 서버 장치 및 클라이언트 장치의 출력부, 입력부 및 메모리 등과 같은 하드웨어 구성요소에 대해서는 도 2에서 구체적으로 살펴보기로 한다.
또한, 상기 무선 통신 시스템은 블루투스 기술을 통해 개인 영역 네트워킹(Personal Area Networking:PAN)을 구성할 수 있다. 일 예로, 상기 무선 통신 시스템에서는 디바이스 간 개인적인 피코넷(private piconet)을 확립함으로써 파일, 서류 등을 신속하고 안전하게 교환할 수 있다.
또한, 특정 장치를 이용하여 인간의 신체활동을 측정하는 장치들은 다수 존재하나 측정된 데이터를 블루투스를 통해 전송하여 사용자에게 구체적인 데이터 수치 등을 보여주는 장치는 존재하지 않았다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결 하기 위해서 인간의 신체활동을 측정하고, 측정된 데이터를 블루투스 LE를 통해 전송 및 가공하여 사용자에게 제공하는 방법을 제안한다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 서버 디바이스는 출력부(Display Unit, 111), 입력부(User Input Interface, 112), 전력 공급부(Power Supply Unit, 113), 프로세서(Processor, 114), 메모리(Memory Unit, 115), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 116), 다른 통신 인터페이스(Other Interface, 117) 및 통신부(또는 송수신부, 118)를 포함한다.
상기 출력부(111), 입력부(112), 전력 공급부(113), 프로세서(114), 메모리(115), 블루투스 인터페이스(116), 다른 통신 인터페이스(117) 및 통신부(118)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.
또한, 클라이언트 디바이스는 출력부(Display Unit, 121), 입력부(User Input Interface, 122), 전력 공급부(Power Supply Unit, 123), 프로세서(Processor, 124), 메모리(Memory Unit, 125), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 126) 및 통신부(또는 송수신부, 127)를 포함한다.
상기 출력부(121), 입력부(122), 전력 공급부(123), 프로세서(124), 메모리(125), 블루투스 인터페이스(126), 및 통신부(127)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.
상기 블루투스 인터페이스(116,126)는 블루투스 기술을 이용하여 디바이스들 간의 요청/응답, 명령, 알림, 지시/확인 메시지 등 또는 데이터 전송이 가능한 유닛(또는 모듈)을 말한다.
상기 메모리(115,125)는 다양한 종류의 디바이스에 구현되는 유닛으로서, 다양한 종류의 데이터가 저장되는 유닛을 말한다.
상기 프로세서(114,124)는 서버 디바이스 또는 클라이언트 디바이스의 전반적인 동작을 제어하는 모듈을 말하며, 블루투스 인터페이스 및 다른 통신 인터페이스로 메시지를 전송 요청 및 수신받은 메시지를 처리하도록 제어한다.
상기 프로세서(114,124)는 제어부, 제어 유닛(Control Unit), 컨트롤러 등으로 표현될 수 있다.
상기 프로세서(114,124)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.
상기 프로세서(114,124)는 서버 디바이스로부터 광고(Advertising) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스로 스캔 요청(Scan Request) 메시지를 전송하고, 상기 서버 디바이스로부터 상기 스캔 요청에 대한 응답으로 스캔 응답(Scan Response) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스와 블루투스 연결 설정을 위해 상기 서버 디바이스로 연결 요청(Connect Request) 메시지를 전송하도록 상기 통신부를 제어한다.
또한, 상기 프로세서(114,124)는 상기 연결 절차를 통해 블루투스 LE 커넥션(Connection)이 형성된 이후, 상기 서버 디바이스로부터 속성 프로토콜을 이용하여 데이터를 읽어오거나(Read), 기록(Write)할 수 있도록 상기 통신부를 제어한다.
상기 메모리(115,125)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.
상기 통신부(118,127)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
상기 메모리(115,125)는 프로세서(114,124) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(114,124)와 연결될 수 있다.
상기 출력부(111,121)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.
상기 전력 공급부(전원 공급부, 113, 123)는 제어부의 제어 하에 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급해주는 모듈을 말한다.
앞에서 살핀 것처럼, BLE 기술에서는 작은 duty cycle을 가지며, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어, 상기 전력 공급부는 적은 출력 전력으로도(10mW(10dBm)이하) 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
상기 입력부(112,122)는 화면 버튼과 같이 사용자의 입력을 제어부에게 제공하여 디바이스의 동작을 사용자가 제어할 수 있게 하는 모듈을 말한다.
도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.
상기 도 3을 참조하면, 디바이스 A는 디바이스 B와 디바이스 C를 슬레이브(slave)로 가지는 피코넷(피코넷 A, 음영부분)에서 마스터(master)에 해당한다.
여기서, 피코넷(Piconet)이란, 다수의 디바이스들 중 어느 하나가 마스터이고, 나머지 디바이스들이 마스터 디바이스에 연결되어 있는 공유된 물리 채널을 점유하고 있는 디바이스들의 집합을 의미한다.
BLE 슬레이브는 마스터와 공통 물리 채널을 공유하지 않는다. 각각의 슬레이브는 별개의 물리 채널을 통해 마스터와 통신한다. 마스터 디바이스 F와 슬레이브 디바이스 G를 가지는 또 다른 피코넷(피코넷 F)이 있다.
디바이스 K는 스캐터넷(scatternet K)에 있다. 여기서, 스캐터넷(scatternet)은 다른 피코넷들 간 연결이 존재하는 피코넷의 그룹을 의미한다.
디바이스 K는 디바이스 L의 마스터이면서, 디바이스 M의 슬레이브이다.
디바이스 O 역시 스캐터넷(scatternet O)에 있다. 디바이스 O는 디바이스 P의 슬레이브이면서, 디바이스 Q의 슬레이브이다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 5개의 다른 디바이스 그룹들이 존재한다.
1. 디바이스 D는 광고자(advertiser)이고, 디바이스 A는 개시자(initiator)이다(그룹 D).
2. 디바이스 E는 스캐너(scanner)이며, 디바이스 C는 광고자이다(그룹 C).
3. 디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너들이다(그룹 H).
4. 디바이스 K 또한 광고자이며, 디바이스 N은 개시자이다(그룹 K).
5. 디바이스 R은 광고자이며, 디바이스 O는 개시자이다(그룹 R).
디바이스 A와 B는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.
디바이스 A와 C는 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.
그룹 D에서, 디바이스 D는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고하며, 디바이스 A는 개시자이다. 디바이스 A는 디바이스 D와 연결을 형성할 수 있고, 피코넷 A로 디바이스를 추가할 수 있다.
그룹 C에서, 디바이스 C는 스캐너 디바이스 E에 의해 캡쳐되는 광고 이벤트의 어떤 타입을 사용하여 광고 물리 채널 상으로 광고를 한다.
그룹 D와 그룹 C는 충돌을 피하기 위해 서로 다른 광고 물리 채널을 사용하거나 다른 시간을 사용할 수 있다.
피코넷 F에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 F와 G는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 F는 마스터이고, 디바이스 G는 슬레이브이다.
그룹 H에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 H, I 및 J는 하나의 BLE 광고 물리 채널을 사용한다. 디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너이다.
스캐터넷 K에서, 디바이스 K와 L은 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 K와 M은 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.
그룹 K에서, 디바이스 K는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 N은 개시자이다. 디바이스 N은 디바이스 K와 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 K는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.
스캐터넷 O에서, 디바이스 O와 P는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 O와 Q는 또 다른 BLE 피코넷 물리채널을 사용한다.
그룹 R에서, 디바이스 R은 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 O는 개시자이다. 디바이스 O는 디바이스 R과 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 O는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 4을 참고하면, 상기 도 4의 (a)는 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타내며, (b)는 블루투스 LE(Low Energy)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸다.
구체적으로, 상기 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 블루투스 BR/EDR 프로토콜 스택은 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI, 18)를 기준으로 상부의 컨트롤러 스택(Controller stack, 10)과 하부의 호스트 스택(Host Stack, 20)을 포함할 수 있다.
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈)(20)은 2.4GHz의 블루투스 신호를 받는 무선 송수신 모듈과 블루투스 패킷을 전송하거나 수신하기 위한 하드웨어를 말하며, 상기 컨트롤러 스택(10)인 블루투스 모듈과 연결되어 블루투스 모듈을 제어하고 동작을 수행한다.
상기 호스트 스택(20)은 BR/EDR PHY 계층(12), BR/EDR Baseband 계층(14), 링크 매니저 계층(Link Manager, 16)을 포함할 수 있다.
상기 BR/EDR PHY 계층(12)은 2.4GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로, GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation을 사용하는 경우 79 개의 RF 채널을 hopping 하여 데이터를 전송할 수 있다.
상기 BR/EDR Baseband 계층(14)은 Digital Signal을 전송하는 역할을 담당하며, 초당 1400번 hopping 하는 채널 시퀀스를 선택하며, 각 채널 별 625us 길이의 time slot을 전송한다.
상기 링크 매니저 계층(16)은 LMP(Link Manager Protocol)을 활용하여 Bluetooth Connection의 전반적인 동작(link setup, control, security)을 제어한다.
상기 링크 매니저 계층(16)은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.
- ACL/SCO logical transport, logical link setup 및 control을 한다.
- Detach: connection을 중단하고, 중단 이유를 상대 디바이스에게 알려준다.
- Power control 및 Role switch를 한다.
- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.
상기 호스트 컨트롤러 인터페이스 계층(18)은 Host 모듈과 Controller 모듈 사이의 인터페이스 제공하여 Host 가 command와 Data를 Controller에게 제공하게 하며, Controller가 event와 Data를 Host에게 제공할 수 있도록 해준다.
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈, 20)은 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21), 보안 매니저(Security manager, SM, 22), 속성 프로토콜(Protocol, 23), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 24), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 25), BR/EDR 프로파일(26)을 포함한다.
상기 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21)은 특정 프로토콜 또는 포로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.
상기 L2CAP(21)은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있다.
블루투스 BR/EDR의 L2CAP에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control을 제공한다.
상기 보안 매니저는(Security Manager, SM, 22)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 24)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(23)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(24)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(24) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 23)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.
상기 속성 Protocol(23) 및 Profiles(26)은 블루트스 BR/EDR를 이용하는 서비스 (profile)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의하며, 상기 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 25)은 디바이스 발견, 연결, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, privacy를 제공한다.
상기 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 블루투스 LE 프로토콜 스택은 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작 가능한 컨트롤러 스택(Controller stack, 30)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작 가능한 호스트 스택(Host stack, 40)을 포함한다.
먼저, 컨트롤러 스택(30)은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.
호스트 스택은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(package)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.
일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.
상기 컨트롤러 스택(30)은 물리 계층(Physical Layer, PHY, 32), 링크 레이어(Link Layer, 34) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, 36)를 포함한다.
상기 물리 계층(PHY, 무선 송수신 모듈, 32)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.
블루투스 패킷을 전송하거나 수신하는 역할을 하는 상기 링크 레이어(34)는 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 257bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.
상기 호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile, 40), 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 41), 보안 매니저(Security Manager, SM, 42), 속성 프로토콜(Attribute Protocol, ATT, 440), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 44), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, 25), LT 프로파일(46)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 호스트 스택(40)은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.
호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다.
먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.
상기 L2CAP(41)은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.
블루투스 LE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 사용한다.
반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다.
SM(Security Manager, 42)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.
ATT(Attribute Protocol, 43)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 아래의 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.
① Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.
② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.
③ Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.
④ Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지(Confirm message)를 서버 디바이스로 전송한다.
본 발명은 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)을 사용하는 GATT 프로파일에서 긴 데이터 요청 시 데이터 길이에 대한 값을 전송하여 클라이언트가 데이터 길이를 명확히 알 수 있게 하며, UUID를 이용하여 서버로부터 특성(Characteristic) 값을 전송 받을 수 있다.
상기 일반 접근 프로파일(GAP, 45)은 블루투스 LE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, 블루투스 LE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.
또한, 상기 일반 접근 프로파일(45)은 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.
① Service: 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의
② Include: 서비스 사이의 관계를 정의
③ Characteristics: 서비스에서 사용되는 data 값
④ Behavior: UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷
상기 LE 프로파일(46)은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 블루투스 LE 디바이스에 적용된다. LE 프로파일(46)은 예를 들면, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service 등이 있을 수 있으며, GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.
① Battery: 배터리 정보 교환 방법
② Time: 시간 정보 교환 방법
③ FindMe: 거리에 따른 알람 서비스 제공
④ Proximity: 배터리 정보 교환 방법
⑤ Time: 시간 정보 교환 방법
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 44)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(43)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(44)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(44) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.
이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.
디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure)
디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.
모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.
광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.
여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.
스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.
BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.
하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.
연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.
광고 절차(Advertising Procedure)
광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.
여기서, 비지향성의 브로드캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 방향으로의 브로드캐스트를 말한다.
이와 달리, 지향성 브로드 캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트를 말한다. 비지향성 브로드캐스트는 광고 디바이스와 리스닝(또는 청취) 상태에 있는 디바이스(이하, 리스닝 디바이스라 한다.) 간에 연결 절차 없이 발생한다.
광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.
또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.
광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다.
광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.
광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.
스캐닝 절차(Scanning Procedure)
스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.
스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 사용자 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.
상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.
만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.
스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.
디스커버링 절차(Discovering Procedure)
블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, '블루투스 디바이스'라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.
디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.
디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.
연결 절차(Connecting Procedure)
연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.
즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.
다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
광고 상태(Advertising State)
링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(Packet Data Unit)들을 전송한다.
각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.
스캐닝 상태(Scanning State)
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다.
스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.
스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.
스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.
링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.
수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.
능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.
개시 상태(Initiating State)
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.
링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.
개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.
연결 상태(connection state)
링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.
연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.
두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.
마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.
이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.
패킷 포맷(Packet Format)
링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.
각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.
하나의 패킷이 광고 물리 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 물리 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.
광고 채널 PDU(Advertising Channel PDU)
광고 채널 PDU(Packet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.
헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 1에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.
Figure PCTKR2018003186-appb-T000001
광고 PDU (Advertising PDU )
아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.
ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트
ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트
ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트
ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트
상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.
스캐닝 PDU (Scanning PDU )
아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.
SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
개시 PDU (Initiating PDU )
아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.
CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
데이터 채널 PDU (Data Channel PDU )
데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check:MIC) 필드를 포함할 수 있다.
앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.
도 5는 블루투스 저전력 에너지의 GATT Profile의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 5를 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.
구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고 받는 방법을 정의한 것이다.
일반적으로, 페리페럴(Peripheral) 장치(예를 들면, 센서 장치)가 GATT 서버(Server)역할을 하며, 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 대한 정의를 가지고 있다.
데이터를 읽거나 쓰기 위해서 GATT 클라이언트는 GATT 서버로 데이터 요청을 보내게 되며, 모든 동작(Transaction)은 GATT client에서 시작되어 GATT 서버로부터 응답을 받게 된다.
블루투스 LE에서 사용하는 GATT 기반 동작구조는 프로파일(Profile), 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 기초하며, 상기 도 5와 같은 수직 구조를 이룰 수 있다.
상기 프로파일(Profile) 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.
상기 서비스(Service)는 데이터를 논리적인 단위로 나누는 역할을 하며 하나 이상의 특성(Characteristic) 또는 다른 서비스들을 포함하고 있을 수 있다. 각 서비스는 UUID(Universal Unique Identifier)라 불리는 16bit 또는 128bit의 구분자를 가지고 있다.
상기 특성(Characteristic)은 GATT 기반 동작 구조에서 가장 하위 단위이다. 상기 특성은 단 하나의 데이터를 포함하며, 상기 서비스와 유사하게 16 bit 또는 128 bit의 UUID를 가지고 있다.
상기 특성은 여러 가지 정보들의 값으로 정의되고, 각각의 정보를 담기 위해서 속성(Attribute) 하나씩을 필요로 한다. 상기 특성 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.
상기 속성(Attribute)는 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 가진다.
- handle: 속성의 주소
- Type: 속성의 유형
- Value: 속성의 값
- Permission: 속성에 대한 접근 권한
본 발명에서는 상기 블루투스 LE의 GATT기반 동작 구조를 이용하여 센서가 인간의 활동을 측정하여 저장하고, 클라이언트가 상기 센서로부터 저장된 정보를 불러오는 방법을 제안한다.
도 6은 디바이스간 블루투스 LE(Low Energy)를 이용하여 커넥션을 형성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 디바이스(300)와 제 2 디바이스(400)간 블루투스 LE 연결을 위해서 상기 제 1 디바이스(300)는 상기 제 2 디바이스에게 광고 메시지(Advertising Message)를 전송한다(S6010).
상기 광고 메시지는 앞에서 살펴본 바와 같이, 블루투스 LE를 활용해서 자신의 정보를 다른 디바이스에게 제공하기 위해 사용되며, 디바이스가 제공하는 서비스 정보, 사용자 정보 등 다양한 정보가 포함될 수 있다.
상기 제 2 디바이스(400)는 상기 제 1 디바이스(300)가 전송한 상기 광고 메시지에 포함된 정보를 확인 후, 사익 제 1 디바이스(300)에게 블루투스 LE 연결을 요청하기 위한 연결 요청 메시지(Connection request message)를 전송하고(S6020), 상기 제 1 디바이스(300)와 상기 제 2 디바이스(400)는 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션을 형성하게 된다(S6030).
블루투스 표준 기술(예를 들어, Bluetooth Specification V4.0)은 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)과 LE(Low Energy)로 코어 표준(Core Spec)이 구분된다. 여기서, BR/EDR은 근거리 무선 개인 근거리 통신망(WPAN: Wireless Personal Area Network) 기술의 시장 지배적 우위를 차지하며 많은 제품에 적용된 무선 통신 기술이다.
그리고, 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy, 이하 BLE)는 블루투스 표준 V4.0 이후부터 발표된 기술로서 기존 블루투스 BR/EDR 대비 높은 에너지 효율을 목표로 고안된 기술이다.
이러한 BLE는 2.4GHz 대역의 산업 과학 의료(ISM: Industry-Science-Medical) 주파수 대역(또는 밴드(band))(예를 들어, 2.4-2.4835GHz)을 이용하여 통신을 수행한다. 전술한 바와 같이, BLE에서는 기기 발견을 위하여 3개의 광고 채널이 이용된다. 이때, 지정된 3개의 기본 광고 채널들(primary advertising channel) 중에서 2개의 채널이 밴드 경계(band edge)에 존재한다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다. 이하 본 발명에서, 상기 3개의 기본 광고 채널들을 기본 광고 채널 셋(primary advertising channel set)으로 통칭한다. 기본 광고 채널 셋에 포함되는 3개의 광고 채널들은 블루투스 프로토콜을 이용하는 디바이스에 미리 설정될 수 있고, 본 명세서에서, 채널 인덱스가 37, 38, 39 인 경우를 전제로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 채널 인덱스 값을 가질 수도 있다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, BLE 광고 채널의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, BLE의 동작 주파수 대역 내에서 CH0부터 CH39까지 총 40개의 채널이 이용될 수 있고, 각각의 채널에 주파수 대역이 할당될 수 있다.
상술한 바와 같이, BLE 기술에서, 2.4GHz ISM band가 동작 주파수로 이용되며, 구체적으로, 2400 내지 2483.5 MHz의 주파수 대역이 이용될 수 있다.
이 경우, k 번째 채널(여기서 k=0,…,39)은 2402 + k*2 MHz의 중심 주파수를 갖도록 각각의 채널 별로 주파수 대역이 할당될 수 있다.
기본 광고 채널 셋(7010)은 도 7에 예시된 바와 같이 CH37, CH38, CH39를 포함할 수 있다. 기본 광고 채널 셋(7010)은 광고의 용도로만 사용되는 채널로 구성될 수 있다.
반면에, 데이터 채널 셋(7020)은 전체 채널들 중에서 기본 광고 채널 셋(7010)에 포함된 3개의 광고 채널들을 제외한 나머지 데이터 채널들을 나타내며, 데이터 채널은 데이터의 송수신에 이용되는 채널을 나타낸다.
본 발명에서, 데이터 채널 셋(7020)은 보조 광고 채널 셋으로 지칭될 수도 있다. 즉, 후술하는 실시예에서 기본 광고 채널 셋(7010)에 포함된 3개의 광고 채널들을 제외한 나머지 데이터 채널들, 즉, 데이터 채널 셋(7020)에서 하나 이상의 데이터 채널이 보조적인 광고 채널로 이용될 수 있다.
이때, 기본 광고 채널 셋(7010)의 광고 채널들 중에서 CH37 및 CH39는 40개의 채널을 포함하는 BLE 주파수 대역의 경계에 위치한다. 광고 또는 스캐닝에만 이용되는 기본 광고 채널 셋(7010) 중에서 일부 채널이 전체 주파수 대역의 양측 경계에 위치함으로써, 간섭으로 인한 광고 및 기기 검색의 효율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 2.4GHz ISM band를 이용하는 BLE 주파수 대역의 경계에서 다른 통신 기술에 의한 간섭이 발생할 수 있다. 구체적으로, CH37이 포함된 경계 부근에서는, LTE 서비스를 위하여 Ofcom(영국 방송 통신 관리 위원회)에 의한 2350-2390 MHz 대역의 경매 계획이 있다.
또한, Ch39이 포함된 경계 부근에서는, 현재 제공중인 모바일 위성 서비스 대역(2483.5-2495 MHz)에 이어서 Globalstar(미국 위성전화사업자)에 의한 지상파 저전력 서비스 대역(2473-2495 MHz)이 제안된 상황이다.
이와 같이, 다른 통신 기술에 의하여 BLE 주파수 대역의 경계에서 간섭이 발생할 수 있기 때문에, 기본 광고 채널 셋(8010) 중에서 BLE 주파수 대역의 경계에 위치한 채널 인덱스가 37, 39인 채널을 광고에 이용함에 따른 광고 효율 저하가 문제된다.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기본 광고 채널 셋(8010) 이외에 3개의 기존 광고 채널 이외의 광고 채널을 추가적으로 이용하는 방법이 논의중인 실정이다.
그러나, 현재의 BLE 기술에서는 기본 광고 채널 셋(즉, 채널 인덱스가 37, 38, 39인 채널) 이외에 다른 채널을 이용한 광고가 불가능하다. 따라서, 4개 이상의 채널을 이용하여 광고를 수행하기 위해서는 새로운 링크 레이어 프로토콜(Link Layer protocol) 및 새로운 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface)가 요구된다.
간섭의 존재 여부에 따라 광고 채널 셋(advertising channel set)을 변경해야 하는 경우에는 광고자(advertiser)와 스캐너(scanner)간에 해당 정보의 공유가 필요하지만, 기존의 BLE 기술에 정의된 광고 PDU를 이용하는 경우 상술한 기술을 구현할 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하고 대역 경계에서 발생하는 간섭을 피하기 위한 링크 레이어 프로토콜 및 호스트 컨트롤러 인터페이스를 제안한다.
기존의 BLE 기술에서 이용되는 기본 광고 채널 셋에 다른 광고 채널을 추가적으로 포함시킴으로써, BLE 주파수 대역의 경계에서 발생하는 간섭의 존재에도 불구하고 광고/스캐닝 효율 저하를 막고 BLE 기기 발견 신뢰도를 높일 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널을 추가적으로 이용하는 광고 채널 셋을 예시하는 도면이다.
종래의 BLE 기술에서는 도 9(a)에 도시된 바와 같이 광고 이벤트(advertising event)가 정의될 수 있다. 광고 이벤트는 광고자로부터 광고 채널을 통해 전송되는 하나 이상의 광고 패킷 시리즈를 나타낸다. 광고 패킷은 광고 채널 PDU를 포함할 수 있다.
즉, 종래의 BLE 기술에서와 같이, 3개의 광고 채널을 이용하는 경우, 광고 이벤트 동안 3개의 광고 채널에서 광고 패킷이 전송될 수 있고, 각각의 광고 패킷 전송에 10ms 이하의 시간 간격(즉, 광고 시간)이 할당될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 4개의 광고 채널이 이용되는 경우, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 광고 이벤트가 정의될 수 있다. 기존 광고 채널 셋에 추가되는 채널 인덱스는 n 값을 가지는 것으로 정의한다. 광고 이벤트 동안 4개의 광고 채널에서 광고 패킷이 전송될 수 있고, 각각의 광고 패킷 전송에 기존과 동일하게 10ms 이하의 시간 간격이 할당될 수 있다.
이러한 경우, 새로운 GAP(Generic Access Profile) 타이머(timer)가 설정될 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 추가적인 광고 채널 이용에 따른 GAP(Generic Access Profile) 타이머(timer)를 예시하는 도면이다.
본 발명의 실시예에서, 광고 이벤트 및 간격은 도 10(a)에 도시된 바와 같이 정의될 수 있다. 광고 이벤트는 전술한 바와 같이 광고 패킷 전송을 위한 광고 시간을 하나 이상 포함할 수 있다.
또한, 광고 이벤트를 위하여 할당되는 시간(즉, T_advEvent)은 실제 광고 패킷이 전송되는 광고 간격(즉, advInterval)과 광고 패킷의 전송 과정에서 발생할 수 있는 지연 시간을 나타내는 광고 지연(즉, advDelay)을 포함할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 방법의 적용을 위해 GAP(Generic Access Profile)의 광고 또는 스캔을 위한 타이머 값은 도 10(b)에 도시된 바와 같이 변경될 수 있다.
구체적으로, LE 코딩된 PHY의 GAP 모드에서 최소부터 최대까지 광고 간격을 나타내는 T_GAP(adv_fast_interval1_coded)는 최소 값이 120ms로 변경될 수 있다. LE 1M PHY의 GAP 모드에서 최소부터 최대까지 광고 간격을 나타내는 T_GAP(adv_fast_interval1)는 최소 값이 40ms로 변경될 수 있다.
또한, LE 1M PHY에서 검색 또는 연결 설정 절차의 스캔 간격을 나타내는 T_GAP(scan_fast_interval)는 40ms에서 80ms값을 가질 수 있다. LE 코딩된 PHY에서 검색 또는 연결 설정 절차의 스캔 윈도우를 나타내는 T_GAP(scan_fast_window_coded)는 80ms로 변경될 수 있다. LE 1M PHY에서 검색 또는 연결 설정 절차의 스캔 윈도우를 나타내는 T_GAP(scan_fast_window)는 80ms로 변경될 수 있다.
다시 말해, 3개의 채널에서 4개의 채널로 광고 채널 셋에 포함된 광고 채널이 증가함에 따라 GAP에 정의되는 타이머 값들이 도 10에 도시된 바와 같이 변경될 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널을 추가적으로 이용하는 광고 채널 셋을 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 앞서 도 9에서 설명한 방법과 다르게 기존의 BLE 기술에서의 광고 이벤트 길이(또는 간격)와 동일한 길이 안에서 4개의 광고 채널에서 광고 패킷이 전송될 수 있다.
따라서, 고정된 길이에서 4개의 광고 시간이 할당되기 때문에 각각의 광고 시간은 도 11에 도시된 바와 같이 감소될 수 있다. 구체적으로, 각각의 광고 시간에 7.5ms 이하의 간격이 할당될 수 있다.
이하에서는, 광고 채널의 개수를 기존과 동일하게 3개로 유지하면서 간섭이 존재하는 채널을 다른 채널로 대체하여 광고 채널 셋을 구성하는 방법을 설명한다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변경된 광고 채널 셋에 따른 광고 이벤트(advertising event)의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 기존의 광고 채널 셋과 변경된(또는 갱신된) 광고 채널 셋은 동일하게 3개의 광고 채널을 포함할 수 있다. 이하, 본 명세서에서 설명의 편의를 위해 기존의 광고 채널 셋은 제1 광고 채널 셋(또는 기본 광고 채널 셋)으로, 변경된(또는 갱신된) 광고 채널 셋은 제2 광고 채널 셋(또는 보조 광고 채널 셋)으로 지칭될 수 있다.
제1 광고 채널 셋은 3개의 광고 채널들(즉, 채널 인덱스가 37, 38, 39인 채널)을 포함할 수 있다(앞서 도 9(a)에서 설명 참조). 제1 광고 채널에 포함된 광고 채널들 중에 어느 하나의 채널에 간섭이 존재하는 경우, 상기 간섭이 존재하는 채널을 다른 채널로 대체(또는 변경)할 수 있다. 대체되는 채널은 데이터 채널 셋 중 어느 하나의 채널일 수 있고, 채널 인덱스는 제1 광고 채널 셋에 포함된 광고 채널들을 제외한 나머지 채널들의 인덱스 값들 중 임의의 값(이하, n으로 표기함)을 가질 수 있다.
도 12(a)를 참조하면, CH39에 간섭이 존재(또는 발생)하는 경우를 가정한다. 이때, 제1 광고 채널 셋의 CH39가 CHn으로 대체됨으로써 제2 광고 채널 셋이 생성될 수 있다.
도 12(b)를 참조하면, CH37에 간섭이 존재하는 경우를 가정한다. 이때, 제1 광고 채널 셋의 CH37가 CHn으로 대체됨으로써 제2 광고 채널 셋이 생성될 수 있다.
도 12(c)를 참조하면, CH38에 간섭이 존재하는 경우를 가정한다. 이때, 제1 광고 채널 셋의 CH38가 CHn으로 대체됨으로써 제2 광고 채널 셋이 생성될 수 있다.
제1 광고 채널 셋에서 변경(또는 갱신)된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 광고가 수행될 수 있다. 이 경우, 기존의 광고 이벤트의 길이, 광고 시간 또는 간격을 동일하게 유지하면서 광고가 수행될 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 고정된 4개의 채널을 이용하여 광고를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 기존 광고 채널 셋을 3개가 아닌 4개의 광고 채널들로 구성하는 경우를 가정한다. 본 실시예에서, 4개의 고정된 채널을 이용하여 BLE 디바이스간 광고 패킷이 송수신될 수 있다.
다시 말해, 본 실시예에서는, 4개의 광고 채널을 포함하는 새로운 물리 채널 셋(즉, 기본 광고 채널 셋)이 정의될 수 있다. 4개의 광고 채널들의 채널 인덱스는 각각 37,38,39,n 값을 가질 수 있다.
그리고, 새롭게 정의되는 물리 채널 셋에 포함된 채널을 제외한 나머지 채널들을 포함하는 채널 셋이 데이터 채널 셋(또는 보고 광고 채널 셋)을 구성할 수 있다.
도 13(a)는 3개의 광고 채널을 포함하는 기존의 기본 광고 채널 셋의 광고 채널 맵을 나타낸다. 4개의 고정된 광고 채널을 기본 광고 채널 셋으로 이용하는 경우, 광고 채널 맵에 도 13(b)에 도시된 바와 같이 추가되는 채널을 나타내는 필드가 추가될 수 있다.
도 13에 도시된 광고 채널 맵 파라미터는 HCI 커맨드 중 LE_Set_Advertising_Parameters Command에 포함될 수 있다.
그리고, 광고자는 상기 새로운 물리 채널 셋을 이용하여 광고를 수행할 수 있다. 이 경우, 링크 레이어(link layer) 동작은 앞서 도 9 내지 11에서 설명한 방법이 동일하게 적용될 수 있다. 스캐너는 상기 새로운 물리 채널 셋에서 스캔 윈도우 동안 스캐닝을 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 4개의 광고 채널을 이용하여 기본 광고 채널 셋이 구성될 수 있고, 해당 기본 광고 채널을 이용하여 광고 또는 스캔이 수행될 수 있다. 이하에서는, 3개의 광고 채널을 포함하는 기본 광고 채널을 이용하되, 간섭의 존재 여부에 따라 광고 채널의 보호 모드를 적용하는 방법을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 간섭이 존재하는 경우 보호 모드(protected mode)가 적용되고, 간섭이 존재하지 않는 경우 광고 비-보호 모드(non-protected mode)가 적용될 수 있다. BLE 디바이스는 다양한 여러 방법으로 기존 광고 채널 셋에 간섭이 존재하는지 여부를 인식할 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 간섭의 존재 여부를 상위 레벨, 어플리케이션 등을 이용하여 인지할 수도 있고, 사용자로부터 관련 정보를 입력 받을 수도 있다.
간섭이 존재하지 않는 경우, 즉, 비-보호 모드에서 광고자는 기존과 동일하게 광고를 수행할 수 있다. 만약, 간섭이 존재하는 경우, 즉, 보호 모드에서 광고자는 4개의 광고 채널(새로운 광고 채널 추가) 또는 3개의 광고 채널(간섭이 있는 채널 대체)에서 광고를 수행할 수 있다.
그리고, 스캐너는 광고자로부터 보호 모드 여부를 판단하여 보호 모드가 적용되는 경우, 4개의 채널을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다. 스캐너가 광고자로부터 보호 모드 여부를 판단할 때 새로운 광고 채널 PDU가 이용될 수 있다. 자세한 내용은 후술한다.
보호 모드에서 4개의 광고 채널을 이용하는 경우 스캐너가 간섭이 존재하는 채널이 어느 채널인지 인지할 것이 요구되지 않으며, 미리 약속된 4개의 채널을 사용하여 광고/스캔을 수행할 수 있다는 장점이 존재한다. 반면에, 간섭이 존재하는 채널의 계속적 사용에 따른 광고 효율 저하가 발생할 수도 있다. 이 경우, 보호 모드의 사용 여부를 광고자와 스캐너가 공유가 필요하다.
보호 모드에서 3개의 광고 채널을 사용하는 경우, 간섭이 존재하는 채널에서 광고/스캔을 수행하지 않기 때문에 탐색 시간 또는 탐색 효율이 증가할 수 있다. 반명에, 어느 채널을 버릴 것인지 또는 어느 채널에 간섭이 존재하는지에 관하여 광고자와 스캐너가 공유가 필요하다. 이 경우에도, 보호 모드의 사용 여부를 광고자와 스캐너가 공유가 필요하다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 광고자, 즉, 제2 디바이스(400)에 의해 보호 모드의 적용 여부가 지시될 수 있다.
제2 디바이스(400)의 호스트(Host)는 간섭이 감지되는 경우, 보호 모드를 적용하기 위하여 제2 디바이스(400)의 링크 레이어(LL: Link Layer)로 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 전송한다(S14010). 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드는 1 옥텟의 크기를 가질 수 있고, 0x00 값을 갖는 경우 보호 모드의 비활성화, 즉, 비-보호 모드를 지시하고, 0x01 값을 갖는 경우, 보호 모드의 활성화를 지시할 수 있다.
제2 디바이스(400)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송할 수 있다(S14020).
제2 디바이스(400)의 LL은 광고 채널의 갱신(또는 변경)을 지시하는 ADV CH UPDATE IND을 제1 디바이스(300)의 LL으로 전송한다(S14030). 이때, 제2 디바이스(400)의 LL은 미리 설정된 광고 채널 갱신 간격 동안 복수회 ADV CH UPDATE IND을 전송할 수 있다.
제1 디바이스(300)의 LL은 ADV CH UPDATE IND PDU가 수신되었음을 알리는 메시지를 제1 디바이스(300)의 호스트로 전송한다(S14040). 이로 인해 보호 모드가 트리거 될 수 있다.
제1 디바이스(300)의 호스트는 보호 모드의 활성화(또는 적용)을 지시하는 하고 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 제1 디바이스(300)의 LL으로 전송한다(S14050). 제1 디바이스(300)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제1 디바이스(300)의 호스트로 전송할 수 있다(S14060).
이후, 제2 디바이스(400)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 광고를 수행하고, 제1 디바이스(300)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 지시하는 광고 패킷의 포맷을 예시하는 도면이다.
제2 디바이스(400)의 LL은 보호 모드의 사용 여부를 제1 디바이스(300)의 LL에 알리기 위하여 도 15에 도시된 바와 같은 광고 채널 PDU가 이용될 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 광고 채널 PDU는 복수 회 전송될 수 있고, 이 경우 미리 정해진 간격 동안 전송될 수 있다.
보호 모드의 사용 여부를 나타내는 광고 채널 PDU는 도 15(a)의 포맷을 가지는 페이로드를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 페이로드는 광고자의 주소를 나타내는 AdvA 필드와 광고 채널 셋을 나타내는 AdvChSet 필드를 포함할 수 있다.
그리고, AdvChSet 필드는 도 15(b)에 도시된 포맷을 가질 수 있다. 구체적으로, AdvChSet 필드가 0x00인 경우 기존의 기본 광고 채널 셋에 포함된 3개의 채널을 이용하여 광고가 수행될 수 있다. AdvChSet 필드가 0x01인 경우 기존의 기본 광고 채널 셋에 포함된 3개의 채널에 채널 인덱스가 n인 추가적인 채널을 포함하여 총 4개의 채널을 이용하여 광고가 수행될 수 있다.
이상에서 비연결 기반으로 보호 모드를 설정하는 방법을 설명하였다. 이하에서는, 연결 기반으로 보호 모드를 설정하는 방법을 설명하도록 한다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
제1 디바이스(300)는 제2 디바이스(400)와 BLE 연결을 형성한다. 이 경우, 앞서 도 6에서 설명한 방법이 적용될 수 있다.
제1 디바이스(300)의 호스트는 간섭이 감지되는 경우, 보호 모드를 적용하기 위하여 제1 디바이스(300)의 LL으로 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 전송한다(S16010). 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드는 1 옥텟의 크기를 가질 수 있고, 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드 값이 0x00인 경우 보호 모드의 비활성화, 즉, 비-보호 모드(또는 디폴트 모드)를 지시하고, 0x01인 경우, 보호 모드의 활성화를 지시할 수 있다.
제1 디바이스(300)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제1 디바이스(300)의 호스트로 전송할 수 있다(S16020).
제1 디바이스(300)의 LL은 광고 채널의 갱신(또는 변경)을 지시하는 ADV CH UPDATE IND을 제2 디바이스(400)의 LL으로 전송한다(S16030). 이때, 제1 디바이스(300)의 LL은 미리 설정된 광고 채널 갱신 간격 동안 복수회 ADV CH UPDATE IND을 전송할 수 있다.
제2 디바이스(400)의 LL은 ADV CH UPDATE IND PDU가 수신되었음을 알리는 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송한다(S16040). 이로 인해 보호 모드가 트리거 될 수 있다.
제2 디바이스(400)의 호스트는 보호 모드의 활성화(또는 적용)을 지시하는 하고 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 제2 디바이스(400)의 LL으로 전송한다(S16050). 제2 디바이스(400)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송할 수 있다(S16060).
이후, 제2 디바이스(400)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 광고를 수행하고, 제1 디바이스(300)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 지시하는 제어 메시지의 포맷을 예시하는 도면이다.
제1 디바이스(300)은 보호 모드의 사용 여부를 제2 디바이스(400)에 지시하기 위하여 도 17에 도시된 바와 같은 링크 레이어 제어 PDU를 이용할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 제어 PDU는 복수 회 전송될 수 있고, 이 경우 미리 정해진 간격 동안 전송될 수 있다.
보호 모드의 사용 여부를 나타내는 링크 레이어 제어 PDU는 도 17(a)의 포맷을 가지는 페이로드를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 페이로드는 동작 코드를 나타내는 Opcode 필드와 제어 데이터를 나타내는 CtrData 필드를 포함할 수 있다.
그리고, CtrData 필드는 도 17(b)에 도시된 포맷을 가질 수 있다. 구체적으로, CtrData 필드가 0x00인 경우 기존의 기본 광고 채널 셋에 포함된 3개의 채널을 이용하여 광고가 수행될 수 있다. CtrData 필드가 0x01인 경우 기존의 기본 광고 채널 셋에 포함된 3개의 채널에 채널 인덱스가 n인 추가적인 채널을 포함하여 총 4개의 채널을 이용하여 광고가 수행될 수 있다.
한편, 보호 모드의 적용을 지시하는 제어 메시지를 전송하기에 앞서 제1 디바이스(300)와 제2 디바이스(400)간 협상 절차를 수행하여 이용 가능한 광고 채널 셋 또는 광고 채널에 관한 정보를 교환할 수도 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 협상 절차를 거쳐 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
제1 디바이스(300)는 제2 디바이스(400)와 BLE 연결을 형성한다. 이 경우, 앞서 도 6에서 설명한 방법이 적용될 수 있다.
제1 디바이스(300)의 호스트는 간섭이 감지되는 경우, 보호 모드를 적용하기 위하여 제1 디바이스(300)의 LL으로 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 전송한다(S18010). 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드는 1 옥텟의 크기를 가질 수 있고, 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드 값이 0x00인 경우 보호 모드의 비활성화, 즉, 비-보호 모드(또는 디폴트 모드)를 지시하고, 0x01인 경우, 보호 모드의 활성화를 지시할 수 있다.
제1 디바이스(300)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제1 디바이스(300)의 호스트로 전송할 수 있다(S18020).
제1 디바이스(300)의 LL은 이용 가능한 광고 채널 셋(또는 이용 가능한 보조 광고 채널)에 관련된 정보를 요청하는 광고 채널 요청 메시지를 제2 디바이스의 LL으로 전송한다(S18030). 제2 디바이스의 LL은 제2 디바이스에서 이용 가능한 광고 채널 셋 또는 이용 가능한 보조 광고 채널에 관련된 정보를 포함하는 광고 채널 응답 메시지를 전송한다(S18040). 여기서, 보조 광고 채널은 기본 광고 채널 셋에 추가되는 광고 채널을 나타낸다.
광고 채널의 갱신(또는 변경)을 지시하는 ADV CH UPDATE IND을 제2 디바이스(400)의 LL으로 전송한다(S18050). 이때, ADV CH UPDATE IND은 S18040 단계에서 수신된 정보에 기초하여 결정된 제어 메시지일 수 있다.
제2 디바이스(400)의 LL은 ADV CH UPDATE IND PDU가 수신되었음을 알리는 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송한다(S18060). 이로 인해 보호 모드가 트리거 될 수 있다.
제2 디바이스(400)의 호스트는 보호 모드의 활성화(또는 적용)을 지시하는 하고 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 제2 디바이스(400)의 LL으로 전송한다(S18070). 제2 디바이스(400)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송할 수 있다(S18080).
이후, 제2 디바이스(400)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 광고를 수행하고, 제1 디바이스(300)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 지시하는 제어 메시지의 포맷을 예시하는 도면이다.
제1 디바이스(300)은 보호 모드의 사용 여부를 제2 디바이스(400)에 지시하기 위하여 도 19에 도시된 바와 같은 링크 레이어 제어 PDU를 이용할 수 있다.
보호 모드의 사용 여부를 나타내는 링크 레이어 제어 PDU는 도 19(a)의 포맷을 가지는 페이로드를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 페이로드는 동작 코드를 나타내는 Opcode 필드와 제어 데이터를 나타내는 CtrData 필드를 포함할 수 있다.
이때, CtrData 필드는 도 19(b)에 도시된 포맷을 가질 수 있다. 구체적으로, CtrData 필드가 0인 경우 기존의 기본 광고 채널 셋에 포함된 3개의 채널을 이용하여 광고가 수행될 수 있다. CtrData 필드가 1인 경우 기존의 기본 광고 채널 셋에 포함된 3개의 채널에 채널 인덱스가 n인 보조 광고 채널을 포함하는 제2 광고 채널 셋을 이용하여 광고가 수행될 수 있다. CtrData 필드가 2인 경우 기존의 기본 광고 채널 셋에 포함된 3개의 채널들 중 간섭이 존재하는 채널을 채널 인덱스가 n인 보조 광고 채널로 대체한 제2 광고 채널 셋을 이용하여 광고가 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, CtrData 필드의 값은 제2 디바이스(400)와 협상 절차(앞서 도 18에서 S18030, S18040)에서 교환된 이용 가능한 광고 채널 셋 또는 이용 가능한 보조 광고 채널 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 도 19(b)에 도시된 포맷은 협상 절차에서 제2 디바이스(400)로부터 전송되는 응답 메시지에 포함된 제어 데이터의 포맷일 수도 있다.
이하에서는, 3 채널 기반으로 광고 채널 보호 방법을 적용하는 실시예를 설명한다. 본 실시예에서는, 간섭이 존재하지 않는 비-보호 모드의 경우, 기존의 기본 광고 채널 셋에서 광고/스캔이 수행될 수 있다. 만약, 간섭이 존재하는 보호 모드의 경우, 간섭 신호가 강한 광고 채널 대신 새로운 보조 광고 채널을 추가하여 3개의 광고 채널들을 포함하는 보조 광고 채널 셋을 이용하여 광고/스캔이 수행될 수 있다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
제2 디바이스(400)의 호스트(Host)는 간섭이 감지되는 경우, 보호 모드를 적용하기 위하여 제2 디바이스(400)의 LL으로 LE Set Advertising Protection 커맨드를 전송한다(S20010). 상기 LE Set Advertising Protection 커맨드는 1 옥텟의 크기를 가질 수 있고, 0x00 값을 갖는 경우 보호 모드의 비활성화, 즉, 비-보호 모드를 지시하고, 0x01 값을 갖는 경우, 보호 모드의 활성화를 지시할 수 있다. 또한, 상기 LE Set Advertising Protection 커맨드는 버려지는 채널(즉, 간섭이 강한 채널) 정보 및/또는 추가되는 채널(즉, 보조 광고 채널) 정보를 포함할 수 있다.
이후의 S20020, S20030, S20040, S20050, S20060 단계는 앞서 도 설명한 도 14의 S14020, S14030, S14040, S14050, S14060 단계와 동일하게 수행될 수 있다.
이후, 제2 디바이스(400)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 광고를 수행하고, 제1 디바이스(300)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 지시하는 광고 패킷의 포맷을 예시하는 도면이다.
제2 디바이스(400)의 LL은 보호 모드의 사용 여부를 제1 디바이스(300)의 LL에 알리기 위하여 도 21에 도시된 바와 같은 광고 채널 PDU가 이용될 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 광고 채널 PDU는 복수 회 전송될 수 있고, 이 경우 미리 정해진 간격 동안 전송될 수 있다.
보호 모드의 사용 여부를 나타내는 광고 채널 PDU는 도 21(a)의 포맷을 가지는 페이로드를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 페이로드는 광고자의 주소를 나타내는 AdvA 필드, 드롭되는 광고 채널을 나타내는 DropAdvCh 필드 및 추가되는 광고 채널을 나타내는 AddAdvCh 필드를 포함할 수 있다.
그리고, DropAdvCh 필드는 도 21(b)에 도시된 포맷을 가질 수 있다. 구체적으로, DropAdvCh 필드의 값은 대체되는 광고 채널의 인덱스를 나타낼 수 있다. 그리고, AddAdvCh 필드는 도 21(c)에 도시된 포맷을 가질 수 있다. 구체적으로, AddAdvCh 필드의 값은 추가되는 광고 채널의 인덱스를 나타낼 수 있다.
이상에서 비연결 기반으로 보호 모드를 설정하는 방법을 설명하였다. 이하에서는, 연결 기반으로 보호 모드를 설정하는 방법을 설명하도록 한다.
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
제1 디바이스(300)는 제2 디바이스(400)와 BLE 연결을 형성한다. 이 경우, 앞서 도 6에서 설명한 방법이 적용될 수 있다.
제1 디바이스(300)의 호스트는 간섭이 감지되는 경우, 보호 모드를 적용하기 위하여 제1 디바이스(300)의 LL으로 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 전송한다(S22010). 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드는 1 옥텟의 크기를 가질 수 있고, 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드 값이 0x00인 경우 보호 모드의 비활성화, 즉, 비-보호 모드(또는 디폴트 모드)를 지시하고, 0x01인 경우, 보호 모드의 활성화를 지시할 수 있다.
제1 디바이스(300)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제1 디바이스(300)의 호스트로 전송할 수 있다(S22020).
제1 디바이스(300)의 LL은 광고 채널의 갱신(또는 변경)을 지시하는 ADV CH UPDATE IND을 제2 디바이스(400)의 LL으로 전송한다(S22030).
1제2 디바이스(400)의 LL은 ADV CH UPDATE IND PDU가 수신되었음을 알리는 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송한다(S22040). 이로 인해 보호 모드가 트리거 될 수 있다.
제2 디바이스(400)의 호스트는 보호 모드의 활성화(또는 적용)을 지시하는 하고 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 제2 디바이스(400)의 LL으로 전송한다(S22050). 제2 디바이스(400)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송할 수 있다(S22060).
이후, 제2 디바이스(400)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 광고를 수행하고, 제1 디바이스(300)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다.
이때, 상기 S22030 단계에서 전송되는 링크 레이어 제어 메시지는 앞서 도 21(a)의 페이로드를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 페이로드에 포함되는 드롭되는 채널 정보 또는 추가되는 채널 정보는 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용에 관련된 광고 채널 정보를 포함하는 제어 정보의 포맷을 예시하는 도면이다.
광고 채널의 갱신(또는 변경)을 지시하는 링크 레이어 제어 PDU에 포함되는 광고 채널에 관련된 정보는 도 23에 도시된 바와 같은 포맷일 수 있다.
다시 말해, 광고 채널의 갱신을 지시하는 링크 레이어 제어 PDU는 간섭의 존재로 인하여 드롭되는 채널의 인덱스 정보 및 추가되는 채널의 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
이후, 제1 디바이스(300)와 제2 디바이스(400)는 간섭이 존재하는 채널 대신 보조 광고 채널이 포함된 갱신된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 광고/스캔을 수행할 수 있다.
한편, 보호 모드의 적용을 지시하는 제어 메시지를 전송하기에 앞서 제1 디바이스(300)와 제2 디바이스(400)간 협상 절차를 수행하여 이용 가능한 광고 채널 셋 또는 광고 채널에 관한 정보를 교환할 수도 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 광고 채널에 간섭이 존재하는지 여부에 따라 협상 절차를 거쳐 광고 채널 셋을 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
제1 디바이스(300)는 제2 디바이스(400)와 BLE 연결을 형성한다. 이 경우, 앞서 도 6에서 설명한 방법이 적용될 수 있다.
제1 디바이스(300)의 호스트는 간섭이 감지되는 경우, 보호 모드를 적용하기 위하여 제1 디바이스(300)의 LL으로 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 전송한다(S24010). 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드는 1 옥텟의 크기를 가질 수 있고, 상기 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드 값이 0x00인 경우 보호 모드의 비활성화, 즉, 비-보호 모드(또는 디폴트 모드)를 지시하고, 0x01인 경우, 보호 모드의 활성화를 지시할 수 있다.
제1 디바이스(300)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제1 디바이스(300)의 호스트로 전송할 수 있다(S24020).
제1 디바이스(300)의 LL은 이용 가능한 광고 채널 셋(또는 이용 가능한 보조 광고 채널)에 관련된 정보를 요청하는 광고 채널 요청 메시지를 제2 디바이스의 LL으로 전송한다(S24030). 제2 디바이스의 LL은 제2 디바이스에서 이용 가능한 광고 채널 셋 또는 이용 가능한 보조 광고 채널에 관련된 정보를 포함하는 광고 채널 응답 메시지를 전송한다(S24040). 여기서, 보조 광고 채널은 기본 광고 채널 셋에 추가되는 광고 채널을 나타낸다.
광고 채널의 갱신(또는 변경)을 지시하는 ADV CH UPDATE IND을 제2 디바이스(400)의 LL으로 전송한다(S24050). 이때, ADV CH UPDATE IND은 S24040 단계에서 수신된 정보에 기초하여 결정된 제어 메시지일 수 있다.
제2 디바이스(400)의 LL은 ADV CH UPDATE IND PDU가 수신되었음을 알리는 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송한다(S24060). 이로 인해 보호 모드가 트리거 될 수 있다.
제2 디바이스(400)의 호스트는 보호 모드의 활성화(또는 적용)을 지시하는 하고 LE Set Advertising Protection Enable 커맨드를 제2 디바이스(400)의 LL으로 전송한다(S24070). 제2 디바이스(400)의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제2 디바이스(400)의 호스트로 전송할 수 있다(S24080).
이후, 제2 디바이스(400)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 광고를 수행하고, 제1 디바이스(300)는 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다. 제1 디바이스(300)와 제2 디바이스(400)는 간섭이 존재하는 채널 대신 보조 광고 채널이 포함된 갱신된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 광고/스캔을 수행할 수 있다.
도 25는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 메쉬 네트워크에서 광고 채널을 보호하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25를 참조하면, 복수 개의 BLE 디바이스들은 메쉬 네트워크를 구성할 수 있다. 메쉬 네트워크를 구성하는 BLE 디바이스들은 광고 베어러(Advertising Bearer)를 통해 메쉬 패킷(Mesh packet)을 송수신한다.
이러한 메쉬 네트워크에서 광고 채널의 보호를 위한 보호 모드(Protected mode)를 사용하는 경우, BLE 디바이스가 스캐닝해야 하는 채널이 증가하기 때문에, 메쉬 패킷을 빠르게 수신할 확률이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 메쉬 네트워크를 구성하는 노드들 중에서 BLE 광고 채널의 간섭 상태를 파악(또는 인지)한 노드가 이를 메쉬 네트워크 전체에 공유하여 별도의 HCI 커맨드 없이 광고 채널 보호를 수행하는 방법을 제안한다. 간섭이 적은 경우는 비-보호 모드로 동작하고, 간섭이 많은 경우는 보호 모드로 동작하도록 BLE 광고 채널의 간섭 상태를 파악한 노드가 메쉬 네트워크에 알릴 수 있다.
도 26은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 메쉬 네트워크에서 광고 채널의 보호를 해제하는 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 26을 참조하면, S1부터 S9까지의 BLE 디바이스가 메쉬 네트워크를 구성하고, 보호 모드가 설정되어 있는 경우를 가정한다.
메쉬 네트워크의 하나의 노드를 구성하는 S3 디바이스는 광고 채널 셋에 존재하는 간섭 정도를 외부 디바이스와 확인하는 절차를 수행한다(S26010).
S26010 단계에서 확인한 결과, 기존 광고 채널 셋에 간섭이 존재하지 않는 경우 또는 간섭이 미리 정해진 값보다 작은 경우, S3 디바이스는 광고 채널 셋의 변경을 지시하는 ADV CH UPDATE IND를 메쉬 네트워크의 나머지 디바이스들로 전송한다(S26020).
이때, S3 디바이스는 미리 설정된 광고 채널 갱신 간격 동안 복수회 ADV CH UPDATE IND을 전송할 수 있다. 이로 인해 보호 모드가 해제되고 메쉬 네트워크가 비-보호 모드로 전환될 수 있다. 비-보호 모드에서는 기존의 기본 광고 채널 셋을 이용하여 광고/스캔이 수행될 수 있다.
도 27 및 도 28은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광역 메쉬 네트워트를 구축하는 경우 영역 별로 간섭 환경에 따라 광고 채널의 보호 모드를 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27을 참조하면, 광역 메쉬 네트워크를 구축할 경우, 메쉬 노드가 겪는 간섭 환경이 영역에 따라 달라질 수 있다. 이러한 경우, 보호 모드는 영역에 따라 다르게 적용될 필요가 있다.
예를 들어, 광역 메쉬 네트워크에 포함된 제1 영역(27010)과 제2 영역(27020) 중 어느 한 영역에서만 광고 채널에 간섭이 존재하는 경우, 보호 모드를 간섭이 존재하는 영역에 대하여만 적용함으로써 효과적으로 메쉬 네트워크에서 광고 채널을 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 트리거링 노드(Triggering node)로부터 보호 모드의 적용 여부를 나타내는 PDU의 전송이 가능한 홉 수를 제한함으로써, 간섭 환경이 유사한 영역의 노드들에만 동일한 모드가 적용되도록 할 수 있다. 여기서 트리거링 노드는 보호 모드의 변경을 나타내는 지시 메시지를 최초에 전송하는 노드를 나타낸다.
다시 말해, 간섭 상태를 확인하고 보호 모드 변경을 시작하는 트리거린ㅇ 노드는 광고 채널의 갱신을 지시하는 ADV CH UPDATE IND를 전송할 수 있다. 상기 ADV CH UPDATE_IND는 메쉬 네트워크에서 정의되는 링크 레이어 광고 채널 PDU일 수 있다.
이때, ADV CH UPDATE IND 메시지는 도 28에 도시된 바와 같은 페이로드를 포함할 수 있다.
구체적으로, 4 채널 기반 광고 채널 셋을 이용하는 방법을 적용하는 경우, 상기 페이로드에 도 28(a)에 도시된 바와 같이 최대 홉 카운트를 지시하는 필드가 추가될 수 있다.
그리고, 3 채널 기반 광고 채널 셋을 이용하는 방법을 적용하는 경우, 상기 페이로드에 도 28(b)에 도시된 바와 같이 최대 홉 카운트를 지시하는 필드가 추가될 수 있다.
각 노드에서 해당 PDU를 수신한 뒤, 상술한 페이로드의 홉카운트 필드를 1만큼 감소시켜서 릴레이를 수행할 수 있다.
도 29 및 도 30은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 간섭의 유무에 따른 스캐닝 모드를 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에서, 스캐너는 광고자의 상태와 관계없이 간섭이 존재하는 경우 보호 모드를 활성화하고, 간섭이 존재하지 않는 경우 보호 모드를 비활성화할 수 있다. 만약, 광고자 디바이스가 신규 기기인 경우 4 채널을 사용할 수 있고, 레거시 기기인 경우 3채널을 사용할 수 있다.
도 29를 참조하면, 이전에 보호 모드가 활성화된 경우를 가정하여 제1 디바이스(300)가 간섭의 상태에 따라 보호 모드를 해제하는 방법을 설명한다. 또한, 보호 모드에서 기본 광고 채널 셋에 보조 광고 채널을 포함한 총 4개의 광고 채널을 이용하여 광고/스캔을 수행하는 경우를 가정하여 설명한다.
제1 디바이스(300)의 호스트는 기본 광고 채널 셋에 간섭이 존재하지 않음을 인식하고, 보호 모드의 비활성화를 지시하기 위한 LE Set Advertising Protection 커맨드를 제1 디바이스(300)의 LL로 전송한다(S29010). 제1 디바이스(300)의 LL은 상기 커맨드의 결과에 관련된 정보를 포함하는 완료 메시지를 제1 디비아스(300)의 호트트로 전송한다(S29020). HCI 커맨드인 상기 LE Set Advertising Protection 커맨드는 도 30에 도시된 포맷을 가질 수 있다.
구체적으로 LE Set Advertising Protection 커맨드는 커맨드 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 커맨드 파라미터는 광고 보호 모드의 설정 또는 해제를 지시하는 파라미터를 나타낸다. 그리고, LE Set Advertising Protection 커맨드는 리턴 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 리턴 파라미터는 커맨드 처리 결과 상태 또는 현재 광고 보호 모드 상태 등을 지시할 수 있다.
상기 커맨드 파라미터가 보호 모드의 사용을 지시하는 경우 제1 디바이스(300)의 LL은 4 채널 스캐닝을 수행할 수 있다. 그리고 상기 커맨드 파라미터가 보호 모드의 사용 안함을 지시하는 경우 제1 디바이스(300)의 LL은 3채널 스캐닝을 수행할 수 있다.
즉, 제2 디바이스(400)의 LL은 광고를 수행하고, 제1 디바이스(300)의 LL은 3 채널(즉, 기본 광고 채널)에서 스캔을 수행한다(S29030). 광고 메시지를 스캔한 이후, 제1 디바이스(300)의 LL은 추가적인 정보를 요청하는 스캔 요청 메시지를 전송한다(S29040). 제2 디바이스(400)의 LL은 스캔 요청 메시지에 대한 응답으로 추가 정보를 포함하는 스캔 응답 메시지를 전송한다(S29050).
제1 디바이스(300)의 LL은 제1 디바이스(300)의 호스트로 광고 결과에 관련된 정보를 포함하는 LE 광고 보고 메시지를 전송한다(S29060).
도 31은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드가 적용되는 경우 신규 디바이스와 레거시 디바이스간 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 31(a)를 참조하면, 광고자 디바이스는 신규 디바이스이고 스캐너 디바이스는 레거시 디바이스인 경우를 가정한다. 이때, 광고자는 앞서 도 14 내지 19에서 설명한 4-채널 기반 동적 광고(dynamic advertising) 방법을 적용하면, 간섭의 발생 후 광고 채널 셋을 4개로 증가시켜 광고를 수행할 수 있다.
한편, 스캐너는 기본 광고 채널인 채널 인덱스가 37, 38, 39인 채널들에서만 스캐닝을 하므로, BLE 밴드 엣지(band edge)에 간섭 존재시 (예를 들어, 채널 37) 간섭이 존재하는 채널을 포함하여 기존 광고 채널을 이용하여 스캔을 수행할 수 있다.
도 31(b)를 참조하면, 광고자 디바이스는 레거시 디바이스이고 스캐너 디바이스인 경우를 가정한다. 이때, 광고자는 확장된 광고 이벤트(Extended advertising event) 마다 보호 모드 적용 여부를 지시한다. 반면, 스캐너는 4-채널 기반 고정된 스캐닝 동작을 수행할 수 있다.
도 32는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드를 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 32(a)를 참조하면, 마스터 디바이스는 슬레이브 디바이스와 BLE 연결 상태에서 보호 모드를 사용할 수 있다. 구체적으로 마스터 디바이스는 초기 상태에서 슬레이브 디바이스와 연결한 후, 연결 상태에서 앞서 도 14 내지 24에서 설명한 동적 광고(Dynamic advertising)의 적용을 위한 보호 모드 활성화 메시지를 전송할 수 있다.
그리고 슬레이브 디바이스는 이용 가능한(또는 선호) 광고 채널 셋(또는 이용 가능한 광고 채널)을 마스터 디바이스에 전송한 후, 마스터 디바이스로부터 수신된 정보에 기초하여 광고 채널 셋을 갱신한다.
도 32(b)를 참조하면, BLE 연결이 해제된 후, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스는 보호모드에서 갱신된 광고 채널 셋을 이용하여 광고 및 스캔을 수행할 수 있다. 이를 통해 광고 채널 갱신 이후 피어 디바이스의 탐색 시간을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 33은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 주기적으로 지시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 33을 참조하면, 광고자는 확장된 광고 이벤트마다 주기적으로 보호 모드 여부를 알릴 수 있다. 광고자는 확장된 광고 이벤트를 개시할 때 기본 광고 채널에서 보호 모드의 적용 여부를 지시하는 패킷을 전송할 수 있다. 이후 보호 모드 적용 여부에 따라 갱신된 광고 채널 셋, 즉, 보고 광고 채널 셋에서 확장된 광고 이벤트에 관련된 지시 메시지가 전송될 수 있다.
그리고, 스캐너는 수신된 광고 채널 갱신을 지시하는 광고 채널 PDU를 통해 보호 모드를 유지 또는 변경한 후 스캐닝을 수행할 수 있다.
도 34는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 모드 적용 여부를 주기적으로 지시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 34를 참조하면, AoA(Angle of Arival)/AoD(Arival of Departure)는 확장된 광고를 통해 직접 찾기(direction finding)를 위한 추가(Supplemental) 정보 전송함으로써 수행될 수 있다.
2.4GHz BLE 대역에 존재하는 간섭으로 인해 상술한 ADV EXT IND PDU의 수신 효율이 떨어진다면, 실내 위치 측위 또는 자산 추적의 효율성이 떨어질 수 있다. 그러나, 본 발명에서 제안하는 광고 채널 보호 방법을 적용하는 경우, 갱신된 광고 채널 셋을 통해 광고 전송 효율 및 확장된 광고 이벤트의 추가 정보 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
도 35는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광역 메쉬 네트워트를 구축하는 경우 영역 별로 간섭 환경에 따라 광고 채널의 보호 모드를 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 35를 참조하면, 광역 메쉬 네트워크를 구축할 경우, 메쉬 노드가 겪는 간섭 환경이 영역에 따라 달라질 수 있다. 이러한 경우, 보호 모드는 영역에 따라 다르게 적용될 필요가 있다.
예를 들어, 광역 메쉬 네트워크에 포함된 제1 영역(35010)과 제2 영역(35020) 중 어느 한 영역에서만 광고 채널에 간섭이 존재하는 경우, 보호 모드를 간섭이 존재하는 영역에 대하여만 적용함으로써 효과적으로 메쉬 네트워크에서 광고 채널을 보호할 수 있다.
앞서 도 27에서 설명한 바와 같이, 홉카운트 기반으로 각 영역별 광고 채널 셋에 대한 관리가 가능하다. 이 경우, 각 영역의 경계에 존재하는 노드에 서로 다른 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 메시지가 전송되는 경우가 발생할 수 있다.
예를 들어, 제1 영역(35010)과 제2 영역(35020)의 경계 부분(area edge)에 존재하는 노드 S5가 서로 다른 ADV CH UPDATE IND PDU를 수신한 경우, S5는 보호 보드의 변경 없이 레거시 광고 채널 셋을 이용하여 다음 홉으로 패킷을 전달할 수 있다.
도 36은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 36을 참조하면, 제1 디바이스는 제1 광고 채널 셋(advertising channel set)을 구성하는 3개의 광고 채널들 중에서 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지한다(S36010).
제1 디바이스는 S3601 단계에서 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하면, 보호 모드(protection mode)의 적용을 지시하는 제어 메시지(command message)를 제2 디바이스로 전송한다(S36020).
여기서, 상기 보호 모드는 비-연결 상태(non-connection state)에서 제1 광고 채널 셋으로부터 갱신(update)된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 메시지를 송수신하기 위한 모드를 나타낸다.
제1 디바이스는 제2 광고 채널 셋을 통해 제2 디바이스로부터 광고 메시지(advertising message)를 수신한다(S36030).
전술한 바와 같이, 제2 광고 채널 셋은 제1 광고 채널 셋을 구성하는 3개의 광고 채널들 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 갱신될 수 있다.
이 경우, 제어 메시지는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 추가적으로 포함되는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 제2 광고 채널 셋에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제2 광고 채널 셋은 간섭이 존재하는 광고 채널을 데이터의 송수신에 이용되는 데이터 채널들 중 특정 채널로 대체하도록 갱신될 수 있다.
이 경우, 제어 메지시는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 간섭이 존재하는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 대체되는 특정 채널의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제1 디바이스는 제2 디바이스로 제1 광고 채널 셋에 대한 갱신에 관련된 정보를 요청하는 요청 메시지를 전송할 수 있다. 그리고, 제1 디바이스는 제2 디바이스로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 갱신에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신할 수 있다.
또한, 상기 갱신에 관련된 정보는 상기 제2 디바이스에서 이용 가능한 보조 광고 채널에 관련된 정보 또는 상기 제2 디바이스에서 이용 가능한 광고 채널 셋에 관련된 정보를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제1 디바이스 및 제2 디바이스는 메쉬 네트워크(mesh network)를 구성할 수 있다.
이 경우, 상기 제어 메시지는 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 간섭이 존재하는 광고 채널의 인덱스(index) 정보, 제1 광고 채널 셋에 추가되는 광고 채널의 인덱스 정보, 제2 광고 채널 셋에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 또는 최대 홉(maximum hop) 수를 제한하기 위한 홉 카운트(hop count) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 메시지는 홉 카운트 값에 따라 제2 디바이스에 의해 드랍(drop)되거나 하나 이상의 인접한 디바이스로 전송될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
블루투스 LE(Low Energy)를 이용하여 인접한 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 제1 디바이스에서 수행되는 방법은, 제1 광고 채널 셋(advertising channel set)을 구성하는 3개의 광고 채널들 중에서 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하는 단계; 상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하면, 보호 모드(protection mode)의 적용을 지시하는 제어 메시지(command message)를 제2 디바이스로 전송하는 단계, 여기서, 상기 보호 모드는 비-연결 상태(non-connection state)에서 상기 제1 광고 채널 셋으로부터 갱신(update)된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 메시지를 송수신하기 위한 모드를 나타내고; 및 상기 제2 광고 채널 셋을 통해 상기 제2 디바이스로부터 광고 메시지(advertising message)를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 블루투스 LE(Low Energy)를 이용한 무선 통신 시스템에서 인접한 디바이스를 탐색(discovery)하기 위한 방법에 있어서, 제1 디바이스에서 수행되는 방법은,
    제1 광고 채널 셋(advertising channel set)을 구성하는 3개의 광고 채널들 중에서 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하는 단계;
    상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하면, 보호 모드(protection mode)의 적용을 지시하는 제어 메시지(command message)를 제2 디바이스로 전송하는 단계,
    여기서, 상기 보호 모드는 비-연결 상태(non-connection state)에서 상기 제1 광고 채널 셋으로부터 갱신(update)된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 메시지를 송수신하기 위한 모드를 나타내고; 및
    상기 제2 광고 채널 셋을 통해 상기 제2 디바이스로부터 광고 메시지(advertising message)를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광고 채널 셋은 상기 제1 광고 채널 셋을 구성하는 3개의 광고 채널들 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 갱신되는 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어 메시지는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 추가적으로 포함되는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 제2 광고 채널 셋에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광고 채널 셋은 상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 데이터의 송수신에 이용되는 데이터 채널들 중 특정 채널로 대체하도록 갱신되는 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어 메지시는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 간섭이 존재하는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 대체되는 특정 채널의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 디바이스로 상기 제1 광고 채널 셋에 대한 갱신에 관련된 정보를 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 제2 디바이스로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 갱신에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 갱신에 관련된 정보는 상기 제2 디바이스에서 이용 가능한 보조 광고 채널에 관련된 정보 또는 상기 제2 디바이스에서 이용 가능한 광고 채널 셋에 관련된 정보를 포함하는 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 디바이스 및 상기 제2 디바이스는 메쉬 네트워크(mesh network)를 구성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제어 메시지는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 간섭이 존재하는 광고 채널의 인덱스(index) 정보, 상기 제1 광고 채널 셋에 추가되는 광고 채널의 인덱스 정보, 상기 제2 광고 채널 셋에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 또는 최대 홉(maximum hop) 수를 제한하기 위한 홉 카운트(hop count) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제어 메시지는 상기 홉 카운트 값에 따라 상기 제2 디바이스에 의해 드랍(drop)되거나 하나 이상의 인접한 디바이스로 전송되는 방법.
  11. 블루투스 LE(Low Energy)를 이용한 무선 통신 시스템에서 인접한 디바이스를 탐색(discovery)하기 위한 제1 디바이스에 있어서,
    외부 디바이스와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및
    상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    제1 광고 채널 셋(advertising channel set)을 구성하는 3개의 광고 채널들 중에서 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하고,
    상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 인지하면, 보호 모드(protection mode)의 적용을 지시하는 제어 메시지(command message)를 제2 디바이스로 전송하고,
    여기서, 상기 보호 모드는 비-연결 상태(non-connection state)에서 상기 제1 광고 채널 셋으로부터 갱신(update)된 제2 광고 채널 셋을 이용하여 메시지를 송수신하기 위한 모드를 나타내고,
    상기 제2 광고 채널 셋을 통해 상기 제2 디바이스로부터 광고 메시지(advertising message)를 수신하는 디바이스.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 광고 채널 셋은 상기 제1 광고 채널 셋을 구성하는 3개의 광고 채널들 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 갱신되는 디바이스.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어 메시지는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 추가적으로 포함되는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 제2 광고 채널 셋에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 디바이스.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 광고 채널 셋은 상기 간섭이 존재하는 광고 채널을 데이터의 송수신에 이용되는 데이터 채널들 중 특정 채널로 대체하도록 갱신되는 디바이스.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제어 메지시는 상기 제1 광고 채널 셋의 갱신을 지시하는 동작 코드 정보, 상기 간섭이 존재하는 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 대체되는 특정 채널의 인덱스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 디바이스.
PCT/KR2018/003186 2017-03-17 2018-03-19 블루투스 le 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치 Ceased WO2018169379A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/495,056 US10869183B2 (en) 2017-03-17 2018-03-19 Method and apparatus for searching for device by using bluetooth low energy (LE) technology

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762472604P 2017-03-17 2017-03-17
US62/472,604 2017-03-17
US201762488068P 2017-04-21 2017-04-21
US62/488,068 2017-04-21
US201762507743P 2017-05-17 2017-05-17
US62/507,743 2017-05-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018169379A1 true WO2018169379A1 (ko) 2018-09-20

Family

ID=63522390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/003186 Ceased WO2018169379A1 (ko) 2017-03-17 2018-03-19 블루투스 le 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10869183B2 (ko)
WO (1) WO2018169379A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210148778A (ko) * 2020-06-01 2021-12-08 삼성전자주식회사 UWB(Ultra Wide Band)를 통한 레인징을 수행하기 위한 전자 장치 및 방법
CN115884300A (zh) * 2020-12-31 2023-03-31 合肥中感微电子有限公司 无线通信方法、装置、通信设备和可读存储介质

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11178716B2 (en) * 2017-08-07 2021-11-16 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for establishing connection between devices by using bluetooth low energy technology
JP7183671B2 (ja) * 2018-10-02 2022-12-06 カシオ計算機株式会社 無線通信装置、無線通信方法、及びプログラム
US11229012B2 (en) * 2019-11-18 2022-01-18 Verzon Patent and Licensing Inc. Dynamic modification of device band and radio access technology information
US11743702B1 (en) * 2022-08-29 2023-08-29 Inplay, Inc. Advertising method and terminal for low-power bluetooth devices

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100120362A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-13 Walley John S Method and system for quick bluetooth low energy (ble) protocol signal presence detection for coexistence
KR20150105580A (ko) * 2014-03-07 2015-09-17 삼성전자주식회사 광고 정보 갱신 방법 및 장치
US20160361925A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-15 Fujifilm Corporation Liquid ejection apparatus and moisturizing apparatus for liquid ejection head
KR20170006139A (ko) * 2015-07-07 2017-01-17 주식회사 엘지유플러스 BLE 비콘 기반 WiFi 채널 정보 제공을 위한 장치 및 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130003715A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Texas Instruments Incorporated Connection setup for low energy wireless networks based on master device packet that includes timing information
US10111071B2 (en) * 2014-09-19 2018-10-23 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Bluetooth low energy automation mesh network
US9794934B2 (en) * 2015-04-08 2017-10-17 Nxp B.V. Method and system for communicating in a wireless mesh network
US20160359925A1 (en) 2015-06-08 2016-12-08 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for transmitting and receiving data in wireless communication system
US10306451B2 (en) * 2015-07-31 2019-05-28 Nintendo Co., Ltd. Wireless system, wireless device, non-transitory computer-readable storage medium having stored therein communication program, and communication method
US20170245204A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Qualcomm Incorporated Systems and methods for prioritizing channel scanning
US10484932B2 (en) * 2017-06-17 2019-11-19 Link Labs, Inc. BLE networking systems and methods providing central and peripheral role reversal with enhanced peripheral location determination using ultrasonic waveform
US10291755B2 (en) * 2017-07-14 2019-05-14 Silicon Laboratories Inc. Systems and methods for adaptive scanning and/or advertising
US10367540B1 (en) * 2018-02-20 2019-07-30 Cypress Semiconductor Corporation System and methods for low power consumption by a wireless sensor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100120362A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-13 Walley John S Method and system for quick bluetooth low energy (ble) protocol signal presence detection for coexistence
KR20150105580A (ko) * 2014-03-07 2015-09-17 삼성전자주식회사 광고 정보 갱신 방법 및 장치
US20160361925A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-15 Fujifilm Corporation Liquid ejection apparatus and moisturizing apparatus for liquid ejection head
KR20170006139A (ko) * 2015-07-07 2017-01-17 주식회사 엘지유플러스 BLE 비콘 기반 WiFi 채널 정보 제공을 위한 장치 및 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NARENDRA, PRITHVIRAJ: "Comparison of Link Layer of BLE and 802.15.4", KTH ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY, 2014, XP055560196, Retrieved from the Internet <URL:http://www.diva-portal.Org/smash/get/diva2:872772/FULLTEXT01.pdf> *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210148778A (ko) * 2020-06-01 2021-12-08 삼성전자주식회사 UWB(Ultra Wide Band)를 통한 레인징을 수행하기 위한 전자 장치 및 방법
KR102836593B1 (ko) * 2020-06-01 2025-07-18 삼성전자주식회사 UWB(Ultra Wide Band)를 통한 레인징을 수행하기 위한 전자 장치 및 방법
CN115884300A (zh) * 2020-12-31 2023-03-31 合肥中感微电子有限公司 无线通信方法、装置、通信设备和可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20200100090A1 (en) 2020-03-26
US10869183B2 (en) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016039598A1 (ko) 블루투스 기술을 이용하여 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2015194854A1 (ko) 블루투스 le(low energy) 기술을 이용하여 디바이스 간 커넥션을 형성하기 위한 방법 및 장치
WO2016182404A1 (ko) 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 대체 통신 수단을 연결하기 위한 방법 및 장치
WO2018074892A1 (ko) 블루투스 기술을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치
WO2016010347A1 (ko) 블루투스 le(low energy) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 측정하기 위한 방법 및 장치
WO2016175454A1 (ko) 블루투스 메쉬 네트워크를 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치
WO2016167541A1 (ko) 블루투스 저전력 기술을 이용하여 디바이스를 연결하기 위한 방법 및 장치
WO2018135926A1 (ko) 블루투스 통신 방법 및 장치
WO2016036139A2 (ko) 블루투스 le(low energy) 기술을 이용하여 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2018169380A1 (ko) 블루투스 기술을 이용하여 오디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치
WO2016017907A1 (ko) 블루투스 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 전자기기를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2016178542A1 (ko) 블루투스에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치
WO2018097687A1 (ko) 블루투스를 이용한 메쉬 네트워크에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치
WO2016017908A1 (ko) 블루투스 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 전자기기를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2015163680A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치
WO2016017909A1 (ko) 블루투스 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 전자기기를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2016175638A1 (ko) 블루투스 메쉬 네트워크에서 디바이스의 주소를 할당하기 위한 방법 및 장치
WO2016122186A1 (ko) 블루투스 기술을 이용하여 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2016175640A1 (ko) 블루투스를 이용한 메쉬 네트워크에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치
WO2016108646A1 (ko) 블루투스 le 기술을 이용하여 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2018222024A1 (ko) 블루투스 le 기술을 이용하여 디바이스를 연결하기 위한 방법 및 장치
WO2018169379A1 (ko) 블루투스 le 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치
WO2018048268A1 (ko) 블루투스 기술을 이용하여 디바이스를 연결하기 위한 방법 및 장치
WO2018038459A1 (ko) 블루투스 기술을 이용하여 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2016175575A1 (ko) 블루투스 메쉬 네트워크를 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18767874

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18767874

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1