KR100325773B1

KR100325773B1 - 블루투스 시스템의 기기 명칭 확인 방법

Info

Publication number: KR100325773B1
Application number: KR1019990038776A
Authority: KR
Inventors: 최준보; 강우식
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2002-03-06
Also published as: KR20010027177A

Abstract

본 발명은 블루투스 시스템의 기기 명칭 확인 방법에 있어서, 각각의 블루투스 모듈에 저장되어 있는 명칭에 대한 패킷을 미리 설정하고, 블루투스 기기간의 어드레스를 알아내기 위한 조회 과정시에 명칭 패킷을 전송하므로, 블루투스 모듈에 저장되어 있는 사용자 친화적 문자의 명칭을 알아내기 위하여 임시 연결 설정 및 해제 없이 조회 과정을 활용하게 되어 간편하고 효율적이다.

Description

블루투스 시스템의 기기 명칭 확인 방법{BLUETOOTH DEVICE NAME CONFIRMING METHOD IN BLUETOOTH SYSTEM}

본 발명은 근거리 무선 통신에 관한 기술로서, 특히 블루투스(bluetooth) 시스템에서 각각의 기기간의 명칭을 알아내는 방법에 관한 것이다.

최근들어, 무선 통신 및 컴퓨터 산업은 저비용, 저전력의 무선 장치 또는 무선 링크 등이 실제로 가능하다는 것을 깨달았다. 이러한 무선 통신은 최근 개발 추세에 따라 점차 소형 및 휴대성을 강조하는 장치간의 통신 및 사무 기기간의 복잡한 연결 케이블의 제거를 위한 기초를 제공한다.

이에 관한 다양한 연구가 진행되었으며, 에릭슨(Ericsson)(사)에서 전문적인 코드, 이름하여 '블루투스(Bluetooth)'가 정의되었다. 블루투스의 목표는 소형의 단거리 무선에 따른 기동성과 비즈니스 사용자를 위한 편리한 서비스를 제공하는 것이다. 블루투스는 휴대 가능한 컴퓨터와 통신 장치의 사용 모델을 최적화한 기술적 특성을 정의하였다. 블루투스는 저비용, 견고함, 능률, 높은 용량, 특히 음성과 데이터 네트워킹을 제공하기 위해 특별히 디자인되었다.

도 1은 블루투스 시스템의 개략적인 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 통신의 주체를 호스트(10, 16)라 하고 이의 요구를 수용하여 블루투스 표준안에 따른 블루투스 기기와 통신을 가능하게 하는 기기를 블루투스 모듈(12, 14)이라 한다. 호스트(10, 16)와 블루투스 모듈(12, 14)간은 HCI(Host Control Interface)라고 하는 인터페이스가 정의되어 있고 이에 준하는 메시지(이하 패킷(packet)이라 함)를 주고 받음으로써 제어 명령과 이의 결과 및 사용자의 송수신 데이터가 오고 간다.

HCI 패킷을 실제로 전달하는 것으로는 널리 알려진 RS232를 비롯하여 , USB,표준 PC 인터페이스 등이 활용될 수 있다. HCI 패킷은 커맨드(command), 이벤트(event), 데이터(data) 패킷으로 구분되며, 이들 중 커맨드 패킷은 블루투스 모듈을 다양하게 활용할 수 있도록 60여가지의 명령어를 제공한다.

도 2는 블루투스 모듈(12, 14)의 기능 블록도이다. 도 2를 참조하면, 호스트(10, 16)에는 기타 다른 고 계층 드라이버(21)와, 블루투스 HCI 드라이버(22)와, 물리적버스, 즉 RS323C, USB, PC Card 등의 드라이버(23)가 구비되며, 블루투스 모듈(12, 14)에는 HCI 펌웨어(firmware, 이하 HCI라 약칭함)(26)와, 링크메니저 펌웨어(Link Manage firmware, 이하 LM이라 약칭함)(27) 및 기저대역제어부(28)가 구비된다. 호스트 제어부의 송신 계층은 물리적버스드라이버(23)와 물리적버스펌웨어(24)로 이루어진다.

블루투스 시스템은 통신을 위한 연결을 설정하기 전에 주변 블루투스 기기의 어드레스를 알아내기 위해 조회(inquiry) 과정을 수행한다. 이는 호스트가 HCI 명령어를 사용하여 블루투스 모듈에게 조회 절차를 시작하도록 함으로써 이루어진다. 실제 조회 과정을 수행하는 것은 기저대역 제어부와 무선인터페이스부이며 이의 결과는 HCI 이벤트로서 호스트에 보고된다.

조회를 수행중이지 않는 블루투스 기기는 다른 블루투스 기기의 조회 과정에 대한 동작 상황이 허락하는 한 자신의 어드레스를 알려주며 이를 조회 스캔/응답(inquiry scan/response)이라 한다. 조회 과정에서 수집된 주변 블루투스 기기의 어드레스를 바탕으로 통신을 원하는 블루투스 기기의 어드레스를 선택, 연결을 설정하고 데이터를 주고 받는다. 이외에도 다양한 HCI 명령과 블루투스 모듈의 어드레스를 이용해 상대 블루투스 기기에 대한 정보를 알아낼 수 있다.

도 3은 블루투스 표준에 따른 조회(inquiry) 동작 중 호스트와 HCI간의 흐름도이다. 조회 과정을 수행하는 모듈에서 조회의 시작은 일정한 간격(interval)을 가지고 규칙적으로 조회를 하라는 명령을 호스트가 보낸다(30단계). 이 명령에 의해 HCI 및 링크메니저가 기저대역측을 제어하기 위해 레지스터에 값을 설정하고, 기저대역측에서는 조회 프로세스를 시작하게 된다. 조회 프로세스를 시작한 베이스밴드 측에서는 조회 패킷의 연속적인 전송으로 이루어진 조회 트레인(inquiry train)을 일정시간동안 계속 반복해서 전송한다.

한편 전송 슬롯에서는 조회 패킷을 전송하지만, 수신 슬롯에서는 다른 모듈로부터의 응답을 기다린다(32단계). 조회 응답으로 FHS 패킷을 수신한 기저대역측은 응답이 수신되었음을 내부 레지스터에 설정된 값으로 알리고, 이러한 레지스터 설정에 의해 HCI에서는 조회의 결과를 호스트에 알리는 이벤트를 발생하고(38단계), 조회 동작이 완료된다(39단계).

상기와 같이, 조회 과정에서 수집된 주변 블루투스 기기의 어드레스를 바탕으로 통신을 원하는 블루투스 기기의 어드레스를 선택하여, 연결을 설정하고, 데이터를 주고 받게 된다. 이 외에도 다양한 HCI 커맨드와 블루투스 모듈의 어드레스를 이용하여 상대 블루투스 기기에 대한 정보를 알아낼 수 있다. 이러한 기능 중의 하나가 다른 블루투스 모듈의 명칭 즉, 사람이 인식하기 쉬운 이름 문자를 알아내는 기능이 있다.

6바이트(byte)의 블루투스 어드레스를 쉽게 인식할 수 없는 사람은 어드레스를 이용하여 원하는 상대방의 블루투스 기기와 연결을 설정하기 보다는 명칭을 가지고 연결을 설정하는 것이 더 보편적이라고 할 수 있다. 따라서 블루투스 모듈의 어드레스와 함께 명칭을 알아내는 것은 블루투스를 이용한 통신에서 흔히 수반되는 과정이며, 사용자는 자신이 통신하고자 하는 블루투스 기기를 확인하기 위하여 조회를 통해 수집된 모든 블루투스 기기의 이름을 알고자 할 것이다.

그런데, 블루투스 모듈의 명칭을 알아내려면 연결이 설정되어 있지 않을 경우 임시 연결을 설정한 후, 별도의 HCI 커맨드를 이용하여 명칭을 알아내야만 하며 이후 임시 설정된 연결을 해제하여야 한다. 따라서 조회 과정에서 수집한 모든 블루투스 기기의 명칭을 알아내려면 반복적으로 연결을 설정, 명칭을 알아내고 연결을 해제하는 비효율적인 상황이 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 모든 블루투스 모듈에 저장되어 있는 사용자 친화적 문자의 명칭을 알아내기 위하여 임시 연결 설정 및 해제 없이 조회 과정을 활용하는 간편하고 효율적인 명칭 확인 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 블루투스 시스템의 기기 명칭 확인 방법에 있어서, 각각의 블루투스 모듈에 저장되어 있는 명칭에 대한 패킷을 미리 설정하고, 블루투스 기기간의 어드레스를 알아내기 위한 조회 과정시에 명칭 패킷을 전송함을 특징으로 한다.

도 1은 블루투스 시스템의 개략적인 블록 구성도

도 2는 블루투스 모듈의 기능 블록도

도 3은 블루투스 표준에 따른 조회 동작 중 호스트와 HCI간의 동작 흐름도

도 4는 FHS(Frequency Hopping Synchronous) 패킷 포맷도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 명칭 패킷의 포맷도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조회 및 조회 스캔 동작을 설명하기 위한 신호 파형도

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조회 스캔측에서 f(k) 주파수에 트리거링되어 FHS 패킷과 명칭 패킷을 보내는 경우를 설명하기 위한 신호 파형도

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조회 스캔측에서 f(k+1) 주파수에 트리거링되어 FHS 패킷과 명칭 패킷을 보내는 경우를 설명하기 위한 신호 파형도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

본 발명은 상기 도 1에 도시된 바와 같은 외형적인 구성 요소를 가지며 에릭슨에서 제안한 블루투스 규격에 맞추어 통신할 수 있는 장치에 적용된다. 통신의 주체를 호스트라 하고 이의 요구를 수용하여 블루투스 표준안에 따른 블루투스 기기와 통신을 가능하게 하는 기기를 블루투스 모듈 한다. 호스트와 블루투스 모듈간은 HCI(Host Control Interface)라고 하는 인터페이스가 정의되어 있고 이에 준하는 메시지(이하 패킷(packet)이라 함)를 주고 받음으로써 제어 명령과 이의 결과 및 사용자의 송수신 데이터가 오고 간다.

HCI 패킷을 실제로 전달하는 것으로는 널리 알려진 RS232를 비롯하여 , USB, 표준 PC 인터페이스 등이 활용될 수 있다. HCI 패킷은 커맨드(command), 이벤트(event), 데이터(data) 패킷으로 구분되며, 이들 중 커맨드 패킷은 블루투스 모듈을 다양하게 활용할 수 있도록 60여가지의 명령어를 제공한다.

블루투스 모듈은 에릭슨의 표준에 따라 다음과 같은 동작을 수행한다. 즉, 조회 동작은 일정 범위 내에 있는 블루투스 기기의 고유 어드레스와 클럭을 발견하고 모으는 동작이다. 페이징(page) 동작은 실제적으로 연결을 설정하는 동작이다.조회 스캔 동작은 상대 기기의 조회 동작에 의해 자신이 발견될 수 있도록 일정 기간 동안 외부신호를 읽어들이는 동작이다. 연결 동작은 페이징 동작이 성공적으로 수행된 후에 데이터의 전송을 실행하는 동작이다.

모든 블루투스 기기는 주기적으로 조회 스캔과 페이징 동작을 수행한다. 조회 동작은 마스터와 슬레이브 모두가 할 수 있고, 주기적으로 또는 HCI 명령어에 의해 순간순간 실행될 수 있다. 페이징 동작은 마스터의 고유동작이며 슬레이브는 페이징 동작을 할 수 없고 따라서 능동적으로 데이터를 마스터에 전송할 수 없다. 슬레이브가 능동적으로 데이터를 전송하기 위한 방법은 마스터에게 마스터/슬레이브 스위칭을 요구하여 마스터로 되는 것이다. 파워 온된 상태로 방치된 블루투스 기기는 모두가 마스터 상태로 남아있고 따라서 주위에 있는 블루투스 기기의 정보만 수집한채 조회 스캔, 페이징, 대기, 조회 동작만을 반복한다.

도 4는 FHS(Frequency Hopping Synchronous) 패킷 포멧도이다. FHS 패킷 포맷은 4비트(bit) 프리엠블(preamble), 64비트의 SYNC WORD, 4비트의 트레일러(trailer)로 이루어진 총 72비트(bits)의 억세스 코드(access code)와 54비트의 헤더(header)와, 160비트의 FHS 페이로드(payload) 영역으로 이루어진다.

160비트의 FHS 페이로드 영역은 패리티 비트(34비트)와, FHS 패킷을 전송하는 모듈의 하위 어드레스 영역인 LAP(Lower Address Part, 24비트)와, 6비트의 정의되지 않은 영역과, FHS 패킷을 전송하는 모듈의 상위 어드레스 영역인 UAP(Upper Address Part, 8비트)와, NAP(Non-Significant Address Part, 16비트)와, FHS 패킷을 전송하는 모듈의 장치 클레스(24비트, 정의되지 않음)와, AM-ADDR(3비트)와, FHS 패킷을 전송하는 26비트(CLK27-2)의 시스템 클럭의 현재값을 기록하는 영역인 ALK27-2와, 패이징 되기를 원하는 슬레이브의 모드와 페이징 타입을 지정하는 페이징 클레스(3비트)와, CRC(Cyclic Redundancy Check, 16비트)로 이루어진다. 이러한 FHS 패킷의 구성 요소 중에 LAP, UAP, NAP가 모여서 블루투스 모듈의 어드레스가 된다.

블루투스 시스템은 통신을 위한 연결을 설정하기전 주변 블루투스 기기의 어드레스를 알아내기 위해 조회 과정을 수행한다. 조회를 수행중이지 않은 블루투스 기기는 다른 블루투스 기기의 조회 과정에 대해 동작 상황이 허락하는 한 자신의 어드레스를 알려 주며 이를 조회 스캔이라 한다. 조회 스캔을 하는 블루투스 기기는 FHS 패킷을 줌으로써 조회를 시작한 블루투스 기기에 자신의 어드레스를 알려준다. 본 발명에서는 블루투스 모듈에 저장되어 있는 명칭을 상기 조회 과정 중에서 FHS 패킷의 바로 다음에 전송한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 명칭 패킷의 포맷도이다. 도 5를 참조하면, FHS 페이로드는 본 발명의 특징에 따라 16바이트, 즉 128비트의 명칭 영역과, 16비트의 PAD 영역 및 16비트의 CRC 영역으로 이루어진다. 한편 54비트의 헤더 영역은 AM_ADDR(Active Member ADDress)(3비트)와, TYPE(4비트), FLOW(1비트), ARQN(Automatic ReQuest Number)(1비트), SEQN(SEQuence Number)(1비트), HEC(Header Error Check)(8비트), FEC(Forward Error Correction)(36비트)로 구분된다.

이때, FHS 패킷은 상기 헤더 영역의 TYPE 영역이 '0010'으로 지정되어 있는데, 본 발명에서는 종래의 블루투스 시스템과의 호환성을 고려하여 블루투스에서 아직 사용되지 않은 1슬롯(slot) 짜리 패킷 TYPE, 예를 들어, '0101'을 사용하여 해당 패킷이 본 발명에 따른 명칭 패킷임을 나타낸다. 그리고 AM_ADDR은 '000'으로 세팅하여 전송한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조회 및 조회 스캔 동작을 설명하기 위한 신호 파형도이다. 블루투스 시스템에서 조회 동작을 수행하는 블루투스 기기는 도 6의 A 신호로 나타낸 바와 같이 하나의 프레임에 두 개의 조회 패킷을 각각 다른 주파수(Tx(k), Tx(k+1))대로 전송하고 이에 대한 응답을 읽어들인다. 다음 프레임은 Tx(k+2), Tx(k+3)의 주파수로 전송하고 같은 주파수로 읽어들인다.

한편 전송 슬롯에서는 조회 패킷을 전송하지만, 수신 슬롯에서는 다른 모듈로부터의 응답을 기다린다. 만일 조회 스캔(inquiry scan)을 수행중인 모듈이 연속적인 조회 트레인 구간에서 조회 패킷을 수신하면, 해당 모듈은 난수(random number)를 발생하며, 조회 패킷을 수신했을 때의 주파수를 기억하고 나서 슬리프 상태로 간다. 이후 해당 모듈은 난수(예를 들어 0~511)에 해당하는 슬롯의 시간이 경과한 후 슬리프 상태에서 깨어나 자신에게 트리거(trigger) 되었던 호핑 주파수(hopping frequency)가 오기를 기다리고, 이후 다시 한번 더 트리거 되면 자신의 전송 슬롯(상대 수신 슬롯)에서 조회에 대한 응답으로 도 6의 B 신호로 도시한 바와 같이 FHS 패킷을 전송한다.

FHS 패킷 전송 이후에 해당 모듈은 자신의 주파수 호핑 위상(frequency hopping phase)에 오프셋(offset) 1을 더하고 다시 난수를 발생한 다음, 난수 기간동안 슬리프한 후 깨어나 호핑 주파수에 1의 오프셋을 더한 호핑 주파수를 기다린다. 이후 다시 한번 더 트리거되면 자신의 전송 슬롯(상대 Rx 슬롯)에서 조회에 대한 응답으로 FHS 패킷을 전송한다. 그리고 다시 난수를 발생하고 오프셋 1을 더한 다음 슬리프하고, 이러한 동작 과정은 스캔 타임 아웃될 때까지 반복되는데, 전송 슬롯에서는 이후 트리거된 주파수에 따라 FHS 패킷을 보낼때에 본 발명의 특징에 따라 명칭 패킷을 보내게 된다. 이에 따라 조회를 시작한 블루투스 기기는 FHS 패킷을 수신한 후 바로 뒤 슬롯에 수신되는 패킷을 FHS 패킷을 전송한 기기의 명칭이라고 인식하게 된다.

상기와 같이, 조회 스캔을 하는 블루투스 기기가 트리거링 되면 임의의 난수만큼 쉬고 다시 트리거링 되기를 기다렸다가 트리거링 되면 FHS 패킷을 전송하는 데, 이때 트리거링된 주파수에 따라 명칭 패킷을 전송하는 시기가 달라진다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조회 스캔측에서 f(k) 주파수에 트리거링되어 FHS 패킷과 명칭 패킷을 보내는 경우를 설명하기 위한 신호 파형도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 조회 스캔측에서 f(k+1) 주파수에 트리거링되어 FHS 패킷과 명칭 패킷을 보내는 경우를 설명하기 위한 신호 파형도이다. 도 7을 참조하면, 트리거링된 주파수가 프레임의 첫 주파수 f(k) 라면 FHS 패킷을 f(k)로 전송한다. 그런데, 도 8에 도시된 바와 같이, f(k+1)에 트리거링 되면 FHS 패킷의 수신을 위해 다음 프레임에는 조회 패킷을 전송하지 않으므로 f(k+2), f(k+3)에서 조회 동작중인 블루투스 기기는 읽기를 하지 않는다. 따라서 그 다음 프레임에서 f(k+4), f(k+5)에 명칭 패킷을 전송한다. 상기와 같이, 연결을 설정한 상태에서 다른 블루투스 기기의 이름을 알아내는 방법을 별도로 사용하지 않고서도, 본 발명에 따라 조회시에 어드레스와 명칭을 동시에 알 수 있게 된다.

한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구의 범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 모든 블루투스 모듈에 저장되어 있는 사용자 친화적 문자의 명칭을 알아내기 위하여 조회 과정을 활용하게 되므로, 임시 연결 설정 및 해제의 과정을 사용하지 않게 되어 간편하고 효율적으로 기기의 명칭 확인이 가능하다.

Claims

블루투스 시스템의 기기 명칭 확인 방법에 있어서,

주변 다른 블루투스 모듈의 어드레스를 알기 위한 조회(inquiry) 동작시에 블루투스 규격에 따른 조회 패킷을 전송하는 과정과,

상기 주변 다른 블루투스 모듈로부터 상기 조회 패킷에 응답하는 상기 블루투스 규격에 따른 응답 FHS(Frequency Hopping Synchronous) 패킷 및 해당 블루투스 모듈이 설치된 기기의 명칭에 대한 정보를 포함한 명칭 패킷을 수신하여 해당 블루투스 모듈의 어드레스 및 해당 기기의 명칭을 확인하는 과정과,

상기 주변 다른 블루투스 모듈로부터 상기 조회 패킷의 수신시에 이에 응답하는 응답 FHS 패킷 및 명칭 패킷을 전송하는 과정을 가짐을 특징으로 하는 기기 명칭 확인 방법.
제1항에 있어서, 상기 명칭 패킷은 억세스 코드, 헤더 영역 및 16바이트의 명칭, 2바이트의 PAD 및 2바이트의 CRC로 이루어지는 FHS 페이로드 영역으로 이루어짐을 특징으로 하는 기기 명칭 확인 방법.