KR101706852B1 - 블루투스 저 에너지 광고 링크를 통한 양방향 통신들을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

블루투스 저 에너지 광고 링크를 통한 양방향 통신들을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이에 무선 통신을 확립하는 방법, 컴퓨터 프로그램, 및 시스템에 관한 것으로, 방법은:
- 제 1 BLE 디바이스 (20) 를 스캐닝 모드 (SM) 로 스위칭하는 단계,
- 제 2 BLE 디바이스 (30) 를 광고 모드 (AM) 로 스위칭하고, 제 2 BLE 디바이스로부터 제 1 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅하는 단계,
- 제 2 BLE 디바이스 (30) 를 스캐닝 모드 (SM) 로 스위칭하는 단계,
- 제 1 BLE 디바이스 (20) 에 의해 제 1 광고 패킷 (31) 을 수신하는 단계, 및
- 제 1 BLE 디바이스 (20) 를 광고 모드 (AM) 로 스위칭하고 제 1 BLE 디바이스 (30) 로부터 제 2 광고 패킷 (21) 을 브로드캐스팅하는 단계를 포함한다.

Description

블루투스 저 에너지 광고 링크를 통한 양방향 통신들을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR BIDIRECTIONAL COMMUNICATIONS VIA A BLUETOOTH LOW ENERGY ADVERTISE LINK}
본 발명은 무선 통신 디바이스들 사이의 무선 통신의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 블루투스 저 에너지 통신 및/또는 데이터 통신에 대한 방법, 시스템, 뿐만 아니라, 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
블루투스 저 에너지 (Bluetooth Low Energy; BLE) 는, 특히, 헬스케어, 피트니스, 보안, 및 가정 엔터테인먼트의 분야들에 대한 신규한 출원들을 목표로 블루투스 SIG (Special Interest Group) 에 의해 설계되고 시장에 출시된 무선 개인 영역 네트워크 기술이다. '전형적인' 또는 '종래의' 블루투스 BLE 와 비교하여 유사한 통신 범위를 유지하면서도 상당히 감소된 전력 소비 및 비용을 제공하고자 한다.
전형적인 BLE 시스템들로, 하나는 주변기기로 지칭되고 다른 하나는 허브라고 지칭되는 적어도 한 쌍의 BLE 디바이스들이 통신 링크를 확립하는 것이 가능하다. 통상적으로, 주변 디바이스는 허브가 스캐닝하는 동안에 광고하거나 브로드캐스팅한다. 허브가 적합한 주변 디바이스를 식별하면, 접속을 요청하고, 주변 디바이스와 페어링하며, 주변 디바이스를 제어한다. 그때, 주변 디바이스는 광고하는 것을 중지하고 통신은 '폐쇄' 되어 통신은 오직 허브와 주변 디바이스 사이에서만 확립된다. 그러한 표준 방법의 구현을 위해, 완전한 BLE 펌웨어 스택 및 하드웨어가 BLE 디바이스들 양자 모두에 대해 구현되어야 한다. 또한, BLE 디바이스들의 쌍 사이의 통신이 확립되면 통신은 점 대 점으로 일어난다. 이는 오직 허브 및 접속된 주변 디바이스만 알아볼 수 있다.
블루투스 저 에너지 통신은 또한 상이한 모드에 의해, 즉, 접속불가능한 무방향 광고, 줄여서 '광고 모드' 에 의해 확립될 수도 있다. 거기서, 주변 디바이스는 오직 그리고 전적으로 광고만하고 허브 디바이스와 페어링 또는 접속하려고 하지 않고/않거나 페어링 또는 접속할 수 없다. 이러한 통신 프로토콜의 결점은 브로드캐스트 패킷 또는 메시지가 허브 디바이스에 의해 정확하게 수신되었는지 여부를 주변 디바이스가 알 방법이 없다는 것이다. 또한, 주변 디바이스는 다수의 이용가능한 허브 디바이스들 중 어느 것이 이전의 브로드캐스트 패킷 또는 메시지를 실제로 수신했거나 프로세싱했는지에 관한 임의의 정보를 얻지 않는다. 다른 결점은 주변 디바이스가 임의의 피드백 또는 명령들을 얻거나 프로세싱할 수 없다는 것이며, 임의의 피드백 또는 명령들로 인해 주변 디바이스의 추가적인 브로드캐스팅 거동이 수정될 수 있다. 또한, 주변기기는, 예를 들어, 전력 업 또는 현지 내 (in situ) 에서 무선으로 프로그래밍 또는 재프로그래밍 명령들을 수신할 수 없다. 주변기기는 절대 허브로서 또는 수신기로서 작동하지 않을 수도 있다.
따라서, 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 디바이스들 사이의 향상된 무선 통신의 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이며, 그로 인해 완전한 BLE 스택을 구현할 필요 없이 양방향 통신이 확립될 수 있다. 본 발명은 저 비용 및 공간 절약 하드웨어 컴포넌트들에 기초하여 구현가능한 각각의 컴퓨터 프로그램 및 무선 통신 시스템을 제공하는 것을 또한 목표로 한다.
제 1 양상에 따르면, 본 발명은 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법에 관한 것이다. 방법은 제 1 BLE 디바이스를 스캐닝 모드로 스위칭하는 단계 및 제 2 BLE 디바이스를 광고 모드로 스위칭하는 단계를 포함한다. 광고 모드인 경우, 제 2 BLE 디바이스는 통상적으로 접속불가능한 무방향 광고 모드로 제 1 광고 패킷을 브로드캐스팅한다. 이러한 최초의 또는 디폴트 구성에서, 적어도 2 개의 BLE 디바이스들 중 하나는 허브 또는 수신기로서 작동하고, 한편 BLE 디바이스들 중 다른 하나는, 그것들이 보통 접속불가능한 무방향 광고 모드로 알려지고 구현되었으므로, 주변 디바이스처럼 작동하고 거동한다.
제 2 BLE 디바이스가 제 1 광고 패킷을 브로드캐스팅한 후에, 제 2 BLE 디바이스는 스캐닝 모드로 스위칭된다. 여전히 스캐닝 모드에 있는 제 1 BLE 디바이스는 단지 제 2 BLE 디바이스로부터 브로드캐스팅된 제 1 광고 패킷을 수신한다. 제 1 BLE 디바이스가 제 1 광고 패킷을 수신한 후에, 제 1 BLE 디바이스는 또한 스캐닝 모드에서 광고 모드로 스위칭한다. 이러한 방식으로, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들이 역할들을 스왑핑한다 (swap). 그러한 역할 스왑핑 후에, 제 2 BLE 디바이스에 의해 수신가능하고 실제로 수신되는 제 2 광고 패킷을 브로드캐스팅하는 것은 바로 제 1 BLE 디바이스이다.
통상적으로, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들은 스캐닝 모드와 광고 모드 사이에서 역할들 및 그것들의 브로드캐스팅과 수신 기능을 교대로 스왑핑한다. 2 개의 디바이스들은 실질적으로 접속해제된 상태로 있고 접속불가능한 무방향 광고 프로토콜에 따라 동작할 수도 있으며, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들이 역할을 자주 스왑핑한다는 예외를 갖는다. 이러한 방식으로, 주변 디바이스는, 예를 들어, 브로드캐스트 패킷이 수신된 허브로부터 피드백을 수신할 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들의 역할 스왑핑으로, 적어도 하나의 BLE 디바이스의 무선 프로그래밍 또는 재프로그래밍 뿐만 아니라 다양한 수정들이 그러한 역할 스왑핑 및 통신의 피드백에 응답하여 구현될 수 있다. 하드웨어의 관점에서, 완전한 BLE 스택을 구현할 필요 없이 비교적 낮은 비용 및 공간 절약 BLE 디바이스들과 컴포넌트들이 이용될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 중 적어도 하나가 광고 패킷을 수신하는 것에 응답하여 스캐닝 모드에서 광고 모드로 스위칭한다. 따라서, 스캐닝 모드에서 광고 모드로의 스위칭은 광고 패킷의 수신 및/또는 프로세싱에 의해 트리거링될 수 있다. 각각의 BLE 디바이스가 광고 패킷을 수신하지 않는 한, 디바이스는 디폴트 모드로 남아 있는데, 디폴트 모드는 스캐닝 모드 또는 광고 모드 중 어느 일방이다. 이러한 방식으로, 제어된 스위칭 기법이 구현될 수 있다. 적어도 2 개의 BLE 디바이스들 양자 모두가 스캐닝 모드 또는 광고 모드와 같은 공통 모드에 있거나 공통 모드에 빠져 있는 것이 방지될 수 있다.
다른 실시형태에 따르면, 광고 패킷을 브로드캐스팅한 후에 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 중 적어도 하나가 광고 모드에서 스캐닝 모드로 스위칭한다.
이러한 방식으로, 또한, 광고 BLE 디바이스의 제어된 스위칭 거동이 구현될 수 있다. 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들이 무선 방식으로 광고 패킷들을 통해 통신할 수 있는 상황을 고려하여, 제 2 BLE 디바이스는 제 1 광고 패킷의 브로드캐스팅 후에 광고 모드에서 스캐닝 모드로 스위칭되며, 한편 제 1 BLE 디바이스는 제 2 BLE 디바이스에 의해 이전에 브로드캐스팅된 제 1 광고 패킷을 수신하는 것에 응답하여 스캐닝 모드에서 광고 모드로 스위칭하고 제 2 광고 패킷을 광고하거나 브로드캐스팅한다. 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들은 그 다음에 역할들을 스왑핑하고 계속 광고 패킷들을 브로드캐스팅하고 각각의 광고 패킷들을 스캐닝하며 수신한다. BLE 디바이스들이 스캐닝 모드와 광고 모드 사이에서 스위칭하기 때문에, 광고 패킷이 브로드캐스팅될 때마다 그리고 광고 패킷이 수신되거나 프로세싱되는 언제라도, 적어도 2 개의 BLE 디바이스들이 반대로 또는 교대로 스위칭된다. 적어도 미리 정의된 시간 기간 동안, 2 개의 BLE 디바이스들 중 하나는 스캐닝 모드이거나 스캐닝 모드로 있고, 한편 적어도 2 개의 BLE 디바이스들 중 다른 하나는 광고 모드이거나 광고 모드로 있다.
다른 실시형태에 따르면, 광고 모드와 스캐닝 모드 사이의 스위칭은 광고 패킷의 수신 또는 브로드캐스팅 후에 미리 정의된 시간 간격 동안 지연된다. 광고 패킷의 수신 또는 브로드캐스팅 사이에 적어도 짧은 지연 및 모드의 후속하는 또는 선행하는 스위칭을 구현하는 것은 적어도 2 개의 BLE 디바이스들 중 하나가 적어도 2 개의 BLE 디바이스들 중 다른 하나가 광고 패킷을 실제로 브로드캐스팅하거나 송신하기 전에 스캐닝 모드에 있는 것을 확고히 하는데 유리하다.
다른 실시형태에 따르면, 제 2 광고 패킷에는 제 1 광고 패킷이 제 1 BLE 디바이스에 의해 수신되었고/되었거나 프로세싱되었다는 확인응답이 들어 있다. 이러한 방식으로 그리고 제 2 광고 패킷을 수신하면, 제 2 BLE 디바이스는 이전에 제출된 제 1 광고 패킷이 제 1 BLE 디바이스에 의해 안전하게 수신되었고/되었거나 프로세싱되었다는 피드백을 수신한다. 확인응답 외에 또는 대안적인 실시형태에서, 또한, 다른 일반적인 또는 상황 의존적인 정보가 제 2 광고 패킷 내에 포함될 수도 있다.
이러한 방식으로, 제 2 BLE 디바이스는 제 2 BLE 디바이스의 추가적인 브로드캐스팅 및/또는 패킷 수신 거동을 수정하는 것이 가능하게 될 수도 있다. 예를 들어, 반환되는 제 2 광고 패킷은 제 2 BLE 디바이스가 제 1 BLE 디바이스에 의해 프로세싱될 정보 또는 페이로드의 추가적인 비트들이 들어 있는 수정된 제 1 광고 패킷을 브로드캐스팅하는 표시라고 생각할 수 있다. 따라서, 제 1 광고 패킷을 수신하고/하거나 프로세싱하는 것에 응답하여, 제 1 BLE 디바이스는 다른 또는 추가적인, 예를 들어, 제 1 광고 패킷과는 상이한 제 2 BLE 디바이스로부터의 수정된 제 1 또는 심지어 제 3 광고 패킷을 요청할 수도 있다.
다른 실시형태에 따르면, 제 1 및 제 2 광고 패킷들 중 적어도 하나에는 통신을 중지시키고 디폴트 모드로 스위칭하기 위해 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 중 적어도 하나에 의해 프로세싱되는 주요 표시자가 들어 있다. 디폴트 모드는 스캐닝 모드 또는 광고 모드 중 어느 일방이다. 디폴트에 따라, 제 1 BLE 디바이스는 스캐닝 모드로 스위칭될 수도 있고, 디폴트에 따라, 제 2 BLE 디바이스는 광고 모드로 스위칭될 수도 있다. 주요 표시자에 의해, 제 1 BLE 디바이스와 제 2 BLE 디바이스 사이의 통신이 종료될 수 있다. 주요 표시자는 제 1 BLE 디바이스와 제 2 BLE 디바이스 사이의 통신 및 데이터 송신 상호작용의 특정 유형에 따라, 제 1 또는 제 2 광고 패킷 내에 발생되거나 구현될 수도 있다.
다른 실시형태에 따르면, 제 2 BLE 디바이스는 제 1 BLE 디바이스로부터 제 2 광고 패킷을 수신하는 것에 응답하여 적어도 하나의 수정 액션으로 실행한다. 이러한 방식으로 그리고 제 1 BLE 디바이스의 피드백에 응답하여, 예를 들어, 주변 디바이스로서 디폴트에 따라 작동하는, 제 2 BLE 디바이스는 제 2 광고 패킷의 형태로 제 1 BLE 디바이스로부터 수신된 피드백을 대신해 동적으로 재구성되거나 재프로그래밍될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 제 1 BLE 디바이스는 또한 제 2 BLE 디바이스의 상이한 브로드캐스팅 거동을 유발하거나 트리거링할 수도 있다. 제 1 BLE 디바이스로부터의 피드백에 응답하여, 제 2 BLE 디바이스는 재구성, 따라서 재프로그래밍, 또는 OTA (over-the air) 프로그래밍과 같은 유사한 액션들을 겪을 수도 있다.
추가적인 실시형태 다음에, 응답으로 제 2 또는 제 1 광고 패킷을 수신하지 않고 제 1 또는 제 2 광고 패킷의 브로드캐스팅 후에 미리 정의된 유휴 시간이 경과된 경우, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 중 적어도 하나는 디폴트 모드로 스위칭하거나 통신을 중단시킨다. 이러한 방식으로, 적어도 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들로 구성되는 통신 시스템은 제 1 BLE 디바이스와 제 2 BLE 디바이스가 서로 닿지 않을지라도 온전하게 유지될 수 있다. 그렇지 않으면 그리고 제 2 BLE 디바이스에 의해 브로드캐스팅된 제 1 광고 패킷이 제 1 BLE 디바이스에 의해 수신되거나 프로세싱될 수 없는 상황들에서, 제 2 BLE 디바이스는 정의에 따라 스캐닝 모드로 스위칭하는 한편 제 1 BLE 디바이스도 스캐닝 모드로 남아 있다. 제 1 광고 패킷이 제 2 BLE 디바이스에 의해 브로드캐스팅된 후에 미리 정의된 유휴 시간 내에 제 1 BLE 디바이스가 응답하지 않는 경우, 스캐닝 모드로 이미 스위칭된 제 2 BLE 디바이스는 광고 모드로 돌아간다. 그러면, 제 1 BLE 디바이스에 의해 수신되는 경우, 제 2 광고 패킷의 형태로 제 1 BLE 디바이스의 각각의 응답을 야기하는 각각의 제 1 광고 패킷을 반복적으로 제출하고 브로드캐스팅할 것이다.
다른 실시형태에 따르면, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들의 적어도 하나는 단일 상태 머신을 포함하며, 단일 상태 머신은 구동 시간 분할 다중화된다. 각각의 무선 통신 시스템에 수반된 임의의 또는 모든 BLE 디바이스들은 구동 시간 분할 다중화될 수도 있다. 제 1 시간 간격 동안에, 각각의 BLE 디바이스들은 스캐닝 모드로 구동되고, 후속하는 시간 간격에서 각각의 BLE 디바이스들은 광고 모드로 구동되거나; 그 반대이다. 단일 상태 머신의 구현은 다소 비용 효율적이고 저 전력 소비이다. 특히 모바일 및 배터리 구동 BLE 디바이스들에 있어서, 그러한 단일 상태 머신의 구현은 어느 정도 이롭다.
이러한 방식으로, 각각의 BLE 디바이스의 실제 상태를 나타내는 상태 머신은 광고 모드와 스캐닝 모드 사이에서 스위칭할 수도 있다.
다른 실시형태에 따르면, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 중 적어도 하나는 적어도 제 1 및 제 2 상태 머신을 갖는 다중 상태 머신을 포함한다. 여기서, 제 1 상태 머신은 오직 광고 모드에 대해서만 활성화되거나 활성화가능하고, 제 2 상태 머신은 오직 스캐닝 모드에 대해서만 활성화되거나 활성화가능하다. 활성화되지 않는 경우, 각각의 상태 머신들은 상태 머신들 중 오직 하나의 상태 머신만이 임의의 특정 시간에 활성인 한편 다른 상태 머신(들) 은 비활성이도록 통상적으로 활성화해제된다.
BLE 디바이스의 전체 거동은 그러면 각각의 상태 머신 또는 각각의 BLE 디바이스의 하드웨어 또는 소프트웨어 구현의 구성의 수정의 필요 없이 제 1 및/또는 제 2 상태 머신의 활성화 및 비활성화에 의해 통제된다.
각각의 단일 또는 다중 상태 머신들은 순전히 소프트웨어 구현에 기초하여, 하드웨어 구현에 기초하여, 또는 특히 본 발명에 따른 양방향 접속불가능한 무방향 광고 통신 모드에 적응된 소프트웨어 및 하드웨어에 기초하여 구현될 수도 있다.
다른 양상에서, 본 발명은 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이에 무선 통신을 확립하기 위한 컴퓨터 프로그램에 동일하게 적용된다. 컴퓨터 프로그램은 제 1 BLE 디바이스를 스캐닝 모드로 스위칭하는 프로그램가능한 수단을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 제 2 BLE 디바이스를 광고 모드로 스위칭하고 제 2 BLE 디바이스로부터 제 1 광고 패킷을 브로드캐스팅하는 프로그램가능한 수단을 더 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 제 2 BLE 디바이스를 스캐닝 모드로 스위칭하는 프로그램가능한 수단을 더 포함하고, 제 1 BLE 디바이스를 통해 제 1 광고 패킷을 수신하는 프로그램가능한 수단을 더 포함한다. 또한, 컴퓨터 프로그램은, 통상적으로 제 1 BLE 디바이스에 의한 제 1 광고 패킷의 수신 및/또는 프로세싱에 응답하여, 제 1 BLE 디바이스를 광고 모드로 스위칭하고 제 1 BLE 디바이스로부터 제 2 광고 패킷을 브로드캐스팅하는 프로그램가능한 수단을 포함한다.
일반적으로, 컴퓨터 프로그램 제품은 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 상에서 동일하게 가동된다. 또한, 컴퓨터 프로그램은 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 디바이스들에 기초한 무선 통신의 상술된 방법을 구현할 수 있고 구현하도록 구성된다. 결과적으로, 위에서 언급된 방법과 연계하여 설명된 바와 같은 모든 특징들, 속성들, 및 이점들은 컴퓨터 프로그램에 동일하게 적용되고; 그 반대도 마찬가지이다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 또한 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들을 포함하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다. BLE 디바이스들 양자 모두는 스캐닝 모드와 광고 모드 사이에서 교대로 스위칭가능하다. 제 1 BLE 디바이스는 스캐닝 모드로 스위칭가능하며, 여기서 제 1 BLE 디바이스는 제 1 광고 패킷을 수신할 수 있다. 또한, 제 2 BLE 디바이스는 광고 모드로 스위칭 가능하며, 여기서 제 2 BLE 디바이스는 제 1 광고 패킷을 브로드캐스팅할 수 있다.
제 1 BLE 디바이스는 제 1 광고 패킷을 수신한 후에 광고 모드로 스위칭가능하다. 상기 광고 모드에서, 제 1 BLE 디바이스는, 통상적으로 제 1 광고 패킷을 수신하고/하거나 프로세싱하는 것에 응답하여, 제 2 광고 패킷을 브로드캐스팅할 수 있다. 제 2 BLE 디바이스는 제 1 광고 패킷을 브로드캐스팅한 후에 스캐닝 모드로 스위칭할 수 있다. 스캐닝 모드에서, 제 2 BLE 디바이스는 제 2 광고 패킷을 수신할 수 있다. 이러한 방식으로, 초기에 주변 디바이스로서 작동하는 제 2 BLE 디바이스는 초기에 허브로서 작동하는 제 1 BLE 디바이스로부터 피드백을 수신한다.
제 1 광고 패킷을 브로드캐스팅하고 수신한 후에, 각각 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들은 역할들을 스왑핑한다. 초기에 허브로서 작동하는 제 1 BLE 디바이스는 브로드캐스팅 모드로 스위칭하고 주변 디바이스가 되며, 반면 초기에 주변 디바이스로서 작동하는 제 2 BLE 디바이스는 스캐닝 모드로 스위칭하고 허브로 동작한다.
무선 통신 시스템은 상술된 무선 통신의 방법을 구현하도록 특히 적응되고 설계된다. 결과적으로, 방법과 연계하여 설명된 모든 특징들, 효과들, 및 혜택들은 통신 시스템에 동일하게 적용되고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
다음에서, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시형태가 설명된다, 여기서:
도 1 은 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 BLE 디바이스의 블록도를 개략적으로 도시한다;
도 2 는 무선 통신을 확립하기 위한 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들의 거동의 제 1 플로차트를 도시한다;
도 3 은 무선 통신의 방법의 다른 플로차트를 도시한다;
도 4 는 BLE 디바이스의 단일 상태 머신 구현을 도시한다; 그리고
도 5 는 BLE 디바이스의 다중 상태 머신을 나타낸다.
도 1 에서, 무선 통신 시스템 (10) 이 개략적으로 도시된다. 통신 시스템은 교대로 주변기기들 또는 허브들로서 작동하는 복수의 BLE 디바이스들 (20, 30) 을 포함할 수도 있다.
도시된 실시형태에서는, 복수의 서로 상호작용하고 데이터를 교환하는 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 중 오직 2 개의 BLE 디바이스들만이 도시된다. 도 1 에서, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 초기에 허브로서 작동할 수도 있고 디폴트에 따라 스캐닝 모드 (SM) 로 동작할 수도 있다. 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 디폴트에 따라 주변기기로서 작동할 수도 있고, 디폴트에 따라 광고 모드 (SM) 로 스위칭할 수도 있다. 초기 구성에서, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 스캐닝 모드 (SM) 로 있고 한편 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 광고 모드 (AM) 로 있다. 이러한 구성에서, 제 1 BLE 디바이스 (20) 에 의해 수신할 수 있고 프로세싱할 수 있는 제 1 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅하는 것은 제 2 BLE 디바이스 (30) 이다.
제 1 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅한 후에, 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 스캐닝 모드 (SM) 로 스위칭할 수도 있다. 제 2 BLE 디바이스 (30) 로부터 제 1 광고 패킷 (31) 을 수신하는 것에 응답하여, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 제 1 광고 패킷 (31) 을 프로세싱할 수도 있다. 제 1 광고 패킷 (31) 의 프로세싱이 일어난 후에 또는 심지어 프로세싱이 일어나기 전에, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 스캐닝 모드 (SM) 에서 광고 모드 (AM) 로 스위칭한다.
따라서, 제 1 광고 패킷 (31) 의 브로드캐스팅 및/또는 수신 시에 BLE 디바이스들 (20, 30) 양자 모두는 역할들을 스왑핑하거나 스위칭한다. 본 방법의 다른 절차에서, 그러면 제 1 BLE 디바이스 (20) 가 주변 기기로서 작동한다. 결과적으로, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 제 2 BLE 디바이스 (30) 에 의해 수신가능하고 프로세싱가능한 제 2 광고 패킷 (21) 을 발생시켜 브로드캐스팅한다. 이러한 방식으로, 초기에 주변 기기로서 작동하는 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 초기에 허브로서 작동하는 제 1 BLE 디바이스 (20) 로부터 피드백을 수신한다.
제 1 광고 패킷 (31) 에 응답하여 통상적으로 브로드캐스팅하는 제 2 광고 패킷 (21) 은 제 2 BLE 디바이스 (30) 가 그것의 추가적인 또는 진행 중인 거동을 수정하는 것을 나타낼 수도 있다. 제 2 광고 패킷 (21) 으로, 제 1 BLE 디바이스 (20) 의 요청에 따라 거동하고/하거나 제 1 BLE 디바이스 (20) 와 통신하도록 제 2 BLE 디바이스 (30) 에 피드백이 제공될 수 있다.
이러한 방식으로, 초기의 주변기기, 즉, 제 1 BLE 디바이스 (20) 의 브로드캐스팅 거동은 제 1 BLE 디바이스 (20) 와 제 2 BLE 디바이스 (30) 사이에 점 대 점 통신을 확립할 필요 없이 제 1 BLE 디바이스 (20) 의 일반적이거나 특정한 요구사항들 또는 특성들에 동적으로 적응될 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 또는 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 중 어느 것도 완전한 BLE 스택의 구현을 요구하지 않는다. 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 의 구현을 위한 하드웨어 및 소프트웨어 요구사항들은 다소 낮은 비용 및 에너지 절약 레벨로 유지될 수 있다.
도 2 에서는, 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 의 교대하는 스캐닝 및 광고 모드들이 도시된다. 초기에 그리고 도 2 의 상부에 도시된 바와 같이, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 스캐닝 모드에 있고, 그에 따라 광고 모드 (AM) 에 있는 제 2 BLE 디바이스 (30) 에 의해 광고되는 패킷들을 실제로 스캐닝한다. 제 1 BLE 디바이스 (20) 가 제 2 BLE 디바이스 (30) 로부터 광고 패킷 (31) 을 수신할 때마다, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 스캐닝 모드 (SM) 에서 광고 모드 (AM) 로 스위칭한다. 동일한 방식으로 그리고 제 1 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅한 후에, 또한 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 광고 모드 (AM) 에서 스캐닝 모드 (SM) 로 스위칭한다.
역할들을 스왑핑한 후에, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 주변기기로서 작동하고 제 2 광고 패킷 (21) 을 브로드캐스팅하며, 제 2 광고 패킷 (21) 은 그에 따라 제 2 BLE 디바이스 (30) 에 의해 수신된다. 따라서, 절차는 처음부터 시작한다. 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 다시 스캐닝 모드 (SM) 로 스위칭되고, 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 다시 광고 모드로 스위칭된다. 도시된 절차는 제 1 및/또는 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 중 어느 하나가 각각의 광고 패킷 (21, 31) 을 발생시킬 때까지 계속되며, 각각의 광고 패킷에는 통신의 종료 또는 끝을 표시하는 주요 표시자가 들어 있다. 주요 표시자는 제 1 및/또는 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 의 스캐닝 모드 (SM) 에서 해석되어 통신을 중지시키고 디폴트 모드로 돌아가게 한다.
도 3 의 플로차트에서, 일련의 스위칭, 브로드캐스팅, 및 수신 단계들이 개략적으로 도시된다. 제 1 단계 (100) 에서, 제 1 또는 로컬 디바이스 (20) 는 스캐닝 모드 (SM) 로 스위칭되거나 스위칭되어 있다. 각각의 디바이스는 스캐닝하기 시작한다. 그 후에, 또는 제 1 디바이스 (20) 의 스캐닝과 동시에, 단계 (102) 에서, 제 2 또는 원격 BLE 디바이스 (30) 가 광고하기 시작한다. 결과적으로, 제 2 디바이스 (30) 는 이미 각각의 광고 모드에 있다. (예를 들어, 제 1 광고 패킷을) 브로드캐스팅한 후에, 제 2 디바이스 (30) 는 단계 (104) 에서 즉시 광고하는 것을 중지하고 후속하는 단계 (106) 에서 스캐닝 모드 (SM) 로 스위칭한다. 단계 (108) 에서, 로컬 또는 제 1 BLE 디바이스 (20) 가 단계 (102) 에서 제 2 디바이스에 의해 이전에 브로드캐스팅된 제 1 광고 패킷을 수신한다.
제 1 광고 패킷을 수신하는 것에 응답하여, 로컬 또는 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 단계 (110) 에서 광고 모드 (AM) 로 스위칭한다. 그 후에 또는 광고 모드로 스위칭하는 것과 동시에, 제 1 BLE 디바이스는 통상적으로 수신된 제 1 광고 패킷을 프로세싱하고 단계 (112) 에서 제 2 광고 패킷 자체를 광고하기 시작한다. 단계 (112) 에서 제 2 광고 패킷을 브로드캐스팅한 후에, 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 단계 (114) 에서 광고하는 것을 중지하고 후속하는 단계 (116) 에서 다시 스캐닝 모드 (SM) 로 스위칭한다. 그 사이에, 동시에, 이전에, 또는 이후에, 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 제 2 광고 패킷을 수신하고 스캐닝 모드 (SM) 일 경우에 제 1 BLE 디바이스 (20) 에 의해 수신될 제 1 광고 패킷을 다시 발생시킨다. 다시 말해, 절차는 다시 단계 (100) 로 점프하여 단계들 (100-116) 의 루프가 반복적으로 실행된다. 단계들 (100-116) 의 루프는 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20,30) 중 적어도 하나가 주요 표시자를 수신할 때까지 계속되며, 주요 표시자는 프로세싱되어 제 1 BLE 디바이스와 제 2 BLE 디바이스 사이에서 통신을 중지시키거나 중단시키게 한다.
도 4 에서는, 제 1 BLE 디바이스 (20) 의 제 1 실시형태의 다소 간단한 블록도가 도시된다. BLE 디바이스 (20) 는 단일 상태 머신으로 구현된다. BLE 디바이스는 송수신기 (22), 프로세서 (24), 뿐만 아니라 저장 엘리먼트 (26) 를 포함한다. 프로세서 (24) 는 단일 상태 머신 제어기로서 작동하고 시간 다중화된 기법으로 송수신기 (22) 를 구동한다. 프로세서 (24) 는 사실 스캐닝 모드 (SM) 사이에서 BLE 디바이스 (20) 를 스위칭하고, 여기서 송수신기는 실제로 상이한 BLE 디바이스 (30) 에 의해 브로드캐스팅된 광고 패킷들 (31) 을 수신하기 위해 안테나처럼 거동한다. 광고 모드 (AM) 로 스위칭되는 경우, 송수신기 (22) 는 일부 다른 BLE 디바이스 (30) 에 의해 수신되고 프로세싱될 제 2 광고 패킷 (21) 을 브로드캐스팅할 수 있다.
도 5 에서는, BLE 디바이스 (30) 의 상이한 구현이 도시된다. 이러한 BLE 디바이스 (30) 는 2 개의 상이한 상태 머신들 (35, 37) 로 구성된다. 상태 머신들 (35, 37) 양자 모두는 BLE 디바이스 (30) 의 상이한 상태들 또는 모드들을 포함하거나 나타낸다. BLE 디바이스 (30) 는 일반적으로 송수신기 (32), 프로세서 (34), 뿐만 아니라 저장 엘리먼트 (36) 를 갖는다. 2 개의 상태 머신들 (35, 37) 은 실질적으로 동일한 컴포넌트들로 나타내어진다. 상태 머신 (35) 과 비교하여, 상태 머신 (37) 은 송수신기 (32'), 프로세서 (34'), 및 저장 엘리먼트 (36') 로 구성된다. 여기서, 송수신기 (32'), 프로세서 (34'), 및 저장부 (36') 는 단지 송수신기 (32), 프로세서 (34), 및/또는 저장부 (36) 의 상이한 상태들 또는 상이한 구성들을 나타낸다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 2 개의 상이한 상태 머신들 (35, 37) 의 2 개의 송수신기들 (32, 32') 은 단일 수신 엔티티 또는 단일 브로드캐스팅로서 지속적으로 작동한다. 송수신기 (32) 는 제 1 광고 패킷들 (31) 을 브로드캐스팅할 수 있으며, 한편 송수신기 (32') 는 상이한 BLE 디바이스들 (20) 로부터 제 2 광고 패킷들 (21) 을 수신할 수 있다. 2 개의 상태 머신들 (35, 37) 은 2 개의 상태 머신들 (35, 37) 중 오직 하나의 상태 머신만이 임의의 주어진 시간에 활성화되도록 교대로 그리고 반대로 활성화되거나 활성화해제된다. 제 1 상태 머신 (35) 과 제 2 상태 머신 (37) 사이의 스위칭은 각각의 상태 머신 제어기 (38) 에 의해 제어가능하다.
일반적으로, 무선 통신의 방법 및 무선 통신 시스템은 다소 단순하며, 저 비용이고, 낮은 전력 소비 하드웨어 컴포넌트들에 기초할 수 있고 이미 그것들이 제공될 수 있다. 각각의 BLE 디바이스들 (20, 30) 의 전력 소비가 따라서 효과적으로 감소될 수 있다.

Claims (12)

  1. 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (Bluetooth Low Energy; BLE) 디바이스들 (20, 30) 사이의 무선 통신의 방법으로서,
    - 제 1 BLE 디바이스 (20) 를 스캐닝 모드로 스위칭하는 단계,
    - 제 2 BLE 디바이스 (30) 를 접속불가능한 무방향 광고 모드로 스위칭하고, 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 로부터 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅하고, 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅한 후에 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 를 상기 스캐닝 모드로 스위칭하는 단계,
    - 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 에 의해 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 수신하는 단계, 및
    - 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 수신하는 단계 후에, 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 를 상기 접속불가능한 무방향 광고 모드로 스위칭하고, 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 로부터 제 2 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (21) 을 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 로 브로드캐스팅하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 은 양방향 통신을 위해 교대로 역할들을 스왑핑하는 (swap), 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속불가능한 무방향 광고 모드와 스캔 모드 사이에서의 스위칭은, 접속불가능한 무방향 광고 패킷의 수신 또는 브로드캐스팅 후에 미리 정의된 시간 간격 동안 지연되는 것을 특징으로 하는 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (21) 은, 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 이 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 에 의해 수신 및/또는 프로세싱되었다는 확인응답을 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 접속불가능한 무방향 광고 패킷들 (31, 21) 중 적어도 하나는, 통신을 중지시키고, 상기 스캐닝 모드 또는 상기 접속불가능한 무방향 광고 모드 중 어느 하나인 디폴트 모드로 스위칭하기 위해 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 중 적어도 하나에 의해 프로세싱되는 주요 표시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 로부터 상기 제 2 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (21) 을 수신하는 것에 응답하여 적어도 하나의 수정 액션을 실행하는 것을 특징으로 하는 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 중 적어도 하나는, 응답으로 제 2 또는 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (21, 31) 을 수신하지 않으면서 제 1 또는 제 2 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31, 21) 의 브로드캐스팅 후에 미리 정의된 유휴 시간이 경과되는 경우, 디폴트 모드로 스위칭하거나 통신을 중단시키는 것을 특징으로 하는 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 중 적어도 하나는, 구동 시간 분할 다중화되는 단일 상태 머신으로 구성되는 것을 특징으로 하는 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 중 적어도 하나는, 적어도 제 1 및 제 2 상태 머신을 갖는 다중 상태 머신으로 구성되고, 상기 제 1 상태 머신은 상기 접속불가능한 무방향 광고 모드 동안 활성화되며, 상기 제 2 상태 머신은 상기 스캐닝 모드 동안 활성화되거나, 그 반대의 경우가 성립하는 것을 특징으로 하는 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들 사이의 무선 통신의 방법.
  9. 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (Bluetooth Low Energy; BLE) 디바이스들 (20, 30) 사이의 무선 통신을 확립하기 위한, 컴퓨터 프로그램을 저장한 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    - 제 1 BLE 디바이스 (20) 를 스캐닝 모드로 스위칭하는 프로그램 수단,
    - 제 2 BLE 디바이스 (30) 를 접속불가능한 무방향 광고 모드로 스위칭하고, 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 로부터 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅하는 프로그램 수단,
    - 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅한 후에, 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 를 상기 스캐닝 모드로 스위칭하는 프로그램 수단,
    - 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 를 통해 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 수신하는 프로그램 수단, 및
    - 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 수신한 후에, 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 를 상기 접속불가능한 무방향 광고 모드로 스위칭하고, 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 로부터 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 로 제 2 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (21) 을 브로드캐스팅하는 프로그램 수단을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 BLE 디바이스들 (20, 30) 은 양방향 통신을 위해 교대로 역할들을 스왑핑하는 (swap), 컴퓨터 판독가능 매체.
  10. 양자 모두 스캐닝 모드와 접속불가능한 무방향 광고 모드 사이에서 스위칭가능한 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (Bluetooth Low Energy; BLE) 디바이스들 (20, 30) 을 포함하는 무선 통신 시스템 (10) 으로서,
    - 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 상기 스캐닝 모드로 스위칭가능하고, 상기 스캐닝 모드에서 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 제 2 BLE 디바이스 (30) 로부터 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 수신할 수 있으며,
    - 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 접속불가능한 무방향 광고 모드로 스위칭가능하고, 상기 접속불가능한 무방향 광고 모드에서 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 로 브로드캐스팅할 수 있으며,
    - 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 수신한 후에 상기 접속불가능한 무방향 광고 모드 (AM) 로 스위칭가능하고, 상기 접속불가능한 무방향 광고 모드에서 상기 제 1 BLE 디바이스 (20) 는 제 2 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (21) 을 브로드캐스팅할 수 있으며,
    - 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 상기 제 1 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (31) 을 브로드캐스팅한 후에 상기 스캐닝 모드로 스위칭가능하고, 상기 스캐닝 모드에서 상기 제 2 BLE 디바이스 (30) 는 상기 제 2 접속불가능한 무방향 광고 패킷 (21) 을 수신할 수 있는, 적어도 2 개의 블루투스 저 에너지 (BLE) 디바이스들을 포함하는 무선 통신 시스템.
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