KR102509805B1 - 라디오 통신 - Google Patents

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Abstract

라디오 통신 장치(1)는 기준 주소 시드를 수신 또는 생성하고, 시드로부터 데이터-채널 액세스 주소들을 생성한다. 각 액세스 주소는 각각의 데이터-채널 식별자에 대응하고, 공통 제1 비트 위치의 비트를 기준 주소 시드 또는 각각의 데이터-채널 식별자에서의 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값으로 설정하는 것; 공통 제2 비트 위치의 비트를 이러한 값의 비트간 보수로 설정하는 것; 그리고 하나 이상의 나머지 비트 위치를 미리 결정된 제1 공통 비트 위치가 아닌 기준 주소 시드에서의 하나 이상의 비트 위치 및 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나 이상의 비트 위치의 값들에 따라 설정하는 것에 의해 생성된다. 장치(1)는 생성된 세트로부터 액세스 주소를 포함하는 라디오 데이터 패킷을 송신 또는 수신할 수 있다.

Description

라디오 통신
본 발명은 라디오 통신 장치 및 방법들에 관한 것이다.
디지털 라디오 통신 시스템들에서는, 보통 둘 이상의 당사자 사이의 다수의 논리적 링크 또는 채널이 하나의 물리적 채널 내에서 제한된 대역폭을 공유하는 것이 필요하다. 이는 때때로 특정 채널을 식별하는 라벨로 각 데이터 패킷을 라벨링함으로써 이루어진다. 라디오 프로토콜 또는 컨텍스트에 따라, 이러한 라벨을 "액세스 주소", "주소", "액세스 코드, "논리적 링크 식별자", "동기화 워드", "동기화 신호"등이라고 할 수 있다. 그 다음 라디오 수신기들은 데이터 패킷들에 포함된 채널 라벨들에 기초하여, 동일한 물리적 채널 내의 다른 논리적 채널들로부터의 데이터 패킷들을 폐기하면서, 하나 이상의 관심있는 논리적 채널로부터의 데이터 패킷들을 처리하도록 선택할 수 있다. 수신 장치는 목적하는 논리적 채널에 속하는 데이터 패킷들을 다른 데이터 패킷들과 구별하기 위해, 목적하는 채널 라벨을 상관 모드로서 사용하도록 상관기를 구성할 수 있다.
이론적으로 채널 라벨은 무작위로 생성될 수 있지만, 실제로는 자기 상관 성능을 보장하고, 상호 상관 하에서 상이한 채널 라벨들 사이의 양호한 분리를 보장하기 위해 특정 조건들을 족 시키는 경우가 바람직할 수 있다. 그에 따라, 장치에 의해 생성된 각 채널 라벨이 테스트될 수 있고, 무작위로 생성된 특정 값이 요건들을 충족하지 않을 경우, 요건들을 충족시키는 값이 찾아질 때까지 새로운 랜덤 값들이 생성될 수 있다.
예를 들어, Bluetooth™ Low Energy (BLE)에서는, Bluetooth™ Core Specification v 5.0에 정의된 바에 따라, 라디오 패킷들에 패킷 프리앰블 직후 및 프로토콜 데이터 유닛 직전에 위치되며, 순환 중복 검사(CRC)가 뒤따르는 4-바이트 "액세스 주소"가 포함된다. 상이한 논리적 채널들은 무작위로 생성되는 상이한 32-비트 액세스 주소들과 연관된다. BLE의 어드버타이징 패킷들은 미리 정의된 액세스 주소 0x8E89BED6를 사용한다. 다른 모든 BLE 액세스 주소는 다음과 같아야 한다:
(ⅰ) 장치상의 임의의 기존 링크 계층 연결에 대한 액세스 주소와 상이해야 한다;
(ⅱ) 임의의 인에이블되는 주기적인 어드버타이징에 대한 액세스 주소가 아니어야 한다;
(ⅲ) 연속적인 0 또는 1이 여섯 개를 넘지 않아야 한다;
(ⅳ) 어드버타이징 채널 패킷들의 액세스 주소가 아니어야 한다;
(ⅴ) 어드버타이징 채널 패킷들의 액세스 주소와 1 비트만 상이한 시퀀스가 아니어야 한다;
(ⅵ) 모든 네 개의 옥텟이 동일하지 않아야 한다;
(ⅶ) 비트 전이가 24번을 넘지 않아야 한다; 그리고
(ⅷ) 최상위 6 비트에 최소 두 번의 전이를 가져야 한다.
코드화된 기호들이 사용되는 경우, 액세스 주소는 또한 다음 요건들도 충족해야 한다:
(ⅸ) 최하위 8 비트에 세 개 이상의 1을 가져야 한다; 그리고
(ⅹ) 최하위 16 비트에 11번 이하의 전이를 가져야 한다.
다른 라디오 프로토콜들은 상이한 조건들을 부과할 수 있다. 경우에 따라, 특정 조건들이 부과되지 않을 수 있지만, 더 나은 신뢰성을 얻기 위해 그러한 조건들을 충족시키는 것이 바람직할 수 있다.
통상적으로, 채널 라벨 또는 액세스 주소는 라벨이 대응하는 채널상에서 통신하기 위한 모든 관련 장치에 의해 사용될 수 있도록, 한 장치에 의해 생성된 다음, 다른 장치들로 통신될 것이다.
그러나, 라디오 통신 장치(임의의 적절한 라디오 프로토콜을 구현하는)가 하나 이상의 기준 주소 시드 및 데이터-채널 번호로부터의 액세스 주소들 또는 데이터-채널 라벨을 도출하는 것이 바람직한 상황들이 있을 수 있다. 이를 통해 관련 데이터 채널 집합(예를 들어, 스테레오 오디오 스트림에서 좌측 오디오 채널 및 우측 오디오 채널)을 단일 기준 주소 시드로 어드버타이징할 수 있다. 이러한 데이터-채널들 중 하나 이상을 구독하고자 하는 임의의 장치는 각각의 데이터-채널 번호들(미리 고정될 수 있는) 및 기준 주소 시드로부터 필요한 액세스 주소들을 생성할 수 있다. 이는 장치들 간에 각 개별 액세스 주소가 아닌 기준 주소만 공유하도록 요구함으로써 채널 집합에 대한 어드버타이징 또는 채널 설정 오버헤드를 줄일 수 있다. 그러나,생성된 데이터-채널 액세스 주소들에 바람직한 상관 속성들을 제공하면서, 이를 효율적으로 어떻게 수행할지가 명확하지 않다.
본 발명은 기준 주소 시드로부터 데이터-채널 액세스 주소들을 생성하기 위한 신규한 메커니즘을 제공하고자 한다. (여기서 사용될 때 "데이터 채널"은 특정 액세스 주소에 의해 다른 데이터 흐름들과 구별될 수 있는 임의의 단방향, 양방향 또는 다방향 데이터 흐름을 총칭할 수 있으며; 그것은 임의의 특정 라디오 프로토콜 또는 표준으로부터의 정의로 제한하려는 것이 아니다.)
제1 양태로부터, 본 발명은:
기준 주소 시드(base address seed)를 수신 또는 생성하도록 구성되고;
상기 기준 주소 시드로부터 각각이 하나 이상의 데이터-채널 식별자 집합으로부터의 각각의 데이터-채널 식별자에 대응하는 하나 이상의 데이터-채널 액세스 주소 집합을 생성하도록 구성되되, 각 액세스 주소의 생성은:
- 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제1 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값과 동일하게 설정하는 것;
- 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제2 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값의 비트간 보수와 동일하게 설정하는 것; 그리고
- 상기 각각의 액세스 주소에서의 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 하나 이상의 비트의 값들을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 제1 공통 비트 위치가 아닌 상기 기준 주소 시드에서의 하나 이상의 비트 위치 및 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나 이상의 비트 위치의 값들에 따라 설정하는 것을 포함하며; 그리고
생성된 상기 데이터-채널 액세스 주소 집합으로부터 액세스 주소를 포함하는 라디오 데이터 패킷을 미리 결정된 라디오 프로토콜에 따라 송신 또는 수신하도록 구성되는, 라디오 통신 장치를 제공한다.
제2 양태로부터, 본 발명은:
기준 주소 시드를 수신 또는 생성하는 단계;
상기 기준 주소 시드로부터 각각이 하나 이상의 데이터-채널 식별자 집합으로부터의 각각의 데이터-채널 식별자에 대응하는 하나 이상의 데이터-채널 액세스 주소 집합을 생성하는 단계로서, 각 액세스 주소의 상기 생성이:
- 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제1 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값과 동일하게 설정하는 단계;
- 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제2 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값의 비트간 보수와 동일하게 설정하는 단계; 및
- 상기 각각의 액세스 주소에서의 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 하나 이상의 비트의 값들을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 제1 공통 비트 위치가 아닌 상기 기준 주소 시드에서의 하나 이상의 비트 위치 및 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나 이상의 비트 위치의 값들에 따라 설정하는 단계를 포함하며; 그리고
생성된 상기 데이터-채널 액세스 주소 집합으로부터 액세스 주소를 포함하는 라디오 데이터 패킷을 미리 결정된 라디오 프로토콜에 따라 송신 또는 수신하는 단계를 포함하는, 라디오 통신 방법을 제공한다.
따라서, 당업자들은 본 발명에 따라, 데이터-채널 액세스 주소 집합이 기준 주소 시드로부터 생성되며, 모든 액세스 주소는 미리 결정된 위치들에서 상보적인 비트들의 쌍을 포함한다는 것을 알 것이다. 이는 임의의 액세스 주소들에서 제1 비트 위치로부터 제2 위치까지를 포괄하는 모든 비트가 동일한 값을 갖는 것을 방지하는 효과를 갖는다. 이는 적어도 제1 비트 위치로부터 제2 비트 위치까지의 영역의 액세스 주소들에서 동일한 비트 값들이 이어지는 최대 길이를 제한한다. 이는 액세스 주소에서 이어지는 동일한 비트들이 주소의 자기 상관 성능을 감소시킬 수 있고 상호 상관 하에서 상이한 주소들의 쌍들(그러나 둘 다 이어지는 동일한 비트 값을 포함하는) 간 거리를 감소시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
미리 결정된 라디오 프로토콜은 IEEE 802.15.4, Bluetooth™, Bluetooth Low Energy™, Z-Wave™, ZigBee™ 등에 기초한 프로토콜과 같은 임의의 독점 라디오 프로토콜 또는 표준화된 라디오 프로토콜일 수 있다.
상기 미리 결정된 라디오 프로토콜은 각 액세스 주소가 상기 공통 제1 비트 위치 및 상기 공통 제2 비트 위치를 포함하는 상기 액세스 주소의 연속적인 위치 내에 미리 결정된 수보다 많지 않은 연속적인 "0" 또는 "1"의 비트를 포함할 것을 요구할 수 있다. 상기 제2 비트 위치는 상기 제1 비트 위치로부터 상기 미리 결정된 수보다 많지 않은 비트만큼 오프셋될 수 있다(여기서 인접한 비트들은 1 비트만큼 오프셋되는 것으로 고려될 것이다).
기준 주소 시드는 라디오 통신 장치에 의해 어드버타이징 패킷 또는 다른 브로드캐스트 메시지와 같은 라디오 전송으로 수신될 수 있다. 대안적으로, 기준 주소 시드는 라디오 통신 장치에 의해 생성될 수 있다. 라디오 통신 장치는 라디오 어드버타이징 메시지로 기준 주소 시드를 브로드캐스팅하도록 구성될 수 있다. 기준 주소 시드는 랜덤으로(예를 들어, 실수 또는 의사 난수 생성기를 사용하여) 생성될 수 있다. 바람직하게는 그것은 미리 결정된 길이―예를 들어 32 비트를 갖는다. 그것은 미리 결정된 길이의 모든 가능한 비트 열이 기준 주소 시드일 동일한 확률을 갖도록 랜덤으로 생성될 수 있지만, 바람직하게는 기준 주소 시드가 하나 이상의 미리 결정된 조건을 충족시킨다. 기준 주소 시드는 기준 주소 시드 내 비트 값들의 분산에 관한 하나 이상의 미리 결정된 조건을 충족시킬 수 있다. 예를 들어, 그것은 상술한 조건들 (ⅰ) 내지 (ⅷ), 도는 (ⅰ) 내지 (ⅹ) 중 하나 이상 또는 전부를 충족시킬 수 있다.
데이터-채널 식별자 집합은 라디오 통신 장치에 의해―예를 들어, 어드버타이징 패킷과 같은 라디오 전송으로―수신될 수 있다. 그것은 라디오 통신 장치에 의해 생성될 수 있다. 그것은 라디오 통신 장치에 저장될 수 있다. 그것은 미리 결정―예를 들어, 라디오 통신 장치의 메모리에 미리 저장될 수 있다. 데이터-채널 액세스 주소 각 데이터-채널 액세스 주소는 각각의 데이터-채널 식별자에 대응한다. 데이터-채널 식별자는 정수 집합―바람직하게는 0 또는 1에서 시작하여 음이 아닌 정수들과 같은 연속적인 정수들의 시퀀스로부터 생성될 수 있다. 이러한 정수들은 각각의 데이터-채널 번호들에 대응할 수 있다. 식별자들은 정수들의 시퀀스에 함수를 적용함으로써 (라디오 통신 장치에 의해 또는 외부에서) 생성될 수 있다. 함수는 모듈러 산술을 사용할 수 있다; 그것은 모듈로 곱셈 연산 및/또는 모듈로 덧셈 또는 뺄셈 연산을 포함할 수 있다. 바람직하게는 함수는 정수들의 시퀀스의 정수들 간 평균 해밍 거리와 비교하여, 데이터-채널 식별자 집합의 원소들 간 평균 해밍 거리를 증가시킨다. 이는 바람직하게는 액세스 주소들의 다양성을 증가시킬 수 있다. 그에 따라, 하나 이상의 데이터-채널 식별자 집합의 각 데이터-채널 식별자는 하나 이상의 대응하는 시퀀스로부터의 각각의 정수에 적용될 때 상기 함수의 값과 동일할 수 있다.
일 실시 예 집합에서, 식별자들은 정수들의 시퀀스의 각 정수에 제1 값을 곱하고, 제2 값을 모듈로 연산함으로써 생성된다. 일부 실시 예에서, 함수는 제1 값으로 곱한 값에 피가수(바람직하게는 0이 아닌)를 더하고, 제2 값으로 모듈로 연산하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 덧셈은 바람직한 속성들을 갖는 액세스 주소 집합을 생성할 보다 큰 가능성을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 적절한 값들을 선택함으로써 함수에 낮은 값의 정수들이 입력됨으로써 생성된 액세스 주소들 간에 보다 큰 분리가 이루어질 수 있으며, 이는 가장 통상적으로 사용되는 채널 번호들일 수 있다. 또한, 생성된 주소들과 데이터-채널 0(일부 실시 예에서 제어 채널로서 사용될 수 있는)와 같은 데이터-채널들 중 특정 채널과 연관된 특정 액세스 주소 간에 목적하는 최소 해밍 거리를 이루는 것이 가능할 수 있다.
제1 값은 일정할 수 있다; 그것은 바람직하게는 1보다 큰 정수이다. 선택 사항인 피가수 값은 일정할 수 있다; 그것은 바람직하게는 1보다 큰 정수이다. 제2 값은 일정할 수 있다. 제2 값은 2의 제곱, 이를테면 128일 수 있다. 제1 값은 소수, 이를테면 61일 수 있다. 그러나, 이는 필수적인 것은 아니고, 다른 실시 예 집합에서 제1 값은 35이다. 피가수는 임의의 적절한 값, 이를테면 27, 42 등을 가질 수 있다. 바람직한 실시 예 집합은 제1 값으로 35 그리고 피가수 값으로 42를 사용한다. 이는 네 개 미만의 채널이 떨어져 있는 데이터-채널 번호들의 모든 쌍에 대해 4 이상의 해밍 웨이트 거리를 갖는 것을 포함하여, 통상적인 용례에 바람직한 상관 속성들을 갖는 데이터-채널 번호 0 내지 31에 대한 32개의 데이터-채널 액세스 주소 집합을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 보다 일반적으로, 적어도 하나의 모듈러 산술 연산을 포함하는 다각화 함수의 사용은 원소들 간이 높은 평균 해밍 거리를 갖는 데이터-채널 식별자 집합(예를 들어, 32개의 식별자 집합)을 생성할 수 있으며, 이는 액세스 주소가 바람직한 상관 속성들을 갖게 할 수 있다.
일 실시 예 집합에서, 데이터-채널 식별자 집합은 32개 이하의 데이터-채널 식별자를 포함한다. 라디오 통신 장치는 32개 이하의 데이터-채널 액세스 주소 집합을 생성하도록 배열될 수 있다. 데이터-채널 식별자들은 기준 주소 시드 및/또는 데이터-채널 액세스 주소들보다 짧을 수 있다. 일 실시 예 집합에서, 각 데이터-채널 식별자는 7 비트 길이이다. 일 실시 예 집합에서, 기준 주소 시드는 32 비트 길이이고, 각 액세스 주소는 32 비트 길이이다. 물론, 다른 실시 예들에서, 다른 길이들 및 수량들도 가능하다.
데이터-채널 액세스 주소 집합은 경우에 따라, 단지 하나의 액세스 주소를 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 그것은 둘 이상의 데이터-채널 액세스 주소를 포함할 수 있다. 집합은 모두 한 번에 생성될 수 있거나―예를 들어, 장치가 집합으로부터의 액세스 주소를 포함하는 임의의 라디오 데이터 패킷들을 송신 또는 수신하기 전에―또는 액세스 주소들이 요구될 때 생성될 수 있다―예를 들어, 추가 데이터 채널을 사용하여 시작하기 위한 요청에 응답하여.
공통 제1 비트 위치는 공통 제2 비트 위치에 인접해 있을 수 있다. 이는 액세스 주소들이 제1 및 제2 비트 위치들에 걸쳐 동일한 비트들이 이어지는 것을 방지할 수 있다. 이러한 경우, 제1 및 제2 비트 위치들은 액세스 주소의 각각 처음과 마지막 비트들로부터 1 비트 이상만큼 오프셋될 수 있다.
제1 비트 위치 및 제2 비트 위치는 짝수 비트만큼 오프셋될 수 있다―즉, 홀수 비트들이 사이에 올 수 있다(예를 들어, 그 사이에 1, 3, 또는 5 비트를 갖는다). 이는 임의의 액세스 주소들이 제1 및 제2 비트 위치들에 걸쳐 번갈아 나오는 비트들(예를 들어, "...1010101010...")이 이어지는 것을 방지한다. 이는 액세스 주소들 간 잘못된 상관 정합의 가능성을 줄일 수 있다.
액세스 주소들, 기준 주소 시드 및 데이터-채널 식별자들에서의 비트 위치들은 임의의 편리한 방식, 이를테면 주소 또는 식별자의 한쪽 끝으로부터 음이 아닌 정수들을 연속적으로 사용하여 번호가 매겨지는 방식으로 번호가 매겨지거나 인덱스화될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 인덱스화는 최하위 비트, 최상위 비트, 처음 전송된 비트 또는 마지막 전송된 비트로부터 시작될 수 있다.
액세스 주소들은 모두 8 비트의 배수(예를 들어, 8, 16, 24 또는 32 비트) 길이인 길이를 가질 수 있다. 그 다음 제1 비트 위치 및 제2 비트 위치는 액세스 주소들의 상이한 옥텍들에 있을 수 있다. 이는 제1 및 제2 비트 위치들이 동일한 옥텟에 있을 경우과 비교하여, 액세스 주소 내에서 동일한 옥텟이 두 번 나타날 확률을 줄일 수 있다.
제1 비트 위치 및 공통 제2 비트 위치는 8로 모듈로 연산된 동일한 인덱스를 가질 수 있다. 이는 두 개의 각각의 비트 위치를 포함하는 두 옥텟이 동일한 것을 방지한다. 액세스 주소 내에 반복되는 옥텟들이 나타나는 발생 빈도를 줄이거나 제거하면 특정 상관 문제들, 예를 들어, 액세스 주소를 포함하는 데이터 패킷이 둘 이상의 반복되는 옥텟을 갖는 경우, 그리고 데이터 패킷의 나머지가 액세스 주소에 인접하여 반복되는 옥텟의 추가 발생을 갖는 경우―예를 들어, 액세스 주소 직전 위치되는 프리앰블의 끝에―을 회피하도록 도울 수 있다. 데이터 패킷들에 선행하는 프리앰블들인 것처럼 보이는 액세스 주소들을 포함하는 데이터 패킷들은 액세스 주소가 그것이 실제로 도달된 것보다 먼저 도달된 것으로 결정될 위험을 증가시킨다―예를 들어, 0xAAAA으로 끝나는 프리앰블이 0xAAAA으로 시작하는 액세스 주소가 뒤따를 때 문제들을 야기할 수 있다. 수신 시 약간 맞지 않는 주파수로 맞춰지는 라디오는 그것들이 매우 유사한 경우 프리앰블을 주소의 일부로서 해석할 수 있다. 보다 일반적으로, 서로 바로 옆에 있고 액세스 주소 및 인접한 데이터에 걸쳐 이어지는 비트 패턴이 두 번 이상 발생하는 임의의 액세스 주소 및 인접한 데이터는 상관기가 액세스 주소를 오인할 위험을 지운다. 제1 비트 위치와 제2 비트 위치들 간 D 비트 거리는 제1 및 제2 비트 위치들에 걸쳐 이어지는 주기적인 M 비트(여기서 M은 D의 나눗수)를 갖는 주기적인 반복이 없도록 한다.
각 액세스 주소를 생성하는 단계는 상기 각각의 액세스 주소에서의 상기 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 비트 값들을 상기 기준 주소 시드에서의 각각의 비트 값들과 상기 나머지 비트 위치들과 동일한(모든 주소에 대해 공통 비트 번호가 매겨진 시스템 하에서) 또는 비트-위치 맵핑 함수에 따라 그로부터 도출되는 하나 이상의 비트 위치가 동일하게 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 나머지 비트 위치들 중 상기 하나 이상의 위치는 복수의 연속적인 비트 위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 액세스 주소의 처음 16 비트가 기준 주소 시드의 처음 16 비트와 동일하게 설정될 수 있다. 이는 이러한 하나 이상의 비트 위치(이를테면 6개 이하의 연속적인 0 또는 1을 갖는)에 걸쳐, 바람직한 기준 주소 시드의 속성 또는 속성들이 액세스 주소들에 부여될 수 있게 한다.
각 액세스 주소를 생성하는 단계는 상기 각각의 액세스 주소에서의 상기 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 비트 값들을 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나 이상의 비트 위치의 비트 값들과 비트간 xor 연산된 상기 기준 주소 시드에서의 각각의 비트 값들과 동일하게 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 나머지 비트 위치들 중 상기 하나 이상의 위치는 복수의 연속적인 비트 위치를 포함할 수 있다. 기준 주소 시드에서의 각각의 비트 값들은 연속적인 비트 위치를 점유할 수 있다. 데이터-채널 식별자들의 비트 위치들과 기준 주소 시드에서의 비트 위치들 간에 1 대 1 대응 관계가 있을 수 있으나, 바람직하게는 데이터-채널 식별자들에서의 하나의 비트 위치의 비트의 값이 기준 주소 시드에서의 복수의 비트 위치의 비트들의 값들과 xor 연산된다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 비트 위치에 걸쳐 바람직한 기준 주소 시드의 속성 또는 속성들이 액세스 주소들에 부여되면서, 또한 데이터-채널 식별자들로부터의 기여도들에 기인하여 이러한 하나 이상의 비트 위치에 걸쳐 액세스 주소들 간에 어느 정도 차별화를 제공할 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 기준 주소 시드에서의 각각의 비트 값들의 각각이 상기 각각의 데이터-채널 식별자들에서의 단지 하나의 공통 비트 위치의 비트의 값과 xor 연산된다; 예를 들어, 각 액세스 주소의 마지막 6 비트가 각각이 각각의 데이터-채널 식별자의 처음(최하위) 비트와 xor 연산된 기준 주소 시드의 마지막 6 비트와 동일하게 설정될 수 있다. 기준 주소 시드에서의 비트 값들이 시퀀스에서의 인접한 비트들 간에 임계 비트-값 전이 횟수 이하의 전이 횟수를 포함하는 시퀀스(즉, 연속적인 비트 위치들을 점유하는)이고 이들이 각 액세스 주소에 대해, 각각의 데이터-채널 식별자에서의 공통 비트 위치의 비트 값과 비트간 xor되고 액세스 주소에서의 시퀀스로서 포함된다면, 액세스 주소들의 이러한 부분들 또한 임계 비트-값 전이 횟수 이하의 전이 횟수를 포함해야 한다. 과잉 비트-값 전이 횟수는 자동 상관 성능을 열악하게 할 수 있다.
이러한 xor 사상은 그 자체로 신규한 것으로 여겨진다. 그에 따라, 추가 양태로부터, 본 발명은:
상기 기준 주소 시드에서의 미리 결정된 위치 및 미리 결정된 길이를 갖는 비트 값들의 시퀀스가 상기 시퀀스에서의 인접한 비트들 간에 임계 비트-값 전이 횟수이하의 전이 횟수를 포함한다는 조건을 충족시키는 기준 주소 시드를 수신 또는 생성하도록 구성되고;
상기 기준 주소 시드로부터 각각이 하나 이상의 데이터-채널 식별자 집합으로부터의 각각의 데이터-채널 식별자에 대응하는 하나 이상의 데이터-채널 액세스 주소 집합을 생성하도록 구성되되, 각 액세스 주소의 생성은:
- 변형된 비트 값들의 시퀀스를 생성하기 위해 상기 기준 주소 시드에서의 상기 비트 값들의 시퀀스의 각 비트 값을 상기 각각의 데이터-채널 식별자로부터 도출되는 이진 값과 xor 연산하는 것, 그리고
- 상기 각각의 액세스 주소에서의 비트들의 시퀀스를 상기 변형된 비트 값들의 시퀀스와 동일하게 설정하는 것을 포함하며; 그리고
생성된 상기 데이터-채널 액세스 주소 집합으로부터 액세스 주소를 포함하는 라디오 데이터 패킷을 미리 결정된 라디오 프로토콜에 따라 송신 또는 수신하도록 구성되는, 라디오 통신 장치를 제공한다.
추가 양태로부터, 본 발명은:
상기 기준 주소 시드에서의 미리 결정된 위치 및 미리 결정된 길이를 갖는 비트 값들의 시퀀스가 상기 시퀀스에서의 인접한 비트들 간에 임계 비트-값 전이 횟수 이하의 전이 횟수를 포함한다는 조건을 충족시키는 기준 주소 시드를 수신 또는 생성하는 단계;
상기 기준 주소 시드로부터 각각이 하나 이상의 데이터-채널 식별자 집합으로부터의 각각의 데이터-채널 식별자에 대응하는 하나 이상의 데이터-채널 액세스 주소 집합을 생성하는 단계로서, 각 액세스 주소의 상기 생성이:
- 변형된 비트 값들의 시퀀스를 생성하기 위해 이진의 상기 기준 주소에서의 상기 비트 값들의 시퀀스의 각 비트 값을 상기 각각의 데이터-채널 식별자로부터 도출되는 이진 값과 xor 연산하는 단계; 및
- 상기 각각의 액세스 주소에서의 비트들의 시퀀스를 상기 변형된 비트 값들의 시퀀스와 동일하게 설정하는 단계를 포함하며; 그리고
미리 결정된 프로토콜에 따라, 생성된 상기 데이터-채널 액세스 주소 집합으로부터의 액세스 주소들을 포함하는 라디오 데이터 패킷을 송신 또는 수신하는 단계를 포함하는, 라디오 통신 방법을 제공한다.
이러한 방식으로, 비트-값 전이 횟수는 모든 액세스 주소의 목적하는 부분에서 한도가 정해질 수 있다. 이는 또한 이러한 부분 내 동일한 비트 열의 최대 길이가 기준 주소 시드에서의 시퀀스의 최대 길이와 변하지 않도록 하면서(여기서 그것은 의도적으로 최대 값들로 제한될 수 있다) 이루어질 수 있다. 그럼에도 불구하고 이러한 접근법은 각각의 데이터-채널 식별자로부터 도출되는 이진 값에 따라, 액세스 주소들에서의 시퀀스가 하나 이상의 가능한 값을 가질 수 있기 때문에, 변형된 시퀀스를 포함하는 부분에 걸쳐 액세스 주소들 간 1 비트의 차별화를 제공한다.
상기 미리 결정된 라디오 프로토콜은 비트 값들의 시퀀스가, 각 데이터-채널 액세스 주소가 상기 시퀀스에서의 인접한 비트들 간에 상기 임계 비트-값 전이 횟수 이하의 전이 횟수를 포함할 때, 상기 미리 결정된 길이 및 미리 결정된 위치를 가질 것을 요구할 수 있다.
바람직하게는 이진 값은 모든 액세스 주소에 대해, 공통 도출 알고리즘에 따라 각각의 데이터-채널 식별자로부터 도출된다. 이진 값은 각각의 데이터-채널 식별자에서의 복수의 비트 값으로부터 도출될 수 있지만, 간단히 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나의 미리 결정된 비트 위치의 값―예를 들어, 데이터-채널 식별자의 최하위 비트의 값일 수도 있다. 최하위 비트는 적어도 일부 상황에서(이를테면 식별자들이 정수들로부터 모듈로 산술을 사용하여 생성될 때), 그것이 임의의 보다 상위 비트보다 데이터-채널 식별자 집합을 대략 동일한 두 집합으로 나눌 수 있는 가능성이 더 클 수 있기 때문에 좋은 선택일 수 있다.
여기에 개시된 임의의 양태의 실시 예들에서, 각 액세스 주소를 생성하는 단계는 상기 각각의 액세스 주소에서의 상기 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 비트들의 값들을 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나 이상의 비트 위치(반드시 동일한 위치들은 아님)의 비트들의 값들과 동일하게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
각 액세스 주소를 생성하는 단계는 상기 각각의 액세스 주소에서의 상기 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 각 비트를 상기 공통 제1 비트 위치 또는 상기 공통 제2 비트 위치의 상기 액세스 주소에서의 비트의 값과 동일하게 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 소정의 길이의 상이한 액세스 주소 집합을 제한하지만, 예를 들어, 동일한 값의 연속적인 비트들이 소정의 길이를 너머 이어지는 것을 방지함으로써, 액세스 주소들이 바람직한 상관 성능을 갖도록 추가로 도울 수 있다. 그에 따라, 각 액세스 주소에서의 공통 추가 비트 위치의 비트 값이 공통 제1 비트 위치의 액세스 주소의 값과 동일하게 설정되는 경우, 공통 추가 비트 위치는 공통 제1 위치로부터 공통 제2 비트 위치의 타측 상에 위치(즉, 제2 비트 위치가 제1 비트 위치와 추가 비트 위치 사이에 위치됨)될 수 있다. 이는 제2 비트 위치의 값과 동일한 비트 값들이 공통 제1 비트 위치를 지나 또는 공통 추가 비트 위치를 지나 연장되어 이어지는 것을 방지한다. 일부 실시 예에서 공통 제1 비트 위치와 추가 비트 위치 사이에는 6, 5 또는 그보다 적은 비트 위치가 있을 수 있으며, 그에 따라 임의의 액세스 주소들이 제2 비트 위치를 포함하여 6개보다 많은 연속적인 0 또는 1을 갖는 것이 가능하지 않게 된다.
라디오 프로토콜은 어드버타이징 주소(예를 들어, 0x8E89BED6)를 정의할 수 있다. 어드버타이징 주소는 액세스 주소와 동일한 길이일 수 있고, 유사하게 인덱스화될 수 있다. 공통 제1 비트 위치 및 공통 제2 비트 위치는 각 액세스 주소가 어드버타이징 주소와 적어도 하나의 비트 위치에서 상이하도록(즉, 어드버타이징 주소로부터 1 이상의 해밍 거리를 갖도록) 있을 수 있다. 이는 어드버타이징 주소에서의 제1 비트 위치의 비트 값이 어드버타이징 주소에서의 제2 비트 위치의 비트 값과 동일하도록 있는 공통 제1 및 제2 비트 위치들에 의해 이루어질 수 있다.
각 액세스 주소를 생성하는 단계는 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제3 비트 위치의 비트를 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 미리 결정된 제2 공통 비트 위치의 비트의 값과 동일하게 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 그것은 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제4 비트 위치의 비트 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 제2 공통 비트 위치의 비트의 값의 비트간 보수와 동일하게 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는 액세스 주소들에서의 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 비트 위치들은 모두 상이한 비트 위치들이다. 바람직하게는 기준 주소 시드에서의 또는 각각의 데이터-채널 식별자에서의 제1 및 제2 미리 결정된 비트 위치들은 상이한 비트 위치들이다.
미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트 값이 기준 주소 시드로부터(각각의 데이터-채널 식별자로부터가 아니라) 취해지는 실시 예들에서, 미리 결정된 제2 공통 비트 위치의 비트 값은 각각의 데이터-채널 식별자로부터 취해질 수 있거나(그리고 가능성 있게 미리 결정된 제1 공통 비트 위치와 동일하게 번호가 매겨진 비트 위치일 수 있―예를 들어, 둘 다 그것들의 각각의 값들의 제15 비트들일 수 있다), 또는 기준 주소 시드로부터 그러나 미리 결정된 제1 공통 비트 위치까지 상이한 비트 위치에서 취해질 수 있다. 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트 값이 각각의 데이터-채널 식별자로부터(기준 주소 시드로부터가 아니라) 취해지는 실시 예들에서, 미리 결정된 제2 공통 비트 위치의 비트 값은 기준 주소 시드로부터 취해질 수 있거나(그리고 가능성 있게 미리 결정된 제1 공통 비트 위치와 동일한 비트 위치일 수 있―예를 들어, 둘 다 그것들의 각각의 소스 값들 내 제15 비트들일 수 있다), 또는 각각의 데이터-채널 식별자로부터 그러나 미리 결정된 제1 공통 비트 위치까지 상이한 비트 위치에서 취해질 수 있다.
바람직하게는 제3과 제4 비트 위치들 간 거리는 제1과 제2 비트 위치들 간 거리와 상이하다. 이러한 방식으로, 액세스 주소 및 인접한 데이터가 주기적인 반복들을 포함할 위험이 두 분리 거리와 동일한 두 상이한 기간 및 그것들의 나눗수들에 대해 감소 또는 제거될 수 있다. 이는 전술된 이유들로 유익하다.
액세스 주소에서의 제1, 제2, 제3 및 제4 비트 위치들은 각 액세스 주소가 어드버타이징 주소와 적어도 두 비트 위치에서 상이하도록(즉, 적어도 2 해밍 거리를 갖도록) 일 수 있다. 이는 데이터-채널 액세스 주소가 어드버타이징 주소로서, 또는 그 반대로 잘못 디코딩될 위험을 줄일 수 있다. 어드버타이징 주소(통상적으로 가장 빈번하게 전송된 주소일 수 있는) 주위에 추가 '공간' 을 제공하면 라디오 통신 시스템의 전체 신뢰성이 향상될 수 있다. 그에 따라, 일부 실시 예에서, 라디오 통신 장치는 데이터-채널 액세스 주소 집합에서의 모든 데이터-채널 액세스 주소가 어드버타이징 주소와 적어도 2 해밍 거리를 갖는 어드버타이징 주소를 포함하는 어드버타이징 메시지를 송신 또는 수신하도록 구성된다.
라디오 통신 장치는 각각의 생성된 액세스 주소를 테스트하고 그것이 하나 이상의 수용 기준―예를 들어, 최대 비트 전이 횟수 이하의 전이 횟수를 가질 것, 또는 미리 결정된 길이의 최대 동일한 비트 열 수 이하의 비트 열 수를 포함할 것―을 충족하는 데 실패할 경우 생성된 액세스 주소를 폐기하도록 구성될 수 있다.
라디오 통신 장치는 메모리를 포함할 수 있고 생성된 데이터-채널 액세스 주소들을 메모리에 저장하도록 배열될 수 있다. 일부 실시 예에서, 기준 주소 시드는 그 자체로 데이터-채널 액세스 주소 집합에 포함될 수 있다(예를 들어, 채널 "0"으로서 사용을 위해).
상기 데이터-채널 액세스 주소 집합은 상기 데이터-채널 액세스 주소 집합에 걸쳐, 상기 액세스 주소들의 나중에 전송된 또는 나중에 수신된 절반의 변량이 상기 주소들의 먼저 전송된 또는 먼저 수신된 절반의 변량보다 크도록 있을 수 있다. 이는 다양한 방식으로, 이를테면 액세스 주소들의 먼저 전송된 또는 먼저 수신된 절반보다 나중에 전송된 또는 나중에 수신된 절반에 위치된 데이터-채널 식별자들로부터의 비트 값들에 따르는 비트들을 더 많이 갖는 것에 의해 이루어질 수 있다. 통상적으로 먼저 수신된 비트들에서 보다 나중에 수신된 비트들에서 디코더가 정확한 타이밍 및/또는 주파수 로크를 이뤘을 가능성이 보다 크기 때문에, 비트 에러들은 더 낮기 때문에, 액세스 주소들의 나중에 수신된 절반에 더 많은 차분 비트를 포함시키는 것이 바람직할 수 있다.
라디오 통신 장치는 단일 장치로 구현될 수 있거나 유선 또는 무선 링크에 의해 연결될 수 있는 둘 이상의 별개의 유닛에 걸쳐 분산될 수 있다. 라디오 통신 장치는 집적 회로 라디오 송수신기를 포함할 수 있다. 그것은 "라디오-온-칩(radio-on-a-chip)"일 수 있거나 그것을 포함할 수 있다. 그것은 임의의 수의 프로세서, 디지털 로직, 아날로그 회로, 집적 구성요소, 별도 구성요소, 안테나, 전원 공급 장치, 입력, 출력, 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리를 적절하게 가질 수 있다. 여기에 설명된 동작들은 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 양자로 수행될 수 있다. 이진 시퀀스에서의 다양한 비트 위치의 비트들의 값들이 많은 상이한 방식으로―예를 들어, 전체 시퀀스(예를 들어, 전체 액세스 주소)를 구성하기 위해 메모리에 개개의 비트를 기록하는 것에 의해, 또는 그것들이 요청될 때 실시간으로 값들을 생성 및/또는 출력하는 것에 의해 특정 값들로 설정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
상기 라디오 통신 장치는 생성된 상기 데이터-채널 액세스 주소 집합으로부터 액세스 주소를 포함하는 라디오 데이터 패킷을 수신하도록 구성될 수 있다. 그것은 착신 데이터를 상기 액세스 주소와 교차 상관시킴으로써 라디오 데이터 패킷을 검출하도록 배열된 상관기를 포함할 수 있다. 그것은 생성된 주소 집합 또는 미리 정의된 주소 집합 내 액세스 주소 이를테면 어드버타이징-채널 액세스 주소를 포함하지 않는 데이터 패킷들을 무시할 수 있다. 라디오 통신 장치는 상관기로부터 타이밍 및/또는 주파수 정보를 결정할 수 있다.
라디오 통신 시스템은 라디오 데이터 패킷들을 교환하도록 배열된 둘 이상의 그러한 라디오 통신 장치를 포함할 수 있다. 통신 장치들은 메쉬 네트워크 또는 임의의 다른 네트워크 토폴러지를 형성할 수 있다. 그것들은 동일한 또는 중첩되는 데이터-채널 액세스 주소 집합을 생성하기 위해, 그리고 데이터-채널 액세스 주소 집합으로부터 하나 이상의 주소를 포함하는 하나 이상의 데이터 패킷을 교환하기 위해 이것들을 사용하기 위해 배열될 수 있다.
일 실시 예 집합에서, 라디오 데이터 패킷은 오디오 데이터를 포함할 수 있다. 라디오 통신 장치는 전송 장치일 수 있고 디지털 또는 아날로그 오디오 신호를 수신하도록(예를 들어, 저장 메모리, 또는 마이크로폰으로부터) 배열될 수 있다; 그것은 생성된 데이터-채널 액세스 주소 집합으로부터의 공통 데이터-채널 액세스 주소를 가질 수 있는 라디오 데이터 패킷들의 시퀀스에 오디오 데이터를 전송하도록(특정 데이터 채널에 대응하여) 배열될 수 있다. 라디오 통신 장치는 라디오 데이터 패킷들의 각각의 시퀀스들로 둘 이상의 별개의 채널로부터 데이터(예를 들어, 오디오 데이터)를 전송하도록(이는 대안적으로 전송될 수 있거나, 또는 보다 일반적으로 인터리빙될 수 있다) 배열될 수 있으며, 이때 각 시퀀스의 패킷들은 생성된 집합으로부터의 상이한 각각의 데이터-채널 액세스 주소들을 포함한다. 라디오 통신 장치는 수신 장치일 수 있고 모두 생성된 데이터-채널 액세스 주소 집합으로부터의 공통 데이터-채널 액세스 주소를 가질 수 있는 라디오 데이터 패킷들의 시퀀스를 수신하도록 배열될 수 있다; 그것은 데이터 패킷들로부터이 데이터(예를 들어, 오디오 데이터)를 복조하고 데이터를 디지털 또는 아날로그 신호로서 출력하도록(예를 들어, 헤드폰, 라우드 스피커 또는 증폭기에) 배열될 수 있다.
라디오 통신 장치는 각 시퀀스의 데이터 패킷들이 생성된 집합으로부터의 각각의 데이터-채널 액세스 주소를 포함하는, 데이터 패킷들의 복수의 시퀀스를 복조하도록 배열될 수 있다. 데이터 패킷들은 오디오 데이터를 포함할 수 있다. 장치는 각각의 채널들에 대응하여 각각의 신호들(예를 들어, 오디오 신호들)을 출력하도록 배열될 수 있다.
상이한 데이터 채널들 상의 오디오 데이터는 스테레오 음악 스트림에 대한 좌우 오디오 채널들을 나타낼 수 있거나, 또는 서라운드 사운드 오디오 시스템의 상이한 채널들을 나타낼 수 있거나, 또는 음성 메시지의 다수의 상이한 각각의 언어로의 변환을 인코딩할 수 있거나, 또는 다수의 상이한 사용자 그룹에 대해 의도된 방송 메시지들을 전달할 수 있다―예를 들어, 공항 내에서.
일부 또는 모든 데이터 채널에 대한 데이터(예를 들어, 오디오 데이터)는 암호화될 수 있다. 특정 수신기는 단지 부분 데이터 채널 집합만 해독할 수 있을 수 있다.
여기에 설명된 임의의 양태 또는 실시 예의 특징들은 적절한 경우 언제든, 여기에 설명된 임의의 다른 양태 또는 실시 예에 적용될 수 있다. 상이한 실시 예들 또는 실시 예 집합이 참조된 경우, 이들이 반드시 별개이어야 하는 것은 아니고 중첩될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
이제 본 발명의 특정 바람직한 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여, 단지 예로서, 설명될 것이며, 첨부 도면들에서:
도 1은 본 발명을 구현하는 라디오 통신 시스템의 개략도이다;
도 2는 제1 실시 예에 따른 데이터-채널 액세스 주소들을 생성하기 위한 식이다;
도 3은 제2 실시 예 집합에 따른 데이터-채널 액세스 주소들을 생성하기 위한 식이다;
도 4는 제2 실시 예에 의해 생성된, 채널 번호들의 다양한 쌍에 대한 데이터-채널 액세스 주소들 간 해밍 거리의 차트이다;
도 5는 제3 실시 예에 따른 데이터-채널 액세스 주소들을 생성하기 위한 식이다;
도 6은 제4 실시 예 집합에 따른 데이터-채널 액세스 주소들을 생성하기 위한 식이다.
도 1은 한 쌍의 무선 헤드폰(7)과 통신하는 스마트 폰(1)을 도시한다. 스마트 폰(1) 및 무선 헤드폰(7)은 각각 별도로 본 발명을 구현한다.
스마트 폰(1)은 마이크로 프로세서(3)(이를테면, Qualcomm Snapdragon™과 같은 보다 큰 시스템-온-칩의 일부일 수 있는 ARM™ Cortex A-시리즈)에 연결된 메모리(2)를 갖는다. 마이크로 프로세서(3)는 단거리 라디오 송신기 모듈(4)에 연결된다. 단거리 라디오 송신기(4)는 (다른 기능 요소들 중에서 특히) 데이터 패킷 인코더(5)를 포함한다. 사용자 인터페이스, 배터리, 셀룰러 네트워크 라디오 송수신기 등과 같은 다른 종래의 구성요소들도 존재하지만, 명확성을 위해 도면에서는 생략되어 있다. 마이크로 프로세서(3) 및 단거리 라디오 송신기 모듈(4)은 단일 실리콘 칩 상에 통합될 수 있거나 개별 구성요소들일 수 있다. 스마트 폰(1)은 단거리 라디오 송신기(4)와 통합될 수 있거나 또는 그것의 외부에 있을 수 있는 라디오 안테나(6)를 갖는다. 메모리(2)는 mp3 오디오 데이터와 같은 음악을 저장한다.
도 1은 무선 헤드폰(7) 내에 내장된 특정 구성요소들의 확대도를 포함한다. 이들은 다른 종래의 구성요소들(도시되지 않음) 중에서도 특히, 스마트 폰(1)과 같은 무선 개인 영역 네트워크 장치들로부터 라디오 통신을 수신하기에 적합한 안테나(8)를 포함한다. 이는 단거리 라디오 수신기 모듈(9)에 연결된다. 라디오 수신기 모듈(9)은 다른 기능적 요소들 중에서도 특히, 데이터 패킷 디코딩 로직(10)을 포함한다. 근거리 라디오 송신기(4) 및 수신기(9)는 IEEE 802.15.4, Bluetooth™, Bluetooth Low Energy™, Z-Wave™, ZigBee™ 등과 같은 임의의 적절한 라디오 통신 프로토콜을 구현할 수 있다. 라디오 수신기(9)는 마이크로 프로세서(11)(이를테면 ARM™ Cortex M-시리즈)에 연결되며, 이는 아날로그 스테레오 오디오 데이터를 스테레오 증폭기(12)에 출력할 수 있다. 증폭기(12)는 별도의 좌우 채널들을 따라 헤드폰(7)의 라우드 스피커들에 연결된다.
사용 시, 스마트 폰(1)상의 마이크로 프로세서(3)는 메모리(2)로부터 디지털 음악 데이터를 판독한다. 이는 송신기 모듈(4)로 전달되어 데이터 패킷 인코더(5)가 두 개의 데이터 패킷들의 흐름―하나의 흐름은 좌측 오디오 채널을 위한 것이고 하나의 흐름은 우측 오디오 채널을 위한 것―을 생성한다. 송신기 모듈(4)은 하나의 기준 주소 시드로부터 두 개의 데이터-채널 액세스 주소를 생성한다. 기준 주소 시드는 스마트 폰(1)으로부터 떨어져 생성되어 스마트 폰(1)으로 송신되었을 수 있거나, 또는 송신기 모듈(4)이―예를 들어, 스테레오 오디오 스트림 셋업 요청에 응답하여 랜덤 32-비트 값을 생성함으로써―기준 주소 시드를 생성할 수 있다. 기준 주소는 인접한 비트들 간에 최대 비트-값 전이 횟수 이하의 전이 횟수를 갖는, 그리고 최대 길이보다 길게 이어지지 않는 단일 비트 값을 갖는 것과 같은 하나 이상의 조건을 충족해야 할 수 있다. 생성되는 데이터-채널 액세스 주소들은 동일한 조건들 또는 상이한 조건 집합을 충족해야 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 기준 주소 및 생성되는 데이터-채널 액세스 주소들은 각각 32 비트 길이이고, 상기한 서론에서 제시된 조건 (ⅰ) - (ⅷ) 집합 중 하나 이상 또는 전부(예를 들어, 6개보다 많지 않은 연속적인 0 또는 1을 가질 것, 모든 네 개의 옥텟이 동일하지 않을 것, 24 비트를 넘지 않는 비트 전이를 가질 것, 그리고 그것의 최상위 6 비트에 최소 2회의 전이를 가질 것)를 충족해야 한다. 좌측 오디오 채널에는 채널 번호 1이 할당되는 한편, 우측 오디오 채널에는 채널 번호 2가 할당된다. 데이터-채널 액세스 주소들의 생성에 대해서는 더 상세하게 후술된다. 채널 0은 예를 들어, 제어 채널을 위해 리저브드될 수 있다.
송신기 모듈(4)은 어드버타이징 패킷들에 등시성 스테레오 오디오 스트림의 존재를 어드버타이징함으로써 기준 액세스 주소를 전파한다. 무선 헤드폰(7)의 라디오 수신기 모듈(9)은 어드버타이징 패킷들을 수신하고 기준 주소를 디코딩한다. 또한 송신기 모듈(4)은 이용 가능한 채널 번호들의 수를 통신할 수 있다. 각 채널의 컨텐츠(예를 들어, 채널 1: 전면 좌측 오디오; 채널 2: 전면 우측 오디오; 채널 3: 후면 좌측 오디오; 채널 4: 후면 우측 오디오; 등)는 미리 정의될 수 있거나, 또는 송신기 모듈(4)에 의해 가능성 있게 애플리케이션 계층과 같은 보다 높은 프로토콜 계층에서 통신될 수 있다. 수신기 모듈(9)의 데이터-패킷 디코딩 로직(10)은 기준 주소로부터 대응하는 데이터-채널 액세스 주소들 및 청취해야 하는 채널 또는 채널들에 대한 후술될 바와 같은 채널 번호들을 생성한다. 그 다음 데이터-패킷 디코딩 로직(10)의 상관기들이 스마트 폰(1)으로부터 데이터-채널 액세스 주소들을 포함하는 데이터 패킷들을 수신 및 복조하도록 설정된다. 수신기 모듈(9)은 좌우 오디오 신호들을 나타내는 디지털 데이터를 마이크로 프로세서(11)에 전달하며, 이는 임의의 적절한 오디오 처리 및 디지털 대 아날로그 변환을 수행한다. 스테레오 아날로그 신호들은 좌우 라우드 스피커들을 구동하는 증폭기(12)로 송신된다. 물론, 특정 라디오 프로토콜에 따라, 두 개의 채널을 동기화하는, 에러 정정을 수행하는 등의 추가 단계들이 수행될 수 있다. 통신은 코딩되거나 코딩되지 않을 수 있다.
도 2는 스마트 폰(1) 및 헤드폰(7)에서 데이터-채널 액세스 주소들이 어떻게 생성되는지를 도시한다.
데이터-패킷 인코더(5) 및 데이터-패킷 디코딩 로직(10)은 채널 번호에 61을 곱하고, 128을 모듈로 연산함으로써 좌우 채널 번호들(각각 1 및 2)에 대응하는 두 개의 7-비트 채널 식별자 값을 계산한다. 그에 따라 좌측 채널 식별자는 이진수 00111101인 한편, 우측 채널 식별자는 이진수 01111010이다. 물론, 다른 애플리케이션들(예를 들어, 스트리밍 5.1 서라운드 사운드)은 하나의 데이터 스트림과 연관된 둘보다 많은 채널을 가질 수 있으며, 여기서 모듈로 연산은 채널 식별자들이 7 비트로 유지되도록 한다. 통상적으로, 최대 32개의 채널이 사용 가능할 수 있다 이를 설명하기 위해, 각 7-비트 데이터-채널 식별자는 b6b5b4b3b2b1b0로 인덱스화되는 한편, 기준 주소 시드의 32 비트는 a31a30...a1a0으로 인덱스화된다.
데이터-패킷 인코더(5) 및 데이터-패킷 디코딩 로직(10)은 각각 동일한 기준 주소를 사용하지만 두 개의 상이한 데이터-채널 식별자를 사용하여, 도 2에 도시된 계산을 사용하여 동일한 두 개의 32-비트 데이터-채널 액세스 주소를 생성한다. 기호
Figure 112020021242344-pct00001
는 비트간 XOR을 표기한다.
각각 생성된 액세스 주소의 비트들 0 - 15는 기준 주소에서 변경되지 않으므로, 기준 주소가 다음과 같이 코딩된 PHY 조건들을 충족하는 한, 각 액세스 주소도 다음과 같을 것이다:
(ⅸ) 최하위 8 비트에 세 개 이상의 1을 갖는다; 그리고
(ⅹ) 최하위 16 비트에 11번 이하의 전이를 갖는다.
비트들 16, 19 및 22의 상보적인 값들
Figure 112020021242344-pct00002
및
Figure 112020021242344-pct00003
은 우측과 중간에 동일한 값이 길에 이어지는 것을 방지하며, 그에 따라 각 액세스 주소는 다음과 같게 된다:
(ⅲ) 연속적인 0 또는 1이 여섯 개를 넘지 않아야 한다.
비트들 26-31은 규칙을 충족시키기 위해, 기준 주소로부터 최상위 6 비트에 동일한 수의 비트-값 토글을 유지한다:
(ⅷ) 최상위 6 비트에 최소 두 번의 전이를 가져야 한다.
비트들 23 & 25는 각각 0 & 1 또는 1 & 0 중 어느 하나이고, 그에 따라 6개의 0 또는 1이 비트 20 내지 비트 25까지 이어지는 것을 방지한다. 그것들은 또한 비트 31 내지 비트 23의 범위에 0 또는 1이 네 개를 넘어 이어지는 것을 방지한다(비트 26-31에 비트-값 전이 요건이 조합될 때).
어드버타이징 채널이 액세스 주소 0x8E89BED6을 사용할 경우, 비트들 16, 19, 22, 23 및 25는 생성된 각 액세스 주소에 대해, 다음 표에서 볼 수 있듯이, 어드버타이징 액세스 주소까지의 해밍 거리가 2 이상이도록 한다:
Figure 112020021242344-pct00004
이는 각 데이터-채널 액세스 주소가 다음인 규칙을 충족한다:(ⅳ) 어드버타이징 채널 패킷들의 액세스 주소가 아니다.
그러나, 그것은 액세스 주소들을 어드버타이징 액세스 주소와 적어도 두 비트 위치에서 분리함으로써 더 나아간다.
다음 표는 기준 주소 시드가 다음 규칙들을 충족한다고 가정하고, 메인 BLE 규칙들을 포함하는 규칙 집합에 기초하여, 생성된 액세스 주소가 유효하지 않을 대략적인 가능성을 나타낸다. 코딩된 규칙 집합과 코딩되지 않은 규칙 집합은 별도로 고려된다.
Figure 112020021242344-pct00005
볼 수 있듯이, 생성된 액세스 주소가 유효하지 않을 가능성은 매우 낮다. 그럼에도 불구하고 장치들은 규칙 집합에 대해 모든 생성된 주소를 테스트할 수 있고, 충족되지 않는 임의의 주소를 폐기할 수 있으며, 이 경우 이러한 낮은 확률로 인해 빠르고 전력 효율이 높은 생성 프로세스가 보장되거나, 장치들이 비준수 주소들이 거의 생성되지 않을 것을 기준으로 필터링을 수행하지 않을 수 있음을 보장한다.도 3은 보다 일반적인 실시 예 집합을 도시하며, 여기서 데이터-패킷 인코더(5) 및 데이터-패킷 디코딩 로직(10)은 채널 번호에 M 값을 곱한 다음, S 값를 더한 전부를 128로 모듈로 연산함으로써 채널 식별자 값들을 계산한다. 변수들 M 및 S는 임의의 값들을 가질 수 있다. M = 61 및 S = 0인 실시 예는 도 2를 참조하여 상술된 실시 예와 동일하다. 그러나, 다른 실시 예들에서 M 및 S는 다른 값들을 가질 수 있다. 다른 실시 예 집합에서, M = 61 및 S = 27인 한편, 추가 실시 예 집합에서는, M = 35 및 S = 42이다. 특정 값들은 생성된 액세스 주소에 특정 상황들에서 바람직할 수 있는 속성들을 제공할 수 있다. M 및 S의 값들은 하나 또는 둘 모두의 장치에 대해 고정될 수 있거나―예를 들어, 데이터-패킷 인코더(5) 및 데이터-패킷 디코딩 로직(10) 내에서 하드코딩됨―또는 가변적일 수 있다―예를 들어 장치들 사이에서 협의되거나, 또는 제3 장치에 의해 설정됨.
도 4는 채널 번호 0 내지 31을 사용하여, M = 35 및 S = 42인 도 3의 식을 사용하여 생성된 32 개의 액세스 주소의 쌍들 간 해밍 거리를 제공하는 표를 제시한다. 해밍 거리는 대칭 연산이므로, 행렬의 우측 상단 절반에 대한 값들은 좌측 하단 절반에서의 값들을 반영할 뿐이다; 도 3에서 우측 상단 절반은 이해를 돕기 위해 비어져 있다.
이러한 M 및 S의 값들은 다양한 바람직한 속성을 야기하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 도 4의 지그재그 라인 위의 영역에서 볼 수 있듯이, 3 이하로 분리된 32개의 채널 번호의 모든 쌍에 대해(즉, 채널 번호들 Ch X 및 Ch Y에 대해, |Ch Y - Ch X| ≤ 3), 생성된 액세스 주소들 간 해밍 거리는 최소 4이다. 또한, 모든 인접한 채널 번호(즉, |Ch Y - Ch X| ≤ 1)에 대해, 생성된 액세스 주소들 간 해밍 거리는 최소 8 이다. 연속적으로 이어지는 채널 번호들은 통상적으로 함께 사용될 것으로 기대되므로―특히 낮은 값을 가진 채널 번호들―그러한 상황들에서 그러한 채널 번호들에 대한 액세스 주소들 간 비교적 높은 비트 수 차이가 액세스 주소들의 오인을 줄이는 데 도움이 되도록 한다.
또한 도 4는 이러한 특정 실시 예에 대해, 1 내지 31로 번호가 매겨진 31개의 채널의 모든 채널에 대한 액세스 주소들이 채널-0 액세스 주소와 최소 3 비트만큼 분리됨을 보여준다. 채널 0은 대부분의 상황에서 사용될 것으로 기대되므로―그것은 특수 제어 채널로서 사용되거나, 또는 개발자들이 통상적으로 채널들의 번호를 0부터 위로 매길 것이기 때문―최소 3 비트 분리되는 것이 바람직하다.
또한 도 4는 이러한 M 및 S의 값들에 대해, 단지 1 비트만큼 분리된 액세스 주소들의 쌍이 없고, 이미 언급된 바와 같이, 정확히 2 비트만큼 분리된 유일한 쌍은 4개 이상의 채널이 떨어져 있는 채널 번호들에 대응함을 보여준다.
처음 4개의 채널(즉, 채널 0 내지 3)은 서로 최소 5 비트가 상이한 액세스 주소들을 갖는다.
M 및 S의 값들은 임의의 특정 상황에 대한 바람직한 속성들을 제공하도록 선택될 수 있다.
도 5는 데이터-채널 액세스 주소들을 생성하기 위한 대안적인 식을 제시한다. 그것은 도 2의 식과 동일한 특징(이를테면 기준 주소에서의 비트로부터 생성되고 데이터-채널 식별자들에서의 비트 위치로부터 생성되는 상보적 비트 쌍을 포함하는 것)을 많이 갖는다. 또한 그것은 비트 23은 비트 15의 보수이어야 하므로 모든 네 개의 옥텟이 모두 같을 수 없는 속성을 갖는다. 그러나, 그것은 0x8E89BED6의 어드버타이징 채널 액세스 주소 값에 걸쳐 최소 2 비트의 차이를 보장하는 바람직한 속성은 갖지 않는다.
도 6은 도 5와 동일한 주소 생성식을 사용하나, 도 3을 참조하여 상술한 바와 같이 보다 일반적인 형태의 채널 식별자를 갖는 제4 실시 예 집합을 도시한다. 문자들 M 및 S는 상술한 바와 같이 임의의 적절한 값들을 가질 수 있다.
당업자들은 본 발명이 하나 이상의 구체적인 실시 예를 설명함으로써 설명되었지만, 이러한 실시 예들로 제한되지는 않는다는 것을 이해할 것이다; 첨부한 청구범위의 범위 내에서, 많은 변형 및 수정이 가능하다. 특히, 데이터-채널 액세스 주소들을 생성하기 위한 많은 상이한 식이 첨부한 청구범위 내에 속하며, 이들 모두가 위에서 제시된 모든 BLE 규칙을 충족시키는 주소들을 생성하지는 않을 것이다. 그러나, 일부는 다른 라디오 프로토콜들과 관련하여 바람직한 속성들을 갖는 주소들을 생성할 수 있다.

Claims (41)

  1. 라디오 통신 장치로서,
    기준 주소 시드(base address seed)를 수신 또는 생성하도록 구성되고;
    상기 기준 주소 시드로부터 복수의 데이터-채널 액세스 주소를 생성하도록 구성되되, 각각의 상기 데이터-채널 액세스 주소는 복수의 데이터-채널 식별자로부터의 각각의 데이터-채널 식별자에 대응하고, 각각의 액세스 주소의 생성은:
    - 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제1 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값과 동일하게 설정하는 것;
    - 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제2 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값의 비트간 보수와 동일하게 설정하는 것; 및
    - 상기 각각의 액세스 주소에서의 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 하나 이상의 비트의 값들을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 공통 제1 비트 위치가 아닌 상기 기준 주소 시드에서의 하나 이상의 비트 위치 및 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나 이상의 비트 위치의 값들에 따라 설정하는 것을 포함하며;
    생성된 상기 복수의 데이터-채널 액세스 주소로부터의 액세스 주소를 포함하는 라디오 데이터 패킷을 미리 결정된 라디오 프로토콜에 따라 송신 또는 수신하도록 구성되는, 라디오 통신 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 미리 결정된 라디오 프로토콜은 각 액세스 주소가 상기 공통 제1 비트 위치 및 상기 공통 제2 비트 위치를 포함하는 상기 액세스 주소의 연속적인 위치 내에 미리 결정된 수보다 많지 않은 연속적인 "0" 또는 "1"의 비트를 포함할 것을 요구하고, 상기 제2 비트 위치는 상기 제1 비트 위치로부터 상기 미리 결정된 수보다 많지 않은 비트 수만큼 오프셋되는, 라디오 통신 장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 난수 생성기를 사용하여 상기 기준 주소 시드를 생성하도록 구성되는, 라디오 통신 장치.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 연속적인 정수의 시퀀스에 모듈러 산술 연산을 적용함으로써 상기 데이터-채널 식별자들을 생성하도록 구성되는, 라디오 통신 장치.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 복수의 데이터-채널 식별자의 각 데이터-채널 식별자는 제1 값이 곱해진 하나 이상의 정수 플러스 0이 아닌 피가수를 제2 값으로 모듈로 연산한 대응하는 시퀀스로부터의 각각의 정수와 동일한, 라디오 통신 장치.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 공통 제1 비트 위치는 상기 공통 제2 비트 위치에 인접해 있는, 라디오 통신 장치.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 공통 제1 비트 위치는 상기 공통 제2 비트 위치로부터 홀수의 비트만큼 오프셋되는, 라디오 통신 장치.
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서, 각 액세스 주소의 상기 생성은 상기 각각의 액세스 주소에서의 상기 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 비트 값들을 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나 이상의 비트 위치의 비트 값들과 비트간 xor 연산된 상기 기준 주소 시드에서의 각각의 비트 값들과 동일하게 설정하는 것을 포함하는, 라디오 통신 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 나머지 비트 위치들 중 상기 하나 이상의 위치는 복수의 연속적인 비트 위치를 포함하고, 각 액세스 주소의 상기 생성은 상기 각각의 액세스 주소에서의 상기 복수의 연속적인 비트 위치의 비트 값을 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나의 공통 비트 위치의 비트의 값과 각각 xor 연산되는 상기 기준 주소 시드에서의 각각의 비트 값과 동일하게 설정하는 것을 포함하는, 라디오 통신 장치.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 라디오 프로토콜은 고정된 어드버타이징 주소를 정의하고, 상기 공통 제1 비트 위치 및 상기 공통 제2 비트 위치는 상기 복수의 데이터-채널 액세스 주소에서의 각 데이터-채널 액세스 주소가 상기 어드버타이징 주소와 적어도 하나의 비트 위치 또는 적어도 두 비트 위치에서 상이하도록 있는, 라디오 통신 장치.
  11. 청구항 1 또는 2에 있어서, 각 액세스 주소의 상기 생성은 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제3 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 미리 결정된 제2 공통 비트 위치의 비트의 값과 동일하게 설정하는 것, 그리고 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제4 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 제2 공통 비트 위치의 비트의 값의 비트간 보수와 동일하게 설정하는 것을 포함하는, 라디오 통신 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 비트 위치 및 상기 제2 비트 위치는 제1 거리만큼 떨어져 있고, 상기 제3 비트 위치 및 상기 제4 비트 위치는 상기 제1 거리와 상이한 제2 거리만큼 떨어져 있는, 라디오 통신 장치.
  13. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 복수의 데이터-채널 액세스 주소는 상기 복수의 데이터-채널 액세스 주소에 걸쳐, 상기 데이터-채널 액세스 주소의 나중에 전송된 절반의 변량이 상기 데이터-채널 액세스 주소의 먼저 전송된 절반의 변량보다 큰, 라디오 통신 장치.
  14. 청구항 1 또는 2에 있어서, 라디오 데이터 패킷들의 복수의 인터리빙된 시퀀스를 송신 또는 수신하도록 구성되며, 각 시퀀스의 상기 데이터 패킷들은 생성된 상기 복수의 데이터-채널 액세스 주소와 상이한 각각의 액세스 주소를 포함하는, 라디오 통신 장치.
  15. 라디오 통신 방법으로서,
    기준 주소 시드를 수신 또는 생성하는 단계;
    상기 기준 주소 시드로부터 복수의 데이터-채널 액세스 주소를 생성하는 단계 - 각각의 상기 데이터-채널 액세스 주소는 복수의 데이터-채널 식별자로부터의 각각의 데이터-채널 식별자에 대응함 - 로서, 각각의 액세스 주소의 상기 생성이:
    - 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제1 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값과 동일하게 설정하는 단계;
    - 상기 각각의 액세스 주소에서의 공통 제2 비트 위치의 비트의 값을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 제1 공통 비트 위치의 비트의 값의 비트간 보수와 동일하게 설정하는 단계; 및
    - 상기 각각의 액세스 주소에서의 나머지 비트 위치들 중 하나 이상의 위치의 하나 이상의 비트의 값들을 상기 기준 주소 시드 또는 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 상기 미리 결정된 공통 제1 비트 위치가 아닌 상기 기준 주소 시드에서의 하나 이상의 비트 위치 및 상기 각각의 데이터-채널 식별자에서의 하나 이상의 비트 위치의 값들에 따라 설정하는 단계를 포함하는, 상기 복수의 데이터-채널 액세스 주소를 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 복수의 데이터-채널 액세스 주소로부터의 액세스 주소를 포함하는 라디오 데이터 패킷을 미리 결정된 라디오 프로토콜에 따라 송신 또는 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
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