KR20050086058A - 블루투스를 이용한 무선 통신 시스템 및 방법 - Google Patents

블루투스를 이용한 무선 통신 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 블루투스를 이용한 무선 통신 시스템 및 방법에 관한 것으로 특히, 블루투스를 탑재한 다수의 소형 디바이스로 하나의 네트워크 세그먼트를 이루어 신뢰성 있는 통신을 달성할 수 있도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 다수의 디바이스가 연결되는 무선 네트워크 시스템에 있어서, 하나의 서버(110)가 클라이언트(121)(122)간의 통신을 중계하도록 서버(110)와 다수의 클라이언트(121)(122)간에 RFCOMM 연결을 형성하고, 상기 서버(110)와 각각의 클라이언트(121,122)간 및 클라이언트(121)(122)간에 가상 연결을 형성하며, 상기 서버(110)를 통해 클라이언트(121)(122)간에 라우팅 경로를 형성하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

블루투스를 이용한 무선 통신 시스템 및 방법{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD USING BLUETOOTH TECHNOLOGY}
본 발명은 무선통신 기술에 관한 것으로 특히, 블루투스를 이용한 무선 통신 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 피씨(PC), 휴대전화기, 휴대정보단말기(PDA) 등 다양한 정보통신기기의 등장으로 기기 간 상호접속의 필요성이 고조되면서 새로운 데이터통신 사양으로 무선통신방식이 대두되었다.
무선통신방식에는 적외선(IrDA)통신, IEEE 802.11 표준의 랜통신, 블루투스(Bluetooth) 방식이 있다.
우선, 적외선(IrDA) 통신방식은 적외선을 이용하여 통신하는 방법으로, v1.0 규격인 SIR(Serial Infra Red)과 v1.1 규격인 FIR(Fast Infra Red)이 있다.
적외선 통신은 기본적으로 1m 이내에서만 동작하며 특정 방향에 대해서만 데이터를 송수신할 수 있는 지향성 구조를 가지며, SIR 방식은 최대 115.2 Kbps의 속도로, FIR 방식은 4~16Mbps 속도로 동작한다.
이러한 특징을 갖는 적외선 통신은 두 기기의 적외선 포트를 대응시키기만 하면 연결되기 때문에 사용이 아주 쉽고 간편하다.
그리고, IEEE 802.11 표준의 무선랜 방식은 MAC 프로토콜을 지원하며, 전송 데이터를 넓은 주파수 대역으로 확산시켜 간섭없이 전송이 되도록 하는 스프레드 스펙트럼 방식을 사용한다.
스프레드 스펙트럼 방식은 2.4GHz대역에서 구현되는 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)방식과 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)방식의 두 가지가 있다.
한편, 블루투스 방식은 개인용 네트워크(Private Network)를 구성하는 근거리통신망을 목적으로 개발된 규격으로, 무지향성의 무선주파수(Radio Frequency)를 이용하며 10m~100m(고출력일 경우) 이내의 거리에서 1MBps의 속도로 동작한다.
이러한 블루투스 방식은 다수의 장치를 서로 연결하여 사용할 수 있도록 한다.
그러나, 종래의 적외선(IrDA) 및 IEEE 802.x(x는 a,b,g)를 이용한 통신 방식은 무선으로 데이터를 주고받을 수 있는 장점이 있지만, 적외선 통신의 경우 다수의 디바이스를 포함하는 네트워크 구현이 불가능하고, 802.11x의 경우 아직까지 휴대단말기 특히, 이동통신단말기와 같은 소형 디바이스에 장착하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.
그리고, 블루투스 방식은 두 개의 디바이스간 데이터 전달을 위해 Dial-Up Networking, PAN(Personal Area Network : 개인영역네트워크), LAP을 정의하여 IP 네트워크를 구현할 수 있지만, 별도의 TCP/IP 스택을 필요로 하고 또한, 다수의 디바이스가 IP 네트워크를 형성할 경우 어떤 기기인가는 IP router의 역할을 해야 함으로 이로 인해 전체 네트워크의 대역폭을 줄이게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 블루투스를 탑재한 다수의 소형 디바이스로 하나의 네트워크 세그먼트를 이루어 신뢰성 있는 통신을 달성할 수 있도록 창안한 블루투스를 이용한 무선 통신 시스템 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 다수의 디바이스로 무선 네트워크(피코넷)를 형성함에 있어서, 블루투스(Bluetooth) 방식의 연결 특성상 하나의 디바이스가 마스터(Master) 디바이스로 동작되고 나머지 다른 디바이스는 슬레이브(Slave) 디바이스로 동작되는 Star Topology의 형태를 가지도록 구성함을 특징으로 한다.
따라서, 구성요소 간의 통신이 자유롭게 이루어지려면 마스터 디바이스가 중간에서 게이트웨이(gateway)의 역할을 해주어야 하며, 이 역할의 디바이스를 서버라 부른다.
또한, 본 발명은 다수의 디바이스간의 통신에 블루투스 RFCOMM 기술을 이용하도록 구성함을 특징으로 한다.
RFCOMM(Serial Cable Emulation Protocol)란 Cable Replacement(케이블 대체) 프로토콜로서, 모뎀을 연결하는 RS-232C 등의 직렬 통신 에뮬레이터와의 원활한 접속을 이루도록 하는 인터페이스를 의미한다.
이에 따라, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 다수의 디바이스를 블루투스 방식으로 연결하고 하나의 마스터 디바이스의 제어에 의해 데이터 전달을 제어하도록 하는 무선 통신 방법에 있어서, RFCOMM 서버 채널을 열고 연결 요청을 대기하는 단계와, 상기에서 연결 요청이 있으면 연결을 설정하고 해당 클라이언트 정보를 저장한 후 메시지가 수신되는지 대기하는 단계와, 상기에서 메시지가 수신되면 타겟(target) 주소를 확인하여 해당 클라이언트로 포워딩(forwarding)하는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 다수의 디바이스로 하나의 무선 네트워크를 형성하고 하나의 디바이스를 마스터 디바이스로 설정함과 아울러 나머지 디바이스를 슬레이브 디바이스로 설정하여 상기 마스터 디바이스가 디바이스간 데이터 전달을 관리하도록 하는 무선통신 시스템에 있어서, 상기 마스터 디바이스는 디바이스간 연결을 유지, 관리하고 해당 클라이언트로의 메시지 전달을 담당하는 커넥션매니저(Connection Manager)와, 이 커넥션매니저가 받은 메시지에 관심 있는 모듈 또는 어플리케이션(application)에게 데이터를 전달하고 또 어플리케이션이 생성한 메시지를 상기 커넥션매니저에게 넘기는 데이터매니저(Data Manager)와, 현재 네트워크에 있는 구성원의 정보를 유지, 관리하며, 새로운 이벤트가 발생할 경우 모든 구성원에게 업데이트하는 그룹매니저(Group Manager)와, 각각의 디바이스가 제공하고 있는 어플리케이션의 목록을 유지 관리하며 배포하는 서비스매니저(Service Manager)를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은 블루투스 RFCOMM 프로토콜을 이용하여 다수의 디바이스가 하나의 무선 네트워크를 형성하여 신뢰할 수 있는(reliable) 통신이 가능하도록 하는 방법을 제시하는 것이다.
특히, 본 발명은 적은 리소스를 가진 디바이스도 다수의 디바이스가 형성하고 있는 네트워크에 참여하여 신뢰할 수 있는(reliable) 데이터를 주고받을 수 있도록 함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에서는 마스터 디바이스가 구성 디바이스간의 원활한 통신을 위하여 게이트웨이(gateway)의 역할을 함으로 "서버(Server)"라 부르기로 한다.
도1는 본 발명의 실시예를 위한 네트워크의 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 다수의 클라이언트가 연결되는 무선 네트워크 시스템에 있어서, 하나의 서버(110)가 클라이언트(121)(122)간의 통신을 중계하도록 구성한다.
즉, 도1은 네트워크 내에서의 디바이스간 메시지 전달 경로를 도시한 것으로, 하나의 서버(110)와 다수의 클라이언트(121)(122)간에 RFCOMM 연결이 형성되고, 상기 서버(110)와 각각의 클라이언트(121,122)간 및 클라이언트(121)(122)간에 가상 연결이 형성되며, 상기 서버(110)를 통해 클라이언트(121)(122)간에 라우팅 경로가 형성됨을 알 수 있다.
상기 서버(110)는 하나의 클라이언트 디바이스이다.
상기 서버(110)와 클라이언트(121)(122)는 각각 48bit의 블루투스 주소를 가지며 이 주소가 네트워크 안에서의 ID 역할을 한다.
따라서, 하나의 클라이언트(121)가 다른 클라이언트(122)로 메시지를 보내길 원할 때에는 상기 클라이언트(121)는 상기 클라이언트(122)의 블루투스 주소를 포함하는 메시지를 서버(110)로 보내고 상기 서버(110)는 그 메시지를 해당 클라이언트(122)로 전달한다.
또한, 도2는 도1의 서버(110)에 대한 블록 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 디바이스를 참여시킬 또는 디바이스가 참여하려는 경우 해당 네트워크 또는 디바이스에 질의(query)를 수행하고 응답하며 어플리케이션의 리스트를 배포하는 서비스매니저(Service Manager)(240)와, 구성원이 네트워크에 새로이 참여하거나 네트워크로부터 탈퇴하는 경우 그 변화된 구성원 정보를 데이터베이스(250)에 저장하여 관리하는 그룹매니저(Group Manager)(210)와, 블루투스 RFCOMM 연결을 유지, 관리하면서 메시지 및 데이터를 해당 디바이스로 전달하는 커넥션매니저(Connection Manager)(230)와, 이 커넥션매니저(230)와 어플리케이션부(260)(270) 간의 메시지 전달을 수행하는 데이터매니저(220)를 포함하여 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 실시예에서의 서버의 동작을 설명하면 다음과 같다.
그룹매니저(210)는 네트워크 관리 및 구성원인 클라이언트(121)(122)를 관리한다. 즉, 그룹매니저(210)는 네트워크의 구성원 정보를 관리함에 있어서, 네트워크에 클라이언트가 새로이 참여하거나 네트워크로부터 클라이언트가 탈퇴하는 것에 의해 구성원 변경을 알리는 이벤트가 발생하는 경우 그 정보를 참조하여 데이터베이스(250)에 저장되어 있는 구성원 정보를 갱신한다.
이때, 서비스 매니저(240)는 임의의 클라이언트가 새로이 네트워크에 참여하기를 원하거나 또는 네트워크에 참여하지 않은 클라이언트를 참여시키고자 하는 경우 해당 네트워크 또는 클라이언트로 질문(query)하고 그 질문에 대한 응답에 따라 해당 기능을 수행하게 된다.
또한, 서비스매니저(240)는 어플리케이션부(260)(270)로부터의 응용 어플리케이션의 리스트를 클라이언트(121)(122)에게 배포한다.
그리고, 커넥션매니저(230)는 클라이언트(121)(122)와의 블루투스 RFCOMM 연결을 유지, 관리하다가 예를 들어, 클라이언트(121)가 클라이언트(122)로 데이터를 전달하려는 경우 상기 클라이언트(121)로부터의 메시지와 데이터를 상기 클라이언트(122)로 전달한다.
만일, 특정 메시지를 사용하는 어플리케이션부(260)(270) 또는 임의의 모듈로 전달될 메시지가 커넥션매니저(230)에 전달된 경우 데이터매니저(220)는 상기 커넥션매니저(230)로부터 해당 메시지(또는 데이터) 패킷을 받아 그 패킷을 사용하는 어플리케이션부(260)(270) 또는 임의의 모듈로 전달하며 반대로, 상기 어플리케이션부(260)(270) 또는 임의의 모듈로부터의 패킷을 받아 상기 커넥션매니저(230)에게 전달한다.
한편, 본 발명의 실시예에서 제시된 무선 통신 과정을 도3의 동작 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
즉, 도3의 동작 순서도는 서버(110)가 어떻게 클라이언트의 요청을 받아들이고 메시지를 전달하는지를 나타내고 있다.
우선, 서버(110)는 예상되는 클라이언트의 수만큼의 RFCOMM 서버채널을 열고 연결 요청이 수신되기를 대기한다.(S301,S302)
만약, 연결요청이 들어오게 되면 서버(110)는 해당 클라이언트의 정보(예로, 블루투스 주소, RFCOMM 서버채널 등)를 데이터베이스(250)에 저장하고 커넥션매니저(230)를 이용하여 연결을 설정한다.(S303,S304)
이후, 메시지가 서버(110)로 오면 상기 서버(110)는 목적지 주소를 확인하고 해당 클라이언트로 전달한다.
예를 들어, 클라이언트(121)가 다른 클라이언트(122)로 메시지를 전달하는 경우 상기 클라이언트(121)는 상기 클라이언트(122)의 블루투스 주소를 확인하고 메시지를 서버(110)로 전달하여 상기 클라이언트(122)로 전달하게 된다.
만일, 클라이언트(121 또는 122)로부터 전달받은 메시지가 서버(110) 자신에게 전달된 메시지로 확인되면 상기 서버(110)는 데이터매니저(220)가 그 메시지를 필요로 하는 어플리케이션부(260)(270) 또는 임의의 모듈에게 전달하게 된다.
따라서, 상기의 과정을 통해 star topology 구조의 네트워크에서 클라이언트(121)(122)간의 메시지 전달을 가능하게 되는 것이다.
이후, 클라이언트(121 또는 122)로부터 연결해제 요청이 들어오면 서버(110)는 해당 연결을 끊고 해당 RFCOMM 서버채널에 새로운 연결요청이 올 때까지 대기하게 된다.
그런데, 상기 과정은 동기(synchronous)의 reqeust-response 모델을 가정하였을 경우이지만, 일반적인 비동기(aysnchronous) 모델에도 적용할 수 있다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 블루투스 RFCOMM 프로토콜을 이용하여 다수의 디바이스가 하나의 무선 네트워크를 형성하여 신뢰할 수 있는(reliable) 통신이 가능하도록 함으로써 사용자의 편의를 증대시킴은 물론 네트워크 성능을 향상시키는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 적은 리소스를 가진 디바이스도 여러 개의 디바이스가 이루고 있는 네트워크에 참여하여 신뢰할 수 있는 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 실시예에서 무선 통신 시스템의 연결 구성도.
도2는 도1에서 서버의 블록 구성도.
도3은 본 발명의 실시예에서 메시지 전달 과정을 보인 동작 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
110 : 서버(Server) 121,122 : 클라이언트(Client)

Claims (4)

  1. 다수의 디바이스 중 하나를 마스터(Master) 디바이스로 설정하고 나머지 디바이스를 슬레이브(Slave) 디바이스로 설정하여 Star Topology 형태가 되도록 한 블루투스(Bluetooth) 기반의 무선 네트워크에 있어서,
    마스터 디바이스와 다수의 슬레이브 디바이스간에 RFCOMM 통신이 가능하도록 연결하고 상기 마스터 디바이스가 게이트웨이(gateway)로 동작하도록 구성함을 특징으로 하는 블루투스를 이용한 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 마스터 디바이스는
    디바이스간 연결을 유지, 관리하고 해당 클라이언트로의 메시지 전달을 담당하는 연결관리 수단과,
    상기 연결관리 수단과 특정 모듈 또는 어플리케이션(application)간의 메시지 전달을 수행하는 데이터관리 수단과,
    현재 네트워크에 있는 구성원의 정보를 유지, 관리하며, 새로운 이벤트가 발생할 경우 모든 구성원에게 업데이트하는 그룹관리 수단과,
    각각의 디바이스가 제공하고 있는 어플리케이션의 목록을 유지 관리하며 배포하는 서비스관리 수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 블루투스를 이용한 무선 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 서비스관리 수단은
    임의의 디바이스가 네트워크에 참여하려는 경우 또는 임의의 디바이스를 네트워크에 참여시키려는 경우 해당 네트워크 또는 디바이스에 질의(query)하여 응답에 따라 해당 기능을 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 블루투스를 이용한 무선 통신 시스템.
  4. 다수의 디바이스를 블루투스 방식으로 연결하고 하나의 마스터 디바이스의 제어에 의해 데이터 전달을 제어하도록 하는 무선 통신 방법에 있어서,
    RFCOMM 서버 채널을 열고 연결 요청을 대기하는 단계와,
    상기에서 연결 요청이 있으면 연결을 설정하고 해당 클라이언트 정보를 저장한 후 메시지가 수신되는지 대기하는 단계와,
    상기에서 메시지가 수신되면 타겟(target) 주소를 확인하여 해당 클라이언트로 포워딩(forwarding)하는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 블루투스를 이용한 무선 통신 방법.
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