KR20080050241A

KR20080050241A - 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신서비스 지원 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20080050241A
Application number: KR1020070068086A
Authority: KR
Inventors: 이성희; 박성희; 장일순; 최상성
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2008-06-05
Also published as: KR100882356B1

Abstract

본 발명은, 고속의 초광대역 시스템을 적용하여 하나의 통합된 네트워크 구조를 갖는 블루투스 시스템에서, 상위 계층인 블루투스 호스트 영역과 하위 계층인 초광대역 영역을 연결하여 고속통신 서비스를 지원하기 위한 것으로서, 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부에서 상기 상위 계층으로부터 수신된 명령 데이터들을 로칼 상태 및 원격 상태 명령으로 분기하여 이벤트 처리를 수행하고, 상기 하위 계층에서 수신된 명령 데이터를 처리하여 상기 상위 계층으로 전송하며, 프레임 수렴 서비스 계층 실체부(FCSL)에서 상기 명령 데이터를 초광대역 데이터에 포함하는 프로토콜 적응 계층(PAL) 패킷을 생성하여 이를 상기 하위 계층으로 전송하고, 상기 하위 계층으로부터 수신된 데이터 타입을 해석하여 상기 수신된 데이터 타입이 명령 데이터이면, 상기 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부로 상기 수신된 명령 데이터를 전송함으로써, 기존에 블루투스 응용으로는 할 수 없었던 고속 데이터 서비스가 가능하다.

블루투스, 초광대역(UWB), 프로토콜 적응 계층(PAL), MBOA MAC, HCI

Description

초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING HIGH SPEED COMMUNICATION SERVICE USED UWB}

본 발명은 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 블루투스와 초광대역(UWB : ultra wideband) 기술을 통합하는 프로토콜 적응 계층(PAL : Protocol Adaptation Layer)을 구현하여 고속통신 서비스를 지원하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-071-01, 과제명: 초고속 멀티미디어 전송 UWB 솔루션].

일반적으로 블루투스 무선 기술은 유선 커넥션으로부터 사용자들을 자유롭게 하는 혁신적인 기술로서 10m 내의 근거리에서 점대점 통신 및 점대다 통신에 적합하도록 설계되었다. 현재 사용되는 블루투스 어플리케이션은 휴대용 단말기, 자동 차자, 휴대폰용까지 아주 다양하며, 특히 유럽을 중심으로 폭 넓은 사용자계층을 확보해 가고 있다. 이러한 블루투스는 저가격, 사용의 편의성 및 블루투스 기술에 대한 별도의 로얄티가 없다는 점과, 다양한 서비스를 지원할 수 있다는 잇점에 의해 급속도로 발전하고 있다.

그러나 기존의 블루투스 기술은 음성 데이터를 중심으로 한 다양한 서비스를 지원할 수 있다는 장점에도 불구하고 저속 데이터 서비스를 중심으로 응용제품들이 사용되어 왔다. 즉, 오디오 데이터 서비스 중심의 응용제품들이 블루투스 기술을 주로 사용하여 왔는데, 향후 사용빈도가 급속도로 늘어날 멀티미디어 데이터 중 비디오 데이터 서비스는 고속의 전송속도를 요구하는 특징으로 기존의 블루투스 용용제품들이 사용하기에는 역부족이었다.

이에 보편화된 블루투스 기술에 고속 데이터 전송 서비스를 지원하기 위한 기술들이 개발되고 있는 추세이다. 이러한 고속 무선기술로 가장 각광받고 있는 기술로는 초광대역 기술을 블루투스에 접목하고자 하는 것으로서, 이러한 초광대역 기술을 이용하여 블루투스와 초광대역 기술을 통합한 프로토콜 적응 계층을 구현하여 고속통신 서비스를 지원하기 위한 기술이 필요하게 되었다.

하지만 현재까지는 블루투스와 초광대역 기술을 통합하여 적용하기는 어려운 환경이다. 즉, 기존의 환경은 블루투스와 초광대역이라는 두 개의 무선통신 프로토콜이 독립적인 각각의 무선 기술로서 존재하며, 저속에서는 블루투스, 고속에서는 초광대역 기술을 사용하고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 저속 데이터 통신 서비스라는 한계를 가지고 있는 블루투스 시스템에 고속 무선기술인 초광대역(UWB) 기술을 적용하여 고속의 통신서비스를 지원하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 블루투스 시스템에서의 저속 통신서비스의 한계를 극복하기 위해 필요한 프로토콜 적응 계층(PAL)을 구현함으로써 오디오 데이터뿐만 아니라 대용량 비디오 데이터의 처리도 가능하도록 고속 통신 서비스를 지원하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치는, 블루투스 영역인 상위 계층으로부터 수신된 명령 데이터들을 로칼 상태 및 원격 상태 명령으로 분기하여 이벤트 처리를 수행하고, 초광대역 영역인 하위 계층에서 수신된 명령 데이터를 처리하여 상기 상위 계층으로 전송하는 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부; 및 상기 상위 계층으로부터 수신된 명령 데이터를 초광대역 데이터에 포함하는 프로토콜 적응 계층(PAL) 패킷을 생성하여 생성된 상기 프로토콜 적응 계층 패킷을 상기 하위 계층으로 전송하고, 상기 하위 계층으로부터 수신된 데이터 타입을 해석하여 상기 수신된 데이터 타입이 명령 데이터이면 상기 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부로 상기 수신된 명령 데이터를 전송하는 프레임 수렴 서비스 계층 실체부(FCSL)를 포함하며, 상기 상위 계층과 상기 하위 계층을 연결하여 고속 통신 서비스를 지원하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 방법은, 초광대역 영역인 하위 계층으로부터 데이터 수신에 따른 지시 신호를 수신하는 과정; 상기 지시 신호에 따라 상기 수신된 데이터를 구분하는 과정; 상기 수신된 데이터가 일반 데이터이면 바로 블루투스 영역인 상위 계층으로 전송하는 과정; 상기 수신된 데이터가 명령 데이터이면 상기 지시 신호에 따른 이벤트 패킷을 발생하는 과정; 및 상기 이벤트 패킷 발생에 따라 상기 명령 데이터를 로칼 상태 및 원격 상태 명령으로 분기하여 처리한 후 상기 상위 계층으로 전송하는 과정을 포함하여 상기 상위 계층과 상기 하위 계층을 연결하는 프로토콜 적응 계층이 고속통신 서비스를 지원함을 특징으로 한다.

그리고 상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 방법은, 블루투스 영역인 상위 계층으로부터 데이터를 수신하여 데이터 타입을 확인하는 과정; 상기 수신된 데이터가 명령 데이터이면 상기 명령 데이터를 로칼 상태 또는 원격 상태 명령으로 구분하는 과정; 상기 명령 데이터가 원격 상태 명령으로 구분되면 상기 명령 데이터가 초강대역 데이터에 포함되는 프로토콜 적응 계층 패킷을 생성하는 과정; 및 상기 생성된 프로토콜 적응 계층 패킷을 초광대역 영역인 하위 계층으로 전송하는 과정을 포함하여 상기 상위 계층과 상기 하위 계층을 연결하는 프로토콜 적응 계층이 고속통 신 서비스를 지원함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 상기에서 언급한 저속 서비스를 위주로 하는 블루투스 응용이 하위계층에 UWB라는 고속 무선기술을 사용함으로써 기존에 블루투스 응용으로는 할 수 없었던 고속 데이터 서비스를 가능하게 할 수 있으며, 이를 통해 현재 가장 폭넓게 사용 중인 무선기술인 블루투스 기술의 응용범위를 오디오 중심의 서비스는 물론 비디오 중심의 서비스까지 확대 할 수 있는 등 보다 다양한 응용기기들에게 블루투스 기술을 적용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시예에서는 각각 차별화된 독립적인 두 무선기술인 블루투스와 초광대역(ultra wideband 이하, UWB라 칭함)을 통합하여 하나의 네트워크 구조를 설명하기로 하며, 고속통신 서비스 지원 장치에서 고속 데이터를 전송 시 필요한 두 프로토콜간의 프로토콜 적응 계층(Protocol Adaptation Layer 이하, PAL이라 칭함)을 구현하여 상위계층에 있는 저속 서비스 전용 무선기술인 블루투스가 하위계 층의 고속 서비스 전용 무선기술인 UWB를 사용하여 고속통신 서비스를 지원하기 위한 장치에 대해 설명하기로 한다. 그리고 이러한 고속 통신 서비스 지원 장치에서 저속의 블루투스 데이터를 고속의 UWB 데이터로 변환하여 처리하기 위해 필요한 블루투스와 UWB, 두 프로토콜 간의 기능 및 방법을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초광대역(UWB) 기술을 이용한 블루투스 시스템의 통합된 하나의 네트워크 구조를 도시한 도면이다.

일반적으로 블루투스 시스템의 네트워크 구조는 블루투스 호스트와 블루투스 모듈로 구분되어 있으며, 상기 블루투스 모듈은 실제 데이터의 전송이나 수신을 처리하는 부분이다. 그러나 본 발명의 실시예에서는 상기 블루투스 모듈을 UWB 기술로 대체한다.

상기 도 1을 참조하면, 블루투스와 UWB 통합 네트워크 구조는 블루투스 호스트 부분과 UWB 부분으로 구분될 수 있다.

상기 블루투스 호스트 부분에는 상위부터 블루투스 응용(Bluetooth Application 이하, BT 응용이라 칭함) 계층(10), 블루투스 프로파일 계층(20), 논리 링크 관리(Logical link Control and Adaptation Protocol 이하, L2CAP라 칭함) 계층(30) 및 휴먼 컴퓨터 인터페이스(Human Computer Interface 이하, HCI라 칭함) 계층(40)으로 구성된다.

상기 블루투스 응용 계층(10)은 휴대폰, 휴대용 단말기 등 블루투스 기술을 사용하는 기기 등의 블루투스 응용들이 이에 속한다.

상기 블루투스 프로파일 계층(20)은 상기 BT 응용 계층(10) 바로 아래 위치 한 계층으로서, RFComm, Audio, SDR, TCS 등이 이에 속한다. 여기서 상기 블루투스 프로파일은 블루투스 응용이 사용하는 데이터 서비스의 처리 방법 등이 정의되어 있는 부분으로 이해할 수 있다. 즉, 블루투스 응용(10)에서 데이터 타입에 따라 여러 가지 종류의 서비스를 지원할 때 각각의 서비스 데이터 타입에 따른 처리를 어떤식으로 할 것인지를 구체적으로 정의하는 계층이다. 예를 들어, 블루투스 응용이 에이브이(AV) 데이터를 송/수신하려 한다면 AV 데이터를 처리하기 위한 AV용 프로파일을 사용해야 한다.

상기 L2CAP 계층(30)은 상기 블루투스 프로파일 계층(20) 아래에 위치한 계층으로서, 상위 블루투스 응용 계층(10)으로부터 내려오는 데이터를 블루투스 모듈 쪽으로 보내기 위해 데이터를 변환하여 상기 HCI 계층(40)으로 전달한다. 여기서 상기 데이터 변환은 L2CAP 데이터 구조를 HCI 데이터 구조로 바꾸는 것을 의미한다. 또한, 상기 L2CAP 계층(40)은 하위계층의 HCI계층을 통해 데이터가 들어올 때 어떤 프로토콜 데이터인지를 구분하여 그 데이터에 적합한 프로토콜로 분배하여 처리할 수 있도록 해주며 실제 데이터 통신을 위한 논리적인 연결 생성을 담당한다.

상기 HCI 계층(40)은 L2CAP 계층(30) 아래에 위치한 계층으로서, 하위 블루투스 모듈 부분과 상위계층과의 연결을 담당하는 인터페이스 역할을 하는 상/하위 계층 연결고리 부분이다. 이러한 HCI 계층(40)에는 블루투스 모듈과 실제로 주고받는 모든 데이터 타입에 대한 구조나 처리 방법 등이 정의되어 있다. 사용되는 데이터 타입에는 명령(command), 이벤트(event), 일반 데이터들이 있다. 일반 데이터는 다시 비 등시성 데이터인 ACL(Asynchronous Connectionless) 데이터와 등시성 데이 터인 SCO(Sharable Content Objects) 데이터로 나누어진다.

한편, 블루투스 모듈을 대체하는 UWB 부분은 멀티밴드 직교주파수 다중분할 방식(OFDM) 연합 맥(이하, MBOA MAC이라 칭함) 계층(60) 및 UWB 물리(PHY) 계층(70)으로 구분될 수 있다.

상기 MBOA MAC(60)은 과거에는 802.15.3이라는 표준에 의해 개발이 진행되어 왔지만, 최근에는 와이미디어(WiMedia) 단체의 성장과 더불어 새롭게 와이미디어 MAC을 새로운 MAC 표준으로 확정하여 개발하고 있다. 상기 두 MAC 기술의 가장 큰 차이점은 예전에 사용하던 802.15.3 MAC의 자원 사용방법이 시간다중분할방식(TDMA) 방식의 자원사용 예약방법을 사용하는데 비하여 새로운 와이미디어 MAC은 자원 사용방법으로 자원사용 예약방법과 경쟁방식의 자원 사용방법 두 가지를 다 사용하는데 있다. 여기서 상기 자원 예약 사용방법은 기존의 시간다중분할방식(TDMA)처럼 일정 시간동안 자원을 사용하도록 자원 예약을 하는 것이 아니라 별도의 자원사용 최소단위인 매체 할당 슬롯(MAS : Medium Allocation Slot) 개념을 도입해 사용하고자 하는 매체 할당 슬롯의 개수를 예약해 사용한다. 즉, 데이터를 보내기 위해 3개의 매체 할당 슬롯을 예약했다면 3개의 매체 할당 슬롯이 종료되는 시간까지 자원을 사용할 수 있는 것이다. 그리고 가장 큰 차이점을 보이는 경쟁방식의 자원 사용은 무선 랜 기술에서 사용하는 경쟁방법과 유사하다.

따라서 자원을 사용하고자 기기가 두 개 이상 있을 때 이들 기기들은 자신들이 사용하고자 하는 데이터 타입별로 우선순위표를 두고 자원 사용을 위한 아이들 타임(idel time)을 적게 갖은 후 자원 사용을 시도하는 방식으로 기기 간 공평 성(Fairness)을 보장하려고 한다. 예를 들어 우선순위가 더 놓은 데이터를 보내려고 하는 기기는 그렇지 못한 기기보다 상대적으로 적은 시간동안 아이들 타임을 갖은 후 자원 사용을 시작하기 때문에 우선순위가 낮은 데이터를 사용하려는 기기보다 자원사용에 있어서 유리한 입장에 있게 된다. 만일 동시에 두 개 이상의 기기가 자원 사용을 시도하면 자원접근 충돌이 발생한다. 이때 충돌이 일어난 기기들은 경쟁윈도우라는 별도의 알고리즘을 사용하여 자원사용을 재시도 하게 된다. 경쟁윈도우 방식도 기기별 자원사용 시도를 위한 아이들 타임의 사용에 관계된 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 두 개의 독립적인 무선기술을 상/하위 계층을 구분해 하나로 통합한 네트워크 구조를 갖는다. 따라서 상기 네트워크 구조에서 상기 블루투스 호스트 부분과 UWB 부분 사이에는 상기 블루투스와 UWB의 프로토콜간에 통신처리를 원활하게 하도록 하는 프로토콜 적응 계층(PAL)(50)이 구성된다. 상기 PAL 계층(50)은 실제로 UWB PHY 계층(70)에서 전송되는 UWB 패킷에 블루투스 데이터를 포함해 전송하게 한다. 여기서 상기 UWB 패킷은 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 프로토콜 식별자(Protocol ID), PAL 헤더(Header), BT HCI 데이터를 포함한다.

또한, 상기 PAL 계층(50)의 하위 계층인 MBOA MAC 계층(60)의 패킷 구조는 첨부된 도 3에 도시된 바와 같이, 프리엠블(Preamble), PLCP 헤더(Header), MSDU for MBOA MAC, FCS 및 Tail/Pad 비트로 구성되며, 상기 PLCP 헤더는 PHY 헤더, Tail 비트(bits), MAC 헤더, HCS, Tail 비트(bits), RS Code, Tail 비트(bits)순으 로 이들 정보를 포함한다.

그러면 이러한 블루투스 기술과 UWB 기술의 PAL 구조에 대해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치의 구조를 도시한 블록도이다.

상기 도 4를 참조하면, PAL(50)은 통신 중 송/수신되는 명령(command)과 이벤트(event) 처리를 담당하는 PAL 관리 실체부(Management Entity)(110)와, 실질적인 통신 프레임의 구조나 처리를 담당하는 프레임 수렴 서비스 계층 실체부 (FCSL(Frame Convergence Service Layer) Entity)(120)로 구분되어 구성된다. 여기서 상기 PAL FCSL 실체부(120)는 캡슐화 기능, 패킷 타입 체크, 검증 체크 기능을 포함한다.

상기 PAL 관리 실체부(110)는 기기 내 로컬에서만 처리하기 위한 로칼 관리부(Local Dependency Manager)(111)와, 외부 기기와의 통신을 위한 원격 관리부(Remote Dependency Manager)(112)와, 상위 블루투스에서 전송되는 명령과 하위계층에서 신호를 받아 처리하기 위한 이벤트 처리부(114)와, 상위 블루투스에서 전송되는 명령을 상기 로칼 상태(Local Dependency)와 원격 상태(Remote Dependency) 명령으로 분할하여 각각 로칼 관리부(111)와, 원격 관리부(112)로 전송하는 명령 처리부(113)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 상기 PAL 관리 실체(110)는 링크 관리부(Link Management)(115), 등시성 관리부(Isochronous Management)(116), PAL DB(117)가 더 구성될 수 있다.

상기 로칼 관리부(111)는 하위계층의 MBOA MAC 계층(60)에서 지원되지 않는 명령어들을 관리하며, 이들 명령어는 블루투스 고유기능에 관한 처리를 담당하기 위해 로칼(Local)에서만 정의된다. 그리고 상기 로칼 관리부(111)는 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이, 명령 해석부(201)와, 데이터 읽기/쓰기부(202)와, PAL 데이터베이스(203)와, 제어부(204)와, 이벤트 패킷 생성부(205)를 포함한다.

상기 원격 관리부(112)는 하위 계층의 MBOA MAC 계층(60)을 이용하여 서비스를 해야 하는 명령들로 연결(Connection)을 맺는 기능을 포함한다. 여기서 실제로 상기 MBOA MAC 계층(60)을 사용해 외부로 나가는 모든 프레임들은 원격 상태(Remote Dependency)를 가지고 있다고 볼 수 있다. 그리고 상기 원격 관리부(112)는 첨부된 도 6에 도시된 바와 같이, 명령 해석부(301)와, 데이터 읽기/쓰기부(302)와, PAL 데이터베이스(303)와, 제어부(304)와, 이벤트 패킷 생성부(305)를 포함한다.

상기 링크 관리부(115)는 주변에 블루투스 장비를 모두 찾아내는 Inquiry 명령이나, 실제 데이터 통신을 위한 연결에 관련된 장치와 MAC 계층의 채널 번호 등을 관리한다.

상기 등시성 관리부(Isochronous Management)(116)는 동기 데이터( Synchronous Data) 전송을 위해 HCI 명령어 중에 등시성 관리 및 제어에 관련한 명령을 처리하는 루틴이다.

마지막으로 상기 PAL 관리 실체(110)의 PAL 데이터베이스(117)는 PAL 구현에 따른 블루투스 상위 블루투스 상위 계층, MAC 및 블루투스에 분기한 데이터들을 저장하는 메모리 공간이다.

이와 같은 구조를 갖는 고속통신 서비스 지원 장치의 PAL에서 고속통신 서비스를 지원하기 위한 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

우선, 외부의 원격 장치의 요청에 따른 처리를 위한 임의의 요청 메시지가 도착하는 경우, MBOA MAC 계층(60)은 메시지 수신을 알리는 지시 신호를 FCSL 실체부(120)로 전송하게 되는데, 이에 따른 PAL 계층(50)의 고속통신 서비스 지원 장치에 포함된 FCSL 실체부(120)에서의 고속통신 서비스 지원을 위한 과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서 FCSL 실체부의 고속통신 서비스를 지원하기 위한 과정을 도시한 흐름도이다.

상기 도 7을 참조하면, 401단계에서 PAL 계층(50)의 PAL FCSL 실체부(120)는 상기 지시 신호를 수신하면, 402단계에서 상기 임의의 요청 메시지에 포함된 데이터의 타입을 확인 즉, 수신된 데이터가 일반적인 데이터인지 시스템 제어기능을 위한 명령 데이터인지를 확인한다. 확인 결과, 상기 수신된 데이터가 일반적인 데이터이면, 403단계에서 상기 PAL FCSL 실체부(120)는 상위계층 즉, 블루투스 응용 계층(10)으로 상기 일반 데이터를 전송한 후 동작을 종료한다.

반면, 상기 수신된 데이터가 시스템 제어기능을 위한 데이터이면, 404단계에서 상기 PAL FCSL 실체부(120)는 상기 시스템 제어기능을 위한 데이터를 캡슐화하 여 상기 PAL 관리 실체부(110)의 이벤트 처리부(114)로 전송한다. 즉, FCSL 실체부(120)는 전달된 지시 신호에 따른 지시 이벤트(indication event)들을 원격 관리부(112)로 전송하면, 원격 관리부(112)의 이벤트 패킷 생성부(305)는 전달된 지시 이벤트에 대한 데이터를 포함하는 이벤트 패킷을 생성한 후 이벤트 처리부(113)를 통해 상위 계층으로 생성된 이벤트 패킷을 전송한다. 여기서 상기 UWB의 MBOA MAC 계층(60)은 특정한 채널을 통해서 데이터 통신을 한다. 이처럼 블루투스가 UWB MAC 계층(60)과 관련지어 처리할 수 있는 상기 시스템 제어기능을 위한 데이터 종류는 시스템 제어를 위한 각종 명령이나 이를 통해 상대방 기기와 통신할 때 전송하는 일반 데이터 등이 있다. 여기서 일반 데이터는 데이터 종류에 따라 오디오나 일반 텍스트 데이터 등일 수 있다. 시스템 제어를 위한 데이터는 수신측에서 보면 이벤트로 분류되어 처리된다.

다음으로 상위 계층 즉, 블루투스 응용 계층으로부터 데이터를 수신한 경우 이를 처리하는 PAL 관리 실체부의 동작 및 상기 FCSL 실체부와의 연동을 통한 고속통신 서비스 지원을 위한 과정을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따라 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서 PAL 관리 실체부에서의 고속통신 서비스를 지원하기 위한 과정을 도시한 흐름도이다.

상기 도 8을 참조하면, 501단계에서 PAL 관리 실체부(110)는 상위 계층으로 부터 데이터를 수신하면, 502단계에서 PAL 관리 실체부(110)는 수신된 데이터가 일반적인 데이터인지 명령 데이터인지를 확인한다. 확인 결과, 일반 데이터이면 503단계에서 PAL 관리 실체부(110)는 바로 FCSL 실체부(120)로 일반 데이터를 전송한다. 이에 따라 FCSL 실체부(120)는 상기 일반 데이터를 포함하는 PAL 패킷을 생성하여 블루투스 응용 계층으로 전송한다.

반면, 상기 수신된 데이터가 명령 데이터인 경우 504단계에서 PAL 관리 실체부(110)는 내부의 명령 처리부(113)로 상기 명령 데이터를 전송한다. 이에 따라 명령 처리부(113)는 블루투스 상위계층의 호환성을 유지하기 위해 HCI 계층(40) 위에 있는 호스트(Host)에 의존적인 명령 즉, HCI 명령어를 구분하여 로칼 관리부(111)로 전달한다. 즉, 505단계에서 PAL 관리 실체부(110)는 상기 명령어 처리부(113)에서 상기 명령 데이터가 로컬 상태 명령으로 처리할지, 원격 상태 명령으로 처리할지를 확인한다. 확인 결과, 로칼 상태 명령으로 처리할 HCI 명령어인 경우 506단계에서 상기 PAL 관리 실체부(110)는 로칼 관리부(111)를 통해 전달된 HCI 명령어를 실행하고, 실행 결과를 이벤트 패킷으로 구성한 후 이벤트 처리부(114)로 전송하여 이벤트 처리를 수행한 후 507단계에서 이벤트 처리에 따라 생성된 이벤트 패킷을 상위 계층으로 전송한다. 이러한 이벤트 처리 수행 과정을 다시 상기 도 5를 참조하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

명령 처리부(113)에서 분기되어 전송된 명령은 명령 해석부(201)에서 상기 명령을 해석하여 해석된 결과를 데이터 읽기/쓰기부(202)로 전달한다. 그러면 데이터 읽기/쓰기부(202)는 해석된 결과가 읽기 명령이면 PAL 데이터베이스(203)에서 해당 정보를 읽어오고, 쓰기 명령이면 PAL 데이터베이스(203)에 해당 정보를 쓰게 한다. 그런 다음 명령의 처리가 완료되면 처리 결과를 포함하는 이벤트 패킷을 생성하여 이벤트 처리부(114)를 통해 상위계층으로 전달한다.

반면, 505단계에서 확인한 결과 수신된 데이터를 원격 상태 명령으로 처리하는 경우 508단계에서 PAL 관리 실체부(110)는 이벤트 처리부(114)로 전달하여 원격 이벤트 처리를 수행한 후 509단계에서 FCSL 실체부(120)를 통해 하위 계층으로 해당 명령을 전송한다. 여기서 상기 수신된 데이터는 블루투스 상위계층의 HCI 명령어 중에 MBOA MAC 계층(60)을 이용하여 원격기기로 전송해야 하는 명령어들을 포함하는 명령 데이터이다. 이와 같은 원격 이벤트 처리 과정을 다시 첨부된 도 6을 참조하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

상기 명령 처리부(113)에서 원격 상태 명령으로 분기된 수신 데이터의 명령어를 처리하기 위해 원격 관리부(112)는 명령어 해석부(301)를 통해 전송된 명령어를 해석하여 각 파라미터들을 확인한 후 결과를 데이터 읽기/쓰기부(302)로 전달한다. 그러면 데이터 읽기/쓰기부(302)는 해석된 결과가 읽기 명령이면 PAL 데이터베이스(303)에서 해당 정보를 읽어오고, 쓰기 명령이면 PAL 데이터베이스(303)에 해당 정보를 쓰게 한다. 그리고 원격 관리부(112)는 상기 확인된 각 파라미터들을 FCSL 실체부(120)로 전달하여 하위 계층인 MBOA MAC 계층(60)으로 해당 명령을 전송한다.

한편, 상기 PAL FCSL 실체(120)는 상위 계층에서 전송된 데이터에 PAL 헤 더(PAL Header)와 프로토콜 식별자(Protocol ID)를 붙여 상기 도 3에 도시된 바와 같은 PAL 패킷을 생성하여 MAC 계층(60)으로 전송한다. 이렇게 전송된 PAL 패킷은 상기 도 3에 도시된 바와 같은 UWB 패킷에 캡슐화(encapsulation)되어 최종적으로 전송된다. 이때 PAL 패킷은 MAC 패킷 구조 중 MAC 서비스 데이터부(MSDU : MAC Service Data Unit) 부분에 캡슐화(encapsulation)된다. 이렇게 전송된 패킷은 수신측의 MAC 계층(60)에서 받은 패킷에 대한 유효성검사를 통해 데이터 손실 체크를 하고, 받아진 PAL 패킷을 뽑아내기 위해 다시 디캡슐화하여 원격 관리부(112)로 전송될 명령어인지, 동기 데이터(Asynch. Data), ISO 데이터를 구분하여 FCSL SAP(Service Advertising Protocol)을 통하여 바로 상위계층으로 올릴 것 인지를 판단하여 처리한다. 이와 같은 처리는 각각의 패킷에 있는 플래그(flag)값을 통해서 수행된다. 여기서 상기 플래그 값은 해당 데이터가 명령어인지 일반 데이터인지를 구분하는데 이용된다.

상술한 바와 같이 현재 UWB MAC의 새로운 표준으로 자리 잡아가는 MBOA MAC 기반의 블루투스 PAL이 존재하지 않기 때문에 본 발명의 실시예에 따른 PAL 구조를 가지고 MBOA MAC 기반의 상용 PAL을 개발할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서의 PAL 기술은 산업 전반에 널리 보급되어 이용 중인 블루투스 응용제품들을 저속뿐만 아니라 고속에서도 사용할 수 있도록 블루투스 응용제품들이 고속 무선기술인 UWB 기술을 하위 계층에서 사용할 수 있도록 한다. 이 처럼 블루투스 PAL기술은 상위계층의 블루투스 응용과 하위계층의 UWB 기술 을 연결하는 기술로 향후 블루투스 기술의 응용범위를 저속에서 고속으로 확장할 수 있으며, 이를 통해 블루투스는 훨씬 다양한 응용제품들을 가지고 더 많은 서비스를 지원할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초광대역(UWB) 기술을 이용한 블루투스 시스템의 통합된 하나의 네트워크 구조를 도시한 블록도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로토콜 적응 계층 패킷의 구조를 도시한 블록도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MBOA MAC 패킷의 구조를 도시한 블록도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치의 구조를 도시한 블록도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고속통신 서비스 지원 장치에서의 로칼 관리부의 세부 구조를 도시한 블록도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고속통신 서비스 지원 장치에서의 원격 관리부의 세부 구조를 도시한 블록도,

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서 고속통신 서비스를 지원하기 위한 과정을 도시한 흐름도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서 고속통신 서비스를 지원하기 위한 과정을 도시한 흐름도.

Claims

블루투스 영역인 상위 계층으로부터 수신된 명령 데이터들을 로칼 상태 및 원격 상태 명령으로 분기하여 이벤트 처리를 수행하고, 초광대역 영역인 하위 계층에서 수신된 명령 데이터를 처리하여 상기 상위 계층으로 전송하는 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부; 및

상기 상위 계층으로부터 수신된 명령 데이터를 초광대역 데이터에 포함하는 프로토콜 적응 계층(PAL) 패킷을 생성하여 생성된 상기 프로토콜 적응 계층 패킷을 상기 하위 계층으로 전송하고, 상기 하위 계층으로부터 수신된 데이터 타입을 해석하여 상기 수신된 데이터 타입이 명령 데이터이면 상기 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부로 상기 수신된 명령 데이터를 전송하는 프레임 수렴 서비스 계층 실체부(FCSL)를 포함하며, 상기 상위 계층과 상기 하위 계층을 연결하여 고속 통신 서비스를 지원하는 것을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치.
제1항에 있어서, 상기 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부는,

상기 상위 계층으로부터 데이터를 입력받고, 입력된 데이터에 포함된 명령들을 분기하는 명령 처리부;

상기 명령 처리부에서 분기된 명령어들 중 블루투스 호스트에 의존적인 명령 어들을 관리 및 실행하고, 실행 결과를 포함하는 이벤트 패킷을 생성하는 로칼 관리부;

상기 명령 처리부에서 분기된 명령어들 중 상기 하위 계층을 통해 외부의 원격기기로 전송할 명령어들을 관리하고, 상기 지시 이벤트에 따른 데이터를 포함하는 이벤트 패킷을 생성하는 원격 관리부; 및

상기 로칼 관리부 및 상기 원격 관리부에서 생성된 이벤트 패킷을 상기 상위 계층으로 전송하고, 상기 지시 신호에 따른 상기 지시 이벤트를 상기 원격 관리부로 발생하는 이벤트 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치.
제2항에 있어서, 상기 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부는,

외부의 인접 블루투스 장비들을 찾아내는 명령, 실제 데이터 통신을 위한 연결에 관련된 장치 및 상기 하위 계층의 관련 정보를 관리하는 링크 관리부;

동기화된 데이터 전송을 위한 명령을 처리하는 등시성 관리부; 및

상기 상위 계층 및 상기 하위 계층으로 송/수신되는 데이터들을 저장하는 PAL 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치.
제1항에 있어서,

상기 프레임 수렴 서비스 계층 실체부(FCSL)는 상기 하위 계층으로부터 수신되는 데이터의 타입을 확인하여 상기 입력된 데이터가 일반 데이터이면 바로 PAL 패킷을 생성하여 상기 상위 계층으로 전달함을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치.
제4항에 있어서,

상기 프레임 수렴 서비스 계층 실체부(FCSL)는 상기 하위 계층으로부터 수신되는 데이터의 타입을 확인하여 상기 입력된 데이터가 명령 데이터이면 프로토콜 적응 계층(PAL) 관리 실체부로 전달함을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치.
제1항에 있어서,

상기 프로토콜 적응 계층(PAL) 패킷은 상기 상위 계층으로부터 수신되는 데이터를 나타내는 프로토콜 적응 계층(PAL) 헤더와 응용 프로토콜의 종류를 나타내는 프로토콜 식별자를 포함함을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 장치.
초광대역 영역인 하위 계층으로부터 데이터 수신에 따른 지시 신호를 수신하는 과정;

상기 지시 신호에 따라 상기 수신된 데이터를 구분하는 과정;

상기 수신된 데이터가 일반 데이터이면 바로 블루투스 영역인 상위 계층으로 전송하는 과정;

상기 수신된 데이터가 명령 데이터이면 상기 지시 신호에 따른 이벤트 패킷을 발생하는 과정; 및

상기 이벤트 패킷 발생에 따라 상기 명령 데이터를 로칼 상태 및 원격 상태 명령으로 분기하여 처리한 후 상기 상위 계층으로 전송하는 과정을 포함하여 상기 상위 계층과 상기 하위 계층을 연결하는 프로토콜 적응 계층이 고속통신 서비스를 지원함을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 방법.
블루투스 영역인 상위 계층으로부터 데이터를 수신하여 데이터 타입을 확인하는 과정;

상기 수신된 데이터가 명령 데이터이면 상기 명령 데이터를 로칼 상태 또는 원격 상태 명령으로 구분하는 과정;

상기 명령 데이터가 원격 상태 명령으로 구분되면 상기 명령 데이터가 초광 대역 데이터에 포함되는 프로토콜 적응 계층 패킷을 생성하는 과정; 및

상기 생성된 프로토콜 적응 계층 패킷을 초광대역 영역인 하위 계층으로 전송하는 과정을 포함하여 상기 상위 계층과 상기 하위 계층을 연결하는 프로토콜 적응 계층이 고속통신 서비스를 지원함을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 방법.
제8항에 있어서,

상기 명령 데이터가 로칼 상태 명령으로 구분되면 상기 명령 데이터를 포함하는 이벤트 패킷을 생성하여 상기 상위 계층으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 방법.
제8항에 있어서,

상기 수신된 데이터가 일반 데이터이면 바로 프로토콜 적응 계층 패킷을 생성하여 상기 하위 계층으로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 프로토콜 적응 계층(PAL) 패킷은 상기 상위 계층으로부터 수신되는 데이터를 나타내는 프로토콜 적응 계층(PAL) 헤더와 응용 프로토콜의 종류를 나타내는 프로토콜 식별자를 포함함을 특징으로 하는 초광대역 기술을 이용한 블루투스 시스템에서의 고속통신 서비스 지원 방법.