KR20170032304A - 블루투스 le(low energy) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 측정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 제 1 디바이스의 위치를 추정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하며, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스의 위치 측정을 요청하는 위치 측정 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 제 1 디바이스로 상기 제 1 디바이스의 위치와 관련된 위치 정보를 요청하는 제 1 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 제 1 디바이스로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 위치 정보를 포함하는 제 1 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 위치 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 위치를 나타내는 위치 값 정보(location value information)를 추정(estimating)하는 단계; 상기 추정된 위치 값 정보를 포함하는 위치 측정 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스로 전송하는 단계를 포함하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

블루투스 LE(LOW ENERGY) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 측정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LOCATION OF DEVICE BY USING BLUETOOTH LOW ENERGY (LE) TECHNIQUE}

본 발명은 무선 통신시스템에서 근거리 기술인 블루투스를 이용하여 디바이스 의 위치를 측정하기 위한 것으로써, 특히 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy: BLE) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

블루투스는 근거리에서 각종 디바이스들을 무선으로 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 근거리 무선 기술 규격이다. 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 두 기기간 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 사용자(User)는 통신하고자 하는 블루투스(Bluetooth) 디바이스(Device)들을 검색(Discovery)하고 연결(Connection)을 요청하는 절차를 수행한다. 본 발명에서 디바이스는 기기, 장치를 의미할 수 있다.

이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.

블루투스 통신방법에는 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 LE (Low Energy)방식이 있다. BR/EDR 방식은 블루투스 클래식 (Bluetooth Classic)라고 호칭될 수 있다. 블루투스 클래식 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 이어져온 블루투스 기술과 블루투스 2.0에서부터 지원되는 인핸스드 데이터 레이트(Enhanced Data Rate)를 이용하는 블루투스 기술을 포함한다.

블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low energy, 이하 블루투스 LE라고 한다.)기술은 블루투스 4.0부터 적용되어 적은 전력을 소모하여 수백 키로바이트(KB)의 정보를 안정적으로 제공할 수 있다. 이러한 블루투스 저전력 에너지 기술은 속성 프로토콜(Attribute Protocol)을 활용해서 디바이스(Device) 간 정보를 교환하게 된다. 이러한 블루투스 LE 방식은 헤더의 오버헤드(overhead)를 줄이고 동작을 간단하게 해서 에너지 소비를 줄일 수 있다.

블루투스 기기들 중에는 디스플레이(Display)나 유저인터페이스(User Interface)가 없는 제품들도 있다. 다양한 종류의 블루투스 기기들과 그 중에서도 유사기술이 적용된 블루투스 기기들 간의 연결 / 관리 / 제어 / 분리 (Connection / Management / Control / Disconnection)의 복잡도가 증가하고 있다.

또한, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 일반적으로 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.

본 발명은, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 추정하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 다중 안테나 방식을 사용하여 각도를 계산함으로써 디바이스의 위치를 추정하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기를 제어하여 다른 디바이스의 위치를 추정하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기를 제어하여 위치를 추정할 다른 디바이스를 선택할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 블루 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기를 제어하여 위치를 추정할 수 있는 다른 디바이스를 검색할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기를 제어하여 다른 디바이스의 위치 추정 주기를 설정할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기를 제어하여 다른 디바이스의 위치 추정 방법을 설정할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기 및 다른 디바이스의 정보를 획득할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 추정하기 위한 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 추정하기 위한 방법은, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스의 위치 측정을 요청하는 위치 측정 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 제 1 디바이스로 상기 제 1 디바이스의 위치와 관련된 위치 정보를 요청하는 제 1 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 제 1 디바이스로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 위치 정보를 포함하는 제 1 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 위치 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 위치를 나타내는 위치 값 정보(location value information)를 추정(estimating)하는 단계; 상기 추정된 위치 값 정보를 포함하는 위치 측정 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스로 전송하되, 상기 위치 값 정보는 상기 제 1 디바이스의 위도 정보, 경도 정보, 고도 정보 또는 전송 되는 신호의 세기를 나타내는 전송 신호 세기 정보 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 위치 측정 요청 메시지는, 상기 제 1 디바이스를 나타내는 ID 정보, 주소 정보, 또는 상기 제 1 디바이스의 타입을 나타내는 타입 정보 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 제 1 디바이스로 블루투스 연결을 위한 연결 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 1 디바이스와 상기 블루투스 연결을 형성하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 위치 측정 요청 메시지는, 유니 캐스트(Unicast) 또는 브로드 캐스트(Broadcast) 방식으로 전송된다.

또한, 본 발명은, 상기 위치 측정 요청 메시지가 상기 유니 캐스트(Unicast) 방식으로 전송되는 경우, 상기 제 3 디바이스로부터 블루투스 연결을 위한 연결 요청 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 3 디바이스와 블루투스 연결을 형성하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스에게 특정 동작을 요청하기 위한 제어 메시지를 수신하는 단계; 상기 제어 메시지에 기초하여 상기 특정 동작을 수행하는 단계; 및 상기 제 3 디바이스로 상기 제어 메시지에 대한 응답으로 제 2 응답 메시지를 전송하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 특정 동작은, 상기 요청 메시지가 전송되는 인터벌(interval)을 설정하는 동작이다.

또한, 본 발명은, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스의 연결 정보 또는 상태 정보를 요청하는 제 2 요청 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 연결 정보 또는 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스에게 전송하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스에게 특정 동작을 요청하기 위한 제어 메시지를 수신하는 단계; 상기 제어 메시지를 상기 제 1 디바이스에게 전송하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명은, 외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스의 위치 측정을 요청하는 위치 측정 요청 메시지를 수신하고, 상기 제 1 디바이스로 상기 제 1 디바이스의 위치와 관련된 위치 정보를 요청하는 제 1 요청 메시지를 전송하며, 상기 제 1 디바이스로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 위치 정보를 포함하는 제 1 응답 메시지를 수신하고, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 위치를 나타내는 위치 값 정보(location value information)를 추정(estimating)하며, 상기 추정된 위치 값 정보를 포함하는 위치 측정 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스로 전송하도록 제어하되, 상기 위치 값 정보는 상기 제 1 디바이스의 위도 정보, 경도 정보, 고도 정보 또는 전송 되는 신호의 세기를 나타내는 전송 신호 세기 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 디바이스를 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 위치 측정 요청 메시지는, 상기 제 1 디바이스를 나타내는 ID 정보, 주소 정보, 또는 상기 제 1 디바이스의 타입을 나타내는 타입 정보 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 프로세서는, 상기 제 1 디바이스로 블루투스 연결을 위한 연결 요청 메시지를 전송하고, 상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 1 디바이스와 상기 블루투스 연결을 형성하도록 제어한다.

또한, 본 발명에서, 상기 위치 측정 요청 메시지는, 유니 캐스트(Unicast) 또는 브로드 캐스트(Broadcast) 방식으로 전송된다.

또한, 본 발명에서, 상기 위치 측정 요청 메시지가 상기 유니 캐스트(Unicast) 방식으로 전송되는 경우, 상기 프로세서는, 상기 제 3 디바이스로부터 블루투스 연결을 위한 연결 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 3 디바이스와 블루투스 연결을 형성하도록 제어한다.

또한, 본 발명에서, 상기 프로세서는, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스에게 특정 동작을 요청하기 위한 제어 메시지를 수신하고, 상기 제어 메시지에 기초하여 상기 특정 동작을 수행하며, 상기 제 3 디바이스로 상기 제어 메시지에 대한 응답으로 제 2 응답 메시지를 전송하도록 제어한다.

또한, 본 발명에서, 상기 특정 동작은, 상기 요청 메시지가 전송되는 인터벌(interval)을 설정하는 동작이다.

또한, 본 발명에서, 상기 프로세서는, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스의 연결 정보 또는 상태 정보를 요청하는 제 2 요청 메시지를 수신하고, 상기 제 2 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 연결 정보 또는 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스에게 전송하도록 제어한다.

또한, 본 발명에서, 상기 프로세서는, 상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스에게 특정 동작을 요청하기 위한 제어 메시지를 수신하고, 상기 제어 메시지를 상기 제 1 디바이스에게 전송하도록 제어한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 추정하기 위한 방법에 따르면, 다중 안테나 방식을 사용하여 각도를 계산함으로써 디바이스의 위치를 정확하게 추정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 측정 기기를 이용하여 다른 디바이스의 위치를 추정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 측정 기기를 제어하여 위치를 추정할 다른 디바이스를 선택할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기가 위치를 추정할 수 있는 디바이스들을 검색할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기를 제어하여 위치 추정 주기를 설정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기를 제어하여 위치 추정 방법을 설정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 위치 추정 기기 및 디바이스의 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 5는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 위치를 추정하는 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 위치를 추정하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 위치를 추정하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 위치를 추정하기 위한 디바이스간 메시지 흐름의 일 예를 나타낸 도이다.
도 10 및 도 11은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 위치를 추정하기 위한 방법 및 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.
도 12 및 도 13은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 위치를 추정하기 위한 방법 및 데이터 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 태그를 제어 및 정보를 획득하기 위한 방법의 메시지 흐름의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15 및 도 16은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 태그를 제어 및 정보를 획득하기 위한 GATT(Generic Attribute Profile)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 태그를 제어하기 위한 컨트롤 포인트(Control Point)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 18 내지 도 20은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 태그를 제어하기 위한 방법 및 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.
도 21 및 도 22는 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 태그를 제어하기 위한 방법 및 HCI(Host Controller interface) 커맨드의 일 예를 나타낸 도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 로케이터의 특성(Characteristic)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 태그의 상태 정보를 제공하기 위한 Indication의 일 예를 나타낸 도이다.
도 25 내지 도 26은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 로케이터를 제어하기 위한 방법 및 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.

본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명과 관련된 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.

무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 서버 디바이스(Server Device, 120) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device, 110)를 포함한다.

서버 장치와 클라이언트 장치는 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE, 이하 편의상 ‘BLE’로 표현한다.) 기술을 이용하여 블루투스 통신을 수행한다.

먼저, BLE 기술은 블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate) 기술과 비교하여, 상대적으로 작은 duty cycle을 가지며 저 가격 생산이 가능하고, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 코인 셀(coin cell) 배터리를 이용할 경우 1년 이상 동작이 가능하다.

또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.

BLE 기술에서, (1) RF 채널수는 40개이며, (2) 데이터 전송 속도는 1Mbps를 지원하며, (3) 토폴로지는 스캐터넷 구조이며, (4) latency는 3ms 이며, (5) 최대 전류는 15mA이하이며, (6) 출력 전력은 10mW(10dBm)이하이며, (7) 휴대폰, 시계, 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등의 어플리케이션에 주로 사용된다.

상기 서버 디바이스(120)는 다른 장치와의 관계에서 클라이언트 장치로 동작할 수 있고, 상기 클라이언트 장치는 다른 장치와의 관계에서 서버 장치로 동작할 수 있다. 즉, BLE 통신 시스템에서 어느 하나의 장치는 서버 장치 또는 클라이언트 장치로 동작하는 것이 가능하며, 필요한 경우, 서버 장치 및 클라이언트 장치로 동시에 동작하는 것도 가능하다.

상기 서버 디바이스(120)는 데이터 서비스 장치(Data Service Device), 슬레이브 디바이스(slave device), 슬레이브(slave), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 게이트웨이(Gateway), 센싱 장치(Sensing Device), 모니터링 장치(monitoring device), 태그(Positioning Host Device), 태그(tag) 또는 제 1 디바이스 등으로 표현될 수 있으며, 상기 클라이언트 디바이스(110)는 마스터 디바이스(master device), 마스터(master), 클라이언트, 멤버(Member), 센서 디바이스, 싱크 디바이스(Sink Device), 콜렉터(Collector), 로케이터(Positioning Client Device), 위치 추정 기기, 컨트롤러(Controller), 로케이터(locator), 제어기기(Controller), 로케이터 제어 기기(Locator Controller), 제 2 디바이스 또는 제 3 디바이스 등으로 표현될 수 있다.

서버 디바이스(120)와 클라이언트 디바이스(110)는 상기 무선 통신 시스템의 주요 구성요소에 해당하며, 상기 무선 통신 시스템은 서버 장치 및 클라이언트 장치 이외에도 다른 구성요소를 포함할 수 있다.

상기 서버 디바이스(120)는 상기 클라이언트 디바이스(110)로부터 데이터를 제공 받고, 상기 클라이언트 디바이스(110)와 직접 통신을 수행함으로써, 상기 클라이언트 디바이스(110)부터 데이터 요청을 수신하는 경우, 응답을 통해 상기 클라이언트 디바이스(110)로 데이터를 제공하는 장치를 말한다.

또한, 상기 서버 디바이스(120)는 상기 클라이언트 장치(110)로 데이터 정보를 제공하기 위해 상기 클라이언트 디바이스(110)에게 알림(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지를 보낸다. 또한, 상기 서버 디바이스(120)는 상기 클라이언트 디바이스(110)로 지시 메시지(Indication message)를 전송하는 경우, 상기 클라이언트(110)로부터 상기 지시 메시지에 대응하는 확인(Confirm) 메시지를 수신한다.

또한, 상기 서버 디바이스(120)는 알림(Notification), 지시(Indication), 확인(Confirmation) 메시지들을 상기 클라이언트 디바이스(110)와 송수신하는 과정에서 출력부(Display Unit)을 통해서 사용자에게 데이터 정보를 제공하거나 입력부(User Input Interface)를 통해 사용자로부터 입력되는 요청을 수신할 수 있다.

또한, 상기 서버 디바이스(120)는 상기 클라이언트 디바이스(110)와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.

또한, 하나의 서버 디바이스(120)는 다수의 클라이언트 디바이스들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 장치들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.

상기 클라이언트 디바이스(110)는 서버 장치에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.

상기 클라이언트 디바이스(110)는 상기 서버 디바이스(120)로부터 알림(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지 등을 통해 데이터를 수신하고, 지시 메시지를 상기 서버 디바이스(120)로부터 수신하는 경우, 상기 지시 메시지에 대한 응답으로 확인 메시지를 보낸다.

상기 클라이언트 디바이스(110)도 마찬가지로 상기 서버 디바이스(120)와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해서 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해서 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.

또한, 상기 클라이언트 디바이스(110)는 상기 서버 디바이스(120)와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.

또한, 상기 클라이언트 디바이스(110, 이하 로케이터 또는 제 2 디바이스)는 다중 안테나(multi antenna)를 가지고 있을 수 있으며, 상기 서버 디바이스(120, 이하 태그 또는 제 1 디바이스)로부터 전송되는 신호 또는 메시지를 수신하여 상기 태그(120)의 위치를 추정(estimation) 또는 측정(Measurement)할 수 있다.

이때, 상기 로케이터(110)는 상기 태그(120)의 위치를 추정 또는 측정하기 위해서 상기 태크(120)로부터 전송된 신호 또는 메시지의 세기를 측정하여 상기 태그(120)까지의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 최소 3개의 태그와 거리를 측정하여 태그의 위치를 추정 또는 측정할 수 있다.

하지만, 이렇게 수신한 신호 또는 메시지의 세기를 측정하는 방법은 수신한 신호 자체가 많은 반사(reflection) 등을 거쳐서 도달할 수 있기 때문에, 수신한 신호 또는 메시지의 세기를 정확히 측정하여도 이를 통해 유추한 거리는 정확도가 낮아지게 된다. 이러한 문제점은 다중 안테나를 사용하면 상기 로케이터(110)와 상기 태그(120) 간의 각도를 계산하여 정확도를 향상시킴으로써 해결할 수 있다.

또한, 이러한 위치 측정 방법은 제 3 디바이스(이하, 제어 기기)를 통해서 상기 태그(120)의 위치를 측정할 수 없으며, 상기 제어 기기가 상기 태그(120)의 위치를 측정하기 위해서 상기 로케이터(110)를 제어할 수 없다는 문제점이 존재한다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 상기 제어 기기를 통해 상기 로케이터를 제어함으로써 상기 태그의 위치를 측정하기 위한 방법을 제안한다.

도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.

도 2에 도시된 바와 같이, 태그(Tag, 200)는 출력부(Display Unit, 210), 입력부(User Input Interface, 220), 전력 공급부(Power Supply Unit, 230), 프로세서(Processor, 240), 메모리(Memory Unit, 250), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 270), 다른 통신 인터페이스(Other Interface, 280) 및 통신부(또는 송수신부, 260)를 포함한다.

상기 출력부(210), 입력부(220), 전력 공급부(230), 프로세서(240), 메모리(250), 블루투스 인터페이스(270), 다른 통신 인터페이스(280) 및 통신부(260)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.

또한, 로케이터(locator, 300)는 출력부(Display Unit, 310), 입력부(User Input Interface, 320), 전력 공급부(Power Supply Unit, 330), 프로세서(Processor, 340), 메모리(Memory Unit, 350), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 370) 및 통신부(또는 송수신부, 360)를 포함한다.

상기 출력부(310), 입력부(320), 전력 공급부(330), 프로세서(340), 메모리(350), 블루투스 인터페이스(370), 및 통신부(360)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.

상기 도 1에서 살펴본 제어 기기는 상기 로케이터(300)와 동일한 내부 구성을 포함할 수 있다.

상기 블루투스 인터페이스(270,370)는 블루투스 기술을 이용하여 디바이스들 간의 요청/응답, 명령, 알림, 지시/확인 메시지 등 또는 데이터 전송이 가능한 유닛(또는 모듈)을 말한다.

상기 메모리(250,350)는 다양한 종류의 디바이스에 구현되는 유닛으로서, 다양한 종류의 데이터가 저장되는 유닛을 말한다.

상기 프로세서(240,340)는 서버 디바이스 또는 클라이언트 디바이스의 전반적인 동작을 제어하는 모듈을 말하며, 블루투스 인터페이스 및 다른 통신 인터페이스로 메시지를 전송 요청 및 수신받은 메시지를 처리하도록 제어한다.

상기 프로세서(240,340)는 제어부, 제어 유닛(Control Unit), 컨트롤러 등으로 표현될 수 있다.

상기 프로세서(240,340)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.

상기 프로세서(240,340)는 서버 디바이스로부터 광고(Advertising) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스로 스캔 요청(Scan Request) 메시지를 전송하고, 상기 서버 디바이스로부터 상기 스캔 요청에 대한 응답으로 스캔 응답(Scan Response) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스와 블루투스 연결 설정을 위해 상기 서버 디바이스로 연결 요청(Connect Request) 메시지를 전송하도록 상기 통신부를 제어한다.

또한, 상기 프로세서(240,340)는 상기 연결 절차를 통해 블루투스 LE 커넥션(Connection)이 형성된 이후, 상기 서버 디바이스로부터 속성 프로토콜을 이용하여 데이터를 읽어오거나(Read), 기록(Write)할 수 있도록 상기 통신부를 제어한다.

상기 메모리(250,350)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.

상기 통신부(260,360)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.

상기 메모리(250,350)는 프로세서(240,340) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(240,340)와 연결될 수 있다.

상기 출력부(210,310)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.

상기 전력 공급부(전원 공급부, 230, 330)는 제어부의 제어 하에 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급해주는 모듈을 말한다.

앞에서 살핀 것처럼, BLE 기술에서는 작은 duty cycle을 가지며, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어, 상기 전력 공급부는 적은 출력 전력으로도(10mW(10dBm)이하) 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.

상기 입력부(220,320)는 화면 버튼과 같이 사용자의 입력을 제어부에게 제공하여 디바이스의 동작을 사용자가 제어할 수 있게 하는 모듈을 말한다.

도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.

상기 도 3을 참조하면, 디바이스 A는 디바이스 B와 디바이스 C를 슬레이브(slave)로 가지는 피코넷(피코넷 A, 음영부분)에서 마스터(master)에 해당한다.

여기서, 피코넷(Piconet)이란, 다수의 디바이스들 중 어느 하나가 마스터이고, 나머지 디바이스들이 마스터 디바이스에 연결되어 있는 공유된 물리 채널을 점유하고 있는 디바이스들의 집합을 의미한다.

BLE 슬레이브는 마스터와 공통 물리 채널을 공유하지 않는다. 각각의 슬레이브는 별개의 물리 채널을 통해 마스터와 통신한다. 마스터 디바이스 F와 슬레이브 디바이스 G를 가지는 또 다른 피코넷(피코넷 F)이 있다.

디바이스 K는 스캐터넷(scatternet K)에 있다. 여기서, 스캐터넷(scatternet)은 다른 피코넷들 간 연결이 존재하는 피코넷의 그룹을 의미한다.

디바이스 K는 디바이스 L의 마스터이면서, 디바이스 M의 슬레이브이다.

디바이스 O 역시 스캐터넷(scatternet O)에 있다. 디바이스 O는 디바이스 P의 슬레이브이면서, 디바이스 Q의 슬레이브이다.

상기 도 2에 도시된 바와 같이, 5개의 다른 디바이스 그룹들이 존재한다.

1. 디바이스 D는 광고자(advertiser)이고, 디바이스 A는 개시자(initiator)이다(그룹 D).

2. 디바이스 E는 스캐너(scanner)이며, 디바이스 C는 광고자이다(그룹 C).

3. 디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너들이다(그룹 H).

4. 디바이스 K 또한 광고자이며, 디바이스 N은 개시자이다(그룹 K).

5. 디바이스 R은 광고자이며, 디바이스 O는 개시자이다(그룹 R).

디바이스 A와 B는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.

디바이스 A와 C는 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.

그룹 D에서, 디바이스 D는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고하며, 디바이스 A는 개시자이다. 디바이스 A는 디바이스 D와 연결을 형성할 수 있고, 피코넷 A로 디바이스를 추가할 수 있다.

그룹 C에서, 디바이스 C는 스캐너 디바이스 E에 의해 캡쳐되는 광고 이벤트의 어떤 타입을 사용하여 광고 물리 채널 상으로 광고를 한다.

그룹 D와 그룹 C는 충돌을 피하기 위해 서로 다른 광고 물리 채널을 사용하거나 다른 시간을 사용할 수 있다.

피코넷 F에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 F와 G는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 F는 마스터이고, 디바이스 G는 슬레이브이다.

그룹 H에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 H, I 및 J는 하나의 BLE 광고 물리 채널을 사용한다. 디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너이다.

스캐터넷 K에서, 디바이스 K와 L은 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 K와 M은 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.

그룹 K에서, 디바이스 K는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 N은 개시자이다. 디바이스 N은 디바이스 K와 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 K는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.

스캐터넷 O에서, 디바이스 O와 P는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 O와 Q는 또 다른 BLE 피코넷 물리채널을 사용한다.

그룹 R에서, 디바이스 R은 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 O는 개시자이다. 디바이스 O는 디바이스 R과 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 O는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.

도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 4을 참고하면, 상기 도 4의 (a)는 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타내며, (b)는 블루투스 LE(Low Energy)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸다.

구체적으로, 상기 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 블루투스 BR/EDR 프로토콜 스택은 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI, 18)를 기준으로 상부의 컨트롤러 스택(Controller stack, 10)과 하부의 호스트 스택(Host Stack, 20)을 포함할 수 있다.

상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈)(20)은 2.4GHz의 블루투스 신호를 받는 무선 송수신 모듈과 블루투스 패킷을 전송하거나 수신하기 위한 하드웨어를 말하며, 상기 컨트롤러 스택(10)인 블루투스 모듈과 연결되어 블루투스 모듈을 제어하고 동작을 수행한다.

상기 호스트 스택(20)은 BR/EDR PHY 계층(12), BR/EDR Baseband 계층(14), 링크 매니저 계층(Link Manager, 16)을 포함할 수 있다.

상기 BR/EDR PHY 계층(12)은 2.4GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로, GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation을 사용하는 경우 79 개의 RF 채널을 hopping 하여 데이터를 전송할 수 있다.

상기 BR/EDR Baseband 계층(14)은 Digital Signal을 전송하는 역할을 담당하며, 초당 1400번 hopping 하는 채널 시퀀스를 선택하며, 각 채널 별 625us 길이의 time slot을 전송한다.

상기 링크 매니저 계층(16)은 LMP(Link Manager Protocol)을 활용하여 Bluetooth Connection의 전반적인 동작(link setup, control, security)을 제어한다.

상기 링크 매니저 계층(16)은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.

- ACL/SCO logical transport, logical link setup 및 control을 한다.

- Detach: connection을 중단하고, 중단 이유를 상대 디바이스에게 알려준다.

- Power control 및 Role switch를 한다.

- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.

상기 호스트 컨트롤러 인터페이스 계층(18)은 Host 모듈과 Controller 모듈 사이의 인터페이스 제공하여 Host 가 command와 Data를 Controller에게 제공하게 하며, Controller가 event와 Data를 Host에게 제공할 수 있도록 해준다.

상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈, 20)은 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21), 보안 매니저(Security manager, SM, 22), 속성 프로토콜(Protocol, 23), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 24), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 25), BR/EDR 프로파일(26)을 포함한다.

상기 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21)은 특정 프로토콜 또는 포로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.

상기 L2CAP(21)은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있다.

블루투스 BR/EDR의 L2CAP에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control을 제공한다.

상기 보안 매니저는(Security Manager, SM, 22)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.

상기 일반 속성 프로파일(GATT, 24)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(23)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(24)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.

따라서, 상기 일반 속성 프로파일(24) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 23)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.

상기 속성 Protocol(23) 및 Profiles(26)은 블루트스 BR/EDR를 이용하는 서비스 (profile)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의하며, 상기 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 25)은 디바이스 발견, 연결, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, privacy를 제공한다.

상기 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 블루투스 LE 프로토콜 스택은 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작 가능한 컨트롤러 스택(Controller stack, 30)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작 가능한 호스트 스택(Host stack, 40)을 포함한다.

먼저, 컨트롤러 스택(30)은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.

호스트 스택은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(package)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.

일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.

상기 컨트롤러 스택(30)은 물리 계층(Physical Layer, PHY, 32), 링크 레이어(Link Layer, 34) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, 36)를 포함한다.

상기 물리 계층(PHY, 무선 송수신 모듈, 32)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.

블루투스 패킷을 전송하거나 수신하는 역할을 하는 상기 링크 레이어(34)는 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 257bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.

상기 호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile, 40), 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 41), 보안 매니저(Security Manager, SM, 42), 속성 프로토콜(Attribute Protocol, ATT, 440), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 44), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, 25), LT 프로파일(46)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 호스트 스택(40)은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.

호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다.

먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.

상기 L2CAP(41)은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.

블루투스 LE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 사용한다.

반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다.

SM(Security Manager, 42)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.

ATT(Attribute Protocol, 43)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 아래의 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.

① Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.

② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.

③ Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.

④ Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지(Confirm message)를 서버 디바이스로 전송한다.

본 발명은 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)을 사용하는 GATT 프로파일에서 긴 데이터 요청 시 데이터 길이에 대한 값을 전송하여 클라이언트가 데이터 길이를 명확히 알 수 있게 하며, UUID를 이용하여 서버로부터 특성(Characteristic) 값을 전송 받을 수 있다.

상기 일반 접근 프로파일(GAP, 45)은 블루투스 LE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, 블루투스 LE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.

또한, 상기 일반 접근 프로파일(45)은 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.

① Service: 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의

② Include: 서비스 사이의 관계를 정의

③ Characteristics: 서비스에서 사용되는 data 값

④ Behavior: UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷

상기 LE 프로파일(46)은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 블루투스 LE 디바이스에 적용된다. LE 프로파일(46)은 예를 들면, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service 등이 있을 수 있으며, GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.

① Battery: 배터리 정보 교환 방법

② Time: 시간 정보 교환 방법

③ FindMe: 거리에 따른 알람 서비스 제공

④ Proximity: 배터리 정보 교환 방법

⑤ Time: 시간 정보 교환 방법

상기 일반 속성 프로파일(GATT, 44)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(43)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(44)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.

따라서, 상기 일반 속성 프로파일(44) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.

이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.

BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.

디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure)

디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.

모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.

광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.

여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.

스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.

BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.

하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.

연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.

광고 절차(Advertising Procedure)

광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.

여기서, 비지향성의 브로드캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 방향으로의 브로드캐스트를 말한다.

이와 달리, 지향성 브로드 캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트를 말한다. 비지향성 브로드캐스트는 광고 디바이스와 리스닝(또는 청취) 상태에 있는 디바이스(이하, 리스닝 디바이스라 한다.) 간에 연결 절차 없이 발생한다.

광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.

또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.

광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다.

광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.

광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.

스캐닝 절차(Scanning Procedure)

스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.

스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 사용자 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.

상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.

만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.

스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.

디스커버링 절차(Discovering Procedure)

블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, ‘블루투스 디바이스’라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.

디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.

디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.

연결 절차(Connecting Procedure)

연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.

즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.

다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.

광고 상태(Advertising State)

링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(Packet Data Unit)들을 전송한다.

각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.

스캐닝 상태(Scanning State)

링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다.

스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.

스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.

스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.

링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.

수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.

능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.

개시 상태(Initiating State)

링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.

링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.

개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.

연결 상태(connection state)

링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.

연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.

두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.

마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.

이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.

패킷 포맷(Packet Format)

링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.

각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.

하나의 패킷이 광고 물리 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 물리 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.

광고 채널 PDU(Advertising Channel PDU)

광고 채널 PDU(Packet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.

헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 1에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.

PDU Type	Packet Name
0000	ADV_IND
0001	ADV_DIRECT_IND
0010	ADV_NONCONN_IND
0011	SCAN_REQ
0100	SCAN_RSP
0101	CONNECT_REQ
0110	ADV_SCAN_IND
0111 - 1111	Reserved

광고 PDU(Advertising PDU)

아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.

ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트

ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트

ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트

ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트

*상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.

스캐닝 PDU(Scanning PDU)

아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.

SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.

SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.

개시 PDU(Initiating PDU)

아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.

CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.

데이터 채널 PDU(Data Channel PDU)

데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check:MIC) 필드를 포함할 수 있다.

앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.

도 5는 블루투스 저전력 에너지의 GATT Profile의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 5를 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.

구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고 받는 방법을 정의한 것이다.

일반적으로, 페리페럴(Peripheral) 장치(예를 들면, 센서 장치)가 GATT 서버(Server)역할을 하며, 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 대한 정의를 가지고 있다.

데이터를 읽거나 쓰기 위해서 GATT 클라이언트는 GATT 서버로 데이터 요청을 보내게 되며, 모든 동작(Transaction)은 GATT client에서 시작되어 GATT 서버로부터 응답을 받게 된다.

블루투스 LE에서 사용하는 GATT 기반 동작구조는 프로파일(Profile), 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 기초하며, 상기 도 5와 같은 수직 구조를 이룰 수 있다.

상기 프로파일(Profile) 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.

상기 서비스(Service)는 데이터를 논리적인 단위로 나누는 역할을 하며 하나 이상의 특성(Characteristic) 또는 다른 서비스들을 포함하고 있을 수 있다. 각 서비스는 UUID(Universal Unique Identifier)라 불리는 16bit 또는 128bit의 구분자를 가지고 있다.

상기 특성(Characteristic)은 GATT 기반 동작 구조에서 가장 하위 단위이다. 상기 특성은 단 하나의 데이터를 포함하며, 상기 서비스와 유사하게 16 bit 또는 128 bit의 UUID를 가지고 있다.

상기 특성은 여러 가지 정보들의 값으로 정의되고, 각각의 정보를 담기 위해서 속성(Attribute) 하나씩을 필요로 한다. 상기 특성 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.

상기 속성(Attribute)는 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 가진다.

- handle: 속성의 주소

- Type: 속성의 유형

- Value: 속성의 값

- Permission: 속성에 대한 접근 권한

본 발명에서는 상기 블루투스 LE의 GATT구조를 이용하여 제어 기기가 태그 또는 로케이터의 동작을 제어 하거나 상기 태그 또는 상기 로케이터의 정보를 불러오는 방법을 제안한다.

도 6은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 위치를 추정하는 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 6을 참조하면 로케이터(300)가 다중 안테나 기술을 이용하여 태그(200)로부터 수신된 신호 또는 메세지를 통해 상기 태그(200)와의 각도를 계산하여 상기 태그(200)의 위치를 측정할 수 있다.

구체적으로, 상기 로케이터(300)는 다중 안테나를 구비하고 있으며, 상기 태그(200)는 단일 안테나를 구비하고 있다. 상기 태그(200)는 자신의 위치 추정을 위한 신호 또는 메시지를 브로드캐스트(Broadcast) 또는 유니캐스트(Unicast)할 수 있으며, 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)로부터 전송되는 신호 또는 메시지를 각 안테나를 통해서 수신할 수 있다.

상기 로케이터(300)의 각 안테나에서 수신한 신호 또는 메세지를 이용하여 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)와의 각도를 계산할 수 있으며, 상기 계산된 각도 및 상기 태그(200)로부터 수신된 신호 또는 메시지의 세기를 측정하여 상기 태그의 위치를 추정(estimation) 또는 측정(measurement)할 수 있다.

이렇게 추정 또는 측정된 상기 태그의 위치는 상기 태그와의 거리, 경도(longitude), 위도(latitude) 및/또는 높이 등의 정보로 나타낼 수 있으며, 상기 태그가 건물에 위치하는 경우, 상기 태그가 위치하는 층수 정보도 포함할 수 있다.

이하, 이러한 위치 추정(estimation) 또는 측정(measurement) 방법에 대해서 살펴본다.

도 7은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 위치를 추정하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.

상기 도 7을 살펴보면, 태그(200)와 로케이터(300)가 블루투스를 통해서 연결이 된 이후, 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)의 위치 추정(estimation) 또는 측정(measurement)을 위한 정보를 요청하여 상기 태그(200)의 위치를 추정(estimation) 또는 측정(measurement)할 수 있다.

구체적으로, 상기 태그(200)와 상기 로케이터(300)간 블루투스 LE 연결을 위해서 상기 태그(200)는 상기 로케이터(300)에게 광고 메시지(Advertising Message)를 전송한다(S7010).

상기 광고 메시지는 앞에서 살펴본 바와 같이, 블루투스 LE를 활용해서 자신의 정보를 다른 디바이스에게 제공하기 위해 사용되며, 디바이스가 제공하는 서비스 정보, 사용자 정보 등 다양한 정보가 포함될 수 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)가 전송한 상기 광고 메시지에 포함된 정보를 확인 후, 상기 태그(200)에게 블루투스 LE 연결을 요청하기 위한 연결 요청 메시지(Connection request message)를 전송하고(S7020), 상기 태그(200)와 상기 로케이터(300)는 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션을 형성하게 된다(S7030). 이와 같은 블루투스 LE 커넥션이 형성된 상태에서 상기 태그(200)와 상기 로케이터(300)는 서로 데이터를 송수신할 수 있는 채널을 공유하고 있다.

이후, 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)에게 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 위한 위치 정보를 포함하는 패킷을 요청하기 위해 요청 메시지를 전송한다(S7040). 이때, 상기 요청 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_REQ일 수 있다.

상기 태그(200)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 위치 정보를 포함하는 패킷을 응답메시지에 포함하여 상기 로케이터(300)에게 전송할 수 있으며(S7050), 상기 응답 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_RSP일 수 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)가 전송한 위치 정보 및/또는 다중 안테나를 통해 수신된 상기 응답 메시지를 이용하여 각도를 계산할 수 있으며, 상기 도 6에서 설명한 방법에 따라 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하게 된다.

하지만, 이러한 방법은 상기 태그(200)와 상기 로케이터(300)에서만 사용될 수 있으며, 상기 태그(200)또는 상기 로케이터(300)가 아닌 제 3 디바이스를 통해서는 상기 태그(200)또는 상기 로케이터(300)를 제어하거나, 상기 태그(200)또는 상기 로케이터(300)의 정보를 획득할 수 있는 방법이 존재하지 않았다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 제 3 디바이스가 상기 로케이터(300)를 제어하여 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하고, 상기 태그(200) 또는 상기 로케이터(300)의 정보를 획득할 수 있는 방법을 제안한다.

도 8은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 위치를 추정하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.

먼저, 단계(S8010) 내지 단계(S8030)은 상기 도 7의 단계(S7010) 내지 단계(S7030)과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.

제어 기기(400)는 태그(200)를 찾기 위해 로케이터(300)에게 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 요청하는 위치 측정 요청 메시지를 전송할 수 있다(S8040).

이때, 상기 제어 기기(400)는 상기 위치 정보 측정 메시지를 통해 상기 로케이터(300)가 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하는 간격(interval)을 설정하거나 또는 상기 로케이터(300)가 위치를 추정 또는 측정할 수 있는 디바이스들의 리스트 변경을 요청할 수 있다.

이후, 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)에게 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 위한 패킷을 요청하기 위한 요청 메시지(예를 들면, LL_AoA_REQ)를 전송한다(S8050). 이때, 상기 위치 정보 요청 메시지에 상기 제어 기기(400)가 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하는 간격(interval)을 함께 전송한 경우, 상기 로케이터(300)는 상기 전송된 간격(interval)에 따라 상기 요청 메시지를 전송하게 된다.

상기 태그(200)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 패킷을 응답메시지(예를 들면, LL_AoA_RSP)에 포함하여 상기 로케이터(300)에게 전송하게 되며(S8060), 상기 패킷에는 상기 태그의 위치와 관련된 위치 정보가 포함될 수 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)가 전송한 상기 패킷 및/또는 다중 안테나를 통해 수신된 상기 응답 메시지를 이용하여 각도를 계산하여 상기 도 6에서 설명한 방법에 따라 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정할 수 있으며, 추정 또는 측정된 상기 태그(200)의 위치 값 또는 위치 정보를 위치 측정 응답 메시지에 포함하여 상기 제어 기기에게 전송하게 된다(S8070).

상기 위치 값 또는 상기 위치 정보를 전송 받은 제 3 디바이스인 상기 제어 기기(400)는 상기 태그(200)의 위치를 확인할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시 예를 통해서 상기 태그가 아니더라도 상기 제 3 디바이스는 상기 태그를 컨트롤 하여 상기 태그의 위치를 확인할 수 있다.

도 9는 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 위치를 추정하기 위한 디바이스간 메시지 흐름의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 9를 참조하면 상기 도 8에서 설명한 방법의 메시지 흐름을 살펴볼 수 있다. 먼저 제어 기기(400)는 위치를 추정 또는 측정하고자 하는 디바이스, 즉 태그(200)의 주소(address), 이름(name), 인터페이스 정보, 서비스 정보 및/또는 디바이스 타입 정보 등과 같은 상기 태그(200)의 정보를 획득하고 있다(S9010).

상기 제어 기기(400)는 태그(200) 또는 상기 태그(200)가 부착되어 있는 형태인 경우 상기 태그(200)가 부착되어 있는 디바이스를 찾기 위해 로케이터(300)에게 상기 태그(200)의 위치의 추정 또는 측정을 요청하는 위치 측정 요청 메시지를 전송할 수 있다(S9020).

이때, 상기 요청 메시지는 브로드캐스트(Broadcast) 또는 유니캐스트(Unicast) 방식을 통해서 전송될 수 있다.

이후, 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)에게 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 위한 위치 정보를 포함하는 패킷을 요청하기 위한 요청 메시지를 전송하며(S9030), 이때, 상기 요청 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_REQ일 수 있다.

상기 태그(200)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 위치 정보를 포함하는 패킷을 응답메시지에 포함하여 상기 로케이터(300)에게 전송할 수 있으며(S9040), 이때, 상기 응답 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_RSP일 수 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)가 전송한 위치 정보 및/또는 다중 안테나를 통해 수신된 상기 응답 메시지를 이용하여 각도를 계산하여 상기 도 6에서 설명한 방법에 따라 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하고(S9050), 추정 또는 측정된 상기 태그(200)의 위치 값 또는 위치 정보를 위치 측정 응답 메시지에 포함하여 상기 제어 기기에게 전송하게 된다(S9060).

도 10 및 도 11은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 위치를 추정하기 위한 방법 및 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 10 및 상기 도 11을 참조하면 브로드캐스트(Broadcast) 방식을 통해서 제어 기기(400)가 로케이터(300)에게 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 요청할 수 있다.

구체적으로, 제어 기기(400)는 상기 로케이터(300)에게 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 요청하기 위한 광고 메시지(또는 위치 측정 요청 메시지)를 브로드캐스트(Broadcast) 한다(S10010). 이때, 상기 광고 메시지는 도 11의 (a)와 같은 구조를 가질 수 있으며, ADV_PRA_AoA_Find_Tag_IND와 같은 PDU Type을 가질 수 있다.

상기 광고 메시지는 프리엠블(Preamble) 필드, 액세스 코드(Access Code) 필드, PDU 필드 및 CRC 필드를 포함할 수 있다. 상기 프리엠블 필드는 1 옥텟(octet), 상기 액세스 코드 필드는 4 옥텟, 상기 PDU 필드 는 최소 2옥텟부터 최대 39옥텟, CRC 필드는 3옥텟으로 구성될 수 있다.

이러한 옥텟 구조는 하나의 예시일 뿐이며, 이러한 구조에 한정되지는 않는다.

상기 프리엠블(Preamble) 필드는 데이터 통신에서 두 시스템의 동기(Synchronization)을 맞추기 위해 사용되는 신호를 나타내며, 상기 액세스 코드(Access Code) 필드는 접속 주소를 나타낼 수 있다.

상기 PDU(Packet Data Unit) 필드는 데이터가 포함되어 있는 부분을 말한다. 상기 PDU 필드는 다시 헤더(header)와 패이로드(Payload, 미도시)로 나뉠 수 있으며, 상기 CRC 필드는 상기 데이터 패킷이 전송될 때 오류를 검출하기 위한 필드이다.

상기 페이로드(Payload)는 상기 제어 기기(400)의 주소를 나타내는 AdvA 필드와 전송 데이터를 나타내는 AdvData 필드를 포함할 수 있다.

AdvData 필드는 다시 Bcst interval 필드, Bcst channel 필드, Mode 필드, 로케이터(Locator) ID 필드, 타겟 태그 ID 필드, 타겟 태그 주소 필드, 간격(interval) 필드, Add 태그 ID to Whitelist of 로케이터필드를 포함할 수 있다.

상기 Bcst interval 필드는 상기 광고 메시지 이후 얼마나 지난 후에 데이터를 포함하는 메시지가 전송될 것인지에 대한 정보를 나타낼 수 있고, 상기 Bcst channel 필드는 상기 데이터 패킷이 어떤 주파수 호핑 패턴(frequency hopping pattern)으로 전달될 것인지를 나타낼 수 있다.

상기 Mode 필드는 상기 광고 메시지가 전송된 이후 데이터를 메시지가 상기 제어 기기(400)로부터 브로드캐스트로 전송될 것인지, 유니캐스트로 전송될 것인지를 나타낼 수 있다.

상기 로케이터(Locator) ID 필드는, 상기 로케이터(300)를 식별하기 위한 정보를 포함할 수 있으며, 상기 타겟 태그 ID 필드는 위치를 추정 또는 측정하고자 하는 상기 태그(200)를 식별하기 위한 정보를 포함한다.

상기 타겟 태그 주소 필드는 위치를 추정 또는 측정하고자 하는 상기 태그(200)의 주소를 나타낸다.

상기 인터벌(Interval) 필드는 상기 로케이터(300)가 상기 태그(200)의 위치 값 또는 위치 정보를 업데이트 하는 주기를 변경 또는 설정하기 위한 필드로써, 상기 interval 필드를 통해 상기 제어 기기(400)는 상기 로케이터(300)가 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하는 주기를 설정할 수 있다.

상기 Add Tag Id to Whitelist of Tag 필드는 상기 로케이터(300)가 연결할 수 있는 태그들의 리스트인 화이트 리스트(Whitelist)에 태그의 ID(Identifier)를 추가하기 위한 필드로써, 상기 제어 기기(400)는 상기 Add Tag Id to Whitelist of Tag 필드를 통해 상기 로케이터(300)가 연결할 수 있는 태그를 추가할 수 있다.

상기 로케이터는 상기 광고 메시지를 수신한 뒤, 상기 광고 메시지의 타겟 태그 ID 필드에 포함되어 있는 정보를 통해 위치를 추정 또는 측정해야 되는 디바이스를 알 수 있으며, 상기 디바이스에 해당하는 상기 태그(200)에게 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 위한 기능의 활성화를 요청하는 활성화 메시지를 전송하게 된다(S10020). 이때, 상기 활성화 메시지는 브로드캐스트(Broadcast)방식을 통해 전송될 수 있다.

상기 활성화 메시지를 수신한 상기 태그(200)는 상기 로케이터(300)가 자신의 위치를 추정 또는 측정할 수 있게 위치 추정 또는 측정을 위한 기능을 활성화 시키게 된다.

이후, 상기 로케이터(300)는 태그들이 사용할 채널(channel)과 인터벌(interval)을 설정할 수 있으며, 설정된 채널과 인터벌을 상기 태그(200)와의 블루투스 LE 연결을 수행하기 위한 초기 연결 요청 메시지(Initial request message)에 포함하여 상기 태그(200)에게 전송할 수 있다.

상기 초기 연결 요청 메시지는 상기 로케이터(300)의 타입 정보, 주소 정보 및 상기 태그의 주소 정보를 포함할 수 있다.

상기 태그(200)는 상기 로케이터(300)로부터 수신된 채널과 인터벌 중에 상기 태그(200)가 사용할 인터벌과 채널을 설정(configure)하고, 상기 초기 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 로케이터(300)에게 초기 연결 응답 메시지를 전송하게 된다(S10040).상기 채널 설정의 경우, 상기 태그(200)가 다른 태그 또는 다른 위치 측위 디바이스들과의 간섭을 최소화 하기 위해서 주파수 호핑을 하는 채널들을 설정하게 된다.

상기 인터벌(interval) 설정은 상기 태그(200)가 위치 측정을 위한 패킷을 전송하는 인터벌(interval)의 설정으로 상기 인터벌을 짧게 설정하여 위치 측정 또는 추정을 정밀하게 하거나(이 경우, 배터리 소모가 커지게 된다), 상기 인터벌을 길게 설정하여 위치 측정 또는 추정을 위한 배터리 소모를 줄일 수 있다.

상기 초기 연결 요청 메시지 및 상기 초기 연결 응답 메시지를 통해 블루투스 연결을 형성한 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하기 위해 상기 태그(200)에게 상기 태그(200)의 위치 정보를 포함하는 패킷을 요청하는 패킷 요청 메시지(또는 제 1 요청 메시지)를 전송하며(S10050), 상기 패킷 요청 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_REQ일 수 있다.

상기 태그(200)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 응답메시지를 상기 로케이터(300)에게 전송할 수 있으며(S10060), 이때, 상기 응답 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_RSP일 수 있다.

상기 응답 메시지는 상기 태그(300)로부터 설정된 채널 또는 인터벌 등의 정보가 포함되어 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 응답 메시지에 포함된 정보에 기초하여 상기 태그(200)로부터 전송되는 위치 메시지(또는 제 1 응답 메시지)를 통해 상기 위치 정보를 포함하는 패킷을 수신할 수 있으며(S10070), 수신된 위치 정보 및/또는 다중 안테나를 통해 수신된 패킷 또는 메시지를 이용하여 각도를 계산하여 상기 도 6에서 설명한 방법에 따라 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정할 수 있다.

이때, 상기 패킷은 브로드캐스트 방식 또는 유니캐스트 방식을 통해서 전송될 수 있으며, 상기 응답 메시지와는 별도로 주기적으로 전송될 수 있다.

이후, 상기 로케이터(300)는 상기 추정 또는 측정된 태그(200)의 위치 값 또는 위치 정보를 광고 메시지(또는 위치 측정 응답 메시지)에 포함하여 상기 제어 기기에게 전송하게 된다(S10080). 이때, 상기 광고 메시지는 도 11의 (b)와 같은 구조를 가질 수 있으며, ADV_PRA_AoA_Find_Tag_RSP와 같은 PDU Type을 가질 수 있다.

상기 광고 메시지는 프리엠블(Preamble) 필드, 액세스 코드(Access Code) 필드, PDU 필드, CRC 필드 및 AoD Extension 필드를 포함할 수 있다.

상기 AoD Extension 필드는 AoD(Angle of Departure)를 계산하여 위치 추정을 가능하게 하는 필드로, 약속된 긴 bit sequence가 상기 AoD Extension 필드를 통해 전송된며, 상기 로케이터(300)는 이를 수신하여 상기 태그(200)의 안테나 array와의 각도를 계산할 수 있다.

상기 PDU 필드는 헤더 필드와 데이터 필드로 구성될 수 있으며, 상기 데이터 필드는 로케이터(Locator) ID 필드, 타겟 태그 ID 필드, 타겟 태그 주소 필드, 간격(interval) 필드, 위치 정보(Position information) 필드 및/또는 상기 Add Tag Id to Whitelist of Tag 필드의 응답 코드 필드를 포함할 수 있다.

상기 위치 정보 필드는 상기 로케이터(300)가 추정 또는 측정한 상기 태그(200)의 위치와 관련된 정보가 포함될 수 있으며, 아래 표 2와 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

Parameter	Octets
Coordinates(East)	2 or 4 octets
Coordinates(North)	2 or 4 octets
Tx Power	1 octet
Floor Number	1 octet
Altitude	2 octets

상기 Coordinates(East)는 위도를 나타낼 수 있으며, 상기 Coordinates(North)는 경도를 나타낼 수 있다.

상기 Add Tag Id to Whitelist of Tag 필드의 응답 코드 필드는 상기 로케이터(300)의 화이트 리스트(Whitelist)에 상기 제어 기기(400)가 상기 Add Tag Id to Whitelist of Tag 필드를 통해 요청한 태그의 ID가 추가 되었는지 여부 또는 추가된 태그의 ID를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 위치를 추정하기 위한 방법 및 데이터 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 12 및 상기 도 13을 참조하면 유니캐스트(unicast) 방식을 통해서 제어 기기(400)가 로케이터(300)에게 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 요청할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어 기기(400)는 상기 로케이터(300)와 블루투스 연결을 하기 위해서 상기 로케이터(300)에게 연결 요청 메시지를 전송할 수 있으며(S12010), 상기 로케이터(300)는 상기 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 연결 응답 메시지를 상기 제어 기기에게 전송할 수 있다(S12020).

상기 연결 응답 메시지를 수신한 상기 제어 기기(400)는 상기 로케이터(300)와 블루투스 연결을 형성하게 되며, 상기 블루투스 연결을 통해서 상기 로케이터(300)에게 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 요청하기 위한 위치 측정 요청 메시지를 유니캐스트(Unicast) 한다(S12030). 이때, 상기 위치 측정 요청 메시지는 도 13의 (a)와 같은 구조를 가질 수 있으며, LL_AoA_Find_Tag_REQ와 같은 PDU Type을 가질 수 있다.

상기 도 13의 (a)의 각 필드는 상기 도 11의 (a)의 각 필드와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.

이후, 단계(S12040) 내지 단계(S12090)은 상기 도 10의 단계(S10020) 내지 단계(S10070)과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.

상기 로케이터(300)는 상기 추정 또는 측정된 태그(200)의 위치 값 정보 또는 위치 정보를 위치 정보 응답 메시지에 포함하여 상기 제어 기기에게 전송하게 된다(S12100). 이때, 상기 광고 메시지는 도 13의 (b)와 같은 구조를 가질 수 있으며, LL_AoA_Find_Tag_RSP와 같은 PDU Type을 가질 수 있다.

상기 도 13의 (b)의 각 필드는 상기 도 11의 (b)의 각 필드와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.

도 14는 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 태그(Positioning Host Device)를 제어 및 정보를 획득하기 위한 방법의 메시지 흐름의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 14를 참조하면, 제어 기기는 로케이터에게 제어 메시지를 전송하여 상기 로케이터 또는 태그의 동작을 제어할 수 있으며, 상기 로케이터 또는 태그의 정보를 획득할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어 기기(400)는 위치를 추정 또는 측정하고자 하는 디바이스, 즉 태그(200)의 주소(address), 이름(name), 인터페이스 정보, 서비스 정보 및/또는 디바이스 타입 정보 등과 같은 상기 태그(200)의 정보를 획득하고 있다(S14010).

상기 제어 기기(400)는 태그(200) 또는 상기 태그(200)가 태그(tag) 형태인 경우 상기 태그(200)가 부착되어 있는 디바이스의 위치 측정 또는 추정 및 상기 로케이터 또는 상기 로케이터의 정보를 요청하기 위해 로케이터(300)에게 측정 요청 메시지를 전송할 수 있다(S14020).

이때, 상기 요청 메시지는 브로트캐스트(Broadcast) 또는 유니캐스트(Unicast) 방식을 통해서 전송될 수 있으며, 상기 측정 요청 메시지의 PDU Type은 AoA_Track_Device_REQ일 수 있다.

이후, 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)에게 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정을 위한 위치 정보를 포함하는 패킷을 요청하기 위한 요청 메시지를 전송하며(S14030), 이때, 상기 요청 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_REQ일 수 있다.

상기 태그(200)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 위치 정보를 포함하는 패킷을 응답메시지에 포함하여 상기 로케이터(300)에게 전송할 수 있으며(S14040), 이때, 상기 응답 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_RSP일 수 있으며, 상기 제어 기기(400)가 상기 태그의 정보를 요청한 경우 요청된 정보를 포함할 수 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)가 전송한 위치 정보 및/또는 다중 안테나를 통해 수신된 상기 응답 메시지를 이용하여 각도를 계산하여 상기 도 6에서 설명한 방법에 따라 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하고(S14050), 추정 또는 측정된 상기 태그(200)의 위치 값 또는 위치 정보를 측정 응답 메시지에 포함하여 상기 제어 기기에게 전송하게 된다(S14060). 이때, 상기 제어 기기(400)가 상기 태그(200) 또는 상기 로케이터(300)의 정보를 요청한 경우 상기 측정 응답 메시지는 요청된 정보를 포함할 수 있으며, 상기 측정 응답 메시지의 PDU Type은 AoA_Track_Device_RSP일 수 있다.

이후, 상기 제어 기기(400)가 상기 로케이터(300)를 제어하고자 하는 경우 상기 로케이터(300)에게 제어 메시지를 전송할 수 있다(S14070). 예를 들어, 상기 제어 기기가 상기 로케이터(300)가 위치를 추정 또는 측정해야 하는 디바이스들의 리스트에 디바이스를 추가하거나, 또는 상기 리스트의 업데이트를 요청 하기 위해 상기 제어 메시지를 전송할 수 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 제어 메시지에 따라 위치를 추정 또는 측정해야 하는 디바이스들의 리스트에 특정 디바이스를 추가하거나, 또는 상기 리스트를 업데이트하고 상기 제어 기기에게 응답 메시지를 전송할 수 있다(S14080). 이때 상기 응답 메시지의 PDU Type은 AoA_Track_Device_RSP일 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서 상기 제어 기기는 상기 태그 또는 로케이터를 제어하거나, 상기 태그 또는 로케이터의 정보를 획득할 수 있다.

도 15 및 도 16은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용해서 제 3 디바이스가 태그(Positioning Host Device)를 제어 및 정보를 획득하기 위한 GATT(Generic Attribute Profile)의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 15을 참조하면, 상기 로케이터의 GATT 구조를 살펴볼 수 있다. 상기 로케이터의 GATT에는 상기 로케이터를 제어하기 위한 서비스인 로케이터 Control Service와 상기 서비스를 제공하기 위한 특성(Characteristic)들이 포함되어 있으며, 태그의 위치를 추정 또는 측정하기 위한 서비스인 태그 Tracker Service와 상기 서비스를 제공하기 위한 특성(Characteristic)들이 포함되어 있다.

각각의 특성에 대해서는 상기 도 16에서 설명하도록 한다.

이와 같은 GATT를 통해 상기 제어 기기는 상기 로케이터의 정보를 획득하거나, 상기 로케이터를 제어 할 수 있다.

상기 도 16을 참조하면, 상기 도 15에서 살펴본 서비스를 제공하기 위한 특성(Characteristic)을 도시하고 있으며, 각 특성에 대한 설명은 아래와 같다.

-Peer Device: 페어링할 상대 디바이스의 주소 값 및 이름(Name) 등을 나타내며, 설정을 통하여 페어링 되는 디바이스의 주소를 제공할 수 있다.

- Device State: 제어되는 디바이스의 link layer state를 의미하며 하나 또는 그 이상의 State를 지정할 수 있다. Write를 통해 해당 State의 기능을 수행할 것을 요청할 수 있으며, Read를 통해 제어되는 디바이스의 상태를 알 수 있고, Indication을 통해 제어되는 기기의 State 변화를 알 수 있다.

- Scanning Duration: 제어되는 디바이스가 Scanning State로 동작할 때, 동작하는 시간을 나타내며, 다른 State일 경우 해당 값은 의미 없다.

- Standby Duration: 제어되는 디바이스가 Standby State로 동작할 때, 동작하는 시간을 나타내며, 다른 State일 경우 해당 값은 의미 없다.

- Initiating Duration: 제어되는 디바이스가 initiating State로 동작할 때, 동작하는 시간을 나타내며, 다른 State일 경우 해당 값은 의미 없다.

- Connection Duration: 제어되는 디바이스가 Connection State로 동작할 때, 동작하는 시간을 나타내며, 다른 State일 경우 해당 값은 의미 없다.

- Advertising Type: 제어되는 디바이스에게 Advertising 동작을 요청하는 경우, 구체적인 Advertising 동작 방법을 정의한다.

- Locator Control Point: 제어되는 디바이스가 어떠한 동작을 실행할지 지시하는 control point 기능

- connection State: 제어되는 디바이스가 연결(Connection) 정보를 제어 기기에게 제공하기 위한 특성

- Whitelist: 제어되는 디바이스가 연결할 수 있는 디바이스들의 정보

- Whitelist Control Point: 제어되는 디바이스가 관리하는 Whitelist를 관리하기 위한 제어 기능

- Bondable: 제어되는 디바이스가 본딩(bonding) 기능을 제공할지 말지를 결정

- Security: Authentication, authorization, Encryption, data signing 기능 제공 여부 결정

이와 같은 GATT의 특성(Characteristic)을 통해서 상기 제어 기기(400)는 상기 로케이터(300)의 정보를 획득하거나, 상기 로케이터(300)가 특정 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 17은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 태그(Positioning Host Device)를 제어하기 위한 컨트롤 포인트(Control Point)의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 17을 참조하면 상기 도 16에서 살펴본 특성 중 Locator Control point를 통해 상기 로케이터가 특정 동작을 수행하거나 또는 수행하지 않도록 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기 도 17에 도시된 Control point를 통해서 아래와 같은 동작을 제어할 수 있다.

-execute: 상기 도 16에서 설명한 상기 Device State에 정의된 State들을 디바이스에서 제공(복수의 State 기능 제공 가능).

- Advertising Start: Advertising 동작을 안하고 있으면 해당 동작 시작

(즉시 해당 기능 시작 and/or 만약 Device States 에서 해당 state 이 비활성화면 활성화 가능)

- Advertising Stop: Advertising 동작을 하고 있으면 해당 동작 종료

(즉시 해당 기능 중단 and/or 만약 Device States 에서 해당 state 이 활성화되어 있다면 비 활성화 가능)

- Scanning Start: Scanning 동작을 안하고 있으면 해당 동작 시작

(즉시 해당 기능 시작 and/or 만약 Device States 에서 해당 state 이 비활성화면 활성화 가능)

- Scanning Stop: Advertising 동작을 하고 있으면 해당 동작 종료

(즉시 해당 기능 중단 and/or 만약 Device States 에서 해당 state 이 활성화되어 있다면 비 활성화 가능)

- Connecting Request: Peer Device 와 Connection 을 설정

- Connection Stop: Peer Device 와 Connection 을 종료

- Refresh Bonding: Bonding 정보를 새로이 갱신 (or 아예 bonding 정보를 삭제할 수 있음.)

- Refresh Security: 두 기기간 security 절차(authentication, authorization, encryption) 재 수행 및 정보(security 절차별 key 값) 갱신

- Update Interval: 상기 로케이터(Locator)가 관리하는 접속 가능한 디바이스 리스트인 화이트리스트(whitelist)안에 포함된 디바이스들의 위치 정보 업데이트 주기

도 18 내지 도 20은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 태그(Positioning Host Device)를 제어하기 위한 방법 및 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 18 및 도 20을 참조하면, 제어 기기는 제어 메시지 또는 요청 메시지를 전송하여 상기 로케이터의 동작을 제어하거나, 상기 로케이터 또는 태그의 정보를 획득할 수 있다.

구체적으로, 로케이터(300)는 광고 패킷 또는 메시지를 스캔하고 있고 태그 1(200-1)은 유니캐스팅 모드일 수 있다.

제어 기기(400)는 상기 로케이터(300)에게 태그 1(200-1)의 위치 추정 또는 측정 및 상기 로케이터(300)를 제어하기 위한 제어 요청 메시지(또는 제어 메시지)를 전송할 수 있다(S18010). 이때, 상기 제어 요청 메시지는 도 20의 (a)와 같은 구조를 가질 수 있으며, AoA_Track_Device_REQ와 같은 PDU Type을 가질 수 있다.

상기 도 20의 (a)에서 컨트롤(Control) 필드는 상기 로케이터(300) 또는 상기 태그(200)의 위치 측정 또는 추정을 위한 트래킹(Tracking)을 관리하거나 전력(power)을 관리하기 위한 필드일 수 있다. 예를 들면, 상기 컨트롤 필드의 Op code가 ‘1’이면 트래킹(tracking) 관리를 ‘2’이면 전력 관리를 나타낼 수 있다.

컨트롤 데이터(Control data) 필드는 상기 컨트롤 필드를 위한 구체적인 동작을 제어하기 위한 필드이다. 예를 들면, 상기 컨트롤 데이터 필드는 트래킹 시작(Start Tracking), 트래킹 중단(Stop Tracking), 파워 온(Power On) 또는, 파워 오프(Power Off)를 나타낼 수 있다.

Requesting Information 필드는 상기 제어 기기(400)가 상기 로케이터(300)에게 요청하고자 하는 정보를 포함할 수 있다.

아래 표 3은 상기 Requesting information을 통해 요청할 수 있는 정보의 일 예를 나타낸다.

Information

Target Locator ID

Advertising Duration

Scanning Duration

Standby Duration

Initiating Duration

Connection Duration

Advertising Type

Supported Scanning

Locator Control Point

Connection Status

Whitelist

Whitelist Control Point

Bondable

Security

Update Interval

각 정보는 상기 도 16의 동일한 특성(Characteristic)과 동일한 정보를 나타낸다.

예를 들어, 상기 제어 기기(400)가 상기 Target 로케이터 ID 필드를 상기 태그 1(200-1)로 하고, Update Interval을 3sec인 상기 제어 요청 메시지를 상기 로케이터(300)에게 전송하면, 상기 로케이터(300)는 상기 태그 1(200-1)으로부터 광고 메시지를 수신한 이후(S18020), 3sec가 지나고 상기 태그 1(200-1)에게 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정하기 위한 상기 태그(200)의 위치 정보를 포함하는 패킷을 요청하는 패킷 요청 메시지(또는 제 1 요청 메시지)를 전송하며(S18030), 상기 패킷 요청 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_REQ일 수 있다.

이때, 상기 광고 메시지의 데이터 패킷의 구조는 상기 도 19에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있으며, 상기 패킷 요청 메시지는 상기 제어 기기가 요청한 간격(interval) 정보를 포함할 수 있다.

이후, 상기 태그(200)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 응답메시지를 상기 로케이터(300)에게 전송할 수 있으며(S18040), 이때, 상기 응답 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_RSP일 수 있다.

상기 응답 메시지는, 도 10의 단계(S10060)과 유사하게 이후 상기 위치 정보를 포함하는 패킷이 전송되는 간격(interval) 또는 채널(Channel) 등의 정보가 포함되어 있을 수 있다.

이후, 상기 로케이터(300)는 위치 추정 또는 측정을 위한 상기 로케이터(300)는 상기 응답 메시지에 포함된 정보에 기초하여 대기하다가 상기 태그 1(200-1)으로부터 전송되는 상기 태그 1(200-1)의 위치 측정 또는 추정을 위한 패킷을 포함하는 위치 메시지(또는 제 1 응답 메시지)를 수신할 수 있다(S18050).

상기 태그(200)로부터 전송되는 상기 위치 정보를 포함하는 패킷을 수신할 수 있으며, 수신된 위치 정보 및/또는 다중 안테나를 통해 수신된 패킷 또는 메시지를 이용하여 각도를 계산하여 상기 도 6에서 설명한 방법에 따라 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정할 수 있다.

이때, 상기 패킷은 브로드캐스트 방식 또는 유니캐스트 방식을 통해서 전송될 수 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 추정 또는 측정된 태그(200)의 위치 값 또는 위치 정보 및 결정된 간격(Determined Interval)을 포함하는 제어 응답 메시지(또는 제 2 응답 메시지)를 상기 제어 기기에게 전송할 수 있다(S18060).

상기 제어 응답 메시지는 상기 도 20의 (b)와 같은 구조를 가지고 있으며, AoA_Track_Device_RSP와 같은 PDU Type을 가질 수 있다.

상기 도 20의 (b)에서, Operation Response필드는 상기 제어 기기(400)에 의해서 요청된 동작이 수행되었는지 여부를 나타내거나 또는 상기 로케이터(300)가 수행할 수 있는 동작을 나타낼 수 있으며, 각 동작은 상기 도 17에서 설명한 것과 동일 하다.

Determined interval 필드는 위치 정보를 포함하는 패킷의 전송 간격을 나타낸다.

이후, 상기 제어 기기는 태그 2(200-2)를 상기 로케이터(300)의 접속 가능한 디바이스들의 리스트를 나타내는 화이트 리스트(WhiteList)에 추가하기 위해 디바이스 리스트 추가 요청 메시지(또는 제어 메시지)를 전송할 수 있다(S18070). 이때, 상기 디바이스리스트 추가 요청 메시지는 LL_AoA_Track_DeviceList_Add_REQ의 PDU Type을 가질 수 있다.

상기 로케이터(300)는 태그 2(200-2)의 ID를 상기 로케이터의 화이트리스트에 추가한 뒤, 그 결과를 디바이스 리스트 추가 응답 메시지에 포함시켜 상기 제어 기기(400)로 전송할 수 있다(S18080).

이후, 상기 제어 기기(400)는 상기 로케이터(300)에게 태그 2(200-2)의 위치 추정 또는 측정 및 상기 로케이터(300)를 제어하기 위한 제어 요청 메시지(또는 제어 메시지)를 전송할 수 있다(S18090).

예를 들어, 상기 제어 기기(400)가 상기 Target 로케이터 ID 필드를 상기 태그 2(200-2)로 하고, Update Interval을 5sec인 상기 제어 요청 메시지를 상기 로케이터(300)에게 전송하면, 상기 제어 요청 메시지를 수신한 이후, 5sec가 지나고 상기 태그 2(200-2)에게 위치를 추정 또는 측정하기 위한 위치 정보를 포함하는 패킷을 요청하는 패킷 요청 메시지를 전송할 수 있으며(S18100), 상기 패킷 요청 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_REQ일 수 있다.

이때, 상기 광고 메시지의 데이터 패킷의 구조는 상기 도 19에 도시된 바와 같으며, 상기 패킷 요청 메시지는 상기 제어 기기가 요청한 간격(interval) 정보를 포함할 수 있다.

이후, 상기 태그 2(200-2)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 응답메시지를 상기 로케이터(300)에게 전송할 수 있으며(S18110), 이때, 상기 응답 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_RSP일 수 있다.

상기 로케이터(300)는 상기 추정 또는 측정된 태그(200)의 위치 값 또는 위치 정보 및 결정된 간격(Determined Interval)을 포함하는 제어 응답 메시지를 상기 제어 기기에게 전송할 수 있다(S18120). 이때, 상기 제어 응답 메시지는 AoA_Track_Device_RSP와 같은 PDU Type을 가질 수 있다.

도 21 및 도 22는 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 태그(Positioning Host Device)를 제어하기 위한 방법 및 HCI(Host Controller interface) 커맨드의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 21 및 도 22를 참조하면, 제어 기기는 제어 메시지 또는 요청 메시지를 전송하여 상기 로케이터의 동작을 제어할 수 있으며, 이를 통해 상기 로케이터 가 상기 태그의 위치 측정 또는 추정을 하여 보고하는 간격 및/또는 상기 로케이터가 연결할 수 있는 디바이스들의 리스트를 업데이트 할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어 기기(400)는 상기 로케이터(300)의 호스트(Host)에게 태그(200)의 위치 추정 또는 측정 및 상기 로케이터(300)를 제어하기 위한 제어 요청 메시지(또는 제어 메시지)를 전송할 수 있다(S21010).

예를 들어, 상기 제어 기기(400)가 상기 Target 로케이터 ID 필드를 상기 태그 (200)의 ID로 하고, Update Interval을 5sec인 상기 제어 요청 메시지를 상기 로케이터(300)의 호스트(Host)에게 전송할 수 있다.

상기 로케이터(300)의 호스트는 상기 로케이터(300)가 연결할 수 있는 디바이스들의 리스트인 화이트리스트에 상기 태그(200)의 ID를 추가하기 위해 상기 로케이터(300)의 컨트롤러(Controller)에게 HCI 요청 커맨드(HCI Request Command)를 전송한다(S21020). 이때, 상기 HCI 요청 커맨드는 HCI_LE_Send_AoA_Request_Whitelist_Add 일 수 있으며, 상기 도 22의 (a) 도시된 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 도 22의 (a) 도시된 바에 의하면, 위치 측정 또는 추정을 위한 디바이스의 HCI를 통해서 전송되는 커맨드 및 파라미터들은 아래와 같다.

HCI 요청 커맨드는 기본적인 HCI 요청 커맨드인 HCI_LE_Send_AoA_Request, 위치 측정 또는 추정의 주기를 설정하기 위한 커맨드인 HCI_LE_Send_AoA_Request_Interval, 로케이터가 연결할 수 있는 태그들의 리스트인 화이트 리스트에 새로운 태그를 추가하기 위한 커맨드인 HCI_LE_Send_AoA_Request_Whitelist_Add, 상기 화이트 리스트에서 특정 태그를 삭제하기 위한 커맨드인 HCI_LE_Send_AoA_Request_Whitelist_Remove 등이 있을 수 있다.

상기 HCI_LE_Send_AoA_Request는 호스트와 컨트롤러 사이의 연결을 구분하기 위한 ID 값을 나타내는 Connection_Handle 및/또는 Request message의 길이를 나타내는 Request_Extension_Length와 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 HCI_LE_Send_AoA_Request_Interval은 상기 Connection_Handle, 상기 Request_Extension_Length 및/또는 요청하고자 하는 태그의 위치를 측정 또는 추정하는 주기를 나타내는 Requested_Interval과 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 HCI_LE_Send_AoA_Request_Whitelist_Add는 상기 Connection_Handle, 상기 Request_Extension_Length 및/또는 추가하려는 태그의 ID를 나타내는 TagID와 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 HCI_LE_Send_AoA_Request_Whitelist_Remove는 상기 Connection_Handle, 상기 Request_Extension_Length 및/또는 삭제하고자 하는 태그의 ID를 나타내는 TagID와 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 HCI 요청 커맨드를 수신한 상기 로케이터(300)의 컨트롤러는 상기 태그(200)의 ID를 화이트리스트(Whitelist)에 추가하고, 상기 로케이터(300)의 호스트에게 HCI 보고 커맨드(HCI Report Command) 전송하여 상기 화이트리스트가 업데이트 되었다는 것을 알려줄 수 있다(S21030). 이때, 상기 HCI 보고 커맨드는 HCI_LE_AoA_Report_Event_Whitelist일 수 있으며, 상기 도 22의 (b) 도시된 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 도 22의 (b) 도시된 바에 의하면, 위치 측정 또는 추정을 위한 디바이스의 HCI를 통해서 전송되는 커맨드 및 파라미터들은 아래와 같다.

HCI 보고 커맨드는 기본적인 HCI 보고 커맨드인 HCI_LE_AoA_Report_Event, 상기 추가 또는 삭제요청에 대한 결과를 보고하는 커맨드인 HCI_LE_AoA_Report_Event_Whitlist 등이 있을 수 있다.

상기 HCI_LE_AoA_Report_Event는 위치 측정용 operation code를 나타내는 Subevent_Code, 호스트와 컨트롤러 사이에 Connection을 구분하기 위한 ID 값을 나타내는 Connection_Handle, 수신 강도를 나타내는 RSSI(Received Signal Strength Indicator), 주파수 차이를 나타내는 Frequency_Offset, 수신된 위치 측정을 위한 패킷의 길이를 나타내는 Sample_Length, 수신된 위치 측정을 위한 패킷에서 주파수 특성 I Sample Data를 나타내는 I_Sample(i), 수신된 위치 측정 패킷에서 주파수 특정 Q Sample data를 나타내는 Q_Sample(i), 측정 또는 추정된 위치 정보 또는 위치 값이 업데이트 되는 시간을 나타내는 Next_Updat와 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 HCI_LE_AoA_Report_Event_Whitelist는 태그의 ID가 추가되었는지 삭제되었는지를 나타내는 OpCode(예를 들면, ‘01’인 경우 태그 ID의 추가를 나타내고 ‘02’이면 태그 ID의 삭제를 나타낼 수 있다), 추가 또는 삭제된 태그의 ID를 나타내는 Updated Tag ID in Whitelist와 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

이후, 상기 로케이터(300)는 광고 메시지를 수신하기 위한 스캔 모드가 되고, 상기 태그(200)는 광고 메시지를 유니캐스트 방식으로 전송하기 위한 유니캐스팅 모드가 된다.

상기 로케이터(300)의 호스트는 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정 간격(interval)을 설정하기 위해, 상기 로케이터(300)의 컨트롤러로 HCI 요청 커맨드를 전송할 수 있다(S21040). 이때, 상기 HCI 요청 커맨드는 HCI_LE_Send_AoA_Request_Interval일 수 있으며, 상기 도 22의 (a) 도시된 파라미터를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 간격(interval)이 5sec로 설정된 경우, 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)로부터 광고 메시지를 수신한 뒤(S21050), 5sec가 지나고 상기 태그(200)에게 위치를 추정 또는 측정하기 위한 위치 정보를 포함하는 패킷을 요청하는 패킷 요청 메시지(또는 제 1 요청 메시지)를 전송할 수 있으며(S21060), 상기 패킷 요청 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_REQ일 수 있다.

이때, 상기 광고 메시지의 데이터 패킷의 구조는 상기 도 19에 도시된 바와 같으며, 상기 패킷 요청 메시지는 상기 컨트롤러가 요청한 간격(interval) 정보를 포함할 수 있다.

이후, 상기 태그(200)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 결정된 간격(Determined Interval)을 포함하는 응답메시지를 상기 로케이터(300)에게 전송할 수 있으며(S21070), 이때, 상기 응답 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_RSP일 수 있다.

상기 응답 메시지는, 이후 상기 위치 정보를 포함하는 패킷이 전송되는 간격(interval) 또는 채널(Channel) 등의 정보가 포함될 수 있다.

상기 응답 메시지는 상기 도 20의 (b)와 같은 구조를 가지고 있으며, 상기 도 20의 (b)에서 Determined interval은 위치 정보를 포함하는 패킷의 결정된 전송 간격을 나타낸다.

이후, 상기 로케이터(300)는 위치 추정 또는 측정을 위한 상기 로케이터(300)는 상기 응답 메시지에 포함된 정보에 기초하여 대기하다가 상기 태그(200)으로부터 전송되는 상기 위치 정보를 포함하는 위치 메시지(또는 제 1 응답 메시지)를 수신할 수 있다(S21080).

상기 태그(200)로부터 전송되는 상기 위치 정보를 포함하는 패킷을 수신할 수 있으며, 수신된 위치 정보 및/또는 다중 안테나를 통해 수신된 패킷 또는 메시지를 이용하여 각도를 계산하여 상기 도 6에서 설명한 방법에 따라 상기 태그(200)의 위치를 추정 또는 측정할 수 있다.

이때, 상기 패킷은 브로드캐스트 방식 또는 유니캐스트 방식을 통해서 전송될 수 있다.

상기 위치 메시지를 수신한 상기 로케이터(300)의 컨트롤러는 상기 위치 추정 또는 측정 결과를 보고하기 위해 상기 로케이터(300)의 호스트에게 HCI 보고 커맨드를 전송할 수 있다(S21090). 이때, 상기 HCI 보고 커맨드는 HCI_LE_AoA_Report_Event일 수 있으며, 상기 도 22의 (b)와 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

이후, 상기 로케이터(300)의 호스트는 상기 추정 또는 측정된 태그(200)의 위치 값 또는 위치 정보 및 결정된 간격(Determined Interval)을 포함하는 제어 응답 메시지(또는 제 2 응답 메시지)를 상기 제어 기기(400)에게 전송할 수 있다(S21100). 이때, 상기 제어 응답 메시지는 AoA_Track_Device_RSP와 같은 PDU Type을 가질 수 있다.

도 23은 본 명세서에서 제안하는 로케이터(Positioning Client Device)의 특성(Characteristic)의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 23을 참조하면 GATT의 특성(Characteristic)을 통해 제어 기기가 태그의 동작을 제어하고, 상기 태그의 정보를 획득할 수 있다.

상기 도 23에 도시된 각 특성은 아래와 같다.

- LE AoA Enable: 위치 추정 또는 측정 기능을 제공할 수 있는지 여부를 나타냄.

- 태그 Type: 태그의 디바이스 타입을 나타냄.

- Device Manufacturer: 상기 로케이터의 제조사를 나타냄.

- 태그 ID/MAC: 태그의 ID 또는 MAC을 나타냄.

- Battery Power: 상기 로케이터의 배터리 잔량을 나타냄.

- Tag image: Tag의 Image를 타나냄.

- Tag Owner Name: Tag의 Owner의 Name을 나타냄

- Tag Owner ID: Tag의 Owner의 ID를 나타냄

도 24는 본 명세서에서 제안하는 태그(Positioning Host Device)의 상태 정보를 제공하기 위한 Indication의 일 예를 나타낸 도이다.

상기 도 24의 태그 Status Indication은 GATT 서버로 동작하는 태그가 로케이터(300) 또는 제어 기기(400)의 요청 없이도 상태가 변경되는 경우, 이를 상기 로케이터(300) 또는 상기 제어 기기(400)에게 알리기 위한 메시지로써, 아래와 같은 정보를 상기 로케이터(300) 또는 상기 제어 기기(400)에게 제공할 수 있다.

- 단순히 태그의 Tag 여부만 제공

- 태그의 Tag 여부와 connected 된 기기 정보 (Peer Device 의 address or friendly name) 을 같이 제공

- 태그의 Tag를 포함한 다양한 state (initiating, advertising, scanning) 등의 제공

- Initiating 상태에서는 peer device 정보 같이 제공 가능

- advertising 및 scanning 상태에서는 세부적인 정보 (advertising/scanning 방법 및 동작 모드) 같이 제공 가능

- 필요시 Connected Tech Type, Service Type, Security, Group Info, Battery information과 같은 연결에 관련된 정보도 같이 제공 받을 수 있다.

이와 같은 방법을 통해서 상기 제어 기기(400)는 로케이터(300)를 거쳐서 상기 태그(200)의 정보를 획득할 수 있다.

도 25 내지 도 26은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 제 3 디바이스가 로케이터(Positioning Client Device)를 제어하기 위한 방법 및 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.

구체적으로 제어 기기(400)는 태그(200)의 활성화를 요청하기 위해 상기 도 23에 도시된 Tag의 LE AoA Enable 특성(Characteristic)에 대한 변경 요청(예를 들면, ‘yes’)을 위해 상기 태그에게 제 1 제어 요청 메시지(또는 제 1 제어 메시지)를 전송할 수 있다(S25010).

상기 변경 요청을 받은 상기 태그(200)의 호스트는 상기 태그(200)에게 HCI 커맨드를 전송하여 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 위치 측정 기능을 활성화 시킬 수 있다(S25020). 이때, 상기 HCI 커맨드는 HCI_LE_AoA_Enable일 수 있으며, 상기 도 26의 (a)에 도시된 형태일 수 있다.

만약, 상기 위치 추정 또는 위치 측정 기능을 비활성화 시킬 경우, 상기 호스트는 HCI_LE_AoA_Disable 형태의 HCI 커맨드를 상기 태그(200)의 컨트롤러에 전송할 수 있다.

상기 도 26에 도시된 바에 의하면, 위치 측정 또는 추정을 위한 디바이스의 HCI를 통해서 전송되는 메시지 및 파라미터들은 아래와 같다.

디바이스의 위치 측정 또는 추정 기능의 비활성화를 위한 커맨드인 HCI_LE_AoA_Diable, 디바이스 활성화를 위한 커맨드인 HCI_LE_AoA_Enable, 위치 측정 또는 추정의 업데이트 주기를 설정하기 위한 커맨드인 HCI_LE_AoA_Update_Interval 커맨드가 있을 수 있다.

상기 HCI_LE_AoA_Diable는 호스트와 컨트롤러 사이의 연결을 구분하기 위한 ID 값을 나타내는 Connection_Handle, 및/또는 태그의 위치 측정 또는 추정을 위한 기능을 비활화 시키기 위한 Disable과 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 HCI_LE_AoA_Enable는 Connection_Handle, 및/또는 태그의 위치 측정 또는 추정을 위한 기능을 활성화 시키기 위한 Enable과 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 HCI_LE_AoA_Update_Interval는 Connection_Handle, 및/또는 위치 측정 또는 추정의 갱신 주기를 설정하기 위한 Update_Interval과 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 도 22의 (b)에 도시된 HCI 설정 커맨드는 태그의 상태와 관련된 정보를 제공하기 위한 HCI 설정 커맨드로써, HCI_LE_Set_AoA_Parameters와 같은 커맨드가 존재할 수 있다.

상기 HCI_LE_Set_AoA_Parameters는 광고 메시지 전송 주기의 최소 값을 나타내는 Adv_Interval_Min, 광고 메시지 전송 주기의 최대 값을 나타내는 Adv_Interval_Max, 태그 자신의 주소 타입을 나타내는 Own_Address_Type, 광고 채널을 나타내는 Adv_Channel, Extension_Type, Extenstion_Length 및/또는 태그의 배터리 상태를 나타내는 Battery_Status_Indicator와 같은 파라미터를 포함할 수 있다.

이후, 상기 태그(200)는 유니캐스트 방식으로 광고 메시지를 전송하기 위해 유니캐스팅 모드가 된다.

이하, 단계(S25030) 내지 단계(S25060)은 상기 도 21의 단계(S21010) 내지 단계(S21030)과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.

상기 태그(200)의 호스트는 광고 메시지의 전송 간격(interval)을 설정하기 위해, 상기 로케이터(300)의 컨트롤러로 HCI 요청 커맨드를 전송할 수 있다(S25070). 이때, 상기 HCI 요청 커맨드는 HCI_LE_Send_AoA_Updata_Interval일 수 있으며, 상기 도 26의 (a) 도시된 파라미터를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 간격(interval)이 10sec로 설정된 경우, 상기 태그(200)의 컨트롤러는 상기 호스트로부터 상기 HCI 커맨드를 전송 받은 뒤 10 sec가 지나고 상기 로케이터(300)에게 광고 메시지를 전송할 수 있다.

상기 로케이터(300)의 호스트는 상기 태그(200)의 위치 추정 또는 측정 간격(interval)을 설정하기 위해, 상기 로케이터(300)의 컨트롤러로 HCI 요청 커맨드를 전송할 수 있다(S25080). 이때, 상기 HCI 요청 커맨드는 HCI_LE_Send_AoA_Request_Interval일 수 있으며, 상기 도 22의 (a) 도시된 파라미터를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 간격(interval)이 5sec로 설정된 경우, 상기 로케이터(300)는 상기 태그(200)로부터 광고 메시지를 수신한 뒤(S25090), 5sec가 지나고 상기 태그(200)에게 위치를 추정 또는 측정하기 위한 위치 정보를 포함하는 패킷을 요청하는 패킷 요청 메시지(또는 요청 메시지)를 전송할 수 있으며(S25100), 상기 패킷 요청 메시지의 PDU Type은 LL_AoA_REQ일 수 있다.

이때, 상기 광고 메시지의 데이터 패킷의 구조는 상기 도 19에 도시된 바와 같으며, 상기 패킷 요청 메시지는 상기 제어 기기(400)가 요청한 간격(interval) 정보를 포함할 수 있다.

이하, 단계(S25110) 내지 단계(S25140)은 상기 도 21의 단계(S21070) 내지 단계(S21100)과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

본 명세서는 블루투스 데이터 송수신에 관한 것으로서, 특히 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 디바이스의 위치 측위 및 제어할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Claims (18)

1. 블루투스 LE(Low Energy)를 이용하여 제 3 디바이스가 제 1 디바이스의 위치를 추정하기 위한 방법에 있어서, 제 2 디바이스에서 수행되는 방법은,
   상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스의 위치 측정을 요청하는 위치 측정 요청 메시지를 수신하는 단계;
   상기 제 1 디바이스로 상기 제 1 디바이스의 위치와 관련된 위치 정보를 요청하는 제 1 요청 메시지를 전송하는 단계;
   상기 제 1 디바이스로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 위치 정보를 포함하는 제 1 응답 메시지를 수신하는 단계;
   상기 위치 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 위치를 나타내는 위치 값 정보(location value information)를 추정(estimating)하는 단계;
   상기 추정된 위치 값 정보를 포함하는 위치 측정 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스로 전송하되,
   상기 위치 값 정보는 상기 제 1 디바이스의 위도 정보, 경도 정보, 고도 정보 또는 전송되는 신호의 세기를 나타내는 전송 신호 세기 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 위치 측정 요청 메시지는, 상기 제 1 디바이스를 나타내는 ID 정보, 주소 정보, 또는 상기 제 1 디바이스의 타입을 나타내는 타입 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 디바이스로 블루투스 연결을 위한 연결 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
   상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 1 디바이스와 상기 블루투스 연결을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 위치 측정 요청 메시지는, 유니 캐스트(Unicast) 또는 브로드 캐스트(Broadcast) 방식으로 전송되는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 위치 측정 요청 메시지가 상기 유니 캐스트(Unicast) 방식으로 전송되는 경우,
   상기 제 3 디바이스로부터 블루투스 연결을 위한 연결 요청 메시지를 수신하는 단계; 및
   상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 3 디바이스와 블루투스 연결을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스에게 특정 동작을 요청하기 위한 제어 메시지를 수신하는 단계;
   상기 제어 메시지에 기초하여 상기 특정 동작을 수행하는 단계; 및
   상기 제 3 디바이스로 상기 제어 메시지에 대한 응답으로 제 2 응답 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 특정 동작은, 상기 요청 메시지가 전송되는 인터벌(interval)을 설정하는 동작인 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스의 연결 정보 또는 상태 정보를 요청하는 제 2 요청 메시지를 수신하는 단계; 및
   상기 제 2 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 연결 정보 또는 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스에게 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스에게 특정 동작을 요청하기 위한 제어 메시지를 수신하는 단계;
   상기 제어 메시지를 상기 제 1 디바이스에게 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
10. 블루투스 LE(Low Energy)를 이용하여 제 3 디바이스가 제 1 디바이스의 위치를 추정하기 위한 제 2 디바이스에서,
    외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및
    상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스의 위치 측정을 요청하는 위치 측정 요청 메시지를 수신하고,
    상기 제 1 디바이스로 상기 제 1 디바이스의 위치와 관련된 위치 정보를 요청하는 제 1 요청 메시지를 전송하며,
    상기 제 1 디바이스로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 위치 정보를 포함하는 제 1 응답 메시지를 수신하고,
    상기 위치 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 위치를 나타내는 위치 값 정보(location value information)를 추정(estimating)하며,
    상기 추정된 위치 값 정보를 포함하는 위치 측정 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스로 전송하도록 제어하되,
    상기 위치 값 정보는 상기 제 1 디바이스의 위도 정보, 경도 정보, 고도 정보 또는 전송되는 신호의 세기를 나타내는 전송 신호 세기 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 디바이스.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 위치 측정 요청 메시지는, 상기 제 1 디바이스를 나타내는 ID 정보, 주소 정보, 또는 상기 제 1 디바이스의 타입을 나타내는 타입 정보 중 적어도 하나를 포함하는 디바이스.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제 1 디바이스로 블루투스 연결을 위한 연결 요청 메시지를 전송하고,
    상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 1 디바이스와 상기 블루투스 연결을 형성하도록 제어하는 디바이스.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치 측정 요청 메시지는, 유니 캐스트(Unicast) 또는 브로드 캐스트(Broadcast) 방식으로 전송되는 디바이스.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 위치 측정 요청 메시지가 상기 유니 캐스트(Unicast) 방식으로 전송되는 경우, 상기 프로세서는,
    상기 제 3 디바이스로부터 블루투스 연결을 위한 연결 요청 메시지를 수신하고,
    상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 3 디바이스와 블루투스 연결을 형성하도록 제어하는 디바이스.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스에게 특정 동작을 요청하기 위한 제어 메시지를 수신하고,
    상기 제어 메시지에 기초하여 상기 특정 동작을 수행하며,
    상기 제 3 디바이스로 상기 제어 메시지에 대한 응답으로 제 2 응답 메시지를 전송하도록 제어하는 디바이스.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 특정 동작은, 상기 요청 메시지가 전송되는 인터벌(interval)을 설정하는 동작인 디바이스.
17. 제 11 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스의 연결 정보 또는 상태 정보를 요청하는 제 2 요청 메시지를 수신하고,
    상기 제 2 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 연결 정보 또는 상태 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제 2 응답 메시지를 상기 제 3 디바이스에게 전송하도록 제어하는 디바이스.
18. 제 11 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제 3 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스에게 특정 동작을 요청하기 위한 제어 메시지를 수신하고,상기 제어 메시지를 상기 제 1 디바이스에게 전송하도록 제어하는 디바이스.

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