KR20170040240A - 블루투스 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 전자기기를 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

블루투스 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 전자기기를 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 통해서 Wi-Fi Direct 커넥션을 형성하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제 2 디바이스로부터 Wi-Fi Direct와 관련된 정보를 포함하는 광고(Advertising) 메시지를 수신하는 단계; 상기 광고(Advertising) 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스에게 상기 Wi-Fi Direct의 세부 정보를 요청하기 위한 요청 메시지를 송신하는 단계; 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 세부 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스와 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 광고(Advertising) 메시지는 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션(Connection)을 위한 특정 채널을 통해 송신되고, 상기 정보는 Wi-Fi Direct를 나타내는 ID 정보, 상기 세부 정보의 위치 정보, 또는 상기 대체 통신 수단의 이용가능 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

블루투스 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에서 전자기기를 제어하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ELECTRONIC DEVICE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM SUPPORTING BLUETOOTH COMMUNICATION}
본 발명은 무선 통신시스템에서 무선 네트워크의 정보를 전송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 다른 네트워크의 정보를 전송하여 핸드오버 시간 및 절차를 줄이기 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 블루투스 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 블루투스 LE (Low Energy)방식이 있다. 블루투스 BR/EDR 방식은 클래식 블루투스(Classic Bluetooth)라고 호칭될 수 있다. 클래식 블루투스 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 2.1로 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 적은 전력을 소모하여 수백 키로바이트의 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 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.
본 발명에서는, 블루투스 통신을 통해서 대체 통신 수단 및 대체 통신 수단의 서비스를 발견하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는, 블루투스 LE(Low Energy) 통신을 통해서 대체 통신 수단 및 대체 통신 수단의 서비스를 발견하여 연결(Connection)을 형성하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는, 블루투스 LE(Low Energy) 통신 외의 다른 대체 통신 수단을 비활성화 함으로써 전력 소모를 줄이는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는, 블루투스 LE(Low Energy) 통신을 이용하여 대체 통신 수단의 연결에 필요한 정보를 획득함으로써, 대체 통신 수단의 연결 절차를 간소화 시키는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는, 다수의 무선 통신 수단을 하나의 무선 통신 수단을 이용해 연결할 수 있어 사용자 편의성을 증가시키는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는, 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection) 형성을 위한 정보를 획득함으로써 효율적으로 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 형성하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는, 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection) 형성을 위한 정보를 획득함으로써 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)의 절차를 간소화 시키는데 그 목적이 있다.
본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 통해서 Wi-Fi Direct 커넥션을 형성하는 방법 및 장치를 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 Wi-Fi Direct 커넥션을 형성하는 방법은, 제 2 디바이스로부터 Wi-Fi Direct와 관련된 정보를 포함하는 광고(Advertising) 메시지를 수신하는 단계; 상기 광고(Advertising) 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스에게 상기 Wi-Fi Direct의 세부 정보를 요청하기 위한 요청 메시지를 송신하는 단계; 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 세부 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스와 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 형성하는 단계를 포함하되,상기 광고(Advertising) 메시지는 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션(Connection)을 위한 특정 채널을 통해 송신되고, 상기 정보는 Wi-Fi Direct를 나타내는 ID 정보, 상기 세부 정보의 위치 정보, 또는 상기 대체 통신 수단의 이용가능 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 위치 정보는, 스캔 응답 메시지, GATT data base 또는 스캔 응답 메시지 및 GATT data base 중 하나를 나타내는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 세부 정보는, Wi-Fi Direct 연결을 위한 채널 정보, 상기 제 2 디바이스의 MAC 주소 정보, 네트워크 타입 정보, 또는 채널 종류 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는, 상기 특정 채널을 통해 송수신되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제 2 디바이스에게 블루투스 LE(Low Energy)연결 요청 메시지를 송신하는 단계; 상기 블루투스 LE(Low Energy) 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 제 2 디바이스로부터 블루투스 LE(Low Energy) 연결 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션(Connection)을 형성하는 단계를 더 포함하되, 상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는 블루투스 LE(Low Energy)의 데이터를 송수신하기 위한 데이터 채널을 통해 송수신되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제 2 디바이스에게 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 위한 연결 요청 메시지를 송신하는 단계; 및 상기 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연결 요청 메시지는, 상기 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 위한 커맨드(Command)를 포함하고, 상기 응답 메시지는, 상기 커맨드에 대한 결과 정보 및 상기 결과 정보가 실패를 나타내는 경우, 실패에 대한 이유 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 정보는, Wi-Fi direct가 지원하는 서비스 정보를 더 포함하고, 상기 ID 정보, 상기 위치 정보, 상기 이용가능 정보 및 상기 서비스 정보는 비트 형태로 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 외부와 유선 및/또는 무선으로 신호를 송수신하기 위한 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 제 2 디바이스로부터 Wi-Fi Direct와 관련된 정보를 포함하는 광고(Advertising) 메시지를 수신하고, 상기 광고(Advertising) 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스에게 상기 Wi-Fi Direct의 세부 정보를 요청하기 위한 요청 메시지를 송신하며, 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 세부 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하고, 상기 제 2 디바이스와 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 형성하도록 제어하되, 상기 광고(Advertising) 메시지는 블루투스 LE 커넥션(Connection)을 위한 특정 채널을 통해 송신되고, 상기 정보는 Wi-Fi Direct를 나타내는 ID 정보, 상기 세부 정보의 위치 정보, 또는 상기 대체 통신 수단의 이용가능 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 위치 정보는, 스캔 응답 메시지, GATT data base 또는 스캔 응답 메시지 및 GATT data base 중 하나를 나타내는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 세부 정보는, Wi-Fi Direct 연결을 위한 채널 정보, 상기 제 2 디바이스의 MAC 주소 정보, 네트워크 타입 정보, 또는 채널 종류 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는, 상기 특정 채널을 통해 송 수신되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 제 2 디바이스에게 블루투스 LE(Low Energy) 연결 요청 메시지를 송신하고, 상기 블루투스 LE(Low Energy) 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 제 2 디바이스로부터 블루투스 LE(Low Energy) 연결 응답 메시지를 수신하며, 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션(Connection)을 형성하도록 제어하되, 상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는 블루투스 LE(Low Energy)의 데이터를 송수신하기 위한 데이터 채널을 통해 송수신되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 제 2 디바이스에게 연결 요청 메시지를 송신하고, 상기 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연결 요청 메시지는, 상기 Wi-Fi Direct 연결을 위한 커맨드(Command)를 포함하고, 상기 응답 메시지는, 상기 커맨드에 대한 결과 정보 및 상기 결과 정보가 실패를 나타내는 경우, 실패에 대한 이유 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 정보는, Wi-Fi direct가 지원하는 서비스 정보를 더 포함하고, 상기 ID 정보, 상기 위치 정보, 상기 이용가능 정보 및 상기 서비스 정보는 비트 형태로 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 LE(Low Energy)를 통해 무선 통신 수단을 연결하는 방법에 따르면, 다수의 무선 통신 수단을 하나의 무선 통신 수단을 이용해서 연결함으로써, 사용자 편의성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 수단의 연결 방법에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 다수의 무선 통신수단을 연결함으로써, 연결 절차를 간소화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 수단의 연결 방법에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 다수의 무선 통신수단을 연결함으로써, 다른 무선 통신기술의 연결 시간을 단축 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 수단의 연결 방법에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy)만 활성화 시키고 다른 무선 통신수단은 비활성화 시킴으로써, 전력 소모를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 Wi-Fi Direct 커넥션 형성 방법에 따르면, 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 Wi-Fi Direct 커넥션을 위한 정보를 획득 함으로써, Wi-Fi Direct 커넥션 절차를 간소화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 Wi-Fi Direct 커넥션 형성 방법에 따르면, 평상시에는 블루투스 LE만 활성화 시키고 Wi-Fi Direct는 비활성화 시킴으로써, 전력 소모를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 디바이스간 무선 통신 인터페이스의 연결 방법의 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 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 인터페이스 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
도 8은 도 7에서 설명한 상기 세부 정보의 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9 및 도 10은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도 이다.
도 12 및 도 13은 상기 도 11에 도시된 트리 구조의 일 예로 블루투스의 GATT(Generic Attribute Profile) 구조를 나타낸 도이다.
도 14 및 도 15는 본 명세서에서 제안하는, GATT 구조의 무선 통신 인터페이스 정보의 일 예를 나타낸 도이다.
도 16 및 도 17은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 LE 연결 과정을 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법 및 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 18은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE 연결 과정을 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 19은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 21은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE 연결 절차 및 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE 연결 절차 및 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE 연결 과정을 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 24 및 도 25는 본 명세서에서 제안하는, 데이터 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는, UI(User Interface)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는, 무선 통신 인터페이스 사이에 채널 맵을 공유하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는, 무선 통신 인터페이스 사이에 채널 맵을 공유하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
도 30은 본 명세서에서 제안하는, 무선 통신 인터페이스간에 서비스 가능 범위를 알려주는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 31은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 BR/EDR의 FHS(Frequency Hopping Synchronization) 정보를 블루투스 LE를 통해서 교환하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 32는 블루투스 LE와 Wi-Fi간의 전력 소모를 나타낸 도이다.
도 33는 Wi-Fi Direct의 연결과정을 나타낸 도이다.
도 34은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 일 예를 간략하게 나타낸 도이다.
도 35는 본 명세서에서 제안하는, Wi-Fi Direct 연결과정에서 블루투스 LE를 이용하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 36은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE의 연결절차 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 37은 본 명세서에서 제안하는, 광고 메시지에 대한 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는, 인터페이스의 세부 정보 요청에 대한 응답 메시지의 데이터 포맷의 일 예를 나타낸다.
도 39 내지 도 41은 본 명세서에서 제안하는, 상기 도 36의 핸드오버 절차 및 데이터 포맷을 구체적으로 나타낸 도이다.
도 42는 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 43는 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 44는 본 명세서에서 제안하는, 연결된 블루투스 LE를 통해서 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 45는 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
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.
본 명세서에서 설명되는 전자기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 신호는 메시지형태뿐만 아니라 프레임 형태로도 전송될 수 있으며, 무선 통신 인터페이스 및 무선 통신 수단은 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, 110) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device,120)를 포함한다.
서버 디바이스와 클라이언트 디바이스는 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 스타 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(110)는 다른 디바이스와의 관계에서 클라이언트 디바이스로 동작할 수 있고, 상기 클라이언트 디바이스는 다른 디바이스와의 관계에서 서버 디바이스로 동작할 수 있다. 즉, BLE 통신 시스템에서 어느 하나의 디바이스는 서버 디바이스 또는 클라이언트 디바이스로 동작하는 것이 가능하며, 필요한 경우, 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스로 동시에 동작하는 것도 가능하다.
상기 서버 디바이스(110)는 데이터 서비스 디바이스(Data Service Device), 마스터(Master) 디바이스, 마스터(Master), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 오디오 소스 디바이스(Audio Source Device), 제 1 디바이스 등으로 표현될 수 있으며, 상기 클라이언트 디바이스는 슬레이브(Slave) 디바이스, 슬레이브(Slave), 클라이언트, 멤버(Member), 싱크 디바이스(Sink Device), 오디오 싱크 디바이스(Audio Sink Device), 제 2 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
서버 디바이스와 클라이언트 디바이스는 상기 무선 통신 시스템의 주요 구성요소에 해당하며, 상기 무선 통신 시스템은 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스 이외에도 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
상기 서버 디바이스는 클라이언트로부터 데이터를 제공 받고, 클라이언트 디바이스와 직접 통신을 수행함으로써, 클라이언트 디바이스로부터 데이터 요청을 수신하는 경우, 응답을 통해 클라이언트 디바이스로 데이터를 제공하는 디바이스를 말한다.
또한, 상기 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스로 데이터 정보를 제공하기 위해 클라이언트 디바이스에게 알림(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지를 보낸다. 또한, 상기 서버 디바이스는 상기 클라이언트 디바이스로 지시 메시지를 전송하는 경우, 상기 클라이언트로부터 상기 지시 메시지에 대응하는 확인(Confirm) 메시지를 수신한다.
또한, 상기 서버 디바이스는 알림, 지시, 확인 메시지들을 클라이언트 디바이스와 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 디바이스는 상기 클라이언트 디바이스와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
또한, 하나의 서버 디바이스는 다수의 클라이언트 디바이스들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 디바이스들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.
상기 클라이언트 디바이스(120)는 서버 디바이스에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.
클라이언트 디바이스는 상기 서버 디바이스로부터 알림 메시지, 지시 메시지 등을 통해 데이터를 수신하고, 지시 메시지를 상기 서버 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 지시 메시지에 대한 응답으로 확인 메시지를 보낸다.
상기 클라이언트 디바이스도 마찬가지로 상기 서버 디바이스와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해서 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해서 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.
또한, 상기 클라이언트 디바이스는 상기 서버 디바이스와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
상기 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스의 출력부, 입력부 및 메모리 등과 같은 하드웨어 구성요소에 대해서는 도 5에서 구체적으로 살펴보기로 한다.
또한, 상기 무선 통신 시스템은 블루투스 기술을 통해 개인 영역 네트워킹(Personal Area Networking:PAN)을 구성할 수 있다. 일 예로, 상기 무선 통신 시스템에서는 디바이스 간 개인적인 피코넷(private piconet)을 확립함으로써 파일, 서류 등을 신속하고 안전하게 교환할 수 있다.
BLE 디바이스(또는 기기)는 다양한 블루투스-관련 프로토콜, 프로파일, 처리 등을 지원하도록 동작 가능할 수 있다.
상기 BLE 기술을 포함하고 있는 전자기기는 상기 BLE 외에도 Wi-Fi, Bluetooth BR/EDR, NFC 등의 다수의 무선 통신 인터페이스(Interface)를 포함하고 있다.
이런 다양한 무선 통신 인터페이스 들은 상대 장치와의 커넥션(Connection)이 언제 발생될 지 예측하기 어렵기 때문에 대부분의 전자기기에서는 다수의 무선 통신 인터페이스들을 항상 웨이크 업(Wake up) 상태로 유지하며 사용하고 있다.
이러한 통신 인터페이스들은 유휴 시간(Idle Time)내의 대기 전력을 최소화하기 위한 기술적 해법을 지니고 있고 이에 대한 에너지 효율적 성능 또한 우수하지만, 기술의 발전과 더불어 향후 새롭게 탄생될 모든 무선 통신 인터페이스들을 항상 웨이크 업 상태로 유지하기에는 한계가 분명히 존재하며, 이러한 문제는 배터리 제한이 있는 장치에서 더욱 심각해질 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 극복하기 위하여, BLE를 웨이크 업 인터페이스로 하고, 다른 무선 통신 인터페이스는 요청이 있을 때만 웨이크업 시키는 방법을 제안한다.
도 2는 디바이스간 무선 통신 인터페이스의 연결 방법의 일 예를 나타낸다.
상기 도 2를 참조하면, 디바이스에 포함된 무선 통신 인터페이스들은 각각의 절차에 따라서 커넥션(Connection)을 수행한다.
구체적으로, 다수의 무선 통신 인터페이스를 보유하는 제 1 디바이스(200) 및 제 2 디바이스(300)의 경우, 상기 전자기기의 각 무선 통신 인터페이스들은 상기 도 2와 같이 동일 또는 유사한 목적을 위해, 각각 다른 방법과 형태로 그 역할을 수행한다.
하지만, 대부분의 경우 어느 한 시점에서는 하나의 무선 통신 인터페이스만 사용되는 확률이 높으며, 이러한 관점에서 다수의 무선 통신 인터페이스가 각각 대상 장치와의 정보교환을 위한 수신대기 상태를 유지한다면 이에 따른 에너지 소모가 불필요하게 발생할 수 있다.
상기 도 2에서 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)가 블루투스 BR/EDR을 통해서 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 상기 제 1 디바이스(200)는 Bluetooth BR/EDR을 통해서 상기 제 2 디바이스(300)의 블루투스 BR/EDR을 검색하고 Capability를 확인, 연결하여 무선 통신을 수행할 수 있다.
이와 동일하게, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)가 NFC(Near Field Communication)를 통해서 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 상기 제 1 디바이스(200)는 NFC를 통해서 상기 제 2 디바이스(300)의 블루투스 BR/EDR을 검색하고 Capability를 확인, 연결하여 무선 통신을 수행하여야 한다.
이와 같이, 단일 장치 내에서 다수의 무선 통신 인터페이스가 언제 발생할 지 모를 대상 장치와의 정보 교환을 위하여 항상 대기하는 것은 에너지 효율 측면에서 비효율적이다.
또한, 각 무선 통신 인터페이스 마다 검색, 연결을 위해 수행하는 절차도 다양하기 때문에 이는 사용자 편의성을 저하시킨다.
본 발명에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대상 장치와의 통신 대기를 위한 인터페이스를 BLE로 단일화 시키고, 기타 다른 무선 통신 인터페이스는 필요한 경우에만 BLE를 통하여 활성화 시키는 방법을 제안한다.
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 3에 도시된 바와 같이, 5개의 다른 디바이스 그룹들이 존재한다.
디바이스 D는 광고자(advertiser)이고, 디바이스 A는 개시자(initiator)이다(그룹 D).
디바이스 E는 스캐너(scanner)이며, 디바이스 C는 광고자이다(그룹 C).
디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너들이다(그룹 H).
디바이스 K 또한 광고자이며, 디바이스 N은 개시자이다(그룹 K).
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), BR/EDR 프로토콜(Protocol, 22), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 23), BR/EDR 프로파일(24)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 BR/EDR Protocol(22) 및 Profiles(24)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, 23)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 42bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.
본 발명에서는 이러한 Advertising, 또는 Scanning 기능을 이용하여 상기 BLE 외의 다른 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 위한 정보를 디바이스간에 교환할 수 있으며, 상기 교환된 정보를 기초로 상기 다른 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 수행할 수 있다.
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.
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.
Battery: 배터리 정보 교환 방법
Time: 시간 정보 교환 방법
FindMe: 거리에 따른 알람 서비스 제공
Proximity: 배터리 정보 교환 방법
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 위해 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 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 네트워크 인터페이스(Network Interface, 210, 310), 출력부(220, 320), 입력부(230, 330), 제어부(240, 340), 멀티미디어 모듈(250, 350), 제1 저장부(260, 360) 및/또는 제2 저장부(270, 370)를 포함할 수 있다.
상기 도 5에 표시된 디바이스의 내부 블록도는 다른 구성 요소(모듈, 블록, 부)를 더 포함할 수도 있고, 상기 도 5의 구성 요소 중 일부가 생략될 수도 있다.
상기 네트워크 인터페이스(Network Interface, 210, 310), 상기 출력부(220, 320), 입력부(230, 330), 제어부(240, 340), 멀티미디어 모듈(250, 350), 제1 저장부(260, 360) 및/또는 제2 저장부(270, 370)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해서 기능적으로 연결되어 있다.
상기 네트워크 인터페이스(210, 310)는 다양한 네트워크 기술(또는 수단)을 이용하여 디바이스들간의 데이터 전송이 가능한 유닛(또는 모듈)을 말한다.
상기 네트워크 인터페이스(210, 310)는 다시 에너지 효율 인터페이스(212, 312) 및/또는 외부 인터페이스(214, 314)를 포함할 수 있다.
상기 에너지 효율 인터페이스(212, 312)는 저 전력 무선 통신을 위한 네트워크 기술을 사용하는 유닛(또는 모듈)로써, 연결하고자 하는 다른 디바이스를 검색하거나 데이터 전송을 할 수 있다(예를 들면, BLE(Bluetooth Low Energy)).
상기 외부 인터페이스(214, 314)는 상기 에너지 효율 인터페이스(212, 312)외의 무선 통신을 위한 인터페이스(또는 무선 통신 수단)를 말한다.
본 발명에서, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 에너지 효율 인터페이스(212, 312)를 통해서 상기 외부 인터페이스(214, 314)의 연결을 위한 정보를 송수신 할 수 있으며, 이를 통해서 상기 외부 인터페이스(214, 314)의 연결 절차를 수행할 수 있다.
상기 출력부(220, 320)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.
상기 입력부(230, 330)는 화면 버튼과 같이 사용자의 입력을 상기 제어부(240, 340)에게 제공하여 디바이스의 동작을 사용자가 제어할 수 있게 하는 모듈을 말한다.
상기 멀티미디어 모듈(250, 350)은 다양한 종류의 멀티미디어 재생을 위한 모듈을 말하며, 상기 멀티미디어 모듈은 상기 제어부(240, 340)내에 구현될 수도 있으며, 상기 제어부(240, 340)와는 별도로 구현될 수 있다.
상기 제1 저장부(260, 360)는 다양한 종류의 데이터를 저장할 수 있는 비 휘발성 물리적 장치를 말한다.
상기 제2 저장부(270, 370)는 다양한 종류의 데이터가 임시적으로 저장되는 휘발성 성격을 물리적 장치를 말한다.
상기 도 5에는 도시 되지 않았지만, 상기 제1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 전원 공급부를 포함할 수 있으며, 상기 전원 공급부는 제어부의 제어 하에 외부의 전원 및/또는 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
앞서 살펴본 것처럼, BLE 기술에서는 작은 duty cycle을 가지며, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어, 상기 전원 공급부는 적은 출력 전력으로도(10mW(10dBm)이하) 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 인터페이스 구조의 일 예를 나타낸다.
상기 도 6을 참조하면, 본 발명에서 상기 제 1 디바이스 (200)와 상기 제 2 디바이스 (300)는 BLE 모듈을 제외한 모든 무선 통신 인터페이스를 슬립(Sleep) 상태로 설정한 채 동작할 수 있다.
구체적으로 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE, Wi-Fi Direct, WiGig, Bluetooth BR/EDR, Wi-Fi 등과 같은 다양한 무선 통신 인터페이스(또는 수단)를 포함하고 있다.
상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 다양한 무선 통신 인터페이스 중 BLE를 제외한 나머지 무선 통신 인터페이스는 슬립(Sleep) 상태로 설정되어 있다.
이때, 상기 제 1 디바이스(200) 또는 상기 제 2 디바이스(300)가 Wi-Fi Direct, WiGig, Bluetooth BR/EDR 등과 같은 무선 통신 인터페이스를 사용하고자 하는 경우, 상기 BLE를 통해서 사용하고자 하는 무선 통신 인터페이스의 Capability 정보를 교환하여 무선 통신 인터페이스를 연결할 수 있다.
예를 들면, 상기 제 1 디바이스(3000)가 Wi-Fi Direct를 이용하여 Miracast, 또는 Print와 같은 서비스를 수행하고자 하는 경우, 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)의 Wi-Fi Direct의 사용 가능 여부를 BLE를 통하여 협상(Negotiation)한 뒤, Wi-Fi Direct의 연결에 필요한 정보들을(예를 들어, 청취 채널(Listen Channel), BSSID, IEEE MAC addr) 교환할 수 있다.
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 교환된 정보들에 기초하여 Wi-Fi Direct 연결을 수행할 수 있다.
또한, 상대 디바이스의 무선 통신 인터페이스에 대한 Capability 정보를 검색할 수 있음과 동시에 상기 무선 통신 인터페이스에 대한 Enable, Disable 또는 Connection과 같은 제어도 가능할 수 있으며, 연결된 후에는 연결된 무선 통신 인터페이스를 통해 실제 데이터를 송수신할 수 있다.
이와 같은 방법을 통해서, 무선 통신 인터페이스가 사용되지 않는 경우에는 상기 BLE를 제외한 무선 통신 인터페이스를 슬립 상태로 둘 수 있어 모든 무선 통신 인터페이스가 웨이크업 상태에 있는 경우보다 소비 전력을 감소 시킬 수 있다.
또한, BLE 를 통해 무선 통신 인터페이스의 연결 정보를 획득할 수 있으므로 무선 통신 인터페이스의 연결 절차 및 시간을 줄일 수 있다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
상기 도 7을 참조하면 제 1 디바이스(200)는 제 2 디바이스(300)로부터 상기 제 2 디바이스(300)에 포함된 무선 통신 인터페이스와 관련된 정보를 전송 받고, 필요에 따라 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)에게 상세 정보를 요청하여 정보를 제공받을 수 있는 프로토콜(Protocol) 형태의 방법이다.
구체적으로, 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 기술을 통해서 상기 제 2 디바이스에 포함된 무선 통신 인터페이스의 정보를 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송하며, 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)로부터 전송된 정보를 기초로 상기 제 2 디바이스(300)가 지원 가능한 무선 통신 인터페이스의 정보를 획득할 수 있다.
상기 제 2 디바이스(300)가 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송하는 무선 통신 인터페이스의 정보는 비트 마스크(Bit Mask) 형태로 전송될 수 있다.
상기 비트 마스크 형태는 상기 제 2 전자기기(300)가 어떤 무선 통신 인터페이스를 지원하는지, 어떤 서비스에 대한 지원이 가능한지가 비트(bit)형태로 나타나 있다.
아래 표 2은 상기 비트 마스크 형태의 일 예를 나타내고 표 3은 각 비트가 나타내는 무선 인터페이스 종류의 일 예를 나타낸다.
7th bit 6th bit 5th bit 4th bit 3rd bit 2nd bit 1st bit
0 1 0 1 1 1 0
Bit Network Interface
1st bit Wi - Fi
2nd bit Wi - Fi Direct
3rd bit WFDS Print
4th bit WFDS Display
5th bit Wi - Fi Display
6th bit NFC
7th bit Classic Bluetooth
8th bit WiGig
9th bit Zigbee
10th bit Future Interface
상기 표 2의 비트 마스크의 각 비트 값을 통해 상기 제 2 디바이스(300)는 자신이 지원 가능한 무선 인터페이스 또는 서비스를 상기 제 1 디바이스(200)에게 알릴 수 있다.
즉, 상기 표 1에서 2번째, 3번째, 4번째, 6번째 비트의 값이 1이므로, 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 제 1 디바이스(200)에게 Wi-Fi Direct, WFDS Print, WFDS Display, NFC를 지원할 수 있다는 것을 알려줄 수 있다.
상기 무선 인터페이스의 정보를 수신한 상기 제 1 디바이스(200)는 무선 인터페이스에 대한 상세 정보(또는 추가 정보)가 필요한 경우, 상기 제 2 디바이스(300)에게 무선 통신 인터페이스에 대한 상세 정보(또는 추가 정보)를 요청할 수 있다(S720).
상기 제 1 디바이스(200)로부터 상세 정보 요청을 받은 상기 제 2 디바이스(300)는 요청 받은 무선 통신 인터페이스에 대한 상세 정보(또는 추가 정보)를 상기 제 1 디바이스에게 전송할 수 있다(S730).
상기 상세 정보는 무선 인터페이스의 정보 또는 무선 인터페이스가 제공하는 서비스의 상세 정보(또는 추가 정보)가 포함될 수 있다.
도 8은 도 7에서 설명한 상기 세부 정보의 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 8을 참조하면 상기 세부 정보는 정보의 종류를 나타내는 정보 타입 필드와 정보의 상세 정보를 포함하고 있는 상세 정보 필드로 구성되어 있다. 예를 들어, 상기 제 1 디바이스(200)가 상기 제 2 디바이스(300)에게 Classic Bluetooth의 상세 정보를 요청한 경우, 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 도 8의 데이터 포맷을 사용하여 상기 제 1 디바이스(200)에게 상기 Classic Bluetooth의 상세정보를 전송할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 2 디바이스(300)가 상기 제 1 디바이스(200)에게 Classic Bluetooth 연결을 위한 Address 및 디바이스 종류에 대한 상세 정보를 전송하고자 하는 경우, 상기 정보 타입에 Address 또는 디바이스의 Type의 정보라는 것을 나타내는 값이 포함되고, 상기 상세 정보에는 Adress 값 또는 디바이스 Type을 나타내는 값이 포함될 수 있다.
아래 표 4은 상기 상세 정보를 구성하는 파라미터의 일 예를 나타낸다.
Parameter Description
Device Address value Device를 구별해주는 unique ID 값
Device Address type 어떤 종류의 무선 인터페이스에 해당하는 Address인지를 구별
Device Address length Device Address value의 길이
Device Class 장치가 어느 장치부류에 속하는지를 가리킨다. (ex: Print, Head set 등)
Security Information Pairing 시 보안을 위하여 주고 받는 정보
Synch Code 두 장치의 Synch를 맞추기 위해 주고 받는 값
Scan Window Interval 장치가 다른 장치들이 보내는 신호를 수신하기 위하여 Listening하는 주기를 나타냄
Link Address 두 장치 사이의 무선 연결이 이루어진 경우 Link를 구별하는 ID 값
Clock 장치의 Native Clock
Scan Mode 장치가 다른 장치들이 보내는 신호를 수신하기 위하여Listening하는 패턴을 나타냄.
Connection Start 특정 무선 인터페이스를 이용한 장치간의 연결을 지시하는 명령
Number of connections 특정 무선 인터페이스에 연결되어 있는 기기의 수
Device Status 특정 무선 인터페이스의 on/off 상태 등 기기 상태
Carrier Bitmask 기기가 가진 무선 인터페이스의 종류를 나타내는 값
Listen Channel 검색 단계에서 P2P가 서로의 데이터를 교환하는 채널
Channel Class Wi-Fi 등에서 사용되는 주파수 대역 (2.4GHz / 5GHz / 60GHz)
SSID 무선 기기와 AP 간에 접속용 식별자
P2P Capability P2P Group에 연결이 가능한지 여부를 나타냄
Configuration Method External Interface 에 종족적인 연결 방법 (e.g., WSCIE (Wi-Fi))
Supported Rate Tx Rate
Peer addr Peer Device의 External Interface Address
Channel Information Supported Channel List 또는 Channel Map 등, 전반적인 Channel에 관한 정보
Operating Channel 두 기기가 연결되어 데이터를 교환하는 채널
Connection Status 기기가 타 기기와 연결되어 있는지, 어떤 기기와 연결되어 있는지에 대한 정보
Active Period 인터페이스가 Active 상태와 Sleep 상태를 번갈아 가면서 동작할 경우 Active 상태인 시간 값
Sleep Period 인터페이스가 Active 상태와 Sleep 상태를 번갈아 가면서 동작할 경우 Sleep 상태인 시간 값
Packet Transmission Interval 인터페이스가 주기적으로 packet을 보내도록 설정되어 있을 경우 두 packet 사이의 시간 값
Service UUID(Universal Unique Identifier) 디바이스 및 각 인터페이스가 제공하는 서비스들에 대한 UUID
이와 같은 비트 마스크 형태로 정보를 전송할 경우, 전체 패킷(Packet)의 길이를 줄여 에너지 효율을 높이는 효과를 발생시킬 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
상기 도 9 및 상기 도 10은 각 디바이스는 지원 가능한 무선 통신 인터페이스에 대한 정보를 프로토콜(Protocol) 형태의 방법으로 교환할 수 있는 데이터 스트림의 포맷을 나타내고 있다.
구체적으로 상기 제 1 디바이스(200) 또는 상기 제 2 디바이스(300)는 각 디바이스가 지원하는 무선 통신 인터페이스에 대한 모든 정보를 교환할 수 있다. 상기 도 9 및 상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 디바이스(200) 또는 상기 제 2 디바이스는 헤더(Header) 부분과 페이로드 부분으로 나뉜다.
상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 헤더(Header) 부분에는 상기 무선 통신 인터페이스의 요약 정보가 포함되며, 페이로드 부분에는 각 무선 통신 인터페이스의 상세 정보가 포함된다.
상기 요약 정보는 각 디바이스가 지원 가능한 무선 통신 인터페이스의 개수 정보 및/또는 각 무선 통신 인터페이스의 상세 정보가 위치하는 오프셋(Offset) 값이 포함된다.
상기 도 10은 상기 도 9와는 다르게, 상기 헤더 부분에 상기 무선 통신 인터페이스의 요약 정보뿐만 아니라, 디바이스가 지원 가능한 무선 통신 인터페이스의 개수 정보가 포함되어 있다.
상기 인터페이스의 요약 정보는 각 무선 통신 인터페이스에 대한 정보 오프셋들로 구성되어 있으며, 각 정보 오프셋들은 인터페이스 인티케이터(Interface Indicator) 필드와 상세 정보 위치 오프셋 필드로 구성되어 있다.
상기 인터페이스 인디케이터 필드는 각 디바이스에 포함되어 있는 무선 통신 인터페이스의 종류와 관련된 정보가 포함되어 있고, 상기 상세 정보 위치 오프셋 필드는 특정 무선 인터페이스의 세부정보가 페이로드의 어느 위치에 포함되어 있는지에 대한 정보가 포함되어 있다.
상기 페이로드 부분은 무선 통신 인터페이스 상세 정보 필드들로 구성되어 있으며, 각각의 무선 통신 인터페이스 상세 정보 필드는 정보의 종류를 나타내는 정보 타입 필드와 상기 정보의 종류에 해당하는 상세 정보를 포함하는 필드로 구성되어 있다.
상기 상세 정보 필드는 상기 표 3에 도시된 파라미터들이 포함될 수 있다.
상기 도 9 및 도 10에 도시된 데이터 스트림을 통해 각 디바이스들은 각 디바이스들에 포함된 무선 통신 인터페이스에 대한 정보를 교환할 수 있으며, 교환된 정보에 기초하여 무선 통신 인터페이스 연결 절차를 수행할 수 있다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도 이다.
상기 도 11을 참조하면, 두 디바이스간 정해진 공통적인 데이터 트리(Data Tree)를 보유하고 있고, 이에 대한 트리 넘버(Tree Number)를 상호 교환하여 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 무선 통신 인터페이스와 관련된 모든 데이터를 항목별로 구별하여 트리(Tree) 구조로 관리하며, 모든 항목에는 고유의 ID가 부여된다.
이와 같이 구별된 무선 통신 인터페이스의 구조는 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)에 알려져 있다.
상기 도 11에 도시된 바와 같이 상기 Tree 구조는 계층적 구조로 구성되어 있으며, 각 계층마다 존재하는 각각의 Entity들은 고유한 ID를 보유하고 있으며, 각각의 고유한 ID를 통해서 상기 제 1 디바이스(200)또는 상기 제 2 디바이스(300)는 연결하고자 하는 장치의 무선 통신 인터페이스의 정보를 요청하고 수신할 수 있다.
예를 들면, 상기 제 1 디바이스(200)가 상기 제 2 디바이스(300)에게 Wi-Fi SSID에 대한 정보를 요청하는 경우, 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)에게 “01.02.02.01”에 포함된 정보를 요청하고 읽어오게 됨으로써, 상기 “Wi-Fi SSID”에 대한 정보를 획득할 수 있다.
사용자는 상기 도 11에 도시된 구조에서 무선 인터페이스에 대한 Capability 값을 얻어와 상기 무선 통신 인터페이스의 상태를 파악하거나 값을 변경하는 것도 가능할 수 있다.
도 12 및 도 13은 상기 도 11에 도시된 트리 구조의 일 예로 블루투스의 GATT(Generic Attribute Profile) 구조를 나타낸 도이다.
블루투스 GATT는 두 BLE 장치간에 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고 받는 방법을 정의한 것이다.
상기 GATT를 통해, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로, 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특성에 대한 데이터를 전송할 수 있는 명령이 제공된다. 이는 특성의 UUID를 지정하거나 정보 검색 명령에서 제공되는 핸들 값을 통해 값을 읽을 수 있다.
또한, GATT는 알림 및 표시를 제공할 수 있다. 클라이언트 디바이스는 서버 디바이스에서 특정 특성에 대한 알림을 요청할 수 있으며, 서버 디바이스는 사용 가능할 때마다 해당 값을 클라이언트 디바이스에 전송할 수 있다.
이러한 GATT의 구조를 상기 도 12를 통해서 살펴보면, 하나의 Profile은 여러 개의 서비스(Service)로 구성되어 있으며, 각각의 서비스는 다수의 특성으로 구성되어 있다.
하나의 특성은 하나의 값과 n개의 디스크립터(Descriptor)를 포함하고, 각각의 디스크립터는 특성의 값을 기술한다.
본 발명에서는 무선 통신 인터페이스에 대한 정보가 상기 GATT 구조로 디바이스에 저장되어 있으며, 상기 저장되어 있는 GATT 구조의 정보를 상대방 디바이스로부터 읽어오거나, 전송 받을 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 명세서에서 제안하는, GATT 구조의 무선 통신 인터페이스 정보의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 14 및 상기 도 15를 참고하면, 각 디바이스에 포함되어 있는 무선 통신 인터페이스의 정보에 대한 GATT 구조의 2가지 형태를 살펴볼 수 있다.
첫 번째로 상기 도 14에 도시된 바와 같이, 디바이스에 포함되어 있는 무선 통신 인터페이스에 대한 정보가 특정 프로파일 내의 무선 통신 인터페이스 서비스에 종속되어 있을 수 있다.
두 번째로 상기 도 15에 도시된 바와 같이, 다른 프로파일과 독립적인 형태로 별도의 무선 통신 인터페이스 프로파일을 운영할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 통신 인터페이스 프로파일에 각각의 무선 통신 인터페이스 서비스들이 정의되어 있고, 각각의 무선 통신 인터페이스 서비스는 무선 통신 인터페이스에 대한 정보들이 특성으로 정의되어 있다.
본 발명에서는 상기 도 14 및 상기 도 15에 도시된 GATT 구조의 무선 통신 인터페이스 정보를 통해서 다른 디바이스의 무선 통신 인터페이스의 정보를 읽어올 수 있으며, 읽어온 상기 무선 통신 인터페이스 정보를 기초로 상기 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 수행할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 LE 연결 과정을 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법 및 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 16 및 상기 도 17을 참조하면 두 디바이스가 BLE 페어링(Pairing)을 수행하지 않은 상태에서, Advertising 과정을 통해서 BLE 외의 무선 통신 인터페이스의 정보를 요청 및 제공받을 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200)는 BLE 페어링 전에 스캐닝 상태(Scanning State)로 존재하며, 상기 제 2 디바이스(300)는 광고 상태(Advertising State)로 존재한다.
상기 광고 상태에 있는 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 연결 절차를 수행하기 위해서 Advertising Channel을 통해 광고 메시지(Advertising message)를 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송할 수 있다(S1610).
상기 광고 메시지는 주변의 BLE 기능을 가진 디바이스들에게 상기 제 2 디바이스(300)를 알리기 위해 사용되며, 가능한 무선 통신 인터페이스의 정보가 포함될 수 있다.
상기 광고 메시지에 포함된 상기 무선 통신 인터페이스의 정보는 상기 도 7에서 설명한 비트 마스크(Bit_Mask)형태 또는 상기 도 9 및 도 10에서 설명한 데이터 스트림의 인터페이스 요약 정보가 포함될 수 있다.
상기 도 17의 (a)는 상기 광고 메시지 PDU의 일 예를 나타낸 것으로써, 상기 제 2 디바이스(300)의 무선 통신 인터페이스의 정보가 비트 마스크 형태로 포함되어 있는 것을 살펴볼 수 있다.
상기 AdvA 필드는 상기 광고 메시지 PDU가 어떤 타입의 PDU인지를 나타내는 값이 포함되어 있으며, 본 실시예에서 광고 메시지 PDU는 아래 타입의 PDU가 될 수 있다.
- ADV_IND
- ADV_NONCONN_IND
- ADV_SCAN_IND
- EXTENDED_ADV_IND
- LONG_ADV_NONCONN_IND
위의 EXTENDED_ADV_IND 및 LONG_ADV_NONCONN_IND는 데이터 길이가 확장된 상기 ADV_IND 및 ADV_NONCONN_IND 타입이다.
상기 AdvData 필드는 상기 무선 통신 인터페이스의 정보가 포함되는 것으로써, 정보 유형을 나타내는 Type 필드와 상기 Type에 해당되는 정보 값이 포함되는 Bitmask 필드를 포함한다.
상기 Type 필드는 Supported Tech, Status 또는 Availability 정보 중 하나가 포함될 수 있다. 상기 Supported Tech 필드는 지원 가능한 무선 통신 인터페이스 정보를 포함하고, 상기 Status 필드는 지원 가능한 무선 통신 인터페이스의 동작 상태 정보를, 상기 Availability 필드는 상기 지원 가능한 무선 통신 인터페이스가 이용가능한지 여부와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
상기 광고 메시지를 통해서 상기 제 2 디바이스(300)가 지원 가능한 무선 통신 인터페이스가 무엇인지 확인한 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 확인된 무선 통신 인터페이스 또는 무선 인터페이스의 정보 중에서 상세 정보가 필요한 경우, 상기 제 2 디바이스(300)에게 무선 통신 인터페이스에 대한 정보를 스캔 요청을 통해 요청한다(S1620).
상기 스캔 요청 PDU는 상기 표 1의 타입 중에서 SCAN_REQ 타입을 가질 수 있으며, 또는 상기 SCAN_REQ의 확장 형태인 LONG_SCAN_REQ 타입을 가질 수 있다.
상기 제 2 디바이스(300)는 요청 받은 무선 통신 인터페이스의 상세 정보를 스캔 응답을 통해서 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송할 수 있다(S1630).
상기 도 17의 (b)는 상기 스캔 응답 메시지 PDU의 일 예를 나타낸 것으로써, 상기 제 2 디바이스(300)의 무선 통신 인터페이스 상세정보가 상기 스캔 응답 메시지 PDU에 포함되어 있는 것을 살펴볼 수 있다.
상기 스캔 응답 메시지 PDU는 AdvA 필드 및 ScanRspData 필드를 포함하고 있다.
상기 AdvA 필드는 상기 스캔 응답 PDU의 타입을 나타내는 것으로써, 상기 표 1의 타입 중에서 SCAN_RSP 타입을 가질 수 있으며, 또는 상기 SCAN_RSP 타입의 확장 형태인 LONG_SCAN_RSP 타입을 가질 수 있다.
상기 ScanRspData 필드는 상기 제 1 디바이스(200)가 요청한 상기 무선 통신 인터페이스의 정보 종류를 나타내는 Type 필드와 상기 정보 종류의 상세 정보를 포함하고 있는 Data 필드를 포함하고 있다.
상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 전송된 상세 정보에 기초하여 상기 무선 통신 인터페이스의 커넥션 절차를 수행할 수 있다(S1640).
상기 도 18은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE 연결 과정을 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 18을 참조하면, 상기 도 16에서 설명한 BLE 연결 절차를 통해서 블루투스 BR/EDR의 정보를 교환하여 블루투스 BR/EDR의 연결절차를 수행할 수 있다.
상기 도 18의 S 1810 단계 내지 S1830 단계는 상기 도 16의 S1610 단계 내지 S1630 단계와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
상기 제 2 디바이스(300)로부터 스캔 응답 메시지를 통해서 블루투스 BR/EDR에 대한 정보를 획득한 상기 제 1 디바이스(200)는 블루투스 BR/EDR 연결 절차를 수행하기 위해 상기 제 2 디바이스(300)와 커넥션 및 서비스 시작 커맨드를 교환한다(S1840).
이후, 상기 제 1 디바이스(200)는 블루투스 BR/EDR을 연결하기 위해 페이징 절차(Paging Procedure)를 수행한다.
상기 페이징 절차에서 BR/EDR 페이징 상태(paging state)로 진입하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 페이징 스캔 상태(paging scan state)로 진입한다.
상기 제 1 디바이스(200)는 페이징 상태에서 상기 제 2 디바이스(300)에게 ID 페킷을 전송한다(S1850).
상기 제 2 디바이스(300)는 상기 제 1 디바이스가 전송한 상기 ID 패킷을 수신하면, 상기 제 1 디바이스(200)는 BR/EDR 페이징 상태의 BR/EDR 마스터 응답 상태로 진입하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 BR/EDR 페이징 상태의 BR/EDR 슬레이브 상태로 진입하게 된다.
이후 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 ID 패킷을 전송한 채널에서 두번째 ID 패킷을 전송한다(S1860).
상기 두번째 ID 패킷을 수신한 상기 제 2 디바이스(300)는 주파수 동기화를 위해서 FHS(Frequency Hopping Synchronization) 패킷을 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송한다(S1870).
상기 페이징 절차가 완료되면, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BR/EDR 연결 상태로 전환된다.
이후, 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 제 1 디바이스(200)의 호핑 패턴으로 전환되며, 이를 확인하기 위하여 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)에게 Poll 패킷을 전송한다(S1880). 상기 Poll 패킷을 수신한 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 Poll 패킷에 대한 응답으로 데이터 패킷을 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송하며, 블루투스 BR/EDR 연결 절차를 종료하게 된다.
이와 같은 방법을 통해서 상기 제 1 디바이스(200) 및 제 2 디바이스(300)는 블루투스 BR/EDR 연결 절차를 수행할 수 있으며, 별도의 인쿼리 절차를 수행하지 않고도 BLE를 통해서 상대방 디바이스를 찾을 수 있다.
도 19은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 19을 참조하면, 디바이스간 BLE를 통해서 BLE 외의 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환하여 커넥션을 형성할 수 있다.
구체적으로 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 앞에서 설명한 BLE 커넥션(또는 Pairing) 절차를 수행하여 BLE 커넥션을 형성한다(S1910).
상기 BLE 커넥션을 형성한 상기 제 1 디바이스(200)는 마스터 디바이스(Master Device)로 동작하게 되고, 상기 제 2 디바이스(300)는 슬레이브 디바이스(Slave Devcie)로 동작하게 된다.
상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스의 역할은 상황에 따라 변경될 수 있다.
상기 BLE 커넥션을 형성한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE와는 다른 무선 통신 인터페이스를 연결하고자 하는 경우, 상기 BLE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환할 수 있다(S1920).
이때, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 GATT Profile 등 상기 도 9 내지 상기 도 15에서 설명한 방법을 이용하여 상기 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환할 수 있다.
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 시작 커맨드를 교환하고(S1930), 교환한 정보를 기초로 상기 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 수행하게 된다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 20을 참조하면, 상기 도 19에서 설명한 BLE를 통해서 블루투스 BR/EDR의 정보를 교환하여 블루투스 BR/EDR의 연결절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, BLE 연결이 형성되기 전에 상기 제 1 디바이스(200)는 이니시에이팅 상태(Initiating State)로 존재하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 애드버타이징 상태(Advertising State)로 존재한다.
상기 애드버타이징 상태에서 상기 제 2 디바이스(300)는 주변 디바이스에게 자신을 알리기 위해 애드버타이징 메시지를 전송한다(S2010).
상기 애드버타이징 메시지를 수신한 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)와 BLE 커넥션을 형성하기 위해 상기 제 2 디바이스(300)에게 커넥션 요청 메시지를 전송한다(S2020).
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 커넥션 상태로 진입하게 되며, 데이터를 송수신할 수 있다.
상기 BLE 커넥션이 형성된 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 외에 다른 무선 통신 인터페이스의 연결을 하고자 하는 경우, BLE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환할 수 있다(S2030).
이때, 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 도 9 내지 상기 도 15에서 설명한 방법으로 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환할 수 있다. 상기 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 블루투스 BR/EDR 연결을 위한 시작 커맨드를 교환한다(S2040).
이후, 상기 제 1 디바이스(200)는 블루투스 BR/EDR을 연결하기 위해 페이징 절차(Paging Procedure)를 수행한다.
상기 페이징 절차에서 BR/EDR 페이징 상태(paging state)로 진입하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 페이징 스캔 상태(paging scan state)로 진입한다.
이하, S2050 단계 내지 S2090 단계는 상기 도 18의 S1850 단계 내지 S1890 단계와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
도 21은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE 연결 절차 및 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 21를 참조하면, 두 디바이스가 BLE 페어링(Pairing)을 수행하지 않은 상태에서 광고 절차(Advertising Procedure)를 통해서 간단한 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환한 뒤, 상기 무선 통신 인터페이스의 상세정보가 필요한 경우, BLE 페어링(Pairing) 후에 상기 무선 통신 인터페이스의 상세 정보를 교환할 수 있다.
구체적으로 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 페어링 절차를 수행하지 않아 BLE 연결이 되어있지 않고, 상기 제 1 디바이스(200)는 스캐닝 상태(Scanning State)로, 상기 제 2 디바이스(300)는 애드버타이징 상태(Advertising State)로 존재한다.
상기 제 2 디바이스(300)는 상기 도 16에서 설명한 바와 같이 광고 PDU를 통해서 상기 제 1 디바이스(200)에게 자신이 지원 가능한 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환할 수 있다(S2110).
상기 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 페어링 절차를 수행하여, BLE 링크를 형성할 수 있다(S2120).
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 무선 통신 인터페이스의 상세 정보가 필요한 경우, BLE 링크를 통해서 상기 도 9 내지 상기 도 15에서 설명한 방식을 통해 상기 무선 통신 인터페이스의 상세 정보를 교환할 수 있다(S2130).
상기 무선 통신 인터페이스의 상세 정보를 교환한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 시작 커맨드를 교환한 뒤(S2140), 상기 무선 통신 인터페이스의 정보에 기초하여 상기 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 수행할 수 있다.
상기 도 21에서 설명한 방법은 상기 도 16과 상기 도 18의 방법을 혼합한 형태로 BLE 연결 절차의 효율성과 즉시성 및 BLE 링크를 통한 상위 계층에서의 정보 교환 역시 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE 연결 절차 및 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 22을 참조하면, 상기 도 21에서 설명한 BLE를 통해서 블루투스 BR/EDR의 정보를 교환하여 블루투스 BR/EDR의 연결절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, BLE 연결이 형성되기 전에 상기 제 1 디바이스(200)는 이니시에이팅 상태(Initiating State)로 존재하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 애드버타이징 상태(Advertising State)로 존재한다.
상기 제 2 디바이스(300)는 애드버타이징 상태에서 상기 BLE 외의 무선 통신 인터페이스 연결을 형성하고자 하는 경우 상기 제 1 디바이스에게 상기 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환할 수 있다(S2200).
상기 무선 통신 인터페이스의 정보는 상기 도 7에서 설명한 비트 마스크(Bit_Mask)형태 또는 상기 도 9 및 도 10에서 설명한 데이터 스트림의 인터페이스 요약 정보가 포함될 수 있다.
상기 무선 통신 인터페이스의 정보를 교환한 상기 제 1 디바이스(200)는 이니시에이팅 상태(Initiating State)로 진입하게 된다.
상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 연결 절차를 수행하기 위해서 애드버타이징 메시지를 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송한다(S2210).
상기 애드버타이징 메시지를 통해 상기 제 2 디바이스(300)를 인식하게된 상기 제 1 디바이스(200)는 BLE 연결을 위한 커넥션 요청 메시지를 상기 제 2 디바이스(300)에게 전송하고(S2200), 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스는 커넥션 상태로 진입하게 된다.
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE를 통해서 상기 도 9 내지 상기 도 15에서 설명한 방법을 이용하여 무선 통신 인터페이스의 상세 정보를 교환하고(S2230), 연결 절차를 수행하기 위해 시작 커맨드를 교환한다(S2240).
이후, 상기 제 1 디바이스(200)는 블루투스 BR/EDR을 연결하기 위해 페이징 절차(Paging Procedure)를 수행한다.
상기 페이징 절차에서 BR/EDR 페이징 상태(paging state)로 진입하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 페이징 스캔 상태(paging scan state)로 진입한다.
이하, S2250 단계 내지 S2290 단계는 상기 도 18의 S1850 단계 내지 S1890 단계와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE 연결 과정을 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타내는 흐름도이다.
상기 도 23을 참고하면, BLE 외의 무선 통신 인터페이스가 활성화 되어 있는 경우, 디바이스는 BLE를 통해서 상대방 디바이스가 지원 가능한 무선통신 인터페이스의 정보를 획득하여 상기 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 연결이 성립되어 있지 않는 상태이다.
상기 제 1 디바이스(200)는 주변의 다른 BLE 통신이 가능한 디바이스를 인식하기 위해서 스캐닝 상태(Scanning State)로 진입하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 애드버타이징 상태(Advertising State)로 진입하게 된다.
이때, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)의 무선 통신 인터페이스는 활성화 상태로 존재한다.
상기 스캐닝 상태의 제 1 디바이스(200)와 애드버타이징 상태의 상기 제 2 디바이스(300)는 지원 가능한 무선 통신 인터페이스의 정보를 BLE 연결이 되지 않은 상태에서 교환할 수 있다(S2300).
상기 제 1 디바이스(200)가 지원 가능한 무선 통신 인터페이스의 정보를 수신한 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 제 1 디바이스에게 광고 PDU를 전송한다(S2310).
상기 광고 PDU는 상기 제 1 디바이스(200)의 스캔 요청 메시지 전송을 위한 것일 수 도 있고, 핸드오버를 위한 메시지일 수도 있다.
만약 상기 광고 PDU가 스캔 요청 PDU 전송을 위한 PDU인 경우, 상기 광고 PDU는 상기 도 16 및 상기 도 17에서 설명한 광고 PDU의 데이터 포맷과 동일한 형태를 가질 수 있다.
하지만 상기 광고 PDU가 핸드오버를 위한 PDU인 경우, 상기 광고 PDU의 타입은 별도의 타입을 가지게 되며, 상기 표 1의 Reserved 값 중 하나를 가지게 된다.
또한, 상기 광고 PDU가 핸드오버를 위한 PDU인 경우, 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 광고 PDU에 포함되어 있는 정보를 통해서 핸드오버 절차가 진행할 것이라는 정보를 획득할 수 있다.
상기 광고 PDU를 수신한 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)가 지원하는 무선 통신 인터페이스의 상세 정보를 요청하기 위해 스캔 요청 PDU를 상기 제 2 디바이스(300)에게 전송한다(S2320).
상기 스캔 요청 PDU는 상기 도 16 및 도 17에서 설명한 타입을 가진다.
상기 스캔 요청 PDU를 수신한 상기 제 2 디바이스(300)는 요청 받은 무선 통신 인터페이스의 상세정보를 스캔 응답 PDU를 통해서 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송한다(S2330).
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 무선 통신 인터페이스의 정보에 기초하여 연결 절차를 수행하고, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 무선 통신 인터페이스를 통해서 연결되게 된다.
도 24 및 도 25는 본 명세서에서 제안하는, 데이터 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 24 및 상기 도 25를 참조하면, 본 명세서에서 사용되는 광고 PDU의 또 다른 두 가지 실시예를 살펴볼 수 있다. 각 실시예에 포함되는 AdvA 필드는 앞에서 설명한 상기 도 16 및 상기 도 17의 AdvA 필드 또는 상기 도 23에서 설명한 AdvA 필드와 동일할 수 있다.
상기 도 24 및 상기 도 25의 광고 PDU는 AdvData 필드는 Service Data 필드, SDO ID/SIG ID 필드, Length 필드를 포함할 수 있다.
상기 SDO ID/SIG ID 필드는 무선 통신 인터페이스의 종류를 나타내며, Length 필드는 PDU 필드의 길이를 나타낸다.
아래 표 5는 상기 SDO ID/SIG ID에 포함될 수 있는 무선 통신 인터페이스 종류의 일 예를 나타낸다.
SDO/SIG ID Description
1 Wi - Fi
2 Wi - Fi Direct
3 WFDS Print
4 WFDS Display
5 Wi - Fi Display
6 NFC
7 Classic Bluetooth
8 WiGig
9 Zigbee
10 Future Interface
또한, 상기 도 24 (a) 및 상기 도 25의 AdvData 필드는 PDU 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 PDU 필드는 무선 통신 인터페이스의 간단한 정보를 포함하는 필드로써, 상기 무선 통신 인터페이스의 종류에 따라 다른 정보를 포함한다.
만약 상기 무선 통신 인터페이스가 블루투스 BR/EDR인 경우, 상기 PDU 필드는 BR/EDR 헤더 필드 및 Entire Contents 필드를 포함한다.
상기 BR/EDR 헤더 필드는 무선 통신 인터페이스의 상세 정보가 어떤 메시지에 포함되어 있는지를 나타낸다.
아래 표 6는 상기 BR/EDR 헤더의 일 예를 나타낸다.
7th bit 6th bit 5th bit 4th bit 3rd bit 2nd bit 1st bit
MD1 MD0 TBD
아래 표 7은 상기 6번째 7번째 비트에 따른, 무선 통신 인터페이스의 상세 정보 위치의 일 예를 나타낸다.
6번째 비트 값 7번째 비트 값 상세 정보 위치
0 0 No More Data
0 1 More Data in Scan Response
1 0 More Data in GATT information
1 1 More Data in Scan response and GATT information
상기 도 24 (b) 및 상기 도 25 (b)의 광고 PDU는 Common Header 필드 및 SDO Specific Content 필드를 더 포함할 수 있다.
사기 Common Header 필드는 상기 BR/EDR 필드와 동일한 포맷을 가지고 있으며, 상기 SDO Specific Content 필드는 무선 통신 인터페이스의 세부 정보를 얻기 위해 필요한 정보가 포함되어 있을 수 있다.
예를 들어, 상기 무선 통신 인터페이스가 블루투스 BR/EDR인 경우, 상기 SDO Specific Content에는 FHS(Frequency Hopping Synchronization) 정보가 포함되어 있을 수 있다.
상기 설명한 광고 PDU는 본 명세서의 실시예에서 전체적으로 사용될 수 있다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 통해서 무선 통신 인터페이스의 정보를 제공하는 방법의 또 다른 일 예를 나타내는 흐름도이다.
상기 도 26을 참조하면, 무선 통신 인터페이스가 비활성화 되어있는 상태에서 블루투스 LE 연결단계를 통해 무선 통신 인터페이스의 간략한 정보를 교환하고, 블루투스 LE 연결 이후, 상위 레이어의 데이터 전송 방법을 통해 상기 무선 통신 인터페이스의 상세 정보를 교환할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 연결이 성립되어 있지 않는 상태이다.
상기 제 1 디바이스(200)는 주변의 다른 BLE 통신이 가능한 디바이스를 인식하기 위해서 스캐닝 상태(Scanning State)로 진입하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 애드버타이징 상태(Advertising State)로 진입하게 된다.
이때, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)의 무선 통신 인터페이스는 비활성화 상태로 존재한다.
상기 스캐닝 상태의 제 1 디바이스(200)와 애드버타이징 상태의 상기 제 2 디바이스(300)는 지원 가능한 무선 통신 인터페이스의 정보를 BLE 연결이 되지 않은 상태에서 교환할 수 있다(S2610).
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 연결 절차를 통해서 BLE 연결 상태로 진입하게 된다.
BLE 연결 상태에서 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 무선 통신 인터페이스의 상세 정보를 획득하기 위해 상기 제 2 디바이스(300)에게 GATT Read 요청을 전송한다(S2620).
상기 제 2 디바이스(300)는 상기 제 1 디바이스(200)로부터 요청 받은 정보를 GATT Read 응답을 통해 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송할 수 있다(S2630).
상기 무선 통신 인터페이스의 상세 정보가 포함된 GATT Read 응답을 수신한 상기 제 1 디바이스(200)는 Anchor Point 정보 또는 Delay Value 정보를 교환하기 위해 상기 제 2 디바이스(300)에게 GATT Write 요청을 전송하고(S2640), 상기 GATT Write 요청에 대한 응답으로 GATT Write 응답을 수신한다(S2650).
이때, 상기 Anchor Point 정보와 상기 Delay Value 정보는, 세 가지 방법으로 교환될 수 있다.
첫 번째로, 상기 제 1 디바이스(200)가 자신의 Anchor Point 정보 및/또는 Delay Value 정보를 GATT Write 요청에 포함시켜 상기 제 2 디바이스(300)에게 전송하고, 상기 제 2 디바이스(300)도 자신의 Anchor Point 정보 및/또는 Delay Value 정보를 GATT Write 응답에 포함시켜 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송하여 Anchor Point 및/또는 Delay Value 정보를 공유한다.
두 번째로, 상기 제 1 디바이스(200)가 자신의 Anchor Point 정보 및/또는 Delay Value 정보를 GATT Write 요청에 포함시켜 상기 제 2 디바이스(300)에게 전송하고, 상기 제 2 디바이스(300)는 전송된 정보에 맞추어 Anchor Point 및/또는 Delay Value 값을 설정할 수 있다.
세 번째로, 상기 제 2 디바이스(300)가 자신의 Anchor Point 정보 및/또는 Delay Value 정보를 GATT Write 응답에 포함시켜 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송하고, 상기 제 1 디바이스(200)는 전송된 정보에 맞추어 Anchor Point 및/또는 Delay Value 값을 설정할 수 있다.
상기 Anchor Point는 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 언제 시작할 것인지와 관련된 정보이고, 상기 Delay Value는 상기 GATT Write 응답을 전송 또는 수신한 이후에 얼마 뒤에 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 시작할 것인지와 관련된 정보이다.
상기 세 가지 방법 중 하나의 방법으로 Anchor Point 또는 Delay Value를 공유한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 비활성화 되어 있는 무선 통신 인터페이스를 연결시키기 위해 활성화 시킨다.
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 Anchor Point로 설정되어 있는 시기 또는 상기 GATT Write 응답의 수신/전송으로부터 Delay Value 만큼 지난뒤에 상기 무선 통신 인터페이스의 연결 절차를 수행하여(S2660), 상기 무선 통신 인터페이스의 연결 상태가 된다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는, UI(User Interface)의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 27 (a)와 같이 TV(300-1), 헤드셋(300-2), 밴드(300-3), 프로젝터(300-4) 등과 같은 디바이스들은 다양한 무선 인터페이스를 포함하고 있다.
예를 들면, TV(300-1)의 경우, Bluetooth BR/EDR, Bluetooth LE, Wi-Fi, 또는 Wi-Fi Direct를 위한 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있고, Headset(300-2)의 경우, Bluetooth BR/EDR 또는 Bluetooth LE를 위한 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
이와 같은 무선 통신 인터페이스들은 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300) 간의 무선 통신이 가능하도록 앞에서 설명한 다양한 실시예를 통해서 디바이스들을 연결시켜준다.
이때, 상기 제 1 디바이스(200)에 포함되어 있는 BLE를 이용하여 주변의 디바이스를 검색하는 경우, 주변 디바이스들은 BLE를 이용하여 자신이 어떤 무선 통신 인터페이스를 포함하고 있는지 상기 제 1 디바이스(200)에게 알려준다.
상기 도 27 (b)는 상기 제 1 디바이스(200)에 의해 검색된 주변 디바이스들과 검색된 디바이스들이 포함하고 있는 무선통신 인터페이스의 종류가 상기 제 1 디바이스(200)에 표시되는 것을 보여준다.
상기 제 1 디바이스(200)에 표시된 무선 통신 디바이스와 인터페이스를 사용자가 선택하면, 선택된 무선 통신 인터페이스의 연결 절차가 수행되고, 상기 선택된 무선 통신 인터페이스를 통해서 제 1 디바이스와 선택된 디바이스가 연결되게 된다.
아래 표 8은 본 명세서의 실시 예에서 사용되는 커맨드(Command)의 일 예를 나타낸 표이다.
Name Description
Power On 사용자가 사용하기 원하는 인터페이스가 Off 상태일 경우 On 시키는 명령어
Power Off 사용자가 사용하기 원하는 서비스가 종료되었을 경우 인터페이스를 Off 시키는 명령어
Information Update 인터페이스의 정보가 변경되었을 경우 BLE에 저장된 인터페이스의 정보를 최신화 시키는 명령어
Time out 일정 시간 내에 핸드오버 절차가 수행 완료되지 못할 경우 해당 동작을 중지
Direct Connection Delay 없이 즉각적으로 다른 인터페이스에 대한 연결 수행
Handover Start 핸드오버를 수행하라는 명령어
Handover End 핸드오버된 인터페이스의 서비스를 중단시키는 명령어
Reason Request 핸드오버 실패시 실패 요인에 대한 원인을 요청하는 명령어
Authority setting 연결 대상 기기의 제어 권한을 설정하는 명령어
Force Disconnection 연결 대상 기기가 타 기기들과 연결되어 있을 경우 해당 연결을 Disconnect 하는 명령어
Security setting 각 인터페이스 별 보안 강도를 설정하는 명령어
도 28은 본 명세서에서 제안하는, 무선 통신 인터페이스 사이에 채널 맵을 공유하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
두 디바이스가 무선 통신 인터페이스간 핸드오버를 하는 경우 기존에 사용하던 채널 맵과는 별도로 핸드오버 후에 새롭게 채널 맵을 형성하는 것은 비효율적이다.
따라서, 별도의 채널 맵 파라미터를 두어서 핸드오버 전의 채널맵을 기반으로 핸드오버 후에 채널 맵을 형성할지, 새롭게 채널 맵을 형성할 지 결정하여 효율적으로 채널 맵을 생성할 수 있다.
상기 채널 맵 파라미터는 핸드오버 전의 채널 맵을 기반으로 핸드오버 후에 채널 맵을 구성할지, 아니면 새롭게 채널 맵을 구성할지 여부를 나타낸다.
예를 들면, 상기 도 28에 나타난 바와 같이, (a) BLE에서 Bluetooth BR/EDR로 핸드오버하는 경우, 상기 채널 맵 파라미터가 True 값이면 기존 BLE에서 사용하던 채널 맵을 기반으로 Bluetooth BR/EDR 채널맵을 구성할 수 있다.
하지만, (b) 상기 채널 맵 파라미터가 False 값이면 기존 BLE에서 사용하던 채널 맵을 사용하지 않고 새롭게 채널 맵을 구성하여 사용할 수 있다.
이와 같은 방법을 통하면, 핸드 오버 전의 채널맵을 기반으로 사용하기 때문에 채널 맵을 생성하기 위한 시간 및 전력 소모를 감소시켜, 효율적으로 채널 맵을 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는, 무선 통신 인터페이스 사이에 채널 맵을 공유하는 방법의 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
상기 도 29를 참조하면, 두 디바이스가 무선 통신 인터페이스의 핸드오버를 수행하는 경우, 기존 채널 맵을 기반으로 핸드오버 후 채널 맵을 형성할 지 여부를 결정할 수 있다.
이때, 상기 제 1 디바이스(200)는 기존 채널 맵을 기반으로 채널 맵을 형성하고 상기 제 2 디바이스(300)는 새로운 채널 맵을 형성한다면, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)간 통신이 원활히 이루어 질 수 없게 된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 상기 도 28에서 설명한 채널 맵 파라미터 정보를 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)가 교환하여 새로운 채널 맵 형성을 결정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 커넥션을 형성하고 있다(S2910). 상기 BLE 커넥션을 형성한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 통신을 위한 채널 맵을 형성하고 있을 수 있다.
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 앞에서 설명한 실시예 중 하나를 통해 Bluetooth BR/EDR로 핸드오버 절차를 수행하여(S2920), Bluetooth BR/EDR 커넥션을 형성하게 된다.
이때, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 핸드오버 절차를 통해서 상기 채널 맵 파라미터 값을 교환한다.
상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 채널 맵 파라미터의 값이 True로 셋팅되어 있으면, 핸드오버 전의 채널 맵을 기반으로 채널 맵을 구성하고, 상기 채널 맵 파라미터의 값이 Fasle 값으로 셋팅되어 있으면, 새로운 채널 맵을 구성하여 Bluetooth BR/EDR 통신을 수행하게 된다.
이와 같은 방법을 통해서 각 디바이스가 채널 맵 형성 방법이 달라서 생기는 채널 맵 호완성 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 30은 본 명세서에서 제안하는, 무선 통신 인터페이스간에 서비스 가능 범위를 알려주는 방법의 일 예를 나타낸다.
상기 제 1 디바이스(200)가 BLE를 통해서 주변 디바이스를 검색하고, 검색된 상기 제 2 디바이스(300)와 BLE외의 다른 무선 통신 인터페이스로 핸드오버를 수행할 수 있다.
이때, 상기 도 30의 (a)와 같이 BLE 서비스 영역보다 핸드오버 하고자 하는 무선 통신 인터페이스의 서비스 영역이 더 넓은 경우, 핸드오버 이후 서비스 제공에 문제가 없다.
하지만 상기 도 30의 (b)와 같이 BLE의 서비스 영역이 핸드오버 하고자 하는 무선 통신 인터페이스의 서비스 영역이 더 작은 경우, 핸드오버 이후 서비스를 제공할 수 없는 문제점이 발생한다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 BLE를 통해 주변 디바이스 및 주변 디바이스의 무선 통신 인터페이스를 검색할 때, 상기 무선 통신 인터페이스의 서비스 범위를 알려 줄 수 있다.
즉, BLE를 통해서 주변 디바이스 검색 및 주변 디바이스의 무선 통신 인터페이스 정보를 검색할 때, 상기 무선 통신 인터페이스의 서비스 가능 범위와 관련된 정보를 나타내는 파라미터를 전송할 수 있다.
상기 파라미터를 통해서 무선 통신 인터페이스의 서비스 영역을 판단하여, 서비스 가능한 경우에만 핸드오버를 수행함으로써 핸드오버 이후에 서비스를 제공할 수 없는 문제점을 해결 할 수 있다.
만약, 상기 파라미터의 값을 정확하게 산출할 수 없는 경우, BLE 외의 무선 통신 인터페이스의 전송 파워(Transmission Power)와 같은 정보를 통해 서비스 가능 영역을 추정할 수 있다.
도 31은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 BR/EDR의 FHS(Frequency Hopping Synchronization) 정보를 블루투스 LE를 통해서 교환하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 31을 참조하면, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 BLE 커넥션 절차를 통해서 BLE 커넥션을 형성한다(S3110).
상기 BLE 커넥션을 형성한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 FHS(Frequency Hopping Synchronization) 정보를 교환하고(S3120), 상기 교환된 FHS 정보를 GATT data base에 저장할 수 있다.
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 GATT data base에 저장된 FHS 정보를 기초로 BLE에서 Bluetooth BR/EDR로 핸드오버 절차를 수행하여(S3130), Bluetooth BR/EDR 커넥션 상태가 된다(S3140).
이와 같은 방법을 통해서, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 Bluetooth BR/EDR 연결이 되지 않은 상황에서 FHS 정보를 교환하지 않고, 연결에 필요한 정보들을 교환하여 바로 핸드오버를 수행할 수 있다.
도 32는 블루투스 LE와 Wi-Fi간의 전력 소모를 나타낸 도이다.
상기 도 32를 참조하면, 블루투스 LE와 Wi-Fi의 두 가지 인터페이스(interface)를 함께 사용하는 환경에서, 각 장치의 활성화에 따른 에너지 소모를 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 도 32의 (a)는 디바이스에서 블루투스 LE와 Wi-Fi Direct가 활성화되어 있는 상황에서, Wi-Fi Display 서비스를 수행하는 경우를 나타낸다. 이 경우는, 이미 블루투스 LE 및 Wi-Fi Direct가 활성화 되어 있는 상황이기 때문에, 후에 Wi-Fi Display 서비스를 수행하기 전까지 소모되는 전력이 많다.
하지만, 도 32의 (b)를 살펴보면, 평상시에는 블루투스 LE만 활성화 시키고 나머지 인터페이스(예를 들어, Wi-Fi)는 비활성화 시켰다가, 필요 시에만 개별 인터페이스를 활성화 시켜 서비스를 수행하는 경우를 나타낸다.
예를 들면, 블루투스 LE와 Wi-Fi 중 에너지 효율이 높은 블루투스 LE를 항상 활성화 되어 있는 인터페이스로 지정하고(Always-On Interface), 평상시에는 블루투스 LE만 활성화(Activate)시키고 Wi-Fi 인터페이스는 비활성화(Inactivate, 또는 Sleep/Power Off) 상태를 유지시킨다.
이후, Wi-Fi Direct를 통한 Wi-Fi Display(Miracast) 기능이 필요한 경우, 블루투스 LE를 통하여 상대 장치의 Wi-Fi Direct 및 Wi-Fi Display 지원 여부를 탐색(Discovery) 한 후, 자신과 대상 장치의 Wi-Fi 인터페이스를 활성화(또는 Power-On) 시킨 다음, Wi-Fi Direct Association 절차를 거쳐 최종적으로 Wi-Fi Display 기능을 수행한다.
이러한 방법의 경우, 평상시에는 블루투스 LE만 활성화 되어 있는 상태이기 때문에 전력 소비가 상기 도 32의 (a) 비해 감소되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 이러한 평상시에 에너지 효율이 높은 인터페이스만 활성화 시켰다가 필요시 상기 에너지 효율이 높은 인터페이스를 통해서 다른 외부 인터페이스를 활성화 시킴으로써 에너지 효율을 높이는 방법을 제안한다.
도 33는 Wi-Fi Direct의 연결과정을 나타낸 도이다.
상기 도 33을 참조하면, Wi-Fi Direct 중 Wi-Fi Display(Miracast) 사용의 경우를 예를 들어 설명한다. Wi-Fi Direct의 Wi-Fi Display 서비스의 경우, Wi-Fi Direct 검색 절차를 통해서 제 2 디바이스(300)를 검색하게 된다(S3310).
상기 제 2 디바이스(300)를 검색한 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스와 그룹 오너 협상 절차를 통해서 그룹 오너를 결정하고(S3320), AP-STA(Access Point Station) 협상 및 접속 절차를 수행하게 된다(S3330).
이후, IP Address 획득 절차(S3340) 및 Wi-Fi Display 협상 및 접속 절차(S3350)를 거치게 되고, Video 스트리밍(Streaming) 절차를 통해서 Wi-Fi Display 서비스를 제공하게 된다(S3360).
상기 Wi-Fi Direct의 검색 절차에서는 2.4GHz 대역에서 3개의 Social Channel을 운영하며, 모든 장치는 이중 하나를 결정하여 해당 Social Channel에서 대상 장치로부터의 Probe Request를 수신하기 위해서 대기한다.
하지만, 모든 장치는 대상 장치가 어느 Social Channel에서 Listen 하고 있는지 알지 못하기 때문에, Listen Channel에서의 대기와 각 Social Channel로의 호핑(Hopping)을 동시에 진행한다. 따라서, 이 과정에서 많은 시간 및 전력을 소모하게 된다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 상기 Wi-Fi Direct 검색 절차를 블루투스 LE 또는 블루투스 BR/EDR을 통해서 수행하게 된다. 즉, 블루투스 LE 또는 BR/EDR을 통해 각 장치가 자신의 Listen Channel 등의 정보를 교환한 후, 실제 Wi-Fi Direct 접속 절차에서는 대상 장치의 Listen Channel을 찾는 단계를 간소화하여 Wi-Fi Direct 연결 시간 및 전력 소비를 감소하는 방안을 제안한다.
본 발명은, 상기 Wi-Fi Display에 국한되는 내용은 아니다.
도 34은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 일 예를 간략하게 나타낸 도이다.
상기 도 34를 참조하면, 블루투스 LE를 통해서 Wi-Fi Direct를 연결하는 방법을 간략하게 살펴볼 수 있다.
구체적으로, 제 1 디바이스(200) 및 제 2 디바이스(300)는 평상시에 블루투스 LE만 활성화 되어 있고, 다른 인터페이스들은 비활성화 되어 있는 상태이다.
이후, Wi-Fi Direct를 연결할 필요가 있는 경우, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 블루투스 LE를 통해서 상대방 디바이스의 탐색 및 Wi-Fi Direct 연결을 위한 정보를 교환하기 위해서 디스커버리 및 디바이스 케이퍼빌리티(capability) 교환 절차를 수행하게 된다(S3410).
상기 절차를 통해서 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 Wi-Fi Direct 연결을 위한 상대방 디바이스의 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스의 Listen Channel에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 이를 통해 상기 Listen Channel에서 Probe request를 전송할 수 있다.
이후, 블루투스 LE를 통한 그룹 오너를 결정하기 위한 롤 협상 과정을 거치게 된다(S3420).
그룹 오너가 결정되게 되면, 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 각각 자신의 Wi-Fi Direct 인터페이스를 활성화(또는 Awake)시키게 되고, Wi-Fi Direct를 통해서 데이터를 송/수신할 수 있게 된다(S3430).
도 35는 본 명세서에서 제안하는, Wi-Fi Direct 연결과정에서 블루투스 LE를 이용하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
Wi-Fi Direct를 이용한 Wi-Fi Display 서비스 제공의 경우, Wi-Fi Direct 서비스를 지원하기 위한 주변 디바이스 검색 과정 및, 검색된 디바이스와 Wi-Fi Direct/Display를 연결하는 과정으로 나눠질 수 있다.
상기 주변 디바이스 검색 과정 및 상기 Wi-Fi Direct/Display 연결 과정에서 소모되는 시간을 측정해보면, Wi-Fi Direct 기기 검색 절차에서 대략 5초 내지 9초가 소모되며, 상기 Wi-Fi Direct/Display 연결 과정에서 대략 7초 내지 9초가 소모된다.
이때, 상기 Wi-Fi Direct 기기검색 과정을 블루투스 LE를 통해서 수행하게 되면, 절차에서 소모되는 시간을 감소 시킬 수 있다.
즉, 상기 도 34에서 설명한 바와 같이 블루투스 LE를 통해서 상기 제 2 디바이스(300)와 Wi-Fi Direct 연결을 위한 정보(예를 들면, Listen channel 정보)를 교환함으로써, Listen Channel을 찾는데 소모되는 시간을 줄일 수 있다.
도 36은 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE의 연결절차 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 36을 참조하면, 블루투스 LE의 연결절차에서 송/수신되는 메시지를 통해서 Wi-Fi Direct 연결을 위한 정보를 획득함으로써, Wi-Fi Direct의 연결절차에서 소모되는 시간 및 전력을 감소 시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 에너지 효율이 높은 블루투스 LE는 활성화 되어 있는 상태이고, 나머지 인터페이스는 비활성화 상태로 존재한다.
이후, 블루투스 LE의 연결을 위해서 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 광고 상태가 되고, 인터페이스 탐색 절차, 세부 정보 요청 절차 및 핸드오버 절차를 통해서 Wi-Fi Direct 연결을 수행하게 된다. 이하, 각 절차에 대해서 살펴본다.
인터페이스 탐색 절차
인터페이스 탐색 절차는 각 디바이스의 이용 가능 인터페이스에 대한 정보를 교환하기 위한 절차로써, 상기 광고 상태에서 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 제 1 디바이스(200)에게 광고 메시지를 전송한다(S3610). 상기 광고 메시지는 광고 패킷(Advertising Packet)을 통해서 상기 제 2 디바이스(300)가 지원하는 인터페이스 종류, 온/오프 상태, 사용가능 여부 등을 알려주기 위한 메시지이다.
상기 인터페이스 탐색 절차에서 상기 제 2 디바이스(300)는 자신에게 요청될지 모르는 핸드오버 동작을 제공하기 위하여 위와 같은 정보를 제공한다.
이때, 각 장치의 에너지 효율에 대한 고려가 다를 수 있기 때문에 광고 간격(Advertising Interval)은 디바이스마다 다를 수 있다.
도 37은 본 명세서에서 제안하는, 광고 메시지에 대한 데이터 포맷의 일 예를 나타낸 도이다. 상기 도 37을 참조하면, 상기 광고 메시지 PDU의 타입은 아래와 같은 타입을 가질 수 있다.
- ADV_IND
- ADV_NONCONN_IND
- EXTENDED_ADV_IND
- LONG_ADV_NONCONN_IND
상기 광고 메시지 PDU의 AdvData 필드는 위에서 설명한 정보가 포함되는 필드로써, D_Type 필드와 D_Flag 필드로 구성될 수 있다.
상기 D_Flag 필드는 상기 도 7 및 상기 표 1, 표 2에서 설명한 인터페이스 정보가 Bit_Mast 형태로 포함되어 있다.
상기 D_Type 필드는 상기 D_Flag의 타입을 결정하는 값으로, 아래 표 9과 같은 정보가 상기 도 7에서 설명한 Bit_Mask 형태로 포함되어 있다.
Value Type
0 Un_used
1 Supported Tech
2 Status(On/Off)
3 Availability
4 Sharable
상기 광고 메시지를 통해 전송되는 정보들은 주기적으로 전송 되야 하기 때문에 상기 Bit_Mask 형태로 전송되면 소모되는 전력을 줄일 수 있다.
상기 광고 메시지를 통하여 상기 제 2 디바이스(300)로부터 인터페이스 관련 정보를 획득한 상기 제 2 디바이스는 필요에 따라 세부 정보 요청 절차를 통해서 특정 인터페이스에 대한 구체적인 정보를 획득할 수 있다.
세부 정보 요청 절차
상기 세부 정보 요청 절차는 상기 인터페이스 탐색 절차를 통해 수집된 인터페이스들의 정보를 기초로 특정 인터페이스의 세부 정보를 요청하기 위해 수행된다.
상기 세부 정보 요청 절차는 상기 특정 인터페이스로의 핸드오버를 위해 필요할 수도 있으며, 단지, 세부정보만을 요청하기 위해서 수행될 수 있다.
상기 블루투스 LE 연결 절차에서 세부 정보 요청 절차를 수행하기 위해, 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)에게 스캔 요청을 전송한다(S3620).
상기 스캔 요청을 수신한 상기 제 2 디바이스는 요청 받은 특정 인터페이스에 대한 정보를 스캔 응답에 포함하여 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송한다(S3630).
도 38은 본 명세서에서 제안하는, 인터페이스의 세부 정보 요청에 대한 응답 메시지의 데이터 포맷의 일 예를 나타낸다.
상기 스캔 응답메시지의 타입은 SCAN_RSP 또는 LONG_SCAN_RSP 타입을 가질 수 있다.
상기 SCAN_RSP 타입은 데이터 크기의 제한이 있기 때문에, 상기 도 38의 (a)와 같이 Wi-Fi 연결 절차에 필요한 필수 데이터만으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 SCAN_RSP는 Network Type 정보, Peer 디바이스의 MAC 주소, Listen Channel, Channel 종류, SSID 또는 Security 타입 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 LONG_SCAN_RSP 타입은 포함할 수 있는 데이터수의 크기가 상기 SCAN_RSP 타입보다 상대적으로 크기 때문에, 상기 도 38의 (b)와 같은 정보들이 모두 포함될 수 있다.
상기 LONG_SCAN_RSP 타입의 스캔 응답에서 More Data for service 필드는 Wi-Fi Direct의 서비스 종류에 따른 데이터가 포함될 수 있다.
상기 세부 정보 요청 절차는 필수적인 절차가 아닌 필요에 따라 수행될 수 있는 절차이다. 상기 세부 정보 요청 절차를 통해서 인터페이스에 대한 세부 정보를 얻은 상기 제 1 디바이스(200)는 핸드오버 절차를 통해 상기 제 2 디바이스(300)와 Wi-Fi 연결을 할 수 있다.
이하 핸드오버 절차에 대해서 살펴본다.
핸드오버 절차
상기 세부 정보 요청 절차를 수행한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 Wi-Fi Direct 연결을 위해서 Wi-Fi 인터페이스를 활성화(또는 ON) 시키고 Wi-Fi Direct로 핸드오버를 수행하게 된다(S3640).
도 39 내지 도 41은 본 명세서에서 제안하는, 상기 도 36의 핸드오버 절차 및 데이터 포맷을 구체적으로 나타낸 도이다.
구체적으로, 상기 블루투스 LE가 연결되지 않은 상태에서는 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)가 블루투스 LE의 데이터 채널(Data Channel)로 진입하기 않았기 때문에, 광고 채널(Advertising Channel) 내에서만 모든 절차를 수행해야 한다.
따라서, 상기 도 39와 같이 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 광고 채널을 통해서 상기 제 2 디바이스(300)에게 Wi-Fi Direct로의 핸드오버를 위한 요청 메시지를 전송한다(S3910).
이때, 상대 기기의 인터페이스가 비활성화(또는 오프) 상태일 경우 상기 인터페이스를 활성화(또는 온)시켜줄 명령이 필요할 수 있기 때문에 상기 요청 메시지는 상기 제 2 디바이스(300)의 인터페이스를 활성화 시키는 명령을 포함할 수 있다.
상기 도 41에 도시된 바와 같이 상기 요청 메시지의 PDU는 상대방 디바이스, 즉 상기 제 2 디바이스 주소 정보를 포함하는 Peer ADDR 필드와, 핸드오버에 필요한 정보를 포함하고 있는 Data 필드로 구성될 수 있다.
상기 데이터 필드는 상기 도 37에서 설명한 D_Flag 필드와 CMD 필드로 구성될 수 있다.
상기 CMD 필드는 아래 표 10와 같이 상기 핸드오버에 필요한 명령을 포함하고 있다.
Value Type
0 Un-Used
1 Interface ON
2 Interface OFF
3 Handover Start
4 Handover Terminate
5 Timeout
만약, 상기 인터페이스의 상태가 활성화(또는 온)되어 있는 경우에는 상기 명령이 필요하지 않을 수 있다.
상기 요청 메시지를 수신한 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 응답 메시지를 상기 제 1 디바이스(200)에게 전송할 수 있다(S3920). 이때 상기 응답 메시지는 상기 요청메시지에 포함되어 있던 명령의 결과를 포함할 수 있다.
상기 도 41의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 응답 메시지는 상대방 디바이스, 즉 상기 제 1 디바이스(200)의 주소 정보가 포함된 Peer ADDR 필드와, 데이터가 포함된 데이터 필드로 구성될 수 있다.
상기 데이터 필드는 Result 필드와 Reason 필드로 구성될 수 있는데, 상기 Result 필드는 상기 요청 메시지에 포함된 명령의 결과를 나타내고, 상기 Reason 필드는 상기 결과에 대한 이유를 포함하고 있다.
아래 표 11은 상기 Result 필드에 포함될 수 있는 값의 일 예를 나타내고, 상기 표 12은 상기 Reason 필드에 포함될 수 있는 값의 일 예를 나타낸다.
Value Description
1 Success
2 Fail
Value Description
1 Interface Busy
2 Not Supported
3 Authority Fail
4 Security Fail
5 TimeOut
6 Cannot Connect
7 Channel Busy
8 Command Error
9 No Reason
상기 요청 메시지와 응답 메시지를 교환한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 요청 명령을 수행하고 해당 인터페이스를 연결하여 서비스를 제공할 수 있다.
예를 들면, 상기 도 39에서는 Wi-Fi 인터페이스를 활성화(또는 온)시키고 Wi-Fi Direct 연결을 형성하여 서비스를 제공하게 된다(S3930).
상기 도 40은 별도의 명령 없이 바로 인터페이스 연결을 형성하는 방법이다.
예를 들어, 상기 인터페이스가 ON 되어 있는 경우, 상기 인터페이스를 ON 시키는 명령은 별도로 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 세부 정보 요청 절차 이후 바로 연결을 형성하여 서비스를 제공할 수 있다(S4010).
이와 같이 상기 도 36내지 상기 도 41에서 설명한 방법은 블루투스 LE의 연결 절차에서 광고 채널(Advertising Channel)에서 수행하는 방식이다.
이러한 방식은, 상기 제 1 디바이스(200) 와 상기 제 2 디바이스(300)는 블루투스 LE 연결을 통해 데이터 채널로 진입할 필요가 없으며, 광고(Advertising)와 스캐닝(Scanning)등 광고 채널(Advertising Channel)에서만 동작하게 된다. 따라서, 별도의 블루투스 LE 연결을 하지 않아도 된다
도 42는 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 42를 참조하면, 상기 도 36 내지 상기 도 41에서 설명한 상기 인터페이스 탐색 절차와 상기 세부 정보 요청 절차를 광고 채널(Advertising Channel)에서 수행하고, 핸드오버 절차는 블루투스 LE 연결 이후 수행할 수 있다.
이하 단계 S4210 내지 단계 S4230은 상기 도 36의 단계 S3610 내지 단계 S3630과 동일하므로 설명을 생략한다.
구체적으로, 상기 세부 정보 요청 절차를 수행한 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스에게 블루투스 LE의 연결을 위해 연결 요청 메시지를 전송한다(S4240). 상기 연결 요청 메시지를 수신한 상기 제 2 디바이스(300)는 이에 대한 응답으로 상기 제 1 디바이스(200)에게 연결 응답 메시지를 전송하고(S4250), 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 블루투스 LE 커넥션을 형성하게 된다.
이후, 상기 블루투스 LE 커넥션을 형성한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 데이터 채널(Data Channel)에서 GATT(Generic Attribute Profile) 형태로 데이터를 교환할 수 있다.
상기 데이터 채널(Data Channel)에서 GATT 형태로 데이터를 교환, 즉 데이터를 읽어(Read)오거나, 데이터를 쓰기(write) 위해서 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 GATT read request/response 또는 GATT write request/response와 같은 메시지를 이용할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 Wi-Fi로 핸드오버를 위해 GATT 형태의 메시지를 교환하게 된다(S4260).
상기 GATT 형태의 메시지를 교환한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 Wi-Fi 인터페이스의 활성화 등과 같은 상기 GATT 형태의 메시지에 포함된 핸드오버와 관련된 명령을 실행하고, 상기 Wi-Fi 커넥션을 형성하여 서비스를 제공할 수 있다(S4270).
이와 같은 방법은, 데이터 채널로 진입하여, 프로파일 레벨(Profile level)로 데이터를 교환하기 때문에 데이터의 크기와 형식에 제한이 없지만, 블루투스 LE 커넥션을 형성해야 수행할 수 있다.
도 43는 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 43을 참조하면, 상기 도 36 내지 상기 도 41에서 설명한 상기 인터페이스 탐색 절차는 광고 채널(Advertising Channel)에서 수행하고, 상기 세부 정보 요청 절차 및 핸드오버 절차는 블루투스 LE 연결 이후 수행할 수 있다.
이하, 단계 S4310, S4320 및 S4330은 상기 도 42의 단계 S4210, S4240 및 S4250과 동일하므로 설명을 생략한다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 블루투스 LE 커넥션을 형성한 뒤, 데이터 채널(Data Channel)로 이동하여 상기 도 42에서 설명한 GATT 형태의 메시지를 통하여, 세부 정보 요청 절차 및 핸드오버 절차를 수행하게 된다(S4340).
즉, 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 GATT read request/response 또는 GATT write request/response와 같은 메시지를 통해 특정 인터페이스의 세부 정보를 요청하고 획득할 수 있으며, 핸드오버와 관련된 명령과 그에 대한 응답을 주고 받을 수 있다.
상기 GATT 형태의 메시지를 교환한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 Wi-Fi 인터페이스의 활성화 등과 같은 상기 GATT 형태의 메시지에 포함된 핸드오버와 관련된 명령을 실행하고, 상기 Wi-Fi 커넥션을 형성하여 서비스를 제공할 수 있다(S4350).
이와 같은 방식은, 상기 도 42에서 설명한 방식과 다르게 핸드오버 절차뿐만 아니라, 세부 정보 요청 절차까지 GATT 형태의 프로파일 레벨(Profile Level)로 수행하게 된다. 따라서, 상기 세부 정보 요청 절차를 수행함에 있어서, 상기 도 36 및 상기 도 42와는 다르게 데이터 크기에 제약이 없지만, 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE 커넥션을 형성해야 한다.
도 44는 본 명세서에서 제안하는, 연결된 블루투스 LE를 통해서 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 44를 참조하면, 상기 도 36 내지 상기 도 41에서 설명한, 인터페이스 탐색 절차, 상기 세부 정보 요청 절차 및 핸드오버 절차는 블루투스 LE 연결 이후 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 에너지 효율이 높은 블루투스 LE는 활성화 되어 있는 상태이고, 나머지 인터페이스는 비활성화 상태로 존재한다.
이후, 블루투스 LE의 연결을 위해서 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 광고 상태가 되고, 상기 제 2 디바이스(300)는 앞에서 설명한 광고 절차(Advertising Procedure)를 수행하기 위해 광고 메시지를 전송한다(S4410). 상기 광고 메시지를 통해 상기 제 2 디바이스(300)를 인식하게 된 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)와 블루투스 LE 커넥션을 형성하기 위해 상기 제 2 디바이스(300)에게 연결 요청 메시지를 전송한다(S4240).
상기 연결 요청 메시지를 수신한 상기 제 2 디바이스(300)는 이에 대한 응답으로 상기 제 1 디바이스(200)에게 연결 응답 메시지를 전송하고(S4250), 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 블루투스 LE 커넥션을 형성하게 된다.
상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 블루투스 LE 커넥션을 형성한 뒤, 데이터 채널(Data Channel)로 이동하여 상기 도 42에서 설명한 GATT 형태의 메시지를 통하여, 인터페이스 탐색 절차, 세부 정보 요청 절차 및 핸드오버 절차를 수행하게 된다(S4440).
즉, 상기 제 1 디바이스(200) 및 상기 제 2 디바이스(300)는 GATT read request/response 또는 GATT write request/response와 같은 메시지를 통해, 지원 가능한 인터페이스 및 서비스와 관련된 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 GATT read request/response 또는 상기 GATT write request/response와 같은 메시지를 통해 특정 인터페이스의 세부 정보를 요청하고 획득할 수 있으며, 핸드오버와 관련된 명령과 그에 대한 응답을 주고 받을 수 있다.
아래 표 13은 상기 도 42 내지 상기 도 44의 GATT 형태의 프로파일 레벨로 전달될 수 있는 정보 및 커맨드의 일 예를 나타낸다.
Characteristic Name Mandatory Properties
EI (External Interface )Type Read
EI Name Read
EI Capability Read
Wi-Fi(WiGig) Channel Class Read
Wi-Fi(WiGig) Operation(Listen) Channel Read, Write
EI Power Save Mode Read, Write
EI Security Type Read, Write
EI Security Mode Read, Write
EI Security Information Read, Write
Authority Read, Write
EI Status Read
EI Activate Write
EI Activate All Write
EI Terminate Write
EI Terminate All Write
EI Activate Delay Read, Write
EI Local Address Read
EI Peer Address Read
EI BSSID Read
Duty Cycle(Sleep/Wakeup) Read, Write
Instant Operation Read, Write
EI Handover Start Write
EI Handover Terminate Write
EI Information Read, Write
EI Information Update Read, Write
Reason for Handover Fail Read
Force Disconnect Write
WPS Information Read, Write
IP Network Information Read, Write
RTSP Port Read, Write
RTSP Information Read, Write
RTP Port Read, Write
RTP Information Read, Write
Docking Information Read, Write
Remained Energy Read
Supplied Power Type Read
WFDS SEND Information Read, Write
WFDS DISPLAY Information Read, Write
WFDS PRINT Information Read, Write
Docking Peripheral Num Read, Write
Docking Peripheral Group Read, Write
Docking Capability Read
Service Version Read
Sharable Read
Concurrent Operation Status Read
EI Channel Status Read
EI Tx Power Read, Write
Wi-Fi(WiGig) SSID Read, Write
WPS Configuration Method Read, Write
WPS Role Read, Write
WPS UI Type Read
WFDS DISPALY Information Read, Write
상기 GATT 형태의 메시지를 교환한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 Wi-Fi 인터페이스의 활성화 등과 같은 상기 GATT 형태의 메시지에 포함된 핸드오버와 관련된 명령을 실행하고, 상기 Wi-Fi 커넥션을 형성하여 서비스를 제공할 수 있다(S4450).
이와 같은 발명은 인터페이스 탐색 절차부터 GATT 형태의 프로파일 레벨(Profile Level)로 수행해야 되기 때문에, 모든 외부 인터페이스에 대한 파악은 블루투스 LE 커넥션을 수행해야만 가능하다.
하지만, 상기 제 2 디바이스(300) 및 상기 제 1 디바이스(200)는 자신이 제공 가능한 인터페이스에 대한 정보를 주기적으로 전송할 필요가 없기 때문에, Idle 상태에서 전력 소모가 적고, 데이터 채널을 통해 정보를 교환하기 때문에 데이터 크기에 제한이 없다.
상기 도 36 내지 상기 도 44에서 설명한 방법을 통해서 Wi-Fi 또는 다른 인터페이스를 연결하는 경우, 평상시에는 에너지 효율이 높은 인터페이스(예를 들면, 블루투스 LE)만 활성화(또는 ON) 시켜놓고, 그 외의 다른 인터페이스는 비활성화(또는 OFF)시킴으로써, 에너지 소모를 감소시킬 수 있다.
또한, 블루투스 LE를 통해 다른 인터페이스의 연결 절차에 필요한 정보를 획득할 수 있어, 상기 다른 인터페이스의 연결 절차를 단축 시킬 수 있는 효과도 존재한다.
도 45는 본 명세서에서 제안하는, 블루투스 LE를 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 45를 참조하면, 상기 도 36내지 상기 도 44에서 설명한 인터페이스 탐색 절차 및 세부정보 교환 절차를 통해서 Wi-Fi Direct 연결을 수행할 수 있으며, 연결된 Wi-Fi Direct를 통해서 Wi-Fi Display 서비스를 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 블루투스 LE는 활성화(또는 ON)되어 있고, Wi-Fi는 비활성화(또는 OFF)되어 있는 상태이다.
이 상태에서 상기 제 1 디바이스(200)가 상기 제 2 디바이스(300)와 Wi-Fi Direct연결을 통한 Wi-Fi Display 서비스를 제공하고자 하는 경우, 상기 도 36 내지 상기 도 44에서 설명한 인터페이스 탐색 절차(S4500), 및 세부 정보 교환 절차를 수행할 수 있다(S4510).
상기 인터페이스 탐색 절차(S4500), 및 상기 세부 정보 교환 절차(S4510)를 수행한 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 상기 도 36 내지 상기 도 44에서 설명한 핸드오버 절차를 수행하여 Wi-Fi를 활성화(또는 온) 할 수 있다(S4520).
이후, 상기 제 1 디바이스(200)와 상기 제 2 디바이스(300)는 FIND/SEARCH 절차를 통해서 Wi-Fi Display가 지원되는지 여부를 탐색하고(S4530), 3-way GO negotiation 과정을 통해서 그룹 오너를 결정한다(S4540).
그 뒤, Probing/Authentication/Association 절차(S4550), EAP/Key Exchange 절차(S4560), DHCP Configuration 절차(S4570), 및 RTSP:Capability Negotiation<M1 ~ M8> 절차(S4580)를 수행하여 상기 제 1 디바이스(200)는 상기 제 2 디바이스(300)에게 A/V Stream을 통해 Wi-Fi Display 서비스를 제공할 수 있다(S4590).
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 블루투스의 핸드오버에 관한 것으로서, 특히, 블루투스 LE(Low Energy) 또는 BR/EDR 기술을 이용하여 Wi-Fi Direct를 연결하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템에서 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 Wi-Fi Direct 커넥션을 형성하는 방법에 있어서, 제 1 디바이스에 의해 수행되는 방법은,
    제 2 디바이스로부터 Wi-Fi Direct와 관련된 정보를 포함하는 광고(Advertising) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 광고(Advertising) 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스에게 상기 Wi-Fi Direct의 세부 정보를 요청하기 위한 요청 메시지를 송신하는 단계;
    상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 세부 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 디바이스와 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 광고(Advertising) 메시지는 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션(Connection)을 위한 특정 채널을 통해 송신되고, 상기 정보는 Wi-Fi Direct를 나타내는 ID 정보, 상기 세부 정보의 위치 정보, 또는 상기 대체 통신 수단의 이용가능 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 정보는, 스캔 응답 메시지, GATT data base 또는 스캔 응답 메시지 및 GATT data base 중 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세부 정보는, Wi-Fi Direct 연결을 위한 채널 정보, 상기 제 2 디바이스의 MAC 주소 정보, 네트워크 타입 정보, 또는 채널 종류 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는, 상기 특정 채널을 통해 송수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 디바이스에게 블루투스 LE(Low Energy)연결 요청 메시지를 송신하는 단계;
    상기 블루투스 LE(Low Energy) 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 제 2 디바이스로부터 블루투스 LE(Low Energy) 연결 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션(Connection)을 형성하는 단계를 더 포함하되, 상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는 블루투스 LE(Low Energy)의 데이터를 송수신하기 위한 데이터 채널을 통해 송수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 디바이스에게 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 위한 연결 요청 메시지를 송신하는 단계; 및
    상기 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결 요청 메시지는, 상기 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 위한 커맨드(Command)를 포함하고,
    상기 응답 메시지는, 상기 커맨드에 대한 결과 정보 및 상기 결과 정보가 실패를 나타내는 경우, 실패에 대한 이유 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보는, Wi-Fi direct가 지원하는 서비스 정보를 더 포함하고, 상기 ID 정보, 상기 위치 정보, 상기 이용가능 정보 및 상기 서비스 정보는 비트 형태로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서, 블루투스 LE(Low Energy)를 통해서 Wi-Fi Direct 커넥션을 형성하는 방법에 있어서, 제1 디바이스는,
    외부와 유선 및/또는 무선으로 신호를 송수신하기 위한 통신부; 및
    상기 통신부와 기능적으로 연결되는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는,
    제 2 디바이스로부터 Wi-Fi Direct와 관련된 정보를 포함하는 광고(Advertising) 메시지를 수신하고,
    상기 광고(Advertising) 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스에게 상기 Wi-Fi Direct의 세부 정보를 요청하기 위한 요청 메시지를 송신하며,
    상기 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 세부 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하고,
    상기 제 2 디바이스와 Wi-Fi Direct 커넥션(Connection)을 형성하도록 제어하되,
    상기 광고(Advertising) 메시지는 블루투스 LE 커넥션(Connection)을 위한 특정 채널을 통해 송신되고, 상기 정보는 Wi-Fi Direct를 나타내는 ID 정보, 상기 세부 정보의 위치 정보, 또는 상기 대체 통신 수단의 이용가능 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 위치 정보는, 스캔 응답 메시지, GATT data base 또는 스캔 응답 메시지 및 GATT data base 중 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 세부 정보는, Wi-Fi Direct 연결을 위한 채널 정보, 상기 제 2 디바이스의 MAC 주소 정보, 네트워크 타입 정보, 또는 채널 종류 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는, 상기 특정 채널을 통해 송 수신되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제 2 디바이스에게 블루투스 LE(Low Energy) 연결 요청 메시지를 송신하고,
    상기 블루투스 LE(Low Energy) 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 제 2 디바이스로부터 블루투스 LE(Low Energy) 연결 응답 메시지를 수신하며,
    상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션(Connection)을 형성하도록 제어하되, 상기 요청 메시지 및 상기 응답 메시지는 블루투스 LE(Low Energy)의 데이터를 송수신하기 위한 데이터 채널을 통해 송수신되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제 2 디바이스에게 연결 요청 메시지를 송신하고,
    상기 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 연결 요청 메시지는, 상기 Wi-Fi Direct 연결을 위한 커맨드(Command)를 포함하고,
    상기 응답 메시지는, 상기 커맨드에 대한 결과 정보 및 상기 결과 정보가 실패를 나타내는 경우, 실패에 대한 이유 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 정보는, Wi-Fi direct가 지원하는 서비스 정보를 더 포함하고, 상기 ID 정보, 상기 위치 정보, 상기 이용가능 정보 및 상기 서비스 정보는 비트 형태로 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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