KR20220167162A - Uwb 서비스를 제공 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20220167162A
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uwb
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ranging
gate
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하태영
이민규
정수연
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시는 복수의 UWB 채널을 운용하는 방법을 개시한다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 제1 전자 장치의 방법은 제2 전자 장치로부터, UWB 채널에 대한 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지를 수신하고, UWB 채널에 대한 정보에 기초하여, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별하고, UWB 채널에 대한 정보에 기초하여, 제2 전자 장치와의 통신을 위해 사용될 UWB 채널을 식별할 수 있다. UWB 채널에 대한 정보는 영역을 지시하는 플래그 정보 및 지시된 영역에 대한 UWB 채널을 지시하는 채널 정보를 포함할 수 있다.

Description

UWB 서비스를 제공 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING UWB (ULTRA WIDE BAND) SERVICE}
본 개시는 UWB 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 UWB 서비스를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT (Internet of Things, 사물 인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터 (Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서는, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구된다. 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는, 기존의 IT(information technology) 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여, 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
무선 통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 효과적으로 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다. 예를 들어, UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 전자 디바이스들 간의 거리를 측정하는 레인징(ranging) 기술이 사용될 수 있다. UWB는, 무선 반송파를 사용하지 않고 기저 대역에서 수 GHz이상의 매우 넓은 주파수 대역을 사용하는 무선 통신 기술이다.
본 개시는 다중 사용자를 위한 UWB 서비스를 제공하기 위한 방안을 제시한다. 또한, 본 개시는 서비스 지연을 줄이기 위해 복수의 UWB 채널을 운용하는 방안을 제시한다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른, 제1 전자 장치의 방법은 제2 전자 장치로부터, UWB 채널에 대한 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지를 수신하는 단계; 상기 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별하는 단계; 및 상기 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여, 상기 제2 전자 장치와의 통신을 위해 사용될 UWB 채널을 식별하는 단계를 포함하며, 상기 UWB 채널에 대한 정보는 영역을 지시하는 플래그 정보 및 지시된 영역에 대한 UWB 채널을 지시하는 채널 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른, 제2 전자 장치의 방법은 UWB 채널에 대한 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지를 브로드캐스팅하는 단계; 및 상기 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여 결정된 UWB 채널을 이용하여 제1 전자 장치와 통신하는 단계를 포함하며, 상기 UWB 채널에 대한 정보는 영역을 지시하는 플래그 정보 및 지시된 영역에 대한 UWB 채널을 지시하는 채널 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 UWB 서비스를 제공하기 위한 방안을 통해, 다중 사용자를 위한 서비스를 효율적으로 제공할 수 있다. 또한, 본 개시의 복수의 UWB 채널을 운용하는 방안을 통해, 서비스 지연을 줄일 수 있다.
도 1은 UWB 장치의 예시적인 아키텍쳐을 나타낸다.
도 2는 UWB 장치를 포함하는 통신 시스템의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 3 은 UWB 통신을 위해 사용되는 프레임의 예시적인 구조를 나타낸다.
도 4 는 두 UWB 장치가 UWB 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 5 는 두 UWB 장치가 UWB 레인징을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 6 은 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 블록 및 라운드의 구조를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 게이트 서비스를 제공하는 시스템의 예시적인 아키텍쳐를 나타낸다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 게이트 시스템의 예시적인 동작 시나리오를 나타낸다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 게이트 시스템의 스마트 게이트 서비스 절차를 나타낸다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 게이트 서비스를 위해 사용되는 레인징 블록의 구조를 나타낸다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 게이트 시스템에서 복수의 UWB 채널을 운용하는 방법을 개시한다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 게이트 시스템에서 BLE advertisement 메시지를 이용하여 복수의 UWB 채널의 운용을 알리는 방법을 개시한다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 채널 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지의 일 예를 나타낸다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 전자 장치의 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 전자 장치의 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구조를 도시한 도면이다.
이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 개시의 실시 예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능할 수 있다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능할 수 있다.
이때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일부 실시 예에 따르면 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 일부 실시 예에 따르면, '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어 '단말' 또는 '기기'는 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선 송수신 유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시 예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있다. 또한, 단말은 M2M(Machine to Machine) 단말, MTC(Machine Type Communication) 단말/디바이스를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 상기 단말은 전자 장치 또는 단순히 장치라 지칭할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 개시의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 이하에서는 UWB를 이용하는 통신 시스템을 일례로서 본 개시의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 특성을 갖는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어, 블루투스 또는 지그비를 이용하는 통신 시스템 등이 이에 포함될 수 있을 것이다. 따라서, 본 개시의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
또한, 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
일반적으로 무선 센서 네트워크 기술은 인식 거리에 따라 크게 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 기술과 무선 사설망(Wireless Personal Area Network; WPAN) 기술로 구분된다. 이때, 무선랜은 IEEE 802.11에 기반한 기술로서, 반경 100m 내외에서 기간망(backbone network)에 접속할 수 있는 기술이다. 그리고, 무선 사설망은 IEEE 802.15에 기반한 기술로서, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 초광대역 통신(ultra wide band; UWB) 등이 있다. 이러한 무선 네트워크 기술이 구현되는 무선 네트워크는 복수의 전자 장치들로 이루어질 수 있다.
UWB는 기저 대역 상태에서 수 GHz 이상의 넓은 주파수 대역, 낮은 스펙트럼 밀도 및 짧은 펄스 폭(1~4 nsec)을 이용하는 단거리 고속 무선 통신 기술을 의미할 수 있다. UWB는 UWB 통신이 적용되는 대역 자체를 의미할 수도 있다. UWB는 장치들 간의 안전하고 정확한(secure and accurate) 레인징을 가능하게 한다. 이를 통해, UWB는 두 장치 간의 거리에 기반한 상대적 위치 추정 또는 (위치가 알려진) 고정 장치들로부터의 거리에 기반한 장치의 정확한 위치 추정을 가능하게 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 개시의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
"Application Dedicated File (ADF)"는 예를 들면, 어플리케이션이나 어플리케이션 특정 데이터(application specific data)를 호스팅(hosting)할 수 있는 Application Data Structure 내의 데이터 구조일 수 있다.
"Application Protocol Data Unit(APDU)"는 UWB 장치 내의 Application Data Structure와 통신하는 경우에 사용되는 명령(command) 및 응답(response)일 수 있다.
"application specific data"는 예컨대, UWB 세션을 위해 요구되는 UWB 컨트롤리 정보 및 UWB 세션 데이터를 포함하는 루트 레벨과 어플리케이션 레벨을 갖는 파일 구조일 수 있다.
"Controller"는 Ranging Control Messages (RCM) (또는, 제어 메시지)를 정의 및 제어하는 Ranging Device일 수 있다.
"Controllee"는 Controller로부터 수신된 RCM (또는, 제어 메시지)내의 레인징 파라미터를 이용하는 Ranging Device일 수 있다.
"Dynamic STS(Scrambled Timestamp Sequence) mode"는 "Static STS"와 달리, STS가 레인징 세션 동안 반복되지 않는 동작 모드일 수 있다. 이 모드에서 STS는 Ranging device에서 관리되고, STS를 생성하는 Ranging Session Key는 Secure Component에 의해 관리될 수 있다.
"Applet"는 예컨대, UWB 파라미터들과 서비스 데이터를 포함하는 Secure Component 상에서 실행되는 applet일 수 있다. 본 개시에서, Applet은 FiRa에 의해 정의된 FiRa Applet일 수 있다.
"Ranging Device"는 UWB 레인징을 수행할 수 있는 장치일 수 있다. 본 개시에서, Ranging Device는 IEEE 802.15.4z에 정의된 Enhanced Ranging Device (ERDEV) 또는 FiRa에 의해 정의된 FiRa Device일 수 있다. Ranging Device는 UWB device로 지칭될 수 있다.
"UWB-enabled Application"는 UWB 서비스를 위한 어플리케이션일 수 있다. 예를 들면, UWB-enabled Application는 UWB 세션을 위한, OOB Connector, Secure Service 및/또는 UWB 서비스를 구성하기 위한 Framework API를 이용하는 어플리케이션일 수 있다. 본 개시에서, "UWB-enabled Application"는 어플리케이션 또는 UWB 어플리케이션으로 약칭될 수 있다. UWB-enabled Application은 FiRa에 의해 정의된 FiRa-enabled Application일 수 있다.
"Framework"는 Profile에 대한 access, 개별 UWB 설정 및/또는 통지를 제공하는 컴포넌트일 수 있다. "Framework"는 예컨대, Profile Manager, OOB Connector, Secure Service 및/또는 UWB 서비스를 포함하는 논리적 소프트웨어 컴포넌트(logical software components)의 집합(collection)일 수 있다. 본 개시에서, Framework는 FiRa에 의해 정의된 FiRa Framework일 수 있다.
"OOB Connector"는 Ranging Device 간의 OOB(out-of-band) 연결(예컨대, BLE 연결)을 설정하기 위한 소프트웨어 컴포넌트일 수 있다. 본 개시예에서, OOB Connector는 FiRa에 의해 정의된 FiRa OOB Connector일 수 있다.
"Profile"은 UWB 및 OOB 설정 파라미터(configuration parameter)의 미리 정의된 세트일 수 있다. 본 개시에서, Profile은 FiRa에 의해 정의된 FiRa Profile일 수 있다.
"Profile Manager"는 Ranging Device에서 이용가능한 프로필을 구현하는 소프트웨어 컴포넌트일 수 있다. 본 개시에서, Profile Manager는 FiRa에 의해 정의된 FiRa Profile Manager일 수 있다.
"Service" 는 end-user에 서비스를 제공하는 use case의 implementation일 수 있다.
"Smart Ranging Device"는 옵셔널한 Framework API를 구현할 수 있는 Ranging Device 일 수 있다. 본 개시에서, Smart Ranging Device는 FiRa에 의해 정의된 FiRa Smart Device일 수 있다.
"Global Dedicated File(GDF)"는 USB 세션을 설정하기 위해 필요한 데이터를 포함하는 application specific data의 root level일 수 있다.
"Framework API"는 Framework와 통신하기 위해 UWB-enabled Application에 의해 사용되는 API일 수 있다.
"Initiator"는 레인징 교환(ranging exchange)을 개시하는 Ranging Device일 수 있다.
"Object Identifier(OID)"는 application data structure 내의 ADF의 식별자일 수 있다.
"Out-Of-Band(OOB)"는 하위(underlying) 무선 기술로서 UWB를 사용하지 않는 데이터 통신일 수 있다.
"Ranging Data Set(RDS)"는 confidentiality, authenticity 및 integrity가 보호될 필요가 있는 UWB 세션을 설정하기 위해 요구되는 데이터(예컨대, UWB 세션 키, 세션 ID 등)일 수 있다.
"Responder"는 레인징 교환에서 Initiator에 응답하는 Ranging Device일 수 있다.
"STS"는 레인징 측정 타임스탬프(ranging measurement timestamps)의 무결성 및 정확도(integrity and accuracy)를 증가시키기 위한 암호화된 시퀀스(ciphered sequence)일 수 있다. STS는 레인징 세션 키로부터 생성될 수 있다.
"Secure Channel"는 overhearing 및 tampering을 방지하는 데이터 채널일 수 있다.
"Secure Component"은 예컨대, dynamic STS가 사용되는 경우에, UWBS에 RDS를 제공하기 위한 목적으로 UWBS와 인터페이싱하는 정의된 보안 레벨을 갖는 엔티티(예컨대, SE 또는 TEE)일 수 있다.
"Secure Element(SE)"는 Ranging Device 내 Secure Component로서 사용될 수 있는 tamper-resistant secure hardware component일 수 있다.
"Secure Ranging"은 강한 암호화 동작을 통해 생성된 STS에 기초한 레인징일 수 있다.
"Secure Service"는 Secure Element 또는 TEE(Trusted Execution Environment)와 같은 Secure Component와 인터페이싱하기 위한 소프트웨어 컴포넌트일 수 있다.
"Service Applet"은 서비스 특정 트랜잭션을 다루는 Secure Component 상의 applet일 수 있다.
"Service Data"는 service를 구현하기 위해 두 ranging device 간에 전달될 필요가 있는 Service Provider에 의해 정의된 데이터일 수 있다.
"Service Provider"는 end-user에게 특정 서비스를 제공하기 위해 요구되는 하드웨어 및 소프트웨어를 정의하고 제공하는 엔티티일 수 있다.
"Static STS mode"는 STS가 세션 동안 반복되는 동작 모드로서, Secure Component에 의해 관리될 필요가 없다.
"Secure UWB Service(SUS) Applet"은 다른 Ranging device와 보안 UWB 세션을 가능하게 하기 위해 필요한 데이터를 검색하기 위해, applet과 통신하는 SE 상의 applet일 수 있다. 또한, SUS Applet은 해당 데이터(정보)를 UWBS로 전달할 수 있다.
"UWB Service"는 UWBS에 대한 접속(access)을 제공하는 소프트웨어 component일 수 있다.
"UWB Session"은 Controller 및 Controllee가 UWB를 통해 통신을 시작할때부터 통신을 정지할 때까지의 기간일 수 있다. UWB Session은 레인징, 데이터 전달 또는 레인징/데이터 전달 둘 모두를 포함할 수 있다.
"UWB Session ID"는 컨트로러와 컨트롤리 사이에 공유되는, UWB Session을 식별하는 ID(예컨대, 32 비트의 정수)일 수 있다.
"UWB Session Key"는 UWB Session을 보호하기 위해 사용되는 키일 수 있다. UWB Session Key는 STS를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 본 개시에서, UWB Session Key는 UWB Ranging Session Key(URSK)일 수 있고, 세션 키로 약칭될 수 있다.
"UWB Subsystem(UWBS)"는 UWB PHY 및 MAC 스펙을 구현하는 하드웨어 컴포넌트일 수 있다. UWBS는 Framework에 대한 인터페이스 및 RDS를 검색하기 위한 Secure Component에 대한 인터페이스를 가질 수 있다. 본 개시에서, UWB PHY 및 MAC 스펙은 예컨대, IEEE 802.15.4/4z를 참조하는 FiRa에 의해 정의된 FiRa PHY 및 FiRa MAC 스펙일 수 있다.
그리고, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시의 다양한 실시예들을 설명한다.
도 1은 UWB 장치의 예시적인 아키텍쳐를 나타낸다.
도 1의 UWB 장치(전자 장치)는 UWB 레인징(예컨대, UWB secure ranging)을 지원하는 Ranging Device일 수 있다. 일 실시예에서, Ranging Device는 IEEE 802.15.4z에 정의된 Enhanced Ranging Device (ERDEV) 또는 FiRa에 의해 정의된 FiRa Device일 수 있다.
도 1의 실시예에서, UWB 장치는 UWB 세션을 통해 다른 UWB 장치와 상호작용(interact)할 수 있다.
또한, UWB 장치는 UWB-enabled Application과 Framework 간의 인터페이스인 제1 인터페이스(Interface #1)를 구현할 수 있고, 제1 인터페이스는 UWB 장치 상의 UWB-enabled application이 미리 정해진 방식으로 UWB 장치의 UWB 성능들을 사용할 수 있게 해준다. 일 실시예에서, 제1 인터페이스는 Framework API 또는 proprietary interface일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, UWB 장치는 Framework와 UWB 서브시스템(UWBS) 간의 인터페이스인 제2 인터페이스(Interface #2)를 구현할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 인터페이스는 UCI(UWB Command Interface) 또는 proprietary interface일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, UWB 장치는 UWB-enabled Application, Framework, 및/또는 UWB MAC Layer와 UWB Physical Layer를 포함하는 UWBS를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 일부 엔티티가 UWB 장치에 포함되지 않거나, 추가적인 엔티티(예컨대, 보안 레이어)가 더 포함될 수 있다.
UWB-enabled Application은 제1 인터페이스를 이용하여 UWBS에 의한 UWB 세션의 설정을 트리거링할 수 있다. 또한, UWB-enabled Application은 미리 정의된 프로필(profile) 중 하나를 사용할 수 있다. 예를 들면, UWB-enabled Application은 FiRa에 정의된 프로필 중 하나 또는 custom profile을 사용할 수 있다. UWB-enabled Application은 제1 인터페이스를 사용하여, 서비스 발견(Service discovery), 레인징 통지(Ranging notifications), 및/또는 에러 컨디션(Error conditions)과 같은 관련 이벤트를 다룰 수 있다.
Framework는 Profile에 대한 access, 개별 UWB 설정 및/또는 통지를 제공할 수 있다. Framework는 소프트웨어 컴포넌트의 집합일 수 있다. 상술한 것처럼, UWB-enabled Application은 제1 인터페이스를 통해 프레임워크와 인터페이싱할 수 있고, 프레임워크는 제2 인터페이스를 통해 UWBS와 인터페이싱할 수 있다. Framework의 소프트웨어 컴포넌트는 예컨대, Profile Manager, OOB Connector, Secure Service 및/또는 UWB 서비스를 포함할 수 있다.
Profile Manager는 UWB 장치 상에서 이용 가능한 프로필을 관리하기 위한 역할을 수행할 수 있다. 프로필은 UWB 장치 사이에 통신을 설정하기 위해 요구되는 파라미터의 집합일 수 있다. 예를 들면, 프로필은 어떤 OOB 보안 채널이 사용되는지를 나타내는 파라미터, UWB/OOB 설정 파라미터, 특정 보안 컴포넌트의 사용이 맨데토리(mandatory)인지를 나타내는 파라미터 및/또는 ADF의 파일 구조와 관련된 파라미터를 포함할 수 있다.
OOB Connector는 UWB 장치들 간의 OOB 연결을 설정하기 위한 역할을 수행 할 수 있다. OOB Connector는 디스커버리 단계 및 연결 단계를 포함하는 OOB 단계를 다룰 수 있다. OOB 단계는 도 4를 참조하여 이하에서 설명한다.
Secure Service는 SE 또는 TEE와 같은 Secure Component와 인터페이싱하는 역할을 수행할 수 있다.
UWB Service는 UWBS를 관리하는 역할을 수행할 수 있다. UWB Service는 제2 인터페이스를 구현함으로써, Profile Manager에서 UWBS로의 access를 제공할 수 있다.
UWBS는 UWB MAC Layer와 UWB Physical Layer를 포함하는 하드웨어 컴포넌트일 수 있다. UWBS는 UWB 세션 관리를 수행하고, 다른 UWB 장치의 UWBS와 통신할 수 있다. UWBS는 제2 인터페이스를 통해 Framework와 인터페이싱할 수 있고, Secure Component로부터 RDS를 획득할 수 있다.
도 2는 UWB 장치를 포함하는 통신 시스템의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 통신 시스템은 제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치를 포함한다. 일 실시예에서, 제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치는 예컨대, 도 1의 UWB 장치 또는 도 1의 UWB 장치를 포함하는 전자 장치일 수 있다.
제1 UWB 장치는 예컨대, 사용자(예, 모바일 폰)에 의해 인스톨될 수 있는, 하나 이상의 UWB-enabled Application을 호스팅(host)할 수 있다. 이는 예컨대, Framework API에 기초할 수 있다. 제2 UWB 장치는 Framework API를 제공하지 않고, 예컨대, 특정 UWB-enabled Application를 구현하기 위해 proprietary interface를 이용할 수 있다. 한편, 도시된 것과 달리, 실시예에 따라서는, 제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치 모두가 Framework API를 이용하는 Ranging Device이거나, 제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치 모두가 proprietary interface를 이용하는 Ranging Device일 수도 있다.
제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치는 UWB-enabled Application Layer, Framework, OOB 컴포넌트, Secure Component 및/또는 UWBS를 포함할 수 있다. 한편, 본 개시에서, OOB 컴포넌트 및/또는 Secure Component는 옵셔널한 컴포넌트로서, 실시예에 따라서는 UWB 장치에 포함되지 않을 수 있다.
Framework는 프로필에 대한 access, 개별 UWB 설정 및/또는 통지를 제공하는 역할을 수행할 수 있다. Framework는 소프트웨어 컴포넌트의 집합으로서, 예컨대, Profile Manager, OOB Connector, Secure Service 및/또는 UWB 서비스를 포함할 수 있다. 각 컴포넌트의 설명은 상술한 설명을 참조한다.
OOB 컴포넌트는 OOB 통신(예컨대, BLE 통신)을 위한 MAC Layer 및/ Physical Layer를 포함하는 하드웨어 컴포넌트일 수 있다. OOB 컴포넌트는 다른 장치의 OOB 컴포넌트와 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치는 OOB 컴포넌트를 이용하여 OOB 연결(채널)을 생성할 수 있고, OOB 채널을 통해 UWB 세션을 설정하기 위한 파라미터들을 교환할 수 있다. 본 개시에서, OOB 컴포넌트는 OOB 서브시스템으로 지칭될 수 있다.
UWBS는 UWB MAC Layer와 UWB Physical Layer를 포함하는 하드웨어 컴포넌트일 수 있다. UWB 세션 관리를 수행하고, 다른 UWB 장치의 UWBS와 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치는 서로 교환된 파라미터들을 이용하여 UWBS를 통해 설정된 UWB 세션을 통해, UWB 레인징 및 서비스 데이터의 트랜잭션을 수행할 수 있다.
Secure Component는 RDS를 제공하기 위해 프레임워크 및/또는 UWBS와 인터페이싱하는 하드웨어 컴포넌트일 수 있다.
본 개시에서, UWB-enabled Application Layer 및/또는 Framework는 어플리케이션 프로세서(AP)(또는, 프로세서)에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시에서, UWB-enabled Application Layer 및/또는 Framework의 동작은 AP(또는, 프로세서)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다.
도 3은 UWB 통신을 위해 사용되는 프레임의 예시적인 구조를 나타낸다.
도 3a는 STS 패킷 설정이 적용되지 않은 프레임의 예시적인 구조를 나타내고, 도 3b는 STS 패킷 설정이 적용된 프레임의 예시적인 구조를 나타낸다. 일 실시예에서, 프레임은 레인징 데이터를 전달하기 위한 레인징 프레임(RFRAME)(예컨대, 레인징 개시/응답/파이널 메시지 등) 또는 다른 데이터(예컨대, 서비스 데이터 등)를 전달하기 위한 데이터 프레임일 수 있다.
도 3a를 참조하면, 프레임 또는 프레임을 전달하기 위한 PHY PDU(PPDU)는 동기 헤더(SHR), PHY 헤더(PHR) 및 PHY 페이로드(PSDU)를 포함할 수 있다. PSDU는 MAC 프레임을 포함하고, MAC 프레임은 MAC 헤더(MHR), MAC 페이로드 및/또는 MAC footer(MFR)을 포함할 수 있다. PPDU의 동기 헤더는 SYNC 필드 및 SFD(start-of-frame delimiter)를 포함할 수 있다. SFD 필드는 SHR의 끝(end) 및 데이터 필드의 시작을 지시하는 필드일 수 있다. PPDU 및 MAC 프레임에 포함된 각 엘리먼트/필드에 대한 설명은 IEEE 802.15.4/4z 및/또는 FiRa에 정의된 설명을 참조한다.
한편, UWB 장치의 PHY 레이어는 높은 density/낮은 전력 동작을 위해 감소된 on-air time을 제공하기 위한 옵셔널 모드를 포함할 수 있다. 이 경우, 프레임은 레인징 측정 타임스탬프의 integrity 및 accuracy를 증가시키기 위한, 암호화된 시퀀스(즉, STS)를 포함할 수 있다. 이 STS는 보안 레인징을 위해 사용될 수 있다.
STS 패킷 설정이 적용(지원)되는 경우의 PPDU(또는, 프레임)의 구조는 도 3b와 같을 수 있다.
도 3b를 참조하면, STS 패킷(SP) 설정 0인 경우(SP0), STS 필드는 PPDU에 포함되지 않는다(SP0 패킷). SP 설정 1인 경우(SP1), STS 필드는 STS는 SFD(Start of Frame Delimiter) 필드의 바로 뒤 및 PHR 필드의 앞에 위치된다(SP1 패킷). SP 설정 2인 경우(SP2), STS 필드는 PHY 페이로드 뒤에 위치된다(SP2 패킷). SP 설정 3인 경우(SP3), STS 필드는 SFD 필드 바로 뒤에 위치되고, PPDU는 PHR 및 데이터 필드(PHY 페이로드)를 포함하지 않는다(SP3 패킷). 즉, SP3의 경우, 프레임(또는, UWB 메시지)는 PHR 및 PHY 페이로드를 포함하지 않는다.
한편, SP0, SP1 및 SP3은 STS 패킷 설정이 지원되는 경우에 mandatory로 지원되어야 하는 설정이고, SP2은 optional하게 지원되는 설정일 수 있다.
도 4는 두 UWB 장치가 UWB 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 4의 실시예에서, 제1 UWB 장치는 컨트롤러(또는, 컨트롤리)의 역할을 수행할 수 있고, 제2 UWB 장치는 제1 UWB 장치의 반대의 역할인 컨트롤리(또는, 컨트롤러)의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 제1 UWB 장치는 initiator(또는, responder)의 역할을 수행할 수 있고, 제2 UWB 장치는 제1 UWB 장치의 반대의 역할인 responder(또는, initiator)의 역할을 수행할 수 있다.
(1) 도 4를 참조하면, 제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치는 UWB 단계 이전에, OOB 단계를 옵셔널하게(optionally) 수행할 수 있다. 본 개시에서, OOB 단계는 OOB 연결(connection) 단계로 지칭될 수 있다.
OOB 단계는 OOB 채널(예컨대, BLE 채널)을 통해 UWB 장치를 발견하고, UWB 세션을 설정 및 제어하기 위해 수행되는 단계일 수 있다.
일 실시예에서, OOB 단계는 다음 단계들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- UWB 장치 및 프로필을 발견하는 단계(device and profile discovery)
- OOB 연결(채널)을 설정하는 단계
- 메시지 및 데이터를 보안하기 위한 보안 채널을 설정하는 단계
- 보안 채널을 통해 UWB 세션을 설정하기 위한 파라미터(예컨대, UWB 성능 파라미터(컨트롤리 성능 파라미터), UWB 설정(configuration) 파라미터 및/또는 세션 키 관련 파라미터)를 교환하는 단계(파라미터 교환 단계)
일 실시예에서, 파라미터 교환 단계는 컨트롤리가 컨트롤러로 컨트롤리 성능 파라미터/메시지(UWB_CAPABILITY)를 전달하기 위한 단계, 컨트롤러가 컨트롤리로 UWB 설정 파라미터/메시지(UWB_CONFIGURATION)를 전달하기 위한 단계 및/또는 한 UWB 장치가 다른 UWB 장치로 UWB 세션을 보호하기 위한 세션 키 관련 파라미터/메시지(SESSION_KEY_INFO)를 전달하기 위한 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 컨트롤리(UWB) 성능 파라미터 및/또는 세션 키 파라미터는 컨트롤리로부터 컨트롤러로 전달되는 OOB 메시지인 컨트롤리 정보 메시지(CONTROLEE_INFO)에 포함되어 전송될 수 있다. 일 실시예에서, UWB 설정 파라미터 및/또는 세션 키 파라미터는 컨트롤러로부터 컨트롤리로 전달되는 OOB 메시지인 세션 데이터 메시지(SESSION_DATA)에 포함되어 전송될 수 있다.
컨트롤리 성능 파라미터(UWB_CAPABILITY)는 컨트롤리의 장치 성능에 대한 정보를 제공하는 적어도 하나의 파라미터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤리 성능 파라미터는 장치의 역할(Initiator 또는 Responder)의 지원에 대한 파라미터, 멀티 노드 지원에 대한 파라미터, STS 설정 지원에 대한 파라미터, 레인징 방법 지원에 대한 파라미터, RFRAME 특징 성능 파라미터, AoA(Angle of Arrival) 지원에 대한 파라미터, 및/또는 Scheduled Mode 지원에 대한 파라미터를 포함할 수 있다.
UWB 설정 파라미터(UWB_CONFIGURATION)는 UWB 세션의 설정을 위해 사용되는 적어도 하나의 파라미터를 포함할 수 있다. 예를 들면, UWB 설정 파라미터는 UWB 세션 ID 파라미터, 레인징 방법 파라미터, 멀티 노드 설정 파라미터, STS 설정 파라미터, Scheduled Mode 파라미터, ToF(time-of-flight) 리포트 파라미터, AoA 관련 파라미터, 레인징 라운드 별 슬롯의 수를 나타내는 파라미터, 슬롯 duration 파라미터, responder 슬롯 인덱스 파라미터, MAC 어드레스 모드 파라미터, 장치 MAC 어드레스 파라미터, 컨트롤리의 수를 나타내는 파라미터, 및/또는 목적지(DST) MAC 어드레스 파라미터를 포함할 수 있다.
세션 키 관련 파라미터(SESSION_KEY_INFO)는 Dynamic STS에 대한 세션 키 관련 파라미터 및/또는 Static STS에 대한 세션 키 관련 파라미터를 포함할 수 있다. 예를 들면, Dynamic STS에 대한 세션 키 관련 파라미터는 UWB 세션 키를 생성하기 위해 교환되는 데이터 또는 UWB 세션 키로서 직접 사용되는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, Static STS는 UWB-enabled 어플리케이션의 제공자인 벤더의 ID(Vendor ID) 및 UWB 장치에 대한 UWB-enabled 어플리케이션에 의해 선택된 미리 정의된 임의의 값(Static STS IV)을 포함할 수 있다. 벤더 ID는 Static STS를 위한 phyVupper64 파라미터를 설정하기 위해 사용될 수 있고, Static STS IV는 vUpper64 파라미터를 설정하기 위해 사용될 수 있다.
(2) 제1 UWB 장치 및 제2 UWB 장치는 UWB 단계를 수행할 수 있다. 본 개시에서, UWB 단계는 UWB 연결 단계로 지칭될 수 있다.
UWB 단계는 UWB 세션을 통해 UWB 레인징을 수행하고, 서비스 데이터를 전달하기 위해 수행되는 단계일 수 있다.
일 실시예에서, UWB 단계는 다음 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- UWB 세션을 시작하는 단계 (UWB Trigger)
- 두 UWB 장치 간의 거리/위치를 획득하기 위한 UWB 레인징을 수행하는 단계
- 서비스 데이터를 교환하는 단계(transaction)
한편, 상술한 것처럼, OOB 단계는 옵셔널한 단계로서, 실시예에 따라서는 생략될 수 있다. 예를 들면, UWB 장치의 발견 및/또는 UWB 세션의 설정과 제어가 UWB 채널(in-band)을 통해 수행되는 경우, OOB 단계는 생략될 수 있다. 예를 들면, In-band discovery가 수행되는 경우, OOB discovery를 수행하는 OOB 단계는 생략될 수 있다. 이 경우, UWB 단계는 UWB 채널을 통해 UWB 장치를 발견하고, UWB 세션 설정을 위한 파라미터를 교환하기 위한 동작을 더 수행할 수 있다.
도 5는 두 UWB 장치가 UWB 레인징을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 5a는 제1 UWB 장치가 컨트롤러/initiator로 동작하고, 제2 UWB 장치가 컨트롤리/responder로 동작하는 실시예를 나타내고, 도 5b는 제1 UWB 장치가 컨트롤러/responder로 동작하고, 제2 UWB 장치가 컨트롤리/initiator로 동작하는 실시예를 나타낸다.
도 5a 및 5b를 참조하면, 컨트롤러는 컨트롤리로 UWB 레인징을 위한 제어 메시지를 전송할 수 있다. 레인징 제어 메시지는 레인징 절차를 제어 및 설정하기 위한 레인징 파라미터(들)을 운반하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제어 메시지는 레인징 장치의 역할(예컨대, initiator 또는 responder)에 대한 정보, 레인징 슬롯 인덱스 정보 및/또는 레인징 장치의 주소 정보를 포함할 수 있다.
initiator는 UWB 레인징을 개시하기 위한 레인징 개시 메시지를 responder로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, initiator는 SP1 패킷 또는 SP3 패킷을 통해 레인징 개시 메시지를 전송할 수 있다. SP1 패킷을 통해 레인징 개시 메시지를 전송하는 경우, 제어 메시지가 레인징 개시 메시지의 PHY 페이로드에 포함되어 전송될 수 있다. SP3 패킷을 통해 레인징 개시 메시지를 전송하는 경우, 레인징 개시 메시지는 PHR 및 PHY 페이로드를 포함하지 않는다.
responder는 레인징 개시 메시지에 응답하여 레인징 응답 메시지를 initiator로 전송할 수 있다. 일 실시예에서, responder는 SP1 패킷 또는 SP3 패킷을 통해 레인징 응답 메시지를 전송할 수 있다. SP1 패킷을 통해 레인징 응답 메시지를 전송하는 경우, 제1 측정 보고 메시지(Measurement Report Message)가 레인징 응답 메시지의 PHY 페이로드에 포함되어 전송될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 측정 보고 메시지는 AoA 측정, responder에 의해 측정된 reply time 및/또는 responder 주소들과 responder들에 대한 round-trip time 측정들의 리스트를 포함할 수 있다. reply time 필드는 레인징 개시 메시지의 수신 시간 및 responder 측에서의 레인징 응답 메시지의 송신 시간 사이의 시간 차이를 지시할 수 있다. 이에 기초하여, SS-TWR(Single-sided two-way ranging)이 수행될 수 있다. SS-TWR을 통한 ToF의 계산은 IEEE 802.15.4z 또는 FiRa에 정의된 방식을 따른다.
DS-TWR(Double-sided two-way ranging)의 경우, initiator는 레인징 교환을 완성하기 위해 레인징 파이널 메시지(Ranging Final Message)를 responder로 더 전송할 수 있다. SP1 패킷을 통해 레인징 파이널 메시지를 전송하는 경우, 제2 측정 보고 메시지(Measurement Report Message)가 레인징 파이널 메시지의 PHY 페이로드에 포함되어 전송될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 측정 보고 메시지는 AoA 측정, 첫 번째(first) responder에 대한 round-trip time(First round-trip time) 및/또는 responder 주소들과 responder들에 대한 reply time 측정들의 리스트를 포함할 수 있다. Measurement Report Message의 송신자가 initiator인 경우, First round-trip time 필드는 initiator로부터의 레인징 개시 메시지 및 first responder로부터의 first 레인징 응답 메시지 사이의 시간 차이를 지시할 수 있다. 또는, Measurement Report Message의 송신자가 responder인 경우, First round-trip time 필드는 responder로부터의 레인징 응답 메시지 및 initiator로부터의 레인징 파이널 메시지 간의 시간 차이를 지시할 수 있다. 이에 기초하여, DS-TWR이 수행될 수 있다. DS-TWR을 통한 ToF(time-of-flight)의 계산은 IEEE 802.15.4z 또는 FiRa에 정의된 방식을 따른다.
한편, 실시예에 따라서는, 상술한 제1 측정 보고 메시지 및/또는 제2 측정 보고 메시지가 레인징 응답 메시지 및/또는 레인징 파이널 메시지에 포함되지 않고, 별도의 메시지를 통해 전송될 수 있다. 예를 들면, Non-deferred 모드가 적용된 경우, 측정 보고 메시지는 레인징 교환 이후에 데이터 프레임을 통해 전송될 수 있다.
한편, initiator와 responder는 미리 정해진 Schedule Mode에 따라 UWB 레인징을 수행할 수 있다. 예를 들면, time-scheduled ranging 모드인 경우, 컨트롤러는 모든 컨트롤리의 ID를 알고, 레인징 전송의 정확한 스케쥴을 지정할 수 있다. 다른 예를 들면, contention-based ranging 모드인 경우, 컨트롤러는 컨트롤리들의 수 및 ID를 모르고, 따라서, UWB 장치들은 서로 경쟁한다. 이 경우, 응답 장치들 간에 충돌이 발생될 수 있다.
도 6은 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 블록 및 라운드의 구조를 나타낸다.
본 개시에서, 레인징 블록은 레인징을 위한 time period를 지칭한다. 레인징 라운드는 레인징 교환에 참여하는 UWB 장치들의 세트가 관여하는 하나의 전체 레인징-측정 사이클(entire range-measurement cycle)을 완성하기 위한 충분한 기간(period of sufficient duration)일 수 있다. 레인징 슬롯은 적어도 하나의 레인징 프레임(RFRAME)(예컨대, 레인징 개시/응답/파이널 메시지 등)의 전송을 위한 충분한 기간일 수 있다.
도 6에서와 같이, 하나의 레인징 블록은 적어도 하나의 레인징 라운드를 포함하고, 각 레인징 라운드는 적어도 하나의 레인징 슬롯을 포함할 수 있다.
레인징 모드가 block-based mode인 경우, 연속된 레인징 라운드 사이의 평균 시간(mean time)은 상수(constant)일 수 있다. 또는, 레인징 모드가 interval-based mode 인 경우, 연속된 레인징 라운드 사이의 시간은 동적으로 변경될 수 있다. 즉, interval-based mode는 adaptive한 간격(spacing)을 갖는 시간 구조를 채택할 수 있다.
레인징 라운드에 포함되는 슬롯의 수 및 duration은 레인징 라운드 사이에 변경될 수 있다. 이는 컨트롤러의 제어 메시지를 통해 설정될 수 있다.
UWB 프로토콜은 다수의 사용자를 처리하고, 고속의 인증 또는 결제를 제공하는 use case에 적용 가능하다. 예를 들면, UWB 프로토콜은 UWB 장치(예컨대, 스마트 폰)를 가진 사용자들이 UWB 장치 상의 인터랙션 없이 인증 또는 결제를 처리하여 UWB 기반의 게이트 시스템을 통과할 수 있는 게이트 서비스에 적용 가능하다.
본 개시는 이 게이트 서비스와 같은 다중 사용자를 위한 UWB 서비스를 제공하기 위한 예시적인 시스템 아키텍쳐, 예시적인 OOB 절차(예컨대, BLE 절차), 레인징 절차 및 트랜잭션 절차를 제시한다.
또한, 본 개시는 서비스 지연을 줄이기 위해 복수의 UWB 채널을 운용하는 방안을 제시한다.
이하에서는, 게이트 서비스(스마트 게이트 서비스)를 중심으로 각 실시예들을 설명하지만, 이는 일 예에 불과하며, 다중 사용자에 대한 고속 인증 또는 결제의 처리가 필요한 다양한 종류의 서비스(예컨대, PoS 결제 서비스)에도 본 개시의 실시예들이 적용 가능하다. 이 경우, 해당 서비스를 제공하기 위한 예시적인 시스템 아키텍쳐, 예시적인 OOB 절차(예컨대, BLE 절차), 레인징 절차 및 트랜잭션 절차는 도 1 내지 6에서 상술한 내용을 참조할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 기반의 게이트 서비스를 제공하는 시스템의 예시적인 아키텍쳐를 나타낸다.
본 개시에서, UWB 기반의 게이트 서비스는 게이트 서비스 또는 스마트 게이트 서비스(SGS)로 지칭될 수 있고, UWB 기반의 게이트 서비스를 제공하는 시스템은 게이트 시스템 또는 스마트 게이트 시스템으로 지칭될 수 있다.
도 7을 참조하면, 게이트 시스템은 모바일 장치, 스마트 스테이션 및/또는 SGS 오퍼레이터 서버를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 모바일 장치는 제1 UWB 장치로 지칭될 수 있고, 스마트 스테이션은 제2 UWB 장치로 지칭될 수 있다.
(1) 모바일 장치는 프레임워크(U-Pass 프레임워크), SGS 어플리케이션, SGS 어플릿, BLE 컴포넌트(서브 시스템), 및/또는 UWB 컴포넌트(서브 시스템)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 모바일 장치의 프레임워크, SGS 어플리케이션, SGS 어플릿, BLE 컴포넌트 및/또는 UWB 컴포넌트는 각각 도 1 등에서 상술한 UWB 장치의 프레임워크, UWB-enabled application, applet, OOB 컴포넌트 및 UWB 컴포넌트의 일 예일 수 있다.
프레임워크는 다음 기능들 중 적어도 하나(at least one)를 지원할 수 있다.
- Downlink-TDoA(D-TDoA) 라운드 동안 모바일 장치의 위치 추정
- UWB 레인징 및 트랜잭션 수행을 위한 절차를 구현
- SGS 오퍼레이터의 어플리케이션(SGS 어플리케이션)을 위한 API의 세트를 제공하고, 프레임워크-UWB 컴포넌트 간의 인터페이스 제공
- BLE advertisement가 스마트 스테이션으로부터 수신된 경우, UWB 통신(컴포넌트)를 트리거링.
SGS 어플리케이션은 다음 기능들 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
- 프레임워크에 의해 요청되는 경우, 앵커 및 UWB 블록 구조의 배치 정보(deployment information)를 제공
- 프레임워크에 SGS 어플릿의 AID 및 SGS 어플릿 프로토콜의 버전을 제공
- 서비스 어플릿 인스톨 개시, 스테이션 특정 정보 검색(예컨대, 앵커의 맵), 토큰 검색 또는 갱신 프로세스 개시를 위한 SGS 오퍼레이터 서버와 통신
SGS 어플릿은 다음 기능들 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
- UWB 인터페이스를 통해 통신할 수 있는, 보안 컴포넌트(예컨대, SE 또는 TEE)에 호스팅됨.
- 게이트 서비스를 위한 트랜잭션 프로토콜을 구현
- APDU 명령을 지원
BLE 컴포넌트는 모바일 장치가 게이트 시스템의 서비스 영역에 진입하는 경우에, 스마트 스테이션으로부터 적어도 하나의 BLE 메시지를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
UWB 컴포넌트는 예컨대, D-TDoA를 이용하여 모바일 장치의 위치를 추정하기 위해 사용되거나, 및/또는 UWB 레인징 및 트랜잭션을 수행하기 위해 특정 게이트와 통신하기 위해 사용될 수 있다.
(2) 스마트 스테이션은 적어도 하나의 BLE 앵커, 적어도 하나의 TDoA 앵커, 및/또는 적어도 하나의 게이트(게이트 장치)를 포함할 수 있다. 본 개시에서, TDoA 앵커는 D-TDoA 앵커로 지칭될 수 있다.
BLE 앵커는 모바일 장치들이 게이트 시스템의 서비스 영역에 진입함을 알려주기 위해, 그리고, 모바일 장치에 대한 일반(general) 스테이션 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, BLE 앵커는 GAP 브로드캐스터 역할(role), GATT 서버 역할 및/또는 advertising physical channel PDU의 브로드캐스팅을 지원할 수 있다.
D-TDoA 앵커는 게이트 시스템의 서비스 영역에 배치될 수 있다. D-TDoA 앵커는 특정 시간에 UWB 메시지를 브로드캐스팅할 수 있다. 이 UWB 메시지는 모바일 장치가 자신의 위치를 추정하기 위해 사용될 수 있다.
게이트 장치는 적어도 하나의 UWB 컴포넌트(서브 시스템) 및/또는 보안 인증 모듈을 포함할 수 있다. UWB 컴포넌트는 도 1 등에서 상술한 UWB 서브시스템의 일 예일 수 있다. 일 실시예에서, 게이트 장치는 적어도 하나의 앵커를 포함할 수 있고, 각 앵커는 적어도 하나의 UWB 컴포넌트를 포함할 수 있다.
UWB 컴포넌트는 예컨대, 모바일 장치가 트랜잭션 절차를 수행하고, 게이트를 통과하기 위해 유효한 범위 내에 있는지를 식별하기 위해, 게이트 접속 및 게이트 레인징을 위해 모바일 장치와 통신을 하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, UWB 컴포넌트는 다음 특징들 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
- DS-TWR 수행
- 게이트 접속 및 게이트 레인징 수행
- 보안 인증 모듈에 대한 인터페이스 제공
보안 인증 모듈은 모바일 장치가 게이트 시스템을 사용하기 위해 인증되는지를 검증(verify)하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 보안 인증 모듈은 다음 특징들 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
- UWB 컴포넌트에 대한 인터페이스 제공
- UWB 인터페이스를 통한 통신 능력
- SGS 오퍼레이터 서버와 동기화를 위한 능력
(3) SGS 오퍼레이터 서버는 전체 게이트 시스템를 관리할 수 있다. 이를 위해, SGS 오퍼레이터 서버는 모바일 장치 및 스마트 스테이션과 통신할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 게이트 시스템의 예시적인 동작 시나리오를 나타낸다.
도 8의 게이트 시스템은 도 7의 게이트 시스템일 수 있다.
도 8을 참조하면, 동작 1에서, 모바일 장치(또는, 모바일 장치를 가진 사용자)가 게이트 시스템의 BLE 영역에 진입한 경우, 모바일 장치는 스마트 스테이션의 적어도 하나의 BLE 앵커로부터 BLE advertising 메시지(패킷)을 수신할 수 있다. 적어도 하나의 BLE 앵커는 BLE 영역에 위치될 수 있다.
동작 2에서, BLE advertising 메시지를 수신한 경우, 게이트 시스템에 대한 선결 절차(prerequisite procedures)를 수행할 수 있다. 즉, 게이트 시스템을 준비할 수 있다. 일 실시예에서, 선결 절차는 모바일 장치의 UWB 컴포넌트에 의해 활성화되고, SGS 오퍼레이터 서버로부터 인증 관련 정보 및/또는 UWB 관련 정보를 획득하기 위해 사용될 수 있다.
동작 3에서, 모바일 장치가 위치 추정 영역에 진입한 경우, 모바일 장치는 통과할 가장 가까운 게이트를 결정하기 위해 자신의 위치를 추정할 수 있다. 일 실시예에서, 모바일 장치는 스마트 스테이션의 적어도 하나의 TDoA 앵커로부터 TDoA 메시지를 수신하고, D-TDoA 방식을 이용하여 자신의 위치를 추정할 수 있다. 한편, 모바일 장치의 어플리케이션(SGS 어플리케이션)은 게이트(들)의 위치들을 제공 또는 이용할 수 있다.
동작 4에서, 모바일 장치는 가장 가까운 게이트를 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 모바일 장치는 게이트(들)의 위치 및 모바일 장치의 위치 추정의 결과에 기초하여 가장 가까운 게이트를 선택할 수 있다.
동작 5에서, 모바일 장치는 선택된 게이트와 UWB 레인징을 위한 절차를 수행할 수 있다. 먼저, 가장 가까운 게이트를 선택한 후에, 모바일 장치는 해당 게이트와 UWB 레인징을 수행하기 위해 특정 슬롯에서 경쟁에 참여할 수 있다. 경쟁에 참여하기 위한 가능한 슬롯들(경쟁 기간)은 게이트에 의해 UWB 메시지를 통해 알려질 수 있다. 만일 모바일 장치가 전송을 위한 기회를 획득한다면, UWB 레인징 및 서비스 프로토콜(트랜잭션)이 게이트와 수행될 수 있다. 적당한 인증 또는 결제 능력이 UWB 레인징 및 메시지 교환들을 통해 검증된 후에, 사용자는 게이트를 통과할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 게이트 시스템의 스마트 게이트 서비스 절차를 나타낸다.
도 9의 게이트 시스템은 도 7의 게이트 시스템일 수 있다.
도 9를 참조하면, 스마트 게이트 서비스 절차는 적어도 하나의 게이트 장치를 포함하는 스마트 스테이션과 적어도 하나의 모바일 장치 사이에 수행될 수 있다.
스마트 게이트 서비스 절차는 스마트 게이트 서비스 개시 단계(phase 1), D-TDoA를 이용한 게이트 발견 및 위치 추정 단계(phase 2), UWB 슬롯 예약을 위한 게이트 접속 단계(phase 3), 및/또는 UWB를 통한 트랜잭션 단계(phase 4)를 포함할 수 있다. 이 스마트 게이트 서비스 절차에 따른 트랜잭션(트랜잭션 단계)이 완료되는 경우, 특정 게이트가 오픈될 수 있다. 이를 통해, 사용자는 특정 게이트에 진입 또는 진출할 수 있다.
일 실시예에서, 스마트 게이트 서비스 개시 단계는 예컨대, 도 8의 동작 1 및 2를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 게이트 발견 및 위치 추정 단계는 예컨대, 도 8의 동작 3을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, UWB 슬롯 예약을 위한 게이트 접속 단계는 예컨대, 도 8의 동작 4 및 동작 5의 access 동작(경쟁 참여)를 포함할 수 있다. 이 게이트 접속 단계(절차) 동안, 모바일 장치는 데이터 통신을 위한 슬롯을 점유하기 위해 경쟁에 참여할 수 있다. 만일 모바일 장치가 특정 슬롯을 획득한 경우, 게이트와 모바일 장치는 서비스 프로토콜을 위한 데이터를 교환할 수 있다.
일 실시예에서, UWB를 통한 트랜잭션 단계는 예컨대, 도 8의 동작 5의 UWB 레인징 및 서비스 프로토콜(트랜잭션) 동작을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 서비스 프로토콜은 메시지 교환 절차를 완료하기 위해, 예컨대, 복수 개의 레인징 블록이 필요할 수 있다. 예컨대, 각 게이트에 대한 메시지 교환 절차를 완료하기 위해 복수 개의 레인징 라운드가 필요할 수 있고, 한 블록에 해당 게이트에 대한 하나의 라운드가 할당될 수 있기 때문에, 서비스 프로토콜은 메시지 교환 절차를 완료하기 위해 복수 개의 블록이 필요할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 게이트 서비스를 위해 사용되는 레인징 블록의 구조를 나타낸다.
도 10의 레인징 블록은 도 6의 레인징 블록의 일 예일 수 있다.
도 10을 참조하면, 레인징 블록은 복수의 레인징 라운드를 포함한다. 일 실시예에서, 레인징 블록은 위치 추정(localization)을 위한 적어도 하나의 레인징 라운드 및 적어도 하나의 게이트를 위한 적어도 하나의 레인징 라운드를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 위치 추정을 위한 라운드는 D-TDoA 라운드로 지칭되고, 게이트를 위한 라운드는 게이트 라운드로 지칭될 수 있다.
일 실시예에서, 각 게이트 별로 하나의 게이트 라운드가 할당될 수 있다. 예를 들면, 도시된 것처럼, 스마트 스테이션에 12 개의 게이트가 포함된 경우, 레인징 블록은 12 개의 게이트 라운드를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 게이트 라운드는 복수의 레인징 슬롯을 포함한다. 이 레인징 슬롯들은 해당 게이트에 대한 다중 접속, UWB 레인징 및/또는 트랜잭션을 위해 필요한 수만큼 할당될 수 있고, 슬롯의 수는 거의 고정적일 수 있다. 예를 들면, 도시된 것처럼, 개시 메시지(IM)를 위한 기간, 개시 메시지에 대응하는 장치 접속 메시지(DAM)를 위한 기간, 장치 접속 메시지에 대응하는 응답 메시지(RM)를 위한 기간, 응답 메시지에 대응하는 장치 응답 메시지(DRM)을 위한 기간 및/또는 파이널 메시지(RM)를 위한 기간을 위해 필요한 수의 슬롯이 할당될 수 있다. 일 실시예에서, IM, RM, FM은 initiator(예컨대, 스마트 스테이션 또는 스마트 스테이션의 게이트 장치)에 의해 전송되는 메시지이고, DAM 및 DRM은 responder(예컨대, 모바일 장치)에 의해 전송되는 메시지일 수 있다.
한편, 게이트의 수가 증가하여 레인징 블록의 길이가 증가하는 경우, 위치 추정 및 게이트 서비스의 주기가 증가하여 서비스 지연이 발생될 수 있다. 이에 이를 해소할 수 있는 방안이 고려될 필요가 있다.
본 개시는 게이트 수에 따른 레인징 블록 길이의 증가로 인해 발생되는 서비스 지연을 해소하기 위해, 복수의 UWB 채널을 운용하는 방안을 제시한다. 또한, 모바일 장치의 상황에 따라 지원되는 복수의 UWB 채널 중 한 채널을 적절히 선택하는 방안을 제시한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 시스템에서 복수의 UWB 채널을 운용하는 방법을 개시한다.
도 11의 UWB 시스템은 도 7의 게이트 시스템 또는 도 2의 UWB 시스템일 수 있다. 도 11의 실시예에서, 모바일 장치는 제1 UWB 장치로, 스마트 스테이션은 제2 UWB 장치로 지칭될 수 있다.
한편, UWB 통신을 위해 미리 정해진 복수의 채널이 채널이 사용될 수 있다. 예를 들면, 채널 5(6489.6 MHz), 채널 6(6988.8 MHz), 채널 8(7488.0 MHz), 채널 9(7987.2 MHz) 등이 UWB 통신을 위해 사용될 수 있다. 게이트 시스템은 이 사용 가능한 복수 개의 채널의 일부 또는 전부를 이용할 수 있다.
도 11을 참조하면, 게이트 시스템의 서비스 영역은 게이트를 중심으로 내부 영역(inside)(예컨대, 플랫폼의 내부(존 2))와 외부 영역(outside)(예컨대, 플랫폼의 외부(존 1))로 구분될 수 있다. 이 경우, 게이트 시스템은 내부 영역과 외부 영역에서 서로 상이한 UWB 채널을 사용할 수 있다. 예를 들면, 내부 영역에서는 UWB 채널 5가 사용될 수 있고, 외부 영역에서는 UWB 채널 9가 사용될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 영역(존)을 더 세분화하는 것도 가능하다.
모바일 장치는 사용될 적합한 UWB 채널을 선택하여야 한다. 일 실시예에서, 모바일 장치는 위치 추정(localization)을 위한 UWB 활성화 시, 사용될 UWB 채널을 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 모바일 장치는 예컨대, 스마트 스테이션의 적어도 하나의 BLE 앵커로부터 전송되는 BLE advertisement 메시지에 포함된 정보에 기초하여, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부 및 사용될 UWB 채널을 선택할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 UWB 채널이 운용되는 경우, 모바일 장치는 미리 정해진 방식에 따라 모바일 장치가 게이트의 내부 영역에 위치하는지 또는 외부 영역에 위치하는지를 식별하고, 식별 결과에 기초하여 사용될 UWB 채널을 선택할 수 있다.
일 실시예에서, BLE advertisement 메시지가 수신되는 경우, 모바일 장치는 예컨대, 게이트 서비스에 대한 트랜잭션의 결과에 기초하여 모바일 장치가 게이트의 내부 영역에 위치하는지 또는 외부 영역에 위치하는지를 식별할 수 있다. 이에 대하여 구체적으로 설명하면, 도 9에서 상술한 것처럼, 특정 게이트에 대한 트랜잭션이 완료되는 경우, 해당 게이트가 오픈되어, 모바일 장치는 게이트에 진입 또는 진출할 수 있게 된다. 따라서, 트랜잭션의 완료 여부는 게이트의 진출입을 확인할 수 있는 간접적인 정보로 사용될 수 있다. 한편, 이러한 트랜잭션(트랜잭션 단계)는 모바일 장치의 SGS 어플릿에 의해 수행되며, 트랙잭션의 완료는 프레임워크로 통지될 수 있다. 따라서, 프레임워크는 모바일 장치의 게이트 진출입 시마다, 모바일 장치가 게이트의 내부 또는 외부에 위치하는지에 대한 정보를 업데이트할 수 있다. 따라서, 모바일 장치(또는, 프레임워크)는 이 업데이트 되는 정보를 이용하여 모바일 장치가 게이트의 외부 영역 또는 내부 영역에 위치하는지를 확인할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 시스템에서 BLE advertisement 메시지를 이용하여 복수의 UWB 채널의 운용을 알리는 방법을 개시한다.
도 12의 UWB 시스템은 도 7의 게이트 시스템 또는 도 2의 UWB 시스템일 수 있다. 도 12의 실시예에서, 모바일 장치는 제1 UWB 장치로, 스마트 스테이션은 제2 UWB 장치로 지칭될 수 있다.
도 12의 실시예는 예컨대, 스마트 스테이션의 적어도 하나의 BLE 앵커가 BLE advertisement 메시지(패킷)를 이용하여 모바일 장치에 복수의 UWB 채널의 운용을 알리는 실시예일 수 있다.
도 12의 실시예는, 도시된 것처럼, 사용자(또는, 사용자의 모바일 장치)가 BLE 영역에 진입한 경우에 적용되는 실시예일 수 있다.
도 12를 참조하면, 동작 1210에서, 스마트 스테이션의 적어도 하나의 BLE 앵커는 BLE advertisement 메시지를 브로드캐스팅할 수 있다. 일 실시예에서, BLE 앵커는 주기적으로 BLE advertisement 메시지를 브로드캐스팅할 수 있다. 이 경우, 모바일 장치는 BLE 컴포넌트(서브시스템)를 통해, 이 BLE advertisement 메시지를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, BLE advertisement 메시지는 UWB 채널에 대한 정보(UWB 채널 정보)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, BLE 앵커는 BLE 앵커가 위치하는 영역에서 사용되는 UWB 채널에 대한 정보를 BLE advertisement 메시지를 통해 전송할 수 있다.
일 실시예에서, UWB 채널 정보는 BLE 앵커(또는, 스마트 스테이션)이 게이트 서비스를 위해 복수의 UWB 채널이 운용되는지를 모바일 장치에 알리기 위해 사용될 수 있다. 또한, UWB 채널 정보는 복수의 UWB 채널이 운용되는 경우에 특정 영역에 대응하는 채널을 모바일 장치에 알리기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, UWB 채널 정보는 영역(존)을 지시하는 정보(지시 정보) 및/또는 지시되는 영역에 대응하는 채널(채널 번호)에 대한 정보(채널 정보)를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 지시 정보는 플래그, 플래그 정보로 지칭될 수 있고, 채널 정보는 채널 번호 정보로 지칭될 수 있다.
예를 들면, UWB 채널 정보는 제1 영역(존 1) 또는 제2 영역(존 2)를 지시하는 지시 정보 및 지시 정보에 의해 지시되는 영역(예컨대, 제1 영역 또는 제2 영역)에 대응하는 채널 번호를 지시하는 채널 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 영역은 게이트를 기준으로 하는 내부 영역일 수 있고, 제2 영역은 게이트를 기준으로 하는 외부 영역일 수 있다. 반대도 성립될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 영역(존)을 더 세분화하는 것도 가능하다.
일 실시예에서, 모바일 장치는 BLE advertisement 메시지에 포함된 정보에 기초하여, 게이트 서비스에 대하여 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별할 수 있다.
<제1 실시예>
제1 실시예에서, 모바일 장치는 UWB 채널 정보에 포함된 지시 정보의 값에 기초하여, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별할 수 있다.
예컨대, 모바일 장치는 지시 정보의 값이 특정 영역을 지시하는 값(예컨대, 존 1을 지시하는 제1 값 또는 존 2를 지시하는 제2 값)으로 설정된 경우, 복수의 UWB 채널이 운용됨을 식별할 수 있다. 또는, 모바일 장치는 지시 정보의 값이 특정 영역을 지시하는 값으로 설정되지 않는 경우, 복수의 UWB 채널이 운용되지 않음을 식별할 수 있다. 또는, 모바일 장치는 지시 정보의 값이 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 지시하는 값으로 설정된 경우, 복수의 UWB 채널이 운용되지 않음을 식별할 수 있다.
이러한 제1 실시예의 경우, 지시 정보는 특정 영역을 지시하기 위해서 사용됨과 함께, 복수의 UWB 채널이 운용되는지를 지시하기 위해서도 사용될 수 있다.
<제2 실시예>
제2 실시예에서, 모바일 장치는 별도의 추가 플래그의 값에 기초하여, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별할 수 있다.
일 실시예에서, 추가 플래그는 예컨대, 1bit의 플래그로서, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 명시적으로 지시할 수 있다. 예를 들면, 제1 값(예컨대, 1)으로 설정된 추가 플래그는 복수의 UWB 채널이 운용됨을 지시할 수 있고, 제2 값(예컨대, 0)으로 설정된 추가 플래그는 하나의 UWB 채널만이 운용됨을 지시할 수 있다. 이 경우, 모바일 장치는 추가 플래그의 값에 기초하여 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별할 수 있다. 이러한 제2 실시예의 경우, 지시 정보는 특정 영역을 지시하기 위해서만 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 추가 플래그는 UWB 채널 정보에 포함될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 실시예에 따라서는, 추가 플래그가 UWB 채널 정보와 별도로 BLE advertisement 메시지에 포함될 수 있다.
한편, 상술한 제1 실시예의 경우, 하나의 지시 정보만으로 특정 영역의 지시 뿐만 아니라 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부까지 지시될 수 있기 때문에, 별도의 추가 플래그를 필요로 하는 제2 실시예에 비해, BLE advertisement 메시지의 자원을 더 효율적으로 이용할 수 있게 한다는 이점을 가질 수 있다.
동작 1220에서, 모바일 장치의 BLE 컴포넌트는 수신된 BLE advertisement 메시지 또는 BLE advertisement 메시지 내의 데이터를 프레임워크(U-Pass 프레임워크)로 전달할 수 있다(Adv. Noti.).
BLE advertisement 메시지(또는, 데이터)가 수신되면, 프레임워크(또는, 모바일 장치)는 BLE advertisement 메시지에 포함된 정보에 기초하여 스마트 게이트 서비스를 위한 미리 정해진 준비 절차를 수행할 수 있다. 예를 들면, 프레임워크는 BLE advertisement 메시지에 포함된 정보(예컨대, UWB 채널 정보)에 기초하여 게이트 서비스에 대한 복수의 UWB 채널이 운용되는지를 식별할 수 있다. 이는 상술한 제1 실시예 및 제2 실시예의 동작을 따를 수 있다.
복수의 UWB 채널이 운용됨이 식별된 경우, 프레임워크는 UWB 채널 정보에 기초하여 복수의 UWB 채널 중 사용될 UWB 채널을 선택할 수 있다.
또는, 복수의 UWB 채널이 운용되지 않음이 식별된 경우(즉, 하나의 UWB 채널만이 사용되는 경우), 프레임워크는 해당 UWB 채널을 식별할 수 있다. 일 실시예에서, 이 하나의 UWB 채널은 모바일 장치가 미리 알고 있는 default UWB 채널이거나 또는 UWB 채널 정보에 포함된 채널 정보에 의해 지시되는 UWB 채널일 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 채널 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지의 일 예를 나타낸다.
도 13을 참조하면, BLE advertisement 메시지(패킷)는 UWB 채널 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, UWB 채널 정보는 플래그 정보(flag) 및 채널 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 플래그 정보는 채널 정보에 선행할 수 있다. 도시된 것처럼, UWB 채널 정보는 1 byte의 길이를 가지며, MSB 2bits는 플래그 정보를 위해 할당되고, LSB 6bit는 채널 정보를 위해 할당될 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 UWB 채널 정보는, 채널 정보의 지시 대상이 되는 특정 영역을 지시하는 플래그 정보가 채널 정보에 선행함으로써, 보다 빠르고 효율적인 처리가 가능하게 해준다.
일 실시예에서, 플래그 정보는 특정 영역(존)을 지시하거나, 또는 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 지시할 수 있다.
예를 들면, 도시된 것처럼, 플래그 정보는 예컨대, 2 bits의 플래그로서, 제1 영역(zone 1)을 지시하는 제1 값(예컨대, 10), 제2 영역(zone 2)을 지시하는 제2 값(예컨대, 01) 또는 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 지시하는 제3 값(예컨대, 00)으로 설정될 수 있다. 플래그 정보가 제1 값 또는 제2 값으로 설정된 경우(또는, 제3 값이 아닌 값으로 설정된 경우), 복수의 UWB 채널이 운용됨이 implicit 하게 시그널링될 수 있다. 또는, 플래그 정보가 제3 값으로 설정된 경우, 하나의 UWB 채널만이 운용(사용)됨이 explicit하게 시그널링될 수 있다.
도 13의 실시예는 별도의 추가 플래그 없이, 하나의 플래그 정보를 통해, 특정 영역(존)의 지시뿐만 아니라, 하나 또는 복수의 UWB 채널이 사용되는지가 함께 시그널링될 수 있어, BLE advertisement 메시지의 자원을 효율적으로 이용할 수 있게 된다.
일 실시예에서, 채널 정보는 지시된 영역(존)에 대한 UWB 채널(UWB 채널 번호)를 지시할 수 있다. 상술한 것처럼, 영역의 지시는 채널 정보에 선행하는 플래그 정보에 의해 이루어질 수 있다.
예를 들면, 도시된 것처럼, 채널 정보는 6 비트의 정보로서, 지시된 영역에 대한 UWB 채널 번호를 지시하는 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 5로 설정된 채널 정보는 지시된 영역에 대한 UWB 채널 번호가 5임을 지시할 수 있다.
일 실시예에서, UWB 채널 정보는 BLE advertisement 메시지 중 예컨대, BLE ADV_IND advertisement 메시지에 포함될 수 있다. 예를 들면, 도시된 것처럼, UWB 채널 정보는 BLE ADV_IND advertisement 메시지의 페이로드에 포함되는 AdvData 필드에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, AdvData 필드는 적어도 하나의 Advertising Date(AD) 필드(데이터 구조)를 포함하고, AD 필드는 AD Type 파라미터의 길이를 지시하는 Length 필드, AD Data의 타입을 지시하는 AD Type 파라미터, 및/또는 AD Date를 포함하는 AD Date 파라미터를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, AdvData 필드(또는, BLE ADV_IND advertisement 메시지)는 서비스 데이터를 위한 AD 필드를 포함할 수 있다. 이 경우, 도시된 것처럼, UWB 채널 정보는 서비스 데이터를 위한 AD 필드에 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 서비스 데이터를 위한 AD 필드는 서비스 프로토콜의 UUID를 지시하는 AD Data 파라미터, 게이트의 서비스 프로토콜 버전을 지시하는 AD Data 파라미터, 세션 ID를 지시하는 AD Data 파라미터 및/또는 서비스 프로토콜을 위한 추가 데이터를 포함하는 AD Data 파라미터를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 게이트의 서비스 프로토콜 버전은 스마트 스테이션에 의해 지원되는 트랜잭션(스마트 게이트 트랜잭션)의 가장 높은 버전과 동일할 수 있다.
일 실시예에서, AdvData 필드(또는, BLE ADV_IND advertisement 메시지)는 서비스 UUID를 위한 AD 필드를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 서비스 UUID를 위한 AD 필드는 스마트 게이트 시스템의 UUID를 포함하는 AD Data 파라미터를 포함할 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 전자 장치의 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14의 실시예에서, 제1 전자 장치는 예컨대, 도 1 내지 2의 UWB 장치 또는 도 7의 모바일 장치일 수 있고, 제2 전자 장치는 예컨대, 도 1 내지 2의 UWB 장치 또는 도 7의 스마트 스테이션 또는 스마트 스테이션의 BLE 앵커 또는 스마트 스테이션의 게이트 장치일 수 있다. 도 14에서는, 도 1 내지 13에서 상술한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
제1 전자 장치는 제2 전자 장치로부터, UWB 채널에 대한 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지를 수신할 수 있다(1410). 이는 도 12 및 13의 설명을 참조할 수 있다.
제1 전자 장치는 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별할 수 있다(1420). 이는 도 12 및 13의 설명을 참조할 수 있다.
제1 전자 장치는 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여, 제2 전자 장치와의 통신을 위해 사용될 UWB 채널을 식별할 수 있다(1430). 이는 도 12 및 13의 설명을 참조할 수 있다.
일 실시예에서, UWB 채널에 대한 정보(UWB 채널 정보)는 영역을 지시하는 플래그 정보 및 지시된 영역에 대한 UWB 채널을 지시하는 채널 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 플래그 정보는, 제1 영역을 지시하는 제1 값, 제2 영역을 지시하는 제2 값 또는 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 지시하는 제3 값 중 하나로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별하는 단계는 플래그 정보가 상기 제1 값 또는 상기 제2 값으로 설정된 경우, 복수의 UWB 채널이 운용됨을 식별하고, 플래그 정보가 상기 제3 값으로 설정된 경우, 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 식별할 수 있다.
일 실시예에서, 플래그 정보는 상기 채널 정보에 선행할 수 있다.
일 실시예에서, UWB 채널에 대한 정보는 1 byte의 길이를 가지고, 플래그 정보는 MSB 2 bits의 길이를 가지고, 채널 정보는 LSB 6 bits의 길이를 가질 수 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 전자 장치의 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15의 실시예에서, 제1 전자 장치는 예컨대, 도 1 내지 2의 UWB 장치 또는 도 7의 모바일 장치일 수 있고, 제2 전자 장치는 예컨대, 도 1 내지 2의 UWB 장치 또는 도 7의 스마트 스테이션 또는 스마트 스테이션의 BLE 앵커 또는 스마트 스테이션의 게이트 장치일 수 있다. 도 14에서는, 도 1 내지 13에서 상술한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
제2 전자 장치는 UWB 채널에 대한 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지를 브로드캐스팅할 수 있다(1510). 일 실시예에서, 제2 전자 장치는 BLE advertisement 메시지를 BLE 모듈(앵커)를 통해 전송할 수 있다. 이는 도 12 및 13의 설명을 참조할 수 있다.
제2 전자 장치는 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여 결정된 UWB 채널을 이용하여 제1 전자 장치와 통신할 수 있다(1520). 일 실시예에서, 제2 전자 장치는 UWB 모듈을 이용하여 제1 전자 장치와 통신할 수 있다. 이는 도 12 및 13의 설명을 참조할 수 있다.
일 실시예에서, UWB 채널에 대한 정보(UWB 채널 정보)는 영역을 지시하는 플래그 정보 및 지시된 영역에 대한 UWB 채널을 지시하는 채널 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 플래그 정보는, 제1 영역을 지시하는 제1 값, 제2 영역을 지시하는 제2 값 또는 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 지시하는 제3 값 중 하나로 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 플래그 정보가 상기 제1 값 또는 상기 제2 값으로 설정된 경우, 복수의 UWB 채널이 운용됨이 식별되고, 플래그 정보가 상기 제3 값으로 설정된 경우, 하나의 UWB 채널만이 사용됨이 식별될 수 있다.
일 실시예에서, 플래그 정보는 상기 채널 정보에 선행할 수 있다.
일 실시예에서, UWB 채널에 대한 정보는 1 byte의 길이를 가지고, 플래그 정보는 MSB 2 bits의 길이를 가지고, 채널 정보는 LSB 6 bits의 길이를 가질 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 16의 실시예에서, 전자 장치는 UWB 장치에 해당하거나 또는 UWB 장치를 포함하거나, 또는 UWB 장치의 일부를 포함하는 전자 장치일 수 있다.
도 16을 참고하면, 전자 장치는 송수신부(1610), 제어부(1620), 저장부(1630)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.
송수신부(1610)는 다른 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1610)는 예컨대, UWB 통신 및/또는 OOB 통신(예컨대, BLE)을 이용하여 다른 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.
제어부(1620)은 본 개시에서 제안하는 실시예에 따른 전자 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1620)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1620)는, 예컨대, 도 1 내지 15를 참조하여 설명한 전자 장치의 동작(예컨대, 프레임워크의 동작)을 제어할 수 있다.
저장부(1630)는 상기 송수신부(1610)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (1620)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(1630)는 예컨대, 도 1 내지 15를 참조하여 설명한 방법을 위해 필요한 정보 및 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 저장부는 상술한 보안 컴포넌트를 포함할 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (10)

  1. 제1 전자 장치의 방법에 있어서,
    제2 전자 장치로부터, UWB 채널에 대한 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지를 수신하는 단계;
    상기 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여, 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별하는 단계; 및
    상기 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여, 상기 제2 전자 장치와의 통신을 위해 사용될 UWB 채널을 식별하는 단계를 포함하며,
    상기 UWB 채널에 대한 정보는 영역을 지시하는 플래그 정보 및 지시된 영역에 대한 UWB 채널을 지시하는 채널 정보를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플래그 정보는, 제1 영역을 지시하는 제1 값, 제2 영역을 지시하는 제2 값 또는 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 지시하는 제3 값 중 하나로 설정되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 UWB 채널이 운용되는지 여부를 식별하는 단계는:
    상기 플래그 정보가 상기 제1 값 또는 상기 제2 값으로 설정된 경우, 상기 복수의 UWB 채널이 운용됨을 식별하고,
    상기 플래그 정보가 상기 제3 값으로 설정된 경우, 상기 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 식별하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플래그 정보는 상기 채널 정보에 선행하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 UWB 채널에 대한 정보는 1 byte의 길이를 가지고,
    상기 플래그 정보는 MSB 2 bits의 길이를 가지고,
    상기 채널 정보는 LSB 6 bits의 길이를 갖는, 방법.
  6. 제2 전자 장치의 방법에 있어서,
    UWB 채널에 대한 정보를 포함하는 BLE advertisement 메시지를 브로드캐스팅하는 단계; 및
    상기 UWB 채널에 대한 정보에 기초하여 결정된 UWB 채널을 이용하여 제1 전자 장치와 통신하는 단계를 포함하며,
    상기 UWB 채널에 대한 정보는 영역을 지시하는 플래그 정보 및 지시된 영역에 대한 UWB 채널을 지시하는 채널 정보를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플래그 정보는, 제1 영역을 지시하는 제1 값, 제2 영역을 지시하는 제2 값 또는 하나의 UWB 채널만이 사용됨을 지시하는 제3 값 중 하나로 설정되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 상기 제1 값 또는 상기 제2 값으로 설정된 경우, 상기 복수의 UWB 채널이 운용됨을 식별되고,
    상기 플래그 정보가 상기 제3 값으로 설정된 경우, 상기 하나의 UWB 채널만이 사용됨이 식별되는, 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 플래그 정보는 상기 채널 정보에 선행하는, 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 UWB 채널에 대한 정보는 1 byte의 길이를 가지고,
    상기 플래그 정보는 MSB 2 bits의 길이를 가지고,
    상기 채널 정보는 LSB 6 bits의 길이를 갖는, 방법.
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