KR20230078924A - 복수의 패킷을 송수신하는 uwb 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 실시예에 따른 제1 UWB(Ultra Wide Band) 장치의 동작 방법은, UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 전송하는 단계와, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제2 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 전송하는 제1 패킷을 수신하는 단계와, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 전송하는 제2 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 개시는 UWB(Ultra Wide Band) 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 패킷을 송수신하는 UWB 장치 및 이의 동작 방법에 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.
본 개시는 UWB(Ultra Wide Band) 장치가 복수의 다른 UWB 장치들로부터 UWB 패킷 수신 시 전력 소모를 감소시킬 수 있는 방법을 제안한다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른, 제1 UWB(Ultra Wide Band) 장치의 동작 방법은, UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 전송하는 단계와, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제2 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 전송하는 제1 패킷을 수신하는 단계와, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 전송하는 제2 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른, 제2 UWB(Ultra Wide Band) 장치의 동작 방법은, UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 제1 UWB 장치로부터 수신하는 단계와, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 제1 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치에 의해 제2 패킷이 전송될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른, 제1 UWB(Ultra Wide Band) 장치는 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되며 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는, UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 전송하도록 제어하고, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제2 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 전송하는 제1 패킷을 수신하도록 제어하고, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 전송하는 제2 패킷을 수신하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른, 제2 UWB(Ultra Wide Band) 장치는, 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되며 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는, UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 제1 UWB 장치로부터 수신하도록 제어하고, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 제1 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치에 의해 제2 패킷이 전송될 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 UWB 장치는 다른 UWB 장치로부터의 UWB 패킷 수신 시간을 최소화 및/또는 최적화함으로써 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 UWB 장치는 복수의 UWB 장치들로부터 복수의 패킷을 효율적으로 수신할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치의 예시적인 아키텍쳐이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 복수의 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 복수의 전자 장치가 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 UWB MAC 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 UWB PHY 패킷의 구조를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 블록 및 라운드의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 라운드의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 레인징 방식에 따른 레인징 메시지 교환 절차를 나타낸다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 동기 헤더(SHR)의 구조를 나타낸다.
도 10a는 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10b는 본 개시의 일 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 11a는 본 개시의 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11b는 본 개시의 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 12는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 실시예에 따른 제1 UWB 장치의 구조를 나타낸다.
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 제2 UWB 장치의 구조를 나타낸다.
도 15a는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15b는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 16a는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16b는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 17a는 본 개시의 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 17b는 본 개시의 다른 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 17c는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 18은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 복수의 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 복수의 전자 장치가 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 UWB MAC 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 UWB PHY 패킷의 구조를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 블록 및 라운드의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 라운드의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 레인징 방식에 따른 레인징 메시지 교환 절차를 나타낸다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 동기 헤더(SHR)의 구조를 나타낸다.
도 10a는 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10b는 본 개시의 일 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 11a는 본 개시의 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11b는 본 개시의 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 12는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 실시예에 따른 제1 UWB 장치의 구조를 나타낸다.
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 제2 UWB 장치의 구조를 나타낸다.
도 15a는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15b는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 16a는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16b는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 17a는 본 개시의 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 17b는 본 개시의 다른 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 17c는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 18은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 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.
FCC (Federal Communications Commission)의 정의에 따르면, UWB는 500MHz 이상의 대역폭을 사용하거나, 또는 중심 주파수에 대응하는 대역폭이 20% 이상인 무선통신 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 개시에서, 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 레이어(스펙)를 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.
“one-way ranging (OWR)”는 time difference of arrival(TDoA) localization method을 이용하는 레인징 방식일 수 있다. TDoA 방법은 단일 메시지 또는 멀티플 메시지의 상대적인 도착 시간에 기초하여 모바일 장치를 locating 하는 방법에 해당한다. OWR(TDoA)에 대한 설명은 IEEE 802.15.4z의 설명을 참조할 수 있다. OWR 방식의 일 예로, Downlink(DL)-TDoA 방식이 포함될 수 있다.
“DL-TDoA (DT)”는 복수의 DT-앵커(anchor)로부터의 TDoA 측정을 이용하는 localization 방법일 수 있다. 실시예로서, DT-앵커들은 DT 메시지(DTM)(레인징 메시지)을 서로 교환할 수 있고, DT-태그(tag)는 이 DTM을 수동적으로(passively) 수신할 수 있다. 실시예로서, DTM들을 수신하는 각 DT-태그는 각 DTM의 수신 타임스탬프, 해당 DTM들 내에 포함된 DTM들의 전송 타임스태임 또는 DTM들 내에 포함된 응답 시간(reply time) 중 적어도 하나를 이용하여 TDoA를 계산할 수 있다. 실시예로서, DT-태그는 계산된 TDoA 또는 DT-앵커들의 좌표 중 적어도 하나를 이용하여 자신의 위치를 추정할 수 있다.
“Two-way ranging (TWR)”는 두 장치 간 레인징 메시지의 교환을 통해 ToF(time of flight)를 측정하여, 두 장치 간 상대적 거리를 추정할 수 있는 레인징 방식일 수 있다. TWR 방식은 double-sided two-way ranging(DS-TWR) 및 single-sided two-way ranging(SS-TWR) 중 하나일 수 있다. SS-TWR은 한번의 round-trip time measurement를 통해 레인징을 수행하는 절차일 수 있다. DS-TWR은 두 번의 round-trip time measurement를 통해 레인징을 수행하는 절차일 수 있다. SS-TWR 및 DS-TWR에 대한 설명은 IEEE 802.15.4z의 설명을 참조할 수 있다.
“UWB 메시지”는 UWB 장치(예컨대, ERDEV)에 의해 전송되는 payload IE를 포함하는 메시지일 수 있다.
“레인징 메시지”는 UWB 레인징 절차에서 UWB 장치(예컨대, ERDEV)에 의해 전송되는 메시지일 수 있다. 예를 들면, 레인징 메시지는 레인징 라운드의 특정 단계에서 UWB 장치(예컨대, ERDEV)에 의해 전송되는 UWB 장치(예컨대, ERDEV)에 의해 전송되는 RIM(ranging initiation message), RRM(ranging response message), RFM(ranging final message), MRM(measurement report message) 와 같은 메시지일 수 있다. 레인징 메시지는 하나 이상의 UWB 메시지를 포함할 수 있다. 필요한 경우, 복수의 레인징 메시지가 하나의 메시지로 병합될 수 있다. 예를 들면, non-deferred DS-TWR 레인징인 경우, RFM과 MRM이 레인징 파이널 단계(phase)에서 하나의 메시지로 병합될 수 있다.
"UWB channel"은 UWB 통신을 위해 할당된 후보 UWB 채널들 중 하나일 수 있다. UWB 통신을 위해 할당된 후보 UWB 채널들은 IEEE 802.15.4/4z에 정의된 UWB 통신을 위해 할당된 채널들일 수 있다. UWB 채널은 UWB 레인징 및/또는 트랜잭션을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, UWB 채널은 레인징 프레임(RFRAME)의 송수신 및/또는 데이터 프레임의 송수신을 위해 사용될 수 있다.
"NB(narrow band) channel"은 UWB 채널 보다 좁은 대역폭을 갖는 채널일 수 있다. NB 채널은 UWB 통신을 위해 할당된 후보 UWB 채널들 중 하나의 서브 채널일 수 있다. UWB 통신을 위해 할당된 후보 UWB 채널들은 IEEE 802.15.4/4z에 정의된 UWB 통신을 위해 할당된 채널들일 수 있다. NB 채널은 Advertising, 장치 발견(discovery) 및/또는 추가 파라미터 협상/인증을 위한 연결 설정을 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, NB 채널은 Advertisement 메시지, 추가 Advertising 메시지, 연결 요청 메시지 및/또는 연결 확인 메시지의 송수신을 위해 사용될 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 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치의 예시적인 아키텍쳐이다.
본 개시에서, 전자 장치는 다양한 타입의 전자 장치 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치는 포터블 장치(예컨대, UE, 스마트 폰, 웨어러블 장치, 차량(vehicle), 태그(tag) 장치) 또는 stationary 장치(예컨대, 도어락, 앵커 장치 등)일 수 있다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 PHY 레이어(110), MAC 레이어(MAC 서브레이어)(120) 및/또는 상위 레이어(higher layer)(130)를 포함할 수 있다.
(1) PHY 레이어
PHY 레이어(110)는 low-level 제어 엔티티와 적어도 하나의 트랜시버를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 트랜시버는 RF 트랜시버 또는 radio 트랜시버로 지칭될 수 있다.
실시예로서, 적어도 하나의 트랜시버는 UWB 통신(예컨대, 802.15.4z 기반의 UWB 통신)을 지원하는 제1 트랜시버, UWB 통신의 대역폭 보다 좁은 대역폭을 이용하는 NB 통신을 지원하는 제2 트랜시버, 및/또는 다른 통신 기술(예컨대, 블루투스, BLE 등)을 지원하는 제3 트랜시버를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 제1 트랜시버는 UWB 트랜시버로 지칭될 수 있고, 제2 트랜시버는 NB 트랜시버로 지칭될 수 있고, 제3 트랜시버는 OOB 트랜시버로 지칭될 수 있다. 한편, 실시예에 따라서, 하나의 트랜시버가 복수의 통신 기술을 지원할 수도 있다. 예를 들면, 하나의 트랜시버가 UWB 통신 및 NB 통신을 지원할 수 있다.
실시예로서, PHY 레이어(110)는 다음 기능들 중 적어도 하나(at least one)를 지원할 수 있다.
- 트랜시버의 활성화(activation) 및 비활성화(deactivation) 기능 (트랜시버 온/오프 기능)
- 에너지 디텍션(energy detection) 기능
- 채널 선택 기능
- CCA(Clear Channel Assessment) 기능
- synchronization 기능
- low-level 시그널링 기능
- UWB 레인징, Positioning 및 Localization 기능
- 스펙트럼 리소스 관리 기능
- physical medium을 통해 패킷을 송신/수신하는 기능
(2) MAC 레이어
MAC 레이어(120)는 상위 레이어(130)와 PHY 레이어(120) 사이의 인터페이스를 제공한다.
실시예로서, MAC 레이어(120)는 아래 두 개의 서비스를 제공할 수 있다.
- MAC 데이터 서비스: PHY를 통해 MAC PDU(protocol data unit)의 송수신을 가능하게 하는 서비스
- MAC 관리 서비스: MLME-SAP(MAC sublayer management entity (MLME) service access point (SAP))에 인터페이싱하는 서비스
실시예로서, MAC 레이어(120)는 아래 기능들 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
- 장치 발견(discovery) 및 연결 설정 기능
- channel access 기능 (physical 채널(예컨대, NB 채널/UWB 채널/OOB 채널)에 대한 access 기능)
- synchronization 기능
- 에너지 디텍션(energy detection)에 기반한 간섭 완화 기능
- NB 시그널링과 관련된 기능
- GTS(guaranteed timeslot) 관리 기능
- frame delivery 기능
- UWB 레인징 기능
- PHY 파라미터 변경 통지 기능
- 보안 기능
(3) 상위 레이어
상위 레이어(130)는 네트워크 설정(configuration), 메시지 라우팅과 같은 기능을 제공하는 네트워크 레이어 및/또는 장치의 의도된(intended) 기능을 제공하는 어플리케이션 레이어를 포함할 수 있다. 실시예로서, 어플리케이션 레이어는 UWB 서비스를 제공하기 위한 UWB-enabled Application Layer일 수 있다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 복수의 전자 장치를 포함하는 통신 시스템을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 통신 시스템(200)은 제1 전자 장치(210) 및 제2 전자 장치(220)를 포함할 수 있다. 실시예로서, 제1 전자 장치(210) 및/또는 제2 전자 장치(220)는 도 1의 전자 장치(100)일 수 있다.
제1 전자 장치(210)는 장치 발견, 연결 설정, 레인징(예컨대, UWB 레인징), 데이터 통신 및/또는 다른 목적을 위해 제2 전자 장치(220)와 통신할 수 있다.
제1 전자 장치(210)는 미리 설정된 통신 방식(기술)을 이용하여 제2 전자 장치(220)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 전자 장치(210)는 UWB 통신 방식, NB 통신 방식 및/또는 OOB 통신 방식을 이용하여 제2 전자 장치(220)와 무선 통신을 수행할 수 있다.
본 개시에서, UWB 통신 방식은 WB 통신을 위해 할당된 후보 UWB 채널들 중 적어도 하나를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. UWB 통신을 위해 할당된 후보 UWB 채널들의 일 예는 아래 표 1과 같을 수 있다.
[표 1]
실시예로서, 표 1의 채널들 중 적어도 하나가 UWB 트랜시버(130b, 230b)에 의해 지원되는 UWB 채널로 할당될 수 있다. 예를 들면, 테이블 1의 채널 번호(channel number) 5 및/또는 9가 UWB 채널로 할당될 수 있다.
NB 통신은 UWB 채널 보다 좁은 대역폭을 갖는 적어도 하나의 NB 채널을 지원할 수 있다.
실시예로서, NB 채널은 UWB 통신을 위해 할당된 후보 UWB 채널들 중 하나의 서브 채널일 수 있다. 상술한 것처럼, UWB 통신을 위해 할당된 후보 UWB 채널들의 일 예는 위 표 1과 같을 수 있다.
한편, 위 표 1에서와 같이, 후보 UWB 채널들은 주로 500 MHz의 대역폭 또는 그 이상의 대역폭을 가진다. 따라서, 이를 그대로 사용하는 경우, power spectral density(에너지 디텍션)에 불리하기 때문에, 해당 채널을 복수 개의 서브 채널들(NB 채널들)로 나누어 사용할 필요가 있을 수 있다. 예를 들면, 장치 발견(또는, Advertisement) 및/또는 연결 설정을 위해 NB 채널이 사용될 필요가 있다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 복수의 전자 장치가 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 3의 제1 전자 장치(301) 및 제2 전자 장치(302)는 예컨대, 도 1 또는 도 2의 전자 장치일 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 전자 장치(301) 및 제2 전자 장치(302)는 장치 탐색/연결 설정 절차(310) 및 데이터 통신 절차(320)를 수행할 수 있다. 이러한 장치 탐색/연결 설정 절차(310) 및 데이터 통신 절차(320)는 전자 장치의 MAC 레이어(엔티티)에 의해 관리 또는 제어될 수 있다.
(1) 장치 탐색/연결 설정 절차
본 개시에서, 장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 데이터 통신 절차(320) 이전에 수행되는 사전 절차일 수 있다. 실시예로서, 장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 OOB 통신(채널), NB 통신(채널), 및/또는 UWB 통신(채널)을 통해 수행될 수 있다.
장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 아래의 동작들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 장치 탐색 동작: 전자 장치가 다른 UWB 장치를 탐색(발견)하는 동작. 장치 탐색 동작은 Advertisement 메시지를 송신/수신하는 동작을 포함할 수 있다. 본 개시에서, 장치 탐색 동작은 discovery 동작, 또는 advertising 동작으로 지칭될 수 있다.
- 연결 설정 동작: 두 전자 장치가 연결을 설정하는 동작. 연결 설정 동작은 연결 요청(connection request) 메시지 및 연결 확인(connection confirmation) 메시지의 송신/수신하는 동작을 포함할 수 있다. 연결 설정 동작을 통해 설정된 연결(채널)은 데이터 통신을 위한 UWB 세션을 설정 및 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 연결 설정 동작을 통해 설정된 보안 채널을 통해, UWB 세션을 설정하기 위한 파라미터(예컨대, UWB 성능 파라미터(컨트롤리 성능 파라미터), UWB 설정(configuration) 파라미터, 세션 키 관련 파라미터)가 두 전자 장치 간에 협상될 수 있다.
(2) 데이터 통신 절차
본 개시에서, 데이터 통신 절차(320)는 UWB 통신을 사용하여 데이터를 송수신하는 절차일 수 있다. 실시예로서, 데이터 통신 절차는 UWB 통신 또는 NB 통신을 이용하여 수행될 수 있다.
데이터 통신 절차(320)는 아래의 동작들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- UWB 레인징 동작: 전자 장치가 다른 전자 장치와 미리 설정된 UWB 레인징 방식(예컨대, OWR, SS-TWR, DS-TWR 방식)을 UWB 레인징을 수행하는 동작. 실시예로서, UWB 레인징 동작은 ToF 측정 동작 및/또는 AoA 측정 동작을 포함할 수 있다.
- 트랜잭션 동작: 전자 장치가 다른 전자 장치와 서비스 데이터를 교환하는 동작.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 UWB MAC 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4의 실시예에서, UWB MAC 프레임은 예컨대, IEEE 802.15.4z의 MAC 프레임의 구조를 따를 수 있다. 본 개시에서, UWB MAC 프레임은 MAC 프레임 또는 프레임으로 약칭될 수 있다. 실시예로서, UWB MAC 프레임은 UWB 데이터(예컨대, UWB 메시지, 레인징 메시지, 제어 정보, 서비스 데이터, 어플리케이션 데이터, 트랜잭션 데이터 등)을 전달하기 위해 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, UWB MAC 프레임은 MAC 헤더(MHR), MAC 페이로드 및/또는 MAC footer(MFR)를 포함할 수 있다.
(1) MAC 헤더
MAC 헤더는 Frame Control 필드, Sequence Number 필드, Destination Address 필드, Source Address 필드, Auxiliary Security Header 필드, 및/또는 적어도 하나의 Header IE 필드를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 일부 필드들은 MAC 헤더에 포함되지 않을 수 있다.
실시예로서, Frame Control 필드는 Frame Type 필드, Security Enabled 필드, Frame Pending 필드, AR 필드, PAN ID Compression 필드, Sequence Number Suppression 필드, IE Present 필드, Destination Addressing Mode 필드, Frame Version 필드, 및/또는 Source Addressing Mode 필드를 포함할 수 있다. 각 필드에 대한 설명은 다음과 같다.
Frame Type 필드는 프레임의 타입을 지시할 수 있다. 실시예로서, 프레임의 타입은 data 타입 및/또는 Multipurpose 타입을 포함할 수 있다.
Security Enabled 필드는 Auxiliary Security Header 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다. Auxiliary Security Header 필드는 security processing을 위해 요구되는 정보를 포함할 수 있다.
Frame Pending 필드는 프레임을 전송하는 장치가 수신자(recipient)를 위한 더 많은 데이터를 가지고 있는지 여부를 지시할 수 있다. 즉, Frame Pending 필드는 수신자를 위한 pending frame이 있는지를 알려줄 수 있다.
AR 필드는 프레임의 수신에 대한 acknowledgment이 수신자로부터 요구되는지를 지시할 수 있다.
PAN ID Compression 필드는 PAN ID 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다.
Sequence Number Suppression 필드는 Sequence Number 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다. Sequence Number 필드는 프레임에 대한 시퀀스 식별자를 지시할 수 있다.
IE Present 필드는 Header IE 필드 및 Payload IE 필드가 프레임에 포함되는지를 지시할 수 있다.
Destination Addressing Mode 필드는 Destination Address 필드가 short address (예컨대, 16 비트)를 포함하는지 또는 extended address (예컨대, 64 비트)를 포함하는지를 지시할 수 있다. Destination Address 필드는 프레임의 수신자(recipient)의 주소를 지시할 수 있다.
Frame Version 필드는 프레임의 버전을 지시할 수 있다. 예컨대, Frame Version 필드는 IEEE std 802.15.4z-2020를 지시하는 값으로 설정될 수 있다.
Source Addressing Mode 필드는 Source Address 필드가 존재하는지 여부, 및 Source Address 필드가 존재하는 경우, Source Address 필드가 short address (예컨대, 16 비트)를 포함하는지 또는 extended address (예컨대, 64 비트)를 포함하는지를 지시할 수 있다. Source Address 필드는 프레임의 발신자(originator)의 주소를 지시할 수 있다.
(2) MAC 페이로드
MAC 페이로드는 적어도 하나의 Payload IE 필드를 포함할 수 있다. 실시예로서, Payload IE 필드는 Vendor Specific Nested IE를 포함할 수 있다. 실시예로서, Payload IE 필드는 UWB 메시지 또는 제어 메시지의 Payload IE 필드를 포함할 수 있다.
(3) MAC footer
MAC footer는 FCS 필드를 포함할 수 있다. FCS 필드는 16 비트의 CRC 또는 32 비트의 CRC를 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 UWB PHY 패킷의 구조를 나타낸다.
도 5(a)는 STS 패킷 설정이 적용되지 않은 UWB PHY 패킷의 예시적인 구조를 나타내고, 도 5(b)는 STS 패킷 설정이 적용된 UWB PHY 패킷의 예시적인 구조를 나타낸다. 본 개시에서, UWB PHY 패킷은 PHY 패킷, PHY PDU(PPDU), 프레임으로 지칭될 수 있다.
도 5(a)를 참조하면, PPDU는 동기 헤더(SHR), PHY 헤더(PHR) 및 PHY 페이로드(PSDU)를 포함할 수 있다. PSDU는 MAC 프레임을 포함하고, 도 4에서와 같이, MAC 프레임은 MAC 헤더(MHR), MAC 페이로드 및/또는 MAC footer(MFR)를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 동기 헤더 부분(part)은 프리앰블로 지칭될 수 있고, PHY 헤더 및 PHY 페이로드를 포함하는 부분은 데이터 부분으로 지칭될 수 있다.
동기 헤더는 신호 수신을 위한 동기화에 사용되며, SYNC 필드 및 SFD(start-of-frame delimiter)를 포함할 수 있다.
SYNC 필드는 송/수신 장치 간의 동기화를 위해 사용되는 복수의 프리앰블 심볼을 포함하는 필드일 수 있다. 프리앰블 심볼은 미리 정의된 프리앰블 코드들 중 하나를 통해 설정될 수 있다.
SFD 필드는 SHR의 끝(end) 및 데이터 필드의 시작을 지시하는 필드일 수 있다.
PHY 헤더는 PHY 페이로드의 구성에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, PHY 헤더는 PSDU의 길이에 대한 정보, 현재 프레임이 RFRAME인지를 지시하는 정보 등을 포함할 수 있다.
한편, UWB 장치의 PHY 레이어는 높은 density/낮은 전력 동작을 위해 감소된 on-air time을 제공하기 위한 옵셔널 모드를 포함할 수 있다. 이 경우, UWB PHY 패킷은 레인징 측정 타임스탬프의 integrity 및 accuracy를 증가시키기 위한, 암호화된 시퀀스(즉, STS)를 포함할 수 있다. STS는 UWB PHY 패킷의 STS 필드에 포함될 수 있고, 보안 레인징을 위해 사용될 수 있다.
도 5(b)를 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, PPDU는 PHR 및 PHY 페이로드를 포함하지 않는다.
도 5(b)의 실시예에서, 각 UWB PHY 패킷은 기준 시간을 정의하기 위한 RMARKER를 포함할 수 있고, RMARKER는 UWB 레인징 절차에서 레인징 메시지(프레임)의 송신 시간, 수신 시간 및/또는 시간 구간을 획득하기 위해 사용될 수 있다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 블록 및 라운드의 구조의 일 예를 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)(레인징 사이클)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.
한편, 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.
본 개시에서, 레인징 블록, 레인징 라운드 및 레인징 슬롯은, 블록, 라운드 및 슬롯으로 약칭될 수 있다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 라운드의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7에서와 같이, 하나의 레인징 라운드는 복수의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있다. 레인징 라운드 내에서 레인징 제어 단계(ranging control pahse, RCP), 레인징 단계(ranging phase, RP), 및 측정 리포트 단계(measurement report phase, MRP)가 수행될 수 있다.
레인징 제어 단계(RCP)는 레인징 라운드 내에서 컨트롤러(controller)가 레인징 제어 메시지(ranging control message, RCM)를 전송하는 단계일 수 있다. 레인징 제어 메시지(RCM)는 레인징 파라미터를 구성하기 위해 레인징 라운드의 첫 번째 슬롯(예를 들어, 슬롯 0)에서 컨트롤러가 전송하는 메시지일 수 있다.
레인징 단계(RP)는 레인징 라운드 내에서 UWB 레인징을 위한 메시지를 송수신하는 단계일 수 있다. 레인징 단계(RP)는 레인징 개시 단계(ranging initiation phase, RIP), 레인징 응답 단계(ranging response phase, RRP), 및 레인징 종료 단계(ranging final phase, RFP) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 레인징 개시 단계(RIP)는 적어도 하나의 initiator가 적어도 하나의 레인징 개시 메시지(ranging initiation message)를 전송하는 단계이며, 레인징 응답 단계(RRP)는 적어도 하나의 responder가 적어도 하나의 응답 메시지를 initiator로 전송하는 단계이며, 레인징 종료 단계(RFP)는 initiator가 적어도 하나의 레인징 종료 메시지(ranging final message)를 적어도 하나의 responder로 전송하는 단계일 수 있다.
측정 리포트 단계(MRP)는 레인징 라운드 내에서 레인징 측정 및 관련 서비스 정보를 교환하는 단계일 수 있다.
실시예에 따라, 레인징 제어 단계(RCP)는 레인징 라운드 내 첫번째 레인징 슬롯에서 수행될 수 있다. 실시예에 따라, 레인징 제어 단계는 적어도 하나의 레인징 슬롯에서 수행될 수 있다.
실시예에 따라, 레인징 단계(RP)는 레인징 라운드 내 두번째 레인징 슬롯부터 K 번째(여기서, K는 3 이상의 자연수) 레인징 슬롯까지의 레인징 슬롯들에서 수행될 수 있다. 실시예에 따라, 레인징 단계는 적어도 하나의 레인징 슬롯에서 수행될 수 있다.
실시예에 따라, 측정 리포트 단계(MRP)는 레인징 라운드 내 K+1 번째 레인징 슬롯부터 L 번째(여기서, L은 5 이상의 자연수) 레인징 슬롯까지의 레인징 슬롯들에서 수행될 수 있다. 실시예에 따라, 측정 리포트 단계는 적어도 하나의 레인징 슬롯에서 수행될 수 있다.
한편, UWB 레인징을 수행하는 UWB 장치는 적어도 하나의 레인징 슬롯을 점유하여 UWB 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 레인징 슬롯의 할당 정보는 레인징 제어 단계(RCP)에서 전송되는 레인징 제어 메시지(RCM)에 포함될 수 있다.
패킷 처리시간 확보 및 간섭 회피를 위해 레인징 슬롯의 길이는 패킷 길이보다 길게 구현될 수 있다. 레인징 슬롯 내에서의 전송 시점은 기본적으로 슬롯 시작시점이나, 레인징 슬롯 내 전송 시점은 오프셋(Offset)을 통해 조정될 수 있다.
실시예에 따라, 레인징 제어 단계(RCP)에서 전송되는 레인징 제어 메시지(RCM)는 Ranging Round(RR) IE를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, RR IE를 포함하는 레인징 제어 메시지(RCM)는 레인징 메시지 교환의 첫번째 레인징 라운드 내 레인징 슬롯의 시작 부분에서 전송될 수 있다.
RR IE는 레인징 라운드 정보를 시그널링하기 위해 사용될 수 있다. 실시예에 따라, RR IE는 현재 레인징 라운드(예를 들어, 현재 레인징 블록 i에서 레인징 라운드) 및/또는 다음 레인징 라운드(예를 들어, 다음 레인징 블록 i+1에서 레인징 라운드)에 관한 정보를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, RR IE는 표 2과 같은 content field format으로 구성될 수 있다. 예를 들어, RR IE는 레인징 블록 인덱스 필드(ranging block index), 호핑 모드 필드(hopping mode), 라운드 인덱스 필드(round index), 및 전송 오프셋 필드(transmission offset)를 포함할 수 있다.
[표 2]
여기서, 레인징 블록 인덱스 필드(ranging block index)는 레인징 블록의 인덱스를 지정하고, 호핑 모드 필드(hopping mode)는 레인징 블록에 대한 hop 모드를 지정할 수 있다(예를 들어, 0은 호핑 없음을 의미하고 1은 호핑을 의미).
라운드 인덱스 필드(round index)는 레인징 블록에 대한 레인징 라운드 인덱스를 지정하고, 전송 오프셋 필드(transmission offset)는 레인징 블록에서 레인징 라운드의 전송 오프셋 값을 지정할 수 있다. 실시예에 따라, 전송 오프셋 필드(transmission offset)는 레인징 슬롯 기간(ranging slot duration)에서 패킷 기간(packet duration)을 뺀 값일 수 있다.
실시예에 따라, 레인징 제어 단계(RCP)에서 전송되는 레인징 제어 메시지(RCM)는 Ranging Device Management (RDM) IE를 포함할 수 있다. RDM IE는 레인징 라운드에서 레인징 슬롯 및 장치 역할(예를 들어, initiator 또는 responder)을 할당할 수 있다.
실시예에 따라, time-scheduled 레인징에서 컨트롤러는 참여 레인징 장치들을 선택하고 해당 장치의 역할을 initiator 또는 responder로 지정하고 해당 장치의 타임 슬롯을 할당하기 위해 RDM IE를 사용할 수 있다.
실시예에 따라, RDM IE는 표 3와 같은 content field format으로 구성될 수 있다. 예를 들어, RDM IE는 SIU 필드(SIU), 주소 크기 필드(address size), RDM 목록 길이 필드(RDM List Length), 및 RDM 목록 필드(RDM List)를 포함할 수 있다.
[표 3]
여기서 SIU 필드(SIU)는 RDM List element의 슬롯 인덱스 필드가 사용되는지 여부를 지시하고(예를 들어, SIU 필드가 1인 경우 슬롯 인덱스 필드 사용)할 수 있다.
주소 크기 필드(address size)는 RDM 목록 필드(RDM List)에서 사용되는 주소의 크기를 지정할 수 있다. 예를 들어, 주소 크기 필드(address size)가 "0"이면 RDM List element의 모든 주소는 짧은 주소(short addresses)이고, 주소 크기 필드(address size)가 "1"이면 모든 주소는 확장 주소(extended addresses)일 수 있다.
RDM 목록 길이 필드(RDM List Length)는 RDM 목록 필드(RDM List)에서 element의 개수를 지시할 수 있다.
실시예에 따라, RDM 목록 필드(RDM List)는 표 4과 같은 element format으로 구성될 수 있다. 예를 들어, RDM 목록 필드(RDM List)는 레인징 역할 필드(Ranging Role), 레인징 슬롯 인덱스 필드(Ranging Slot index), 및 주소 필드(Address)를 포함할 수 있다.
[표 4]
여기서, 레인징 역할 필드(Ranging Role)는 선택된 장치가 initiator 또는 responder인지 여부를 지정할 수 있다. 레인징 슬롯 인덱스 필드(Ranging Slot index)는 RDM List element의 슬롯 인덱스 필드가 사용되면(예를 들어, SIU 필드(SIU)가 "1"인 경우) 장치에 슬롯 인덱스를 할당하는 데 사용될 수 있다.
주소 필드(Address)는 각 참여 장치를 식별하는데 사용될 수 있다. 실시예에 따라, 주소 필드(Address)의 크기는 RDM IE 내 주소 크기 필드(address size)에 의해 지정될 수 있다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 레인징 방식에 따른 레인징 메시지 교환 절차를 나타낸다.
도 8의 실시예는, 레인징 방식(타입)에 따라 하나의 레인징 사이클(레인징 라운드)에서 레인징을 위한 메시지를 교환하는 동작을 나타낸다. 사용되는 레인징의 방식(타입)은 RCM에 의해 지시될 수 있다. 실시예로서, RCM은 해당 레인징 라운드의 첫 번째 슬롯에서 전송될 수 있다.
<OWR>
도 8(a)를 참조하면, OWR 방식을 이용하는 레인징 절차(OWR 절차)는 레인징 메시지의 교환을 위한 적어도 하나의 단계(phase)를 포함할 수 있다. 실시예로서, OWR 절차는 레인징 제어 단계(Ranging Control Phase: RCP), 레인징 개시 단계(Ranging Initiation Phase: RIP), 레인징 응답 단계(Ranging Response Phase: RRP), 레인징 종료 단계(Ranging Final Phase: RFP), 측정 리포트 단계(Measurement Report Phase: MRP) 및/또는 레인징 제어 업데이트 단계(Ranging Control Update Phase: RCUP)를 포함할 수 있다. 각 단계에 대한 설명은 아래와 같다.
레인징 제어 단계(RCP): controller 장치가 레인징 제어 메시지(RCM)를 전송하는 단계. OWR 절차의 RCM은 Poll 메시지로 지칭될 수도 있다.
레인징 응답 단계(RRP): responder 장치(들)이 레인징 응답 메시지(RRM)를 initiator 장치로 전송하는 단계.
측정 리포트 단계(MRP): 레인징에 참여하는 장치들이 측정 리포트(MR)를 통해 레인징 측정 및 관련 서비스 정보를 교환하는 단계.
레인징 제어 업데이트 단계(RCUP): controller 장치가 레인징 제어 업데이트 메시지(RCUM)을 전송하는 단계. 만일 존재한다면, RCUP는 RCM에 의해 지정된 레인징 라운드의 세트의 마지막 슬롯일 수 있다.
<SS-TWR>
도 8(b) 및 도 8(c)를 참조하면, TWR 방식을 이용하는 레인징 절차(TWR 절차)는 레인징 메시지의 교환을 위한 적어도 하나의 단계(phase)를 포함할 수 있다.
도 8(b)을 참조하면, TWR 절차는 레인징 제어 단계(Ranging Control Phase: RCP), 레인징 개시 단계(Ranging Initiation Phase: RIP), 레인징 응답 단계(Ranging Response Phase: RRP), 측정 리포트 단계(Measurement Report Phase: MRP) 및/또는 레인징 제어 업데이트 단계(Ranging Control Update Phase: RCUP)를 포함할 수 있다.
각 단계에 대한 설명은 아래와 같다.
레인징 제어 단계(RCP): controller 장치가 레인징 제어 메시지(RCM)를 전송하는 단계.
레인징 개시 단계(RIP): initiator 장치(들)이 레인징 개시 메시지(RIM)를 responder 장치(들)로 전송하는 단계.
레인징 응답 단계(RRP): responder 장치(들)이 레인징 응답 메시지(RRM)를 initiator 장치로 전송하는 단계.
측정 리포트 단계(MRP): 레인징에 참여하는 장치들이 측정 리포트(MR)를 통해 레인징 측정 및 관련 서비스 정보를 교환하는 단계.
레인징 제어 업데이트 단계(RCUP): controller 장치가 레인징 제어 업데이트 메시지(RCUM)을 전송하는 단계. 만일 존재한다면, RCUP는 RCM에 의해 지정된 레인징 라운드의 세트의 마지막 슬롯일 수 있다.
RIP 및 RRP를 포함하는 단계는 레인징 단계(Ranging Phase: RP)로 지칭될 수 있다.
한편, 도 8(c)의 실시예에서와 같이, SS-TWR 절차에서, RCP와 RIP는 하나의 단계로 병합될 수 있다. 예를 들면, 하나의 전자 장치가 initiator 장치의 역할 및 controller 장치의 역할을 모두 수행하는 경우, RCP와 RIP가 하나의 단계로 병합될 수 있다. 이 경우, 병합된 단계에서, RCM 및 RIM에 포함된 정보를 모두 포함하는 하나의 레인징 메시지가 전송될 수 있다.
<DS-TWR>
도 8(d)를 참조하면, TWR 방식을 이용하는 레인징 절차(TWR 절차)는 레인징 메시지의 교환을 위한 적어도 하나의 단계(phase)를 포함할 수 있다.
도 8(d)을 참조하면, TWR 절차는 레인징 제어 단계(Ranging Control Phase: RCP), 레인징 개시 단계(Ranging Initiation Phase: RIP), 레인징 응답 단계(Ranging Response Phase: RRP), 레인징 종료 단계(RFP), 측정 리포트 단계(Measurement Report Phase: MRP) 및/또는 레인징 제어 업데이트 단계(Ranging Control Update Phase: RCUP)를 포함할 수 있다.
각 단계에 대한 설명은 아래와 같다.
레인징 제어 단계(RCP): controller 장치가 레인징 제어 메시지(RCM)를 전송하는 단계.
레인징 개시 단계(RIP): initiator 장치(들)이 레인징 개시 메시지(RIM)를 responder 장치(들)로 전송하는 단계.
레인징 응답 단계(RRP): responder 장치(들)이 레인징 응답 메시지(RRM)를 initiator 장치로 전송하는 단계.
레인징 종료 단계(RFP): initiator 장치가 responder 장치(들)로 레인징 종료 메시지(RFM)을 전송하는 단계.
측정 리포트 단계(MRP): 레인징에 참여하는 장치들이 측정 리포트(MR)를 통해 레인징 측정 및 관련 서비스 정보를 교환하는 단계.
레인징 제어 업데이트 단계(RCUP): controller 장치가 레인징 제어 업데이트 메시지(RCUM)을 전송하는 단계. 만일 존재한다면, RCUP는 RCM에 의해 지정된 레인징 라운드의 세트의 마지막 슬롯일 수 있다.
RIP, RRP 및 RFP를 포함하는 단계는 레인징 단계(Ranging Phase: RP)로 지칭될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, DS-TWR 절차에서, RCP와 RIP는 하나의 단계로 병합될 수 있다. 예를 들면, 하나의 전자 장치가 initiator 장치의 역할 및 controller 장치의 역할을 모두 수행하는 경우, RCP와 RIP가 하나의 단계로 병합될 수 있다. 이 경우, 병합된 단계에서, RCM 및 RIM에 포함된 정보를 모두 포함하는 하나의 레인징 메시지가 전송될 수 있다.
<Many-to-Many SS-TWR/Many-to Many DS-TWR>
도 8(e) 및 도 8(f)를 참조하면, SS-TWR 및 DS-TWR이 복수의 initiator와 복수의 responder 사이에서 수행될 수 있다. 이 경우, 도 8(b) 내지 도 8(d)와 달리, RIP는 복수의 initiator에 의한 RIM의 전송을 위해, 복수의 initiator에 대응하는 수의 레인징 슬롯을 포함할 수 있다. 실시예로서, RIP에서 각 initiator가 자신의 RIM을 전송하기 위해 사용되는 레인징 슬롯의 스케쥴링은 RCM에 의해 지시될 수 있다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 동기 헤더(SHR)의 구조를 나타낸다.
도 9에 도시된 동기 헤더(SHR)는 도 5(a)에 도시된 동기 헤더(SHR)과 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다. 도 9에 도시된 SYNC 필드 및 SFD는 도 5(b)에 도시된 SYNC 필드 및 SFD와 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다.
도 9를 참조하면, 동기 헤더(SHR)가 전송되는 시간은 Tpre로 설정되고, SYNC 필드가 전송되는 시간은 TSYNC로 설정되고, SFD가 전송되는 시간은 TSFD로 설정될 수 있다.
SYNC 필드는 UWB 장치들 간 서로 알고 있는 코드(Known 코드)로 구성되며 UWB 장치들의 수신 시점 동기화를 위해 사용될 수 있다. 실시예에 따라, SYNC 필드는 3진 코드(ternary code)에 기반하여 구성될 수 있다. 실시예에 따라, SYNC 필드 구성 시 채널 별로 사용하는 코드가 다를 수 있으며, 각 코드 별로 서로 다른 코드 인덱스(code index)가 부여될 수 있다.
실시예에 따라, SYNC 필드는 표 5와 같이 길이 31의 3진 코드(length 31 ternary codes)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 각 코드 시퀀스(code sequence)에는 서로 다른 코드 인덱스(code idex)가 부여되고, 각 코드 시퀀스(code sequence)에는 UWB channel number가 미리 설정될 수 있다.
[표 5]
실시예에 따라, SYNC 필드는 표 6과 같이 길이 127의 3진 코드(length 127 ternary codes)로 구성될 수 도 있다.
[표 6]
한편, 레인징을 수행하는 UWB 장치들은 레인징 슬롯을 점유하여 UWB 패킷을 전송하며, 하나의 레인징 슬롯 당 하나의 UWB 장치만 패킷 전송이 가능할 수 있다. 다만, 하나의 레인징 슬롯 당 하나의 UWB 장치만 패킷을 전송하면, 패킷을 수신하는 UWB 장치는 장시간 RX 시간을 확보해야 하며 이로 인한 전력 소모가 증가할 수 있다.
UWB는 다른 무선 통신 기술 대비 전송 시간이 매우 짧아 TX 전력 소모는 낮으나, RX 전력소모는 큰 편이다. 복수의 무선통신 기술을 사용하는 전자 장치의 특성 상 UWB 운영 시 RX 전력 소모는 부담이 될 수 있으며, RX 시간을 최소화/최적화하여 전력 소모를 감소시키는 방안이 필요하다.
본 개시에서는 UWB 장치의 RX 시간을 최소화/최적화하여 전력 소모를 감소시키기 위해 하나의 레인징 슬롯에서 복수의 UWB 장치들이 복수의 패킷들을 전송하는 방법을 제안한다.
실시예에 따라, 복수의 UWB 장치들은 시분할 방식(time Division), 코드분할 방식(code division), 또는 STS 병렬 전송 방식을 통해 하나의 레인징 슬롯에서 복수의 패킷들을 전송할 수 있다.
본 개시에서 시분할 방식(time Division)은 하나의 레인징 슬롯 내에서 복수의 UWB 장치들이 서로 다른 시점에(즉, 미니 슬롯을 사용하여) 패킷들을 전송하는 방식을 의미한다. 또한, 코드분할 방식(code division)은 하나의 레인징 슬롯 내에서 복수의 UWB 장치들이 서로 다른 코드를 통해 패킷들을 전송하는 방식을 의미한다. 또한, STS 병렬 전송 방식은 하나의 레인징 슬롯 내에서 복수의 UWB 장치들이 서로 다른 STS(서로 다른 코드로 구성되는 STS)를 통해 패킷들을 전송하는 방식을 의미한다.
본 개시의 실시예에 따른 시분할 방식(time Division)에 대한 구체적인 설명은 도 10a에서 후술하고, 코드분할 방식(code division)에 대한 구체적인 설명은 도 11a에서 후술하고, STS 병렬 전송 방식에 대한 구체적인 설명은 도 12에서 후술하기로 한다.
실시예에 따라, 복수의 UWB 장치들이 하나의 레인징 슬롯에서 복수의 패킷들을 전송하기 위해 복수의 UWB 장치들 각각에 시분할 방식(time Division) 또는 코드분할 방식(code division)을 적용할지 여부가 미리 설정될 수 있다.
실시예에 따라, Narrowband 또는 UWB 상에서 전송되는 전송 제어 정보(예를 들어, 레인징 제어 메시지(RCM))는 시분할 방식(time Division) 또는 코드분할 방식(code division)을 선택하기 위한 지시자(indicator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 1 bit indicator의 경우, 지시자(indicator)가 "1"이면 시분할 방식(time Division)이 설정되고, 지시자(indicator)가 "0"이면 코드분할 방식(code division)이 설정될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 하나의 레인징 슬롯에 복수의 UWB 장치들이 할당된 경우 표 1의 RR IE에 포함되는 전송 오프셋 필드(transmission offset) 값에 따라 시분할 방식(time Division) 또는 코드분할 방식(code division)을 설정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 레인징 슬롯에 복수의 UWB 장치들이 할당되고, RR IE에 포함되는 전송 오프셋 필드(transmission offset) 값이 "0"인 경우 코드분할 방식(code division)이 설정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 레인징 슬롯에 복수의 UWB 장치들이 할당되고, RR IE에 포함되는 전송 오프셋 필드(transmission offset) 값이 "1"인 경우 시분할 방식(time Division)이 설정될 수 있다.
도 10a는 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a에서, 제1 UWB 장치는 initiator의 역할을 수행하고, 제2 UWB 장치는 제1 responder의 역할을 수행하고, 제3 UWB 장치는 제2 responder의 역할을 수행하고, 제4 UWB 장치는 제3 responder의 역할을 수행하고, 제5 UWB 장치는 제4 responder의 역할을 수행할 수 있다.
도 10a에서 제1 UWB 장치가 제어 정보를 전송하는 initiator의 역할(즉, 제1 UWB 장치가 controller 및 initiator 역할 수행)을 수행하는 것으로 도시되어 있으나, 제1 UWB 장치는 제어 정보를 전송하는 controller의 역할을 수행하고 다른 UWB 장치가 레인징 개시 메시지를 전송하는 initiator의 역할을 수행할 수도 있다.
도 10a에서는 설명의 편의를 위해 5개의 UWB 장치들이 initiator, responder의 역할을 수행하는 것으로 도시하고 있으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되지 않고 initiator 또는 responder의 역할을 수행하는 UWB 장치의 개수는 다양하게 구현될 수 있다.
도 10a를 참조하면, 하나의 레인징 라운드는 제1 슬롯(slot 0), 제2 슬롯(slot 1), 및 제3 슬롯(slot 2)을 포함할 수 있다. 제1 UWB 장치(initiator)는 제1 슬롯(slot 0)의 시작 시점에 UWB 또는 Narrowband를 통해 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))를 전송할 수 있다. 이때, 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))의 전송 오프셋(transmission offset)은 "Offset Timing #0"으로 설정될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제2 UWB 장치(responder1)는 제2 슬롯(slot 1)의 시작 시점에 동기 헤더(SHR)를 포함하는 패킷 또는 제1 SP3 타입(SP 설정 3인 경우) 패킷(SHR + STS0)을 전송할 수 있다. 이때, 동기 헤더(SHR)를 포함하는 패킷 또는 제1 SP3 타입 패킷의 전송 오프셋(transmission offset)은 제2 슬롯(slot 1) 내 "Offset Timing #2"로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 SP3 타입 패킷은 동기 헤더(SHR) 및 제1 암호화 시퀀스(STS0)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 SP3 타입 패킷은 도 7의 레인징 단계(RP)에서 전송되는 레인징 응답 메시지(ranging response message)일 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1)의 중간 시점에 동기 헤더(SHR)를 포함하는 패킷 또는 제2 SP3 타입 패킷(SHR + STS1)을 전송할 수 있다. 이때, 동기 헤더(SHR)를 포함하는 패킷 또는 제2 SP3 타입 패킷의 전송 오프셋(transmission offset)은 제2 슬롯(slot 1) 내 "Offset Timing #3"으로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 제2 SP3 타입 패킷은 동기 헤더(SHR) 및 제2 암호화 시퀀스(STS1)를 포함할 수 있다. 제2 SP3 타입 패킷은 제1 SP3 타입 패킷과 서로 다른 STS를 포함하도록 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 제2 SP3 타입 패킷은 도 7의 레인징 단계(RP)에서 전송되는 레인징 응답 메시지(ranging response message)일 수 있다.
제2 UWB 장치(responder1)와 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1) 내에서 전송 오프셋을 달리 하여 각각 동기 헤더(SHR)를 포함하는 패킷 또는 SP3 타입 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 전송 오프셋은 표 1의 RR IE 내 전송 오프셋 필드(transmission offset)로 설정될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제4 UWB 장치(responder3)는 제3 슬롯(slot 2)의 시작 시점에 동기 헤더(SHR)를 포함하는 패킷 또는 제3 SP3 타입 패킷(preamble + STS2)을 전송할 수 있다. 이때, 동기 헤더(SHR)를 포함하는 패킷 또는 제3 SP3 타입 패킷의 전송 오프셋(transmission offset)은 제3 슬롯(slot 2) 내 "Offset Timing #4"로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 제3 SP3 타입 패킷은 프리앰블 및 제3 암호화 시퀀스(STS2)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제3 SP3 타입 패킷은 도 7의 레인징 단계(RP)에서 전송되는 레인징 응답 메시지(ranging response message)일 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제5 UWB 장치(responder4)는 제3 슬롯(slot 2)의 중간 시점에 동기 헤더(SHR)를 포함하는 패킷 또는 제4 SP3 타입 패킷(preamble + STS3)을 전송할 수 있다. 이때, 동기 헤더(SHR) 또는 제4 SP3 타입 패킷의 전송 오프셋(transmission offset)은 제3 슬롯(slot 2) 내 "Offset Timing #5"로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 제4 SP3 타입 패킷은 동기 헤더(SHR) 및 제4 암호화 시퀀스(STS3)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제4 SP3 타입 패킷은 도 7의 레인징 단계(RP)에서 전송되는 레인징 응답 메시지(ranging response message)일 수 있다.
제4 UWB 장치(responder3)와 제5 UWB 장치(responder4)는 제3 슬롯(slot 2) 내에서 전송 오프셋을 달리 하여 각각 동기 헤더를 포함하는 패킷 또는 SP3 타입 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 전송 오프셋은 표 1의 RR IE 내 전송 오프셋 필드(transmission offset)로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 표 1의 RR IE 내 전송 오프셋 필드(transmission offset) 값에 따라 레인징 슬롯 내 미니 슬롯의 길이가 달리 구성될 수 있다. 실시예에 따라, RR IE 내 전송 오프셋 필드(transmission offset) 값이 다양한 개수로 설정되면 레인징 슬롯에 포함되는 미니 슬롯의 개수도 다양하게 구현될 수 있다.
도 10b는 본 개시의 일 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 10b에 도시된 RDM 목록 필드(RDM List)는 표 3의 RDM 목록 필드(RDM List)와 동일하게 레인징 역할 필드(Ranging Role), 레인징 슬롯 인덱스 필드(Ranging Slot index), 및 주소 필드(Address)를 포함할 수 있다. RDM 목록 필드(RDM List) 내 각 필드들에 대한 구체적인 설명은 표 3에서 전술하였고 이에 대한 설명은 생략한다.
도 10b를 참조하면, RDM 목록 필드(RDM List)는 하나의 레인징 슬롯 인덱스에 대하여 복수의 UWB 장치들 및 복수의 device address를 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 복수의 UWB 장치들 또는 복수의 device address는 레인징 슬롯 내 미니 슬롯 개수 미만으로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, RDM 목록 필드(RDM List) 내 동일 레인징 슬롯 인덱스에 할당된 UWB 장치들은, RDM List에 포함된 순서에 따라, 미니 슬롯 각각에 할당될 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 제2 UWB 장치(responder1) 및 제3 UWB 장치(responder2)에 동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 할당되고, 제2 UWB 장치(responder1)에는 제1 address(Address of Responder 1)가 할당되고, 제3 UWB 장치(responder2)에는 제2 address(Address of Responder 2)가 할당될 수 있다.
동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 할당된 제2 UWB 장치(responder1) 및 제3 UWB 장치(responder2)는 RDM List에 포함된 순서에 따라 패킷을 전송될 수 있다. 예를 들어, 제2 UWB 장치(responder1)는 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에서 첫 번째로 패킷을 전송하고, 제3 UWB 장치(responder2)는 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에서 두 번째로 패킷을 전송할 수 있다.
도 11a는 본 개시의 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a에서, 제1 UWB 장치는 initiator의 역할을 수행하고, 제2 UWB 장치는 제1 responder의 역할을 수행하고, 제3 UWB 장치는 제2 responder의 역할을 수행하고, 제4 UWB 장치는 제3 responder의 역할을 수행하고, 제5 UWB 장치는 제4 responder의 역할을 수행할 수 있다.
도 11a에서 제1 UWB 장치가 제어 정보를 전송하는 initiator의 역할(즉, 제1 UWB 장치가 controller 및 initiator 역할 수행)을 수행하는 것으로 도시되어 있으나, 제1 UWB 장치는 제어 정보를 전송하는 controller의 역할을 수행하고 다른 UWB 장치가 레인징 개시 메시지를 전송하는 initiator의 역할을 수행할 수도 있다.
도 11a에서는 설명의 편의를 위해 5개의 UWB 장치들이 initiator, responder의 역할을 수행하는 것으로 도시하고 있으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되지 않고 initiator 또는 responder의 역할을 수행하는 UWB 장치의 개수는 다양하게 구현될 수 있다.
도 11a를 참조하면, 하나의 레인징 라운드는 제1 슬롯(slot 0), 제2 슬롯(slot 1), 및 제3 슬롯(slot 2)을 포함할 수 있다. 제1 UWB 장치(initiator)는 제1 슬롯(slot 0)의 시작 시점에 UWB 또는 Narrowband를 통해 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))를 전송할 수 있다.
제1 UWB 장치(initiator)는 제2 UWB 장치(responder1) 내지 제5 UWB 장치(responder4) 각각에 레인징 슬롯 및 프리앰블을 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 하나의 레인징 슬롯에서 복수의 responder들이 전송 가능하며, 프리앰블은 orthogonal 하게 전송될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제2 UWB 장치(responder1)는 제2 슬롯(slot 1)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제1 동기 헤더(SHR1)를 포함하는 패킷을 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제3 동기 헤더(SHR3)를 포함하는 패킷을 전송할 수 있다.
제2 UWB 장치(responder1)와 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1) 내에서 각각 동기 헤더(SHR)의 구성을 달리 하여 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 동기 헤더(SHR1)와 제3 동기 헤더(SHR3) 각각은 SYNC Field 내 서로 다른 코드(예를 들어, 서로 다른 Ternary Code)에 기반하여 구성될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제4 UWB 장치(responder3)는 제3 슬롯(slot 2)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제3 동기 헤더(SHR3)를 포함하는 패킷을 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제5 UWB 장치(responder2)는 제3 슬롯(slot 2)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제2 동기 헤더(SHR2)를 포함하는 패킷을 전송할 수 있다.
제4 UWB 장치(responder3)와 제5 UWB 장치(responder4)는 제3 슬롯(slot 2) 내에서 각각 동기 헤더(SHR)의 구성을 달리 하여 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 동기 헤더(SHR2)와 제3 동기 헤더(SHR3) 각각은 SYNC Field 내 서로 다른 코드(예를 들어, 서로 다른 Ternary Code)에 기반하여 구성될 수 있다.
도 11b는 본 개시의 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 11b에 도시된 RDM 목록 필드(RDM List)는 표 3의 RDM 목록 필드(RDM List)의 동일하게 레인징 역할 필드(Ranging Role), 레인징 슬롯 인덱스 필드(Ranging Slot index), 및 주소 필드(Address)를 포함할 수 있다. RDM 목록 필드(RDM List) 내 각 필드들에 대한 구체적인 설명은 표 3에서 전술하였고 이에 대한 설명은 생략한다.
도 11b를 참조하면, RDM 목록 필드(RDM List)는 하나의 레인징 슬롯 인덱스에 대하여 복수의 UWB 장치들 및 복수의 device address를 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 복수의 UWB 장치들 또는 복수의 device address는 코드 인덱스의 총 개수 이하로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, RDM 목록 필드(RDM List) 내 동일한 레인징 슬롯 인덱스에 할당된 UWB 장치들은, RDM List에 포함된 순서에 따라, 미리 설정된 코드 인덱스들 각각에 할당될 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 제2 UWB 장치(responder1) 및 제3 UWB 장치(responder2)에 동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 할당되고, 제2 UWB 장치(responder1)에는 제1 address(Address of Responder 1)가 할당되고, 제3 UWB 장치(responder2)에는 제2 address(Address of Responder 2)가 할당될 수 있다.
동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 할당된 제2 UWB 장치(responder1) 및 제3 UWB 장치(responder2)는 RDM List에 포함된 순서에 따라 미리 결정된 코드 인덱스에 기반하여 패킷을 전송될 수 있다. 예를 들어, 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 첫 번째로 할당된 제2 UWB 장치(responder1)는 SYNC Field 내 "Code Index 3"에 기반하여 패킷을 전송하고, 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 두 번째로 할당된 제3 UWB 장치(responder2)는 SYNC Field 내 "Code Index 4"에 기반하여 패킷을 전송할 수 있다.
실시예에 따라, SHR 부분을 전송하는 방식의 경우, 표준에서 정의한 Code Index 를 활용할 수 있다. 예를 들어, 표 4에 도시된 Length 31 Ternary Code를 Channel number 9 에서 활용하는 경우, Code Index 3 및 Code Index 4가 사용 가능하다.
도 12는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12에서, 제1 UWB 장치는 initiator의 역할을 수행하고, 제2 UWB 장치는 제1 responder의 역할을 수행하고, 제3 UWB 장치는 제2 responder의 역할을 수행하고, 제4 UWB 장치는 제3 responder의 역할을 수행하고, 제5 UWB 장치는 제4 responder의 역할을 수행할 수 있다.
도 12에서는 설명의 편의를 위해 5개의 UWB 장치들이 initiator, responder의 역할을 수행하는 것으로 도시하고 있으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되지 않고 initiator 또는 responder의 역할을 수행하는 UWB 장치의 개수는 다양하게 구현될 수 있다.
도 12를 참조하면, 하나의 레인징 라운드는 제1 슬롯(slot 0), 제2 슬롯(slot 1), 및 제3 슬롯(slot 2)을 포함할 수 있다. 제1 UWB 장치(initiator)는 제1 슬롯(slot 0)의 시작 시점에 UWB 또는 Narrowband를 통해 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))를 전송할 수 있다.
제1 UWB 장치(initiator)는 제2 UWB 장치(responder1) 내지 제5 UWB 장치(responder4) 각각에 STS 병렬 전송 모드가 적용된 레인징 슬롯을 할당하고, STS 병렬 전송 모드가 적용된 레인징 슬롯에 대한 할당 정보를 제2 UWB 장치(responder1) 내지 제5 UWB 장치(responder4) 각각에 전송할 수 있다.
본 개시에서 STS 병렬 전송 모드는 하나의 레인징 슬롯 내에서 복수의 UWB 장치들이 서로 다른 STS를 통해 패킷들을 병렬적으로 전송하는 방식을 의미한다.
실시예에 따라, Scheduled 방식의 경우, 각 UWB 장치들에 대한 슬롯 할당 순서에 따라 고정된 STS 세트(Set of Fixed STS)를 서로 다르게 적용(또는 결정)할 수 있다. 실시예에 따라, 고정된 STS 세트(Set of Fixed STS) 목록은 SYNC Code 목록과 같이 사전에 UWB 장치들 간 공유될 수 있다.
다른 실시예에 따라, Contention 방식의 경우, UWB 장치는 고정된 STS 세트(Set of Fixed STS) 중 하나를 선택하여 레인징 슬롯에서 패킷을 전송할 수 있다(동일 STS 선택 시 충돌).
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제2 UWB 장치(responder1)는 제2 슬롯(slot 1)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 고정된 제1 STS(STS0)을 포함하는 제1 SP3 타입(SP 설정 3인 경우) 패킷(SP3 with fixed STS0)을 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 고정된 제2 STS(STS1)을 포함하는 제2 SP3 타입 패킷(SP3 with fixed STS1)을 전송할 수 있다.
제2 UWB 장치(responder1)와 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1) 내에서 고정된 STS를 달리 하여 각각 SP3 타입 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 UWB 장치(responder1)와 제3 UWB 장치(responder2) 각각은 고정된 STS에 관한 정보를 사전에 공유할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제4 UWB 장치(responder3)는 제3 슬롯(slot 2)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 고정된 제3 STS(STS2)을 포함하는 제3 SP3 타입 패킷(SP3 with fixed STS2)을 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제5 UWB 장치(responder4)는 제3 슬롯(slot 2)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 고정된 제1 STS(STS0)을 포함하는 제1 SP3 타입 패킷(SP3 with fixed STS0)을 전송할 수 있다.
제4 UWB 장치(responder3)와 제5 UWB 장치(responder4)는 제3 슬롯(slot 2) 내에서 고정된 STS를 달리 하여 각각 SP3 타입 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 제4 UWB 장치(responder3)와 제5 UWB 장치(responder4) 각각은 고정된 STS에 관한 정보를 사전에 공유할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 STS(STS0) 내지 제3 STS(STS2) 각각은 서로 다른 STS Code로 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 서로 다른 STS Code 별로 Index가 부여되고, STS Code는 특정 UWB 장치 간에만 사용될 수 있도록 설정될 수 있다. 실시예에 따라, 사전 정의한 STS Code는 동일 시점에 동시 전송되더라도 UWB 장치들 각각에서 수신할 수 있도록 구성될 수 있다.
실시예에 따라, RDM 목록 필드(RDM List)는 하나의 레인징 슬롯 인덱스에 대하여 복수의 UWB 장치들 및 복수의 device address를 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 복수의 UWB 장치들 또는 복수의 device address는 코드 인덱스의 총 개수 이하로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, RDM 목록 필드(RDM List) 내 동일한 레인징 슬롯 인덱스에 할당된 UWB 장치들은, RDM List에 포함된 순서에 따라, 미리 설정된 STS Code 인덱스들 각각에 할당될 수 있다.
도 13은 본 개시의 실시예에 따른 제1 UWB 장치의 구조를 나타낸다.
도 1 내지 도 12, 도 15a 내지 도 18을 참조하여 설명한 제1 UWB 장치는 도 1의 전자 장치(100), 도 2의 제1 전자 장치(210), 도 3의 제1 전자 장치(301), 도 10a의 initiator, 도 11a의 initiator, 또는 도 12의 initiator에 대응될 수 있다. 도 13을 참조하면, 프록시 장치는 송수신부(1310), 메모리(1320), 및 제어부(1330)로 구성될 수 있다.
전술한 제1 UWB 장치의 통신 방법에 따라, 제1 UWB 장치의 송수신부(1310), 제어부(1330) 및 메모리(1320)가 동작할 수 있다. 다만, 제1 UWB 장치의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 UWB 장치는 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 송수신부(1310), 제어부(1330) 및 메모리(1320)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 제어부(1330)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
송수신부(1310)는 제1 UWB 장치의 수신부와 제1 UWB 장치의 송신부를 통칭한 것으로서, 다른 장치와 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(1310)는 전송되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1310)의 일 실시예일뿐이며, 송수신부(1310)의 구성 요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다.
또한, 송수신부(1310)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 제어부(1330)로 출력하고, 제어부(1330)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
메모리(1320)는 제1 UWB 장치의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1320)는 제1 UWB 장치에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1320)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1320)는 별도로 존재하지 않고 제어부(1330)에 포함되어 구성될 수도 있다.
제어부(1330)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 제1 UWB 장치가 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.
제어부(1330)는 UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 전송하도록 제어할 수 있다. 제어부(1330)는 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제2 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 전송하는 제1 패킷을 수신하도록 제어하고, 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 전송하는 제2 패킷을 수신하도록 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 패킷은 동기 헤더(SHR)를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 패킷은 동기 헤더를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 SP3 타입 패킷은 동기 헤더(SHR) 및 제1 STS를 포함하고, 상기 제2 SP3 타입 패킷은 동기 헤더 및 제2 STS를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 레인징 제어 메시지에 포함되는 RDM 목록 필드(RDM List) 내에서 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치가 상기 제2 슬롯에 상응하는 동일한 슬롯 인덱스에 할당되면, 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치는 RDM List에 포함된 순서에 따라 상기 제2 슬롯 내에서 전송 순서가 결정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 패킷은 제1 동기 헤더를 포함하고, 상기 제2 패킷은 제2 동기 헤더를 포함하고, 상기 제1 동기 헤더 및 상기 제2 동기 헤더 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 레인징 제어 메시지에 포함되는 RDM 목록 필드(RDM List) 내에서 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치가 상기 제2 슬롯에 상응하는 동일한 슬롯 인덱스에 할당되면, 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치는 RDM List에 포함된 순서에 따라 동기 헤더의 코드가 결정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되고, 상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1 SP3 타입 패킷 및 상기 제2 SP3 타입 패킷 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성될 수 있다.
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 제2 UWB 장치의 구조를 나타낸다.
도 1 내지 도 12, 도 15a 내지 도 18을 참조하여 설명한 제2 UWB 장치는 도 1의 전자 장치(100), 도 2의 제2 전자 장치(220), 도 3의 제2 전자 장치(302), 도 10a의 Responder (예를 들어, Responder 1 내지 Responder 4 중 어느 하나), 도 11a의 Responder (예를 들어, Responder 1 내지 Responder 4 중 어느 하나), 또는 도 12의 Responder (예를 들어, Responder 1 내지 Responder 4 중 어느 하나)에 대응될 수 있다. 도 14를 참조하면, 제2 UWB 장치는 송수신부(1410), 메모리(1420), 및 제어부(1430)로 구성될 수 있다.
전술한 게이트 장치의 통신 방법에 따라, 제2 UWB 장치의 송수신부(1410), 제어부(1430) 및 메모리(1420)가 동작할 수 있다. 다만, 제2 UWB 장치의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 UWB 장치는 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 송수신부(1410), 제어부(1430) 및 메모리(1420)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 제어부(1430)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
송수신부(1410)는 제2 UWB 장치의 수신부와 제2 UWB 장치의 송신부를 통칭한 것으로서, 다른 장치와 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(1410)는 전송되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(1410)의 일 실시예일뿐이며, 송수신부(1410)의 구성 요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다.
또한, 송수신부(1410)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 제어부(1430)로 출력하고, 제어부(1430)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
메모리(1420)는 제2 UWB 장치의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1420)는 제2 UWB 장치에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1420)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 메모리(1420)는 별도로 존재하지 않고 제어부(1430)에 포함되어 구성될 수도 있다.
제어부(1430)는 상술한 본 개시의 실시예에 따라 제2 UWB 장치가 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다.
제어부(1430)는 UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 제1 UWB 장치로부터 수신하도록 제어할 수 있다. 제어부(1430)는 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 제1 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치에 의해 제2 패킷이 전송될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 패킷은 동기 헤더(SHR)를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 패킷은 동기 헤더를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되고, 상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1 SP3 타입 패킷 및 상기 제2 SP3 타입 패킷 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성될 수 있다.
도 15a는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15a에서, 제1 UWB 장치는 initiator의 역할을 수행하고, 제2 UWB 장치는 제1 responder의 역할을 수행하고, 제3 UWB 장치는 제2 responder의 역할을 수행하고, 제4 UWB 장치는 제3 responder의 역할을 수행하고, 제5 UWB 장치는 제4 responder의 역할을 수행할 수 있다.
도 15a에서 제1 UWB 장치가 제어 정보를 전송하는 initiator의 역할(즉, 제1 UWB 장치가 controller 및 initiator 역할 수행)을 수행하는 것으로 도시되어 있으나, 제1 UWB 장치는 제어 정보를 전송하는 controller의 역할을 수행하고 다른 UWB 장치가 레인징 개시 메시지를 전송하는 initiator의 역할을 수행할 수도 있다.
도 15a에서는 설명의 편의를 위해 5개의 UWB 장치들이 initiator, responder의 역할을 수행하는 것으로 도시하고 있으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되지 않고 initiator 또는 responder의 역할을 수행하는 UWB 장치의 개수는 다양하게 구현될 수 있다.
도 15a를 참조하면, 하나의 레인징 라운드는 제1 슬롯(slot 0), 제2 슬롯(slot 1), 및 제3 슬롯(slot 2)을 포함할 수 있다. 제1 UWB 장치(initiator)는 제1 슬롯(slot 0)의 시작 시점에 UWB 또는 Narrowband를 통해 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))를 전송할 수 있다.
제1 UWB 장치(initiator)는 제2 UWB 장치(responder1) 내지 제5 UWB 장치(responder4) 각각에 레인징 슬롯 및 프리앰블을 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 하나의 레인징 슬롯에서 복수의 responder들이 전송 가능하며, 프리앰블은 orthogonal 하게 전송될 수 있다.
실시예에 따라, SHR은 프리앰블(또는 SYNC 필드) 및 SFD를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, SHR에 포함되는 프리앰블의 길이와 코드는 변경 가능하게 구성되며, SHR에 포함되는 SFD는 고정된 값으로 구성될 수 있다. 실시예에 따라, UWB 장치는 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여 SFD를 제외한 프리앰블만을 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제2 UWB 장치(responder1)는 제2 슬롯(slot 1)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제1 프리앰블(Preamble1)을 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제3 프리앰블(Preamble3)을 전송할 수 있다.
제2 UWB 장치(responder1)와 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1) 내에서 각각 프리앰블(Preamble1)의 구성을 달리 하여 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 프리앰블(Preamble1)과 제3 프리앰블(Preamble3) 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제4 UWB 장치(responder3)는 제3 슬롯(slot 2)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제3 프리앰블(Preamble3)을 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제5 UWB 장치(responder2)는 제3 슬롯(slot 2)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제2 프리앰블(Preamble2)을 전송할 수 있다.
제4 UWB 장치(responder3)와 제5 UWB 장치(responder4)는 제3 슬롯(slot 2) 내에서 각각 프리앰블(Preamble1)의 구성을 달리 하여 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 프리앰블(Preamble2)과 제3 프리앰블(Preamble3) 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성될 수 있다.
도 15b는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 15b에 도시된 RDM 목록 필드(RDM List)는 표 4의 RDM 목록 필드(RDM List)의 동일하게 레인징 역할 필드(Ranging Role), 레인징 슬롯 인덱스 필드(Ranging Slot index), 및 주소 필드(Address)를 포함할 수 있다. RDM 목록 필드(RDM List) 내 각 필드들에 대한 구체적인 설명은 표 4에서 전술하였고 이에 대한 설명은 생략한다.
도 15b를 참조하면, RDM 목록 필드(RDM List)는 하나의 레인징 슬롯 인덱스에 대하여 복수의 UWB 장치들 및 복수의 device address를 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 복수의 UWB 장치들 또는 복수의 device address는 코드 인덱스의 총 개수 이하로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, RDM 목록 필드(RDM List) 내 동일한 레인징 슬롯 인덱스에 할당된 UWB 장치들은, RDM List에 포함된 순서에 따라, 미리 설정된 코드 인덱스들 각각에 할당될 수 있다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 제2 UWB 장치(responder1) 및 제3 UWB 장치(responder2)에 동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 할당되고, 제2 UWB 장치(responder1)에는 제1 address(Address of Responder 1)가 할당되고, 제3 UWB 장치(responder2)에는 제2 address(Address of Responder 2)가 할당될 수 있다.
동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 할당된 제2 UWB 장치(responder1) 및 제3 UWB 장치(responder2)는 RDM List에 포함된 순서에 따라 미리 결정된 코드 인덱스에 기반하여 패킷을 전송될 수 있다. 예를 들어, 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 첫 번째로 할당된 제2 UWB 장치(responder1)는 "Code Index 3"에 기반하여 패킷을 전송하고, 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 두 번째로 할당된 제3 UWB 장치(responder2)는 "Code Index 4"에 기반하여 패킷을 전송할 수 있다.
도 16a는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16a에서, 제1 UWB 장치는 initiator의 역할을 수행하고, 제2 UWB 장치는 제1 responder의 역할을 수행하고, 제3 UWB 장치는 제2 responder의 역할을 수행하고, 제4 UWB 장치는 제3 responder의 역할을 수행하고, 제5 UWB 장치는 제4 responder의 역할을 수행할 수 있다.
도 16a에서 제1 UWB 장치가 제어 정보를 전송하는 initiator의 역할(즉, 제1 UWB 장치가 controller 및 initiator 역할 수행)을 수행하는 것으로 도시되어 있으나, 제1 UWB 장치는 제어 정보를 전송하는 controller의 역할을 수행하고 다른 UWB 장치가 레인징 개시 메시지를 전송하는 initiator의 역할을 수행할 수도 있다.
도 16a에서는 설명의 편의를 위해 5개의 UWB 장치들이 initiator, responder의 역할을 수행하는 것으로 도시하고 있으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되지 않고 initiator 또는 responder의 역할을 수행하는 UWB 장치의 개수는 다양하게 구현될 수 있다.
도 16a를 참조하면, 하나의 레인징 라운드는 제1 슬롯(slot 0), 제2 슬롯(slot 1), 및 제3 슬롯(slot 2)을 포함할 수 있다. 제1 UWB 장치(initiator)는 제1 슬롯(slot 0)의 시작 시점에 UWB 또는 Narrowband를 통해 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))를 전송할 수 있다.
제1 UWB 장치(initiator)는 제2 UWB 장치(responder1) 내지 제5 UWB 장치(responder4) 각각에 레인징 슬롯 및 프리앰블을 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 하나의 레인징 슬롯에서 복수의 responder들이 전송 가능하며, 프리앰블은 orthogonal 하게 전송될 수 있다.
실시예에 따라, UWB 장치는 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여 SP 설정 3인 SP3 타입 패킷(SHR + STS)에서 SHR을 제외한 STS만을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 각 UWB 장치들에 대한 슬롯 할당 순서에 따라 고정된 STS 세트(Set of Fixed STS)를 서로 다르게 적용(또는 결정)할 수 있다. 다른 실시예에 따라, UWB 장치는 고정된 STS 세트(Set of Fixed STS) 중 하나를 선택하여 레인징 슬롯에서 패킷을 전송할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, UWB 장치는 장치들 간 미리 정의된 방법으로 생성된 STS 세트 중에서 하나를 선택하여 레인징 슬롯에서 패킷을 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제2 UWB 장치(responder1)는 제2 슬롯(slot 1)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제1 STS(STS1)를 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제2 STS(STS2)를 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제4 UWB 장치(responder3)는 제3 슬롯(slot 2)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제3 STS(STS3)를 전송할 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제5 UWB 장치(responder2)는 제3 슬롯(slot 2)의 미리 설정된 시점(예를 들어, 시작 시점)에 제4 STS(STS4)를 전송할 수 있다.
도 16b는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 RDM IE 내 RDM 목록 필드(RDM List)를 나타낸다.
도 16b에 도시된 RDM 목록 필드(RDM List)는 표 4의 RDM 목록 필드(RDM List)의 동일하게 레인징 역할 필드(Ranging Role), 레인징 슬롯 인덱스 필드(Ranging Slot index), 및 주소 필드(Address)를 포함할 수 있다. RDM 목록 필드(RDM List) 내 각 필드들에 대한 구체적인 설명은 표 4에서 전술하였고 이에 대한 설명은 생략한다.
도 16b를 참조하면, RDM 목록 필드(RDM List)는 하나의 레인징 슬롯 인덱스에 대하여 복수의 UWB 장치들 및 복수의 device address를 할당할 수 있다. 실시예에 따라, 복수의 UWB 장치들 또는 복수의 device address는 코드 인덱스의 총 개수 이하로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, RDM 목록 필드(RDM List) 내 동일한 레인징 슬롯 인덱스에 할당된 UWB 장치들은, RDM List에 포함된 순서에 따라, 미리 설정된 코드 인덱스들 각각에 할당될 수 있다.
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 제2 UWB 장치(responder1) 및 제3 UWB 장치(responder2)에 동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)가 할당되고, 제2 UWB 장치(responder1)에는 제1 address(Address of Responder 1)가 할당되고, 제3 UWB 장치(responder2)에는 제2 address(Address of Responder 2)가 할당될 수 있다.
동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 할당된 제2 UWB 장치(responder1) 및 제3 UWB 장치(responder2)는 RDM List에 포함된 순서에 따라 미리 결정된 STS 인덱스에 기반하여 패킷을 전송될 수 있다. 예를 들어, 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 첫 번째로 할당된 제2 UWB 장치(responder1)는 "STS Index 1"에 기반하여 패킷을 전송하고, 레인징 슬롯 인덱스(slot 1)에 두 번째로 할당된 제3 UWB 장치(responder2)는 "STS Index 2"에 기반하여 패킷을 전송할 수 있다.
제4 UWB 장치(responder3) 및 제5 UWB 장치(responder4)에 동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 2)가 할당되고, 제4 UWB 장치(responder3)에는 제3 address(Address of Responder 3)가 할당되고, 제5 UWB 장치(responder4)에는 제4 address(Address of Responder 4)가 할당될 수 있다.
동일한 레인징 슬롯 인덱스(slot 2)에 할당된 제4 UWB 장치(responder3) 및 제5 UWB 장치(responder4)는 RDM List에 포함된 순서에 따라 미리 결정된 STS 인덱스에 기반하여 패킷을 전송될 수 있다. 예를 들어, 레인징 슬롯 인덱스(slot 2)에 첫 번째로 할당된 제4 UWB 장치(responder3)는 "STS Index 3"에 기반하여 패킷을 전송하고, 레인징 슬롯 인덱스(slot 2)에 두 번째로 할당된 제5 UWB 장치(responder4)는 "STS Index 4"에 기반하여 패킷을 전송할 수 있다.
실시예에 따라, UWB 장치는 장치들 간 미리 정의된 방법으로 생성된 STS 세트 중에서 하나를 선택하여 레인징 슬롯에서 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, UWB 장치는 IEEE 802.15.4z 에 정의된 DRBG 또는 CCC Digital Key Phase 3 방법 또는 Fira 에 정의된 STS 생성 방법을 활용하여 STS 세트를 생성할 수 있다. 다른 실시예에 따라, UWB 장치는 고정된 STS 키(Fixed STS Key)를 이용하여 STS 세트를 생성할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, UWB 장치는 Block Index /Round Index /Slot Index 중에서 적어도 하나에 기반하여 STS 세트를 생성할 수 있다.
도 17a는 본 개시의 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 17a를 참조하면, UWB 장치는 미리 설정된 하나의 인덱스 기준(예를 들어, Block Index /Round Index /Slot Index 중에서 하나)에 따라 STS 세트를 생성할 수 있다.
예를 들어, 인덱스 1에서 제1 STS(STS 1)가 선택되고, 인덱스 2에서 제2 STS(STS 2) 가 선택되고, 인덱스 3에서 제3 STS(STS 3) 가 선택되고, 인덱스 4에서 제4 STS(STS 4) 가 선택되는 방식으로 STS 세트가 생성될 수 있다.
도 17b는 본 개시의 다른 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 17b를 참조하면, UWB 장치는 미리 설정된 인덱스 기준(예를 들어, Block Index /Round Index /Slot Index의 조합)에 따라 STS 세트를 생성할 수 있다.
예를 들어, Block Index가 1이고 Round Index가 1이며 Slot Index가 1인 경우 STS 1-1-1이 선택되고, Block Index가 1이고 Round Index가 1이며 Slot Index가 2인 경우 STS 1-1-2가 선택되는 방식으로 STS 세트가 생성될 수 있다. 예를 들어, Block Index가 100이고 Round Index가 5이며 Slot Index가 7인 경우 STS 100-5-7이 선택되고, Block Index가 1이고 Round Index가 1이며 Slot Index가 2인 경우 STS 1-1-2가 선택되는 방식으로 STS 세트가 생성될 수 있다.
도 17c는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 생성된 STS 세트의 예시를 나타낸다.
도 17c를 참조하면, UWB 장치는 미리 설정된 인덱스 기준(예를 들어, Block Index /Round Index /Slot Index의 조합)에 따라 STS 세트를 생성할 수 있다.
예를 들어, Block Index가 1이고 Round Index가 1이며 Slot Index가 1인 경우 STS 1-1-1-1 및/또는 STS 1-1-1-2가 선택되고, Block Index가 1이고 Round Index가 1이며 Slot Index가 2인 경우 STS 1-1-2-1 및/또는 STS 1-1-2-2가 선택되는 방식으로 STS 세트가 생성될 수 있다. 예를 들어, Block Index가 100이고 Round Index가 5이며 Slot Index가 7인 경우 STS 100-5-7-1 및/또는 STS 100-5-7-2이 선택되는 방식으로 STS 세트가 생성될 수 있다.
도 18은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 UWB 장치의 패킷 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18에서, 제1 UWB 장치는 initiator의 역할을 수행하고, 제2 UWB 장치는 제1 responder의 역할을 수행하고, 제3 UWB 장치는 제2 responder의 역할을 수행하고, 제4 UWB 장치는 제3 responder의 역할을 수행하고, 제5 UWB 장치는 제4 responder의 역할을 수행할 수 있다.
도 18에서 제1 UWB 장치가 제어 정보를 전송하는 initiator의 역할(즉, 제1 UWB 장치가 controller 및 initiator 역할 수행)을 수행하는 것으로 도시되어 있으나, 제1 UWB 장치는 제어 정보를 전송하는 controller의 역할을 수행하고 다른 UWB 장치가 레인징 개시 메시지를 전송하는 initiator의 역할을 수행할 수도 있다.
도 18에서는 설명의 편의를 위해 5개의 UWB 장치들이 initiator, responder의 역할을 수행하는 것으로 도시하고 있으나, 본 개시의 기술적 사상은 이에 제한되지 않고 initiator 또는 responder의 역할을 수행하는 UWB 장치의 개수는 다양하게 구현될 수 있다.
도 18을 참조하면, 하나의 레인징 라운드는 제1 슬롯(slot 0), 제2 슬롯(slot 1), 및 제3 슬롯(slot 2)을 포함할 수 있다. 제1 UWB 장치(initiator)는 제1 슬롯(slot 0)의 시작 시점에 UWB 또는 Narrowband를 통해 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))를 전송할 수 있다. 이때, 전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))의 전송 오프셋(transmission offset)은 "Offset Timing #0"으로 설정될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제2 UWB 장치(responder1)는 제2 슬롯(slot 1)의 시작 시점에 프리앰블 및 STS를 포함하는 제1 패킷(Preamble + STS0)을 전송할 수 있다. 이때, 제1 패킷(Preamble + STS0)에 대한 전송 오프셋(transmission offset)은 제2 슬롯(slot 1) 내 "Offset Timing #2"로 설정될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1)의 중간 시점에 프리앰블 및 STS를 포함하는 제2 패킷(Preamble + STS1)을 전송할 수 있다. 이때, 제2 패킷(Preamble + STS1)에 대한 전송 오프셋(transmission offset)은 제2 슬롯(slot 1) 내 "Offset Timing #3"로 설정될 수 있다.
제2 UWB 장치(responder1)와 제3 UWB 장치(responder2)는 제2 슬롯(slot 1) 내에서 전송 오프셋을 달리 하여 각각 프리앰블 및 STS를 포함하는 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 전송 오프셋은 표 1의 RR IE 내 전송 오프셋 필드(transmission offset)로 설정될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제4 UWB 장치(responder3)는 제3 슬롯(slot 2)의 시작 시점에 프리앰블 및 STS를 포함하는 제3 패킷(Preamble + STS2)을 전송할 수 있다. 이때, 제3 패킷(Preamble + STS2)에 대한 전송 오프셋(transmission offset)은 제2 슬롯(slot 1) 내 "Offset Timing #4"로 설정될 수 있다.
전송 제어 정보(예를 들어, UWB의 레인징 제어 메시지(RCM))에 응답하여, 제5 UWB 장치(responder4)는 제3 슬롯(slot 2)의 중간 시점에 프리앰블 및 STS를 포함하는 제4 패킷(Preamble + STS3)을 전송할 수 있다. 이때, 제4 패킷(Preamble + STS3)에 대한 전송 오프셋(transmission offset)은 제2 슬롯(slot 1) 내 "Offset Timing #5"로 설정될 수 있다.
제4 UWB 장치(responder3)와 제5 UWB 장치(responder4)는 제3 슬롯(slot 2) 내에서 전송 오프셋을 달리 하여 각각 프리앰블 및 STS를 포함하는 패킷을 전송할 수 있다. 실시예에 따라, 전송 오프셋은 표 1의 RR IE 내 전송 오프셋 필드(transmission offset)로 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 표 1의 RR IE 내 전송 오프셋 필드(transmission offset) 값에 따라 레인징 슬롯 내 미니 슬롯의 길이가 달리 구성될 수 있다. 실시예에 따라, RR IE 내 전송 오프셋 필드(transmission offset) 값이 다양한 개수로 설정되면 레인징 슬롯에 포함되는 미니 슬롯의 개수도 다양하게 구현될 수 있다.
상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 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 발명이 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 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (26)
- 제1 UWB(Ultra Wide Band) 장치의 동작 방법에 있어서,
UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 전송하는 단계;
상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제2 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 전송하는 제1 패킷을 수신하는 단계; 및
상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 전송하는 제2 패킷을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 패킷은 동기 헤더(SHR)를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정되고,
상기 제2 패킷은 동기 헤더를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정되고,
상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제3항에 있어서,
상기 제1 SP3 타입 패킷은 동기 헤더(SHR) 및 제1 STS를 포함하고,
상기 제2 SP3 타입 패킷은 동기 헤더 및 제2 STS를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 레인징 제어 메시지에 포함되는 RDM 목록 필드(RDM List) 내에서 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치가 상기 제2 슬롯에 상응하는 동일한 슬롯 인덱스에 할당되면, 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치는 RDM List에 포함된 순서에 따라 상기 제2 슬롯 내에서 전송 순서가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 패킷은 제1 동기 헤더를 포함하고, 상기 제2 패킷은 제2 동기 헤더를 포함하고,
상기 제1 동기 헤더 및 상기 제2 동기 헤더 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제6항에 있어서,
상기 레인징 제어 메시지에 포함되는 RDM 목록 필드(RDM List) 내에서 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치가 상기 제2 슬롯에 상응하는 동일한 슬롯 인덱스에 할당되면, 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치는 RDM List에 포함된 순서에 따라 동기 헤더의 코드가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되고,
상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되고,
상기 제1 SP3 타입 패킷 및 상기 제2 SP3 타입 패킷 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 패킷은 제1 프리앰블로 구성되고, 상기 제2 패킷은 제2 프리앰블로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 패킷은 제1 STS로 구성되고, 상기 제2 패킷은 제2 STS로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 패킷은 제1 프리앰블 및 제1 STS로 구성되고,
상기 제2 패킷은 제2 프리앰블 제2 STS로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제2 UWB(Ultra Wide Band) 장치의 동작 방법에 있어서,
UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 제1 UWB 장치로부터 수신하는 단계; 및
상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 제1 패킷을 전송하는 단계를 포함하고,
상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치에 의해 제2 패킷이 전송되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 패킷은 동기 헤더(SHR)를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정되고,
상기 제2 패킷은 동기 헤더를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정되고,
상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되고,
상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되고,
상기 제1 SP3 타입 패킷 및 상기 제2 SP3 타입 패킷 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 패킷은 제1 프리앰블로 구성되고, 상기 제2 패킷은 제2 프리앰블로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 패킷은 제1 STS로 구성되고, 상기 제2 패킷은 제2 STS로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 패킷은 제1 프리앰블 및 제1 STS로 구성되고,
상기 제2 패킷은 제2 프리앰블 제2 STS로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1 UWB(Ultra Wide Band) 장치에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되며 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 전송하도록 제어하고,
상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제2 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 전송하는 제1 패킷을 수신하도록 제어하고,
상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치가 상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 전송하는 제2 패킷을 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제19항에 있어서,
상기 제1 패킷은 동기 헤더(SHR)를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정되고,
상기 제2 패킷은 동기 헤더를 포함하며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제19항에 있어서,
상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정되고,
상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제19항에 있어서,
상기 레인징 제어 메시지에 포함되는 RDM 목록 필드(RDM List) 내에서 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치가 상기 제2 슬롯에 상응하는 동일한 슬롯 인덱스에 할당되면, 상기 제2 UWB 장치 및 상기 제3 UWB 장치는 RDM List에 포함된 순서에 따라 상기 제2 슬롯 내에서 전송 순서가 결정되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제20항에 있어서,
상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되고,
상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되고,
상기 제1 SP3 타입 패킷 및 상기 제2 SP3 타입 패킷 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제2 UWB(Ultra Wide Band) 장치에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되며 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
UWB 통신을 위한 레인징 제어 메시지(ranging control message)를 레인징 라운드(ranging round) 내 제1 슬롯에서 제1 UWB 장치로부터 수신하도록 제어하고,
상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 상기 레인징 라운드 내 제2 슬롯에서 제1 패킷을 전송하도록 제어하고,
상기 레인징 라운드 내 상기 제2 슬롯에서 상기 레인징 제어 메시지에 기반하여 제3 UWB 장치에 의해 제2 패킷이 전송되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제24항에 있어서,
상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제1 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제1 오프셋(offset)에 기반하여 설정되고,
상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되며, 상기 제2 슬롯 내 상기 제2 패킷의 전송 시점은 상기 레인징 제어 메시지에서 포함되는 제2 오프셋에 기반하여 설정되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제24항에 있어서,
상기 제1 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제1 SP3 타입 패킷으로 구성되고,
상기 제2 패킷은 STS 패킷(SP) 설정 3인 제2 SP3 타입 패킷으로 구성되고,
상기 제1 SP3 타입 패킷 및 상기 제2 SP3 타입 패킷 각각은 서로 다른 코드에 기반하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2022/018905 WO2023096429A1 (en) | 2021-11-26 | 2022-11-25 | Ultra-wideband device fop transmitting/receiving multiple packets and method for operating same |
| US18/070,031 US20230170933A1 (en) | 2021-11-26 | 2022-11-28 | Ultra-wideband device for transmitting/receiving multiple packets and method for operating same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20210166136 | 2021-11-26 | ||
| KR1020210166136 | 2021-11-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230078924A true KR20230078924A (ko) | 2023-06-05 |
Family
ID=86764306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220030082A KR20230078924A (ko) | 2021-11-26 | 2022-03-10 | 복수의 패킷을 송수신하는 uwb 장치 및 이의 동작 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230078924A (ko) |
-
2022
- 2022-03-10 KR KR1020220030082A patent/KR20230078924A/ko unknown
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