WO2015182896A1 - 블루투스 연결 방법 및 장치 - Google Patents

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WO2015182896A1
WO2015182896A1 PCT/KR2015/004676 KR2015004676W WO2015182896A1 WO 2015182896 A1 WO2015182896 A1 WO 2015182896A1 KR 2015004676 W KR2015004676 W KR 2015004676W WO 2015182896 A1 WO2015182896 A1 WO 2015182896A1
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WO
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bluetooth
human input
channel
input device
data
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PCT/KR2015/004676
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이재호
이민수
권영환
최진구
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엘지전자(주)
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L2101/618—Details of network addresses
    • H04L2101/622—Layer-2 addresses, e.g. medium access control [MAC] addresses

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for establishing a device-to-device connection in a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for shortening a reconnection time in a Bluetooth pairing method.
  • the device When performing wireless communication between two devices using Bluetooth communication, a user performs a procedure of searching for a Bluetooth device and requesting a connection. do.
  • the device may mean an apparatus and an apparatus.
  • the user may perform a connection after searching for the Bluetooth device according to the Bluetooth communication method to use using the Bluetooth device.
  • Bluetooth communication methods include Bluetooth BR / EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) and Bluetooth Low Energy (LE).
  • Bluetooth BR / EDR means Classic Bluetooth.
  • Classic Bluetooth includes Bluetooth technology that has been passed from Bluetooth 1.0 to 2.1 using Basic Rate and Bluetooth technology that uses Enhanced Data Rate supported from Bluetooth 2.0.
  • Some Bluetooth devices do not have a display or a user interface.
  • the complexity of connection / management / control / disconnection between various kinds of Bluetooth devices and similarly applied Bluetooth devices is increasing.
  • Bluetooth can achieve relatively high speed at relatively low power and low cost, but is limited to a transmission distance of up to 100 m, which is suitable for use in a limited space.
  • the present invention is to provide a Bluetooth pairing method between devices that have been initially paired.
  • the present invention is to provide a method that can quickly perform the initial pairing procedure of Bluetooth pairing between devices that have been initially paired.
  • the present invention provides a method for adding a semi-connected state in order to speed up the initial pairing procedure of Bluetooth pairing between devices that have been initially paired.
  • the present invention to provide a method for transmitting data in the Semi-Connected State.
  • the present invention provides a method for distinguishing a human input device into a button device and a pointing device, and variably setting a semi-connected state for each device.
  • Another object of the present invention is to provide a method for resolving a collision that occurs when a plurality of human input devices perform reconnection.
  • the present invention is to provide a method for setting a scan point in order to solve a collision that occurs when a plurality of human input devices perform a reconnection.
  • the present invention is to provide a Codeword Detection (Codeword Detection) method to solve the Intra-Interference generated when a plurality of human input devices perform the reconnection.
  • the present invention is to provide a method of using the energy detection (Energy Detection) to solve the Inter-Interference caused by the network communication other than Bluetooth when reconnecting.
  • the energy detection Energy Detection
  • the present invention to solve the Intra-Interference and Inter-Interference to provide a method using a combination of energy detection and codeword detection.
  • the present invention is to provide a method of applying energy detection and codeword detection differently for each scan point.
  • the present invention is to provide a method for adaptively adjusting the scan interval and the normal operation interval of the master device by applying the Fibonacci sequence.
  • the present invention provides a Bluetooth reconnection method and apparatus to solve the above problems. Specifically, a method for preventing a collision in a Bluetooth reconnection procedure according to an embodiment of the present invention, measuring the energy level of the received signal transmitted on the first channel; Changing the first channel to the second channel when the energy level is greater than or equal to a preset threshold value; Transmitting a trigger packet to a second device in the second channel; Receiving a beacon signal in the second channel from the second device; And forming a connection with the second device, wherein the first device stores information related to a Bluetooth connection with the second device.
  • each of the first channel and the second channel is one of three channels allocated for the Bluetooth reconnection procedure.
  • the trigger packet (Trigger Packet) is characterized in that it comprises a synchronous language (Sync Word) continuously.
  • the information related to the Bluetooth connection with the second device the unique address (BD_ADDR) of the Bluetooth module assigned by the first device, or the logical transport address (LT_ADDR) assigned by the first device. It characterized in that it comprises at least one of.
  • the step of forming a connection may include: transmitting a request message for requesting a connection via the specific channel through Bluetooth to the second device; Receiving a confirmation message from the second device in response to the request message through the specific channel; And changing the state to a semi-connected state for short data transmission.
  • the request message may include device type information of the first device, and the device type may be any one of a button type and a pointing type.
  • the confirmation message characterized in that it comprises at least one of the minimum number of data transmission, the number of data transmission.
  • the number of data transmissions is set to a half value of the minimum number of data transmissions when the first device is a button type, and the first device is a pointing type.
  • the minimum data transmission number is set to the same value.
  • the first device when transmitting data to the second device, increases the number of data transmissions by one, and when the data is not transmitted to the second device, sets the number of data transmissions by one. It is characterized by reducing.
  • the first device may change the state to a connected state when the number of data transmissions is equal to or greater than the minimum number of data transmissions.
  • the communication unit for transmitting and receiving a signal to the outside by wire and / or wireless; And a controller operatively connected to the communication unit, wherein the controller measures an energy level of a received signal transmitted from a first channel, compares the energy level with a set threshold value, and sets the energy level to the set threshold. If the value is greater than or equal to, the first channel is changed to the second channel, a trigger packet is transmitted to the second device through the second channel, and the beacon signal is transmitted from the second device through the second channel.
  • Receiving a (Beacon Signal) and controls to form a connection with the second device, wherein the first device stores the information related to the Bluetooth connection with the second device do.
  • the Bluetooth reconnection time can be shortened.
  • the Bluetooth reconnection time can be shortened by storing the existing connection information at the time of Bluetooth reconnection.
  • short data may be transmitted before the connection state by setting a semi-connected state during Bluetooth reconnection.
  • the Bluetooth reconnection procedure can be efficiently performed by changing the reconnection procedure according to the device type.
  • the Bluetooth connection method when a collision between devices occurs in a Bluetooth reconnection procedure, it is possible to solve this by setting a listening interval.
  • the Bluetooth connection method if a device-to-device collision occurs in a Bluetooth reconnection procedure, it can be solved by waiting on a specific channel.
  • the Bluetooth connection method if a collision occurs between devices in a Bluetooth reconnection procedure, this may be solved through energy detection.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an internal block diagram of a device to which the present invention is applied.
  • 3 is a diagram illustrating a protocol stack provided for Bluetooth communication to which the present invention is applied.
  • 4 is a diagram illustrating a Bluetooth connection procedure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a process of Bluetooth to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a trigger channel and a time frame of a Bluetooth to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 and 8 illustrate an example of a trigger scan procedure of a Bluetooth host device to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a timeframe relationship between a Bluetooth host device and a human input device to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a Bluetooth reconnection process to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a state transition of a human input device during a Bluetooth reconnection process to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of differently setting a state transition value according to a human input device to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example in which a human input device is transitioned from a semi-connected state to a connected state to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example in which a human input device is transitioned from a semi-connected state to a suspended state to which the present invention is applied.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating another example in which a human input device transitions from a semi-connected state to a connected state to which the present invention is applied.
  • 16 to 17B illustrate a collision that may occur when a plurality of human input devices attempt to reconnect in Bluetooth to which the present invention is applied.
  • FIG. 18 illustrates an example of a timeframe for resolving a collision between a plurality of human input devices to which the present invention is applied.
  • 19 is a flowchart illustrating an example for resolving a collision between a plurality of human input devices to which the present invention is applied.
  • 20 is a flowchart illustrating still another example for resolving a collision between a plurality of human input devices to which the present invention is applied.
  • 21 is a flowchart illustrating an example of a time frame for resolving a collision in a Bluetooth reconnection procedure to which the present invention is applied.
  • 22 is a flowchart illustrating an example for solving the case where an inter-interference occurs.
  • 23 is a flowchart illustrating an example for resolving an inter-interference occurring.
  • 24 is a flowchart illustrating an example for solving the interference when it occurs.
  • 25 is a flowchart illustrating still another example of a time frame for resolving interference when it occurs.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of changing a length of a scan period and a general operation period for performing a Bluetooth connection to which the present invention is applied.
  • Electronic devices described herein may include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • the configuration according to the embodiments described herein may also be applied to fixed terminals such as digital TVs, desktop computers, etc., except when applicable only to mobile terminals.
  • the signals described herein may be transmitted in the form of frames as well as messages.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth network.
  • Bluetooth may provide a service through pairing with various electronic devices (100).
  • Bluetooth is a proposed Radio Frequency (RF) specification for the transmission of short range, point-to-multipoint voice and data.
  • RF Radio Frequency
  • Bluetooth can transmit through solid, nonmetallic materials.
  • the transmission range is 10cm to 10m, but can be extended to 100m by increasing the transmission power. It is based on a low cost, short range wireless link and facilitates ad hoc connectivity in fixed and mobile communication environments.
  • Bluetooth uses the same ISM band, 2.45GHz frequency as 802.11b / g, which is a wireless LAN standard.Bluetooth devices can perform wireless communication by searching, selecting, and authenticating Bluetooth devices in the vicinity. have.
  • Bluetooth can achieve a relatively high speed at a relatively low power, low cost, but the transmission distance is limited to a maximum of 100m, it is suitable for use in a limited space.
  • Bluetooth has begun to become popular with the addition of the Enhanced Data Rate (EDR) standard to the 2.0 version, which has ensured a certain level of communication quality.
  • EDR Enhanced Data Rate
  • Bluetooth is becoming common, for example, listening to music wirelessly through Bluetooth communication with a Bluetooth headset.
  • the frequency of use of the music is increasing, such as playing music through smartphone-car speaker interworking using Bluetooth or playing music through Bluetooth docking speaker-smartphone interlocking.
  • WPAN Wireless Personal Area Network
  • WPAN Wireless Personal Area Network
  • Home Network Small Office
  • Vehicular Network Vehicular Network
  • WPAN is widely used because it provides real-time A / V Streaming service through electronic devices such as a headset within a limited bandwidth and maximizes energy efficiency even when performing a remote control function.
  • the human input device 200 may be classified into two types, a mouse 200-2 and a keyboard 200-1.
  • the mouse 200 to 2 and the keyboard 200 to 1 do not have special on / off buttons, and thus the human input device 200 which is not used for several hours sleeps the Bluetooth module to prevent energy loss.
  • Bluetooth has to be paired with the host device 100 such as a PC or a notebook again. Also, frequent pairing of the human input device 200 causes frequent delays. Generation and greatly reduce the user convenience.
  • the present invention proposes a method and apparatus for reducing delay in reconnecting a Bluetooth human input device with a host device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an internal block diagram of a device to which the present invention is applied.
  • the host device 100 and the human input device 200 may refer to any electronic device capable of supporting a Bluetooth function.
  • the human input device 200 may directly communicate with another device, receive data, and notify the other device of a result of processing the received data.
  • the data can be requested from the other device, the requested data can be transmitted again, and for this purpose, a notification or indication message can be sent to the other device, and a confirmation message for the received data can be received. can do.
  • the host device 100 refers to any device capable of receiving a connection request from the human input device 200 or another device, and transmitting / receiving data through a Bluetooth connection.
  • the host device 100 and the human input device 200 may include a communication unit 110 and 210, a user input unit 120 and 220, an output unit 130 and 230, a control unit 140 and 240, and a memory 150 and 250. ) And power supply units 160 and 260.
  • the communication unit 110 and 210, the user input unit 120 and 220, the output unit 130 and 230, the control unit 140 and 240, the memory 150 and 250, and the power supply unit 160 and 260 are proposed in the present invention. Functionally connected to perform the method.
  • FIG. 2 The components illustrated in FIG. 2 are not essential, and thus an electronic device having more or fewer components may be implemented.
  • the communication unit 110 and 210 may include one or more modules that enable wireless communication between a device and a wireless communication system or between a device and a network in which the device is located.
  • the communication units 110 and 210 may include a broadcast receiving module (not shown), a mobile communication module (not shown), a wireless internet module (not shown), and a short range communication module (not shown).
  • the communication unit 110 and 210 may be referred to as a transmission / reception unit.
  • the mobile communication module transmits and receives a radio signal with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.
  • the wireless signal may include various types of data according to transmission and reception of a voice call signal, a video call call signal, or a text / multimedia message.
  • the wireless internet module refers to a module for wireless internet access, and the wireless internet module may be embedded or external to the device.
  • Wireless Internet technologies may include Wireless LAN (WiFi), Wireless Broadband (Wibro), World Interoperability for Microwave Access (Wimax), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), and the like.
  • the device may establish a Wi-Fi peer-to-peer connection with another device through the wireless internet module.
  • a Wi-Fi P2P connection may provide a streaming service between devices, and may provide a printing service by connecting to a data transmission / reception or a printer.
  • the user input units 110 and 220 generate input data for controlling the operation of the user, and may include a key pad dome switch, a touch pad (static pressure / capacitance), a jog wheel, a jog switch, and the like. Can be configured.
  • the human input device 200 may be divided into a format for receiving a user input in a button form, or a format for receiving a user input in a pointing manner.
  • the output units 130 and 230 are used to generate output related to visual, auditory or tactile senses, and may include display modules 132 and 232 and sound output modules 134 and 234.
  • the display modules 132 and 232 display and output information processed by the device. For example, when the device is in a call mode, the device displays a user interface (UI) or a graphic user interface (GUI) related to the call. When the device is in a video call mode or a photographing mode, a photographed and / or received image, a UI, or a GUI is displayed.
  • UI user interface
  • GUI graphic user interface
  • the display modules 132 and 232 may include a liquid crystal display, a thin film transistor liquid crystal display, an organic light emitting diode, a flexible display, and a 3D display (3D). display).
  • the sound output module 134 or 234 may receive audio data received from the communication unit 130 or 230 or stored in the memory 150 or 250 in a call signal reception, a call mode or a recording mode, a voice recognition mode, or a broadcast reception mode. You can also output The sound output modules 134 and 234 output sound signals related to functions (eg, call signal reception sound, message reception sound, etc.) performed in the device.
  • the sound output modules 134 and 234 may include a receiver, a speaker, a buzzer, and the like.
  • the controllers 140 and 240 refer to a module that controls the overall operation of the host device 100 or the human input device 200.
  • the controllers 140 and 240 request and receive a message through a Bluetooth interface and another communication interface. Can be controlled to process
  • the controllers 140 and 240 may be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, and the like.
  • the controllers 140 and 240 may include hardware, firmware, It may be implemented by software, or a combination thereof.
  • the controllers 140 and 240 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and / or a data processing device.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the memory 150 and 250 are media for storing various types of information of a terminal, and are connected to the controller to store programs, applications, general files, and input / output data for the operations of the controllers 140 and 240. Can be stored.
  • the memory 150 and 250 may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory, etc.). ), Random Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), ReadOnly Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory (EEPROM), Programmable ReadOnly Memory (PROM), Magnetic Disk, Optical Disk It may include at least one type of storage medium.
  • the device may operate in association with a web storage that performs a storage function of the memories 150 and 250 on the Internet.
  • the power supply units 160 and 260 refer to a module for supplying power required for the operation of each component by receiving external power and internal power under the control of the controllers 140 and 240.
  • 3 is a diagram illustrating a protocol stack provided for Bluetooth communication to which the present invention is applied.
  • (a) shows the structure of the BR / EDR protocol stack according to the Bluetooth BR / EDR scheme
  • (b) shows the structure of the LE protocol stack according to the Bluetooth LE scheme.
  • the Bluetooth protocol stack includes a host protocol (320, 420) at the top and a controller protocol (310, 410) at the bottom based on the host controller interface (HCI, 318, 416). Can be.
  • the controllers 310 and 410 correspond to Bluetooth modules, and the hosts 320 and 420 are connected to the Bluetooth modules that are the controllers 310 and 410 to control and operate the Bluetooth modules.
  • PCs, PDAs, smartphones, etc. may be hosts, and in some cases, processors included in the system may be hosts.
  • the Bluetooth module may include a Bluetooth LE module and a Bluetooth BR / EDR module.
  • the BR / EDR protocol stack includes a BR / EDR Profile (324), a Generic Access Profile (GAP), a BR / EDR Protocol (BR / EDR protocol, 322), and a logical Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP, 321) and Link Manager (Link Manager, 316), Link Controller (314), Physical Layer (Physical Layer) included in the controller 310 , 312).
  • the LE protocol stack includes an LE profile (426), a generic access profile (GAP, 425), a generic attribute profile (GATT, 424), and an attribute protocol (ATT). 423), a security manager (SM, 422), a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 421) and a link layer included in the controller 410 (Link Layer, LL) 414), and a physical layer 412, which is different from the BR / EDR protocol stack described above.
  • the controllers 310 and 410 and the hosts 320 and 420 are connected to host controller interfaces HCI 318 and 416.
  • the host 320 or 420 may provide a command and data to the controllers 310 and 410 through the HCIs 318 and 416, and the controllers 310 and 410 may be connected to an event. Data may be provided to the hosts 320 and 420 through the HCIs 318 and 348.
  • the PHY layer 412 of the LE protocol stack is a layer for transmitting / receiving a radio signal, and may be composed of Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation and 40 RF channels.
  • GFSK Gaussian Frequency Shift Keying
  • the link layer layer 414 creates a connection between devices by performing an advertising and scanning function using three advertising channels and generates a data packet through 37 data channels. It can provide the function of sending and receiving.
  • the host 420 may multiplex various protocols, profiles, etc. provided by a higher level of Bluetooth using the logical link control and adaptation protocol (hereinafter referred to as L2CAP, 421).
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • the L2CAP 421 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile, and uses three fixed channels in Bluetooth low power energy.
  • the fixed channel may be used for signaling channel, security manager 422 and attribute protocol (hereinafter referred to as ATT) 423, respectively.
  • ATT attribute protocol
  • the Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate uses a dynamic channel and can support protocol service multiplexers, retransmissions, and streaming modes.
  • the security manager (hereinafter referred to as SM, 422) is a protocol for providing device authentication and key distribution.
  • the ATT 423 is used for communication between the server and the client, and has an attribute handle used by the client to access attributes in the server.
  • Protocol operation commands include 'Request', 'Response', 'Command', 'Notification', 'Indication', and 'Confirmation'.
  • the Request message is a message for requesting specific information from the client device to the server device
  • the Response message is a response message to the response message, which is a message transmitted to the server device to the client device.
  • Command message A message sent from the client device to the server device to indicate a command of a specific operation.
  • the server device does not transmit a response to the command message to the client device.
  • Notification message A message sent to the server device for notification such as an event to the client device.
  • the client device does not transmit a confirmation message for the notification message to the server device.
  • the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device from the server device to the client device.
  • GATT 424 The general attribute profile (hereinafter referred to as GATT 424) is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology, and defines a procedure for obtaining corresponding information with a message defined in the S / W component of the Bluetooth device below and the ATT protocol. . This procedure can define the settings of the discovering, reading, writing, notify, and indicating properties.
  • UUID Universally Unique Identifier
  • the general access profile (hereinafter, referred to as a GAP) 425 defines a method of discovering, connecting to a defined device, and providing information to a user, and may provide privacy.
  • the LE profile 426 applies mainly to Low Energy devices with profiles that depend on the GATT 424.
  • information for a new network for example, Wi-Fi P2P pairing using the (a) BR / EDR protocol stack or (b) the LE protocol stack of Bluetooth, which has low power consumption and a relatively fast pairing procedure.
  • the present invention proposes a method and apparatus for efficient Wi-Fi P2P connection.
  • 4 is a diagram illustrating a Bluetooth connection procedure.
  • the Bluetooth pairing procedure is divided into a Standby State and a Connected State only.
  • the paired device becomes the Connected State and the connected device is operated in the Standby State. do.
  • Bluetooth devices are connected to a specific device through a connection process (S410) and then attempts to connect through the same procedure as the previous connection process (S410) even when the reconnection process (S420) to reconnect.
  • the Human Input Device (Human Input Device, Human Input Device, 200) enters the standby state basically when the power is turned on, then inquiry state (Inquiry State) to discover the devices that can be connected to the peripheral (Discovery)
  • the host 100 may be in an Inquiry scan state in order to receive an ID packet transmitted from a peripheral device by an inquiring state.
  • the human input device 200 which is in the query state transmits an inquiry message using an ID packet once or at predetermined time intervals in order to find a device that can be connected to the surrounding (S412).
  • the ID packet may be a General Inquiry Access Code (GIAC) or a Dedicated Inqury Access Code (DIAC).
  • GIAC General Inquiry Access Code
  • DIAC Dedicated Inqury Access Code
  • the human input device 200 receives a GIAC or DIAC, which is an ID packet transmitted from the host device 100, and then frequency hops a sequence to the host device 100 for Bluetooth pairing with the host device 100.
  • FHS Frequency Hoppinf Sequence
  • EIR Extended Inquiry Response
  • the paging procedure refers to a step of performing an actual connection by synchronizing a hopping sequence with an address and clock information when a peripherally connectable Bluetooth device is found through the inquiring procedure.
  • the host device 100 and the human input device 200 that have performed the connection go through a L2CAP connection and service discovery step through a security establishment step (S414) (S416).
  • the L2CAP (Logical Link Control and Adaption Protocol) is a packet-based protocol similar to the UDP protocol. It has a packet size of maximum 672 bytes, but it can be changed up to 65,535 bytes when communication starts.
  • the human input device 200 that has undergone the L2CAP connection and service discovery step (S416) may transmit data to the host device 100 (S418).
  • the human input device 200 and the host device 100 that have undergone such a connection process are connected to a Bluetooth module in a sleep state to prevent energy consumption when there is no data exchange with each other for a predetermined time. The state is terminated.
  • the human input device 200 and the host device 100 must go through a reconnection process (S420). This can be done via the same procedure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a process of Bluetooth to which the present invention is applied.
  • the current Bluetooth BR / EDR process does not have a procedure for reconnecting, and all devices are connected to a connected state (paging) through paging (514) and a standby state due to termination of connection (512). ) Can be separated.
  • connection state 514 and the standby state 512 are divided as described above, a device that is not used for a predetermined time enters the standby state 512, and then a new paging step is performed at the time of being used again. It may take a long time to enter the connected state 514 via the connection.
  • the suspended state 524 stores a connection history including a unique address (hereinafter, referred to as BD_ADDR) and LT_ADDR (Logical Transport Address) of a host device allocated to the suspended device 522, and reconnection is performed. If so, after entering the semi-connected state 526 for quick pairing, it may enter the connected state 528 only when continuous use is required.
  • BD_ADDR unique address
  • LT_ADDR Logical Transport Address
  • the semi-connect state 526 may represent an intermediate step between the standby state 522 and the connect state 528, and may indicate a temporary state for rapidly delivering short eventual data.
  • FPPS fast pre-aging scheme
  • the Bluetooth device may have basic information for reconnecting with the once connected device, and may quickly reconnect with the once connected device based on the basic information.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a trigger channel and a time frame of a Bluetooth to which the present invention is applied.
  • the human input device 200 may be in the semi-connected state 526 through the FPPS procedure.
  • the human input device 200 when the human input device 200 that has been connected to the host device 100 is not used for a predetermined time, the human input device 200 transitions to the suspended state 524 of FIG. 5, and access information. After storing only, communication can be stopped to reduce power consumption.
  • the human input device 200 is reactivated by receiving a user input, the human input device 200 is triggered through a specific radio frequency (RF) channel to inform the host device 100 of the reactivation state. Trigger packet is transmitted.
  • RF radio frequency
  • the specific RF channel refers to a channel which is least affected by other network communication such as Wi-Fi.
  • the specific RF channel is referred to as a trigger channel and three channels will be described by way of example.
  • the human input device 200 repeatedly sets a time frame that can notify the host device 100 of an activation state in the three trigger channels n, n + 1, n + 2, and sets A procedure for reconnecting with the host 100 may be performed in a timeframe period.
  • the time frame period is a period in which the human input device 200 transmits a trigger packet notifying the host 100 of its activation state, and the host device 100 receiving the trigger packet is transmitted.
  • the beacon scan section for receiving the beacon may be repeatedly located.
  • the triggerer packet may be composed of consecutive Sync Words, and the host device 100 may detect the Sync Word of the received trigger packet to recognize the activation state of the human input device 200.
  • the Sync Word represents a signal of a specific pattern and may not include data. This is because the host device 100 cannot know from which part of the triggerer packet.
  • the host device 100 When the host device 100 receives the Sync Word, the host device 100 transmits a beacon packet in response to the sync word, and the human input device 200 that receives the beacon packet operates in the suspended state 524. May be stopped and transitioned to the semi-connected state 526 of FIG.
  • FIG. 7 and 8 illustrate an example of a trigger scan procedure of a Bluetooth host device to which the present invention is applied.
  • the host device 100 may periodically scan to discover the human input device 200 that has already been connected.
  • the host device 100 may periodically set scan periods 710, 730, and 750 in order to receive a trigger packet transmitted by the human input device 200 that has been connected.
  • the scan performed in the scan intervals 710, 730, and 750 may be performed on the three trigger channels described above with reference to FIG. 6, and the time for staying in each trigger channel is for receiving the triggerer packet. It may be configured as a paging scan period and a sleep period.
  • the paging scan period may be set for each trigger channel.
  • the sleep period may be set to reduce power consumption of the host device 100 or may be set to apply a time for completing frequency setting to a next trigger channel.
  • the host device 100 may discover the human input device 200 to reconnect in the three trigger channels through the scan periods 710, 730, and 750.
  • the scan sections 710, 730, and 750 reflect the characteristics of the target system. ) Can be set.
  • the host device 100 may transmit a beacon to receive the connection of the human input device 200 when receiving the Sync Word constituting the trigger packet through the periodic scan periods 710, 730, and 750. .
  • the human input device 200 receiving the beacon may transition to the semi-connected state 526 or the connected state 528, and if the human input device 200 transitions to the connected state 528, the host device 100.
  • Direct communication may be performed by frequency hopping according to the Bluetooth BR / EDR scheme through general operation periods 720 and 740 of FIG.
  • FIG. 8 illustrates a trigger scan procedure of the host device 100 different from that of FIG. 7.
  • three trigger channels for receiving a trigger packet transmitted by the human input device 200 may be continuously scanned without a sleep interval.
  • the scan intervals 810, 830, and 850 of the trigger channel may be shortened through continuous scanning.
  • the periodic scan sections 710, 730, and 750 of FIG. 7 may be overhead in a Bluetooth BR / EDR operation unless a reconnection request of the human input device 200 occurs. If the scan interval is set short, the overall Bluesuit BR / EDR performance can be reduced. Accordingly, the embodiment of shortening the scan periods 810, 830, and 850 of FIG. 8 may improve performance by reducing overhead of the Bluetooth BR / EDR.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a timeframe relationship between a Bluetooth host device and a Human Input Device device to which the present invention is applied.
  • step S910 the trigger packet is continuously transmitted in the trigger channel n to become the semi-connect state 526.
  • the host device 100 cannot receive the trigger packet in the corresponding channel n and cannot transmit the beacon packet because the host device 100 does not enter the periodic scan period in the normal operation period.
  • the human input device 200 may not receive a beacon packet that is a response of the host device in the beacon scan period (S912).
  • the human input device 200 may change a channel within three predetermined trigger channels and transmit a trigger packet to the host device again in channel n + 1 (S914).
  • the host device 100 After the host device 100 enters a periodic scan period, the host device 100 changes the channel because the trigger packet has not been received in the channel n, and thus extracts a trigger packet from the human input device 200 in the channel n + 1. Can be received.
  • the host device 100 receiving the trigger packet may transmit a beacon packet to the human input device 200, and the human input device 200 transmits the host device 100 through a beacon scan period.
  • the beacon packet may be received (S916).
  • the human input device 200 may transmit a connection request message for requesting reconnection to the host device 100 on the channel n + 1 (S918).
  • the host device 100 may transmit a connection confirmation message to the human input device 200 when approving the reconnection of the human input device 200 (S920).
  • the human input device 200 receiving the message may be transitioned to the semi-connect 526 state.
  • the human input device 200 may transmit data received from a user to the host device 100 (S922).
  • the device 100 may transmit a poll message to the human input device 200.
  • the human input device 200 may transmit the data to the host device 100 in response to the poll message.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a Bluetooth reconnection process to which the present invention is applied.
  • the human input device 200 may reconnect with the host device 100 to transmit the input.
  • the human input device 200 is connected to the host device 100 through Bluetooth, and when the human input device 200 is not used for a predetermined time, the human input device 200 transitions to the suspended state (S1010).
  • the host device periodically enters a trigger scan state (S1020) in order to receive a trigger packet transmitted by a surrounding human input device 200 for a connection, and a trigger packet transmitted by a surrounding human input device in the trigger scan state. If you receive the message, you can perform the procedure for reconnection.
  • a trigger scan state S1020
  • the human input device 200 in the suspended state may transmit a trigger packet to the host device in trigger channel n to reconnect with the host device.
  • the trigger packet may be received (S1030).
  • the trigger packet includes only Sync Word, and thus does not include any data.
  • the host device 100 may transmit a beacon packet for reconnection to the human input device 200 in response thereto (S1040). Parameters that may be included in the beacon packet are shown in Table 1 below.
  • the beacon packet may include clock information (CLK information) to inform the human input device 200 of the hopping sequence of the host device 100, and includes an address of a logical transport for quick access.
  • CLK information clock information
  • LT_ADDR and BD_ADDR which are unique addresses of the Bluetooth module, may be included.
  • the human input device 200 may transmit a connection request message for requesting connection to the host device 100 in order to transition to the semi-connected state (S1050).
  • the EDR_allowed indicates whether the previous connection uses the Bluetooth BR method or the Bluetooth EDR method, and may indicate which method to use when reconnecting. For example, the EDR_allowed may indicate that the Bluetooth EDR scheme was used in the previous connection, and the BR_allowed may indicate that the Bluetooth BR scheme was used in the previous connection.
  • the Resume may indicate that the connection request is a reconnection request.
  • the 3-slot_packets_allowed and 5-slot_packets_allowed are information indicating how long the human input device 200 in the semi-connected state changes to the connect mode after transmitting the data packet.
  • the Role_switch_request may indicate that the human input device 200 requests to operate as a slave rather than a master device. That is, when attempting the first connection in the Bluetooth BR / EDR, it acts as a master and then plays a slave role through the role switch.
  • the Dev_type may include information indicating what type of device the human input device 200 is, for example, a keyboard of a button input type or a mouse that is a point input device.
  • the host device receiving the connection request message may transmit a connection confirmation message to the human input device 200, and parameters that may be included in the connection confirmation message are shown in Table 3 below.
  • the EDR_allowed may include information indicating whether to allow the Bluetooth reconnection.
  • the Active_Mode_Instant indicates the minimum number of data transmissions for the human input device 200 to be in a connected state, and the Mode_Counter is set by the host device and varies depending on whether or not the human input device 200 transmits data. Can represent status values.
  • the Active_Mode_Instant value is not changed within the same semi-connected state after the host device 100 is initially set.
  • the human input device 200 that has received the connection confirmation message may transition to a semi-connected state (S1070), and may transmit data received from a user to the host device 100 (S1090).
  • the host device may transmit a poll message to the human input device 200, and when there is data to be transmitted, the human input device 200 transmits the data in response to the poll message. Transmit to 100.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a state transition of a human input device during a Bluetooth reconnection process to which the present invention is applied.
  • the human input device 200 that has been previously connected to the host device may transition to the suspended state when there is no use for a predetermined time.
  • the human input device 200 may continuously determine whether there is a user input (S1102), and if there is a user input, may perform a procedure for transitioning to a semi-connected state.
  • the human input device 200 transitions to the semi-connected state upon receiving the confirmation message of the host device 100. At this time, the host device 100 sends the human input device 200 to the human input device 200 through the confirmation message. Active_Mode_Instant and Mode_Counter values of FIG. 10 may be set.
  • the human input device 200 transitioned to the semi-connected state may receive a poll message from the host device in operation S1112, and when there is data to be transmitted, the human input device 200 may transmit a poll message to the poll message. In response, data may be transmitted to the host device 100.
  • the human input device 200 may change the Mode_Counter value according to whether to transmit data (S1114). That is, when transmitting data, the Mode_Counter value is increased by one (S1118). When not transmitting data, the Mode_Counter value is decreased by one (S1116).
  • the human input device 200 having changed the Mode_Counter value may compare the Mode_Counter value with the value of the Active_Mode_Instant (S1120).
  • Mode_Counter value is greater than or equal to the value of Active_Mode_Instant, it may be determined that continuous data has occurred, and may be shifted to the connected state based on the clock information (CLK information) of the host device included in the beacon packet ( S1122).
  • CLK information clock information
  • the human input device 200 transitioned to the connected state may then transmit data according to a Bluetooth frequency hopping method.
  • Mode_Counter when the value of Mode_Counter is less than or equal to the value of Active_Mode_Instant, the Mode_Counter value may be compared with 0 (S1124).
  • the human input device 200 determines that there is no data transmission due to the absence of data transmission and may transition to the suspended state (S1126).
  • Mode_Counter when the value of Mode_Counter is greater than 0, the poll message is received again from the host device, and the steps S1114 to S1124 are repeatedly performed.
  • the semi-connect state is a temporary and temporary state, if the semi-connect state persists, there may be a delay in data transmission due to frequency hopping, and a limitation in data processing capability may occur.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of differently setting a state transition value according to a human input device to which the present invention is applied.
  • a reconnection procedure may be performed by differently setting the Mode_Counter value according to the type of the human input device 200.
  • the human input device 200 may be divided into a pointing device (for example, a mouse) and a button device (for example, a keyboard) to set the Mode_Counter differently.
  • a pointing device for example, a mouse
  • a button device for example, a keyboard
  • the input data is not continuous and the size of information is also small and often occurs intermittently, a small amount of data can be transmitted / received in the semi-connected state, and the transition to the suspended state is possible.
  • the pointing device since the pointing device may continuously generate data during the time of use and the amount of data is also larger than that of the button device, the pointing device minimizes data transmission / reception in the semi-connected state and the You can make a transition to the connected state.
  • Mode_Counter can be set differently for each device type.
  • the host device 100 When the host device 100 receives the connection request message from the human input device 200 through the procedure of FIG. 9 or FIG. 10, the human input device through the device type included in the connection request message. It may be determined whether the 200 is a button type or a pointing type (S1210).
  • Table 4 below shows an example of device type information Dev_Type included in the connection request message.
  • the host device 100 may know that the human input device 200 is a pointing type device (for example, a mouse), and the value of Mode_Counter. May be set equal to the value of Active_Mode_Instant.
  • the human input device 100 is a button type (for example, a keyboard), and the value of Mode_Counter can be set to half of the value of Active_Mode_Instant.
  • the host device 100 may include the set Mode_Counter and Active_Mode_Instant values in a confirmation message and transmit them to the human input device 200.
  • the human input device 200 may transmit the Mode_Counter and Active_Mode_Instant values through the confirmation message. Can be set.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example in which a human input device is transitioned from a semi-connected state to a connected state to which the present invention is applied.
  • the button input human input device 200 continuously transmits data, so that the button-type human input device 200 may transition from the semi-connected state to the connected state.
  • Steps S1310 to S1322 are the same as steps S1030 to S1090 of FIG. 10, and thus description thereof will be omitted.
  • Mode_Counter may be set to half of the value of Active_Mode_Instant according to the procedure of FIG. 12.
  • the value of Mode_Counter may be set to 3.
  • the human input device 200 may transmit data to the host device 100 in response to a poll message (S1324) and set the Mode_Counter value to 1. Can be increased to 4
  • the human input device 200 having the Mode_Counter value changed to 4 may receive a poll message from the host device 100 again (S1326), and if there is data to be transmitted, continue to send data to the host device 100. It may transmit (S1328).
  • the human input device 200 that has transmitted the data may change the Mode_Counter value by 1 again to 5, and again change the value of Mode_Counter through the poll message reception (S1330) and data transmission (S1332). Can be changed.
  • the host device 100 changes from a trigger channel to a data transmission / reception operation through frequency hopping in a Bluetooth BR / EDR mode (S1338), and the human input device transitions to the connected state ( 200 synchronizes the frequency hopping sequence of the host device 100 with the clock information (CLK information) included in the beacon packet by the host device 100 to transmit and receive data through the Bluetooth BR / EDR method. can do.
  • CLK information clock information
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example in which a human input device is transitioned from a semi-connected state to a suspended state to which the present invention is applied.
  • the human input device transitioning to the semi-connected state may be in a suspended state again to reduce energy consumption.
  • the steps S 1410 to S1424 are the same as the steps S1030 to S 1090 of FIG. 10, and thus descriptions thereof will be omitted.
  • Mode_Counter may be set to half of the value of Active_Mode_Instant according to the procedure of FIG. 12.
  • the value of Active_Mode_Instant is 6
  • the value of Mode_Counter may be set to 3.
  • the human input device 200 may not respond to the poll message of the host device 100, and may change the value of Mode_Counter to 1 to 2.
  • the host device 100 may again transmit a poll message to the human input device 200 (S1426).
  • the human input device 200 may determine a value of Mode_Counter. You can change it back to 1 by decreasing it back to 1.
  • the human input device 200 may not transmit data in response to a poll message of the host device, and continuously decreases the value of Mode_Counter by one. It may be (S1428, S1430).
  • the human input device 200 may transition from the semi-connected state to the suspended state (S1432).
  • the 100 may change the channel away from the trigger channel in order to perform a Bluetooth operation through frequency hopping (S1434).
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating another example in which a human input device transitions from a semi-connected state to a connected state to which the present invention is applied.
  • the human input device 200 when the human input device 200 is a pointing device, since the input data amount is large and the frequency of occurrence is often continuous, the human input device 200 may quickly transition from the semi-connected state to the connected state.
  • steps S1510 to 1520 are the same as steps S1030 to S1090 of FIG. 10, description thereof will be omitted.
  • Mode_Counter when the human input device 200 in the semi-connected state is a pointing type, the value of Mode_Counter may be set equal to the value of Active_Mode_Instant according to the procedure of FIG. 12.
  • the value of Active_Mode_Instant is 3, the value of Mode_Counter may be set to 3.
  • Mode_Counter is equal to or greater than the value of Active_Mode_Instant, the human input device 200 may no longer exist in the semi-connected state but may transition to the connected state and transmit data (S1522).
  • the host device 100 changes from a trigger channel to a data transmission / reception operation through frequency hopping of a Bluetooth BR / EDR method (S1524), and the human input device transitions to the connected state ( 200 synchronizes the frequency hopping sequence of the host device 100 with the clock information (CLK information) included in the beacon packet by the host device 100 to transmit and receive data through the Bluetooth BR / EDR method. can do.
  • the human input device 200 is a pointing type through the above-described process, there is a high possibility that there is a continuous input from the user, thereby minimizing the time in the semi-connected state, thereby increasing the efficiency of data transmission / reception. .
  • 16 to 17B illustrate a collision that may occur when a plurality of human input devices attempt to reconnect in Bluetooth to which the present invention is applied.
  • the host device 100 while the host device 100 is transmitting / receiving data through the Bluetooth connection with the human input devices 200-1 and 200-2, the host device 100 performs the Bluetooth function. When temporarily disabled, the human input devices 200-1 and 200-2 terminate the Bluetooth connection.
  • the human input devices 200-1 and 200-2 attempt to reconnect will be described.
  • the beacon scan interval of 1) and the human input device 2 200-2 does not overlap, that is, while the human input device 1 200-1 transmits a trigger packet, the human input device 2 200-2 is not present.
  • the host device 100 continuously receives a trigger packet from the human input device 1 200-1 and the human input device 2 200-2, thereby transmitting a beacon. Even if a collision with the trigger packet may occur.
  • the human input device 1 200-1 and the human input device 2 200-2 simultaneously attempt to reconnect to the host device 100 so that the beacon scan period is changed.
  • the host device 100 cannot determine which device to transmit a beacon to because the trigger packets of the human input device 1 (200-1) and the human input device 2 (200-2) are mixed and received.
  • FIG. 18 illustrates an example of a timeframe for resolving a collision between a plurality of human input devices to which the present invention is applied.
  • the human input apparatus 200 sets a listening section before transmitting a trigger packet for reconnection, and then inputs another human input. It may be determined whether the device transmits a trigger packet for reconnection.
  • 19 is a flowchart illustrating an example for resolving a collision between a plurality of human input devices to which the present invention is applied.
  • the human input device 200 which has been connected to the host device 100, may prevent collision of a reconnection procedure with another human input device before transmitting a trigger packet for reconnection with the host device 100. You can set the listening section.
  • the human input device 200 may receive a trigger packet transmitted from another human input device to the host device 100 (S1910).
  • the human input device 200 If the human input device 200 does not receive a trigger packet of the other human input device in the listening period, the human input device 200 transmits a trigger packet to the host device 100 to transmit the figure. 9 or the reconnection procedure described in FIG. 10 may be performed (S1920).
  • the human input device 200 may perform a procedure for reconnection, or may determine that communication of another network is being performed, and wait in a channel without transmitting a trigger packet to the host device 100. .
  • the trigger packet may be transmitted to perform the reconnection procedure described with reference to FIG. 9 or FIG. 10 (S1920).
  • the human input device 200 may reduce the collision in the reconnection process with the other human input device.
  • 20 is a flowchart illustrating still another example for resolving a collision between a plurality of human input devices to which the present invention is applied.
  • FIG. 20 illustrates an operation in a listening section for preventing a collision between human input devices different from the procedure of FIG. 19, and when a collision occurs, the collision can be avoided by changing a trigger channel.
  • the human input device 200 may receive a trigger packet transmitted from another human input device to the host device 100 (S2010).
  • the human input device 200 If the human input device 200 does not receive a trigger packet of the other human input device in the listening period, the human input device 200 transmits a trigger packet to the host device 100 to transmit the figure. 9 or the reconnection procedure described in FIG. 10 may be performed (S2020).
  • the human input device 200 receives the trigger packet of the other human input device in the listening section, or if the corresponding channel is not idle (for example, collision with a network connection other than Bluetooth)
  • the other human input device performs a procedure for reconnection, or determines that communication of another network is being performed.
  • the human input device 200 may determine whether there is a movable trigger channel among the three trigger channels described with reference to FIG. 7 (S2030). That is, the human input device 200 may determine whether there is a trigger channel that does not attempt a reconnection procedure (S2030).
  • Step S2010 may be performed.
  • the human input device 200 may avoid collision by performing the procedure described with reference to FIG. 19 (S2040).
  • the human input device 200 may perform a reconnection procedure by avoiding a collision, and the procedures of FIGS. 19 and 20 may include the listening interval as well as the listening interval. It may also be performed in the beacon scan interval.
  • 21 is a flowchart illustrating an example of a time frame for resolving a collision in a Bluetooth reconnection procedure to which the present invention is applied.
  • 16 to 20 illustrate a procedure performed to prevent collision between human input devices for Bluetooth reconnection.
  • the human input device 200 does not successfully receive a beacon packet due to interference
  • other networks using the same band as well as other Bluetooth human input devices for example, Wi- Fi may also be generated.
  • the scan point 2110 may be found, and this problem may be performed through an interference resolution procedure.
  • the interference can be classified into two types.
  • interference generated by another network using the same frequency band, such as Wi-Fi is referred to as inter-interference
  • the interference generated in the reconnection procedure using the FPPS procedure described with reference to FIGS. It is called Interference.
  • the human input device 200 may solve the interference by setting a scan point 2110 in a listening section or a beacon scan section to solve the inter-interference or the intra-interference.
  • 22 is a flowchart illustrating an example for solving the case where an inter-interference occurs.
  • the human input device 200 determines whether the inter-interference has occurred with another network such as Wi-Fi using the same frequency band through energy detection. Procedures can be taken to resolve this.
  • the human input apparatus 200 may set a scan point in the listening section or the scan section as described with reference to FIG. 22.
  • the human input device 200 may perform energy detection to measure the energy level of the signal received by the communication unit of the human input device 200 (S2210).
  • the energy detection is for measuring the power of the signal received by the human input device 200 through a specific channel (where energy may mean the power of the received signal).
  • the method may be performed to determine whether interference may occur in the Bluetooth communication between the human input device 200 and the host device 100.
  • the human input device 200 may compare the measured energy level with a threshold value preset in the human input device 200 (S2220).
  • a trigger packet may be transmitted to perform the reconnection procedure described with reference to FIG. 9 or FIG. 10 (S2230). ).
  • the energy level is greater than the threshold value, it is determined that an inter-interference has occurred with another network using the same band, and the procedure of waiting or changing the channel in the channel of FIG. 19 or 20 is performed.
  • the inter-interference can be avoided (Avoidance) (S2240).
  • the human input device 200 determines that interference with another network using the same band has occurred, and does not transmit a trigger packet on the specific channel until the channel idles. I can wait.
  • the threshold is a value for distinguishing a signal between the Bluetooth signal and the other network, and the power of the Bluetooth signal is smaller than the transmission power of the other network (eg, Wi-Fi) signal.
  • the transmission signal of the Bluetooth and the transmission signal of the other network can be distinguished.
  • 23 is a flowchart illustrating an example for resolving an inter-interference occurring.
  • the human input device 200 determines whether or not the intra-interference occurs with another human input device using Bluetooth communication through codeword detection and resolves the problem. Can be done.
  • the human input apparatus 200 may set a scan point in the listening section or the scan section as described with reference to FIG. 22.
  • the human input device 200 may perform an energy detection procedure to measure an energy level of a signal received by the communication unit of the human input device 200 (S2310). That is, to determine whether the received signal interferes with Bluetooth communication between the human input device 200 and the host device 100, the human input device 200 may measure the power of the received signal. Can be.
  • the human input device 200 may compare the measured energy level with a threshold value set in the human input device 200 (S2320). If the energy level is less than or equal to the threshold value, a trigger packet may be compared.
  • the reconnection procedure described with reference to FIG. 9 or FIG. 10 may be performed by transmitting S2330.
  • the threshold is a value set to determine whether another human input device transmits a trigger packet to perform a reconnection procedure with the host device 100.
  • the human input apparatus 200 may compare a code pattern of the received signal with a codeword set in the human input apparatus 200 (S2340).
  • the human input device 200 may wait in the trigger channel until the reconnection procedure of the other human input device ends.
  • the codeword detection should perform a demodulation procedure in order to identify a code pattern. Accordingly, although energy consumption is higher than that of the energy detection of FIG. 22, since the common pattern is overlapped, the demodulation procedure is simple, and energy consumption is low compared to general data reception.
  • FIG. 23 may be used when the human input device 200 described above with reference to FIGS. 16 to 17B and another human input device attempt to reconnect to the same host device to cause interference.
  • 24 is a flowchart illustrating an example for solving the interference when it occurs.
  • both energy detection and codeword detection may be used to solve both the inter-interference and the intra-interference described with reference to FIG. 22.
  • the human input device may set a scan point for detecting interference in the listening section or the scan section as described with reference to FIG. 22.
  • the signal received by the communication unit of the human input device 200 by performing the energy detection (Energy Detection) to measure the power of the received signal to determine whether interference occurs at the scan point
  • the energy level can be measured (S2410).
  • the human input device 200 may compare the measured energy level with a first threshold value set in the human input device 200 (S2420), wherein the energy level is the first threshold value. When the threshold value is exceeded, it is determined that the Inter-Interference has occurred with another network using the same band, and waits on the channel, which is a procedure for avoiding the interference of FIG. 19 or 20 as shown in FIG. The inter-interference can be avoided by performing the procedure of changing (S2430).
  • the human input device 200 may wait without transmitting a trigger packet on the channel until the channel idles. Can be.
  • the first threshold is a value for distinguishing a signal between the Bluetooth signal and the other network, and the threshold value is determined because the power of the Bluetooth signal is much smaller than the transmission power of the other network (eg, Wi-Fi) signal. Through the transmission signal of the Bluetooth and the transmission signal of the other network can be distinguished.
  • the other network eg, Wi-Fi
  • the human input device 200 determines that the inter-interference has not occurred, and sets a second threshold value lower than the first threshold value. It may be compared with the measured energy level (S2240).
  • a trigger packet may be transmitted to perform the reconnection procedure described with reference to FIG. 9 or 10 (S2470).
  • the second threshold is a value set to determine whether another human input device transmits a trigger packet to perform a reconnection procedure with the host device 100.
  • the human input apparatus 200 may compare a code pattern of the received signal with a codeword set in the human input apparatus 200 (S2340).
  • the human input device 200 may wait in the trigger channel until the reconnection procedure of the other human input device ends.
  • the procedure may set the first threshold value and the second threshold value differently to sequentially proceed with the energy detection and the codeword detection.
  • the Inter-Interference and the Intra-Interference can be distinguished, and the interference resolution procedure for this can also be solved by solving the two kinds of interference by proceeding in another way.
  • 25 is a flowchart illustrating still another example of a time frame for resolving interference when it occurs.
  • the human input device 200 may set a scan point 2510 in a listening section or a beacon scan section for interference detection and resolution, and the codeword detection described with reference to FIGS. 23 and 24. And the energy detection are performed at different scan points 2510, thereby solving interference.
  • the human input device 200 that performs the procedure for reconnecting the Bluetooth has a listening section before transmitting the trigger packet, and may perform the codeword detection procedure of FIG. 23 in the listening section (2520). ).
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of changing a length of a scan period and a general operation period for performing a Bluetooth connection to which the present invention is applied.
  • a length of a scan interval for Bluetooth reconnection and a general operation interval for Bluetooth BR / EDR operation may be differently set for each period.
  • the scan periods 2610, 2630, and 2650 of the host device 100 are sections that are performed only by the host device, and the larger the scan periods 2610, 2630, and 2650 are set, the more the human input device 200 is. While the reconnection time is shortened, the normal operation periods 2620 and 2640 of the host device 100 are reduced, so the performance in the Bluetooth BR / EDR operation may be lowered.
  • the ratio between the scan interval and the normal operation interval may be set flexibly according to the success of the reconnection procedure, and the scan interval and the general operation interval may be determined by Equation 1 below.
  • the scan period t FPPS the normal operation time period is referred to as t Nomal.
  • the nth tFPPS value is defined as tFPPS and n, and when the reconnection procedure through the FPPS is not completed within a single scan interval, n The scan interval is increased by increasing the value.
  • Fibonacci sequence refers to an array of numbers in which the sum of the preceding two numbers is the immediately following number. For example, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34... A sequence that proceeds to.
  • the maximum value of the scan interval may be limited to tmax-1.
  • the present invention provides a method and apparatus for network connection between devices in a wireless communication system.
  • the present invention provides a method and apparatus for shortening the Bluetooth reconnection time and preventing collision between devices in Bluetooth, which is a short range wireless communication technology.

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Abstract

본 발명은 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 충돌을 회피하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제 1 채널에서 전송되는 수신신호의 에너지 레벨을 측정하는 단계; 상기 에너지 레벨이 기 설정된 임계 값 이상인 경우, 상기 제 1 채널을 상기 제 2 채널로 변경하는 단계; 상기 제 2 채널에서 트리거 패킷(Trigger Packet)을 제 2 디바이스에게 전송하는 단계; 상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 2 채널에서 비콘 신호(Beacon Signal)을 수신하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스와 커넥션(Connection)을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 디바이스는 상기 제2 디바이스와의 블루투스 연결과 관련된 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

블루투스 연결 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신시스템에서 장치간 연결을 형성하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 구체적으로 블루투스 페어링 방법에 있어서, 재 연결 시간을 단축하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
블루투스는 근거리에서 각종 디바이스들을 무선으로 연결하여 데이터를 주고
받을 수 있는 근거리 무선 기술 규격이다. 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 두 기기간 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 사용자(User)는 통신하고자 하는 블루투스(Bluetooth) 디바이스(Device)들을 검색(Discovery)하고 연결(Connection)을 요청하는 절차를 수행한다. 본 발명에서 디바이스는 기기, 장치를 의미할 수 있다.
이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.
블루투스 통신방법에는 블루투스 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 블루투스 LE (Low Energy)방식이 있다. 블루투스 BR/EDR 방식은 클래식 블루투스(Classic Bluetooth)을 의미한다. 클래식 블루투스 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 2.1로 이어져온 블루투스 기술과 블루투스 2.0에서부터 지원되는 인핸스드 데이터 레이트(Enhanced Data Rate)를 이용하는 블루투스 기술을 포함한다.
블루투스 기기들 중에는 디스플레이(Display)나 유저인터페이스(User Interface)가 없는 제품들도 있다. 다양한 종류의 블루투스 기기들과 그 중에서도 유사기술이 적용된 블루투스 기기들 간의 연결 / 관리 / 제어 / 분리 (Connection / Management / Control / Disconnection)의 복잡도가 증가하고 있다.
또는, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.
본 발명에서는, 블루투스 페어링 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 초기 페어링된 적이 있는 장치간 블루투스 페어링 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 초기 페어링된 적이 있는 장치간 블루투스 페어링의 초기 페어링 절차를 신속하게 할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 초기 페어링된 적이 있는 장치간 블루투스 페어링의 초기 페어링 절차를 신속하게 하고자 Semi-Connected State를 추가하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, Semi-Connected State에서 데이터를 전송할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 휴먼 입력 장치(Human Input Deivce)를 버튼 장치와 포인팅 장치로 구별하고, 장치별로 Semi-Connected State를 가변적으로 설정하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 다수의 휴먼 입력 장치가 재 연결을 수행할 경우 발생하는 충돌을 해결하기 위한 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 다수의 휴먼 입력 장치가 재 연결을 수행할 경우 발생하는 충돌을 해결하기 위해서 스캔 포인트를 설정하기 위한 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 다수의 휴먼 입력 장치가 재 연결을 수행할 경우 발생하는 Intra-Interference를 해결하기 위해서 코드워드 디텍션(Codeword Detection) 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 재 연결시 블루투스 이외의 네트워크 통신에 의해 발생하는 Inter-Interference를 해결하기 위해 에너지 디텍션(Energy Detection)을 이용하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, Intra-Interference 및 Inter-Interference를 해결하기 위해서 에너지 디텍션 및 코드워드 디텍션을 함께 사용하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 스캔 포인트 별로 에너지 디텍션과 코드워드 디텍션을 다르게 적용하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는, 마스터 장치의 스캔 구간과 일반 동작 구간을 피보나치 수열을 적용하여 Adaptive하게 조정할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 블루투스 재 연결(Reconnection) 방법 및 장치를 제공한다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 충돌을 방지하기 위한 방법은, 제 1 채널에서 전송되는 수신신호의 에너지 레벨을 측정하는 단계; 상기 에너지 레벨이 기 설정된 임계 값 이상인 경우, 상기 제 1 채널을 상기 제 2 채널로 변경하는 단계; 상기 제 2 채널에서 트리거 패킷(Trigger Packet)을 제 2 디바이스에게 전송하는 단계; 상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 2 채널에서 비콘 신호(Beacon Signal)을 수신하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스와 커넥션(Connection)을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 디바이스는 상기 제2 디바이스와의 블루투스 연결과 관련된 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 에너지 레벨을 측정하는 단계, 상기 에너지 레벨과 설정된 임계 값을 비교하는 단계 및 상기 제 2 채널로 변경하는 단계는, 블루투스 재 연결을 위한 청취 구간에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 채널 및 상기 제 2 채널 각각은, 상기 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차를 위해 할당된 3개의 채널 중 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 트리거 패킷(Trigger Packet)은, 동기 언어(Sync Word)를 연속적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제2 디바이스와의 블루투스 연결과 관련된 정보는, 상기 제1 디바이스가 할당 받은 블루투스 모듈의 고유 주소(BD_ADDR), 또는 상기 제1 디바이스가 할당 받은 논리 트랜스포트 주소(LT_ADDR)중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 커넥션(Connection)을 형성하는 단계는, 상기 제2 디바이스에게 상기 특정 채널을 통해서 상기 제2 디바이스와 블루투스를 통한 연결을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 제2 디바이스로부터 상기 특정 채널을 통해서 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 컨펌 메시지를 수신하는 단계; 및 짧은 데이터 전송을 위한 반연결 상태(Semi-Connected State)로 상태를 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 요청 메시지는, 상기 제1 디바이스의 디바이스 타입 정보를 포함하고, 상기 디바이스 타입은, 버튼 타입(Button Type) 또는 포인팅 타입(Pointing Type)중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 컨펌 메시지는, 최소 데이터 전송 횟수, 데이터 전송 횟수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 데이터 전송 횟수는, 상기 제1 디바이스가 버튼 타입(Button Type)인 경우, 상기 최소 데이터 전송 횟수의 절반 값으로 설정되고, 상기 제1 디바이스가 포인팅 타입(Pointing Type)인 경우, 상기 최소 데이터 전송 횟수와 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제1 디바이스는, 상기 제2 디바이스에게 데이터를 전송하는 경우, 상기 데이터 전송 횟수를 1 증가시키고, 상기 제2 디바이스에게 데이터를 전송하기 않는 경우, 상기 데이터 전송 횟수를 1 감소시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제1 디바이스는, 상기 데이터 전송 횟수가 상기 최소 데이터 전송 횟수 이상인 경우, 연결 상태(Connected State)로 상태를 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 외부와 유선 및/또는 무선으로 신호를 송수신하기 위한 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 제 1 채널로부터 전송되는 수신신호의 에너지 레벨을 측정하고, 상기 에너지 레벨과 설정된 임계 값을 비교하며, 상기 에너지 레벨이 상기 설정된 임계 값 이상인 경우, 상기 제 1 채널을 상기 제 2 채널로 변경하고, 상기 제 2 채널을 통해서 트리거 패킷(Trigger Packet)을 제 2 디바이스에게 전송하며, 상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 2 채널을 통해서 비콘 신호(Beacon Signal)을 수신하고, 상기 제 2 디바이스와 커넥션(Connection)을 형성하도록 제어하되, 상기 제 1 디바이스는 상기 제2 디바이스와의 블루투스 연결과 관련된 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결 (Reconnection)시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결(Reconnection)시 기존 연결 정보를 저장함으로써, 블루투스 재연결 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결(Reconnection)시 반 연결 상태(Semi-Connected State)를 설정하여 연결 상태 전에 짧은 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 디바이스 타입에 따라 재 연결 절차를 다르게 함으로써, 블루투스 재 연결 절차를 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 디바이스간 충돌이 발생한 경우, 이를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 디바이스간 충돌이 발생한 경우, 청취 구간을 설정하여 이를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 디바이스간 충돌이 발생한 경우, 특정 채널에서 대기함으로써, 이를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 디바이스간 충돌이 발생한 경우, 재 연결 절차를 위한 채널을 변경함으로써, 이를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 디바이스간 충돌이 발생한 경우, 에너지 디텍션(Energy Detection)을 통해서 이를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 연결 방법에 따르면, 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 디바이스간 충돌이 발생한 경우, 코드워드 디텍션(Codeword Detection)을 통해서 이를 해결할 수 있다.
도 1은 블루투스(Bluetooth) 네트워크의 일 예를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는, 블루투스 통신을 위해 제공되는 프로토콜 스택을 도시한 도면이다.
도 4는 블루투스(Bluetooth) 연결 절차를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 블루투스(Bluetooth)의 프로세스를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 블루투스(Bluetooth)의 트리거 채널 및 타임 프레임의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명이 적용되는 블루투스(Bluetooth) 호스트 장치의 트리거 스캔 절차 일 예를 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 블루투스(Bluetooth) 호스트 장치와 휴먼 입력 장치(Human Input Device)간의 타임프레임 관계를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는, 블루투스 재 연결 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명이 적용되는, 블루투스 재 연결 과정에서 휴먼 입력 장치(Human Input Device)의 상태 천이의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명이 적용되는, 휴먼 입력 장치(Human Input Device)에 따라 상태 천이 값을 다르게 설정하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명이 적용되는, 휴먼 입력 장치(Human Input Device)가 Semi-Connected 상태에서 Connected 상태로 천이되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 14은 본 발명이 적용되는, 휴먼 입력 장치(Human Input Device)가 Semi-Connected 상태에서 Suspended 상태로 천이되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 15는 본 발명이 적용되는, 휴먼 입력 장치(Human Input Device)가 Semi-Connected 상태에서 Connected 상태로 천이되는 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 16내지 도 17b는 본 발명이 적용되는, 블루투스에서 다수의 휴먼 입력 장치(Human Input Device)가 재 연결 시도를 하는 경우 발생할 수 있는 충돌을 나타내는 도이다.
도 18는 본 발명이 적용되는, 다수의 휴먼 입력 장치(Human Input Device)간 충돌이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 타임프레임의 일 예를 나타낸 도이다.
도 19는 본 발명이 적용되는, 다수의 휴먼 입력 장치(Human Input Device)간 충돌이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
도 20은 본 발명이 적용되는, 다수의 휴먼 입력 장치(Human Input Device)간 충돌이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
도 21는 본 발명이 적용되는, 블루투스 재 연결 절차에서 충돌이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 타임 프레임의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 22는 Inter-Interference가 발생한 경우 이를 해결하기 위한 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 23은 Inter-Interference가 발생한 경우 이를 해결하기 위한 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 24는 간섭이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 25는 간섭이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 타임 프레임의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 26은 본 발명이 적용되는, 블루투스 연결을 수행하기 위한 스캔 구간과 일반 동작구간의 길이를 변경하는 일 예를 나타낸 도이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명과 관련된 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되는 전자기기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 신호는 메시지형태뿐만 아니라 프레임 형태로도 전송될 수 있다.
도 1은 블루투스(Bluetooth) 네트워크의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 1을 참고하면, 블루투스는 다양한 전자기기와 페어링을 통하여 서비스를 제공할 수 있다(100).
블루투스(Bluetooth)는 짧은 범위, 포인트 투 멀티포인트 음성 및 데이터의 전송을 위하여 제안된 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 스펙이다.
블루투스는 고체, 비금속 물질을 관통하여 전송할 수 있다. 전송 범위는 10cm에서 10m이지만, 전송 전력을 증가시키면 100m까지 확장될 수 있다. 이는 저비용, 짧은 범위의 무선 링크에 기초하며, 고정 및 이동 통신 환경에서 애드 혹(ad hoc)접속을 용이하게 한다.
블루투스는 무선랜 규격인 802.11b/g와 동일한 ISM 대역인 2.45GHz 주파수를 사용하며, 블루투스 장치들은 주변의 블루투스 장치에 대한 검색/선택/인증(페어링) 등의 과정을 통해 무선 통신을 수행할 수 있다.
또한, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.
블루투스는 2.0 버전에 이르러 EDR(Enhanced Data Rate) 규격이 추가되어 일정 수준의 통신 품질이 보장되면서부터 급속히 대중화되기 시작했는데, 블루투스의 사용이 보편화되면서 블루투스 기능이 포함된 휴대단말기의 사용도 보편화되고 있다. 특히, 블루투스를 이용한 근거리 데이터 통신이 보편화되고 있는데, 블루투스 헤드셋과의 블루투스 통신을 통해 무선으로 음악을 청취하는 것을 그 예로 들 수 있다.
또한, 블루투스를 이용하여 스마트폰-자동차 스피커 연동을 통한 음악 재생 또는 블루투스 docking speaker-스마트폰 연동을 통해 음악을 재생하는 등 그 사용 빈도가 많아지고 있다.
또한, WPAN(Wireless Personal Area Network)은 Home Network, Small Office, Vehicular Network 등의 환경에서 장치들 간 소량의 데이터를 전송할 수 있어 에너지 효율을 극대화할 수 있다.
또한, WPAN은 제한된 대역폭(Bandwidth) 내에서 헤드셋 등의 전자기기를 통해 실시간 A/V Streaming 서비스를 제공하고, 이에 종속된 Remote Control 기능을 수행할 때에도 에너지 효율을 극대화할 수 있어 널리 사용되고 있다.
또한, 최근 블루투스 BR/EDR을 채용하는 마우스 키보드 등의 휴먼 입력 장치(Human Input Device) 제품이 크게 늘어나고 있다. 휴먼 입력 장치(Human Input Device) 장치(200)는 크게 마우스(200 ? 2)와 키보드(200 ? 1)의 두 가지로 구분될 수 있다.
이러한 상기 마우스(200 ? 2)와 키보드(200 ? 1)는 특별한 온/오프 버튼이 없어, 수 시간 사용하지 않는 상기 휴먼 입력 장치(200)는 에너지 손실을 막기 위하여 블루투스 모듈을 슬립(Sleep) 상태로 전환하며, 사용자가 해당 장치를 다시 사용할 때에는 블루투스가 PC나 노트북 등의 호스트 장치(100)와 또 다시 페어링 해야 한다는 단점이 있으며, 또한, 빈번한 상기 휴먼 입력 장치(200)의 페어링은 빈번한 딜레이를 발생시키고, 사용자 편의성을 크게 저하시킨다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 블루투스 휴먼 입력 장치가 호스트 장치와 재 연결을 함에 있어서, 딜레이를 감소시키기 위한 방법 및 장치를 제안한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.
호스트 디바이스(100) 및 휴먼 입력 장치(Human Input Device, 휴먼 입력 장치, 200)는 블루투스(Bluetooth)기능을 지원할 수 있는 모든 전자기기를 말할 수 있다.
상기 휴먼 입력 장치 (200)는 다른 디바이스와 직접 통신하며 데이터를 제공받고, 제공 받은 데이터의 처리 결과를 상기 다른 디바이스에게 다시 알려 줄 수 있다.
또한, 상기 다른 디바이스로부터 데이터를 요청 받고, 요청 받은 데이터를 다시 전송할 수 있으며, 이를 위해서 상기 다른 디바이스에게 통지(Notification) 또는 지시(Indication) 메시지를 보낼 수 있으며, 이에 대한 컨펌(Confirm) 메시지를 수신할 수 있다.
상기 호스트 디바이스(100)는 상기 휴먼 입력 장치(200) 또는 다른 디바이스로부터 연결 요청을 받고, 블루투스 연결을 하여 데이터를 송/수신할 수 있는 모든 기기를 말한다.
상기 호스트 디바이스(100) 및 상기 휴먼 입력 장치(200)는 통신부(110, 210), 사용자 입력부(120, 220), 출력부(130, 230), 제어부(140, 240), 메모리(150, 250) 및 전원 공급부(160, 260)를 포함할 수 있다.
상기 통신부(110, 210), 사용자 입력부(120, 220), 출력부(130, 230), 제어부(140, 240), 메모리(150, 250) 및 전원 공급부(160, 260)은 본 발명에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결된다.
상기 도 2에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 전자 기기를 구현될 수도 있다.
상기 통신부(110, 210)는 디바이스와 무선 통신 시스템 사이 또는 디바이스와 디바이스가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 통신부(110, 210)는 방송 수신 모듈(미도시), 이동통신 모듈(미도시), 무선 인터넷 모듈(미도시) 및 근거리 통신 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 통신부(110, 210)는 송/수신부로 호칭될 수 있다.
상기 이동통신 모듈은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
상기 무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈은 디바이스에 내장되거나 외장 될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(WiFi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
상기 무선 인터넷 모듈을 통해서 상기 디바이스는 다른 디바이스와 와이 파이(Wi-Fi) P2P(Peer to Peer)연결을 할 수 있다. 이러한 와이 파이(Wi-Fi) P2P 연결을 통하여 디바이스간 스트리밍 서비스를 제공할 수 있으며, 데이터 송/수신 또는 프린터와 연결되어 프린팅 서비스를 제공할 수 있다.
상기 사용자 입력부(110, 220)는 사용자가 의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시키며, 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 버튼 형식으로 사용자 입력을 받는 형식, 또는 포인팅 방식으로 사용자 입력을 받는 형식으로 나눌 수 있다.
상기 출력부(130, 230)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이 모듈(132, 232), 음향 출력 모듈(134, 234) 등이 포함될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(132, 232)은 디바이스에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어, 상기 디바이스가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 상기 디바이스가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.
상기 디스플레이 모듈(132, 232)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistorliquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic lightemitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 음향 출력 모듈(134, 234)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 상기 통신부(130, 230)로부터 수신되거나 상기 메모리(150, 250)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수도 있다. 상기 음향 출력 모듈(134, 234)은 상기 디바이스에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력한다. 이러한 상기 음향 출력 모듈(134, 234)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
상기 제어부(140, 240)는 상기 호스트 디바이스(100) 또는 상기 휴먼 입력 장치(200)의 전반적인 동작을 제어하는 모듈을 말하며, 블루투스(Bluetooth) 인터페이스 및 다른 통신 인터페이스로 메시지를 전송 요청 및 수신 받은 메시지를 처리하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(140, 240)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(micro controller), 마이크로프로세서(microprocessor)등으로 호칭 될 수 있으며, 상기 제어부(140, 240)는 하드웨어(hardware), 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
상기 제어부(140, 240)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.
상기 메모리(150, 250)는 단말기의 각종 정보를 저장하는 매체로서, 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부(140, 240)의 동작을 위한 프로그램, 어플리케이션(application), 일반파일 및 입/출력되는 데이터들을 저장할 수 있다.
상기 메모리(150, 250)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ReadOnly Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM(Programmable ReadOnly Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 상기 디바이스는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(150, 250)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.
상기 전원 공급부(160, 260)는 상기 제어부(140, 240)의 제어 하에 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급해주는 모듈을 말한다.
도 3은 본 발명이 적용되는, 블루투스 통신을 위해 제공되는 프로토콜 스택을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참고하면, (a)는 블루투스 BR/EDR 방식에 따른 BR/EDR 프로토콜 스택의 구조를 나타낸 도면이고, (b) 블루투스 LE 방식에 따른 LE 프로토콜 스택의 구조를 나타낸 도면이다.
구체적으로 블루투스 프로토콜 스택은 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI, 318, 416)를 기준으로 상부의 호스트 프로토콜(Host Protocol, 320, 420), 하부의 컨트롤러 프로토콜(Controller Protocol, 310, 410)로 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러(310, 410)는 블루투스 모듈에 해당하며, 상기 호스트(Host, 320, 420)는 상기 컨트롤러(310, 410)인 블루투스 모듈과 연결되어 블루투스 모듈을 제어하고 동작을 수행한다. PC, PDA, 스마트폰 등이 호스트가 될 수 있고, 경우에 따라 시스템에 포함된 프로세서가 호스트가 될 수 있다.
본 발명에서 블루투스 모듈은 블루투스 LE 모듈과 블루투스 BR/EDR 모듈을 포함할 수 있다.
(a) 상기 BR/EDR 프로토콜 스택은 BR/EDR 프로파일(BR/EDR Profile, 324), 일반 접근 프로파일(GAP, Generic Access Profile, 323), BR/EDR 프로토콜(BR/EDR protocol, 322), 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(Logical Link Control and Adaptation protocol, L2CAP, 321)과 상기 컨트롤러(310)에 포함되어 있는 링크 매니저(Link Manager, 316), 링크 컨트롤러(Link Controller, 314), 물리 계층(Physical Layer, 312)으로 이루어질 수 있다.
(b) 상기 LE 프로토콜 스택은 LE 프로파일(LE profile, 426), 일반 접근 프로파일 (Generic Access Profile, GAP, 425), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Prifile, GATT, 424), 속성 프로토콜(Attribute Protocol, ATT, 423), 보안 매니저(Security Manager, SM, 422), 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(Logical Link Control and Adaptation protocol, L2CAP, 421)과 상기 컨트롤러(410)에 포함되어 있는 링크 레이어(Link Layer, LL, 414), 물리 계층(Physical Layer, 412)로 이루어질 수 있으며, 상술한 (a) BR/EDR 프로토콜 스택과는 차이가 있다.
상기 컨트롤러(310, 410)와 상기 호스트(320, 420)는 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI, 318, 416)로 연결되어 있다.
상기 호스트(320, 420)는 커맨드(Command)와 데이터를 상기 HCI(318, 416)를 통해서 상기 컨트롤러(310, 410)에게 제공할 수 있으며, 상기 컨트롤러(310, 410)는 이벤트(event)와 데이터를 상기 HCI(318, 348)를 통해서 상기 호스트(320, 420)에게 제공할 수 있다.
(b) 상기 LE 프로토콜 스택의 상기 PHY 계층(412)은 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying) 모듈레이션과 40개의 RF 채널(Radio Frequency Channel)로 구성 될 수 있다.
상기 링크 레이어 계층(414)은 3개의 광고 채널(Advertising Channel)을 이용하여 광고(Advertising), 스캐닝(Scanning) 기능을 수행하여 기기간 연결을 생성하고, 37개의 데이터 채널을 통해 데이터 패킷(Data Packet)을 주고 받는 기능을 제공할 수 있다.
상기 호스트(420)는 상기 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(이하 L2CAP이라 함, 421)을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜(Protocol), 프로파일(Profile)등을 멀티플렉싱(Multiplexing)할 수 있다.
상기 L2CAP(421)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있으며, 블루투스 저전력 에너지에서는 3개의 고정된 채널을 사용한다.
상기 고정된 채널은 각각 시그널링 채널, 보안 매니저(422) 및 속성 프로토콜(이하 ATT라고 함, 423)을 위해서 사용될 수 있다.
블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 다이나믹 채널(Dynamic Channel)을 사용하며, 프로토콜 서비스 멀티플렉서(Protocol Service Multiplexer), 재전송(retransmission), 스트리밍 모드(Streaming mode)등을 지원할 수 있다.
상기 보안 매니저(이하 SM이라고 한다, 422)는 디바이스 인증 및 key distribution을 제공하기 위한 프로토콜이다.
상기 ATT(423)는 서버와 클라이언트 간에 통신 시 사용되며, 클라이언트가 서버에 있는 Attribute들에 접근하기 위해서 사용되는 attribute 핸들을 갖고 있다. 프로토콜 동작 명령어로는 ‘Request’, ‘Response’, ‘Command’, ‘Notification’, ‘Indication’, ‘Confirmation’등이 있다.
- Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Response 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.
- Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 통작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.
- Notification 메시지: 서버 디바이스에 클라이언트 디바이스로 이벤트등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지(Confirm message)를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.
- Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지(Confirm message)를 서버 디바이스로 전송한다.
상기 일반 속성 프로파일(이하 GATT라고 함, 424)는 블루투스 LE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, 아래 블루투스 디바이스의 S/W 구성 요소 및 ATT 프로토콜에서 정의한 메시지를 가지고 해당 정보를 얻기 위한 절차를 정의한다. 이 절차는 검색(discovering), 읽기(reading), 쓰기(writing), 알림(notify), 지시(indicating) 특성의 설정을 정의할 수 있다.
- 서비스(Service): 데이터와 관련된 행동(Behavior)의 조합으로 기기의 기본적인 동작을 정의.
- Include: 서비스 사이의 관계를 정의.
- 특성(Characteristics): 서비스에서 사용되는 데이터 값.
- Behavior: UUID(Universally Unique Identifier)로 정의된 computer readable format.
상기 일반 접근 프로파일(이하 GAP이라 한다, 425)은 정의된 디바이스의 발견, 연결, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며 privacy를 제공할 수 있다.
상기 LE 프로파일(426)은 상기 GATT(424)에 의존성을 가지는 프로파일들로 주로 저전력 에너지(Low Energy) 디바이스에 적용된다.
본 발명에서는 전력소모가 낮고, 페어링 절차가 상대적으로 빠른 블루투스의 상기 (a) BR/EDR 프로토콜 스택 또는 상기 (b) LE 프로토콜 스택을 이용하여 새로운 네트워크, 예를 들면, 와이 파이 P2P 페어링을 위한 정보를 전송하여 효율적인 와이파이 P2P 연결을 위한 방법 및 장치를 제안한다.
도 4는 블루투스(Bluetooth) 연결 절차를 나타낸 도이다.
블루투스 페어링 절차는 대기 상태(Standby State)와 연결 상태(Connected State)로만 구분되며, 페어링이 완료된 장치는 상기 연결 상태(Connected State)가 되고 접속이 종료된 장치는 대기 상태(Standby State)로 동작하게 된다.
블루투스 기기들은 특정 기기와 연결 과정(S410)을 통해 연결 되었다가 이후 재 연결하기 위해 재 연결 과정을(S420)하는 경우에도 이전의 연결 과정(S410)과 동일한 절차를 거쳐서 연결을 시도하게 된다.
구체적으로, 휴먼 입력 장치(Human Input Device, 휴먼 입력 장치, 200)는 전원이 입력되면 기본적으로 대기 상태에 진입한 후, 주변의 연결할 수 있는 디바이스를 발견(Discovery)하기 위해서 인쿼리 상태(Inquiry State)가 될 수 있으며, 상기 호스트(100)는 주변의 디바이스가 인쿼리 상태에서 전송하는 ID 패킷을 수신하기 위해서 인쿼리 스캔 상태(Inquiry scan State)가 될 수 있다.
상기 인쿼리 상태가 된 상기 휴먼 입력 장치(200)는 주변의 연결할 수 있는 디바이스를 발견하기 위해, 일회 또는 소정 시간 간격마다 ID 패킷을 이용한 인쿼리 메시지를 전송한다(S412).
상기 ID 패킷은 GIAC(General Inquiry Access Code) 또는 DIAC(Dedicated Inqury Access Code)일 수 있다.
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)가 전송한 ID 패킷인 GIAC 또는 DIAC를 수신한 후, 상기 호스트 장치(100)와 블루투스 페어링을 하기 위해서 상기 호스트 장치(100)에게 주파수 호핑 시퀸스(Frequency Hoppinf Sequence, FHS)를 전송할 수 있으며, 필요에 의해서, 예를 들면, 전송할 데이터가 존재하는 경우 확장된 인쿼리 응답(Extended Inquiry Response, 이하 EIR이라고 한다.)를 전송할 수 있다.
상기 인쿼리 절차를 통해서 주변의 연결 가능한 블루투스 디바이스를 찾아내면, 페이징 절차를 수행할 수 있다. 상기 페이징 절차는 상기 인쿼리 절차를 통해서 주변의 연결 가능한 블루투스 디바이스를 찾아내면, 어드레스와 클럭정보 등으로 호핑 시퀸스를 동기화하여 실제 커넥션을 수행하는 단계를 말한다.
상기 커넥션을 수행한 상기 호스트 장치(100)와 상기 휴먼 입력 장치(200)는 보안 설립(Security Establishment) 단계(S414)를 거쳐서 L2CAP 연결 및 서비스 디스커버리 단계를 거치게 된다(S416).
상기 L2CAP(Logical Link Control and Adaption Protocol)은 패킷 방식의 프로토콜로서 UDP 프로토콜과 비슷한 특징을 가지고 있다. 기본 최대 672byte의 패킷 사이즈를 가지지만 통신이 시작되면 최대 65,535 byte까지 변경이 가능하다.
상기 L2CAP연결 및 서비스 디스커버리 단계(S416)를 거친 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)에게 데이터를 전송할 수 있다(S418).
이와 같은 연결과정(S410)을 거친 상기 휴먼 입력 장치(200)와 호스트 장치(100)은 일정 시간 서로간 데이터 교환이 없으면 에너지 소모를 방지하기 위하여 블루투스 모듈이 슬립(Sleep)상태로 전화되며, 연결 상태가 종료되게 된다.
이후, 상기 휴먼 입력 장치(200)와 상기 호스트 장치(100)이 다시 데이터를 송/수신하기 위해서는 재 연결 과정(S420)을 거쳐야 되며, 이러한 재 연결 과정(S420)은 상기 연결 과정(S410)과 동일한 절차를 거쳐서 수행될 수 있다.
하지만, 빈번하게 재 연결 과정이 발생하는 경우 딜레이가 발생할 수 있으며, 동일한 장치와 다시 연결하는데 최초 연결과 동일한 과정을 수행하는 것은 효율성 측면도 떨어지며 사용자 편의성도 저하된다. 따라서 이하 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법을 살펴본다.
도 5는 본 발명이 적용되는 블루투스(Bluetooth)의 프로세스를 나타낸 도이다.
상기 도 5를 참고하면, (a)현재 블루투스 BR/EDR의 프로세스는 재접속에 따른 절차가 없으며 모든 장치는 페이징(Paging)을 통한 커넥트 상태(Connected State, 514), 연결 종료로 인한 대기 상태(512)로 구분될 수 있다.
이와 같이 상기 커넥트 상태(514)와 상기 대기 상태(512)로 구분되어 있는 경우, 일정시간 동안 사용되지 않는 장치는 상기 대기 상태(512)로 진입하고, 그 후 다시 사용되는 시점에서 새로 페이징 단계를 거쳐서 상기 커넥트 상태(514)로 진입하는데 접속 시간이 오래 걸릴 수 있다.
(b)본 발명에서 제안하는 블루투스 프로세스는 최초 블루투스 연결을 시도하는 장치만 대기 상태(522)에 머무르게 되며, 한 번이라도 접속을 한 장치는 상기 대기 상태(522)가 아닌 서스펜드 상태(524)로 진입할 수 있다.
상기 서스펜드 상태(524)는 상기 대기 상태(522)와 달리 자신이 할당 받은 호스트 장치의 고유 주소(이하, BD_ADDR이라 한다)와 LT_ADDR(Logical Transport Address)을 포함한 접속 이력을 저장하고 있으며, 재접속이 수행될 경우 빠른 페어링을 위한 세미 커넥트 상태(526)에 진입한 후, 지속적으로 사용이 요구될 경우에 한하여 커넥트 상태(528)로 진입할 수 있다.
상기 세미 커넥트 상태(526)는 상기 대기 상태(522)와 상기 커넥트 상태(528)의 중간 단계를 나타낼 수 있으며, 짧은 이벤트성 데이터를 빠르게 전달하기 위한 임시적인 상태를 나타낼 수 있다.
상기 서스펜트 상태(524)에서 상기 세미 커넥트 상태(526)로 천이하거나, 또는 상기 대기 상태(522)에서 상기 세미 커넥트 상태(526)로 천이하는 절차를 이하 FPPS(Fast Pre-Paging Scheme)이라고 한다.
상기 FPPS를 통해서 블루투스 장치는 한번 연결된 장치와 다시 연결하기 위한 기본적인 정보를 가지고 있을 수 있으며, 상기 기본적인 정보를 기초로 하여 상기 한번 연결된 장치와 빠르게 재 연결을 할 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 블루투스(Bluetooth)의 트리거 채널 및 타임 프레임의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)와 이미 연결된 적이 있는 경우, 상기 FPPS 절차를 통해서 상기 세미 커넥트 상태(Semi-Connected State, 526)가 될 수 있다.
구체적으로 상기 호스트 장치(100)와 연결된 적이 있는 상기 휴먼 입력 장치(200)가 일정 시간 사용되지 않는 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 도 5의 서스펜드 상태(524)로 천이하여, 접속 정보만 저장한 후, 전력 소모를 줄이기 위하여 통신을 중단할 수 있다.
이후, 상기 휴먼 입력 장치(200)가 사용자의 입력을 받아 재활성화 되면, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)에게 재활성화 상태를 알리기 위하여 특정 RF(Radio Frequency) 채널을 통하여 트리거 패킷(Trigger Packet)을 송신하게 된다.
상기 특정 RF 채널은 Wi-Fi등 다른 네트워크 통신의 영향을 가장 적게 받기 위한 채널을 말하며, 이하 이러한 특정 채널을 트리거 채널이라 하고, 3개의 채널을 예를 들어 설명하도록 한다.
(a)상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 3개의 트리거 채널(n, n+1, n+2)에서 상기 호스트 장치(100)에게 활성화 상태를 알릴 수 있는 타임 프레임을 반복적으로 설정하고, 설정된 타임프레임 구간에서 상기 호스트(100)와 재 연결을 위한 절차를 수행할 수 있다.
(b) 상기 타임 프레임 구간은 상기 휴먼 입력 장치(200)가 자신의 활성화 상태를 상기 호스트(100)에게 알리는 트리거 패킷을 전송하는 구간, 상기 트리거 패킷을 수신한 상기 호스트 장치(100)가 전송하는 비콘을 수신하기 위한 비콘 스캔 구간이 반복적으로 위치할 수 있다.
상기 트리커 패킷은 연속된 Sync Word로 구성될 수 있으며, 상기 호스트 장치(100)는 수신된 트리거 패킷의 Sync Word를 감지하여 상기 휴먼 입력 장치(200)의 활성화 상태를 알 수 있다.
상기 Sync Word는 특정한 패턴의 신호를 나타내며, 데이터를 포함하지는 않을 수 있다. 이는 상기 호스트 장치(100)가 상기 트리커 패킷의 어느 부분부터 수신하게 될 지 알 수 없기 때문이다.
상기 호스트 장치(100)는 상기 Sync Word를 수신한 경우, 이에 대한 응답으로 비콘 패킷(Beacon Packet)을 전송하며, 상기 비콘 패킷을 수신한 휴먼 입력 장치(200)는 상기 서스펜드 상태(524)의 동작을 중단하고 상기 도 5의 세미-커넥트 상태(526)로 천이할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명이 적용되는 블루투스(Bluetooth) 호스트 장치의 트리거 스캔 절차 일 예를 나타낸 도이다.
상기 호스트 장치(100)는 이미 연결된 적이 있는 휴먼 입력 장치(200)를 발견하기 위하여 주기적으로 스캔(Scan)을 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 호스트 장치(100)는 연결된 적이 있는 휴먼 입력 장치(200)가 전송하는 트리거 패킷을 수신하기 위하여 주기적으로 스캔 구간(Scan Period, 710, 730, 750)을 설정할 수 있다.
상기 스캔 구간(710, 730, 750)에서 수행하는 스캔(Scan)은 상기 도 6에서 살펴본 3개의 트리거 채널을 대상으로 수행할 수 있으며, 각 트리거 채널에 머무르는 시간은 상기 트리커 패킷을 수신하기 위한 페이징 스캔 구간(Paging Scan Period) 과 슬립 구간(Sleep Period)으로 구성될 수 있다.
상기 페이징 스캔 구간은 상기 트리거 채널마다 설정될 수 있다.
상기 슬립 구간은 상기 호스트 장치(100)의 전력소모를 줄이기 위한 목적으로 설정되거나, 다음 트리거 채널로 주파수 설정을 완료하기 위한 시간을 적용시키기 위해서 설정될 수 있다.
즉, 상기 호스트 장치(100)는 상기 스캔 구간(710, 730, 750)을 통해서, 상기 3개의 트리거 채널에서 재 연결을 시도할 상기 휴먼 입력 장치(200)를 발견할 수 있다.
상기 스캔 구간(710, 730, 750)의 시간 간격은 상기 휴먼 입력 장치(200)의 발견 시간과 밀접하게 연관 되어 있을 수 있기 때문에, 대상 시스템의 특성을 반영하여 상기 스캔 구간(710, 730, 750)을 설정할 수 있다.
상기 호스트 장치(100)는 상기 주기적인 스캔 구간(710, 730, 750)을 통하여 상기 트리거 패킷을 구성하는 Sync Word를 수신한 경우 상기 휴먼 입력 장치(200)의 연결을 받기 위하여 비콘을 전송할 수 있다.
상기 일반 동작 구간(720, 740)은 블루투스에서의 Frequency Hopping을 수행하기 때문에 재 연결을 위하여 할당된 상기 3개의 트리거 채널에서 어떠한 수신도 할 수 없다.
상기 비콘을 수신한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 세미 커넥트 상태(526) 또는 상기 커넥트 상태(528)로 천이할 수 있으며, 만약 상기 커넥트 상태(528)로 천이한 경우 상기 호스트 장치(100)의 일반 동작 구간(720, 740)을 통하여 블루투스 BR/EDR 방식에 따라 Frequency Hopping에 의하여 직접 통신을 수행할 수 있다.
상기 도 8은 상기 도 7과는 다른 상기 호스트 장치(100)의 트리거 스캔 절차를 나타낸다.
상기 도 8을 참고하면, 상기 도 7의 실시예와는 달리 상기 휴먼 입력 장치(200)가 송신하는 트리거 패킷을 수신하기 위한 3개의 트리거 채널을 슬립 구간 없이 연속적으로 스캔할 수 있다.
이와 같이, 연속적인 스캔을 통해서 상기 트리거 채널의 스캔 구간(810, 830, 850)의 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 도 7의 주기적인 스캔 구간(710, 730, 750)은 상기 휴먼 입력 장치(200)의 재 연결 요청이 발생하지 않는 한 블루투스 BR/EDR 동작에서 오버헤드(Overhead)가 될 수 있으며, 주기적인 스캔 구간 간격이 짧게 설정될 경우 전체적인 블루수트 BR/EDR의 성능을 낮출 수 있다. 따라서, 상기 도 8의 스캔 구간(810, 830, 850)을 단축하는 실시 예는 블루투스 BR/EDR의 오버헤드를 낮추어 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 블루투스(Bluetooth) 호스트 장치와 휴먼 입력 장치(Human Input Device) 장치간의 타임프레임 관계를 나타낸 도이다.
상기 도 9를 참고하면, 상기 도 7과 상기 도 8에서 설명한 상기 휴먼 입력 장치(200)가 세미 커넥트 상태(526)로 천이하기 위한 상기 호스트 장치(100)와의 과정을 알 수 있다.
구체적으로 상기 호스트 장치(100)에 연결된 적이 있는 상기 휴먼 입력 장치(200)가 일정 시간 동안 사용되지 않아 서스펜드 상태(524)로 천이되었다가, 사용자로부터 입력이 발생한 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 세미 커넥트 상태(526)가 되기 위해 트리거 채널 n에서 트리거 패킷을 연속적으로 송신 한다(S910).
하지만, 상기 호스트 장치(100)는 일반 동작 구간에 있어, 주기적인 스캔 구간 진입이 이루어지지 않아 해당 채널 n에서 트리거 패킷을 수신할 수 없으며, 비콘 패킷 역시 전송할 수 없다.
상기 호스트 장치(100)가 비콘 패킷을 전송하지 않기 때문에, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 비콘 스캔 구간에서 상기 호스트 장치의 응답인 비콘 패킷을 수신할 없다(S912).
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 비콘 패킷이 수신되지 않았기 때문에, 이미 정해진 3개의 트리거 채널 내에서 채널을 변경하여, 채널 n+1에서 다시 상기 호스트 장치에게 트리거 패킷을 전송할 수 있다(S914).
상기 호스트 장치(100)는 주기적인 스캔 구간에 진입한 후, 상기 채널 n에서 상기 트리거 패킷이 수신되지 않았기 때문에 채널을 변경하여, 채널 n+1에서 상기 휴먼 입력 장치(200)로부터 트리커 패킷을 수신할 수 있다.
상기 트리거 패킷을 수신한 상기 호스트 장치(100)는 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 비콘 패킷을 전송할 수 있으며, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 비콘 스캔 구간을 통해서 상기 호스트 장치(100)가 전송한 비콘 패킷을 수신할 수 있다(S916).
이후, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 채널 n+1에거 상기 호스트 장치(100)에게 재 연결을 요청하는 커넥션 요청 메시지를 전송할 수 있다(S918).
상기 커넥션 요청 메시지를 수신한 상기 호스트 장치(100)는 상기 휴먼 입력 장치 (200)의 재 연결을 승인하는 경우 커넥션 컨펌 메시지를 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 전송할 수 있으며(S920), 상기 커넥션 컨펌 메시지를 수신한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 세미 커넥트(526) 상태로 천이될 수 있다.
상기 세미 커넥트 상태(526)에서는 간단한 데이터를 주고 받을 수 있으며, 이를 통해, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 사용자로부터 받은 입력을 상기 호스트 장치(100)에게 데이터를 전송할 수 있으며(S922), 상기 호스트 장치(100)는 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 폴(Poll) 메시지를 전송할 수 있다.
이후, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)에게 전송할 데이터가 있는 경우 상기 폴(Poll) 메시지에 대한 응답으로 상기 데이터를 상기 호스트 장치(100)에게 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는, 블루투스 재 연결 과정의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 10을 참고하면, 이미 호스트 장치(100)에 연결된 적이 있는 휴먼 입력 장치(200)가 사용자로부터 입력이 있는 경우 이를 전송하기 위해 상기 호스트 장치(100)와 재 연결을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)와 블루투스를 통해서 연결되어 있다가, 일정 시간 동안 사용되지 않는 경우 서스펜드 상태로 천이 된다(S1010).
상기 호스트 장치는 주변의 휴먼 입력 장치(200)가 연결을 위해 전송하는 트리거 패킷을 수신하기 위하여 주기적으로 트리거 스캔 상태(S1020)가 되며, 상기 트리거 스캔 상태에서 주변의 휴먼 입력 장치가 전송한 트리거 패킷을 수신한 경우 재 연결을 위한 절차를 수행할 수 있다.
상기 서스펜드 상태의 상기 휴먼 입력 장치(200)가 사용자로부터 입력을 받는 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치와 재 연결을 위해 트리거 패킷을 트리거 채널 n에서 상기 호스트 장치에게 전송 할 수 있다. 이때, 상기 호스트 장치(100)가 상기 트리거 채널 n에서 트리거 스캔 상태에 있는 경우 상기 트리거 패킷을 수신할 수 있다(S1030).
상기 트리거 패킷은 상기 도 6에서 살펴본 바와 같이 Sync Word로만 구성되어 있으므로, 어떠한 데이터도 포함되어 있지 않다.
상기 트리거 패킷을 수신한 상기 호스트 장치(100)는 이에 대한 응답으로 재 연결을 위한 비콘 패킷을 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 전송할 수 있다(S1040). 상기 비콘 패킷이 포함할 수 있는 파라메터는 아래 표 1에 나타나 있다.
표 1
Frame Parameter
비콘(Beacon) BD_ADDRCLKLT_ADDR
상기 비콘 패킷은 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 상기 호스트 장치(100)의 호핑 순서(Hopping Sequence)를 알려주기 위해서 클락 정보(CLK information)를 포함할 수 있으며, 빠른 접속을 위한 논리 트랜스포트의 주소인 LT_ADDR과 블루투스 모듈의 고유 주소인 BD_ADDR을 포함할 수 있다.
상기 비콘을 수신한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 세미 커넥트 상태로 천이하기 위하여 상기 호스트 장치(100)에게 연결을 요청하는 커넥션 요청 메시지를 전송할 수 있다(S1050).
상기 커넥션 요청 메시지에 포함될 수 있는 파라메터는 아래 표 2에 나타나 있다.
표 2
Frame Parameter
Connection_Request BD_ADDRResumeEDR_allowed3-slot_packets_allowed5-slot_packets_allowedRole_switch_requestedDev_type
상기 EDR_allowed는 이전의 연결이 블루투스 BR 방식을 사용했는지, 블루투스 EDR 방식을 사용했는지 나타내는 것으로서, 재연결시 어떤 방식을 사용할 것인지를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 상기 EDR_allowed는 이전 연결에서 블루투스 EDR 방식을 사용했다는 것을 나타내고, BR_allowed는 이전 연결에서 블루투스 BR 방식을 사용했다는 것을 나타낼 수 있다. 상기 Resume은 상기 연결 요청이 재 연결 요청임을 나타낼 수 있다.
상기 3-slot_packets_allowed 및 상기 5-slot_packets_allowed는 세미 커넥트 상태(Semi-Connected)의 상기 휴먼 입력 장치(200)가 데이터 패킷을 얼마나 전송한 이후에 커넥트 모드로 변경되는지를 나타내는 정보이다.
상기 Role_switch_request는 상기 휴먼 입력 장치(200)가 마스터 장치가 아닌 슬래이브로서의 동작을 요청하는 것을 나타낼 수 있다. 즉, 블루투스 BR/EDR에서의 최초 연결을 시도할 경우 마스터로써 동작하고 이후에 role switch를 통해서 슬래이브 역할을 수행하게 된다.
하지만, 재 연결 절차에서 이러한 과정은 불필요한 과정이므로 생략하기 위해서 상기 Role_switch_request를 전송할 수 있다.
상기 Dev_type는 상기 휴먼 입력 장치(200)가 어떤 타입의 장치인지, 예를 들면, 버튼 입력 형식의 키보드 인지, 아니면 포인트 입력 장치인 마우스인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
상기 커넥션 요청 메시지를 수신한 상기 호스트 장치는 커넥션 컨펌 메시지를 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 전송할 수 있으며, 상기 커넥션 컨펌 메시지에 포함될 수 있는 파라메터는 아래 표 3에 나타나 있다.
표 3
Frame Parameter
Connection_Confirm BD_ADDRResumeEDR_allowedActive_Mode_Instant
상기 EDR_allowed는 상기 블루투스 재 연결의 허용여부를 나타내는 정보가 포함될 수 있다.
상기 Active_Mode_Instant는 상기 휴먼 입력 장치(200)가 연결 상태(Connect state)가 되기 위한 최소 데이터 전송횟수를 나타내며 상기 Mode_Counter는 상기 호스트 장치에 의해 설정되어 상기 휴먼 입력 장치(200)의 데이터 전송 여부에 따라 달라지는 상태 값을 나타낼 수 있다.
상기 Active_Mode_Instant 값은 초기에 상기 호스트 장치(100)가 설정한 이후 동일한 세미 커넥트 상태 내에서는 변경되지 않는다.
상기 커넥션 컨펌 메시지를 수신한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 세미 커넥트 상태로 천이할 수 있으며(S1070), 사용자로부터 입력 받은 데이터를 상기 호스트 장치(100)로 전송할 수 있다(S1090).
이후, 상기 호스트 장치는 폴(Poll) 메시지를 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 전송할 수 있으며, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 전송할 데이터가 있는 경우 상기 폴 메시지에 대한 응답으로 상기 데이터를 상기 호스트 장치(100)에게 전송할 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는, 블루투스 재 연결 과정에서 휴먼 입력 장치(Human Input Device)의 상태 천이의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 11을 참고하면, 연결된 적이 있는 휴먼 입력 장치가 다시 호스트 장치와 연결을 수행하는 경우 사용자 입력 여부 및 지속 적인 데이터 전송여부에 따라 상태를 변경하는 것을 볼 수 있다.
구체적으로, 상기 호스트 장치와 기존에 연결된 적이 있는 상기 휴먼 입력 장치(200)는 일정 시간 동안 사용이 없는 경우 서스펜드 상태로 천이할 수 있다.
이후, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 사용자 입력이 있는지 여부를 지속적으로 판단할 수 있으며(S1102), 사용자 입력이 있는 경우 세미 커넥션 상태로 천이하기 위한 절차를 수행할 수 있다.
상기 S1104 단계 내지 상기 S1110는 상기 도 10의 S1030 내지 S 1070단계와 동일하므로 설명을 생략 하도록 한다.
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)의 컨펌 메시지를 수신함에 따라 세미 커넥트 상태로 천이하고 이때, 상기 컨펌 메시지를 통해서 상기 호스트 장치(100)는 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 상기 도 10의 Active_Mode_Instant와 상기 Mode_Counter값을 설정할 수 있다.
상기 세미 커넥트 상태로 천이한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치로부터 폴(Poll) 메시지를 수신할 수 있으며(S1112), 상기 휴먼 입력 장치(200)는 전송할 데이터가 있는 경우 상기 폴 메시지에 대한 응답으로 상기 호스트 장치(100)에게 데이터를 전송할 수 있다.
상기 휴먼 입력 장치(200)는 데이터 전송 여부(S1114)에 따라, 상기 Mode_Counter 값을 변경할 수 있다. 즉 데이터를 전송하는 경우 상기 Mode_Counter 값을 1 증가시키고(S1118), 데이터를 전송하지 않는 경우 상기 Mode_Counter 값을 1 감소시킨다(S1116).
상기 Mode_Counter 값을 변경한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 Mode_Counter 값과 상기 Active_Mode_Instant의 값을 비교할 수 있다(S1120).
상기 비교결과 상기 Mode_Counter 값이 상기 Active_Mode_Instant의 값 이상인 경우 연속적인 데이터가 발생한 경우라고 판단하여, 비콘 패킷에 포함된 상기 호스트 장치의 클락 정보(CLK information)를 기초로 커넥트 상태로 천이하여 할 수 있다(S1122). 상기 커넥트 상태로 천이한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 이후 블루투스 주파수 호핑 방법에 따라 데이터를 전송할 수 있다.
하지만, 상기 Mode_Counter의 값이 상기 Active_Mode_Instant의 값 이하인 경우 상기 Mode_Counter 값을 0과 비교할 수 있다(S1124).
비교 결과 상기 Mode_Counter 값이 상기 0보다 작은 경우 상기 휴먼 입력 장치(200)는 데이터 전송이 없어 일정 시간 사용이 없는 것으로 판단하여 서스펜드 상태로 천이할 수 있다(S1126).
하지만, 상기 Mode_Counter의 값이 상기 0보다 큰 경우, 다시 상기 호스트 디바이스로부터 폴 메시지를 수신하며, 상기 S1114 단계 내지 상기 S1124단계를 반복해서 수행하게 된다.
이는, 상기 세미 커넥트 상태는 일시적이고 임시적인 상태이므로, 상기 세미 커넥트 상태가 지속될 경우 주파수 호핑(Frequency Hopping)에 의한 데이터 전송에 대한 지연이 발생할 수 있고, 데이터 처리 능력에 제한이 발생할 수 있다.
따라서, 재 연결을 시도하는 상기 휴먼 입력 장치(200)의 데이터 발생 빈도가 높은 경우 블루투스의 일반 동작을 통한 주파수 호핑(Frequency Hopping) 절차에 의한 데이터 송/수신을 유도하고, 반대로 데이터 발생 빈도가 낮은 경우 세미 커넥트 상태에서의 짧은 데이터 전달을 통하여 상기 세미 커넥트 상태에 머물러 있는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는, 휴먼 입력 장치(Human Input Device)에 따라 상태 천이 값을 다르게 설정하는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 12를 참고하면, 상기 휴먼 입력 장치(200)의 타입에 따라 상기 Mode_Counter 값을 달리 설정하여 재 연결 절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 휴먼 입력 장치(200)를 포인팅 장치(예를 들면, 마우스)와 버튼 장치(예를 들면, 키보드)로 구별하여 각각 상기 Mode_Counter을 다르게 설정할 수 있다.
이는 상기 버튼 장치의 경우, 입력 데이터가 연속적이지 않으며, 정보의 크기 또한 작고 간헐적으로 발생할 경우가 많기 때문에, 상기 세미 커넥트 상태에서 소량의 데이터를 송/수신하고 상기 서스펜드 상태로 천이하도록 할 수 있다.
상기 포인팅 장치의 경우, 하지만, 상기 포인팅 장치는 사용하는 시간 동안 연속적인 데이터가 계속해서 발생할 수 있고, 데이터량 또한 상기 버튼 장치에 비해서 크기 때문에, 상기 세미 커넥트 상태에서 데이터 송/수신을 최소화 하고 상기 커넥트 상태로 천이하도록 할 수 있다.
이와 같은 각 장치간 특성으로 인하여, 장치 타입 별로 상기 Mode_Counter을 다르게 설정할 수 있다.
상기 도 9 또는 상기 도 10의 절차를 통해서 상기 호스트 장치(100)는 상기 휴먼 입력 장치(200)로부터 커넥션 요청 메시지를 수신한 경우, 상기 커넥션 요청 메시지에 포함되어 있는 디바이스 타입을 통해 상기 휴먼 입력 장치(200)가 버튼 타입인지 포인팅 타입인지 판단할 수 있다(S1210).
아래 표 4는 상기 커넥션 요청 메시지에 포함되는 디바이스 타입 정보(Dev_Type)의 일 예를 나타낸다.
표 4
Dev_Type(1bit) Definition
0 버튼 타입
1 포인팅 타입
상기 표 4를 참고하면, 상기 호스트 장치(100)는 상기 Dev_Type값이 1인 경우 상기 휴먼 입력 장치(200)가 포인팅 타입의 장치(예를 들면, 마우스)라는 것을 알 수 있으며, 상기 Mode_Counter의 값을 상기 Active_Mode_Instant의 값과 동일하게 설정할 수 있다.
하지만 상기 Dev_Type의 값이 0인 경우에는 상기 휴먼 입력 장치(100)가 버튼 타입(예를 들면, 키보드)이라는 것을 알 수 있으며, 상기 Mode_Counter의 값을 상기 Active_Mode_Instant의 값의 절반으로 설정할 수 있다.
상기 호스트 장치(100)는 설정된 상기 Mode_Counter와 Active_Mode_Instant값을 컨펌 메시지에 포함하여 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 전송할 수 있으며, 상기 컨펌 메시지를 통해서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 Mode_Counter와 Active_Mode_Instant값을 설정할 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는, 휴먼 입력 장치(Human Input Device)가 Semi-Connected 상태에서 Connected 상태로 천이되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 13을 참조하면, 버튼 타입의 상기 휴먼 입력 장치(200)가 데이터를 연속적으로 전송함으로써, 세미-커넥트 상태에서 커넥트 상태로 천이될 수 있다.
단계 S1310 내지 단계 S1322은 상기 도 10의 단계 S1030 내지 단계 S1090과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
구체적으로 상기 세미 커넥트 상태의 상기 휴먼 입력 장치(200)가 버튼 타입인 경우 상기 도 12의 절차에 따라 상기 Mode_Counter 의 값이 상기 Active_Mode_Instant의 값의 반으로 설정될 수 있다.
예를 들어 상기 Active_Mode_Instant의 값이 6인 경우, 상기 Mode_Counter의 값은 3으로 설정될 수 있다. 상기 휴먼 입력 장치(200)는 이후 상기 호스트 장치(100)에게 전송할 데이터가 존재하는 경우, 폴 메시지에 대한 응답으로 상기 호스트 장치(100)에게 데이터를 전송할 수 있으며(S1324), 상기 Mode_Counter값을 1 증가시켜 4로 변경할 수 있다.
상기 Mode_Counter값이 4로 변경된 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)로부터 다시 폴 메시지를 수신할 수 있으며(S1326), 전송할 데이터가 존재하는 경우 계속해서 상기 호스트 장치(100)로 데이터를 전송할 수 있다(S1328).
상기 데이터를 전송한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 Mode_Counter 값을 또 다시 1 증가시켜 5로 변경할 수 있으며, 또 다시 폴 메시지 수신(S1330)과 데이터 전송(S1332)을 통해서 상기 Mode_Counter의 값을 6으로 변경할 수 있다.
이후, 폴 메시지를 수신하는 경우(S1334), 상기 Mode_Counter의 값이 상기 Active_Mode_Instant의 값 이상이 되었기 때문에, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 더 이상 세미 커넥트 상태에 존재하지 않고 커넥트 상태로 천이하여 데이터를 전송할 수 있다(S1336).
또한, 상기 호스트 장치(100)는 트리거 채널에서 벗어나 블루투스 BR/EDR방식의 주파수 호핑을 통한 데이터 송/수신 동작을 하기 위해 채널을 변경하며(S1338), 상기 커넥트 상태로 천이한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)가 비콘 패킷에 포함한 클락 정보(CLK information)을 통해서 상기 호스트 장치(100)의 주파수 호핑 순서(Frequency Hopping Sequence)를 동기화 시켜 블루투스 BR/EDR 방식을 통해서 데이터 송수신을 할 수 있다.
도 14은 본 발명이 적용되는, 휴먼 입력 장치(Human Input Device)가 Semi-Connected 상태에서 Suspended 상태로 천이되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 14를 참고하면, 세미 커넥트 상태로 천이한 상기 휴먼 입력 장치가 일정 시간 데이터를 전송하지 않는 경우, 에너지 소모를 줄이기 위하여 상기 휴먼 입력 장치는 다시 서스펜드 상태가 될 수 있다.
상기 S 1410 단계 내지 상기 S1424단계는 상기 도 10의 S1030 내지 S 1090단계와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
구체적으로 상기 세미 커넥트 상태의 상기 휴먼 입력 장치(200)가 버튼 타입인 경우 상기 도 12의 절차에 따라 상기 Mode_Counter 의 값이 상기 Active_Mode_Instant의 값의 반으로 설정될 수 있다.
예를 들어 상기 Active_Mode_Instant의 값이 6인 경우, 상기 Mode_Counter의 값은 3으로 설정될 수 있다.
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)에게 전송할 데이터가 없는 경우 상기 호스트 장치(100)의 폴 메시지에 대해 응답할 수 없으며, 상기 Mode_Counter의 값을 1 감소시켜 2로 변경할 수 있다.
상기 호스트 장치(100)는 다시 상기 휴먼 입력 장치(200)에게 폴 메시지를 전송할 수 있으며(S1426), 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치로 전송할 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 Mode_Counter의 값을 다시 1 감소시켜 1로 변경할 수 있다.
이후, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 계속해서 상기 호스트 장치(100)로 전송할 데이터가 없는 경우 상기 호스트 장치의 폴 메시지에 대한 응답으로 데이터를 전송할 수 없으며, 상기 Mode_Counter의 값을 계속해서 1 감소 시킬 수 있다(S1428, S1430).
상기 호스트 장치(100)로 전송할 데이터가 존재하지 않아 상기 Mode_Counter의 값이 0이하가 된 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 세미 커넥트 상태에서 서스펜드 상태로 천이할 수 있으며(S1432), 상기 호스트 장치(100)는 주파수 호핑을 통한 블루투스 동작을 하기 위해, 트리거 채널에서 벗어나 채널을 변경할 수 있다(S1434).
도 15는 본 발명이 적용되는, 휴먼 입력 장치(Human Input Device)가 Semi-Connected 상태에서 Connected 상태로 천이되는 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 15를 참조하면, 상기 휴먼 입력 장치(200)가 포인팅 장치인 경우 입력 데이터량이 크고 발생 빈도가 연속적일 경우가 많으므로 신속히 Semi-Connected 상태에서 Connected 상태로 천이될 수 있다.
이하, 단계 S1510 내지 1520은 상기 도 10의 단계 S1030 내지 S1090과 동일하므로 설명을 생략 하도록 한다.
구체적으로 상기 세미 커넥트 상태의 상기 휴먼 입력 장치(200)가 포인팅 타입인 경우 상기 도 12의 절차에 따라 상기 Mode_Counter의 값이 상기 Active_Mode_Instant의 값과 동일하게 설정될 수 있다.
예를 들어 상기 Active_Mode_Instant의 값이 3인 경우, 상기 Mode_Counter의 값은 3으로 설정될 수 있다.
이후, 상기 Mode_Counter의 값이 상기 Active_Mode_Instant의 값 이상이 되었기 때문에, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 더 이상 세미 커넥트 상태에 존재하지 않고 커넥트 상태로 천이하여 데이터를 전송할 수 있다(S1522).
또한, 상기 호스트 장치(100)는 트리거 채널에서 벗어나 블루투스 BR/EDR방식의 주파수 호핑을 통한 데이터 송/수신 동작을 하기 위해 채널을 변경하며(S1524), 상기 커넥트 상태로 천이한 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)가 비콘 패킷에 포함한 클락 정보(CLK information)을 통해서 상기 호스트 장치(100)의 주파수 호핑 순서(Frequency Hopping Sequence)를 동기화 시켜 블루투스 BR/EDR 방식을 통해서 데이터 송수신을 할 수 있다.
상기 설명한 과정을 통해서 상기 휴먼 입력 장치(200)가 포인팅 타입인 경우 사용자로부터 지속적으로 입력이 있을 가능성이 높은 바, 상기 세미 커넥트 상태에서의 시간을 최소화 하여, 데이터 송/수신의 효율을 높일 수 있다.
도 16내지 도 17b는 본 발명이 적용되는, 블루투스에서 다수의 휴먼 입력 장치(Human Input Device)가 재 연결 시도를 하는 경우 발생할 수 있는 충돌을 나타내는 도이다.
상기 도 16을 참고하면, 호스트 장치(100)가 휴먼 입력 장치들(200-1, 200-2)와 블루투스 연결을 통해서 데이터를 송/수신하고 있던 중에, 상기 호스트 장치(100)가 블루투스 기능을 일시적으로 Disable 한 경우, 상기 휴먼 입력 장치들(200-1, 200-2)는 블루투스 연결이 종료된다.
이후, 상기 휴먼 입력 장치들(200-1, 200-2)이 재 연결(Reconnection)을 시도하는 경우, 상기 호스트 장치의 블루투스 기능을 Enable 한다해도, 장 시간 동안 상기 휴먼 입력 장치들(200-1, 200-2)은 재 연결을 성공하지 못할 수 있다.
상기 도 17a 및 도 17b를 참고하여 상기 휴먼 입력 장치들(200-1, 200-2)이 재 연결을 시도할 경우 발생할 수 있는 Collision을 살펴보면, 상기 도 17a의 경우, 휴먼 입력 장치 1(200-1)과 휴먼 입력 장치 2(200-2)의 비콘 스캔 구간이 겹치지 않는 경우, 즉 상기 휴먼 입력 장치 1(200-1)가 트리거 패킷을 전송하는 도중에 상기 휴먼 입력 장치 2(200-2)가 트리거 패킷을 전송하는 경우, 상기 호스트 장치(100)는 계속해서 상기 휴먼 입력 장치 1(200-1)과 상기 휴먼 입력 장치 2(200-2)로부터 트리거 패킷을 수신하게 되고, 이로 인하여 비콘을 전송하더라도 상기 트리거 패킷과 충돌이 일어날 수 있다.
또한, 상기 도 17b를 참고하면, 상기 휴먼 입력 장치 1(200-1)과 상기 휴먼 입력 장치 2(200-2)가 동시에 상기 호스트 장치(100)에게 재 연결을 시도하여, 상기 비콘 스캔 구간이 겹칠 경우, 상기 호스트 장치(100)는 상기 휴먼 입력 장치 1(200-1)과 상기 휴먼 입력 장치 2(200-2)의 트리거 패킷이 섞여서 수신되기 때문에 어느 장치에게 비콘을 전송할지 결정할 수 없다.
이하, 이러한 충돌을 해결하기 위한 방법을 살펴보도록 한다.
도 18는 본 발명이 적용되는, 다수의 휴먼 입력 장치(Human Input Device)간 충돌이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 타임프레임의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 18를 참고하면, 상기 도 16내지 도 18에서 설명한 문제점을 해결 하기 위해서, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 재 연결을 위한 트리거 패킷을 전송하기 전에 청취(Listen)구간을 두어, 다른 휴먼 입력 장치가 재 연결을 위한 트리거 패킷을 전송하지는 여부를 판단할 수 있다.
이하, 상기 청취구간에서의 동작에 대해서 구체적으로 살펴본다.
도 19는 본 발명이 적용되는, 다수의 휴먼 입력 장치(Human Input Device)간 충돌이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
상기 호스트 장치(100)와 연결된 적이 있는 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)와 재 연결을 위하여 트리거 패킷을 전송하기 전에 다른 휴먼 입력 장치와의 재 연결 절차의 충돌을 방지하기 위한 청취 구간을 설정할 수 있다.
상기 도 19를 참고하면, 상기 청취 구간에서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 다른 휴먼 입력 장치가 상기 호스트 장치(100)에게 전송하는 트리거 패킷을 수신할 수 있다(S1910).
만약, 상기 청취 구간에서 상기 휴먼 입력 장치(200)가 상기 다른 휴먼 입력 장치의 트리거 패킷을 수신하지 않는 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)에게 트리거 패킷을 전송하여 상기 도 9 또는 상기 도 10에서 설명한 재 연결 절차를 수행할 수 있다(S1920).
하지만, 만약 상기 청취 구간에서 상기 휴먼 입력 장치(200)가 상기 다른 휴먼 입력 장치의 트리거 패킷을 수신한 경우, 또는 해당 채널이 Idle하지 않은 경우(예를 들면, 블루투스가 아닌 다른 네트워크 연결과의 충돌이 있는 경우), 상기 다른 휴먼 입력 장치가 재 연결을 위한 절차를 수행하거나, 다른 네트워크의 통신이 수행되고 있다고 판단하고, 상기 호스트 장치(100)에게 트리거 패킷을 전송하지 않고 채널에서 대기할 수 있다.
이후, 상기 채널에서 더 이상 트리거 패킷을 수신하지 않거나, 해당 채널이 Idle 한 경우, 트리거 패킷을 전송하여 상기 도 9 또는 상기 도 10에서 설명한 재 연결 절차를 수행할 수 있다(S1920).
이러한 청취 구간을 통해서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 다른 휴먼 입력 장치와 재 연결과정에서의 충돌을 감소시킬 수 있다.
도 20은 본 발명이 적용되는, 다수의 휴먼 입력 장치(Human Input Device)간 충돌이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도 이다.
상기 도 20은 상기 도 19의 절차와는 다른 휴먼 입력 장치간의 충돌을 방지하기 위한 청취구간에서의 동작을 나타낸 것으로써, 충돌이 일어난 경우 트리거 채널을 변경함으로써 충돌을 회피할 수 있다.
구체적으로, 상기 청취 구간에서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 다른 휴먼 입력 장치가 상기 호스트 장치(100)에게 전송하는 트리거 패킷을 수신할 수 있다(S2010).
만약, 상기 청취 구간에서 상기 휴먼 입력 장치(200)가 상기 다른 휴먼 입력 장치의 트리거 패킷을 수신하지 않는 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 호스트 장치(100)에게 트리거 패킷을 전송하여 상기 도 9 또는 상기 도 10에서 설명한 재 연결 절차를 수행할 수 있다(S2020).
하지만, 만약 상기 청취 구간에서 상기 휴먼 입력 장치(200)가 상기 다른 휴먼 입력 장치의 트리거 패킷을 수신한 경우, 또는 해당 채널이 Idle하지 않은 경우(예를 들면, 블루투스가 아닌 다른 네트워크 연결과의 충돌이 있는 경우), 상기 다른 휴먼 입력 장치가 재 연결을 위한 절차를 수행하거나, 다른 네트워크의 통신이 수행되고 있다고 판단한다.
이 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 도 7에서 설명한 3개의 트리거 채널 중 이동 가능한 트리거 채널이 존재하는지 판단할 수 있다(S2030). 즉, 상기 휴먼 입력 장치(200)가 재 연결 절차를 시도하지 않은 트리거 채널이 존재하는지 판단할 수 있다(S2030).
상기 이동 가능한 트리거 채널이 존재하는 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 현재 트리거 채널에서 트리거 패킷을 전송하지 않고, 상기 이동 가능한 트리거 채널로 채널을 변경한 뒤(S2050), 다시 청쥐 구간을 통해 상기 S2010단계를 수행할 수 있다.
하지만, 상기 이동 가능한 트리거 채널이 존재하지 않는 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 도 19에서 설명한 절차를 수행하여 충돌을 회피할 수 있다(S2040).
상기 도 19 및 상기 도 20에서 설명한 절차를 통해서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 충돌을 회피하여 재 연결 절차를 수행할 수 있으며, 상기 도 19 및 상기 도 20의 절차는 상기 청취 구간뿐만 아니라, 상기 비콘 스캔 구간에서도 수행될 수 있다.
도 21는 본 발명이 적용되는, 블루투스 재 연결 절차에서 충돌이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 타임 프레임의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 16 내지 상기 도 20에서 살펴본 것은 블루투스 재 연결을 위한 휴먼 입력 장치들간의 충돌 방지를 위해 수행되는 절차를 나타낸 것이다. 하지만, 간섭(Interference)에 의해서 상기 휴먼 입력 장치(200)가 비콘 패킷을 성공적으로 수신하지 못하는 경우는, 다른 블루투스 휴먼 입력 장치들뿐만 아니라, 동일 대역을 사용하는 다른 네트워크(예를 들면, Wi-Fi)에 의해서도 발생될 수 있다.
따라서, 이러한 간섭을 해결 하기 위해서 간섭이 발생한 경우, 이를 발견할 수 있는 스캔 포인트(2110)를 설정하고, 간섭 해결 절차를 통해서 이러한 문제점을 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 간섭은 두 가지 종류로 구별할 수 있다. 이하, Wi-Fi등과 같이 동일 주파수 대역을 사용하는 다른 네트워크에 의해 발생되는 간섭은 Inter-Interference라고 하고, 상기 16, 도 17a, 도 17b에서 설명한 FPPS 절차를 이용한 재 연결 절차에서 발생하는 간섭을 Intra-Interference라고 한다.
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 Inter-Interference 또는 상기 Intra-Interference를 해결하기 위하여 청취구간 또는 비콘 스캔구간에 스캔 포인트(2110)를 설정하여 상기 간섭을 해결할 수 있다.
이하 구체적인 방법에 대해 살펴보도록 한다.
도 22는 Inter-Interference가 발생한 경우 이를 해결하기 위한 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 22를 참고하면 상기 휴먼 입력 장치(200)는 에너지 디텍션(Energy Detection)을 통해서 동일 주파수 대역을 사용하는 와이 파이(Wi-Fi)등 다른 네트워크와 상기 Inter-Interference가 발생했는지 여부를 판단하여 이를 해결하기 위한 절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 도 22에서 살펴본 바와 같이 상기 청취구간 또는 상기 스캔 구간에 스캔 포인트를 설정할 수 있다.
상기 스캔 포인트에서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 에너지 디텍션(Energy Detection)을 수행하여 상기 휴먼 입력 장치(200)의 통신부에 의해 수신된 신호의 에너지 레벨을 측정할 수 있다(S2210).
상기 에너지 디텍션(Energy Detection)은 상기 휴먼 입력 장치(200)가 특정채널을 통해 수신한 신호의 파워를 측정하기 위한 것으로(여기서 에너지는 수신된 신호의 파워를 의미할 수 있음), 수신된 신호가 상기 휴먼 입력 장치(200)와 상기 호스트 장치(100)와의 블루투스 통신에 간섭을 일으킬 수 있는지 여부를 판단하기 위해서 수행될 수 있다.
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 측정된 에너지 레벨과 상기 휴먼 입력 장치(200)에 미리 설정되어 있는 임계값(Threshold value)을 비교할 수 있다(S2220).
만약, 상기 에너지 레벨이 상기 임계값 보다 작은 경우 Inter-Interference가 발생하지 않는다고 판단하여, 트리거 패킷을 전송하여 상기 도 9 또는 상기 도 10에서 설명한 재 연결 절차(Reconnection Procedure)를 수행할 수 있다(S2230).
하지만, 만약 상기 에너지 레벨이 상기 임계값 보다 큰 경우, 동일 대역을 사용하는 다른 네트워크와 Inter-Interference가 발생하였다고 판단하고, 상기 도 19 또는 상기 도 20의 채널에서 대기하거나 채널을 변경하는 절차를 수행하여 상기 Inter-Interference를 회피(Avoidance)할 수 있다(S2240).
이 경우, 상기 도 19의 절차에서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 동일 대역을 사용하는 다른 네트워크와 간섭이 발생하였다고 판단하여, 상기 채널이 Idle할 때까지 상기 특정 채널에서 트리거 패킷을 전송하지 않고 대기할 수 있다.
상기 임계값은 블루투스 신호와 상기 다른 네트워크와의 신호를 구별하기 위한 값으로, 상기 블루투스 신호의 파워는 상기 다른 네트워크(예를 들면, 와이파이)신호의 전송 파워보다 매우 작기 때문에 상기 임계값을 통하여 상기 블루투스의 전송 신호와 상기 다른 네트워크의 전송 신호를 구별할 수 있다.
상기 도 22의 절차는 복조(Demodulation) 절차를 수행하지 않고 단지 측정된 신호의 세기만을 비교하기 때문에, Correlation 등의 복잡한 연산을 할 필요가 없으며, 에너지 소모량이 적다는 효과가 있다.
도 23은 Inter-Interference가 발생한 경우 이를 해결하기 위한 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 23을 참고하면 상기 휴먼 입력 장치(200)는 코드워드 디텍션(Codeword Detection)을 통해서 블루투스 통신을 사용하는 다른 휴먼 입력 장치와 상기 Intra-Interference가 발생했는지 여부를 판단하여 이를 해결하기 위한 절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 도 22에서 살펴본 바와 같이 상기 청취구간 또는 상기 스캔 구간에 스캔 포인트를 설정할 수 있다.
상기 스캔 포인트에서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 에너지 디텍션(Energy Detection)절차를 수행하여 상기 휴먼 입력 장치(200)의 통신부에 의해 수신된 신호의 에너지 레벨을 측정할 수 있다(S2310). 즉, 상기 수신된 신호가 상기 휴먼 입력 장치(200)와 상기 호스트 장치(100)간의 블루투스 통신에 간섭을 일으킬 지 여부를 판단하기 위해서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 수신된 신호의 파워를 측정할 수 있다.
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 측정된 에너지 레벨과 상기 휴먼 입력 장치(200)에 설정되어 있는 임계값(Threshold value)을 비교할 수 있으며(S2320), 상기 에너지 레벨이 상기 임계값 이하인 경우 트리거 패킷을 전송하여 상기 도 9 또는 상기 도 10에서 설명한 재연결 절차를 수행할 수 있다(S2330).
하지만 상기 에너지 레벨이 상기 임계값을 초과한 경우, 블루투스 재연결 절차를 시도하는 다른 휴먼 입력 장치와 Intra-Interference가 발생하였다고 판단하고, 코드워드 디텍션을 수행할 수 있다(S2340).
상기 임계값은 다른 휴먼 입력 장치가 상기 호스트 장치(100)와 재 연결 절차를 수행하기 위하여 트리거 패킷을 전송하는지 여부를 판단하기 위하여 설정된 값이다.
상기 코드워드 디텍션을 통해서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 수신된 신호의 코드 패턴(Code Pattern)과 상기 휴먼 입력 장치(200)에 설정된 코드워드와 비교할 수 있다(S2340).
상기 비교결과 상기 수신된 패킷의 코드 패턴과 상기 설정된 코드워드가 매칭(Matching)되는 경우, 상기 Intra-Interference가 발생한 것으로 판단하여, 상기 도 19또는 상기 도 20의 간섭을 회피하기 위한 절차인 채널에서 대기하거나 채널을 변경하는 절차를 수행할 수 있다(S2350).
이 경우, 상기 도 19의 절차는 간섭이 다른 휴먼 입력 장치와 발생한 것이므로, 상기 다른 휴먼 입력 장치의 재 연결 절차가 종료될 때까지 상기 휴먼 입력 장치(200)는 트리거 채널에서 대기할 수 있다.
상기 코드워드 디텍션은 코드 패턴을 파악하기 위하여 디모듈레이션(Demodulation) 절차를 수행하여야 한다. 따라서, 상기 도 22의 에너지 디텍션과 비교하여 에너지 소모가 높지만, 공통된 패턴의 중복이기 때문에 상기 디모듈레이션 절차가 간단하며, 일반적인 데이터 수신과 비교하여 에너지 소모가 적다.
상기 도 23의 실시예는 상기 도 16내지 도 17b에서 설명한 휴먼 입력 장치(200)와 다른 휴먼 입력 장치가 동일한 호스트 장치에게 재 연결 절차를 시도하여 간섭이 발생한 경우 사용될 수 있다.
도 24는 간섭이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 24를 참고하면, 상기 도 22에서 설명한 상기 Inter-Interference와 상기 Intra-Interference 둘 다 해결하기 위해 에너지 디텍션과 코드워드 디텍션을 모두 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 휴먼 입력 장치는 상기 도 22에서 살펴본 바와 같이 상기 청취구간 또는 상기 스캔 구간에 간섭을 발견하기 위한 스캔 포인트를 설정할 수 있다.
상기 스캔 포인트에서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 간섭 발생 여부를 판단하기 위해 수신된 신호의 파워를 측정하는 에너지 디텍션(Energy Detection)을 수행하여 상기 휴먼 입력 장치(200)의 통신부에 의해 수신된 신호의 에너지 레벨을 측정할 수 있다(S2410).
상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 측정된 에너지 레벨과 상기 휴먼 입력 장치(200)에 설정되어 있는 제1 임계값(a first Threshold value)을 비교할 수 있으며(S2420), 상기 에너지 레벨이 상기 제1 임계값을 초과한 경우, 동일 대역을 사용하는 다른 네트워크와 Inter-Interference가 발생하였다고 판단하고, 상기 도 23과 같이 상기 도 19 또는 상기 도 20의 간섭을 회피하기 위한 절차인 채널에서 대기하거나 채널을 변경하는 절차를 수행하여 상기 Inter-Interference를 회피할 수 있다(S2430).
이 경우, 상기 도 19의 절차는 상기 동일 대역을 사용하는 다른 네트워크와 간섭이 발생하였으므로, 상기 채널이 Idle할 때까지, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 채널에서 트리거 패킷을 전송하지 않고 대기할 수 있다.
상기 제1 임계값은 블루투스 신호와 상기 다른 네트워크와의 신호를 구별하기 위한 값으로, 상기 블루투스 신호의 파워는 상기 다른 네트워크(예를 들면, 와이파이)신호의 전송 파워보다 매우 작기 때문에 상기 임계값을 통하여 상기 블루투스의 전송 신호와 상기 다른 네트워크의 전송 신호를 구별할 수 있다.
하지만, 상기 측정된 에너지 레벨이 상기 제1 임계값 이하인 경우, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 상기 Inter-Interference가 발생하지 않은 것으로 판단하고, 상기 제1 임계값보다 낮게 제2 임계값을 설정하여 상기 측정된 에너지 레벨과 비교할 수 있다(S2240).
상기 비교결과 상기 측정된 에너지 레벨이 상기 제2 임계값 이하인 경우 트리거 패킷을 전송하여 상기 도 9 또는 상기 도 10에서 설명한 재연결 절차를 수행할 수 있다(S2470).
하지만, 상기 비교결과 상기 에너지 레벨이 상기 제2 임계값을 초과한 경우, 블루투스 재연결 절차를 시도하는 다른 휴먼 입력 장치와 Intra-Interference가 발생하였다고 판단하고, 코드워드 디텍션을 수행할 수 있다(S2450).
상기 제2 임계값은 다른 휴먼 입력 장치가 상기 호스트 장치(100)와 재 연결 절차를 수행하기 위하여 트리거 패킷을 전송하는지 여부를 판단하기 위하여 설정된 값이다.
상기 코드워드 디텍션을 통해서 상기 휴먼 입력 장치(200)는 수신된 신호의 코드 패턴(Code Pattern)과 상기 휴먼 입력 장치(200)에 설정된 코드워드와 비교할 수 있다(S2340).
상기 비교결과 상기 수신된 패킷의 코드 패턴과 상기 설정된 코드워드가 매칭(Matching)되는 경우, 상기 Intra-Interference가 발생한 것으로 판단하여, 상기 도 19또는 상기 도 20의 간섭을 회피하기 위한 절차인 채널에서 대기하거나 채널을 변경하는 절차를 수행할 수 있다(S2460).
이 경우, 상기 도 19의 절차는 간섭이 다른 휴먼 입력 장치와 발생한 것이므로, 상기 다른 휴먼 입력 장치의 재 연결 절차가 종료될 때까지 상기 휴먼 입력 장치(200)는 트리거 채널에서 대기할 수 있다.
상기 절차는 상기 제1 임계값과 상기 제2 임계값을 다르게 설정하여, 상기 에너지 디텍션과 상기 코드워드 디텍션을 순차적으로 진행할 수 있다.
이를 통해 상기 Inter-Interference와 상기 Intra-Interference를 구별할 수 있으며, 이에 대한 간섭 해결 절차 역시 다른 방법으로 진행함으로써 상기 두 가지의 간섭을 모두 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 25는 간섭이 발생한 경우 이를 해결하기 위한 타임 프레임의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.
상기 도 25를 참고하면, 상기 휴먼 입력 장치(200)는 간섭 발견 및 해결을 위한 스캔 포인트(2510)를 청취 구간 또는 비콘 스캔 구간에 설정할 수 있으며, 상기 도 23 및 상기 도 24에서 살펴본 코드워드 디텍션과 상기 에너지 디텍션을 각각 다른 스캔포인트(2510)에 수행하게 함으로써, 간섭을 해결할 수 있다.
구체적으로, 블루투스 재연결을 위한 절차를 수행하는 상기 휴먼 입력 장치(200)는 트리거 패킷을 전송하기 전에 청취 구간을 가지며, 상기 청취구간에서 상기 도 23의 코드워드 디텍션 절차를 수행할 수 있다(2520).
휴먼 입력 장치들은 하나의 장치의 재연결 절차가 종료된 이후에 다른 장치가 재연결 절차를 수행할 수 있으므로, 상기 청취구간에서 상기 코드워드 디텍션 절차를 수행하는 경우, 상기 Intra-Interference의 발생을 원천적으로 방지할 수 있다.
이후, 상기 비콘 스캔 구간에서 상기 도 22의 에너지 디텍션 절차(2530)을 수행함으로써, Inter-Interference가 발생한 경우, 이를 해결할 수 있다.
도 26은 본 발명이 적용되는, 블루투스 연결을 수행하기 위한 스캔 구간과 일반 동작구간의 길이를 변경하는 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 26을 참고하면, 블루투스 재연결을 위한 스캔 구간의 길이와 블루투스 BR/EDR 동작을 위한 일반 동작 구간을 주기마다 다르게 설정할 수 있다.
구체적으로, 상기 호스트 장치(100)의 스캔 구간(2610, 2630, 2650)은 상기 호스트 장치에서만 수행되는 구간이며, 상기 스캔 구간(2610, 2630, 2650)이 크게 설정될수록 상기 휴먼 입력 장치(200)의 재연결 시간은 단축되는 반면, 상기 호스트 장치(100)의 일반 동작 구간(2620, 2640)은 작아지기 때문에 블루투스 BR/EDR 동작에서의 성능은 낮아질 수 있다.
반대로, 상기 스캔 구간(2610, 2630, 2650)을 작게 설정할 경우 블루투스 BR/EDR의 동작에서의 성능은 높아지지만, 상기 재연결 시간은 길어질 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 스캔 구간과 일반 동작구간에 대한 비율을 재연결 절차의 수행 성공 여부에 따라 유동적으로 설정할 수 있으며 상기 스캔 구간과 상기 일반동작 구간은 아래 수학식 1에 의해서 결정될 수 있다. 이하, 상기 스캔 구간을 tFPPS, 상기 일반 동작 구간을 tNomal이라고 한다.
수학식 1
Figure PCTKR2015004676-appb-M000001
상기 수학식 1을 참고하면, 상기 tFPPS의 초기 값을 1로 설정한 후 n번째 tFPPS 값을 tFPPS, n으로 정의하고, 단일 스캔 구간 내에서 상기 FPPS를 통한 재연결 절차가 완료되지 못한 경우, n값을 증가시켜 상기 스캔 구간을 증가시킨다.
상기 n값이 증가함에 따라 상기 스캔 구간은 더욱 크게 설정되고, 이는 피보나치 수열을 적용시킬 수 있다. 상기 피보나치 수열은 앞의 두 수의 합이 바로 뒤의 수가 되는 수의 배열을 말한다. 예를 들면, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34….로 진행되는 수열을 말한다.
이때, 상기 스캔구간은 초기 정의된 최대 Duty Cycle의 크기를 초과할 수 없기 때문에, 상기 스캔 구간의 최대 값은 tmax-1로 제한할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해서 상기 스캔 구간과 상기 일반 동작구간을 주기마다 다르게 설정함으로써, 상기 살펴본 스캔 구간이 커짐에 따라 블루투스 통신의 성능이 낮아지는 문제점을 해결할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 장치간 네트워크 연결을 하는 방법 및 장치를 제공한다. 특히 근거리 무선 통신 기술인 블루투스에서 장치간 블루투스 재 연결 시간을 단축하고 충돌을 방지하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서, 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 충돌을 방지하기 위한 방법에 있어서, 제1 디바이스에 의해 수행되는 방법은,
    제 1 채널에서 전송되는 수신신호의 에너지 레벨을 측정하는 단계;
    상기 에너지 레벨이 기 설정된 임계 값 이상인 경우, 상기 제 1 채널을 상기 제 2 채널로 변경하는 단계;
    상기 제 2 채널에서 트리거 패킷(Trigger Packet)을 제 2 디바이스에게 전송하는 단계;
    상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 2 채널에서 비콘 신호(Beacon Signal)을 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 디바이스와 커넥션(Connection)을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 디바이스는 상기 제2 디바이스와의 블루투스 연결과 관련된 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에너지 레벨을 측정하는 단계, 상기 에너지 레벨과 설정된 임계 값을 비교하는 단계 및 상기 제 2 채널로 변경하는 단계는, 블루투스 재 연결을 위한 청취 구간에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 및 상기 제 2 채널 각각은 상기 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차를 위해 할당된 3개의 채널 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 트리거 패킷(Trigger Packet)은,
    동기 언어(Sync Word)를 연속적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 디바이스와의 블루투스 연결과 관련된 정보는, 상기 제1 디바이스가 할당 받은 블루투스 모듈의 고유 주소(BD_ADDR), 또는 상기 제1 디바이스가 할당 받은 논리 트랜스포트 주소(LT_ADDR)중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 커넥션(Connection)을 형성하는 단계는,
    상기 제2 디바이스에게 상기 특정 채널을 통해서 상기 제2 디바이스와 블루투스를 통한 연결을 요청하는 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 제2 디바이스로부터 상기 특정 채널을 통해서 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 컨펌 메시지를 수신하는 단계; 및
    짧은 데이터 전송을 위한 반 연결 상태(Semi-Connected State)로 상태를 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 요청 메시지는, 상기 제1 디바이스의 디바이스 타입 정보를 포함하고,
    상기 디바이스 타입은, 버튼 타입(Button Type) 또는 포인팅 타입(Pointing Type)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 컨펌 메시지는,
    최소 데이터 전송 횟수, 데이터 전송 횟수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 데이터 전송 횟수는,
    상기 제1 디바이스가 버튼 타입(Button Type)인 경우, 상기 최소 데이터 전송 횟수의 절반 값으로 설정되고,
    상기 제1 디바이스가 포인팅 타입(Pointing Type)인 경우, 상기 최소 데이터 전송 횟수와 동일한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 디바이스는,
    상기 제2 디바이스에게 데이터를 전송하는 경우, 상기 데이터 전송 횟수를 1 증가시키고,
    상기 제2 디바이스에게 데이터를 전송하기 않는 경우, 상기 데이터 전송 횟수를 1 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 디바이스는,
    상기 데이터 전송 횟수가 상기 최소 데이터 전송 횟수 이상인 경우, 연결 상태(Connected State)로 상태를 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서, 블루투스 재 연결(Reconnection) 절차에서 충돌을 방지하기 위한 방법에 있어서, 제1 디바이스는,
    외부와 유선 및/또는 무선으로 신호를 송수신하기 위한 통신부; 및
    상기 통신부와 기능적으로 연결되는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는,
    제 1 채널로부터 전송되는 수신신호의 에너지 레벨을 측정하고,
    상기 에너지 레벨과 설정된 임계 값을 비교하며,
    상기 에너지 레벨이 상기 설정된 임계 값 이상인 경우, 상기 제 1 채널을 상기 제 2 채널로 변경하고,
    상기 제 2 채널을 통해서 트리거 패킷(Trigger Packet)을 제 2 디바이스에게 전송하며,
    상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 2 채널을 통해서 비콘 신호(Beacon Signal)을 수신하고,
    상기 제 2 디바이스와 커넥션(Connection)을 형성하도록 제어하되,
    상기 제 1 디바이스는 상기 제2 디바이스와의 블루투스 연결과 관련된 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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