WO2016153279A1 - Method and device for searching for device in mesh network using bluetooth - Google Patents

Method and device for searching for device in mesh network using bluetooth Download PDF

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WO2016153279A1
WO2016153279A1 PCT/KR2016/002949 KR2016002949W WO2016153279A1 WO 2016153279 A1 WO2016153279 A1 WO 2016153279A1 KR 2016002949 W KR2016002949 W KR 2016002949W WO 2016153279 A1 WO2016153279 A1 WO 2016153279A1
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mesh network
bluetooth
message
network
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PCT/KR2016/002949
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Inventor
최진구
권영환
임진권
이현재
이민수
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엘지전자(주)
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/66Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for discovering a device in a mesh network using Bluetooth, which is a near field technology, in a wireless communication system. will be.
  • Bluetooth is a short-range wireless technology standard that can transmit and receive data by wirelessly connecting various devices in a short distance.
  • a user 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.
  • the Bluetooth communication method includes a basic rate / enhanced data rate (BR / EDR) method and a low energy (LE) method, which is a low power method.
  • the BR / EDR scheme may be referred to as Bluetooth Classic.
  • the Bluetooth classic includes Bluetooth technology that has been adopted since Bluetooth 1.0 using Basic Rate and Bluetooth technology that has used Enhanced Data Rate supported since Bluetooth 2.0.
  • Bluetooth Low Energy (hereinafter referred to as Bluetooth LE) technology has been applied since Bluetooth 4.0, and can consume hundreds of kilobytes (KB) of information stably with low power consumption.
  • the Bluetooth low energy energy technology uses an attribute protocol to exchange information between devices. This Bluetooth LE method can reduce energy overhead by reducing the header overhead and simplifying the operation.
  • Bluetooth can achieve a relatively high speed at a relatively low power, low cost, but the transmission distance is generally limited to a maximum of 100m, it is suitable for use in a limited space.
  • LE Bluetooth Low Energy
  • Another object of the present invention is to provide a method for discovering a device outside a device search range in a Bluetooth mesh network.
  • Another object of the present invention is to provide a method for discovering a device forming a mesh network by receiving device information from a Bluetooth mesh network.
  • Another object of the present invention is to provide a method for discovering a device outside a device search range forming a mesh network by receiving device information from another device in a Bluetooth mesh network.
  • Another object of the present invention is to provide a method for searching before or after connecting a device outside a device discovery range forming a mesh network by receiving device information from another device in a Bluetooth mesh network.
  • the present invention provides a method for acquiring information of a device constituting a mesh network by a first device in a mesh network of Bluetooth for solving the above-described problem, comprising: configuration information or a device of the mesh network from a second device Receiving an advertising message including at least one of the information; Transmitting a connection request message to the second device based on the advertisement message; And establishing a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message.
  • the configuration information may include ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, or the number of devices constituting the mesh network. At least one of the information.
  • the device information includes at least one of name information, type information or ID information of a specific device constituting the mesh network.
  • the present invention may also include transmitting a scan request message for requesting additional information related to the configuration information or device information to the second device; And receiving a response message including the additional information in response to the scan request message.
  • the advertisement message further includes a flag indicating that the second device is a device obtaining configuration information or device information of the mesh network.
  • the present invention also provides a method comprising: transmitting a read request message requesting additional information related to the configuration information or device information to the second device; And receiving a read response message including the additional information in response to the read request message.
  • the additional information may include ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, and information on the number of devices constituting the mesh network. And at least one of name information, type information, or ID information of a specific device constituting the mesh network.
  • the present invention also provides a method comprising: transmitting a request message for requesting network information related to a mesh network to a second device; Receiving a connection request message for establishing a Bluetooth LE connection to transmit the network information; Establishing a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message; And receiving a response message including the network information from the second device, wherein the network information includes at least one of configuration information or device information of the mesh network.
  • the configuration information may include ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, or the number of devices constituting the mesh network. At least one of the information.
  • the device information includes at least one of name information, type information or ID information of a specific device constituting the mesh network.
  • the communication unit for communicating with the outside by wireless or wired;
  • a device for controlling to establish a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message is provided.
  • a device forming a mesh network existing outside the search range of the device may be searched.
  • the present invention can search for a device forming a mesh network by receiving network information from a device having network information in a mesh network.
  • the present invention may search for devices forming a mesh network and output the searched result through the device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system using a Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) based profile of Bluetooth low power energy.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a device-to-device connection procedure of Bluetooth low power energy.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a Bluetooth mesh network to which the present invention may be applied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a protocol stack of a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a method for a device to which the present invention may be applied to participate in a Bluetooth mesh network.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • 11 and 12 are diagrams illustrating an example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • 13 to 16 illustrate another example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • 17 and 18 are diagrams illustrating another example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a method of outputting a discovered device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system using a Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
  • the wireless communication system 100 includes at least one server device 120 and at least one client device 110.
  • the server device and the client device perform Bluetooth communication using Bluetooth Low Energy (BLE) technology.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • BLE technology Compared to Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate (BR / EDR) technology, BLE technology has a relatively small duty cycle, enables low-cost production, and significantly reduces power consumption through low data rates. If you use a coin cell battery, it can operate for more than a year.
  • BR / EDR Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate
  • the server device 120 may operate as a client device in relation to other devices, and the client device may operate as a server device in relation to other devices. That is, in the BLE communication system, any one device may operate as a server device or a client device, and if necessary, operate as a server device and a client device.
  • the server device 120 may include a data service device, a slave device device, a slave, a server, a conductor, a host device, a gateway, and a sensing device.
  • a sensing device a monitoring device (monitoring device), the first device, the second device, etc.
  • the client device 110 is a master device (master device), master (master), client, member (Member) ), A sensor device, a sink device, a collector, a control device, a first control device, a second control device, and the like.
  • the server device and the client device correspond to the main components of the wireless communication system, and the wireless communication system may include other components in addition to the server device and the client device.
  • the server device When the server device receives data from the client device and directly communicates with the client device, and receives a data request from the client device, the server device provides the data to the client device through a response.
  • the server device may read data from a memory unit or write new data to a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the client device.
  • one server device may be connected to a plurality of client devices, and may be easily reconnected (or connected) with client devices by using bonding information.
  • the client device 110 refers to a device that requests data information and data transmission from a server device.
  • the client device receives data from the server device through a notification message, an instruction message, and the like, and when receiving an instruction message from the server device, sends a confirmation message in response to the instruction message.
  • the client device may provide information to the user through an output unit or receive an input from the user through an input unit in the process of transmitting and receiving messages with the server device.
  • the client device may read data from a memory or write new data to a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the server device.
  • Hardware components such as an output unit, an input unit, and a memory of the server device and the client device will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • the wireless communication system may configure Personal Area Networking (PAN) through Bluetooth technology.
  • PAN Personal Area Networking
  • the wireless communication system by establishing a private piconet between devices, files, documents, and the like can be exchanged quickly and securely.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device to which the present invention can be applied.
  • the server device may include an output unit 111, a user input interface 112, a power supply unit 113, a processor 114, and a memory unit. , 115), a Bluetooth interface 116, another communication interface 117, and a communication unit (or a transceiver unit 118).
  • the output unit 111, the input unit 112, the power supply unit 113, the processor 114, the memory 115, the Bluetooth interface 116, the other communication interface 117 and the communication unit 118 are proposed herein. It is functionally linked to perform the method.
  • the output unit 121, the input unit 122, the power supply unit 123, the processor 124, the memory 125, the Bluetooth interface 126, and the communication unit 127 are used to perform the method proposed in this specification. Functionally connected
  • the Bluetooth interface 116, 126 refers to a unit (or module) capable of transmitting data or request / response, command, notification, indication / confirmation message, etc. between devices using Bluetooth technology.
  • the memories 115 and 125 are units implemented in various types of devices and refer to units in which various kinds of data are stored.
  • the processor 114, 124 refers to a module that controls the overall operation of the server device or the client device, and controls to process a message request and a received message through a Bluetooth interface and another communication interface.
  • the processors 114 and 124 may be represented by a controller, a control unit, a controller, or the like.
  • the processors 114 and 124 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • ASICs application-specific integrated circuits
  • the processor 114, 124 controls the communication unit to receive an advertising message from a server device, transmits a scan request message to the server device, and scans in response to the scan request from the server device.
  • the communication unit controls the communication unit to receive a scan response message, and controls the communication unit to transmit a connect request message to the server device for establishing a Bluetooth connection with the server device.
  • the processor 114 and 124 may also read or write data from the server device using a property protocol after a Bluetooth LE connection is formed through the connection procedure. To control.
  • the output units 111 and 121 refer to modules for providing device status information and message exchange information to a user through a screen.
  • the input units 112 and 122 refer to a module that provides a user's input to the controller like a screen button so that the user can control the operation of the device.
  • FIG. 3 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
  • a piconet means a set of devices occupying a shared physical channel in which any one of a plurality of devices is a master and the remaining devices are connected to the master device.
  • the BLE slave does not share a common physical channel with the master and other slaves. That is, each slave communicates with the master through a separate physical channel.
  • piconet F Another piconet with master device F and slave device G.
  • a scatternet means a group of piconets in which connections between other piconets exist.
  • Device K is a master of device L and a slave of device M.
  • Device O is also on scatternet O.
  • Device O is a slave of device P and a slave of device Q.
  • Device D is an advertiser and device A is an initiator (group D).
  • Device E is a scanner and device C is an advertiser (group C).
  • Device K is also an advertiser and device N is an initiator (group K).
  • Devices A and B use one BLE piconet physical channel.
  • Devices A and C use another BLE piconet physical channel.
  • device D advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel, and device A is an initiator.
  • Device A may establish a connection with device D and add the device to piconet A.
  • Group D and Group C may use different advertising physical channels or use different times to avoid collisions.
  • Piconet F has one physical channel. Devices F and G use one BLE piconet physical channel. Device F is the master and device G is the slave.
  • Group H has one physical channel. Devices H, I and J use one BLE advertising physical channel. Device H is an advertiser and devices I and J are scanners.
  • device K advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel
  • device N is an initiator.
  • Device N may form a connection with device K.
  • device K becomes a slave of two devices and simultaneously becomes a master of one device.
  • devices O and P use one BLE piconet physical channel.
  • Devices O and Q use another BLE piconet physical channel.
  • device R advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel, and device O is an initiator.
  • Device O may form a connection with device R.
  • device O becomes a slave of two devices and simultaneously becomes a master of one device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 shows an example of a protocol stack of Bluetooth Basic Rate (BR) / Enhanced Data Rate (EDR), and (b) shows a protocol stack of Bluetooth Low Energy (LE). An example is shown.
  • BR Basic Rate
  • EDR Enhanced Data Rate
  • LE Bluetooth Low Energy
  • the Bluetooth BR / EDR protocol stack has an upper controller stack 10 and a lower controller stack based on a host controller interface (HCI) 18. It may include a host stack (20) of.
  • HCI host controller interface
  • the host stack (or host module) 20 refers to a wireless transceiver module for receiving a 2.4 GHz Bluetooth signal and hardware for transmitting or receiving a Bluetooth packet.
  • the host stack (or host module) 20 is connected to a Bluetooth module which is the controller stack 10 to connect a Bluetooth module. Control and perform actions.
  • the host stack 20 may include a BR / EDR PHY layer 12, a BR / EDR baseband layer 14, and a link manager layer 16.
  • the BR / EDR PHY layer 12 is a layer for transmitting / receiving a 2.4 GHz radio signal and may transmit data by hopping 79 RF channels when using Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation.
  • GFSK Gaussian Frequency Shift Keying
  • the BR / EDR baseband layer 14 plays a role of transmitting a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a 625us length time slot for each channel.
  • the link manager layer 16 controls the overall operation (link setup, control, security) of the Bluetooth connection by using a link manager protocol (LMP).
  • LMP link manager protocol
  • the link manager layer 16 may perform the following functions.
  • the host controller interface layer 18 provides an interface between the host module and the controller module so that the host can provide commands and data to the controller, and the controller can provide events and data to the host.
  • the host stack (or host module) 20 may include a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21), an attribute protocol (Protocol, 22), a generic attribute profile (GATT, 23), and a generic access profile. Profile, GAP, 24), BR / EDR profile 25.
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • Protocol 22
  • GATT generic attribute profile
  • GAP BR / EDR profile
  • the logical link control and adaptation protocol (L2CAP) 21 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP 21 may multiplex various protocols, profiles, etc. provided by a higher layer of Bluetooth.
  • L2CAP of Bluetooth BR / EDR uses dynamic channel, supports protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, and provides segmentation, reassembly, per-channel flow control, and error control.
  • the generic attribute profile (GATT) 23 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 22 is used in the construction of services.
  • the general attribute profile 23 may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with the services.
  • the attribute protocol 22 and the BR / EDR profile 25 define a service (or profile) using Bluet's BR / EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the Generic Access Profile , GAP, 24) define how devices are discovered, connected, and informed, and provide privacy.
  • the Bluetooth LE protocol stack is a controller stack 30 operable to handle timing-critical radio interface and a host operable to process high level data. It contains a stack (Host stack, 40).
  • the host stack may be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instance of a package on the OS.
  • controller stack and the host stack can be operated or executed on the same processing device in the processor module.
  • the controller stack 30 includes a physical layer (PHY) 32, a link layer 34, and a host controller interface 36.
  • PHY physical layer
  • link layer 34 link layer
  • host controller interface 36 host controller interface
  • the link layer 34 which transmits or receives a Bluetooth packet, creates a connection between devices after performing advertising and scanning functions using three advertising channels, and generates up to 257 bytes of data packets through 37 data channels. Provides the ability to send and receive.
  • the host stack includes a generic access profile (GAP) 40, a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 41), a security manager (SM, 42), an attribute protocol (ATT, 440), and a general attribute profile.
  • GAP generic access profile
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • SM security manager
  • ATT attribute protocol
  • 440 general attribute profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • GATT Generic Access Profile
  • LE profile 466
  • the host stack 40 is not limited to this and may include various protocols and profiles.
  • the host stack uses L2CAP to multiplex the various protocols, profiles, etc. provided by Bluetooth.
  • L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol 41 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP 41 may be operable to multiplex data among higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
  • Bluetooth LE uses three fixed channels (one for the signaling channel, one for the Security Manager, and one for the Attribute protocol).
  • BR / EDR Base Rate / Enhanced Data Rate
  • Attribute Protocol (ATT) 43 defines a rule for accessing data of a counterpart device in a server-client structure. ATT has six message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, 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 request message, which is a message transmitted from 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.
  • Indication and Confirm message This message is transmitted from the server device to the client device for notification such as an event. Unlike the notification message, the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device.
  • the present invention transmits a value for the data length when a long data request is made in the GATT profile using the attribute protocol (ATT, 43) so that the client can know the data length clearly, and from the server using the UUID (Characteristic) Can receive the value.
  • ATT attribute protocol
  • UUID Consumer User Data
  • the general access profile 45 is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, and defines a method of providing information to a user, and defines the type of an attribute as follows.
  • UUID Universal Unique Identifier, value type
  • the LE profile 46 is mainly applied to a Bluetooth LE device as profiles having a dependency on GATT.
  • the LE profile 46 may be, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, and the like. Details of GATT-based Profiles are as follows.
  • the BLE procedure may be classified into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, a connecting procedure, and the like.
  • the device filtering procedure is a method for reducing the number of devices performing a response to a request, an indication, a notification, and the like in the controller stack.
  • the advertising device or scanning device may perform the device filtering procedure to limit the device receiving the advertising packet, scan request or connection request.
  • the advertising device refers to a device that transmits an advertising event, that is, performs an advertisement, and is also referred to as an advertiser.
  • the scanning device refers to a device that performs scanning and a device that transmits a scan request.
  • the scanning device when the scanning device receives some advertising packets from the advertising device, the scanning device should send a scan request to the advertising device.
  • the advertising procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to the scanning devices that are listening on the advertising channel.
  • Broadcast user data sent as part of an advertisement packet is dynamic data, while scan response data is generally static data.
  • the scanning device sends a scan request to the advertising device via the advertising physical channel to request additional user data from the advertising device.
  • the advertising device transmits a scan response that is a response to the scan request, including additional user data requested by the scanning device over the advertising physical channel.
  • the scanning procedure can be used while connected to other BLE devices in the BLE piconet.
  • Bluetooth devices Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter referred to as “Bluetooth devices”) perform an advertisement procedure and a scanning procedure to find devices that are nearby or to be found by other devices within a given area.
  • the discovery procedure is performed asymmetrically.
  • a Bluetooth device that attempts to find another device around it is called a discovering device and listens for devices that advertise a scannable advertisement event.
  • Bluetooth devices discovered and available from other devices are referred to as discoverable devices, and actively broadcast advertising events so that other devices can scan through an advertising (broadcast) physical channel.
  • Both the discovering device and the discoverable device may already be connected with other Bluetooth devices in the piconet.
  • connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires the other Bluetooth device to perform the scanning procedure while the specific Bluetooth device performs the advertisement procedure.
  • the advertising procedure can be the goal, so that only one device will respond to the advertising.
  • the connection may be initiated by sending a connection request to the advertising device via the advertising (broadcast) physical channel.
  • the link layer LL enters the advertisement state by the instruction of the host (stack). If the link layer is in the advertisement state, the link layer sends advertisement packet data units (PDUs) in the advertisement events.
  • PDUs advertisement packet data units
  • Each advertising event consists of at least one advertising PDU, which is transmitted via the advertising channel indexes used.
  • the advertisement event may terminate when the advertisement PDU is transmitted through each of the advertisement channel indexes used, or may terminate the advertisement event earlier when the advertisement device needs to make space for performing another function.
  • the link layer enters the scanning state by the indication of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertising channel indices.
  • scanning states There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning, each scanning type being determined by the host.
  • ScanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.
  • the link layer must listen for completion of all scan intervals in the scan window as instructed by the host. In each scan window, the link layer must scan a different advertising channel index. The link layer uses all available advertising channel indexes.
  • the link layer When passive scanning, the link layer only receives packets and does not transmit any packets.
  • the link layer When active scanning, the link layer performs listening to rely on the advertising PDU type, which may request advertising PDUs and additional information related to the advertising device from the advertising device.
  • the link layer enters the initiation state by the indication of the host (stack).
  • the link layer When the link layer is in the initiating state, the link layer performs listening for the advertising channel indexes.
  • the link layer listens for the advertising channel index during the scan window period.
  • the link layer enters the connected state when the device performing the connection request, i.e., the initiating device, sends the CONNECT_REQ PDU to the advertising device or when the advertising device receives the CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
  • connection After entering the connected state, the connection is considered to be created. However, it does not need to be considered to be established at the time the connection enters the connected state. The only difference between the newly created connection and the established connection is the link layer connection supervision timeout value.
  • the link layer that performs the master role is called a master, and the link layer that performs the slave role is called a slave.
  • the master controls the timing of the connection event, and the connection event is the point in time when the master and the slave are synchronized.
  • BLE devices use the packets defined below.
  • the link layer has only one packet format used for both advertisement channel packets and data channel packets.
  • Each packet consists of four fields: Preamble, Access Address, PDU, and CRC.
  • the PDU When one packet is sent on an advertising physical channel, the PDU will be an advertising channel PDU, and when one packet is sent on a data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
  • Advertising channel PDU (Advertising Channel PDU )
  • the advertising channel PDU Packet Data Unit
  • PDU Packet Data Unit
  • the PDU type field of the advertising channel PDU included in the header indicates a PDU type as defined in Table 1 below.
  • Advertising PDU (Advertising PDU )
  • advertising channel PDU types are called advertising PDUs and are used in specific events.
  • ADV_IND Connectable Non-Oriented Ads Event
  • ADV_DIRECT_IND Connectable Directional Advertising Event
  • ADV_NONCONN_IND Non-Connectable Non-Oriented Ads Event
  • ADV_SCAN_IND Scannable Non-Oriented Ads Event
  • the PDUs are transmitted at the link layer in the advertisement state and received by the link layer in the scanning state or initiating state.
  • the advertising channel PDU type below is called a scanning PDU and is used in the state described below.
  • SCAN_REQ Sent by the link layer in the scanning state and received by the link layer in the advertising state.
  • SCAN_RSP Sent by the link layer in the advertising state and received by the link layer in the scanning state.
  • the advertising channel PDU type below is called the initiating PDU.
  • CONNECT_REQ Sent by the link layer in the initiating state and received by the link layer in the advertising state.
  • the data channel PDU has a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a message integrity check (MIC) field.
  • MIC message integrity check
  • the procedure, state, packet format, etc. in the BLE technology may be applied to perform the methods proposed herein.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) based profile of Bluetooth low power energy.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • the GATT Generic Attribute Profile
  • a peripheral device for example, a sensor device serves as a GATT server, and has a definition of a service and a characteristic.
  • the GATT client sends a data request to the GATT server, and all transactions begin at the GATT client and receive a response from the GATT server.
  • the GATT-based operating structure used in the Bluetooth LE is based on Profile, Service, and Characteristic, and may form a vertical structure as shown in FIG. 5.
  • the profile consists of one or more services, and the service may consist of one or more features or other services.
  • the service divides data into logical units and may include one or more characteristics or other services.
  • Each service has a 16-bit or 128-bit identifier called the Universal Unique Identifier (UUID).
  • UUID Universal Unique Identifier
  • the characteristic is the lowest unit in the GATT based operation structure.
  • the property contains only one data and has a UUID of 16 bits or 128 bits similar to the service.
  • the property is defined as a value of various pieces of information and requires one attribute to contain each piece of information. Multiple properties of the above properties can be used.
  • the attribute consists of four components and has the following meaning.
  • Type the type of the attribute
  • Bluetooth LE has a variable link quality due to the characteristics of wireless transmission, and may cause a shadow area exceeding the radio propagation distance due to the one-to-one connection characteristic. Therefore, in order to solve such a problem, Bluetooth can form a mesh network with devices equipped with Bluetooth as a method for controlling a multi-hop connection between multiple devices.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a device-to-device connection procedure of Bluetooth low power energy.
  • the server device 110 transmits an advertising message to the client device 120 for a Bluetooth LE connection between the server device 110 and the client device 120 ( S6010).
  • the advertisement message is used to provide its own information to other devices using Bluetooth LE, and may include various information such as service information and user information provided by the device.
  • the client device 120 may transmit a scan request message to the server device when additional information about the server device is needed ( S6020).
  • the server device 110 When the server device 110 receives the scan request message from the client, the server device 110 includes the requested additional information in the scan response message and transmits it to the client device 120 (S6030).
  • step S6020 and the step S6030 are optional steps and are not essential steps.
  • the server device 110 When the server device 110 is a device to which the client device 120 is to be connected, based on the information included in the advertisement message and / or the scan response message transmitted from the server device, the server device 110 The connection request message for the connection is transmitted (S6040).
  • server device 110 and the client device 120 form a Bluetooth Low Energy (LE) connection (S6030).
  • LE Bluetooth Low Energy
  • This procedure allows Bluetooth devices to form a Bluetooth LE connection.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a Bluetooth mesh network to which the present invention may be applied.
  • the mesh network refers to a network in which a plurality of devices are connected like a network through Bluetooth to transmit and receive data.
  • the Bluetooth mesh network technology includes one or more devices for relaying (or relaying) a message between a source device 200-1 transmitting data and a destination device 200-2 receiving data.
  • the source device and the destination device may be referred to as edge nodes 200-1 and 200-2, and one or more devices relaying messages in the middle may relay relay messages. ) May be called.
  • the device may be configured as a device whose position is easily changed, that is, a device 200-1 and 200-2 having mobility and fixed devices without mobility in an initially installed state.
  • Each relay node contains a message cache of recently received messages. If the received message already exists in the message cache, the message is not relayed.
  • the message is relayed and the message is stored in the message cache.
  • Edge nodes are usually powered by a battery and can normally sleep and then wake up or interact periodically.
  • the edge node can process the received message if the following conditions are met.
  • the message is authenticated by a known network key.
  • the destination of the message is the unicast address of the edge node, or the broadcast address or group address is the address to which the edge node belongs.
  • Relay nodes are usually mains powered devices that are always awake and can transmit data they receive for other nodes.
  • the relay node may retransmit the received message to another node if the following conditions are met.
  • the message is authenticated by a known network key.
  • a field indicating whether or not the message is relayed is a value that allows relaying.
  • the destination address is not a unicast address assigned to the relay node.
  • the data may be classified into a floating method and a routing method according to a data transmission method of the relay nodes 200-3 and 200-4.
  • the floating method refers to a method in which relay nodes receiving a message shoot the air again in the air by using a property in which radio waves spread in all directions in the air.
  • the source device 200-1 transmits a message to the relay nodes 200-3 and 200-4 through broadcast channels, and the relay nodes receiving the message transmit the message to neighboring relay nodes again.
  • the transmission method to the destination device 200-2 The transmission method to the destination device 200-2.
  • a broadcasting channel is used to receive and retransmit a message, and the transmission range of the message can be extended.
  • the mesh network of the floating scheme is a dynamic network, and in the floating mesh network, a device may be able to receive and transmit (or retransmit) a message at any time as long as the device's density is satisfied.
  • the floating scheme has an advantage of being easy to implement, since a message is transmitted without direction, scalability problems may occur as the network expands.
  • a device when a device transmits a message, a plurality of devices receive the message and transmit the received message to another plurality of devices.
  • the number of devices constituting the mesh network can be adjusted between 100 and 1000, and the exact number of devices can be determined by various factors.
  • the routing device receiving the message determines the best routing route (s) for sending the message to an intermediate device or a destination device, and to which route to send the message based on the determined routing table. Determine whether or not.
  • the routing scheme has the advantage of scalability, but since each node has to maintain a routing table and transmit a message, the complexity increases as the message increases, requires more memory, and is less than the floating scheme.
  • the disadvantage is that it is dynamic and more difficult to implement.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a protocol stack of a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • the protocol stack of the mesh network includes a bearer layer 81, a network layer 82, a transport layer 83, and an application layer 84.
  • the bearer layer 81 defines how messages are transmitted between nodes. That is, it determines the bearer to which the message is transmitted in the mesh network.
  • a mesh network there are an advertising bearer and a GATT bearer for transmitting a message.
  • the network layer 82 defines how a message is sent to one or more nodes in a mesh network and the format of network messages transmitted by the bearer layer 81.
  • the network layer 82 also defines whether the message is to be relayed or forwarded and how to authenticate and encrypt network messages.
  • the transport layer 83 provides the confidentiality of application messages to define the encryption and authentication of application data.
  • the application layer 84 defines a method, an application operation code and parameters related to how the upper layer application uses the transport layer 73.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a method for a device to which the present invention may be applied to participate in a Bluetooth mesh network.
  • a new device or a non-provisioned device must go through a provisioning procedure in order to join and operate in the mesh network.
  • the provisioning procedure refers to a procedure for authenticating an unauthenticated device and providing basic information (eg, a unicast address, various keys, etc.) for participating in a mesh network.
  • the provisioning procedure is a procedure for providing a provisioner (second device 400) of the mesh network to participate in the mesh network
  • the first device 300 is a network through the provisioning procedure
  • the address, keys, device identifier and various information for operating as part of the mesh network can be obtained.
  • the provisioning procedure is composed of an invitation step, an exchanging public key step, an authentication step, and a provisioning data distribution step.
  • the provisioning procedure may be performed through various kinds of bearers. For example, it may be performed by an advertising-based bearer, a mesh provisioning service-based bearer, or a mesh-based bearer.
  • the bearer based on the provisioning service means a bearer for exchanging and receiving provisioning data through the GATT Protocol of the existing Bluetooth LE, and the bearer based on the mesh is directly connected by the first device 300 and the second device 400. If there is no distance to send and receive data, it means a bearer that can send and receive provisioning data through a mesh network.
  • the first device 300 may be provisioned through the following provisioning procedure.
  • the inviting step begins with the second device 400 scanning the first device 300.
  • the first device transmits a beacon message to the second device 400 (S9010).
  • the beacon message includes the UUID of the first device 300.
  • the second device 400 scanning the first device 300 through the beacon message transmits an invitation message to the first device 300 (S9020).
  • the invitation message asks whether the first device 300 performs a provisioning procedure. If the first device 300 does not want the first device 300 to perform the provisioning procedure, the invitation message is ignored.
  • the capability message includes information indicating whether the first device 300 supports setting of a security algorithm, a public key, information indicating whether a value can be output to a user, and whether a value can be input from the user. It may include information indicating the.
  • the second device 400 and the first device 300 exchange public keys (S9050, S9060).
  • the second device 400 transmits an epoxy public key to the first device 300 and the first device 300.
  • Static public keys can be read from using out-of-band technology.
  • the second device 400 authenticates the first device 300 by performing an authentication procedure with the first device 300 (S9070).
  • the second device 400 and the first device 300 calculates and generates a session key.
  • the provisioning data may include an application key, a device key, a network key, an IVindex, a unicast address, and the like.
  • the first device 300 Upon receiving the provisioning data, the first device 300 transmits a completion message in response to the provisioning data, and the provisioning procedure is terminated (S9090).
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a method for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • the Bluetooth mesh network may be composed of a stationary device and a mobile device having a high mobility because there is little or no mobility.
  • Non-flowable device may be devices that are fixed due to lack of mobility in an initially installed state such as a light device such as a light bulb, a TV, a switch, or the like.
  • An example of the mobile device may be a mobile terminal.
  • nine non-flowing devices S1 to S9 form a Bluetooth mesh network.
  • the S1 to S9 may transmit and receive a message through the above-described floating technique or routing technique.
  • the device 1 400 which is a mobile device, wants to search for a mesh network that exists around the device 1 400, the device 1 400 searches for nearby devices using various methods.
  • the device 1 400 scans an advertisement message transmitted by at least one of the devices S1 to S9, or establishes a Bluetooth LE connection with one of the devices S1 to S9 to obtain information of the mesh network. Can be obtained.
  • the present invention provides a method for the first device 400 to obtain information about the entire mesh network through S2, S3, or S5 within a search range.
  • each device forming the mesh network has information related to the mesh network
  • the first device 400 obtains the information related to the mesh network by obtaining the information from the device forming the mesh network. It provides a method for doing so.
  • 11 and 12 are diagrams illustrating an example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • the mobile device searches for all devices constituting the mesh network by receiving information related to the mesh network without establishing a Bluetooth LE connection with the device forming the mesh network. Can be.
  • At least one device forming the mesh network has information of all devices forming the mesh network.
  • the second device 500 constituting the mesh network may transmit an advertisement message including network information of the mesh network to neighboring devices in the advertisement state (S11010).
  • the second device may be a non-fluid device as described above, and the advertisement message may be periodically transmitted through a broadcast method.
  • the advertisement message may be configured in the packet format as shown in FIG. 12, wherein the AD Type field indicates the type of network information included and the AD Data field includes a specific value corresponding to the AD type.
  • Table 2 below shows an example of AD Type and AD Data that may be included in the advertisement message.
  • the network information may include configuration information including information related to the configuration of the mesh network and device information related to each device forming the mesh network.
  • the first device 400 may transmit a scan request message requesting additional information to the second device 500 (S11020).
  • the second device 500 may transmit a response message including the additional information to the first device 400 in response to the scan request message.
  • the first device 400 may search for all devices forming the mesh network, and transmit the specific information to the discovered device or transmit a control message indicating a specific operation. You can control the device.
  • 13 to 16 illustrate another example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • the first device 400 can discover the second device 500 and know that the second device 500 has information of all devices forming the mesh network. Can be.
  • the first device 400 transmits a connection request message to form a Bluetooth LE connection with the second device 500 (S13020), and performs an authentication procedure and a security procedure.
  • a Bluetooth LE connection may be formed with the second device 500 (S13030).
  • the first device 400 which has established a Bluetooth LE connection with the second device 500, reads a read request message to request network information related to the mesh network stored in the GATT data base of the second device 500. Read Request message) is transmitted (13040).
  • the second device 500 Upon receiving the read request message, the second device 500 transmits a read response message including network information stored in a GATT database to the first device 400 (S13050).
  • FIG. 14 illustrates an example of network information stored in a GATT data base of the second device
  • FIG. 16 illustrates an example of the read response message.
  • the first device 400 discovers all devices constituting the mesh network through the read response message, and transmits or receives a message with devices constituting the mesh network or instructs a specific device to perform a specific operation. You can send a message to control the discovered device.
  • FIG. 16B illustrates an example of a packet for transmitting and receiving data to and from a device forming a mesh network when the first device 400 joins the mesh network through the procedure described with reference to FIG. 9. .
  • the “CIVI” field may include an IV index value currently used in the mesh network.
  • -NID A Network ID value used as an ID for identifying a network key.
  • SEQ incremented each time a source device creates a new message, used to check for duplicate messages.
  • -SRC A value representing the ID of the device that first generated the ID Mesh Packet of the 16-bit node.
  • OP An operation code (Opcode) indicating the operation to be performed by the device corresponding to the DST.
  • the advertisement message may include network information and the flag described above.
  • a mobile device requests network information related to a mesh network from a device forming a mesh network, forms a Bluetooth LE connection with the requested device, and receives the network information to receive the mesh network. It is possible to search the entire device constituting.
  • At least one device forming the mesh network has information of all devices forming the mesh network.
  • the request message may be transmitted to neighboring devices through broadcasting in the form of the above-mentioned Bluetooth advertisement message.
  • the request message has a 2-byte header and payloads of various sizes.
  • the PDU type field included in the header may include an “ADV_MESH_IND” value indicating that the PDU type field is an advertisement message requesting the network information. If the PDU type field does not include the “ADV_MESH_IND” value, The AD Type may include a value indicating that the message is an advertisement message for requesting the network information.
  • the second device 500 may transmit an advertisement message including the network information to the first device 400 (S17020).
  • the network information may include configuration information including information related to the configuration of the mesh network and device information related to each device forming the mesh network.
  • the configuration information may include “Mesh ID”, “Mesh Type”, “Mesh Purpose” “Mesh Name”, and “Number of Member device”, and the device information includes “Member device ID” and “Member device name”. And “Member device type”.
  • the step S17020 is an optional step and may not be performed in this embodiment.
  • step S17020 If step S17020 is not performed or step S17020 is performed but all the network information has not been transmitted, the first device 400 as described above with reference to FIG. 6, the second device 500 In step S17030, a connection request message for establishing a Bluetooth LE connection may be received, and a Bluetooth LE connection may be formed through an authentication procedure and a security procedure (S17040).
  • the first device 400 which has established a Bluetooth LE connection with the second device 500, reads a read request message to request network information related to the mesh network stored in the GATT data base of the second device 500. Read Request message) is transmitted (17050).
  • the second device 500 Upon receiving the read request message, the second device 500 transmits a read response message including network information stored in a GATT data base to the first device 400 (S17060).
  • the network information stored in the GATT Data base of the second device 500 is the same as that of FIG. 14, and the format of the read response message is the same as that shown in FIG. 16.
  • the first device 400 that discovers all the devices constituting the mesh network through the read response message includes the devices constituting the mesh network using the packet formats shown in FIG. 12. It is possible to control the discovered device by sending and receiving a message and a control message or by transmitting a control message indicating a specific operation to a specific device.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a method of outputting a discovered device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
  • the devices when the devices constituting the mesh network are searched through the method described with reference to FIGS. 11 to 18, the devices may be output through the output unit of the mobile device.
  • the first device 400 which is a mobile device, may search for mesh network 1 and mesh network 2 through the method described with reference to FIGS. 11 to 18. .
  • the first device 400 may output a search result through an output unit.
  • IDs of mesh networks such as G1 and G2
  • purposes of mesh networks such as light systems, and types of devices constituting the mesh network. And so on.
  • (c) may output the devices constituting the specific mesh network. For example, an ID of the selected mesh network, a device type of the selected mesh network, and a device name of each device may be output.
  • the user may select individual devices configuring the mesh network through the rotary selection button.
  • the first device 400 may output the searched mesh network and the devices configuring the searched mesh network.
  • the present disclosure relates to the transmission and reception of Bluetooth data, and more particularly, to a method and apparatus for discovering a device in a mesh network using Bluetooth Low Energy (LE) technology.
  • LE Bluetooth Low Energy

Abstract

Provided are a method and a device for obtaining, by a device, the information of the other devices, which form a mesh network, in a mesh network using Bluetooth. The method and the device according to the present invention enable: an advertisement message including at least one of configuration information of the mesh network and device information to be received from a second device; a connection request message to be transmitted to the second device on the basis of the advertisement message; and a Bluetooth LE connection with the second device, to be formed on the basis of the connection request message.

Description

블루투스를 이용한 메쉬 네트워크에서 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치Method and apparatus for discovering a device in a mesh network using Bluetooth
본 발명은 무선 통신시스템에서 근거리 기술인 블루투스를 이용한 메쉬 네트워크에서 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 블루투스 메쉬 네트워크에서 디바이스의 탐색 범위 밖에 존재하는 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for discovering a device in a mesh network using Bluetooth, which is a near field technology, in a wireless communication system. will be.
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.Bluetooth is a short-range wireless technology standard that can transmit and receive data by wirelessly connecting various devices in a short distance. 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. In the present invention, the device may mean an apparatus and an apparatus.
이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.In this case, the user may perform a connection after searching for the Bluetooth device according to the Bluetooth communication method to use using the Bluetooth device.
블루투스 통신방법에는 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 LE (Low Energy)방식이 있다. BR/EDR 방식은 블루투스 클래식 (Bluetooth Classic)라고 호칭될 수 있다. 블루투스 클래식 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 이어져온 블루투스 기술과 블루투스 2.0에서부터 지원되는 인핸스드 데이터 레이트(Enhanced Data Rate)를 이용하는 블루투스 기술을 포함한다.The Bluetooth communication method includes a basic rate / enhanced data rate (BR / EDR) method and a low energy (LE) method, which is a low power method. The BR / EDR scheme may be referred to as Bluetooth Classic. The Bluetooth classic includes Bluetooth technology that has been adopted since Bluetooth 1.0 using Basic Rate and Bluetooth technology that has used Enhanced Data Rate supported since Bluetooth 2.0.
블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low energy, 이하 블루투스 LE라고 한다.)기술은 블루투스 4.0부터 적용되어 적은 전력을 소모하여 수백 키로바이트(KB)의 정보를 안정적으로 제공할 수 있다. 이러한 블루투스 저전력 에너지 기술은 속성 프로토콜(Attribute Protocol)을 활용해서 디바이스(Device) 간 정보를 교환하게 된다. 이러한 블루투스 LE 방식은 헤더의 오버헤드(overhead)를 줄이고 동작을 간단하게 해서 에너지 소비를 줄일 수 있다.Bluetooth Low Energy (hereinafter referred to as Bluetooth LE) technology has been applied since Bluetooth 4.0, and can consume hundreds of kilobytes (KB) of information stably with low power consumption. The Bluetooth low energy energy technology uses an attribute protocol to exchange information between devices. This Bluetooth LE method can reduce energy overhead by reducing the header overhead and simplifying the operation.
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.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.
또한, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 일반적으로 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.In addition, Bluetooth can achieve a relatively high speed at a relatively low power, low cost, but the transmission distance is generally limited to a maximum of 100m, it is suitable for use in a limited space.
본 발명은, 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for discovering a device using Bluetooth Low Energy (LE) technology.
또한, 본 발명은 블루투스 메쉬 네트워크(mesh network)에서 디바이스 탐색 범위 밖의 디바이스를 탐색하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method for discovering a device outside a device search range in a Bluetooth mesh network.
또한, 본 발명은 블루투스 메쉬 네트워크(mesh network)에서 디바이스 정보를 전송 받아 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스를 탐색하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method for discovering a device forming a mesh network by receiving device information from a Bluetooth mesh network.
또한, 본 발명은 블루투스 메쉬 네트워크(mesh network)에서 다른 디바이스로부터 디바이스 정보를 전송받아 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스 탐색 범위 밖의 디바이스를 탐색하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method for discovering a device outside a device search range forming a mesh network by receiving device information from another device in a Bluetooth mesh network.
또한, 본 발명은 블루투스 메쉬 네트워크(mesh network)에서 다른 디바이스로부터 디바이스 정보를 전송받아 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스 탐색 범위 밖의 디바이스를 연결 전 또는 연결 후에 탐색하기 위한 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a method for searching before or after connecting a device outside a device discovery range forming a mesh network by receiving device information from another device in a Bluetooth mesh network.
본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present specification are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 블루투스의 메쉬 네트워크(mesh network)에서 제 1 디바이스가 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스의 정보를 획득하는 방법에 있어서, 제 2 디바이스로부터 상기 메쉬 네트워크의 구성 정보 또는 디바이스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 광고 메시지를 수신하는 단계; 상기 광고 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스로 연결 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for acquiring information of a device constituting a mesh network by a first device in a mesh network of Bluetooth for solving the above-described problem, comprising: configuration information or a device of the mesh network from a second device Receiving an advertising message including at least one of the information; Transmitting a connection request message to the second device based on the advertisement message; And establishing a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message.
또한, 본 발명에서, 상기 구성 정보는 상기 메쉬 네트워크를 나타내는 ID 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 Type 정보, 구성 목적 정보, 상기 메쉬 네트워크의 이름 정보, 또는 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함한다.Also, in the present invention, the configuration information may include ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, or the number of devices constituting the mesh network. At least one of the information.
또한, 본 발명에서, 상기 디바이스 정보는 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 특정 디바이스의 이름 정보, 타입 정보 또는 ID 정보 중 적어도 하나를 포함한다.In the present invention, the device information includes at least one of name information, type information or ID information of a specific device constituting the mesh network.
또한, 본 발명은, 상기 제 2 디바이스로 상기 구성 정보 또는 디바이스 정보와 관련된 추가 정보를 요청하는 스캔 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 스캔 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 추가 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함한다.The present invention may also include transmitting a scan request message for requesting additional information related to the configuration information or device information to the second device; And receiving a response message including the additional information in response to the scan request message.
또한, 본 발명에서, 상기 광고 메시지는 상기 제 2 디바이스가 상기 메쉬 네트워크의 구성 정보 또는 디바이스 정보를 획득하고 있는 디바이스임을 나타내는 플래그를 더 포함한다.In addition, in the present invention, the advertisement message further includes a flag indicating that the second device is a device obtaining configuration information or device information of the mesh network.
또한, 본 발명은, 상기 제 2 디바이스로 상기 구성 정보 또는 디바이스 정보와 관련된 추가 정보를 요청하는 판독 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 판독 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 추가 정보를 포함하는 판독 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함한다.The present invention also provides a method comprising: transmitting a read request message requesting additional information related to the configuration information or device information to the second device; And receiving a read response message including the additional information in response to the read request message.
또한, 본 발명에서, 상기 추가 정보는 상기 메쉬 네트워크를 나타내는 ID 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 Type 정보, 구성 목적 정보, 상기 메쉬 네트워크의 이름 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 개수 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 특정 디바이스의 이름 정보, 또는 타입 정보 또는 ID 정보 중 적어도 하나를 포함한다.Also, in the present invention, the additional information may include ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, and information on the number of devices constituting the mesh network. And at least one of name information, type information, or ID information of a specific device constituting the mesh network.
또한, 본 발명은, 제 2 디바이스로 메쉬 네트워크와 관련된 네트워크 정보를 요청하기 위한 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 네트워크 정보를 전송하기 위해서 블루투스 LE 연결을 형성하기 위한 연결 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스로부터 상기 네트워크 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 네트워크 정보는 상기 메쉬 네트워크의 구성 정보 또는 디바이스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method comprising: transmitting a request message for requesting network information related to a mesh network to a second device; Receiving a connection request message for establishing a Bluetooth LE connection to transmit the network information; Establishing a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message; And receiving a response message including the network information from the second device, wherein the network information includes at least one of configuration information or device information of the mesh network.
또한, 본 발명에서, 상기 구성 정보는 상기 메쉬 네트워크를 나타내는 ID 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 Type 정보, 구성 목적 정보, 상기 메쉬 네트워크의 이름 정보, 또는 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함한다.Also, in the present invention, the configuration information may include ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, or the number of devices constituting the mesh network. At least one of the information.
또한, 본 발명에서, 상기 디바이스 정보는 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 특정 디바이스의 이름 정보, 타입 정보 또는 ID 정보 중 적어도 하나를 포함한다.In the present invention, the device information includes at least one of name information, type information or ID information of a specific device constituting the mesh network.
또한, 본 발명에서, 상기 네트워크 정보의 일부를 포함하는 광고 메시지를 수신하는 단계를 더 포함한다.In the present invention, the method may further include receiving an advertisement message including a part of the network information.
또한, 본 발명은, 외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및In addition, the present invention, the communication unit for communicating with the outside by wireless or wired; And
상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,Including a processor that is functionally connected with the communication unit, The processor,
제 2 디바이스로부터 상기 메쉬 네트워크의 구성 정보 또는 디바이스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 광고 메시지를 수신하고,Receiving an advertisement message including at least one of configuration information or device information of the mesh network from a second device;
상기 광고 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스로 연결 요청 메시지를 전송하며,Transmit a connection request message to the second device based on the advertisement message;
상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하도록 제어하는 디바이스를 제공한다.A device for controlling to establish a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message is provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스의 메쉬 네트워크(mesh network)에서 디바이스를 탐색하기 위한 방법에 의하면 디바이스의 탐색 범위 밖에 존재하는 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스를 탐색할 수 있다.According to the method for searching for a device in a mesh network of Bluetooth according to an embodiment of the present invention, a device forming a mesh network existing outside the search range of the device may be searched.
또한, 본 발명은 메쉬 네트워크(mesh network)에서 네트워크 정보를 가지고 있는 디바이스로부터 네트워크 정보를 전송 받아 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스를 탐색할 수 있다.In addition, the present invention can search for a device forming a mesh network by receiving network information from a device having network information in a mesh network.
또한, 본 발명은 메쉬 네트워크(mesh network)를 형성하고 있는 디바이스로부터 연결 전 또는 연결 후에 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스들의 정보를 전송 받아 탐색 범위 밖에 존재하는 디바이스를 탐색할 수 있다.In addition, the present invention may search for a device that is outside the search range by receiving information of devices forming the mesh network before or after the connection from the device forming the mesh network.
또한, 본 발명은 메쉬 네트워크(mesh network)를 형성하고 있는 디바이스들을 탐색하여 탐색된 결과를 디바이스를 통해서 출력할 수 있다.In addition, the present invention may search for devices forming a mesh network and output the searched result through the device.
본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present specification are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system using a Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.2 shows an example of an internal block diagram of a device to which the present invention can be applied.
도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.3 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.4 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the present invention can be applied.
도 5는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)기반 프로파일(Profile)의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.5 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) based profile of Bluetooth low power energy.
도 6은 블루투스 저전력 에너지의 디바이스간 연결 절차의 일 예를 나타낸 도이다.6 is a diagram illustrating an example of a device-to-device connection procedure of Bluetooth low power energy.
도 7 은 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)의 일 예를 나타낸 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating an example of a Bluetooth mesh network to which the present invention may be applied.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸 도이다.8 is a diagram illustrating an example of a protocol stack of a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
도 9은 본 발명이 적용될 수 있는 디바이스가 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에 참여하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating an example of a method for a device to which the present invention may be applied to participate in a Bluetooth mesh network.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 디바이스를 탐색하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.10 is a diagram illustrating an example of a method for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
도 11 및 도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 디바이스를 탐색하는 방법 및 패킷 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.11 and 12 are diagrams illustrating an example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
도 13 내지 도 16는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 디바이스를 탐색하는 방법 및 패킷 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.13 to 16 illustrate another example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
도 17 및 도 18는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 디바이스를 탐색하는 방법 및 패킷 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.17 and 18 are diagrams illustrating another example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 탐색된 디바이스를 출력하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a method of outputting a discovered device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The above objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention may be modified in various ways and may have various embodiments. Hereinafter, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. Like numbers refer to like elements throughout. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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.Hereinafter, a method and apparatus related to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system using a Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 서버 디바이스(Server Device, 120) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device, 110)를 포함한다. The wireless communication system 100 includes at least one server device 120 and at least one client device 110.
서버 장치와 클라이언트 장치는 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE, 이하 편의상 ‘BLE’로 표현한다.) 기술을 이용하여 블루투스 통신을 수행한다. The server device and the client device perform Bluetooth communication using Bluetooth Low Energy (BLE) technology.
먼저, BLE 기술은 블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate) 기술과 비교하여, 상대적으로 작은 duty cycle을 가지며 저 가격 생산이 가능하고, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 코인 셀(coin cell) 배터리를 이용할 경우 1년 이상 동작이 가능하다.First, compared to Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate (BR / EDR) technology, BLE technology has a relatively small duty cycle, enables low-cost production, and significantly reduces power consumption through low data rates. If you use a coin cell battery, it can operate for more than a year.
또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.In addition, the BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and the packet size is smaller than that of the Bluetooth BR / EDR technology.
BLE 기술에서, (1) RF 채널수는 40개이며, (2) 데이터 전송 속도는 1Mbps를 지원하며, (3) 토폴로지는 스캐터넷 구조이며, (4) latency는 3ms 이며, (5) 최대 전류는 15mA이하이며, (6) 출력 전력은 10mW(10dBm)이하이며, (7) 휴대폰, 시계, 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등의 어플리케이션에 주로 사용된다.In BLE technology, (1) the number of RF channels is 40, (2) the data rate supports 1Mbps, (3) the topology is a scatternet structure, (4) latency is 3ms, and (5) maximum current Is less than 15mA, (6) output power is less than 10mW (10dBm), and (7) is mainly used in applications such as mobile phones, watches, sports, healthcare, sensors, device control.
상기 서버 장치(120)는 다른 장치와의 관계에서 클라이언트 장치로 동작할 수 있고, 상기 클라이언트 장치는 다른 장치와의 관계에서 서버 장치로 동작할 수 있다. 즉, BLE 통신 시스템에서 어느 하나의 장치는 서버 장치 또는 클라이언트 장치로 동작하는 것이 가능하며, 필요한 경우, 서버 장치 및 클라이언트 장치로 동시에 동작하는 것도 가능하다. The server device 120 may operate as a client device in relation to other devices, and the client device may operate as a server device in relation to other devices. That is, in the BLE communication system, any one device may operate as a server device or a client device, and if necessary, operate as a server device and a client device.
상기 서버 장치(120)는 데이터 서비스 장치(Data Service Device), 슬레이브 디바이스(slave device) 디바이스, 슬레이브(slave), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 게이트웨이(Gateway), 센싱 장치(Sensing Device), 모니터링 장치(monitoring device), 제 1 디바이스, 제 2 디바이스 등으로 표현될 수 있으며, 상기 클라이언트 디바이스(110)는 마스터 디바이스(master device), 마스터(master), 클라이언트, 멤버(Member), 센서 디바이스, 싱크 디바이스(Sink Device), 콜렉터(Collector), 제어 디바이스, 제 1 제어 디바이스, 제 2 제어 디바이스 등으로 표현될 수 있다.The server device 120 may include a data service device, a slave device device, a slave, a server, a conductor, a host device, a gateway, and a sensing device. (Sensing Device), a monitoring device (monitoring device), the first device, the second device, etc., the client device 110 is a master device (master device), master (master), client, member (Member) ), A sensor device, a sink device, a collector, a control device, a first control device, a second control device, and the like.
서버 장치와 클라이언트 장치는 상기 무선 통신 시스템의 주요 구성요소에 해당하며, 상기 무선 통신 시스템은 서버 장치 및 클라이언트 장치 이외에도 다른 구성요소를 포함할 수 있다.The server device and the client device correspond to the main components of the wireless communication system, and the wireless communication system may include other components in addition to the server device and the client device.
상기 서버 장치는 클라이언트 장치로부터 데이터를 제공 받고, 클라이언트 장치와 직접 통신을 수행함으로써, 클라이언트 장치부터 데이터 요청을 수신하는 경우, 응답을 통해 클라이언트 장치로 데이터를 제공하는 장치를 말한다.When the server device receives data from the client device and directly communicates with the client device, and receives a data request from the client device, the server device provides the data to the client device through a response.
또한, 상기 서버 장치는 클라이언트 장치로 데이터 정보를 제공하기 위해 클라이언트 장치에게 알림(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지를 보낸다. 또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치로 지시 메시지를 전송하는 경우, 상기 클라이언트로부터 상기 지시 메시지에 대응하는 확인(Confirm) 메시지를 수신한다.In addition, the server device sends a notification message and an indication message to the client device to provide data information to the client device. In addition, when the server apparatus transmits an instruction message to the client apparatus, the server apparatus receives a confirmation message corresponding to the instruction message from the client.
또한, 상기 서버 장치는 알림, 지시, 확인 메시지들을 클라이언트 디바이스와 송수신하는 과정에서 출력부(Display Unit)을 통해서 사용자에게 데이터 정보를 제공하거나 입력부(User Input Interface)를 통해 사용자로부터 입력되는 요청을 수신할 수 있다.In addition, the server device provides data information to the user through a display unit or receives a request input from the user through a user input interface in the process of transmitting and receiving notification, instruction, and confirmation messages with the client device. can do.
또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.In addition, the server device may read data from a memory unit or write new data to a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the client device.
또한, 하나의 서버 장치는 다수의 클라이언트 장치들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 장치들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.In addition, one server device may be connected to a plurality of client devices, and may be easily reconnected (or connected) with client devices by using bonding information.
상기 클라이언트 장치 (110)는 서버 장치에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.The client device 110 refers to a device that requests data information and data transmission from a server device.
클라이언트 장치는 상기 서버 장치로부터 알림 메시지, 지시 메시지 등을 통해 데이터를 수신하고, 지시 메시지를 상기 서버 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 지시 메시지에 대한 응답으로 확인 메시지를 보낸다.The client device receives data from the server device through a notification message, an instruction message, and the like, and when receiving an instruction message from the server device, sends a confirmation message in response to the instruction message.
상기 클라이언트 장치도 마찬가지로 상기 서버 장치와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해서 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해서 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.Similarly, the client device may provide information to the user through an output unit or receive an input from the user through an input unit in the process of transmitting and receiving messages with the server device.
또한, 상기 클라이언트 장치는 상기 서버 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.In addition, the client device may read data from a memory or write new data to a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the server device.
상기 서버 장치 및 클라이언트 장치의 출력부, 입력부 및 메모리 등과 같은 하드웨어 구성요소에 대해서는 도 2에서 구체적으로 살펴보기로 한다.Hardware components such as an output unit, an input unit, and a memory of the server device and the client device will be described in detail with reference to FIG. 2.
또한, 상기 무선 통신 시스템은 블루투스 기술을 통해 개인 영역 네트워킹(Personal Area Networking:PAN)을 구성할 수 있다. 일 예로, 상기 무선 통신 시스템에서는 디바이스 간 개인적인 피코넷(private piconet)을 확립함으로써 파일, 서류 등을 신속하고 안전하게 교환할 수 있다.In addition, the wireless communication system may configure Personal Area Networking (PAN) through Bluetooth technology. For example, in the wireless communication system, by establishing a private piconet between devices, files, documents, and the like can be exchanged quickly and securely.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.2 shows an example of an internal block diagram of a device to which the present invention can be applied.
도 2에 도시된 바와 같이, 서버 디바이스는 출력부(Display Unit, 111), 입력부(User Input Interface, 112), 전력 공급부(Power Supply Unit, 113), 프로세서(Processor, 114), 메모리(Memory Unit, 115), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 116), 다른 통신 인터페이스(Other Interface, 117) 및 통신부(또는 송수신부, 118)를 포함한다.As illustrated in FIG. 2, the server device may include an output unit 111, a user input interface 112, a power supply unit 113, a processor 114, and a memory unit. , 115), a Bluetooth interface 116, another communication interface 117, and a communication unit (or a transceiver unit 118).
상기 출력부(111), 입력부(112), 전력 공급부(113), 프로세서(114), 메모리(115), 블루투스 인터페이스(116), 다른 통신 인터페이스(117) 및 통신부(118)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.The output unit 111, the input unit 112, the power supply unit 113, the processor 114, the memory 115, the Bluetooth interface 116, the other communication interface 117 and the communication unit 118 are proposed herein. It is functionally linked to perform the method.
또한, 클라이언트 디바이스는 출력부(Display Unit, 121), 입력부(User Input Interface, 122), 전력 공급부(Power Supply Unit, 123), 프로세서(Processor, 124), 메모리(Memory Unit, 125), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 126) 및 통신부(또는 송수신부, 127)를 포함한다.In addition, the client device may include a display unit 121, a user input interface 122, a power supply unit 123, a processor 124, a memory unit 125, and a Bluetooth interface. (Bluetooth Interface) 126 and a communication unit (or a transceiver unit 127).
상기 출력부(121), 입력부(122), 전력 공급부(123), 프로세서(124), 메모리(125), 블루투스 인터페이스(126), 및 통신부(127)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.The output unit 121, the input unit 122, the power supply unit 123, the processor 124, the memory 125, the Bluetooth interface 126, and the communication unit 127 are used to perform the method proposed in this specification. Functionally connected
상기 블루투스 인터페이스(116,126)는 블루투스 기술을 이용하여 디바이스들 간의 요청/응답, 명령, 알림, 지시/확인 메시지 등 또는 데이터 전송이 가능한 유닛(또는 모듈)을 말한다.The Bluetooth interface 116, 126 refers to a unit (or module) capable of transmitting data or request / response, command, notification, indication / confirmation message, etc. between devices using Bluetooth technology.
상기 메모리(115,125)는 다양한 종류의 디바이스에 구현되는 유닛으로서, 다양한 종류의 데이터가 저장되는 유닛을 말한다.The memories 115 and 125 are units implemented in various types of devices and refer to units in which various kinds of data are stored.
상기 프로세서(114,124)는 서버 디바이스 또는 클라이언트 디바이스의 전반적인 동작을 제어하는 모듈을 말하며, 블루투스 인터페이스 및 다른 통신 인터페이스로 메시지를 전송 요청 및 수신받은 메시지를 처리하도록 제어한다.The processor 114, 124 refers to a module that controls the overall operation of the server device or the client device, and controls to process a message request and a received message through a Bluetooth interface and another communication interface.
상기 프로세서(114,124)는 제어부, 제어 유닛(Control Unit), 컨트롤러 등으로 표현될 수 있다.The processors 114 and 124 may be represented by a controller, a control unit, a controller, or the like.
상기 프로세서(114,124)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.The processors 114 and 124 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
상기 프로세서(114,124)는 서버 디바이스로부터 광고(Advertising) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스로 스캔 요청(Scan Request) 메시지를 전송하고, 상기 서버 디바이스로부터 상기 스캔 요청에 대한 응답으로 스캔 응답(Scan Response) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스와 블루투스 연결 설정을 위해 상기 서버 디바이스로 연결 요청(Connect Request) 메시지를 전송하도록 상기 통신부를 제어한다.The processor 114, 124 controls the communication unit to receive an advertising message from a server device, transmits a scan request message to the server device, and scans in response to the scan request from the server device. The communication unit controls the communication unit to receive a scan response message, and controls the communication unit to transmit a connect request message to the server device for establishing a Bluetooth connection with the server device.
또한, 상기 프로세서(114,124)는 상기 연결 절차를 통해 블루투스 LE 커넥션(Connection)이 형성된 이후, 상기 서버 디바이스로부터 속성 프로토콜을 이용하여 데이터를 읽어오거나(Read), 기록(Write)할 수 있도록 상기 통신부를 제어한다.The processor 114 and 124 may also read or write data from the server device using a property protocol after a Bluetooth LE connection is formed through the connection procedure. To control.
상기 메모리(115,125)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.The memories 115 and 125 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and / or other storage devices.
상기 통신부(118,127)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.The communication unit 118 and 127 may include a baseband circuit for processing a radio signal. When the embodiment is implemented in software, the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function. The module may be stored in memory and executed by a processor.
상기 메모리(115,125)는 프로세서(114,124) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(114,124)와 연결될 수 있다.The memories 115 and 125 may be inside or outside the processors 114 and 124, and may be connected to the processors 114 and 124 by various well-known means.
상기 출력부(111,121)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.The output units 111 and 121 refer to modules for providing device status information and message exchange information to a user through a screen.
상기 전력 공급부(전원 공급부, 113, 123)는 제어부의 제어 하에 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급해주는 모듈을 말한다.The power supply unit (power supply unit 113, 123) refers to a module for supplying power required for the operation of the components by receiving the external power, the internal power under the control of the controller.
앞에서 살핀 것처럼, BLE 기술에서는 작은 duty cycle을 가지며, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어, 상기 전력 공급부는 적은 출력 전력으로도(10mW(10dBm)이하) 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.As we saw earlier, BLE technology has a small duty cycle, and the low data rate can greatly reduce power consumption, so that the power supply is required for the operation of each component with less output power (10 mW (10 dBm or less)). Can supply power.
상기 입력부(112,122)는 화면 버튼과 같이 사용자의 입력을 제어부에게 제공하여 디바이스의 동작을 사용자가 제어할 수 있게 하는 모듈을 말한다.The input units 112 and 122 refer to a module that provides a user's input to the controller like a screen button so that the user can control the operation of the device.
도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.3 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
상기 도 3을 참조하면, 디바이스 A는 디바이스 B와 디바이스 C를 슬레이브(slave)로 가지는 피코넷(피코넷 A, 음영부분)에서 마스터(master)에 해당한다.Referring to FIG. 3, device A corresponds to a master in a piconet (piconet A, shaded portion) having device B and device C as slaves.
여기서, 피코넷(Piconet)이란, 다수의 디바이스들 중 어느 하나가 마스터이고, 나머지 디바이스들이 마스터 디바이스에 연결되어 있는 공유된 물리 채널을 점유하고 있는 디바이스들의 집합을 의미한다.Here, a piconet means a set of devices occupying a shared physical channel in which any one of a plurality of devices is a master and the remaining devices are connected to the master device.
BLE 슬레이브는 마스터 및 다른 슬레이브와 공통 물리 채널을 공유하지 않는다. 즉, 각각의 슬레이브는 별개의 물리 채널을 통해 마스터와 통신한다. 마스터 디바이스 F와 슬레이브 디바이스 G를 가지는 또 다른 피코넷(피코넷 F)이 있다.The BLE slave does not share a common physical channel with the master and other slaves. That is, each slave communicates with the master through a separate physical channel. There is another piconet (piconet F) with master device F and slave device G.
디바이스 K는 스캐터넷(scatternet K)에 있다. 여기서, 스캐터넷(scatternet)은 다른 피코넷들 간 연결이 존재하는 피코넷의 그룹을 의미한다.Device K is on scatternet K. Here, a scatternet means a group of piconets in which connections between other piconets exist.
디바이스 K는 디바이스 L의 마스터이면서, 디바이스 M의 슬레이브이다.Device K is a master of device L and a slave of device M.
디바이스 O 역시 스캐터넷(scatternet O)에 있다. 디바이스 O는 디바이스 P의 슬레이브이면서, 디바이스 Q의 슬레이브이다. Device O is also on scatternet O. Device O is a slave of device P and a slave of device Q.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 5개의 다른 디바이스 그룹들이 존재한다.As shown in FIG. 2 above, there are five different device groups.
1. 디바이스 D는 광고자(advertiser)이고, 디바이스 A는 개시자(initiator)이다(그룹 D).1. Device D is an advertiser and device A is an initiator (group D).
2. 디바이스 E는 스캐너(scanner)이며, 디바이스 C는 광고자이다(그룹 C).2. Device E is a scanner and device C is an advertiser (group C).
3. 디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너들이다(그룹 H).3. Device H is an advertiser and devices I and J are scanners (group H).
4. 디바이스 K 또한 광고자이며, 디바이스 N은 개시자이다(그룹 K).4. Device K is also an advertiser and device N is an initiator (group K).
5. 디바이스 R은 광고자이며, 디바이스 O는 개시자이다(그룹 R).5. Device R is the advertiser and device O is the initiator (group R).
디바이스 A와 B는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.Devices A and B use one BLE piconet physical channel.
디바이스 A와 C는 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.Devices A and C use another BLE piconet physical channel.
그룹 D에서, 디바이스 D는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고하며, 디바이스 A는 개시자이다. 디바이스 A는 디바이스 D와 연결을 형성할 수 있고, 피코넷 A로 디바이스를 추가할 수 있다.In group D, device D advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel, and device A is an initiator. Device A may establish a connection with device D and add the device to piconet A.
그룹 C에서, 디바이스 C는 스캐너 디바이스 E에 의해 캡쳐되는 광고 이벤트의 어떤 타입을 사용하여 광고 물리 채널 상으로 광고를 한다.In group C, device C advertises on the ad physical channel using some type of advertisement event captured by scanner device E.
그룹 D와 그룹 C는 충돌을 피하기 위해 서로 다른 광고 물리 채널을 사용하거나 다른 시간을 사용할 수 있다.Group D and Group C may use different advertising physical channels or use different times to avoid collisions.
피코넷 F에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 F와 G는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 F는 마스터이고, 디바이스 G는 슬레이브이다.Piconet F has one physical channel. Devices F and G use one BLE piconet physical channel. Device F is the master and device G is the slave.
그룹 H에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 H, I 및 J는 하나의 BLE 광고 물리 채널을 사용한다. 디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너이다.Group H has one physical channel. Devices H, I and J use one BLE advertising physical channel. Device H is an advertiser and devices I and J are scanners.
스캐터넷 K에서, 디바이스 K와 L은 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 K와 M은 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.In scatternet K, devices K and L use one BLE piconet physical channel. Devices K and M use another BLE piconet physical channel.
그룹 K에서, 디바이스 K는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 N은 개시자이다. 디바이스 N은 디바이스 K와 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 K는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.In group K, device K advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel, and device N is an initiator. Device N may form a connection with device K. Here, device K becomes a slave of two devices and simultaneously becomes a master of one device.
스캐터넷 O에서, 디바이스 O와 P는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 O와 Q는 또 다른 BLE 피코넷 물리채널을 사용한다.In scatternet O, devices O and P use one BLE piconet physical channel. Devices O and Q use another BLE piconet physical channel.
그룹 R에서, 디바이스 R은 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 O는 개시자이다. 디바이스 O는 디바이스 R과 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 O는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.In group R, device R advertises using an advertisement event connectable onto an advertising physical channel, and device O is an initiator. Device O may form a connection with device R. Here, device O becomes a slave of two devices and simultaneously becomes a master of one device.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.4 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the present invention can be applied.
상기 도 4을 참고하면, 상기 도 4의 (a)는 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타내며, (b)는 블루투스 LE(Low Energy)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸다.Referring to FIG. 4, (a) of FIG. 4 shows an example of a protocol stack of Bluetooth Basic Rate (BR) / Enhanced Data Rate (EDR), and (b) shows a protocol stack of Bluetooth Low Energy (LE). An example is shown.
구체적으로, 상기 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 블루투스 BR/EDR 프로토콜 스택은 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI, 18)를 기준으로 상부의 컨트롤러 스택(Controller stack, 10)과 하부의 호스트 스택(Host Stack, 20)을 포함할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 4A, the Bluetooth BR / EDR protocol stack has an upper controller stack 10 and a lower controller stack based on a host controller interface (HCI) 18. It may include a host stack (20) of.
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈)(20)은 2.4GHz의 블루투스 신호를 받는 무선 송수신 모듈과 블루투스 패킷을 전송하거나 수신하기 위한 하드웨어를 말하며, 상기 컨트롤러 스택(10)인 블루투스 모듈과 연결되어 블루투스 모듈을 제어하고 동작을 수행한다.The host stack (or host module) 20 refers to a wireless transceiver module for receiving a 2.4 GHz Bluetooth signal and hardware for transmitting or receiving a Bluetooth packet. The host stack (or host module) 20 is connected to a Bluetooth module which is the controller stack 10 to connect a Bluetooth module. Control and perform actions.
상기 호스트 스택(20)은 BR/EDR PHY 계층(12), BR/EDR Baseband 계층(14), 링크 매니저 계층(Link Manager, 16)을 포함할 수 있다.The host stack 20 may include a BR / EDR PHY layer 12, a BR / EDR baseband layer 14, and a link manager layer 16.
상기 BR/EDR PHY 계층(12)은 2.4GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로, GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation을 사용하는 경우 79 개의 RF 채널을 hopping 하여 데이터를 전송할 수 있다.The BR / EDR PHY layer 12 is a layer for transmitting / receiving a 2.4 GHz radio signal and may transmit data by hopping 79 RF channels when using Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation.
상기 BR/EDR Baseband 계층(14)은 Digital Signal을 전송하는 역할을 담당하며, 초당 1400번 hopping 하는 채널 시퀀스를 선택하며, 각 채널 별 625us 길이의 time slot을 전송한다.The BR / EDR baseband layer 14 plays a role of transmitting a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a 625us length time slot for each channel.
상기 링크 매니저 계층(16)은 LMP(Link Manager Protocol)을 활용하여 Bluetooth Connection의 전반적인 동작(link setup, control, security)을 제어한다.The link manager layer 16 controls the overall operation (link setup, control, security) of the Bluetooth connection by using a link manager protocol (LMP).
상기 링크 매니저 계층(16)은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.The link manager layer 16 may perform the following functions.
- ACL/SCO logical transport, logical link setup 및 control을 한다.ACL / SCO logical transport, logical link setup and control
- Detach: connection을 중단하고, 중단 이유를 상대 디바이스에게 알려준다. Detach: Stops the connection and tells the other device why.
- Power control 및 Role switch를 한다.-Perform power control and role switch.
- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.-Perform Security (authentication, pairing, encryption) function.
상기 호스트 컨트롤러 인터페이스 계층(18)은 Host 모듈과 Controller 모듈 사이의 인터페이스 제공하여 Host 가 command와 Data를 Controller에게 제공하게 하며, Controller가 event와 Data를 Host에게 제공할 수 있도록 해준다.The host controller interface layer 18 provides an interface between the host module and the controller module so that the host can provide commands and data to the controller, and the controller can provide events and data to the host.
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈, 20)은 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21), 속성 프로토콜(Protocol, 22), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 23), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 24), BR/EDR 프로파일(25)을 포함한다.The host stack (or host module) 20 may include a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21), an attribute protocol (Protocol, 22), a generic attribute profile (GATT, 23), and a generic access profile. Profile, GAP, 24), BR / EDR profile 25.
상기 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21)은 특정 프로토콜 또는 포로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.The logical link control and adaptation protocol (L2CAP) 21 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
상기 L2CAP(21)은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있다.The L2CAP 21 may multiplex various protocols, profiles, etc. provided by a higher layer of Bluetooth.
블루투스 BR/EDR의 L2CAP에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control을 제공한다.L2CAP of Bluetooth BR / EDR uses dynamic channel, supports protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, and provides segmentation, reassembly, per-channel flow control, and error control.
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 23)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(22)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(23)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.The generic attribute profile (GATT) 23 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 22 is used in the construction of services. For example, the general attribute profile 23 may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with the services.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(23) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 22)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.Thus, the generic attribute profile 23 and the attribute protocol ATT 22 may use features to describe the state and services of a device and to describe how features relate to each other and how they are used.
상기 속성 프로토콜(22) 및 BR/EDR 프로파일(25)은 블루트스 BR/EDR를 이용하는 서비스 (또는 프로파일)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의하며, 상기 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 24)은 디바이스 발견, 연결, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, privacy를 제공한다.The attribute protocol 22 and the BR / EDR profile 25 define a service (or profile) using Bluet's BR / EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the Generic Access Profile , GAP, 24) define how devices are discovered, connected, and informed, and provide privacy.
상기 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 블루투스 LE 프로토콜 스택은 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작 가능한 컨트롤러 스택(Controller stack, 30)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작 가능한 호스트 스택(Host stack, 40)을 포함한다.As shown in FIG. 4B, the Bluetooth LE protocol stack is a controller stack 30 operable to handle timing-critical radio interface and a host operable to process high level data. It contains a stack (Host stack, 40).
먼저, 컨트롤러 스택(30)은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.First, the controller stack 30 may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth radio, for example, a processor module that may include a processing device such as a microprocessor.
호스트 스택은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(package)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.The host stack may be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instance of a package on the OS.
일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.In some instances, the controller stack and the host stack can be operated or executed on the same processing device in the processor module.
상기 컨트롤러 스택(30)은 물리 계층(Physical Layer, PHY, 32), 링크 레이어(Link Layer, 34) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, 36)를 포함한다.The controller stack 30 includes a physical layer (PHY) 32, a link layer 34, and a host controller interface 36.
상기 물리 계층(PHY, 무선 송수신 모듈, 32)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.The physical layer (PHY) 32 is a layer that transmits and receives a 2.4 GHz radio signal and uses GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation and a frequency hopping technique composed of 40 RF channels.
블루투스 패킷을 전송하거나 수신하는 역할을 하는 상기 링크 레이어(34)는 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 257bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.The link layer 34, which transmits or receives a Bluetooth packet, creates a connection between devices after performing advertising and scanning functions using three advertising channels, and generates up to 257 bytes of data packets through 37 data channels. Provides the ability to send and receive.
상기 호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile, 40), 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 41), 보안 매니저(Security Manager, SM, 42), 속성 프로토콜(Attribute Protocol, ATT, 440), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 44), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, 25), LE 프로파일(46)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 호스트 스택(40)은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.The host stack includes a generic access profile (GAP) 40, a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 41), a security manager (SM, 42), an attribute protocol (ATT, 440), and a general attribute profile. (Generic Attribute Profile, GATT, 44), Generic Access Profile (25), LE profile (46) may be included. However, the host stack 40 is not limited to this and may include various protocols and profiles.
호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다. The host stack uses L2CAP to multiplex the various protocols, profiles, etc. provided by Bluetooth.
먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.First, L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol) 41 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
상기 L2CAP(41)은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.The L2CAP 41 may be operable to multiplex data among higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
블루투스 LE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 사용한다.Bluetooth LE uses three fixed channels (one for the signaling channel, one for the Security Manager, and one for the Attribute protocol).
반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다. On the other hand, BR / EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) uses dynamic channels and supports protocol service multiplexer, retransmission, and streaming mode.
SM(Security Manager, 42)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.The SM (Security Manager) 42 is a protocol for authenticating a device and providing key distribution.
ATT(Attribute Protocol, 43)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 아래의 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.Attribute Protocol (ATT) 43 defines a rule for accessing data of a counterpart device in a server-client structure. ATT has six message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
① Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.① Request and Response message: The Request message is a message for requesting specific information from the client device to the server device, and the Response message is a response message to the request message, which is a message transmitted from the server device to the client device.
② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다. ② 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.
③ Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.③ Notification message: This message is sent from the server device to the client device for notification such as an event. The client device does not transmit a confirmation message for the notification message to the server device.
④ Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지(Confirm message)를 서버 디바이스로 전송한다.④ Indication and Confirm message: This message is transmitted from the server device to the client device for notification such as an event. Unlike the notification message, the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device.
본 발명은 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)을 사용하는 GATT 프로파일에서 긴 데이터 요청 시 데이터 길이에 대한 값을 전송하여 클라이언트가 데이터 길이를 명확히 알 수 있게 하며, UUID를 이용하여 서버로부터 특성(Characteristic) 값을 전송 받을 수 있다.The present invention transmits a value for the data length when a long data request is made in the GATT profile using the attribute protocol (ATT, 43) so that the client can know the data length clearly, and from the server using the UUID (Characteristic) Can receive the value.
상기 일반 접근 프로파일(GAP, 45)은 블루투스 LE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, 블루투스 LE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.The General Access Profile (GAP) 45 is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology, and is used to control role selection and multi-profile operation for communication between Bluetooth LE devices.
또한, 상기 일반 접근 프로파일(45)은 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.In addition, the general access profile 45 is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, and defines a method of providing information to a user, and defines the type of an attribute as follows.
① Service: 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의① Service: Defines the basic behavior of the device with a combination of behaviors related to data.
② Include: 서비스 사이의 관계를 정의② Include: Define the relationship between services
③ Characteristics: 서비스에서 사용되는 data 값③ Characteristics: data value used in service
④ Behavior: UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷Behavior: A computer readable format defined by UUID (Universal Unique Identifier, value type).
상기 LE 프로파일(46)은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 블루투스 LE 디바이스에 적용된다. LE 프로파일(46)은 예를 들면, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service 등이 있을 수 있으며, GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.The LE profile 46 is mainly applied to a Bluetooth LE device as profiles having a dependency on GATT. The LE profile 46 may be, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, and the like. Details of GATT-based Profiles are as follows.
① Battery: 배터리 정보 교환 방법 ① Battery: How to exchange battery information
② Time: 시간 정보 교환 방법 ② Time: How to exchange time information
③ FindMe: 거리에 따른 알람 서비스 제공 ③ FindMe: Provides alarm service according to distance
④ Proximity: 배터리 정보 교환 방법 ④ Proximity: How to exchange battery information
⑤ Time: 시간 정보 교환 방법 ⑤ Time: How to exchange time information
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 44)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(43)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(44)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.The generic attribute profile GATT 44 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 43 is used in the construction of services. For example, the generic attribute profile 44 may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with the services.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(44) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.Thus, the generic attribute profile 44 and the attribute protocol (ATT, 43) may use features to describe the state and services of a device, and how features relate to each other and how they are used.
이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.In the following, the procedure of the Bluetooth Low Energy (BLE) technology will be briefly described.
BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.The BLE procedure may be classified into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, a connecting procedure, and the like.
디바이스device 필터링Filter 절차(Device Filtering Procedure) Device Filtering Procedure
디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.The device filtering procedure is a method for reducing the number of devices performing a response to a request, an indication, a notification, and the like in the controller stack.
모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.When all devices receive a request, it is unnecessary to respond to it, so the controller stack can control the number of requests sent, reducing power consumption in the BLE controller stack.
광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.The advertising device or scanning device may perform the device filtering procedure to limit the device receiving the advertising packet, scan request or connection request.
여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.Here, the advertising device refers to a device that transmits an advertising event, that is, performs an advertisement, and is also referred to as an advertiser.
스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.The scanning device refers to a device that performs scanning and a device that transmits a scan request.
BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.In BLE, when the scanning device receives some advertising packets from the advertising device, the scanning device should send a scan request to the advertising device.
하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.However, if a device filtering procedure is used so that a scan request transmission is unnecessary, the scanning device may ignore the advertisement packets transmitted from the advertisement device.
연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.The device filtering procedure may also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is not necessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.
광고 절차(Advertising Procedure)Advertising Procedure
광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.The advertising device performs an advertising procedure to perform a non-directional broadcast to the devices in the area.
여기서, 비지향성의 브로드캐스트(Undirected Advertising)는 특정 디바이스를 향한 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 디바이스를 향한 광고(Advertising)이며, 모든 디바이스가 광고(Advertising)을 스캔(Scan)하여 추가 정보 요청이나 연결 요청을 할 수 있다.Here, undirected advertising is advertising directed to all (all) devices, not broadcast to a specific device, and all devices scan advertising to request additional information. You can make a connection request.
이와 달리, 지향성 브로드캐스트(Directed advertising)는 수신 디바이스로 지정된 디바이스만 광고(Advertising)을 스캔(Scan)하여 추가 정보 요청이나 연결 요청을 할 수 있다.On the contrary, in the directed advertising, only the device designated as the receiving device can scan an advertising and request an additional information or a connection request.
광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.The advertising procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.
또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다. Alternatively, the advertising procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to the scanning devices that are listening on the advertising channel.
광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.In the advertising process, all advertisements (or advertisement events) are broadcast over an advertising physical channel.
광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다. The advertising devices may receive a scan request from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertising device. The advertising device transmits a response to the scan request to the device that sent the scan request through the same advertising physical channel as the received advertising physical channel.
광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.Broadcast user data sent as part of an advertisement packet is dynamic data, while scan response data is generally static data.
광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.The advertising device may receive a connection request from the initiating device on the advertising (broadcast) physical channel. If the advertising device used a connectable advertising event and the initiating device was not filtered by the device filtering procedure, the advertising device stops the advertising and enters the connected mode. The advertising device may start advertising again after the connected mode.
스캐닝 절차(Scanning Procedure)Scanning Procedure
스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.The device performing the scanning, i.e., the scanning device, performs a scanning procedure to listen to the non-directional broadcast of the user data from the advertising devices using the advertising physical channel.
스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 사용자 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.The scanning device sends a scan request to the advertising device via the advertising physical channel to request additional user data from the advertising device. The advertising device transmits a scan response that is a response to the scan request, including additional user data requested by the scanning device over the advertising physical channel.
상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.The scanning procedure can be used while connected to other BLE devices in the BLE piconet.
만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.If the scanning device is in an initiator mode that can receive the broadcasted advertising event and initiate a connection request, the scanning device sends the connection request to the advertising device via the advertising physical channel to the advertising device. You can start a Bluetooth connection with.
스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.When the scanning device sends a connection request to the advertising device, the scanning device stops initiator mode scanning for further broadcast and enters the connected mode.
디스커버링Discovery 절차(Discovering Procedure) Discovery Procedure
블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, ‘블루투스 디바이스’라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter referred to as "Bluetooth devices") perform an advertisement procedure and a scanning procedure to find devices that are nearby or to be found by other devices within a given area.
디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.The discovery procedure is performed asymmetrically. A Bluetooth device that attempts to find another device around it is called a discovering device and listens for devices that advertise a scannable advertisement event. Bluetooth devices discovered and available from other devices are referred to as discoverable devices, and actively broadcast advertising events so that other devices can scan through an advertising (broadcast) physical channel.
디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.Both the discovering device and the discoverable device may already be connected with other Bluetooth devices in the piconet.
연결 절차(Connecting Procedure)Connecting Procedure
연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.The connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires the other Bluetooth device to perform the scanning procedure while the specific Bluetooth device performs the advertisement procedure.
즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.That is, the advertising procedure can be the goal, so that only one device will respond to the advertising. After receiving the accessible advertising event from the advertising device, the connection may be initiated by sending a connection request to the advertising device via the advertising (broadcast) physical channel.
다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.Next, an operation state of the BLE technology, that is, an advertising state, a scanning state, an initiating state, and a connection state will be briefly described.
광고 상태(Advertising State)Advertising State
링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(Packet Data Unit)들을 전송한다.The link layer LL enters the advertisement state by the instruction of the host (stack). If the link layer is in the advertisement state, the link layer sends advertisement packet data units (PDUs) in the advertisement events.
각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.Each advertising event consists of at least one advertising PDU, which is transmitted via the advertising channel indexes used. The advertisement event may terminate when the advertisement PDU is transmitted through each of the advertisement channel indexes used, or may terminate the advertisement event earlier when the advertisement device needs to make space for performing another function.
스캐닝 상태(Scanning State)Scanning State
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다. The link layer enters the scanning state by the indication of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertising channel indices.
스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning, each scanning type being determined by the host.
스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.There is no separate time or advertisement channel index for performing scanning.
스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.During the scanning state, the link layer listens for the advertising channel index during the scanWindow duration. ScanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.
링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.If there is no scheduling conflict, the link layer must listen for completion of all scan intervals in the scan window as instructed by the host. In each scan window, the link layer must scan a different advertising channel index. The link layer uses all available advertising channel indexes.
수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.When passive scanning, the link layer only receives packets and does not transmit any packets.
능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.When active scanning, the link layer performs listening to rely on the advertising PDU type, which may request advertising PDUs and additional information related to the advertising device from the advertising device.
개시 상태(Initiating State)Initiating State
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.The link layer enters the initiation state by the indication of the host (stack).
링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.When the link layer is in the initiating state, the link layer performs listening for the advertising channel indexes.
개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.During the initiation state, the link layer listens for the advertising channel index during the scan window period.
연결 상태(connection state)Connection state
링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.The link layer enters the connected state when the device performing the connection request, i.e., the initiating device, sends the CONNECT_REQ PDU to the advertising device or when the advertising device receives the CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.After entering the connected state, the connection is considered to be created. However, it does not need to be considered to be established at the time the connection enters the connected state. The only difference between the newly created connection and the established connection is the link layer connection supervision timeout value.
두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.When two devices are connected, the two devices act in different roles.
마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.The link layer that performs the master role is called a master, and the link layer that performs the slave role is called a slave. The master controls the timing of the connection event, and the connection event is the point in time when the master and the slave are synchronized.
이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.Hereinafter, the packet defined in the Bluetooth interface will be briefly described. BLE devices use the packets defined below.
패킷 포맷(Packet Format)Packet Format
링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.The link layer has only one packet format used for both advertisement channel packets and data channel packets.
각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.Each packet consists of four fields: Preamble, Access Address, PDU, and CRC.
하나의 패킷이 광고 물리 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 물리 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.When one packet is sent on an advertising physical channel, the PDU will be an advertising channel PDU, and when one packet is sent on a data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
광고 채널 Advertising channel PDUPDU (Advertising Channel (Advertising Channel PDUPDU ))
광고 채널 PDU(Packet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.The advertising channel PDU (Packet Data Unit) has a 16-bit header and payloads of various sizes.
헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 1에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.The PDU type field of the advertising channel PDU included in the header indicates a PDU type as defined in Table 1 below.
Figure PCTKR2016002949-appb-T000001
Figure PCTKR2016002949-appb-T000001
광고 Advertising PDUPDU (Advertising (Advertising PDUPDU ))
아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.The following advertising channel PDU types are called advertising PDUs and are used in specific events.
ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_IND: Connectable Non-Oriented Ads Event
ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트ADV_DIRECT_IND: Connectable Directional Advertising Event
ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트ADV_NONCONN_IND: Non-Connectable Non-Oriented Ads Event
ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_SCAN_IND: Scannable Non-Oriented Ads Event
상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.The PDUs are transmitted at the link layer in the advertisement state and received by the link layer in the scanning state or initiating state.
스캐닝 scanning PDUPDU (Scanning (Scanning PDUPDU ))
아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.The advertising channel PDU type below is called a scanning PDU and is used in the state described below.
SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_REQ: Sent by the link layer in the scanning state and received by the link layer in the advertising state.
SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_RSP: Sent by the link layer in the advertising state and received by the link layer in the scanning state.
개시 Start PDUPDU (Initiating (Initiating PDUPDU ))
아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.The advertising channel PDU type below is called the initiating PDU.
CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.CONNECT_REQ: Sent by the link layer in the initiating state and received by the link layer in the advertising state.
데이터 채널 Data channel PDUPDU (Data Channel (Data Channel PDUPDU ))
데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check:MIC) 필드를 포함할 수 있다.The data channel PDU has a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a message integrity check (MIC) field.
앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.As described above, the procedure, state, packet format, etc. in the BLE technology may be applied to perform the methods proposed herein.
도 5는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)기반 프로파일(Profile)의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.5 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) based profile of Bluetooth low power energy.
상기 도 5를 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.Referring to FIG. 5, a structure for exchanging profile data of Bluetooth low power energy may be described.
구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고 받는 방법을 정의한 것이다.In detail, the GATT (Generic Attribute Profile) defines a method of exchanging data using services and characteristics between Bluetooth LE devices.
일반적으로, 페리페럴(Peripheral) 장치(예를 들면, 센서 장치)가 GATT 서버(Server)역할을 하며, 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 대한 정의를 가지고 있다.In general, a peripheral device (for example, a sensor device) serves as a GATT server, and has a definition of a service and a characteristic.
데이터를 읽거나 쓰기 위해서 GATT 클라이언트는 GATT 서버로 데이터 요청을 보내게 되며, 모든 동작(Transaction)은 GATT client에서 시작되어 GATT 서버로부터 응답을 받게 된다.To read or write data, the GATT client sends a data request to the GATT server, and all transactions begin at the GATT client and receive a response from the GATT server.
블루투스 LE에서 사용하는 GATT 기반 동작구조는 프로파일(Profile), 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 기초하며, 상기 도 5와 같은 수직 구조를 이룰 수 있다.The GATT-based operating structure used in the Bluetooth LE is based on Profile, Service, and Characteristic, and may form a vertical structure as shown in FIG. 5.
상기 프로파일(Profile) 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.The profile consists of one or more services, and the service may consist of one or more features or other services.
상기 서비스(Service)는 데이터를 논리적인 단위로 나누는 역할을 하며 하나 이상의 특성(Characteristic) 또는 다른 서비스들을 포함하고 있을 수 있다. 각 서비스는 UUID(Universal Unique Identifier)라 불리는 16bit 또는 128bit의 구분자를 가지고 있다.The service divides data into logical units and may include one or more characteristics or other services. Each service has a 16-bit or 128-bit identifier called the Universal Unique Identifier (UUID).
상기 특성(Characteristic)은 GATT 기반 동작 구조에서 가장 하위 단위이다. 상기 특성은 단 하나의 데이터를 포함하며, 상기 서비스와 유사하게 16 bit 또는 128 bit의 UUID를 가지고 있다.The characteristic is the lowest unit in the GATT based operation structure. The property contains only one data and has a UUID of 16 bits or 128 bits similar to the service.
상기 특성은 여러 가지 정보들의 값으로 정의되고, 각각의 정보를 담기 위해서 속성(Attribute) 하나씩을 필요로 한다. 상기 특성 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.The property is defined as a value of various pieces of information and requires one attribute to contain each piece of information. Multiple properties of the above properties can be used.
상기 속성(Attribute)는 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 가진다.The attribute consists of four components and has the following meaning.
- handle: 속성의 주소handle: the address of the property
- Type: 속성의 유형Type: the type of the attribute
- Value: 속성의 값Value: the value of the property
- Permission: 속성에 대한 접근 권한Permission: permission to the property
하지만, 블루투스 LE는 무선 전송의 특성상 링크 품질이 가변적이며 1대 1연결 특성상 무선 전파 거리를 초과하는 음영 지역이 발생할 수 있다. 따라서, 이런 문제점을 해결 하기 위해서 블루투스는 여러 기기간에 멀티 홉 연결을 통한 제어를 하기 위한 방안으로 블루투스가 탑재된 디바이스들로 메쉬 네트워크(mesh network)를 형성할 수 있다.However, Bluetooth LE has a variable link quality due to the characteristics of wireless transmission, and may cause a shadow area exceeding the radio propagation distance due to the one-to-one connection characteristic. Therefore, in order to solve such a problem, Bluetooth can form a mesh network with devices equipped with Bluetooth as a method for controlling a multi-hop connection between multiple devices.
도 6은 블루투스 저전력 에너지의 디바이스간 연결 절차의 일 예를 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an example of a device-to-device connection procedure of Bluetooth low power energy.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 서버 디바이스(110)와 클라이언트 디바이스(120)간 블루투스 LE 연결을 위해서 상기 서버 디바이스(110)는 상기 클라이언트 디바이스(120)에게 광고 메시지(Advertising Message)를 전송한다(S6010).As shown in FIG. 6, the server device 110 transmits an advertising message to the client device 120 for a Bluetooth LE connection between the server device 110 and the client device 120 ( S6010).
상기 광고 메시지는 앞에서 살펴본 바와 같이, 블루투스 LE를 활용해서 자신의 정보를 다른 디바이스에게 제공하기 위해 사용되며, 디바이스가 제공하는 서비스 정보, 사용자 정보 등 다양한 정보가 포함될 수 있다.As described above, the advertisement message is used to provide its own information to other devices using Bluetooth LE, and may include various information such as service information and user information provided by the device.
상기 클라이언트 디바이스(120)는 상기 서버 디바이스(110)가 전송한 상기 광고 메시지에 포함된 정보를 확인 후, 상기 서버 디바이스에 대한 추가적인 정보가 필요한 경우, 상기 서버 디바이스에게 스캔 요청 메시지를 전송할 수 있다(S6020).After checking the information included in the advertisement message transmitted from the server device 110, the client device 120 may transmit a scan request message to the server device when additional information about the server device is needed ( S6020).
상기 서버 디바이스(110)는, 상기 클라이언트로부터 스캔 요청 메시지를 수신하면, 요청 받은 추가 정보를 스캔 응답 메시지에 포함하여 상기 클라이언트 디바이스(120)로 전송한다(S6030).When the server device 110 receives the scan request message from the client, the server device 110 includes the requested additional information in the scan response message and transmits it to the client device 120 (S6030).
상기 단계(S6020), 및 상기 단계(S6030)은 선택적인 단계로써, 필수적인 단계는 아니다.The step S6020 and the step S6030 are optional steps and are not essential steps.
상기 클라이언트 디바이스(120)는 상기 서버 디바이스로부터 전송된 광고 메시지, 및/또는 스캔 응답 메시지에 포함된 정보를 기초로, 상기 서버 디바이스(110)가 연결하고자 하는 디바이스인 경우, 상기 서버 디바이스(110)로 연결을 위한 연결 요청 메시지를 전송한다(S6040).When the server device 110 is a device to which the client device 120 is to be connected, based on the information included in the advertisement message and / or the scan response message transmitted from the server device, the server device 110 The connection request message for the connection is transmitted (S6040).
이후, 상기 서버 디바이스(110)와 상기 클라이언트 디바이스(120)는 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션을 형성하게 된다(S6030).Thereafter, the server device 110 and the client device 120 form a Bluetooth Low Energy (LE) connection (S6030).
이와 같은 절차를 통해서 블루투스 디바이스들은 블루투스 LE 연결을 형성할 수 있다.This procedure allows Bluetooth devices to form a Bluetooth LE connection.
이하, 메쉬 네트워크에 대해 살펴보도록 한다.Hereinafter, the mesh network will be described.
도 7 은 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)의 일 예를 나타낸 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating an example of a Bluetooth mesh network to which the present invention may be applied.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 메쉬 네트워크는 다수의 디바이스들이 블루투스를 통해서 그물망처럼 연결되어 데이터를 송수신할 수 있는 네트워크를 말한다.As shown in FIG. 7, the mesh network refers to a network in which a plurality of devices are connected like a network through Bluetooth to transmit and receive data.
블루투스 메쉬 네트워크 기술은 데이터를 전송하는 소스 디바이스(200-1)와 데이터를 수신하는 데스티네이션 디바이스(200-2) 중간에 메시지를 중계(또는 릴레이)하는 하나 또는 그 이상의 디바이스들이 존재한다.The Bluetooth mesh network technology includes one or more devices for relaying (or relaying) a message between a source device 200-1 transmitting data and a destination device 200-2 receiving data.
이때, 소스 디바이스 및 데스티네이션 디바이스는 엣지 노드(Edge node, 200-1, 200-2)로 호칭될 수 있으며, 중간에 메시지를 중계하는 하나 또는 그 이상의 디바이스들은 메시지를 릴레이하는 릴레이 노드(Relay node)로 호칭될 수 있다.In this case, the source device and the destination device may be referred to as edge nodes 200-1 and 200-2, and one or more devices relaying messages in the middle may relay relay messages. ) May be called.
또는, 위치가 쉽게 변경되는 디바이스, 즉, 이동성을 가진 디바이스(200-1, 200-2) 및 초기에 설치된 상태에서 이동성 없이 고정된 디바이스들로 구성될 수 있다.Alternatively, the device may be configured as a device whose position is easily changed, that is, a device 200-1 and 200-2 having mobility and fixed devices without mobility in an initially installed state.
각 릴레이 노드들은 최근에 수신한 메시지의 메시지 캐시(message cache)를 포함하고 있다. 만약 수신된 메시지가 이미 메시지 캐시에 존재하는 경우, 상기 메시지는 릴레이 되지 않는다.Each relay node contains a message cache of recently received messages. If the received message already exists in the message cache, the message is not relayed.
하지만, 상기 수신된 메시지가 메시지 캐시에 존재하지 않는 다면, 메시지는 릴레이 되고, 메시지는 메시지 캐시에 저장되게 된다.However, if the received message is not in the message cache, the message is relayed and the message is stored in the message cache.
엣지 노드는 일반적으로 배터리를 통해서 전력을 공급 받고, 평소에는 슬립 상태로 존재하다가 상호 작용 또는 주기적으로 깨어날 수 있다. Edge nodes are usually powered by a battery and can normally sleep and then wake up or interact periodically.
상기 엣지 노드는 아래의 조건을 만족하면 수신된 메시지를 처리할 수 있다.The edge node can process the received message if the following conditions are met.
- 메시지가 메시지 캐시에 존재하지 않음.-The message does not exist in the message cache.
- 메시지가 알려진 네트워크 키에 의해서 인증됨.The message is authenticated by a known network key.
- 메시지의 목적지가 상기 엣지 노드의 유니 캐스트 주소 이거나, 브로드캐스트 주소 또는 그룹 주소가 상기 엣지 노드가 속해 있는 곳의 주소인 경우.The destination of the message is the unicast address of the edge node, or the broadcast address or group address is the address to which the edge node belongs.
릴레이 노드는 일반적으로 메인 파워를 공급 받는 디바이스로써, 항상 깨어 있으며, 다른 노드들을 위해서 수신한 데이터를 전송할 수 있다.Relay nodes are usually mains powered devices that are always awake and can transmit data they receive for other nodes.
릴레이 노드는 아래의 조건을 만족하면 수신한 메시지를 다른 노드로 재 전송할 수 있다.The relay node may retransmit the received message to another node if the following conditions are met.
- 메시지가 메시지 캐시에 존재하지 않음.-The message does not exist in the message cache.
- 메시지가 알려진 네트워크 키에 의해서 인증됨.The message is authenticated by a known network key.
- 메시지의 릴레이 여부를 나타내는 필드(예를 들면, 릴레이 횟수 값)가 릴레이를 허용하는 값인 경우.A field indicating whether or not the message is relayed (e.g., relay count value) is a value that allows relaying.
- 목적지 주소가 상기 릴레이 노드에게 할당된 유니 캐스트 주소가 아닌 경우.The destination address is not a unicast address assigned to the relay node.
블루투스 메쉬 네트워크에서는 릴레이 노드들(200-3, 200-4)의 데이터 전송 방식에 따라 플로딩(flooding) 방식과 라우팅(routing) 방식으로 구분할 수 있다.In the Bluetooth mesh network, the data may be classified into a floating method and a routing method according to a data transmission method of the relay nodes 200-3 and 200-4.
상기 플로딩 방식은 무선 전파가 공기 중에서 사방으로 퍼지는 특성을 이용하여 메시지를 수신하는 릴레이 노드들이 이를 다시 공기 중에 쏘는 방식을 말한다.The floating method refers to a method in which relay nodes receiving a message shoot the air again in the air by using a property in which radio waves spread in all directions in the air.
즉, 소스 디바이스(200-1)가 브로드캐스트 채널들을 통해서 메시지를 릴레이 노드들(200-3, 200-4)로 전송하고, 이를 수신한 릴레이 노드들은 상기 메시지를 다시 인접 릴레이 노드들로 전송하여 데스티네이션 디바이스(200-2)로 전송하는 방식을 말한다.That is, the source device 200-1 transmits a message to the relay nodes 200-3 and 200-4 through broadcast channels, and the relay nodes receiving the message transmit the message to neighboring relay nodes again. The transmission method to the destination device 200-2.
상기 플로딩 방식에서는 메시지의 수신 및 재전송을 위해서 브로드캐스팅 채널을 사용하며, 메시지의 전송범위를 확장 시켜줄 수 있다.In the floating scheme, a broadcasting channel is used to receive and retransmit a message, and the transmission range of the message can be extended.
상기 플로딩 기법의 메쉬 네트워크는 동적 네트워크로써, 상기 플로딩 방식의 메쉬 네트워크에서 디바이스는 어느 때라도 디바이스의 밀도(density)가 만족하는 한 메시지를 수신하고 전송(또는 재 전송)하는 것이 가능할 수 있다.The mesh network of the floating scheme is a dynamic network, and in the floating mesh network, a device may be able to receive and transmit (or retransmit) a message at any time as long as the device's density is satisfied.
상기 플로딩 기법은 구현이 쉽다는 장점이 있지만 메시지들이 방향성이 없이 전송되기 때문에 네트워크가 확장될수록 확장성 문제가 발생할 수 있다.Although the floating scheme has an advantage of being easy to implement, since a message is transmitted without direction, scalability problems may occur as the network expands.
즉, 상기 플로딩 방식의 메쉬 네트워크는 디바이스가 메시지를 전송하면 다수의 디바이스들이 상기 메시지를 수신하고, 수신된 메시지를 다시 또 다른 다수의 디바이스들에게 전송한다.That is, in the floating mesh network, when a device transmits a message, a plurality of devices receive the message and transmit the received message to another plurality of devices.
이를 방지 하기 위해서, 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 숫자는 100개에서 1000개 사이로 조절될 수 있으며, 정확한 디바이스들의 숫자는 여러가지 요소에 의해서 결정될 수 있다.To prevent this, the number of devices constituting the mesh network can be adjusted between 100 and 1000, and the exact number of devices can be determined by various factors.
예를 들면, 네트워크 커패시티, 데이터 소스들의 트래픽 부하, 네트워크의 Latency 및 신뢰성 요구사항 등에 의해서 결정될 수 있다.For example, it may be determined by network capacity, traffic load of data sources, network latency and reliability requirements, and the like.
또한, 플로딩 방식은 라우팅 방식과 다르게 라우팅 테이블의 구축 비용 없이 쉽게 메시지의 전달이 가능하지만, 메시지를 받은 릴레이 디바이스들 모두가 다시 전송 받은 메시지를 재 전송하는 특성으로 인하여 네트워크 트래픽을 증가시키는 단점이 존재한다.In addition, unlike the routing method, the floating method can easily deliver a message without the cost of establishing a routing table. However, the floating method increases network traffic due to the retransmission of the received message. exist.
상기 라우팅 방식은 소스 디바이스(200-1)는 특정 릴레이 노드로 메시지를 전송하고, 이를 수신한 상기 특정 릴레이 노드는 메시지를 재 전송할 다른 릴레이 노드 또는 데스티네이션 노드(200-2)의 정보를 가지고 메시지를 전송하게 된다.In the routing scheme, the source device 200-1 transmits a message to a specific relay node, and the specific relay node which has received the message has information of another relay node or destination node 200-2 to resend the message. Will be sent.
상기 라우팅 방식은 메시지의 수신 및 재전송을 위해서 브로드캐스팅 채널 또는 Point-to-Point 연결 방식을 사용한다.The routing method uses a broadcasting channel or a point-to-point connection method for receiving and retransmitting a message.
또한, 상기 라우팅 방식에서 메시지를 수신한 라우팅 디바이스는 중간 디바이스 또는 목적지 디바이스로 상기 메시지를 전송하기 위한 가장 최선의 라우팅 루트(들)를 결정하고, 결정된 라우팅 테이블에 기초하여 메시지를 어떤 루트로 전송할지 여부를 결정한다.In addition, in the routing scheme, the routing device receiving the message determines the best routing route (s) for sending the message to an intermediate device or a destination device, and to which route to send the message based on the determined routing table. Determine whether or not.
상기 라우팅 방식은 확장성이 좋다는 장점이 있지만, 각 노드들은 라우팅 테이블들을 유지하며 메시지를 전송해야 되기 때문에, 메시지가 증가함에 따라 복잡성(Complexity)이 커지고, 많은 메모리를 요구하며, 플로딩 방식보다 덜 동적이고 구현하는데 더 어렵다는 단점이 존재한다.The routing scheme has the advantage of scalability, but since each node has to maintain a routing table and transmit a message, the complexity increases as the message increases, requires more memory, and is less than the floating scheme. The disadvantage is that it is dynamic and more difficult to implement.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸 도이다.8 is a diagram illustrating an example of a protocol stack of a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
상기 도 8을 참조하면, 메쉬 네트워크의 프로토콜 스택은 베어러 계층(81), 네트워크 계층(82), 전송 계층(83), 어플리케이션 계층(84)으로 구성된다.Referring to FIG. 8, the protocol stack of the mesh network includes a bearer layer 81, a network layer 82, a transport layer 83, and an application layer 84.
상기 베어러 계층(81)은 노드간에 메시지가 전송되는 방법을 정의한다. 즉, 메쉬 네트워크에서 메시지가 전송되는 베어러를 결정한다.The bearer layer 81 defines how messages are transmitted between nodes. That is, it determines the bearer to which the message is transmitted in the mesh network.
메쉬 네트워크에서는 메시지 전송을 위한 애드버타이징 베어러(advertising bearer) 및 GATT 베어러(GATT Bearer)가 존재한다.In a mesh network, there are an advertising bearer and a GATT bearer for transmitting a message.
상기 네트워크 계층(82)은 메쉬 네트워크에서 메시지가 하나 또는 그 이상의 노드들로 보내지는 방법 및 상기 베어러 계층(81)에 의해서 전송되는 네트워크 메시지들의 포맷을 정의한다.The network layer 82 defines how a message is sent to one or more nodes in a mesh network and the format of network messages transmitted by the bearer layer 81.
또한, 상기 네트워크 계층(82)은 메시지가 릴레이 또는 포워딩될지 여부 및 네트워크 메시지들의 인증 및 암호화 방법을 정의한다.The network layer 82 also defines whether the message is to be relayed or forwarded and how to authenticate and encrypt network messages.
상기 전송 계층(83)은 어플리케이션 메시지의 기밀성(Confidentiality)을 제공하여 어플리케이션 데이터의 암호화 및 인증을 정의한다. The transport layer 83 provides the confidentiality of application messages to define the encryption and authentication of application data.
상기 어플리케이션 계층(84)은 상위 계층 어플리케이션이 상기 전송 계층(73)을 어떻게 사용하는지 여부와 관련된 방법 및 어플리케이션 동작 코드(Opcode), 파라미터들을 정의한다.The application layer 84 defines a method, an application operation code and parameters related to how the upper layer application uses the transport layer 73.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 디바이스가 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에 참여하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating an example of a method for a device to which the present invention may be applied to participate in a Bluetooth mesh network.
새로운 디바이스 또는 프로비저닝 되지 않은 디바이스가 메쉬 네트워크에 참여(join)하여 동작하기 위해서는 프로비저닝(Provisioning) 절차를 거쳐야 한다.A new device or a non-provisioned device must go through a provisioning procedure in order to join and operate in the mesh network.
상기 프로비저닝 절차는 인증되지 않은 디바이스를 인증하고, 메쉬 네트워크에 참여하기 위한 기본적인 정보(예를 들면, 유니캐스트 주소(Unicast Address), 각종 키들 등)을 제공하기 위한 절차를 의미한다.The provisioning procedure refers to a procedure for authenticating an unauthenticated device and providing basic information (eg, a unicast address, various keys, etc.) for participating in a mesh network.
즉, 상기 프로비저닝 절차는 메쉬 네트워크의 프로비저너(Provisioner, 제 2 디바이스(400))가 메쉬 네트워크에 참여하기 위한 정보를 제공하는 절차로써, 상기 프로비저닝 절차를 통해서 상기 제 1 디바이스(300)는 네트워크의 주소, 키들, 디바이스 식별자 및 메쉬 네트워크의 일부로써 동작하기 위한 다양한 정보를 획득할 수 있다.That is, the provisioning procedure is a procedure for providing a provisioner (second device 400) of the mesh network to participate in the mesh network, the first device 300 is a network through the provisioning procedure The address, keys, device identifier and various information for operating as part of the mesh network can be obtained.
상기 프로비저닝 절차는, 초대 단계(Invitation Step), 공용 키 교환 단계(Exchanging Public Key Step), 인증 단계(Authentication Step) 및 프로비저닝 데이터 배포 단계(Distribution of Provisioning Step)으로 구성된다.The provisioning procedure is composed of an invitation step, an exchanging public key step, an authentication step, and a provisioning data distribution step.
상기 프로비저닝 절차는 다양한 종류의 베어러들을 통해서 수행될 수 있다. 예를 들면, 광고에 기초한 베어러(advertising-based bearer), 메쉬 프로비저닝 서비스에 기초한 베어러(Mesh Provisioning Service-based bearer) 또는 메쉬에 기초한 베어러(Mesh-based bearer)에 의해서 수행될 수 있다.The provisioning procedure may be performed through various kinds of bearers. For example, it may be performed by an advertising-based bearer, a mesh provisioning service-based bearer, or a mesh-based bearer.
상기 광고에 기초한 베어러는 필수적으로 설립되는 베어러로 상기 광고에 기초한 베어러를 지원하지 않거나, 프로비저닝 데이터가 상기 광고에 기초한 베어러를 통해서 전송될 수 없는 경우에 상기 프로비저닝 서비스에 기초한 베어러 또는 메쉬에 기초한 베어러가 프로비저닝 절차에 사용될 수 있다.The bearer based on the advertisement is a bearer that is essentially established and does not support the bearer based on the advertisement, or the bearer based on the provisioning service or the mesh based bearer when the provisioning data cannot be transmitted through the bearer based on the advertisement. It can be used for provisioning procedures.
상기 프로비저닝 서비스에 기초한 베어러는 기존의 블루투스 LE의 GATT Protocol을 통해서 프로비저닝 데이터를 주고 받기 위한 베어러를 의미하며, 상기 메쉬에 기초한 베어러는 상기 제 1 디바이스(300)와 상기 제 2 디바이스(400)가 직접적으로 데이터를 주고 받을 수 있는 거리에 존재하지 않는 경우, 메쉬 네트워크를 통해서 프로비저닝 데이터를 주고 받을 수 있는 베어러를 의미한다.The bearer based on the provisioning service means a bearer for exchanging and receiving provisioning data through the GATT Protocol of the existing Bluetooth LE, and the bearer based on the mesh is directly connected by the first device 300 and the second device 400. If there is no distance to send and receive data, it means a bearer that can send and receive provisioning data through a mesh network.
상기 광고에 기초한 베어러의 설립 절차는 이후에 살펴보도록 한다.The procedure of establishing a bearer based on the advertisement will be described later.
상기 베어러가 제 1 디바이스(300)와 상기 제 2 디바이스(400)사이에 설립된 뒤에, 아래의 프로비저닝 절차를 통해서 상기 제 1 디바이스(300)는 프로비전될 수 있다.After the bearer is established between the first device 300 and the second device 400, the first device 300 may be provisioned through the following provisioning procedure.
초대 단계(Invitation Step)Invitation Step
상기 초대 단계는 상기 제 2 디바이스(400)가 상기 제 1 디바이스(300)를 스캐닝(Scanning)하면서 시작된다. 상기 제 1 디바이스는 비콘 메시지를 상기 제 2 디바이스(400)로 전송한다(S9010). 상기 비콘 메시지는 상기 제 1 디바이스(300)의 UUID를 포함한다.The inviting step begins with the second device 400 scanning the first device 300. The first device transmits a beacon message to the second device 400 (S9010). The beacon message includes the UUID of the first device 300.
상기 비콘 메시지를 통해서 상기 제 1 디바이스(300)를 스캐닝한 상기 제 2 디바이스(400)는 상기 제 1 디바이스(300)로 초대 메시지(Invite message)를 전송한다(S9020).The second device 400 scanning the first device 300 through the beacon message transmits an invitation message to the first device 300 (S9020).
상기 초대 메시지는 상기 제 1 디바이스(300)가 프로비저닝 절차를 수행할 지 여부를 묻는 것으로써, 상기 제 1 디바이스(300)가 상기 프로비저닝 절차를 수행하는 것을 원하지 않을 경우, 상기 초대 메시지를 무시한다.The invitation message asks whether the first device 300 performs a provisioning procedure. If the first device 300 does not want the first device 300 to perform the provisioning procedure, the invitation message is ignored.
하지만, 상기 제 1 디바이스(300)가 상기 프로비저닝 절차를 수행하는 것을 원하는 경우, 즉, 메쉬 네트워크에 참여하려는 경우, 상기 제 1 디바이스(300)는 이에 대한 응답으로 능력 메시지(Capability message)를 전송한다(S9030).However, when the first device 300 wants to perform the provisioning procedure, that is, when it wants to participate in the mesh network, the first device 300 transmits a capability message in response thereto. (S9030).
상기 능력 메시지는 상기 제 1 디바이스(300)가 보안 알고리즘의 설정을 지원하는지 여부, 공개 키(Public Key), 사용자에게 값을 출력할 수 있는지 여부를 나타내는 정보 및 사용자로부터 값을 입력 받을 수 있는지 여부를 나타내는 정보 등을 포함할 수 있다.The capability message includes information indicating whether the first device 300 supports setting of a security algorithm, a public key, information indicating whether a value can be output to a user, and whether a value can be input from the user. It may include information indicating the.
공용 키Public key 교환 단계(Exchanging Public Key Step) Exchange Public Key Step
이후, 상기 제 2 디바이스(400)는 상기 제 1 디바이스(300)로 프로비저닝 시작을 위한 시작 메시지를 전송한다(S9040).Thereafter, the second device 400 transmits a start message for starting provisioning to the first device 300 (S9040).
만약, 대역 외 기술(Out of band technology)를 사용하여 공개 키(Public Key)를 이용할 수 없는 경우, 상기 제 2 디바이스(400)와 상기 제 1 디바이스(300)는 공개 키들을 교환한다(S9050, S9060).If the public key is not available using an out of band technology, the second device 400 and the first device 300 exchange public keys (S9050, S9060).
하지만, 대역 외 메커니즘을 통해서 공개 키를 이용할 수 있는 경우, 상기 제 2 디바이스(400)는 상기 제 1 디바이스(300)로 임시 공개 키(ephemeral public key)를 전송하고, 상기 제 1 디바이스(300)로부터 대역 외 기술을 사용하여 스태틱 공개 키를 읽어올 수 있다.However, when the public key is available through the out-of-band mechanism, the second device 400 transmits an epoxy public key to the first device 300 and the first device 300. Static public keys can be read from using out-of-band technology.
이후, 상기 제 2 디바이스(400)는 상기 제 1 디바이스(300)와 인증 절차를 수행하여 상기 제 1 디바이스(300)를 인증한다(S9070).Thereafter, the second device 400 authenticates the first device 300 by performing an authentication procedure with the first device 300 (S9070).
프로비저닝Provisioning 데이터 배포 단계(Distribution of Provisioning Data Step) Distribution of Provisioning Data Step
상기 제 1 디바이스(300)가 인증되면, 상기 제 2 디바이스(400)와 상기 제 1 디바이스(300)는 세션 키를 계산하여 생성한다.When the first device 300 is authenticated, the second device 400 and the first device 300 calculates and generates a session key.
이후, 상기 제 2 디바이스(400)는 상기 제 1 디바이스(300)로 프로비저닝 데이터를 전송한다(S9080).Thereafter, the second device 400 transmits provisioning data to the first device 300 (S9080).
상기 프로비저닝 데이터는 어플리케이션 키, 디바이스 키, 네트워크 키, IVindex, 및 유니캐스트 주소 등을 포함할 수 있다.The provisioning data may include an application key, a device key, a network key, an IVindex, a unicast address, and the like.
상기 프로비저닝 데이터를 수신한 상기 제 1 디바이스(300)는 이에 대한 응답으로 완료 메시지를 전송하고, 프로비저닝 절차는 종료되게 된다(S9090).Upon receiving the provisioning data, the first device 300 transmits a completion message in response to the provisioning data, and the provisioning procedure is terminated (S9090).
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 디바이스를 탐색하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.10 is a diagram illustrating an example of a method for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
블루투스 메쉬 네트워크는 이동성이 적거나 없어 비유동적인 디바이스(Stationary device)와 이동성이 많은 모바일 디바이스(mobile device)로 구성될 수 있다.The Bluetooth mesh network may be composed of a stationary device and a mobile device having a high mobility because there is little or no mobility.
상기 비유동적인 디바이스의 일 예로는 전구 등과 같은 light device, TV, Switch 등과 같이 초기에 설치된 상태에서 이동성이 없어 고정된 디바이스들이 있을 수 있다.An example of the non-flowable device may be devices that are fixed due to lack of mobility in an initially installed state such as a light device such as a light bulb, a TV, a switch, or the like.
상기 모바일 디바이스의 일 예로는 이동 단말기 등이 있을 수 있다.An example of the mobile device may be a mobile terminal.
상기 도 10에서는 비유동적인 디바이스 9개(S1 내지 S9)가 블루투스 메쉬 네트워크를 형성하고 있다. 상기 S1 내지 S9는 앞에서 살펴본 플로딩 기법 또는 라우팅 기법 등을 통해서 메시지의 송수신을 할 수 있다.In FIG. 10, nine non-flowing devices S1 to S9 form a Bluetooth mesh network. The S1 to S9 may transmit and receive a message through the above-described floating technique or routing technique.
이때, 모바일 디바이스인 디바이스 1(400)이 주위에 존재하는 메쉬 네트워크를 검색하고자 하는 경우, 상기 디바이스 1(400)은 다양한 방법을 사용하여 주변의 디바이스들을 검색한다.In this case, when the device 1 400, which is a mobile device, wants to search for a mesh network that exists around the device 1 400, the device 1 400 searches for nearby devices using various methods.
예를 들면, 상기 디바이스 1(400)은 상기 S1 내지 S9 중 적어도 하나의 디바이스가 전송하는 광고 메시지를 스캔 하거나, 상기 S1 내지 S9 중 하나의 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하여 상기 메쉬 네트워크의 정보를 획득할 수 있다.For example, the device 1 400 scans an advertisement message transmitted by at least one of the devices S1 to S9, or establishes a Bluetooth LE connection with one of the devices S1 to S9 to obtain information of the mesh network. Can be obtained.
하지만, 상기 도 10에 도시된 바와 같이 상기 제 1 디바이스(400)의 검색 범위는 제한되어 있어 상기 제 1 디바이스(400)는 검색 범위에 포함되어 있는 S2, S3, S5 만 검색할 수 있고, 상기 S1 내지 S9로 이루어진 메쉬 네트워크 전체에 대한 정보를 획득하기는 어렵다는 문제점이 존재한다.However, as shown in FIG. 10, the search range of the first device 400 is limited so that the first device 400 may search only S2, S3, and S5 included in the search range. There is a problem that it is difficult to obtain information on the entire mesh network consisting of S1 to S9.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 상기 제 1 디바이스(400)가 검색 범위 내의 S2, S3, 또는 S5를 통해서 상기 메쉬 네트워크 전체에 대한 정보를 획득하기 위한 방법을 제공한다.Accordingly, in order to solve this problem, the present invention provides a method for the first device 400 to obtain information about the entire mesh network through S2, S3, or S5 within a search range.
예를 들면, 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스 각각이 메쉬 네트워크와 관련된 정보를 가지고 있고, 상기 제 1 디바이스(400)는 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스로부터 상기 정보를 획득함으로써 메쉬 네트워크와 관련된 정보를 획득하기 위한 방법을 제공한다.For example, each device forming the mesh network has information related to the mesh network, and the first device 400 obtains the information related to the mesh network by obtaining the information from the device forming the mesh network. It provides a method for doing so.
도 11 및 도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 디바이스를 탐색하는 방법 및 패킷 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.11 and 12 are diagrams illustrating an example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
상기 도 11 및 상기 도 12를 참조하면, 모바일 디바이스가 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하지 않고, 상기 메쉬 네트워크와 관련된 정보를 전송 받아 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 전체 디바이스를 탐색할 수 있다.Referring to FIGS. 11 and 12, the mobile device searches for all devices constituting the mesh network by receiving information related to the mesh network without establishing a Bluetooth LE connection with the device forming the mesh network. Can be.
먼저, 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 적어도 하나의 디바이스는 상기 메쉬 네트워크를 형성하는 모든 디바이스들의 정보를 가지고 있다고 가정한다.First, it is assumed that at least one device forming the mesh network has information of all devices forming the mesh network.
구체적으로, 메쉬 네트워크를 구성하고 있는 제 2 디바이스(500)는 광고 상태에서 주변의 디바이스들에게 상기 메쉬 네트워크의 네트워크 정보를 포함하는 광고 메시지를 전송할 수 있다(S11010).In detail, the second device 500 constituting the mesh network may transmit an advertisement message including network information of the mesh network to neighboring devices in the advertisement state (S11010).
이때, 상기 제 2 디바이스는 앞에서 살펴본 비유동적인 디바이스일 수 있으며, 상기 광고 메시지는 브로드캐스트 방식을 통해 주기적으로 전송될 수 있다.In this case, the second device may be a non-fluid device as described above, and the advertisement message may be periodically transmitted through a broadcast method.
상기 광고 메시지는 상기 도 12와 같은 패킷 포맷으로 구성될 수 있으며, 이때, AD Type 필드는 포함되는 네트워크 정보의 타입을 나타내고, AD Data 필드는 상기 AD Type에 대응되는 구체적인 값을 포함한다.The advertisement message may be configured in the packet format as shown in FIG. 12, wherein the AD Type field indicates the type of network information included and the AD Data field includes a specific value corresponding to the AD type.
아래 표 2는 상기 광고 메시지에 포함될 수 있는 AD Type 및 AD Data의 일 예를 나타낸 표이다.Table 2 below shows an example of AD Type and AD Data that may be included in the advertisement message.
Figure PCTKR2016002949-appb-T000002
Figure PCTKR2016002949-appb-T000002
상기 네트워크 정보는 상기 메쉬 네트워크의 구성과 관련된 정보를 포함하는 구성 정보 및 상기 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 각각의 디바이스와 관련된 디바이스 정보를 포함할 수 있다.The network information may include configuration information including information related to the configuration of the mesh network and device information related to each device forming the mesh network.
상기 표 2에서 “Mesh ID”, “Mesh Type”, “Mesh Purpose” 및 “Mesh Name”은 상기 구성 정보에 포함될 수 있으며, 상기 “Member device ID”, “Member device name” 및 “Member device type”은 상기 디바이스 정보에 포함될 수 있다.In Table 2, "Mesh ID", "Mesh Type", "Mesh Purpose" and "Mesh Name" may be included in the configuration information, and the "Member device ID", "Member device name" and "Member device type". May be included in the device information.
상기 네트워크 정보를 전송 받은 상기 제 1 디바이스(400)는 상기 네트워크 정보를 통해서 상기 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 모든 디바이스들을 탐색할 수 있다.The first device 400 receiving the network information may search for all devices forming the mesh network through the network information.
하지만, 만약 상기 광고 메시지에 포함되어 있는 네트워크 정보만으로 상기 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 모든 디바이스들을 탐색할 수 없는 경우, 예를 들면, 상기 광고 메시지의 패킷 사이즈 제한으로 일부 정보만 전송된 경우, 상기 제 1 디바이스(400)는 추가 정보를 요청하는 스캔 요청 메시지를 상기 제 2 디바이스(500)로 전송할 수 있다(S11020).However, if it is impossible to search all devices forming the mesh network using only the network information included in the advertisement message, for example, when only some information is transmitted due to the packet size limitation of the advertisement message, The first device 400 may transmit a scan request message requesting additional information to the second device 500 (S11020).
상기 제 2 디바이스(500)는 상기 스캔 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 추가 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 제 1 디바이스(400)로 전송할 수 있다.The second device 500 may transmit a response message including the additional information to the first device 400 in response to the scan request message.
이때, 상기 추가 정보는 상기 광고 메시지에 포함되어 있지 않는 네트워크 정보들이 포함될 수 있다.In this case, the additional information may include network information not included in the advertisement message.
상기 응답 메시지를 수신한 상기 제 1 디바이스(400)는 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 모든 디바이스들을 탐색할 수 있으며, 탐색된 디바이스로 특정 정보를 전송하거나, 특정 동작을 지시하는 제어 메시지를 전송하여 탐색된 디바이스를 제어할 수 있다.Upon receiving the response message, the first device 400 may search for all devices forming the mesh network, and transmit the specific information to the discovered device or transmit a control message indicating a specific operation. You can control the device.
도 13 내지 도 16는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 디바이스를 탐색하는 방법 및 패킷 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.13 to 16 illustrate another example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
상기 도 13 내지 상기 도 16을 참조하면, 모바일 디바이스가 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하고, 상기 메쉬 네트워크와 관련된 정보를 전송 받아 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 전체 디바이스를 탐색할 수 있다.13 to 16, the mobile device establishes a Bluetooth LE connection with a device forming a mesh network, and receives information related to the mesh network to search for all devices forming the mesh network. have.
먼저, 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 적어도 하나의 디바이스는 상기 메쉬 네트워크를 형성하는 모든 디바이스들의 정보를 가지고 있다고 가정한다.First, it is assumed that at least one device forming the mesh network has information of all devices forming the mesh network.
구체적으로, 상기 제 2 디바이스(500)는 상기 제 1 디바이스(400)로 상기 제 2 디바이스(500)의 정보를 포함하는 광고 메시지를 전송한다(S13010).In detail, the second device 500 transmits an advertisement message including the information of the second device 500 to the first device 400 (S13010).
이때, 상기 광고 메시지는 상기 제 2 디바이스(500)가 상기 메쉬 네트워크를 형성하는 모든 디바이스들의 정보를 가지고 있다는 것을 나타내는 플래그를 포함할 수 있다.In this case, the advertisement message may include a flag indicating that the second device 500 has information of all devices forming the mesh network.
상기 광고 메시지를 수신한 상기 제 1 디바이스(400)는 상기 제 2 디바이스(500)를 탐색할 수 있으며, 상기 제 2 디바이스(500)가 상기 메쉬 네트워크를 형성하는 모든 디바이스들의 정보를 가지고 있다는 것을 알 수 있다.Upon receiving the advertisement message, the first device 400 can discover the second device 500 and know that the second device 500 has information of all devices forming the mesh network. Can be.
이후, 상기 제 1 디바이스(400)는 상기 도 6에서 살펴본 것과 같이, 상기 제 2 디바이스(500)와 블루투스 LE 연결을 형성하기 위해서 연결 요청 메시지를 전송하고(S13020), 인증 절차 및 보안 절차를 거쳐서 상기 제 2 디바이스(500)와 블루투스 LE 연결을 형성할 수 있다(S13030).Thereafter, as shown in FIG. 6, the first device 400 transmits a connection request message to form a Bluetooth LE connection with the second device 500 (S13020), and performs an authentication procedure and a security procedure. A Bluetooth LE connection may be formed with the second device 500 (S13030).
상기 제 2 디바이스(500)와 블루투스 LE 연결을 형성한 상기 제 1 디바이스(400)는 상기 제 2 디바이스(500)의 GATT Data base에 저장된 상기 메쉬 네트워크와 관련된 네트워크 정보를 요청하기 위해 판독 요청 메시지(Read Request message)를 전송한다(13040).The first device 400, which has established a Bluetooth LE connection with the second device 500, reads a read request message to request network information related to the mesh network stored in the GATT data base of the second device 500. Read Request message) is transmitted (13040).
상기 판독 요청 메시지를 수신한 제 2 디바이스(500)는 GATT Data base에 저장된 네트워크 정보를 포함하는 판독 응답 메시지(Read Response message)를 상기 제 1 디바이스(400)로 전송한다(S13050).Upon receiving the read request message, the second device 500 transmits a read response message including network information stored in a GATT database to the first device 400 (S13050).
상기 도 14는 상기 제 2 디바이스의 GATT Data base에 저장되어 있는 네트워크 정보의 일 예를 나타내고, 상기 도 16은 상기 판독 응답 메시지의 일 예를 나타낸다.14 illustrates an example of network information stored in a GATT data base of the second device, and FIG. 16 illustrates an example of the read response message.
상기 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 네트워크 정보는 상기 메쉬 네트워크의 구성과 관련된 정보를 포함하는 구성 정보 및 상기 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 각각의 디바이스와 관련된 디바이스 정보를 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 14, the network information may include configuration information including information related to the configuration of the mesh network and device information related to each device forming the mesh network.
상기 구성 정보는 “Mesh ID”, “Mesh Type”, “Mesh Purpose” “Mesh Name” 및 “Number of Member device”를 포함할 수 있으며, 상기 디바이스 정보는 “Member device ID”, “Member device name” 및 “Member device type”를 포함할 수 있다.The configuration information may include “Mesh ID”, “Mesh Type”, “Mesh Purpose” “Mesh Name”, and “Number of Member device”, and the device information includes “Member device ID” and “Member device name”. And “Member device type”.
상기 응답 메시지는 상기 도 15에 도시된 바와 같이 “Length” 필드, “Channel ID” 필드, “Information Payload”로 구성될 수 있다.As illustrated in FIG. 15, the response message may include a “Length” field, a “Channel ID” field, and an “Information Payload”.
이때, 상기 “Channel ID” 필드를 “0x0004”로 설정하면 상기 “Information Payload field”의 포맷을 상기 도 15에 도시된 바와 같이 Attribute Structure로 구성하여 Attribute Protocol을 사용하여 메시지를 송수신하겠다는 것을 나타낸다.At this time, if the "Channel ID" field is set to "0x0004", it indicates that the format of the "Information Payload field" is configured as an Attribute Structure as shown in FIG. 15 to transmit and receive messages using the Attribute Protocol.
상기 “Attribute Type”필드는 상기 도 15의 Characteristic name과 같이 정보의 Type을 나타내고, 상기 “Attribute Value” 필드는 상기 Attribute Type에 대응되는 구체적인 값을 포함한다.The “Attribute Type” field indicates a type of information as in the Characteristic name of FIG. 15, and the “Attribute Value” field includes a specific value corresponding to the attribute type.
상기 판독 응답 메시지를 통해서 상기 메쉬 네트워크를 구성하고 있는 모든 디바이스를 탐색한 상기 제 1 디바이스(400)는 상기 메쉬 네트워를 구성하고 있는 디바이스들과 메시지를 송수신하거나, 특정 디바이스에게 특정 동작을 지시하는 제어 메시지를 전송하여 탐색된 디바이스를 제어할 수 있다.The first device 400 discovers all devices constituting the mesh network through the read response message, and transmits or receives a message with devices constituting the mesh network or instructs a specific device to perform a specific operation. You can send a message to control the discovered device.
상기 도 16은 상기 제 1 디바이스(400)가 메쉬 네트워크를 구성하고 있는 디바이스와 데이터를 송수신하기 위한 패킷 타입의 일 예를 나타낸다.FIG. 16 illustrates an example of a packet type for transmitting and receiving data to and from a device in which the first device 400 configures a mesh network.
상기 도 16의 (a)는 상기 제 1 디바이스(400)가 상기 메쉬 네트워크에 가입(join)되어 있지 않거나, 가입하고자 하는 경우 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스와 데이터를 송수신하기 위한 패킷의 일 예를 나타낸다.FIG. 16A illustrates an example of a packet for transmitting / receiving data to and from a device forming a mesh network when the first device 400 is not joined to or wants to join the mesh network. Indicates.
이때, “Device UUID”필드는 메쉬 네트워크에서 사용하는 디바이스 ID 값을 포함할 수 있다.In this case, the “Device UUID” field may include a device ID value used in the mesh network.
상기 도 16의 (b)는 상기 제 1 디바이스(400)가 상기 도 9에서 설명한 절차를 통해서 메쉬 네트워크에 가입한 경우, 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스와 데이터를 송수신하기 위한 패킷의 일 예를 나타낸다.FIG. 16B illustrates an example of a packet for transmitting and receiving data to and from a device forming a mesh network when the first device 400 joins the mesh network through the procedure described with reference to FIG. 9. .
이때, “CIVI” 필드는 현재 메쉬 네트워크에서 사용하고 있는 IV Index 값을 포함할 수 있다.In this case, the “CIVI” field may include an IV index value currently used in the mesh network.
상기 도 16의 (c)는 상기 제 1 디바이스(400)가 상기 도 9에서 설명한 절차를 통해서 메쉬 네트워크에 가입한 경우, 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 특정 디바이스를 제어하기 위한 패킷의 일 예를 나타낸다.FIG. 16C illustrates an example of a packet for controlling a specific device forming a mesh network when the first device 400 joins the mesh network through the procedure described with reference to FIG. 9.
상기 도 16의 각 필드에 포함되는 값에 대한 설명은 아래와 같다.A description of the value included in each field of FIG. 16 is as follows.
- IVI: 메시지를 인증(authentication) 및 암호화(encrypt)하기 위한 nonce 값을 생성하는데 사용되는 IV index의 값. IVI: The value of the IV index used to generate nonce values for authenticating and encrypting messages.
- NID: Network ID 값으로써 Network key를 구별하기 위한 ID로 사용된다.-NID: A Network ID value used as an ID for identifying a network key.
- SEQ: 소스 디바이스가 새로운 메시지를 생성할 때마다 증가하는 값으로, 메시지의 중복을 체크하기 위해서 사용된다.SEQ: incremented each time a source device creates a new message, used to check for duplicate messages.
- SRC: 16-bit Node의 ID Mesh Packet을 최초 생성한 디바이스의 ID를 나타내는 값-SRC: A value representing the ID of the device that first generated the ID Mesh Packet of the 16-bit node.
- DST: 16-bit Node의 ID Mesh Packet이 최종적으로 도달해야 하는 디바이스의 ID(Node Address)를 나타낸다.-DST: ID (Node Address) of the device that the ID Mesh Packet of 16-bit Node should finally reach.
- OP: 동작 코드(Operation Code:Opcode)를 나타내는 값으로 DST에 해당하는 디바이스가 수행해야 되는 동작을 나타낸다.OP: An operation code (Opcode) indicating the operation to be performed by the device corresponding to the DST.
본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 도 11 및 상기 도 12에서 설명한 바와 같이 광고 메시지에 상기 네트워크 정보를 포함하여 전송하되, 패킷 사이즈의 제한으로 인하여 모든 정보를 포함시킬 수 없는 경우, 본 실시예를 통해서 전송되지 못한 나머지 네트워크 정보를 전송할 수 있다.As another embodiment of the present invention, as described with reference to FIGS. 11 and 12, when the advertisement message is included with the network information and is transmitted, all the information cannot be included due to the limitation of the packet size. The rest of the network information that could not be transmitted through can be transmitted.
이때, 상기 광고 메시지는 네트워크 정보 및 위에서 설명한 플래그를 포함할 수 있다.In this case, the advertisement message may include network information and the flag described above.
도 17 및 도 18는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 디바이스를 탐색하는 방법 및 패킷 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.17 and 18 are diagrams illustrating another example of a method and a packet format for discovering a device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
상기 도 17 및 상기 도 18을 참조하면, 모바일 디바이스가 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 디바이스에게 메쉬 네트워크와 관련된 네트워크 정보를 요청하고, 요청한 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하여 상기 네트워크 정보를 전송 받아 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 전체 디바이스를 탐색할 수 있다.17 and 18, a mobile device requests network information related to a mesh network from a device forming a mesh network, forms a Bluetooth LE connection with the requested device, and receives the network information to receive the mesh network. It is possible to search the entire device constituting.
먼저, 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 적어도 하나의 디바이스는 상기 메쉬 네트워크를 형성하는 모든 디바이스들의 정보를 가지고 있다고 가정한다.First, it is assumed that at least one device forming the mesh network has information of all devices forming the mesh network.
구체적으로, 상기 제 1 디바이스(400)는 상기 제 2 디바이스(500)로 메쉬 네트워크와 관련된 네트워크 정보를 요청하는 요청 메시지를 전송한다(S17010).In detail, the first device 400 transmits a request message for requesting network information related to a mesh network to the second device 500 (S17010).
상기 요청 메시지는 앞에서 살펴본 블루투스 광고 메시지의 형태로 브로드 캐스팅을 통해 주변의 디바이스들에게 전송될 수 있다.The request message may be transmitted to neighboring devices through broadcasting in the form of the above-mentioned Bluetooth advertisement message.
상기 도 18에 도시된 바와 같이 상기 요청 메시지는 2바이트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.As shown in FIG. 18, the request message has a 2-byte header and payloads of various sizes.
상기 헤더에 포함되는 PDU 타입 필드는 상기 네트워크 정보를 요청하는 광고 메시지임을 나타내는 “ADV_MESH_IND” 값을 포함할 수 있으며, 만약 상기 PDU 타입 필드에 상기 “ADV_MESH_IND” 값이 포함되지 않은 경우, 상기 페이로드의 AD Type에 상기 네트워크 정보를 요청하는 광고 메시지임을 나타내는 값이 포함될 수 있다.The PDU type field included in the header may include an “ADV_MESH_IND” value indicating that the PDU type field is an advertisement message requesting the network information. If the PDU type field does not include the “ADV_MESH_IND” value, The AD Type may include a value indicating that the message is an advertisement message for requesting the network information.
이후, 상기 제 2 디바이스(500)는 상기 제 1 디바이스(400)로 상기 네트워크 정보를 포함하는 광고 메시지를 전송할 수 있다(S17020).Thereafter, the second device 500 may transmit an advertisement message including the network information to the first device 400 (S17020).
상기 네트워크 정보는 상기 도 11및 상기 도 12에서 살펴본 바와 같이 상기 메쉬 네트워크의 구성과 관련된 정보를 포함하는 구성 정보 및 상기 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 각각의 디바이스와 관련된 디바이스 정보를 포함할 수 있다.As described above with reference to FIGS. 11 and 12, the network information may include configuration information including information related to the configuration of the mesh network and device information related to each device forming the mesh network.
상기 구성 정보는 “Mesh ID”, “Mesh Type”, “Mesh Purpose” “Mesh Name” 및 “Number of Member device”를 포함할 수 있으며, 상기 디바이스 정보는 “Member device ID”, “Member device name” 및 “Member device type”를 포함할 수 있다.The configuration information may include “Mesh ID”, “Mesh Type”, “Mesh Purpose” “Mesh Name”, and “Number of Member device”, and the device information includes “Member device ID” and “Member device name”. And “Member device type”.
상기 단계(S17020)은 선택적 단계로써, 본 실시예에서 수행되지 않을 수 있다.The step S17020 is an optional step and may not be performed in this embodiment.
상기 단계(S17020)가 수행되지 않거나, 상기 단계(S17020)이 수행되었지만 상기 네트워크 정보를 모두 전송하지 못한 경우, 상기 제 1 디바이스(400)는 상기 도 6에서 살펴본 것과 같이, 상기 제 2 디바이스(500)로부터 블루투스 LE 연결을 형성하기 위한 연결 요청 메시지를 수신하고(S17030), 인증 절차 및 보안 절차를 거쳐서 블루투스 LE 연결을 형성할 수 있다(S17040).If step S17020 is not performed or step S17020 is performed but all the network information has not been transmitted, the first device 400 as described above with reference to FIG. 6, the second device 500 In step S17030, a connection request message for establishing a Bluetooth LE connection may be received, and a Bluetooth LE connection may be formed through an authentication procedure and a security procedure (S17040).
상기 제 2 디바이스(500)와 블루투스 LE 연결을 형성한 상기 제 1 디바이스(400)는 상기 제 2 디바이스(500)의 GATT Data base에 저장된 상기 메쉬 네트워크와 관련된 네트워크 정보를 요청하기 위해 판독 요청 메시지(Read Request message)를 전송한다(17050).The first device 400, which has established a Bluetooth LE connection with the second device 500, reads a read request message to request network information related to the mesh network stored in the GATT data base of the second device 500. Read Request message) is transmitted (17050).
상기 판독 요청 메시지를 수신한 제 2 디바이스(500)는 GATT Data base에 저장된 네트워크 정보를 포함하는 판독 응답 메시지(Read Response message)를 상기 제 1 디바이스(400)로 전송한다(S17060).Upon receiving the read request message, the second device 500 transmits a read response message including network information stored in a GATT data base to the first device 400 (S17060).
상기 제 2 디바이스(500)의 GATT Data base에 저장되어 있는 네트워크 정보는 상기 도 14와 동일하며, 상기 판독 응답 메시지의 포맷은 상기 도 16에 도시된 것과 동일하다.The network information stored in the GATT Data base of the second device 500 is the same as that of FIG. 14, and the format of the read response message is the same as that shown in FIG. 16.
상기 판독 응답 메시지를 통해서 상기 메쉬 네트워크를 구성하고 있는 모든 디바이스를 탐색한 상기 제 1 디바이스(400)는 앞에서 설명한 바와 같이 상기 도 12에 도시된 패킷 포맷들을 이용하여 상기 메쉬 네트워를 구성하고 있는 디바이스들과 메시지를 송수신하거나, 특정 디바이스에게 특정 동작을 지시하는 제어 메시지를 전송하여 탐색된 디바이스를 제어할 수 있다.As described above, the first device 400 that discovers all the devices constituting the mesh network through the read response message includes the devices constituting the mesh network using the packet formats shown in FIG. 12. It is possible to control the discovered device by sending and receiving a message and a control message or by transmitting a control message indicating a specific operation to a specific device.
상기 도 11 내지 상기 도 18에서 설명한 방법들은 각각 개별적으로 수행될 수 있지만, 상황에 따라 혼합되어 사용될 수 있다.The methods described with reference to FIGS. 11 to 18 may be performed individually, but may be mixed and used according to circumstances.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 메쉬 네트워크(Mesh Network)에서 탐색된 디바이스를 출력하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a method of outputting a discovered device in a Bluetooth mesh network to which the present invention can be applied.
상기 도 19를 참조하면, 상기 도 11 내지 상기 도 18에서 설명한 방법을 통해서 메쉬 네트워크를 구성하고 있는 디바이스들을 탐색한 경우, 이를 모바일 디바이스의 출력부를 통해서 출력할 수 있다.Referring to FIG. 19, when the devices constituting the mesh network are searched through the method described with reference to FIGS. 11 to 18, the devices may be output through the output unit of the mobile device.
구체적으로, (a) 모바일 디바이스인 제 1 디바이스(400)는 상기 도 11 내지 도 18에서 설명한 방법을 통해서 메쉬 네트워크 1(Mesh network 1), 및 메쉬 네트워크 2(Mesh network 2)를 검색할 수 있다.Specifically, (a) the first device 400, which is a mobile device, may search for mesh network 1 and mesh network 2 through the method described with reference to FIGS. 11 to 18. .
(b) 상기 제 1 디바이스(400)는 출력부를 통해서 검색 결과를 출력할 수 있다. 예를 들면, 각각의 메쉬 네트워크를 구성하는 개별 기기 대신 G1, G2와 같은 메쉬 네트워크의 ID, 조명 시스템(Light System)과 같은 메쉬 네트워크의 목적, 메쉬 네트워크를 구성하고 있는 디바이스들의 타입(Mesh Type) 등을 출력할 수 있다.(b) The first device 400 may output a search result through an output unit. For example, instead of individual devices constituting each mesh network, IDs of mesh networks such as G1 and G2, purposes of mesh networks such as light systems, and types of devices constituting the mesh network. And so on.
사용자가 특정 메쉬 네트워크를 선택하면, (c) 상기 특정 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들을 출력할 수 있다. 예를 들면, 선택된 메쉬 네트워크의 ID, 선택된 메쉬 네트워크의 디바이스 Type(Mesh Type) 및 각각의 디바이스들의 이름(Device name)을 출력할 수 있다.If the user selects a specific mesh network, (c) may output the devices constituting the specific mesh network. For example, an ID of the selected mesh network, a device type of the selected mesh network, and a device name of each device may be output.
이때, 상기 사용자는 회전식 선택 버튼을 통해서 메쉬 네트워크를 구성하는 개별 디바이스를 선택할 수 있다.In this case, the user may select individual devices configuring the mesh network through the rotary selection button.
이와 같은 방법을 통해서 상기 제 1 디바이스(400)는 검색된 메쉬 네트워크 및 상기 검색된 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들을 출력할 수 있다.Through the above method, the first device 400 may output the searched mesh network and the devices configuring the searched mesh network.
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.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
본 명세서는 블루투스 데이터 송수신에 관한 것으로서, 특히 블루투스 LE(Low Energy) 기술을 이용하여 메쉬 네트워크에서 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to the transmission and reception of Bluetooth data, and more particularly, to a method and apparatus for discovering a device in a mesh network using Bluetooth Low Energy (LE) technology.

Claims (12)

  1. 블루투스의 메쉬 네트워크(mesh network)에서 제 1 디바이스가 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스의 정보를 획득하는 방법은,In a mesh network of Bluetooth, a method of acquiring information of a device constituting a mesh network by a first device includes:
    제 2 디바이스로부터 상기 메쉬 네트워크의 구성 정보 또는 디바이스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 광고 메시지를 수신하는 단계;Receiving an advertisement message including at least one of configuration information or device information of the mesh network from a second device;
    상기 광고 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스로 연결 요청 메시지를 전송하는 단계; 및Transmitting a connection request message to the second device based on the advertisement message; And
    상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하는 단계를 포함하는 방법.Establishing a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 구성 정보는 상기 메쉬 네트워크를 나타내는 ID 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 Type 정보, 구성 목적 정보, 상기 메쉬 네트워크의 이름 정보, 또는 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.The configuration information includes at least one of ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, or information on the number of devices constituting the mesh network. How to.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 디바이스 정보는 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 특정 디바이스의 이름 정보, 타입 정보 또는 ID 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.The device information includes at least one of name information, type information, or ID information of a specific device constituting the mesh network.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제 2 디바이스로 상기 구성 정보 또는 디바이스 정보와 관련된 추가 정보를 요청하는 스캔 요청 메시지를 전송하는 단계; 및Transmitting a scan request message requesting the configuration information or additional information related to device information to the second device; And
    상기 스캔 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 추가 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.Receiving a response message including the additional information in response to the scan request message.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광고 메시지는 상기 제 2 디바이스가 상기 메쉬 네트워크의 구성 정보 또는 디바이스 정보를 획득하고 있는 디바이스임을 나타내는 플래그를 더 포함하는 방법.The advertisement message further includes a flag indicating that the second device is a device obtaining configuration information or device information of the mesh network.
  6. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein
    상기 제 2 디바이스로 상기 구성 정보 또는 디바이스 정보와 관련된 추가 정보를 요청하는 판독 요청 메시지를 전송하는 단계; 및Sending a read request message requesting the configuration information or additional information related to device information to the second device; And
    상기 판독 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 추가 정보를 포함하는 판독 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.Receiving a read response message that includes the additional information in response to the read request message.
  7. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 추가 정보는 상기 메쉬 네트워크를 나타내는 ID 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 Type 정보, 구성 목적 정보, 상기 메쉬 네트워크의 이름 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 개수 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 특정 디바이스의 이름 정보, 또는 타입 정보 또는 ID 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.The additional information may include ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, information on the number of devices constituting the mesh network, and the mesh network. And at least one of name information, type information, and ID information of a specific device.
  8. 블루투스의 메쉬 네트워크(mesh network)에서 제 1 디바이스가 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스의 정보를 획득하는 방법은,In a mesh network of Bluetooth, a method of acquiring information of a device constituting a mesh network by a first device includes:
    제 2 디바이스로 메쉬 네트워크와 관련된 네트워크 정보를 요청하기 위한 요청 메시지를 전송하는 단계;Transmitting a request message for requesting network information related to the mesh network to a second device;
    상기 네트워크 정보를 전송하기 위해서 블루투스 LE 연결을 형성하기 위한 연결 요청 메시지를 수신하는 단계;Receiving a connection request message for establishing a Bluetooth LE connection to transmit the network information;
    상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하는 단계; 및Establishing a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message; And
    상기 제 2 디바이스로부터 상기 네트워크 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하되,Receiving a response message including the network information from the second device,
    상기 네트워크 정보는 상기 메쉬 네트워크의 구성 정보 또는 디바이스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.The network information includes at least one of configuration information or device information of the mesh network.
  9. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 구성 정보는 상기 메쉬 네트워크를 나타내는 ID 정보, 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 Type 정보, 구성 목적 정보, 상기 메쉬 네트워크의 이름 정보, 또는 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 디바이스들의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.The configuration information includes at least one of ID information indicating the mesh network, type information of devices constituting the mesh network, configuration purpose information, name information of the mesh network, or information on the number of devices constituting the mesh network. How to.
  10. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 디바이스 정보는 상기 메쉬 네트워크를 구성하는 특정 디바이스의 이름 정보, 타입 정보 또는 ID 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.The device information includes at least one of name information, type information, or ID information of a specific device constituting the mesh network.
  11. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 네트워크 정보의 일부를 포함하는 광고 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.Receiving an advertising message comprising a portion of the network information.
  12. 블루투스의 메쉬 네트워크(mesh network)에서 디바이스의 역할을 설정하기 위한 제 1 디바이스에 있어서,In the first device for setting the role of the device in a mesh network of Bluetooth,
    외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및Communication unit for communicating with the outside by wireless or wired; And
    상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,Including a processor that is functionally connected with the communication unit, The processor,
    제 2 디바이스로부터 상기 메쉬 네트워크의 구성 정보 또는 디바이스 정보 중 적어도 하나를 포함하는 광고 메시지를 수신하고,Receiving an advertisement message including at least one of configuration information or device information of the mesh network from a second device;
    상기 광고 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스로 연결 요청 메시지를 전송하며,Transmit a connection request message to the second device based on the advertisement message;
    상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 블루투스 LE 연결을 형성하도록 제어하는 디바이스.And control to form a Bluetooth LE connection with the second device based on the connection request message.
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