WO2017010812A1

WO2017010812A1 - 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치

Info

Publication number: WO2017010812A1
Application number: PCT/KR2016/007632
Authority: WO
Inventors: 최진구; 박현희; 권영환
Original assignee: 엘지전자(주)
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2017-01-19
Also published as: US20180213395A1; US10492060B2

Abstract

무선 통신 시스템에서 서버 디바이스가 클라이언트 디바이스와 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 클라이언트 디바이스를 나타내는 디바이스 정보를 리스트에 저장하여 상기 클라이언트 디바이스를 등록하고, 상기 클라이언트 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 업데이트하며, 상기 업데이트된 상태를 나타내는 제 1 상태 정보를 사용자 디바이스로 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치

본 발명은 무선 통신시스템에서 디바이스간에 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 디바이스의 상태에 따라서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

블루투스는 근거리에서 각종 디바이스들을 무선으로 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 근거리 무선 기술 규격이다. 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 두 기기간 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 사용자(User)는 통신하고자 하는 블루투스(Bluetooth) 디바이스(Device)들을 검색(Discovery)하고 연결(Connection)을 요청하는 절차를 수행한다. 본 발명에서 디바이스는 기기, 장치를 의미할 수 있다.

이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.

블루투스 통신 방법에는 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.

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.

블루투스 기기들 중에는 디스플레이(Display)나 유저인터페이스(User Interface)가 없는 제품들도 있다. 다양한 종류의 블루투스 기기들과 그 중에서도 유사 기술이 적용된 블루투스 기기들 간의 연결 / 관리 / 제어 / 분리 (Connection / Management / Control / Disconnection)의 복잡도가 증가하고 있다.

또한, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 일반적으로 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.

무선 통신 시스템에서 디바이스간에 연결을 통해서 데이터를 송수신하기 위해서는 먼저, 데이터를 송수신하기 위한 상대 디바이스를 검색하여야 한다.

하지만, 주변에 연결하고자 하는 디바이스가 존재하는지 여부를 실시간으로 지속해서 검색하는 경우 전력 소모가 클 수 있다.

예를 들면, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy)의 경우, 다양한 무선 통신 기능을 수행하는데 있어서 높은 에너지 효율을 목표로 고안되었음에도 불구하고 지속적으로 주변의 디바이스를 검색하는 Scanning과 같은 기능을 수행하는데 다소 높은 전력을 요구한다.

전력 소모를 줄이기 위해서 주변의 디바이스를 검색하는 절차를 지속적으로 수행하지 않으면, 주변의 디바이스 상태와 관련된 정보를 실시간으로 파악하는 것이 어렵다. 즉, 주위 기기의 상태를 얼마나 실시간으로 파악할 수 있는 지와 기기의 전력 소모량은 Trade off 관계에 있다고 할 수 있다.

와이 파이(Wi-Fi)의 경우에도 디바이스의 탐색 및 연결에 전력 소모가 크다는 문제점이 존재한다.

따라서, 무선 통신 시스템에서 디바이스의 전력을 크게 소모하지 않으면서도 주변의 디바이스들을 탐색하기 위한 방법이 필요하다.

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.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 무선 통신 시스템에서 서버 디바이스가 클라이언트 디바이스와 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서, 클라이언트 디바이스를 나타내는 디바이스 정보를 리스트에 저장하여 상기 클라이언트 디바이스를 등록하는 단계; 상기 클라이언트 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 상태를 나타내는 제 1 상태 정보를 사용자 디바이스로 전송하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 업데이트하는 단계는, 상기 클라이언트 디바이스의 상태가 변경된 경우, 변경된 상태를 나타내는 제 2 상태 정보를 수신하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 업데이트하는 단계는, 상기 클라이언트 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 현재 상태를 나타내는 제 2 상태 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 상태 정보에 기초하여 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 업데이트 하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 업데이트하는 단계는, 상기 클라이언트 디바이스로부터 특정 시간 내에 상기 클라이언트 디바이스의 현재 상태를 나타내는 제 2 상태 정보를 수신하지 못한 경우, 상기 디바이스의 상태를 오프(OFF)로 업데이트한다.

또한, 본 발명은, 상기 클라이언트 디바이스로 상기 클라이언트 디바이스의 현재 상태를 나타내는 제 2 상태 정보의 전송 주기를 나타내는 파라미터를 전송하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 사용자 디바이스로부터 상기 제 2 상태 정보의 전송 주기를 나타내는 파라미터의 변경을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 사용자 디바이스로 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 요청 메시지는 상기 파라미터를 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제 2 상태 정보는 상기 클라이언트 디바이스의 온(ON), 버팅(Butting), 또는 오프(Off) 중 하나를 나타낸다.

또한, 본 발명은, 상기 사용자 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스와의 데이터 송수신을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 사용자 디바이스로 상기 클라이언트 디바이스와의 데이터 송수신을 위한 제 1 스케줄링 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 클라이언트 디바이스로 상기 사용자 디바이스와의 데이터 송수신을 위한 제 2 스케줄링 정보를 전송하는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명에서, 상기 제 1 스케줄링 정보 및 상기 제 2 스케줄링 정보 각각은 상기 사용자 디바이스가 상기 클라이언트 디바이스와 데이터 송수신을 하기 위한 채널의 채널 위치 정보, 상기 채널을 나타내는 채널 ID, 상기 채널의 상태를 나타내는 채널 상태 정보, 상기 사용자 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간의 연결과 관련된 연결 파라미터 정보, 또는 상기 사용자 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간의 데이터 송수신을 위한 시간 정보 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 서버 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 나타내는 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 상태 정보는 상기 클라이언트 디바이스의 온(ON), 버팅(Butting), 또는 오프(Off) 중 하나를 나타내고; 상기 상태 정보가 상기 온을 나타내는 경우, 상기 서버 디바이스로 상기 클라이언트 디바이스와의 데이터 송수신을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 서버 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스와의 데이터 송수신을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 클라이언트 디바이스와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서, 상기 스케줄링 정보는 상기 사용자 디바이스가 상기 클라이언트 디바이스와 데이터 송수신을 하기 위한 채널의 채널 위치 정보, 상기 채널을 나타내는 채널 ID, 상기 채널의 상태를 나타내는 채널 상태 정보, 상기 사용자 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간의 연결과 관련된 연결 파라미터 정보, 또는 상기 사용자 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간의 데이터 송수신을 위한 시간 정보 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 본 발명은, 외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 클라이언트 디바이스를 나타내는 디바이스 정보를 리스트에 저장하여 상기 클라이언트 디바이스를 등록하고, 상기 클라이언트 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 업데이트하며, 상기 업데이트된 상태를 나타내는 제 1 상태 정보를 사용자 디바이스로 전송하도록 제어하는 디바이스를 제공한다.

본 명세서는 서버 디바이스를 통해 주변의 디바이스들을 탐색하고, 탐색 결과를 전송 받음으로써, 사용자 디바이스가 주변 디바이스들을 탐색하는데 소모되는 전력을 감소 시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 주변의 디바이스들의 상태가 변경되는 경우, 상태가 변경된 디바이스의 상태 정보를 업데이트함으로써, 주변 디바이스의 상태 변화를 실시간으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 서버 디바이스를 통해 주변 디바이스의 상태가 변경될 때마다 변경된 상태 정보를 전송 받음으로써, 주변의 디바이스들의 상태 변화를 실시간으로 확인함과 동시에 주변 디바이스들을 탐색하는데 소모되는 전력을 감소 시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 사용자 디바이스가 주변에 있는 경우, 서버 디바이스와 클라이언트 디바이스의 상태 정보 업데이트를 빈번히 수행하고, 그렇지 않은 경우 업데이트 주기를 길 게 설정함으로써 서버 디바이스와 클라이언트 디바이스의 전력 소모를 감소 시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 서버 디바이스가 사용자 디바이스와 클라이언트 디바이스로 데이터를 송수신을 위한 정보를 전송함으로써, 사용자 디바이스와 클라이언트 디바이스가 효율적으로 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.

도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.

도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.

도 4 및 도 5는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.

도 6은 블루투스 저전력 에너지의 GATT Profile 구조의 일 예를 나타낸 도이다.

도 7은 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 8은 사용자 디바이스와 클라이언트 디바이스간의 서비스 제공의 일 예를 나타낸 도이다.

도 9는 본 명세서에서 제안하는 사용자 디바이스가 서버 디바이스를 통해서 클라이언트 디바이스의 상태를 확인하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.

도 10은 본 명세서에서 제안하는 사용자 디바이스가 서버 디바이스를 통해서 클라이언트 디바이스의 상태를 확인하여 업데이트하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 11은 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태를 확인하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 12은 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태를 확인하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 13은 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태를 확인하기 위한 메시지 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.

도 14는 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태를 확인하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 15는 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태를 확인하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 16은 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태를 확인하기 위한 메시지 포맷의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.

도 17은 본 명세서에서 제안하는 디바이스를 탐색하여 등록하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 18은 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태를 확인하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 19는 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태를 확인하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 20은 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 상태가 변경된 경우의 UI(User Interface)의 일 예를 나타낸 도이다.

도 21는 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 파라미터를 변경하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 22은 본 명세서에서 제안하는 GATT Characteristic의 일 예를 나타낸 도이다.

도 23는 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 파라미터를 변경하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 흐름도이다.

도 24은 본 명세서에서 제안하는 와이 파이에서 송수신되는 메시지 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.

도 25는 본 명세서에서 제안하는 디바이스간 메시지를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

한편, 본 명세서에서 기술되는 디바이스(device)는 무선 통신이 가능한 디바이스로서, 스마트 폰을 포함한 휴대폰, 태블릿 PC, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 스마트 TV, IPTV 등을 포함한 텔레비전 등이 가능하다.

또한, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다.

따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 서버 디바이스(Server Device,110) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device,120)를 포함한다.

서버 디바이스와 클라이언트 디바이스는 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE, 이하 편의상 ‘BLE’로 표현한다.) 기술을 이용하여 블루투스 통신을 수행한다.

먼저, BLE 기술은 블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate) 기술과 비교하여, 상대적으로 작은 duty cycle을 가지며 저 가격 생산이 가능하고, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 코인 셀(coin cell) 배터리를 이용할 경우 1년 이상 동작이 가능하다.

또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.

BLE 기술에서, (1) RF 채널수는 40개이며, (2) 데이터 전송 속도는 1Mbps를 지원하며, (3) 토폴로지는 스타 구조이며, (4) latency는 3ms 이며, (5) 최대 전류는 15mA이하이며, (6) 출력 전력은 10mW(10dBm)이하이며, (7) 휴대폰, 시계, 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등의 어플리케이션에 주로 사용된다.

상기 서버 디바이스(110)는 다른 디바이스와의 관계에서 클라이언트 디바이스로 동작할 수 있고, 상기 클라이언트 디바이스는 다른 디바이스와의 관계에서 서버 디바이스로 동작할 수 있다. 즉, BLE 통신 시스템에서 어느 하나의 디바이스는 서버 디바이스 또는 클라이언트 디바이스로 동작하는 것이 가능하며, 필요한 경우, 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스로 동시에 동작하는 것도 가능하다.

상기 서버 디바이스(110)는 데이터 서비스 디바이스(Data Service Device), 마스터(Master) 디바이스, 마스터(Master), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 오디오 소스 디바이스(Audio Source Device), 제 1 디바이스 등으로 표현될 수 있으며, 상기 클라이언트 디바이스는 슬레이브(Slave) 디바이스, 슬레이브(Slave), 클라이언트, 멤버(Member), 싱크 디바이스(Sink Device), 오디오 싱크 디바이스(Audio Sink Device), 제 2 디바이스 등으로 표현될 수 있다.

서버 디바이스와 클라이언트 디바이스는 상기 무선 통신 시스템의 주요 구성요소에 해당하며, 상기 무선 통신 시스템은 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스 이외에도 다른 구성요소를 포함할 수 있다.

상기 서버 디바이스는 클라이언트로부터 데이터를 제공 받고, 클라이언트 디바이스와 직접 통신을 수행함으로써, 클라이언트 디바이스로부터 데이터 요청을 수신하는 경우, 응답을 통해 클라이언트 디바이스로 데이터를 제공하는 디바이스를 말한다.

또한, 상기 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스로 데이터 정보를 제공하기 위해 클라이언트 디바이스에게 알림(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지를 보낸다. 또한, 상기 서버 디바이스는 상기 클라이언트 디바이스로 지시 메시지를 전송하는 경우, 상기 클라이언트로부터 상기 지시 메시지에 대응하는 확인(Confirm) 메시지를 수신한다.

또한, 상기 서버 디바이스는 알림, 지시, 확인 메시지들을 클라이언트 디바이스와 송수신하는 과정에서 출력부(Display Unit)을 통해서 사용자에게 데이터 정보를 제공하거나 입력부(User Input Interface)를 통해 사용자로부터 입력되는 요청을 수신할 수 있다.

또한, 상기 서버 디바이스는 상기 클라이언트 디바이스와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.

또한, 하나의 서버 디바이스는 다수의 클라이언트 디바이스들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 디바이스들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.

상기 클라이언트 디바이스(120)는 서버 디바이스에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.

클라이언트 디바이스는 상기 서버 디바이스로부터 알림 메시지, 지시 메시지 등을 통해 데이터를 수신하고, 지시 메시지를 상기 서버 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 지시 메시지에 대한 응답으로 확인 메시지를 보낸다.

상기 클라이언트 디바이스도 마찬가지로 상기 서버 디바이스와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해서 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해서 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.

또한, 상기 클라이언트 디바이스는 상기 서버 디바이스와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.

상기 서버 디바이스 및 클라이언트 디바이스의 출력부, 입력부 및 메모리 등과 같은 하드웨어 구성요소에 대해서는 도 2에서 구체적으로 살펴보기로 한다.

또한, 상기 무선 통신 시스템은 블루투스 기술을 통해 개인 영역 네트워킹(Personal Area Networking:PAN)을 구성할 수 있다. 일 예로, 상기 무선 통신 시스템에서는 디바이스 간 개인적인 피코넷(private piconet)을 확립함으로써 파일, 서류 등을 신속하고 안전하게 교환할 수 있다.

BLE 디바이스(또는 기기)는 다양한 블루투스-관련 프로토콜, 프로파일, 처리 등을 지원하도록 동작 가능할 수 있다.

서버 디바이스는 적어도 하나의 클라이언트 디바이스와 연결될 수 있다.

또한, 필요에 따라 각 디바이스의 내부 블록도는 다른 구성 요소(모듈, 블록, 부)를 더 포함할 수도 있고, 도 2의 구성 요소 중 일부가 생략될 수도 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

상기 메모리(115,125)는 다양한 종류의 디바이스에 구현되는 유닛으로서, 다양한 종류의 데이터가 저장되는 유닛을 말한다.

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.

상기 프로세서(114,124)는 제어부, 제어 유닛(Control Unit), 컨트롤러 등으로 표현될 수 있다.

상기 프로세서(114,124)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.

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.

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.

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.

상기 출력부(111,121)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.

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.

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.

상기 입력부(112,122)는 화면 버튼과 같이 사용자의 입력을 제어부에게 제공하여 디바이스의 동작을 사용자가 제어할 수 있게 하는 모듈을 말한다.

도 3을 참조하면, 디바이스 A는 디바이스 B와 디바이스 C를 슬레이브(slave)로 가지는 피코넷(피코넷 A, 음영부분)에서 마스터(master)에 해당한다.

여기서, 피코넷(Piconet)이란, 다수의 디바이스들 중 어느 하나가 마스터이고, 나머지 디바이스들이 마스터 디바이스에 연결되어 있는 공유된 물리 채널을 점유하고 있는 디바이스들의 집합을 의미한다.

BLE 슬레이브는 마스터와 공통 물리 채널을 공유하지 않는다. 각각의 슬레이브는 별개의 물리 채널을 통해 마스터와 통신한다. 마스터 디바이스 F와 슬레이브 디바이스 G를 가지는 또 다른 피코넷(피코넷 F)이 있다.

디바이스 K는 스캐터넷(scatternet K)에 있다. 여기서, 스캐터넷(scatternet)은 다른 피코넷들 간 연결이 존재하는 피코넷의 그룹을 의미한다.

디바이스 K는 디바이스 L의 마스터이면서, 디바이스 M의 슬레이브이다.

디바이스 O 역시 스캐터넷(scatternet O)에 있다. 디바이스 O는 디바이스 P의 슬레이브이면서, 디바이스 Q의 슬레이브이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 5개의 다른 디바이스 그룹들이 존재한다.

디바이스 D는 광고자(advertiser)이고, 디바이스 A는 개시자(initiator)이다(그룹 D).

디바이스 E는 스캐너(scanner)이며, 디바이스 C는 광고자이다(그룹 C).

디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너들이다(그룹 H).

디바이스 K 또한 광고자이며, 디바이스 N은 개시자이다(그룹 K).

디바이스 R은 광고자이며, 디바이스 O는 개시자이다(그룹 R).

디바이스 A와 B는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.

디바이스 A와 C는 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.

그룹 D에서, 디바이스 D는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고하며, 디바이스 A는 개시자이다. 디바이스 A는 디바이스 D와 연결을 형성할 수 있고, 피코넷 A로 디바이스를 추가할 수 있다.

그룹 C에서, 디바이스 C는 스캐너 디바이스 E에 의해 캡쳐되는 광고 이벤트의 어떤 타입을 사용하여 광고 물리 채널 상으로 광고를 한다.

그룹 D와 그룹 C는 충돌을 피하기 위해 서로 다른 광고 물리 채널을 사용하거나 다른 시간을 사용할 수 있다.

피코넷 F에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 F와 G는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 F는 마스터이고, 디바이스 G는 슬레이브이다.

그룹 H에는 하나의 물리 채널이 있다. 디바이스 H, I 및 J는 하나의 BLE 광고 물리 채널을 사용한다. 디바이스 H는 광고자이며, 디바이스 I 및 J는 스캐너이다.

스캐터넷 K에서, 디바이스 K와 L은 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 K와 M은 또 다른 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다.

그룹 K에서, 디바이스 K는 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 N은 개시자이다. 디바이스 N은 디바이스 K와 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 K는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.

스캐터넷 O에서, 디바이스 O와 P는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 O와 Q는 또 다른 BLE 피코넷 물리채널을 사용한다.

그룹 R에서, 디바이스 R은 광고 물리 채널 상으로 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하여 광고를 하며, 디바이스 O는 개시자이다. 디바이스 O는 디바이스 R과 연결을 형성할 수 있다. 여기서, 디바이스 O는 두 디바이스들의 슬레이브가 되면서 동시에 한 디바이스의 마스터가 된다.

구체적으로, 도 4는 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 아키텍처의 일 예를 나타내며, 도 5는 블루투스 LE(Low Energy)의 아키텍처의 일 예를 나타낸다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 블루투스 BR/EDR 아키텍처는 컨트롤러 스택(Controller stack, 410), HCI(Host Controller Interface, 420) 및 호스트 스택(Host stack, 430)을 포함한다.

상기 컨트롤러 스택(또는 컨트롤러 모듈, 410)은 2.4GHz의 블루투스 신호를 받는 무선 송수신 모듈과 블루투스 패킷을 전송하거나 수신하기 위한 하드웨어를 말하며, BR/EDR Radio 계층(411), BR/EDR Baseband 계층(412), BR/EDR Link Manager 계층(413)을 포함할 수 있다.

상기 BR/EDR Radio 계층(411)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로, GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation을 사용하는 경우 79 개의 RF 채널을 hopping 하여 데이터를 전송할 수 있다.

상기 BR/EDR Baseband 계층(412)은 Digital Signal을 전송하는 역할을 담당하며, 초당 1600번 hopping 하는 채널 시퀀스를 선택하며, 각 채널 별 625us 길이의 time slot을 전송한다.

상기 Link Manager 계층(413)은 LMP(Link Manager Protocol)을 활용하여 Bluetooth Connection의 전반적인 동작(link setup, control, security)을 제어한다.

상기 Link Manager 계층은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.

- ACL/SCO logical transport 및 logical link setup 및 control을 한다.

- Detach: connection을 중단하고, 중단 이유를 상대 디바이스에게 알려준다.

- Power control 및 Role switch를 한다.

- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.

상기 Host Controller Interface 계층(420)은 Host 모듈(430)과 Controller 모듈(410) 사이의 인터페이스 제공하여 Host 가 command와 Data를 Controller에게 제공하게 하며, Controller가 event와 Data를 Host에게 제공할 수 있도록 해준다.

상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈,430)은 L2CAP(437), SDP(Service Discovery Protocol,433), BR/EDR Protocol(432), BR/EDR Profiles(431), Attribute Protocol(436), Generic Access Profile(GAP,434), Generic Attribute Profile(GATT,435)을 포함한다.

상기 Logical Link Control and Adaptation Protocol(L2CAP,437)은 특정 protocol 또는 profile 에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공한다.

상기 L2CAP은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 protocol, profile 등을 multiplexing한다.

블루투스 BR/EDR의 L2CAP에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control을 제공한다.

상기 SDP(Service Discovery Protocol,433)는 블루투스 디바이스에서 지원하는 서비스(Profile 및 Protocol)을 찾기 위한 프로토콜을 말한다.

상기 BR/EDR Protocol 및 Profiles(432,431)은 블루트스 BR/EDR를 이용하는 서비스 (profile)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의한다.

상기 Attribute Protocol(436)은 Server-Client 구조로, 상대 디바이스의 data를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. 아래와 같이 6가지 메시지(Request message, Response message, Command message, Notification message, Indication message) 유형이 있다.

- Request message from client to server with Response message from server to client

- Command message from client to server without Response message

- Notification message from server to client without Confirm message

- Indication message from server to client with Confirm message from client to server

상기 Generic Attribute Profile(GATT,435)은 attribute의 type을 정의한다.

상기 Generic Access Profile(GAP,434)은 디바이스 발견, 연결, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, privacy를 제공한다.

도 5에 도시된 바와 같이, BLE 구조는 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작가능한 컨트롤러 스택(Controller stACK)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작가능한 호스트 스택(Host stACK)을 포함한다.

상기 Controller stack은 Controller로 호칭될 수도 있으나, 앞서 도 2에서 언급한 디바이스 내부 구성요소인 프로세서와의 혼동을 피하기 위해 이하에서는 Controller stACK으로 표현하기로 한다.

먼저, 컨트롤러 스택은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈과, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.

호스트 스택은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(pACKage)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.

일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.

호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile,510), GATT based Profiles(520), GATT(Generic Attribute Profile,530), ATT(Attribute Protocol,540), SM(Security Manage,550), L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,560)을 포함한다. 다만, 호스트 스택은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.

호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다.

먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,560)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공한다.

L2CAP은 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.

BLE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 사용한다.

반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다.

SM(Security Manager,550)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.

ATT(Attribute Protocol,540)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.

즉, ① Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.

② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.

③ Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.

④ Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송한다.

GAP(Generic Access Profile)는 BLE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, BLE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.

또한, GAP는 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.

① Service : 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의

② Include : 서비스 사이의 관계를 정의

③ Characteristics : 서비스에서 사용되는 data 값

④ Behavior : UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷

GATT-based Profiles은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 BLE 디바이스에 적용된다. GATT-based Profiles은 Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service 등일 수 있다. GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.

Battery : 배터리 정보 교환 방법

Time : 시간 정보 교환 방법

FindMe : 거리에 따른 알람 서비스 제공

Proximity : 배터리 정보 교환 방법

Time : 시간 정보 교환 방법

GATT는 서비스들의 구성 시에 ATT가 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작가능할 수 있다. 예를 들어, GATT는 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작가능할 수 있다.

따라서, GATT 및 ATT는 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.

컨트롤러(Controller) 스택은 물리 계층(Physical Layer,590), 링크 계층(Link Layer,580) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface,570)를 포함한다.

물리 계층(무선 송수신 모듈,590)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.

링크 계층(580)은 블루투스 패킷을 전송하거나 수신한다.

또한, 링크 계층은 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 42bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.

HCI(Host Controller Interface)는 Host 스택과 Controller 스택 사이의 인터페이스를 제공하여, Host 스택에서 command와 Data를 Controller 스택으로 제공하게 하며, Controller 스택에서 event와 Data를 Host 스택으로 제공하게 해준다.

이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.

BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.

디바이스 필터링 절차( Device Filtering Procedure )

디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.

모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.

광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.

여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.

스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.

BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.

하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.

연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.

광고 절차( Advertising Procedure )

광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.

여기서, 비지향성의 브로드캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 방향으로의 브로드캐스트를 말한다.

이와 달리, 지향성 브로드 캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트를 말한다. 비지향성 브로드캐스트는 광고 디바이스와 리스닝(또는 청취) 상태에 있는 디바이스(이하, 리스닝 디바이스라 한다.) 간에 연결 절차 없이 발생한다.

광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.

또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.

광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다.

광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.

광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.

스캐닝 절차( Scanning Procedure )

스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.

스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 사용자 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.

상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.

만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.

스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.

하지만, 저전력으로 설계된 블루투스 LE의 경우에도, 주위의 다른 디바이스들을 찾으려고 상기 스캐닝 절차를 계속해서 수행하는 것은 높은 전력을 요구할 수 있다.

디스커버링 절차( Discovering Procedure )

블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, ‘블루투스 디바이스’라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.

디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 위해 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.

디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.

연결 절차( Connecting Procedure )

연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.

즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.

다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.

광고 상태( Advertising State )

링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(PACKet Data Unit)들을 전송한다.

각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.

스캐닝 상태( Scanning State )

링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다.

스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.

스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.

스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.

링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.

수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.

능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.

개시 상태( Initiating State )

링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.

링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.

개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.

연결 상태( connection state )

링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.

연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.

두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.

마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.

마스터(Master, Central)는 다른 디바이스(슬레이브, Peripheral)와 Connection을 맺기 위해, Connectable Advertising Signal을 주기적으로 스캔하다가, 적절한 디바이스에 연결을 요청하는 디바이스이다.

또한, 마스터 디바이스는 슬레이브 디바이스와 연결이 되고 나면, timing을 설정하고 주기적인 데이터 교환을 주도한다.

여기서 timing이란, 두 디바이스가 매번 같은 Channel에서 데이터를 주고 받기 위해 정하는 hopping 규칙일 수 있다.

슬레이브(Slave, Peripheral) 디바이스는 다른 디바이스(Master)와 Connection을 맺기 위해, Connectable Advertising Signal을 주기적으로 전송하는 디바이스이다.

따라서, 이를 수신한 마스터 디바이스가 Connection Request를 보내면, 이를 수락하여 Connection을 맺는다.

슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스와 Connection을 맺고 나면 마스터 디바이스가 지정한 timing에 맞추어 Channel을 같이 hopping 하면서 주기적으로 데이터를 교환한다.

이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.

패킷 포맷( PACKet Format )

링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.

각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.

하나의 패킷이 광고 물리 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 물리 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.

광고 채널 PDU ( Advertising Channel PDU )

광고 채널 PDU(PACKet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.

헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 1에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.

광고 PDU

아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.

ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트

ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트

ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트

ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트

상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.

Scanning PDUs

아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.

SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.

SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.

Initiating PDUs

아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.

CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.

데이터 채널 PDU ( Data Channel PDU )

데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check:MIC) 필드를 포함할 수 있다.

앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.

상기 도 6을 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.

구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치 간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고 받는 방법을 정의한 것이다.

일반적으로, 페리페럴(Peripheral) 장치(예를 들면, 센서 장치)가 GATT 서버(Server)역할을 하며, 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 대한 정의를 가지고 있다.

데이터를 읽거나 쓰기 위해서 GATT 클라이언트는 GATT 서버로 데이터 요청을 보내게 되며, 모든 동작(Transaction)은 GATT client에서 시작되어 GATT 서버로부터 응답을 받게 된다.

블루투스 LE에서 사용하는 GATT 기반 동작 구조는 프로파일(Profile), 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 기초하며, 상기 도 6과 같은 수직 구조를 이룰 수 있다.

상기 프로파일(Profile)은 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.

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 16 bit 또는 128 bit의 구분자를 가지고 있다.

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.

상기 특성은 여러 가지 정보들의 값으로 정의되고, 각각의 정보를 담기 위해서 속성(Attribute) 하나씩을 필요로 한다. 상기 특성은 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.

상기 속성(Attribute)는 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 가진다.

- handle: 속성의 주소

- Type: 속성의 유형

- Value: 속성의 값

- Permission: 속성에 대한 접근 권한

이하에서, 블루투스 LE에서 connection procedure(연결 절차)에 대해 간략히 살펴보고, 이의 일례로서, 블루투스 LE에서 객체 전송 서비스를 제공하는 방법을 살펴보기로 한다.

서버는 클라이언트로 3개의 광고 채널을 통해 광고 메시지를 전송한다(S7010).

상기 서버는 Connection 전에는 광고자(Advertiser)로 호칭될 수 있고, Connection 이후에는 Master로 호칭될 수 있다. 상기 서버의 일례로, 센서들(온도 센서 등)이 있을 수 있다.

또한, 상기 클라이언트는 Connection 전에는 스캐너(Scanner)로 호칭될 수 있고, Connection 이후에는 Slave로 호칭될 수 있다. 상기 클라이언트의 일례로, 스마트폰을 들 수 있다.

살핀 것처럼, 블루투스는 2.4GHz 밴드를 통해 총 40개의 채널로 나누어 통신을 한다. 40개 채널 중 3개의 채널은 광고 채널로써, 각종 광고 패킷(Advertising Packet)을 비롯하여 Connection을 맺기 위해 주고 받는 Packet들의 교환에 이용된다.

나머지 37개의 채널들은 데이터 채널로 Connection 이후의 Data Packet 교환에 이용된다.

상기 클라이언트는 상기 광고 메시지를 수신한 후, 상기 서버로부터 추가적인 데이터(예: 서버 디바이스 이름 등)을 획득하기 위해 상기 서버로 Scan Request를 전송할 수 있다.

그러면, 상기 서버는 상기 클라이언트로 Scan Request에 대한 응답으로 나머지 데이터를 포함하여 Scan Response를 전송한다.

여기서, Scan Request와 Scan Response는 광고 패킷의 한 종류로서, 광고 패킷은 31 bytes 이하의 User Data만을 포함할 수 있다.

따라서, data의 크기가 31 bytes보다는 크지만, Connection까지 맺어서 data를 보내기에는 오버헤드가 큰 데이터가 있을 경우, Scan Request/Scan Response를 이용하여 두 번에 걸쳐서 data를 나눠 보낸다.

다음, 상기 클라이언트는 상기 서버와 블루투스 연결 설정을 위한 연결 요청(Connection Request)를 상기 서버로 전송한다(S7020).

이를 통해, 상기 서버와 클라이언트 간에 Link Layer(LL)의 연결이 확립(establish)된다.

이후, 상기 서버와 상기 클라이언트는 보안 설립 절차를 수행한다.

상기 보안 설립 절차는 Secure Simple Pairing으로 해석되거나 이를 포함하여 수행될 수 있다.

즉, 상기 보안 설립 절차는 Phase 1 단계 내지 Phase 3 단계를 거쳐 수행될 수 있다.

구체적으로, 서버와 클라이언트 간에 페어링 절차(Phase 1)를 수행한다(S7030).

상기 페어링 절차는 클라이언트가 서버로 페어링 요청(Pairing Request)을 전송하고, 서버가 클라이언트로 페어링 응답(Pairing Response)을 전송한다.

다음, Phase 2로서, 서버와 클라이언트 간에 레거시 페어링(Legacy Pairing) 또는 Secure Connections를 수행한다(S7040).

다음, SSP Phase 3으로서, 서버와 클라이언트 간에 키 분배(Key Distribution) 절차를 수행한다(S7050).

이를 통해, 서버와 클라이언트 간에 보안 연결이 확립되고, 암호화된 데이터를 송수신할 수 있게 된다.

상기 도 8을 참조하면, 사용자 디바이스(200)가 무선 통신 서비스를 제공받기 위해서는 주변의 디바이스들(이하, 클라이언트 디바이스(300))을 검색하여야 한다.

상기 사용자 디바이스(200)는 서비스 제공을 위한 클라이언트 디바이스를 발견하기 위해서, 주변의 클라이언트 디바이스들이 언제 서비스 제공 영역을 떠나고, 새로운 클라이언트 디바이스들이 검색되는지 여부를 지속적으로 확인하여야 한다.

또한, 클라이언트 디바이스(300)의 상태는 시간에 따라 계속해서 변할 수 있기 때문에, 상기 사용자 디바이스(200)가 클라이언트 디바이스(300)를 검색하는 시점에서의 상태와 서비스를 이용하고자 하는 시점에서의 상기 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 동일하지 않을 수 있다.

따라서, 상기 사용자 디바이스(200)는 주변의 클라이언트 디바이스들을 실시간으로 지속해서 검색할 필요가 존재한다.

만약, 검색 절차가 실시간으로 지속해서 수행되지 않는 경우, 상기 도 8에 도시된 바와 같이 사용자 디바이스(200)가 클라이언트 디바이스(300)를 검색한 시점에는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 온(ON)이었지만, 서비스를 이용하는 시점에서는 오프(OFF)상태가 되어 서비스를 이용할 수 없는 경우가 발생할 수 있다.

하지만, 앞에서 살펴본 바와 같이 사용자 디바이스(200)가 실시간으로 주변의 클라이언트 디바이스들을 검색하는 것은 많은 전력을 소모하게 된다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 사용자 디바이스가 실시간으로 주변의 클라이언트 디바이스들을 발견하면서, 전력 소모를 감소시킬 수 있는 방법을 제안한다.

상기 도 9를 참조하면, 사용자 디바이스는 서버 디바이스를 통해서 주변의 클라이언트 디바이스들을 검색하고, 상태가 변경된 경우 이를 확인할 수 있다.

구체적으로, (a) 사용자 디바이스(200)가 서버 디바이스를 발견하면, 서버 디바이스와 연결(Connection)을 형성하고, 인증 및 확인 절차를 수행할 수 있다.

이때, 인증 및 확인 절차는 사용자 디바이스(200)와 서버 디바이스(400)가 근거리에 존재하고, 서버 디바이스(400)가 사용자 디바이스(200)가 명령을 내릴 수 있는 권한이 있는 디바이스인지, 또는 제어를 할 수 있는 권한이 있는 디바이스인지 여부를 확인하는 절차를 의미할 수 있다.

사용자 디바이스(200)와 연결된 서버 디바이스(400)는 서버 디바이스(400)와 연결된 클라이언트 디바이스(300)의 정보를 사용자 디바이스(200)로 전송하여 사용자 디바이스(200)가 클라이언트 디바이스들을 검색하게 할 수 있다.

또한, (b) 서버 디바이스(400)는 연결된 주변의 클라이언트 디바이스(300)에게 상태가 변경된 경우, 이를 실시간으로 보고하도록 요청할 수 있다.

예를 들면, 상기 클라이언트 디바이스(300)의 상태 변화를 확인할 수 있는 메시지들과 관련된 파라미터들의 변경을 요청하여, 파라미터를 변경할 수 있고, 이러한 파라미터 변경을 통해서 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 변경될 때 마다 즉시 변경된 상태와 관련된 정보를 포함하는 메시지를 수신하거나, 변경된 파라미터에 따라 주기적으로 전송되는 메시지의 수신여부를 확인하여 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 확인할 수 있다.

(c) 클라이언트 디바이스(300)는 서버 디바이스(400)로부터의 요청이 있는 경우, 상태가 변경될 때 마다 이를 실시간으로 서버 디바이스(400) 또는 사용자 디바이스(200)에게 알릴 수 있다.

서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 변경된 경우, 이를 사용자 디바이스(200)에게 알릴 수 있으며, 이를 통해서 사용자 디바이스(200)는 실시간으로 지속적인 검색 절차 없이 클라이언트 디바이스(300)의 상태 변화를 확인할 수 있다.

이와 같이 사용자 디바이스가 서버 디바이스를 통해서 클라이언트 디바이스를 검색하고, 메시지를 송수신할 수 있는 서비스를 프록시 서비스라 하고, 프록시 서비스에서 서버 디바이스는 프록시 서버 디바이스(Proxy Server Device), 클라이언트 디바이스는 프록시 클라이언트 디바이스(Proxy Client Device)로 호칭될 수 있다.

이하, 본 발명에서는 무선 통신 시스템의 일 예로 블루투스 LE 및/또는 와이 파이(Wi-Fi)를 예로 들어 설명한다. 하지만, 이는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 일 예에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 무선 통신 시스템에서 이용될 수 있다.

상기 도 10을 참조하면, 서버 디바이스는 주변의 디바이스들을 탐색하며 등록하며, 등록된 클라이언트 디바이스들의 상태가 변경되면 변경된 상태를 사용자 디바이스에게 알릴 수 잇다.

구체적으로, 서버 디바이스(400)는 주변의 사용자 디바이스(200) 및 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)과 디바이스 등록 절차를 수행하여 각각의 디바이스의 정보를 등록할 수 있다(S10010).

이 절차를 통해서 서버 디바이스(400)는 사용자 디바이스(200) 및/또는 클라이언트 디바이스들(300-1,300-2)과 연결을 형성할 수 있으며, 연결된 디바이스들과 관련된 정보(예를 들면, 디바이스 이름, ID, 식별자 등)를 연결된 디바이스들을 나타내는 리스트에 저장할 수 있다.

또한, 상기 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2) 및/또는 사용자 디바이스(200)도 서버 디바이스(400)와 관련된 정보를 리스트에 저장할 수 있다.

이후, 상기 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2) 및 서버 디바이스(400)는 사용자 컨펌 절차(User Confirm Procedure)가 수행되지 않는 경우, Default User mode로 동작하게 된다.

상기 사용자 컨펌 절차는 사용자 디바이스(200)와 서버 디바이스(400)가 근거리에 존재하고, 서버 디바이스(400)가 사용자 디바이스(200)가 명령을 내릴 수 있는 권한이 있는 디바이스인지, 또는 제어를 할 수 있는 권한이 있는 디바이스인지 여부를 확인하는 절차를 의미할 수 있다.

상기 Default User mode는 디바이스가 수행하는 동작들(예를 들면, 메시지 송수신, 주변 디바이스 탐색 등)의 전력 소모를 최소화 하기 위해 설정된 모드이다.

상기 Default User mode에서 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)은 긴 주기를 가지고 서버 디바이스(400) 및/또는 사용자 디바이스(200)와 디바이스 상태 업데이트 절차(Device Status Update Procedure)를 수행한다(S10020).

상기 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)은 긴 주기를 가지고 서버 디바이스(400)로 상태 정보 및 서비스 정보를 전송할 수 있다.

상기 서비스 정보는 현재 자신이 제공할 수 있는 서비스들을 나타내고, 상기 상태 정보는 현재 자신의 상태를 나타낸다.

상기 서비스 정보 및 상태 정보를 수신한 서버 디바이스(400)는 이를 사용자 디바이스(200)에게 전송할 수 있다.

또는, 상기 클라이언트 디바이스들(300-1,300-2)이 직접 상기 상태 정보 및 상기 서비스 정보를 사용자 디바이스(200)에게 전송할 수 있다.

상기 Default User mode에서 서버 디바이스(400)는 사용자 디바이스(200) 및 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)과 파라미터 변경 절차(Parameter Change Procedure)를 수행할 수 있다(S10030).

상기 파라미터 변경 절차를 통해서 서버 디바이스(400)는 사용자 디바이스(200)와 앞에서 설명한 사용자 컨펌 절차를 수행할 수 있다(S10040).

상기 사용자 컨펌 절차를 통해서 사용자 디바이스(200)의 권한을 확인한 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)에게 파라미터 변경을 요청할 수 있다.

예를 들면, 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)들의 상태가 변경된 경우, 이를 사용자 디바이스(200)에게 신속하게 알리기 위해서, 서버 디바이스(400)는 상기 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)에게 서비스 정보 및 상태 정보의 전송 주기를 짧게 변경하도록 요청할 수 있다.

상기 파라미터 변경 절차를 통해서 파라미터(예를 들면, 전송 주기 등)를 변경한 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2) 및 서버 디바이스(400)는 Enable User mode로 동작하게 된다.

상기 Enable User mode는 사용자 디바이스(200)가 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)의 상태 변화를 즉시 파악할 수 있도록, 상기 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)가 상태 정보 및 서비스 정보를 빈번하게 전송하도록 설정된 모드이다.

즉, 상기 상태 정보 및 서비스 정보의 전송 주기가 짧게 설정된 모드이다.

상기 Enable User mode에서의 디바이스 업데이트 절차(S10050)는 상기 Default User mode에서의 디바이스 업데이트 절차(S10020)보다 빈번하게 상태 정보 및 서비스 정보의 전송이 이루어진다.

이와 같은 방법을 통해서 사용자 디바이스(200)는 계속해서 주변의 클라이언트 디바이스들을 탐색하지 않고, 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)의 상태가 변경된 경우, 이를 서버 디바이스(400)를 통해서 또는 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)을 통해서 확인할 수 있다.

상기 도 11을 참조하면, 블루투스 LE에서 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)와 연결이 형성되지 않은 상태에서 전송되는 광고 메시지를 통해서 클라이언트 디바이스(300)의 상태 변화를 확인할 수 있다.

구체적으로, 클라이언트 디바이스(300)는 광고 주기(Advertising Period)마다 서버 디바이스로 광고 메시지(Advertising message)를 전송한다(S11010).

상기 광고 메시지는 클라이언트 디바이스(300)가 현재 제공 가능한 서비스를 나타내는 서비스 정보 및 클라이언트 디바이스(300)의 현재 상태를 나타내는 상태 정보(제 1 상태 정보)를 포함할 수 있다.

서버 디바이스(400)는 상기 광고 주기마다 전송되는 상기 광고 메시지를 기초로 상기 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 업데이트 한다.

하지만, 상기 광고 메시지가 상기 광고 주기 내에 수신되지 않는 경우, 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라고 판단하고, 클라이언트 상태를 업데이트한다(S11020).

또한, 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 온(ON)에서 오프(OFF)로 변경되었으므로, 이를 사용자 디바이스(200)에게 알릴 수 있다.

본 실시 예에서 상기 광고 주기는 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 빠르게 파악하기 위해서 짧게 설정될 수 있다.

상기 도 12를 참조하면, 상기 도 11과는 다르게 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스로부터 전송되는 광고 메시지를 통해서 클라이언트 디바이스의 오프(OFF)상태를 파악할 수 있다.

구체적으로, 클라이언트 디바이스(300)는 주기적으로 서버 디바이스(400)로 광고 메시지를 전송할 수 있다(S12010).

상기 광고 메시지는 클라이언트 디바이스(300)가 현재 제공 가능한 서비스를 나타내는 서비스 정보 및 상기 클라이언트 디바이스(300)의 현재 상태를 나타내는 상태 정보(제 1 상태 정보)를 포함할 수 있다.

만약, 클라이언트 디바이스(300)가 오프(OFF)되는 경우, 클라이언트 디바이스(300)는 오프 상태가 되기 직전에 서버 디바이스(400)로 오프 상태를 나타내는 상태 정보(제 2 상태 정보)를 포함하는 광고 메시지를 전송할 수 있다(S12020).

상기 단계(S12020)을 통해서 광고 메시지를 수신한 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라고 판단하고, 클라이언트 상태를 업데이트한다.

상기 도 13은 상기 도 11 및 상기 도 12에서 설명한 광고 메시지의 포맷의 일 예를 도시하고 있다. 상기 도 13을 참조하면, 앞에서 살펴본 상태 정보 및 서비스 정보는 PDU 필드의 AD Data에 포함되며, AD Type은 상기 AD Date에 어떤 정보가 포함되어 있는지 여부를 나타낸다.

아래 표 2는 상기 AD Type 및 상기 AD Date의 일 예를 나타낸 표이다.

상기 도 14을 참조하면, 블루투스 LE에서 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)와 연결이 형성된 상태에서 송수신되는 데이터 채널 PDU 메시지를 통해서 클라이언트 디바이스(300)의 상태 변화를 확인할 수 있다.

구체적으로, 클라이언트 디바이스(300)와 서버 디바이스(400)는 앞에서 살펴본 블루투스 LE 연결절차를 통해서 블루투스 LE 연결을 형성할 수 있다.

이후, 상기 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)와 데이터 채널 PDU 메시지(Data Channel PDU message)를 통해서 데이터를 송수신할 수 있다.

블루투스 LE 연결은 일정 시간 동안 메시지 송수신이 없는 경우, 연결이 해제되므로 서버 디바이스(400)와 클라이언트 디바이스(300)는 송수신 하고자 하는 데이터가 없더라도, 주기적으로 데이터 채널 PDU 메시지를 송수신함으로써, 블루투스 LE 연결을 지속시킬 수 있다(S14010).

이때, 상기 데이터 채널 PDU 메시지는 클라이언트 디바이스(300)가 현재 제공 가능한 서비스를 나타내는 서비스 정보 및 상기 클라이언트 디바이스(300)의 현재 상태를 나타내는 상태 정보(제 1 상태 정보)를 포함할 수 있다.

서버 디바이스(400)는 연결 주기마다 전송되는 상기 데이터 채널 PDU 메시지를 기초로 상기 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 업데이트 한다.

하지만, 상기 데이터 채널 PDU 메시지가 상기 연결 주기 내에 수신되지 않는 경우, 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라고 판단하고, 클라이언트 상태를 업데이트한다(S14020).

본 실시 예에서 상기 연결 주기는 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 빠르게 파악하기 위해서 짧게 설정될 수 있다.

상기 도 15를 참조하면, 상기 도 14와는 다르게 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스로부터 전송되는 데이터 채널 PDU 메시지를 통해서 클라이언트 디바이스의 오프(OFF)상태를 파악할 수 있다.

구체적으로, 클라이언트 디바이스(300)는 송수신 하고자 하는 데이터가 전송하는 경우뿐만 아니라, 송수신 하고자 하는 데이터가 없는 경우에도 블루투 LE 연결을 유지하기 위해서 주기적으로 서버 디바이스(400)와 데이터 채널 PDU 메시지를 송수신할 수 있다(S15010).

클라이언트 디바이스(300)가 전송하는 상기 데이터 채널 PDU 메시지는 클라이언트 디바이스(300)가 현재 제공 가능한 서비스를 나타내는 서비스 정보 및 상기 클라이언트 디바이스(300)의 현재 상태를 나타내는 상태 정보(제 1 상태 정보)를 포함할 수 있다.

서버 디바이스(400)는 주기마다 전송되는 상기 데이터 채널 PDU 메시지를 기초로 상기 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 업데이트 한다.

만약, 클라이언트 디바이스(300)가 오프(OFF)되는 경우, 클라이언트 디바이스(300)는 오프 상태가 되기 직전에 서버 디바이스(400)로 오프 상태를 나타내는 상태 정보(제 2 상태 정보)를 포함하는 데이터 채널 PDU 메시지를 전송할 수 있다(S15020).

상기 단계(S15020)을 통해서 데이터 채널 PDU 메시지를 수신한 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라고 판단하고, 클라이언트 상태를 업데이트한다.

상기 도 16은 상기 도 14 및 상기 도 15에서 설명한 데이터 채널 PDU 메시지의 포맷의 일 예를 도시하고 있다. 상기 도 16을 참조하면, 앞에서 살펴본 상태 정보 및 서비스 정보는 Information Payload 필드에 포함될 수 있다.

상기 데이터 채널 PDU 메시지의 Channel ID를 0x0004로 설정하면 상기 도 16에 도시된 바와 같이 상기 Information Payload 필드의 포맷을 Attribute Structure로 구성하여 Attribute Protocol을 사용하여 메시지를 교환하겠다는 것을 의미할 수 있다.

이때, 상기 상태 정보 및 상기 서비스 정보는 Attribute value에 포함될 수 있으며, Attribute Type는 상기 Attribute value에 어떤 정보가 포함되어 있는지 여부를 나타낼 수 잇다.

상기 도 17을 참조하면, 와이 파이(Wi-Fi) Neighbor Awareness Networking(NAN)에서 서버 디바이스가 주변의 클라이언트 디바이스로부터 전송되는 메시지를 통해서 상기 주변의 클라이언트 디바이스를 탐색하고, 제공할 수 있는 서비스를 확인할 수 있다.

구체적으로, 제 1 클라이언트 디바이스(300-1)의 서비스/어플리케이션은 Subscribe type이 “Active”인 Subscribe message를 NAN DE 및 NAN MAC으로 전달한다(S17010).

상기 NAN DE 및 상기 NAN MAC은 전달 받은 subscribe message를 서버 디바이스(400)로 전송하고(S17020), 서버 디바이스(400)는 전송 받은 상기 subscribe message를 통해서 제 1 클라이언트 디바이스(300-1)를 탐색할 수 있으며, 상기 제 1 클라이언트 디바이스(300-1)가 제공할 수 있는 서비스를 확인할 수 있다.

이후, 서버 디바이스(400)는 서비스 ID를 매칭시키고, Publish type을 “Solicited”로 설정하여 제 1 클라이언트 디바이스(300-1)의 NAN DE 및 NAN MAC으로 Publish message를 전송한다(S17030).

상기 NAN DE 및 NAN MAC은 전송 받은 Publish message에 기초하여 상기 서비스/어플리케이션으로 Discovery Result를 전송한다(S17040).

서버 디바이스(400)는 이를 통해서 제 1 클라이언트 디바이스(300-1)의 탐색 및 제공 가능한 서비스를 알 수 있으며, 동일한 절차를 통해서 제 2 클라이언트 디바이스(300-2)의 탐색 및 제공 가능한 서비스를 알 수 있다.

또한, 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)은 서버 디바이스(400)가 프록시 서비스를 제공하는지 여부를 확인하고, 프록시 서비스를 제공받을 수 있다

즉, 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)은 프록시 서비스를 제공하는 서버 디바이스(400)를 찾기 위해서 Type이 "Active"인 Subscribe 메시지를 전송하고, 프록시 서비스를 제공하는 서버 디바이스(400)는 서비스 ID가 매칭되면 Type이 "Solicit"인 Publish 메시지를 전송하여 이에 응답한다.

구체적으로, 제 2 클라이언트 디바이스(300-2)의 서비스/어플리케이션은 Subscribe type이 “Active”인 Subscribe message를 NAN DE 및 NAN MAC으로 전달한다(S17050).

상기 NAN DE 및 상기 NAN MAC은 전달 받은 subscribe message를 서버 디바이스(400)로 전송하고(S17060), 서버 디바이스(400)는 전송 받은 상기 subscribe message를 통해서 제 1 클라이언트 디바이스(300-1)를 탐색할 수 있으며, 상기 제 1 클라이언트 디바이스(300-1)가 제공할 수 있는 서비스를 확인할 수 있다.

이후, 서버 디바이스(400)는 서비스 ID를 매칭시키고, Publish type을 “Solicited”로 설정하여 제 1 클라이언트 디바이스(300-1)의 NAN DE 및 NAN MAC으로 publish message를 전송한다(S17070).

상기 NAN DE 및 NAN MAC은 전송 받은 Publish message에 기초하여 상기 서비스/어플리케이션으로 Discovery Result를 전송한다(S17080).

또한, 상기 단계(S17030) 및 상기 단계(S17070)에서 전송되는 Publish message를 통해서 제 1 클라이언트 디바이스(300-1) 및 제 2 클라이언트 디바이스(300-2)는 서버 디바이스(400)가 제공할 수 있는 서비스를 확인할 수 있다.

이후, 제 2 클라이언트 디바이스(300-2)가 서버 디바이스(400)에 등록하고자 하는 경우, 제 2 클라이언트 디바이스(300-2)의 서비스/어플리케이션은 NAN DE 및 NAN MAC으로 publish message를 전송하고(S17090), NAN DE 및 NAN MAC은 서버 디바이스(400)로 등록(registration)을 요청하는 proxy registration request message를 전송한다(S17100).

상기 proxy registration request message를 수신한 서버 디바이스(400)는 제 2 클라이언트 디바이스(300-2)의 등록을 허용하는 경우, 등록 컨펌을 나타내는 proxy registration response message를 제 2 클라이언트 디바이스(300-2)의 NAN DE 및 NAN MAC으로 전송한다(S17110).

이때, 상기 proxy registration response message는 등록된 id(Registration_id)를 포함할 수 있다.

이후, 제 2 클라이언트 디바이스(300-2)의 NAN DE 및 NAN MAC은 등록 결과를 나타내는 Discovery Result를 서비스/어플리케이션으로 전송한다(S17120).

이와 같은 방법을 통해서 와이 파이 NAN에서 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스들 및 제공 가능한 서비스들을 탐색할 수 있다.

본 발명에서, 프록시 서비스(또는, NAN 디스커버리 프록시 기능(NAN Discovery Proxy functionality))는 클라이언트 디바이스가 서버 디바이스를 통하여 publish 메시지 및 subscribe 메시지를 전송할 수 있게 한다.

이러한 서비스 또는 기능은 사용자 디바이스(200), 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2), 및 서버 디바이스(400)에 포함되어 있는 스택(Stack)인 디스커버리 프록시 구성요소(Discovery Proxy Component)에 의해서 제공될 수 있다.

상기 도 18을 참조하면, 와이 파이 NAN에서 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)와 subscribe message 및 publish message의 송수신을 통해서 클라이언트 디바이스(300)의 상태 변화를 확인할 수 있다.

구체적으로, 활성화 상태(Active state)에서 클라이언트 디바이스(300)와 서버 디바이스(400)는 subscribe message/publish message를 주기적으로 송수신할 수 있다(S18010).

이때, 클라이언트 디바이스(300)가 서버 디바이스(400)로 전송하는 상기 subscribe message 또는 상기 publish message는 클라이언트 디바이스(300)가 현재 제공 가능한 서비스를 나타내는 서비스 정보 및 상기 클라이언트 디바이스(300)의 현재 상태를 나타내는 상태 정보(제 1 상태 정보)를 포함할 수 있다.

서버 디바이스(400)는 특정 주기마다 전송되는 상기 데이터 채널 PDU 메시지를 기초로 상기 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 업데이트 한다.

하지만, 상기 subscribe message 또는 상기 publish message가 상기 특정 주기 내에 수신되지 않는 경우, 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라고 판단하고, 클라이언트 상태를 업데이트한다(S18020).

본 실시 예에서 상기 특정 주기는 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 빠르게 파악하기 위해서 짧게 설정될 수 있다.

상기 도 19를 참조하면, 상기 도 18과는 다르게 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스로부터 전송되는 subscribe message 또는 publish message를 통해서 클라이언트 디바이스의 오프(OFF)상태를 파악할 수 있다.

구체적으로, 활성화 상태(Active state)에서 클라이언트 디바이스(300)는 서버 디바이스(400)와 주기적으로 subscribe message 또는 publish message를 송수신할 수 있다(S19010).

클라이언트 디바이스(300)가 전송하는 상기 subscribe message 또는 상기 publish message는 클라이언트 디바이스(300)가 현재 제공 가능한 서비스를 나타내는 서비스 정보 및 상기 클라이언트 디바이스(300)의 현재 상태를 나타내는 상태 정보(제 1 상태 정보)를 포함할 수 있다.

서버 디바이스(400)는 주기마다 전송되는 상기 subscribe message 또는 상기 publish message를 기초로 상기 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 업데이트 한다.

만약, 클라이언트 디바이스(300)가 오프(OFF)되는 경우, 클라이언트 디바이스(300)는 오프 상태가 되기 직전에 서버 디바이스(400)로 오프 상태를 나타내는 상태 정보(제 2 상태 정보)를 포함하는 subscribe message 또는 publish message를 전송할 수 있다(S19020).

상기 단계(S19020)을 통해서 상기 subscribe message 또는 상기 publish message를 수신한 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라고 판단하고, 클라이언트 상태를 업데이트한다.

이와 같은 방법을 통해서, 와이 파이에서 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스의 상태가 변경되는 경우, 이를 실시간으로 확인하고 사용자 디바이스에게 알릴 수 있다.

상기 도 20을 참조하면, 앞에서 살펴본 방법에 의해서 사용자 디바이스(200)가 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라고 판단되면, UI(User Interface)를 통해서 오프(OFF)상태의 디바이스를 표시할 수 있다.

즉, 서버 디바이스(400)가 클라이언트 디바이스(300)로부터 주기적으로 전송되는 메시지가 전송되지 않거나, 현재 상태가 오프(OFF)임을 나타내는 메시지를 수신하면, 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태를 오프(OFF)라고 업데이트하고 이를 사용자 디바이스(200)에게 알릴 수 있다.

또는, 사용자 디바이스(200)가 직접 클라이언트 디바이스(300)로부터 메시지를 수신하는 경우, 클라이언트 디바이스(300)로부터 주기적으로 전송되는 메시지가 전송되지 않거나, 현재 상태가 오프(OFF)임을 나타내는 메시지를 수신하면, 사용자 디바이스(200)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라는 것을 알 수 있다.

클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라고 판단한 사용자 디바이스(200)는 클라이언트 디바이스(300)의 상태가 오프(OFF)라는 것을 UI상에 표시할 수 있다.

상기 도 21을 참조하면, 블루투스 LE에서 사용자 디바이스는 앞에서 살펴본 사용자 컨펌 절차를 통해서 클라이언트 파라미터를 변경할 수 있으며, 변경된 파라미터에 따라 클라이언트 디바이스는 모드를 변경하여 동작할 수 있다.

구체적으로, 서버 디바이스(400)가 앞에서 살펴본 사용자 컨펌 절차를 통해 사용자 디바이스(200)를 인식하기 전까지 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2) 및 서버 디바이스(400)는 default user mode로 동작한다.

상기 default user mode에서 서버 디바이스(400) 및 클라이언트 디바이스들(300-1,300-2)은 사용자 디바이스(200)를 제외하고 상호간에 통신을 수행한다.

이때의 통신은 주로 지연(latency)에 민감하지 않은 데이터들을 교환하며, 앞에서 살펴본 서비스 정보 및 상태 정보도 여기에 포함될 수 있다.

상기 default user mode에서 광고 메시지를 전송하기 위한 광고 주기를 나타내는 파라미터 및 데이터 채널 PDU 메시지를 전송하기 위한 연결 주기를 나타내는 파라미터는 지연에 민감하지 않은 데이터를 송수신하기 최적의 상태로 설정되어 있다.

따라서, 현재 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)의 상태는 서버 디바이스(400)가 파악하고 있는 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)의 상태와 일치하지 않을 수 있다.

이후, 서버 디바이스(400)는 사용자 디바이스(200)와 앞에서 살펴본 사용자 컨펌 절차를 통해서 사용자 디바이스(200)를 인식할 수 있다(S21010).

이때, 상기 사용자 컨펌 절차는 블루투스의 인증 절차 및 프록시 서비스 등록 절차를 통해서 사용자 디바이스(200)가 서버 디바이스(400)의 리스트에 저장되어 있는 디바이스인지 여부를 확인할 수 있다.

상기 프록시 서비스는 앞에서 살펴본 바와 같이 사용자 디바이스(200)가 서버 디바이스(400)를 통해서 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)과의 통신을 제공하는 서비스를 의미할 수 있다. 예를 들면, 사용자 디바이스(200)가 서버 디바이스(400)를 통해서 주변의 클라이언트 디바이스들을 검색하고, 검색된 클라이언트 디바이스와 서버 디바이스(400)를 통해서 통신을 수행하는 서비스를 뜻할 수 있다.

상기 사용자 컨펌 절차가 종료되면, 서버 디바이스(400)는 기 설정된 값으로 파라미터 변경의 지시 및 변경될 파라미터 값(예를 들면, 광고 동작 및 연결 동작과 관련된 파라미터 값 등)의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)에게 전송할 수 있다(S21040).

이때, 상기 광고 동작과 관련된 광고 파라미터(Advertising Parameter)는 Advertising_Interval_Min, Advertising_Interval_Max, Advertising_Type, Tx_Power 등이 존재할 수 있으며, 상기 연결 동작과 관련된 연결 파라미터(Connection Parameter)는 transmitWindowSize, transmitWindowOffset, conninterval, connSlaveLatency, connSupoervisionTimeout 등이 존재할 수 있다.

또한, 상기 기입 요청 메시지를 통해서 서버 디바이스(400)는 상기 파라미터 변경하고, Enable user mode로 진입할 것을 지시할 수 도 있다.

상기 기입 요청 메시지를 수신한 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)은 전송 받은 파라미터 값들로 파라미터를 변경하고 서버 디바이스(400)로 기입 응답 메시지(write response message)를 전송할 수 있다(S21050).

이때, 상기 기입 응답 메시지는 파라미터의 변경 결과를 나타내는 정보가 포함될 수 있다.

이후, 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2) 및 서버 디바이스(400)는 Enable User mode로 진입하여 변경된 파라미터에 따라 동작하게 된다.

예를 들어, 광고 메시지 또는 데이터 채널 PDU 메시지의 전송 주기를 나타내는 파라미터의 값을 짧게 변경한 경우, 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2) 및 서버 디바이스(400)는 사용자 디바이스(200)에게 딜레이 없이 정보를 제공하기 위해서 짧은 주기로 광고 메시지 또는 데이터 채널 PDU 메시지를 전송할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로, 서버 디바이스(400)는 사용자 디바이스(200)로부터 파라미터 변경의 지시 및 변경될 파라미터 값(예를 들면, 광고 동작 및 연결 동작과 관련된 파라미터 값 등)의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 전송 받을 수 있으며(S21020), 이에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 전송할 수 있다(S21030).

이 경우, 상기 단계(S21040) 및 단계(S21050)은 기 설정된 파라미터가 아닌 사용자 디바이스(200)로부터 전송 받은 파라미터를 통해 수행될 수 있다.

상기 도 22를 참조하면, 사용자 디바이스는 서버 디바이스의 특성(Characteristic)을 통해서 서버 디바이스에게 특정 동작을 지시를 하거나, 서버 디바이스로부터 정보를 획득할 수 있으며, 서버 디바이스는 클라이언트 디바이스의 특성을 통해서 클라이언트 디바이스에게 특정 동작을 지시를 하거나, 클라이언트 디바이스로부터 정보를 획득할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에서 프록시 서버 디바이스, 프록시 클라이언트 디바이스, 사용자 디바이스는 프로파일 레벨에서의 디바이스 역할을 정의한 것이다.

사용자 디바이스는 사용자가 휴대하고 다니는 디바이스로 예를 들면, Phone, Wearable 디바이스들이 존재할 수 있다.

사용자 디바이스의 특징은 사용자가 휴대하기 때문에 이동성이 높고, 사용자로부터 입력된 입력 값에 따라 주변의 디바이스에게 지시를 할 수 있다.

또한, 사용자 디바이스는 프록시 클라이언트 디바이스로부터 직접 상태 정보, 서비스 정보를 획득하거나, 프록시 서버 디바이스로부터 다수의 주변 디바이스들의 정보를 획득할 수 있다.

사용자 디바이스는 프록시 서버 디바이스에 대한 정보를 리스트에 저장하고 있다가 주변에 리스트에 저장된 프록시 서버 디바이스가 존재하는 경우 사용자 컨펌 절차를 수행할 수 있다.

프록시 서버 디바이스는 프록시 서비스 레지스터 절차(Proxy Service Register Procedure)를 통해 주변의 프록시 클라이언트 디바이스 및 사용자 디바이스들을 리스트에 저장한다.

또한, 프록시 클라이언트 디바이스들로부터 상태 정보, 서비스 정보를 전송 받아 저장하고, 저장된 정보를 사용자 디바이스로 전송할 수 있으며, 파라미터 변경 절차를 통해서 기 설정되거나, 사용자 디바이스로부터 전송 받은 연결 파라미터, 광고 파라미터를 프록시 클라이언트 디바이스로 전송하여 프록시 디바이스의 동작을 변경시킬 수 있다.

프록시 클라이언트 디바이스들은 상기 프록시 서비스 레지스터 절차를 통해서 프록시 서버 디바이스를 리스트에 저장할 수 있으며, 자신의 상태 정보, 서비스 정보를 프록시 서버 디바이스 또는 사용자 디바이스로 전송할 수 있다.

사용자 디바이스, 프록시 서버 디바이스, 프록시 클라이언트 디바이스는 상호간 통신을 수행할 때 광고 메시지 또는 데이터 채널 PDU 메시지를 사용할 수 있으며, 상기 광고 메시지 또는 데이터 채널 PDU 메시지를 통해서 송수신되는 정보는 주로 상기 도 22에 도시된 바와 같이 GATT Data base 의 특성(Characteristic)의 형태로 저장될 수 있다.

도 23는 본 명세서에서 제안하는 디바이스간 메시지를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.

상기 도 23을 참조하면, 와이파이 NAN에서 사용자 디바이스는 앞에서 살펴본 사용자 컨펌 절차를 통해서 클라이언트 파라미터를 변경할 수 있으며, 변경된 파라미터에 따라 클라이언트 디바이스는 모드를 변경하여 동작할 수 있다.

먼저 단계(S23010)은 상기 도 21의 단계(S21010)과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.

상기 단계(S23010)이후, 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)의 파라미터를 기 설정된 값으로 변경하기 위해서, 클라이언트 디바이스들(300-1, 300-2)과 Subscribe message 또는 Publish message를 교환할 수 있다(S23040).

본 발명의 또 다른 실시 예로, 서버 디바이스(400)는 사용자 디바이스(200)로부터 변경될 파라미터 값을 포함하는 Proxy Registration request 메시지를 전송 받을 수 있으며(S23020), 이에 대한 응답으로 Proxy Registration response 메시지를 전송할 수 있다(S23030).

이 경우, 상기 단계(S23040) 기 설정된 파라미터가 아닌 사용자 디바이스(200)로부터 전송 받은 파라미터를 통해 수행될 수 있다.

상기 도 24는 앞에서 살펴본 와이 파이 NAN에서 송수신되는 메시지(예를 들면, subscribe, publish, Proxy Registration request, Proxy Registration response 등)의 포맷의 일 예를 나타낸다.

상기 도 24에 도시된 바와 같이, NAN IE 필드는 Attribute ID, Length, Attribute Body Field로 구성될 수 있다.

상기 Attribute ID는 메시지에 포함되는 데이터를 나타내고, Attribute Body Filed에 실제 데이터가 포함된다.

아래 표 3은 상기 Attribute ID의 일 예를 나타낸 표이다.

본 명세서에서 정의하는 파라미터는 아래 표 4와 같이 Attribute ID로 정의되거나, 아래 표 5와 같이 특정 Attribute ID에 Attribute Body Filed로써 포함될 수 있다.

아래 표 4는 본 발명에서 정의하는 파라미터의 Attribute ID의 일 예를 나타낸 표이다.

아래 표 5는 본 발명에서 정의하는 파라미터가 포함되는 Attribute Body Field의 일 예를 나타낸 표이다.

상기 표 4 및 상기 표 5에서 Data Path Information Attribute는 NAN 디바이스 사이에서 데이터를 교환 여부를 나타내는 Attribute이다.

상기 도 25를 참조하면, 서버 디바이스는 사용자 디바이스로부터 클라이언트 디바이스와 데이터 송수신을 요청 받으면, 사용자 디바이스 및 클라이언트 디바이스로 데이터 송수신을 위한 정보를 전송하여 사용자 디바이스와 클라이언트 디바이스가 데이터 송수신을 할 수 있게 한다.

구체적으로, 사용자 디바이스(200)는 프록시 서비스를 제공 받기 위해서 서버 디바이스(400)로 서비스 요청 메시지를 전송한다(S25010).

상기 서버 디바이스(400)는 사용자 디바이스(200)가 프록시 서비스를 이용할 수 있는 디바이스인 경우, 서비스 이용을 허가하는 서비스 응답 메시지를 전송하고, 그렇지 않은 경우, 서비스 이용을 불허하는 서비스 응답 메시지를 전송한다(S25020).

상기 서비스 이용을 허가 하는 서비스 응답 메시지를 전송 받은 사용자 디바이스(200)는 이후 프록시 서비스를 제공받을 수 있으며, 상기 프록시 서비스를 통해서 클라이언트 디바이스(300)와 메시지를 송수신할 수 있다.

하지만, 클라이언트 디바이스(300)는 저 전력 동작을 위하여 대부분의 시간을 슬립(Sleep)하며 설정된 시간에 활성화 되어 메시지를 송수신할 수 있기 때문에, 사용자 디바이스(200)는 언제나 클라이언트 디바이스(300)와 메시지를 송수신할 수 없다.

또한, 클라이언트 디바이스(300)가 활성화 되는 시간을 서버 디바이스(400)는 알고 있지만, 사용자 디바이스(200)는 알고 있지 않기 때문에 사용자 디바이스(200)가 서버 디바이스(400)의 도움 없이 직접적으로 클라이언트 디바이스(300)와 통신을 수행하기는 어렵다.

따라서, 사용자 디바이스(200)는 클라이언트 디바이스(300)와 통신을 수행하고자 하는 경우, 서버 디바이스(400)로 클라이언트 디바이스(300)와의 통신을 요청하는 요청 메시지를 전송한다(S25030).

상기 요청 메시지를 수신한 서버 디바이스(400)는 이에 대한 응답으로 사용자 디바이스(200)로 클라이언트 디바이스(300)와 통신을 수행하기 위한 스케줄링 정보(제 1 스케줄링 정보)를 포함하는 응답 메시지를 전송한다(S25040).

상기 스케줄링 정보는 사용자 디바이스(200)가 클라이언트 디바이스(300)와 통신을 수행하기 위한 정보로써, 아래 표 6과 같은 정보를 포함할 수 있다.

아래 표 6은 상기 스케줄링 정보에 포함될 수 있는 정보의 일 예를 나타낸 표이다.

또한, 상기 스케줄링 정보는 상기 표 6의 정보뿐만 아니라, 사용자 디바이스(200)와 클라이언트 디바이스(300)간 무선 통신 기술(예를 들면, 블루투스, 또는 와이 파이 등)을 통한 연결을 형성하기 위한 정보를 포함할 수 도 있다.

이후, 서버 디바이스(400)는 클라이언트 디바이스(300)가 활성화 되는 시점, 즉 수면 시간(Sleep Duration) 이후, 클라이언트 디바이스(300)로 사용자 디바이스(200)와의 통신을 요청하는 요청 메시지를 전송한다(S25050).

이때, 상기 요청 메시지는 상기 제 1 스케줄링 정보와 동일한 정보를 포함하는 스케줄링 정보(제 2 스케줄링 정보)를 포함한다.

이후, 사용자 디바이스(200)와 클라이언트 디바이스(300)는 통신을 수행하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 사용자 디바이스(200)와 클라이언트 디바이스(300)는 상기 스케줄링 정보에 기초하여 통신을 수행할 수 있으며, 상기 스케줄링 정보에 기초하지 않고 통신을 수행할 수도 있다(S25060).

즉, 상기 스케줄링 정보는 사용자 디바이스(200)와 클라이언트 디바이스(300)가 효율적으로 통신을 수행하도록 서버 디바이스(400)가 제공하는 정보이며, 사용자 디바이스(200) 및 클라이언트 디바이스(300)가 반드시 상기 스케줄링 정보에 기초하여 통신을 수행할 필요는 없다.

이와 같은 방법을 통해서 사용자 디바이스 및 클라이언트 디바이스는 서버 디바이스로부터 통신을 수행하기 위한 정보를 획득함으로써, 효율적으로 통신을 수행할 수 있다.

본 실시예에서, 서버 디바이스(400), 사용자 디바이스(200) 및 클라이언트 디바이스(300)가 와이 파이 NAN을 통해 통신을 수행하는 경우, 요청 메시지 및 응답 메시지는 Publish 메시지 또는 Subscribe 메시지일 수 있다.

나아가, 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시 예들을 병합하여 새로운 실시 예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 그리고, 당업자의 필요에 따라, 이전에 설명된 실시 예들을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 설계하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

본 명세서에 따른 방향 기반 기기 검색 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

한편, 본 명세서의 방향 기반 기기 검색 방법은 네트워크 디바이스에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

그리고, 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수가 있다.

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신에 관한 것으로서, 특히 서버 디바이스, 사용자 디바이스, 및 클라이언트 디바이스 간의 데이터 송수신을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 서버 디바이스가 클라이언트 디바이스와 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서,

클라이언트 디바이스를 나타내는 디바이스 정보를 리스트에 저장하여 상기 클라이언트 디바이스를 등록하는 단계;

상기 클라이언트 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 업데이트하는 단계; 및

상기 업데이트된 상태를 나타내는 제 1 상태 정보를 사용자 디바이스로 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 업데이트하는 단계는,

상기 클라이언트 디바이스의 상태가 변경된 경우, 변경된 상태를 나타내는 제 2 상태 정보를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 업데이트하는 단계는,

상기 클라이언트 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 현재 상태를 나타내는 제 2 상태 정보를 수신하는 단계; 및

상기 제 2 상태 정보에 기초하여 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 업데이트 하는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 업데이트하는 단계는, 상기 클라이언트 디바이스로부터 특정 시간 내에 상기 클라이언트 디바이스의 현재 상태를 나타내는 제 2 상태 정보를 수신하지 못한 경우, 상기 디바이스의 상태를 오프(OFF)로 업데이트하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 클라이언트 디바이스로 상기 클라이언트 디바이스의 현재 상태를 나타내는 제 2 상태 정보의 전송 주기를 나타내는 파라미터를 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 사용자 디바이스로부터 상기 제 2 상태 정보의 전송 주기를 나타내는 파라미터의 변경을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 사용자 디바이스로 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하되,

상기 요청 메시지는 상기 파라미터를 포함하는 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 상태 정보는 상기 클라이언트 디바이스의 온(ON), 버팅(Butting), 또는 오프(Off) 중 하나를 나타내는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 사용자 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스와의 데이터 송수신을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 사용자 디바이스로 상기 클라이언트 디바이스와의 데이터 송수신을 위한 제 1 스케줄링 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 클라이언트 디바이스로 상기 사용자 디바이스와의 데이터 송수신을 위한 제 2 스케줄링 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 스케줄링 정보 및 상기 제 2 스케줄링 정보 각각은 상기 사용자 디바이스가 상기 클라이언트 디바이스와 데이터 송수신을 하기 위한 채널의 채널 위치 정보, 상기 채널을 나타내는 채널 ID, 상기 채널의 상태를 나타내는 채널 상태 정보, 상기 사용자 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간의 연결과 관련된 연결 파라미터 정보, 또는 상기 사용자 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간의 데이터 송수신을 위한 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 사용자 디바이스가 클라이언트 디바이스와 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서,

상기 서버 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 나타내는 상태 정보를 수신하는 단계,

상기 상태 정보는 상기 클라이언트 디바이스의 온(ON), 버팅(Butting), 또는 오프(Off) 중 하나를 나타내고;

상기 상태 정보가 상기 온을 나타내는 경우, 상기 서버 디바이스로 상기 클라이언트 디바이스와의 데이터 송수신을 요청하는 요청 메시지를 수신하는 단계;

상기 서버 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스와의 데이터 송수신을 위한 스케줄링 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 스케줄링 정보에 기초하여 상기 클라이언트 디바이스와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 스케줄링 정보는 상기 사용자 디바이스가 상기 클라이언트 디바이스와 데이터 송수신을 하기 위한 채널의 채널 위치 정보, 상기 채널을 나타내는 채널 ID, 상기 채널의 상태를 나타내는 채널 상태 정보, 상기 사용자 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간의 연결과 관련된 연결 파라미터 정보, 또는 상기 사용자 디바이스와 상기 클라이언트 디바이스 간의 데이터 송수신을 위한 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 클라이언트 디바이스와 데이터를 송수신하기 위한 서버 디바이스에 있어서

외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및

상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,

클라이언트 디바이스를 나타내는 디바이스 정보를 리스트에 저장하여 상기 클라이언트 디바이스를 등록하고,

상기 클라이언트 디바이스로부터 상기 클라이언트 디바이스의 상태를 업데이트하며,

상기 업데이트된 상태를 나타내는 제 1 상태 정보를 사용자 디바이스로 전송하도록 제어하는 디바이스.