WO2019009686A1 - Method and apparatus for discovering device by using bluetooth low energy technology - Google Patents

Method and apparatus for discovering device by using bluetooth low energy technology Download PDF

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WO2019009686A1
WO2019009686A1 PCT/KR2018/007757 KR2018007757W WO2019009686A1 WO 2019009686 A1 WO2019009686 A1 WO 2019009686A1 KR 2018007757 W KR2018007757 W KR 2018007757W WO 2019009686 A1 WO2019009686 A1 WO 2019009686A1
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advertisement
channel map
scanning
channel
bluetooth
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Application number
PCT/KR2018/007757
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Korean (ko)
Inventor
백종현
이민수
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00Network data management
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for searching for a device using Bluetooth as a short-range technology in a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for searching for an advertisement channel used for device search using Bluetooth low energy (BLE)
  • BLE Bluetooth low energy
  • the present invention relates to a method and an apparatus for protecting a user.
  • Bluetooth is a short-range wireless technology standard that allows data to be exchanged by wirelessly connecting various devices at a short distance.
  • the user performs a procedure of searching for Bluetooth devices to be communicated and requesting a connection do.
  • a device may mean a device or an apparatus.
  • the user can search for the Bluetooth device according to the Bluetooth communication method to be used by using the Bluetooth device, and then perform the connection.
  • Bluetooth communication methods include BR / EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) and LE (Low Energy).
  • the BR / EDR scheme may be referred to as Bluetooth Classic.
  • the Bluetooth classical method includes a Bluetooth technology using Bluetooth Basic 1.0 and a Bluetooth technology using an Enhanced Data Rate supported from Bluetooth 2.0.
  • Bluetooth low energy hereinafter referred to as Bluetooth LE
  • Bluetooth LE Bluetooth low energy
  • KB kilobytes
  • Some Bluetooth devices do not have a display or a user interface.
  • the complexity of connection / management / control / disconnection between various types of Bluetooth devices and Bluetooth devices with similar technologies is increasing.
  • Bluetooth can be relatively fast at relatively low power and low cost, but the transmission distance is limited to a maximum of 100 m, which is suitable for use in a limited space.
  • an object of the present invention is to propose a link layer protocol and a host controller interface to solve such a problem and to avoid interference occurring at the band boundary.
  • a method for discovery of an adjacent device in a wireless communication system using Bluetooth LE the method being performed in a second device, an advertising channel map and a scanning channel map, the write request message including an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic; Transmitting a write response message to the first device in response to the write request message;
  • the host of the second device transmits a host controller interface (HCI) command for instructing the controller of the second device to change the advertisement channel map based on the advertisement channel map characteristic step;
  • a controller of the second device transmitting an advertisement message to the first device using the changed advertisement channel map.
  • HCI host controller interface
  • the advertisement channel map characteristic includes at least one of index information of an available advertisement channel or advertisement channel information included in the advertisement channel map
  • the scanning channel map characteristic includes at least one of an available scanning channel Index information or the number of scanning channels included in the scanning channel map.
  • the advertisement channel map may be modified to include at least one advertisement channel in addition to the existing advertisement channel map including three advertisement channels.
  • the host of the second device transmits an HCI command instructing the controller of the second device to change the scanning channel map based on the scanning channel map characteristic.
  • the scanning channel map may be modified to additionally include at least one scanning channel in addition to the existing scanning channel map including three advertisement channels.
  • a second device for discovery of an adjacent device in a wireless communication system using Bluetooth LE comprising: a communication unit for wirelessly or wiredly communicating with an external device; And a processor operatively connected to the communication unit, wherein the processor receives a write request message for instructing a change of an advertising channel map and a scanning channel map from the first device, The write request message including an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic; Sending a write response message to the first device in response to the write request message; The host of the second device transmits a host controller interface (HCI) command for instructing the controller of the second device to change the advertisement channel map based on the advertisement channel map characteristic ; And the controller of the second device may transmit an advertising message to the first device using the modified advertisement channel map.
  • HCI host controller interface
  • the advertisement channel map characteristic includes at least one of index information of an available advertisement channel or advertisement channel information included in the advertisement channel map
  • the scanning channel map characteristic includes at least one of an available scanning channel Index information or the number of scanning channels included in the scanning channel map.
  • the advertisement channel map may be modified to include at least one advertisement channel in addition to the existing advertisement channel map including three advertisement channels.
  • the host of the second device may transmit an HCI command instructing the controller of the second device to change the scanning channel map based on the scanning channel map characteristic.
  • the scanning channel map may be modified to additionally include at least one scanning channel in addition to the existing scanning channel map including three advertisement channels.
  • additional advertisement channels are additionally included in the basic advertisement channel set used in the existing BLE technology, thereby preventing ad / scanning efficiency degradation despite the presence of interference occurring at the boundary of the BLE frequency band BLE device discovery reliability can be increased.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system that utilizes the Bluetooth low power energy technology proposed herein.
  • Figure 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed herein.
  • Figure 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 methods proposed herein can be applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) of Bluetooth low-power energy.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of forming a connection using Bluetooth LE (Low Energy) between devices.
  • Bluetooth LE Low Energy
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a frequency band of a BLE advertisement channel, to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a frequency band of an advertisement channel, to which the present invention can be applied.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a characteristic of a GATT (Generic Attribute Profile) according to an embodiment of the present invention.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a control message format of a host controller interface according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a control message format of a host controller interface according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of changing a set of advertisement channels based on a GATT (Generic Attribute Profile) according to an embodiment of the present invention.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a method for protecting an advertisement channel, to which the present invention can be applied.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a wireless communication system that utilizes the Bluetooth low power energy technology proposed herein.
  • 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
  • the BLE technology has a relatively small duty cycle and can be manufactured at a low price compared with the Bluetooth BR / EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) technology. Since the data rate is low, When using a coin cell battery, it can operate for more than one year.
  • Bluetooth BR / EDR Basic Rate / Enhanced Data Rate
  • BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and packet size is designed smaller than Bluetooth BR / EDR technology.
  • the number of RF channels is 40
  • the data rate is 1Mbps
  • the topology is a scatternet structure
  • the latency is 3ms
  • (6) the output power is less than 10mW (10dBm)
  • it is mainly used in applications such as mobile phones, watches, sports, health care, sensors and device control.
  • the server device 120 may operate as a client device in relation to another device, and the client device may operate as a server device in relation to another device. That is, in the BLE communication system, any one of the apparatuses can operate as a server apparatus or a client apparatus, and if necessary, can operate simultaneously with the server apparatus and the client apparatus.
  • the server device 120 includes a data service device, a slave device device, a slave device, a server, a conductor, a host device, a gateway, A monitoring device, a first device, and the like.
  • the client device 110 may include a master device, a master, a client, a member, a sensor device, A sink device, a collector, a second device, a third device, or 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 besides the server device and the client device.
  • the server device is a device that receives data from a client device, communicates directly with the client device, and provides data to the client device through a response when receiving a data request from the client device.
  • the server apparatus sends a Notification message and an Indication message to the client apparatus to provide data information to the client apparatus.
  • the server apparatus receives a confirmation message corresponding to the instruction message from the client.
  • the server device may provide data information to a user through an output unit in a process of transmitting / receiving notifications, instructions, and confirmation messages to / from a client device, or may receive a request input from a user through an input unit (User Input Interface) can do.
  • an input unit User Input Interface
  • the server apparatus can read data from a memory unit or write new data into a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the client apparatus.
  • one server device can be connected to a plurality of client devices, and can easily reconnect (or connect) with client devices using bonding information.
  • the client device 120 is a device that requests data transmission and data transmission to the server device.
  • the client device receives data from the server device through a notification message or an instruction message and sends a confirmation message in response to the instruction message when receiving an instruction message from the server device.
  • the client device may also provide information to the user through the output unit or receive input from the user through the input unit during the transmission and reception of messages with the server apparatus.
  • the client device can read data from the memory or write new data into the memory in the course of transmitting and receiving messages with the server device.
  • Hardware components such as the output unit, the input unit, and the memory of the server apparatus and the client apparatus will be described in detail with reference to FIG.
  • the wireless communication system can configure a personal area networking (PAN) through Bluetooth technology.
  • PAN personal area networking
  • Bluetooth technology For example, in the wireless communication system, it is possible to quickly and safely exchange files, documents, etc. by establishing a private piconet between devices.
  • the present invention proposes a method of measuring human physical activity, transmitting measured data through a Bluetooth LE, processing the data, and providing the measured data to a user.
  • Figure 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed herein.
  • the server device includes a display unit 111, a user input interface 112, a power supply unit 113, a processor 114, a memory unit 115, a Bluetooth interface 116, another communication interface 117, and a communication unit (or a transmission / reception unit 118).
  • the client device includes a display unit 121, a user input interface 122, a power supply unit 123, a processor 124, a memory unit 125, a Bluetooth interface (Bluetooth Interface) 126 and a communication unit (or a transmission / reception unit 127).
  • a display unit 121 a user input interface 122, a power supply unit 123, a processor 124, a memory unit 125, a Bluetooth interface (Bluetooth Interface) 126 and a communication unit (or a transmission / reception unit 127).
  • a Bluetooth interface Bluetooth Interface
  • 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 may be used to perform the method proposed herein Functionally connected.
  • the Bluetooth interfaces 116 and 126 are units (or modules) capable of request / response, commands, notifications, indication / confirmation messages, or data transmission between devices using Bluetooth technology.
  • the memories 115 and 125 are units implemented in various types of devices, and are units storing various kinds of data.
  • the processor 114 or 124 is a module for controlling the overall operation of the server device or the client device, and controls to process a message requesting transmission and receiving a message through a Bluetooth interface and another communication interface.
  • the processors 114 and 124 may be represented by a control unit, a control unit, a controller, and 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 advertisement message from a server device, transmits a scan request message to the server device, and receives a scan request from the server device in response to the scan request Controls the communication unit to receive a response message, and controls the communication unit to transmit a connection request message to the server device in order to establish a Bluetooth connection with the server device.
  • the processors 114 and 124 may read the data using the attribute protocol from the server device, .
  • the memory 115, 125 may comprise a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a flash memory, a memory card, a storage medium, and /
  • the communication units 118 and 127 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described techniques may be implemented with modules (processes, functions, and so on) that perform the functions described above.
  • the module is stored in memory and can be executed by the processor.
  • the memories 115 and 125 may be internal or external to the processors 114 and 124 and may be coupled to the processors 114 and 124 in various well known ways.
  • the output units 111 and 121 are modules for providing status information and message exchange information of a device to a user through a screen.
  • the power supply unit (power supply units 113 and 123) is a module that receives external power and internal power under the control of the control unit and supplies power required for operation of each component.
  • the BLE technology has a small duty cycle and can significantly reduce power consumption through a low data rate, so that the power supply requires less than 10mW (10dBm) of output power to operate each component. Power can be supplied.
  • the input unit 112 or 122 is a module that allows a user to control an operation of a device by providing a user with an input of a user as a screen button.
  • Figure 3 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
  • a device A corresponds to a master in a piconet (piconet A, shaded area) having devices B and C as slaves.
  • a piconet is a set of devices occupying a shared physical channel in which one of a plurality of devices is a master and the remaining devices are connected to a master device.
  • BLE slaves do not share a common physical channel with the master. Each slave communicates with the master via a separate physical channel. There is another piconet (piconet F) having a master device F and a slave device G.
  • a scatternet refers to a group of piconets in which a connection exists between different piconets.
  • the device K is the master of the device L and the slave of the device M.
  • Device O is also on the scatternet O.
  • Device O is a slave of device P and slave of device Q.
  • Device D is an advertiser, and device A is an initiator (group D).
  • Device E is a scanner
  • device C is an advertiser (group C).
  • Device H is the advertiser, and devices I and J are the scanners (group H).
  • Device K is also an advertiser, and device N is an initiator (group K).
  • Device R is the advertiser and device O is the initiator (group R).
  • Devices A and B use one BLE piconet physical channel.
  • Devices A and C use another BLE piconet physical channel.
  • device D advertises using ad events connectable on ad physical channels, and device A is an initiator.
  • Device A may establish a connection with device D, and may add a device to piconet A.
  • device C advertises on the ad physical channel using some type of ad event captured by scanner device E.
  • Groups D and C may use different ad physical channels or use different times to avoid collisions.
  • the 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 ad physical channel.
  • Device H is an advertiser, and devices I and J are a scanner.
  • devices K and L use one BLE piconet physical channel.
  • Devices K and M use another BLE piconet physical channel.
  • device K advertises using ad events that are connectable over ad physical channels, and device N is an initiator.
  • Device N may form a connection with device K.
  • the device K becomes a slave of two devices and becomes a master of one device at the same time.
  • devices O and P use one BLE piconet physical channel.
  • Devices O and Q use another BLE piconet physical channel.
  • device R advertises using ad events that are connectable on the ad physical channel, and device O is the initiator.
  • Device O can form a connection with device R.
  • the device O becomes a slave of the two devices and becomes the master of one device at the same time.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed herein can be applied.
  • the Bluetooth BR / EDR protocol stack includes a controller stack 10 on the upper side of a host controller interface (HCI) 18, (Host Stack, 20).
  • HCI host controller interface
  • the host stack (or the host module) 20 refers to a wireless transmitting / receiving module that receives a Bluetooth signal of 2.4 GHz and hardware for transmitting or receiving a Bluetooth packet.
  • the Bluetooth module is connected to the controller module 10, And performs the operation.
  • 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 and receiving a 2.4 GHz radio signal.
  • GFSK Gausian Frequency Shift Keying
  • the BR / EDR baseband layer 14 transmits a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a time slot having a length of 625us for each channel.
  • the link manager layer 16 controls the overall operation (link setup, control, security) of the Bluetooth connection using the 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 provides commands and data to the controller, and the controller can provide events and data to the host.
  • the host stack (or host module 20) includes a logical link control and adaptation protocol (L2CAP) 21, a security manager (SM) 22, an attribute protocol 23, a generic attribute profile GATT, 24), a Generic Access Profile (GAP, 25), and a BR / EDR profile 26.
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • SM security manager
  • GATT Generic Access Profile
  • GAP Generic Access Profile
  • the logical link control and adaptation protocol may provide one bi-directional channel for transmitting data to a specific protocol or file.
  • the L2CAP 21 can multiplex various protocols, profiles, and the like, which are provided by the Bluetooth upper layer.
  • Bluetooth BR / EDR L2CAP uses dynamic channel, supports protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, and provides segmentation and reassembly, per-channel flow control and error control.
  • the security manager (SM) 22 is a protocol for authenticating a device and providing key distribution.
  • the General Attributes Profile (GATT) 24 may be operable as a protocol that describes how the attribute protocol 23 is used in constructing services.
  • the general property profile 24 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and be operable to describe features associated with the services.
  • the general attribute profile 24 and the attribute protocol (ATT) 23 may use features to describe the state and services of the device and how the features are related to one another and how they are used.
  • the attributes Protocol 23 and Profiles 26 define a service using BLITS BR / EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the Generic Access Profile (GAP) 25 ) Defines device discovery, connectivity, and means of providing information to users and provides privacy.
  • GAP Generic Access Profile
  • the Bluetooth LE protocol stack includes a controller stack 30 operable to process timing-critical wireless device interfaces, and a host capable of handling high level data And a stack (Host stack) 40.
  • a controller stack 30 operable to process timing-critical wireless device interfaces
  • a host capable of handling high level data And a stack (Host stack) 40.
  • the controller stack 30 may be implemented using a communication module, which may include a Bluetooth wireless device, for example, a processor module that may include a processing device, such as a microprocessor.
  • a communication module which may include a Bluetooth wireless device, for example, a processor module that may include a processing device, such as a microprocessor.
  • the host stack may be implemented as part of an operating system running on a processor module, or as instantiation of a package on an OS.
  • controller stack and host stack may operate or run on the same processing device within 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 physical layer (PHY, wireless transmission / reception module) 32 is a layer for transmitting and receiving a 2.4 GHz radio signal, and uses a frequency hopping scheme composed of GFSK modulation and 40 RF channels.
  • the link layer 34 which is responsible for transmitting or receiving a Bluetooth packet, performs advertising and scanning functions using three advertising channels, and then creates a connection between devices.
  • the link layer 34 transmits up to 257 bytes of data packets And the like.
  • 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) (Generic Attribute Profile, GATT, 44), Generic Access Profile (25), LT profile (46).
  • GAP generic access profile
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • SM security manager
  • ATT attribute protocol
  • GATT Generic Attribute Profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • 25 Generic Access Profile
  • LT profile 46
  • the host stack 40 is not limited thereto and may include various protocols and profiles.
  • the host stack uses L2CAP to multiplex various protocols and profiles provided by the Bluetooth host.
  • the L2CAP 41 may provide a bi-directional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP 41 may be operable to multiplex data between higher layer protocols, to segment and reassemble packages, and to manage multicast data transmissions.
  • Bluetooth LE uses three fixed channels (one for the signaling CH, one for the Security Manager, and one for the Attribute protocol).
  • the basic rate / enhanced data rate uses dynamic channels, and supports protocol service multiplexers, retransmission, and streaming modes.
  • SM (Security Manager) 42 is a protocol for authenticating a device and providing key distribution.
  • ATT Attribute Protocol 43 defines a rule for accessing data of a partner device in a server-client structure. ATT has the following six message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
  • the Request message is a request 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 transmitted from a client device to a server device in order to instruct a specific operation command.
  • the server device does not transmit a response to the command message to the client device.
  • Notification message A message transmitted from the server device to the client device for notification such as an event, and the client device does not transmit a confirmation message for the notification message to the server device.
  • Indication and Confirm message A message 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.
  • a value for a data length in a long data request is transmitted so that the client can clearly know the data length, and the characteristic is transmitted from the server using the UUID. Value can be transmitted.
  • the Generalized Access Profile (GAP) 45 is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology, used to control how role selection and multi-profile operations occur for communication between Bluetooth LE devices.
  • the general access profile 45 is mainly used in device discovery, connection creation and security procedures, defines a method for providing information to a user, and defines the following attribute types.
  • the LE profile 46 is applied to Bluetooth LE devices primarily with GATT-dependent profiles.
  • the LE profile 46 may be, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, etc.
  • the concrete contents of the GATT-based Profiles are as follows.
  • the General Attributes Profile (GATT) 44 may be operable as a protocol that describes how the attribute protocol 43 is used in constructing services.
  • the general property profile 44 may be operable to define how the ATT attributes are grouped together into services, and be operable to describe features associated with the services.
  • the general property profile 44 and the attribute protocol (ATT) 43 may use features to describe the state and services of the device and how the features are related to each other and how they are used.
  • the BLE procedure can be divided into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, and a connecting procedure.
  • the device filtering procedure is a method for reducing the number of devices that respond to requests, instructions, notifications, etc. in the controller stack.
  • the controller stack can reduce the number of requests sent to control power consumption in the BLE controller stack.
  • the advertisement device or the scanning device may perform the device filtering procedure to restrict a device receiving an advertisement packet, a scan request, or a connection request.
  • the advertisement device refers to a device that transmits an advertisement 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 scanning request.
  • a scanning device when a scanning device receives some ad packets from an ad device, the scanning device must send a scan request to the ad device.
  • the scanning device may ignore the advertisement packets transmitted from the advertisement device.
  • the device filtering procedure can also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is unnecessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.
  • the advertisement device performs an advertisement procedure to perform an omni-directional broadcast to the devices in the area.
  • the non-directional broadcast refers to a broadcast in all (all) directions, not a broadcast in a specific direction.
  • a directional broadcast is a broadcast in a particular direction.
  • a non-directional broadcast occurs without a connection procedure between an advertisement device and a device in a listening (or listening) state (hereinafter referred to as a listening device).
  • the ad procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.
  • the advertising procedure may be used to provide a periodic broadcast of user data to the scanning devices that are listening on the advertising channel.
  • the ad devices may receive a scan request from the listening devices that are listening to obtain additional user data from the ad device.
  • the advertisement device transmits a response to the scan request to the device that transmitted the scan request through the same advertisement physical channel as the advertisement physical channel that received the scan request.
  • the broadcast user data sent as part of the ad packets is dynamic data, while the scan response data is generally static data.
  • the ad device may receive a connection request from an initiating device on an ad (broadcast) physical channel. If the advertisement device has used the connectable advertisement event and the initiating device has not been filtered by the device filtering procedure, the advertisement device stops the advertisement and enters the connected mode. The ad device may start advertising again after the connection mode.
  • 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 advertisement devices using the advertisement physical channel.
  • the scanning device sends a scan request to the advertisement device via the ad physical channel to request additional user data from the advertisement device.
  • the advertisement device transmits a scan response, which is a response to the scan request, including the additional user data requested by the scanning device through the advertisement physical channel.
  • the scanning procedure may be used during connection with other BLE devices in the BLE piconet.
  • the scanning device If the scanning device receives an advertisement event to be broadcast and is in an initiator mode capable of initiating a connection request, the scanning device transmits a connection request to the advertisement device via the advertisement physical channel, And start a Bluetooth connection.
  • the scanning device When the scanning device sends a connection request to the advertisement device, the scanning device stops the initiator mode scanning for additional broadcast and enters the connection mode.
  • a device capable of Bluetooth communication (hereinafter referred to as a 'Bluetooth device') performs an advertisement procedure and a scanning procedure to discover nearby devices or to be discovered by other devices in a given area.
  • the discovery procedure is performed asymmetrically.
  • a Bluetooth device that is trying to find other devices nearby is called a discovering device and listens to find devices that advertise a scanable advertisement event.
  • a Bluetooth device found and available from another device is called a discoverable device and broadcasts an advertisement event so that another device can actively scan through the advertisement (broadcast) physical channel.
  • Both the discovering device and the discoverable device may already be connected to other Bluetooth devices in the piconet.
  • connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires that another Bluetooth device perform a scanning procedure while a particular Bluetooth device performs the ad procedure.
  • an advertising procedure may be the object, and as a result, only one device will respond to the advertisement.
  • the link layer LL enters the advertisement state by the instruction of the host (stack).
  • the link layer sends ad PDUs (Packet Data Units) at the ad events.
  • ad PDUs Packet Data Units
  • Each advertisement event is composed of at least one advertisement PDUs, and the advertisement PDUs are transmitted through the used advertisement channel indexes.
  • the advertisement event may be terminated when the advertisement PDU is respectively transmitted through the advertisement channel indexes used, or may terminate the advertisement event earlier if the advertisement device needs to secure space for performing other functions.
  • the link layer enters the scanning state by the instruction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for the advertisement channel indexes.
  • scanning states There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning. Each scanning type is determined by the host.
  • the scan interval is defined as the interval (interval) between the start points of two successive scan windows.
  • the link layer must listen for completion of all scan intervals of the scan window as indicated by the host. In each scan window, the link layer must scan another advertisement channel index. The link layer uses all available ad channel indexes.
  • 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 advertisement PDU type and the advertisement PDU type that can request additional information related to the advertisement device to the advertisement device.
  • the link layer enters the initial state by the instruction of the host (stack).
  • the link layer When the link layer is in the initiating state, the link layer performs listening to the advertisement channel indexes.
  • the link layer listens for the advertisement channel index during the scan window period.
  • the link layer enters a connection state when the device performing the connection request, i. E., The initiating device sends a CONNECT_REQ PDU to the ad device, or when the ad device receives a CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
  • a connection After entering the connection state, a connection is considered to be created. However, it does not need to be considered to be established at the time the connection enters the connection state. The only difference between the newly created connection and the previously established connection is the link layer supervision timeout value.
  • the link layer that performs the master role is called the master, and the link layer that acts as the slave is called the slave.
  • the master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the time at which 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 the ad channel packet and the data channel packet.
  • Each packet consists of four fields: a preamble, an access address, a PDU, and a CRC.
  • the PDU When one packet is transmitted on the ad physical channel, the PDU will be an ad-channel PDU, and when one packet is transmitted on the data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
  • Ad channel PDU (Advertising Channel PDU )
  • the advertisement channel PDU Packet Data Unit
  • PDU Packet Data Unit
  • the PDU type field of the advertisement channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 1 below.
  • Advertising PDU (Advertising PDU )
  • ad PDUs The following ad channel PDU types are called ad PDUs and are used in specific events.
  • ADV_IND connectable non-directional ad event
  • ADV_DIRECT_IND Attachable directional ad event
  • ADV_NONCONN_IND Non-directional ad event not reachable
  • ADV_SCAN_IND Scannable non-directional ad event
  • the PDUs are transmitted in the link layer in the advertisement state and received by the link layer in the scanning state or the initiating state.
  • the following advertisement channel PDU type 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 advertisement state.
  • SCAN_RSP sent by the link layer in the advertisement state, and received by the link layer in the scanning state.
  • the following advertisement channel PDU type is called a start PDU.
  • CONNECT_REQ Sent by the link layer in the initiated state, and received by the link layer in the advertised state.
  • a data channel PDU may have a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a Message Integrity Check (MIC) field.
  • MIC Message Integrity Check
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a structure of a Bluetooth low power energy GATT Profile.
  • the GATT Generic Attribute Profile
  • a Peripheral device e.g., a sensor device serves as a GATT server and has a definition of Service and Characteristic.
  • the GATT client sends a data request to the GATT server, and all transactions start at the GATT client and receive a response from the GATT server.
  • the GATT-based operation structure used in the Bluetooth LE is based on a profile, a service, and a characteristic, and can have a vertical structure as shown in FIG.
  • the Profile may consist of one or more services, which may consist of one or more characteristics or other services.
  • the service serves to divide data into logical units and may include one or more characteristics or other services.
  • Each service has a 16-bit or 128-bit separator called a Universal Unique Identifier (UUID).
  • UUID Universal Unique Identifier
  • the above characteristic is the lowest unit in the GATT-based operation structure.
  • the characteristic includes only one data, and has a 16-bit or 128-bit UUID similar to the service.
  • the attribute is defined as a value of various information, and one attribute is required to contain each information.
  • the above properties Several continuous attributes can be used.
  • the attribute consists of four components and has the following meaning.
  • a sensor measures and stores human activity using a GATT-based operation structure of the Bluetooth LE, and a method for a client to retrieve information stored from the sensor.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of forming a connection using Bluetooth LE (Low Energy) between devices.
  • Bluetooth LE Low Energy
  • the first device 300 transmits an advertisement message to the second device 300 (S6010).
  • the advertisement message is used to provide its own information to another device using the Bluetooth LE, and may include various information such as service information and user information provided by the device.
  • the second device 400 confirms the information included in the advertisement message transmitted by the first device 300 and transmits a connection request message to the first device 300 to request the Bluetooth LE connection message (S6020), and the first device 300 and the second device 400 form a Bluetooth LE (Low Energy) connection (S6030).
  • Bluetooth standard technology distinguishes core specifications from BR / EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) and LE (Low Energy).
  • BR / EDR is a wireless communication technology applied to many products, which has dominant market dominance of short-range wireless personal area network (WPAN) technology.
  • WPAN personal area network
  • Bluetooth LE Bluetooth Low Energy
  • the BLEs communicate using the Industry-Science-Medical (ISM) frequency band (or band) (e.g., 2.4-2.4835 GHz) in the 2.4 GHz band.
  • ISM Industry-Science-Medical
  • band e.g., 2.4-2.4835 GHz
  • three advertisement channels are used for device discovery. At this time, two channels among the three designated primary advertisement channels are present at a band edge. Will be described with reference to the following drawings.
  • the three basic advertisement channels are collectively referred to as a primary advertising channel set.
  • the three advertisement channels included in the basic advertisement channel set may be preset in the device using the Bluetooth protocol, and in this specification, the channel indexes 37, 38 and 39 are assumed to be premised, but the present invention is not limited thereto Alternatively, it may have a different channel index value.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a frequency band of a BLE advertisement channel, to which the present invention can be applied.
  • a total of 40 channels from CH0 to CH39 can be used within the operating frequency band of the BLE, and frequency bands can be assigned to each channel.
  • the 2.4 GHz ISM band is used as the operating frequency, and specifically, the frequency band of 2400 to 2483.5 MHz can be used.
  • the default ad channel set 7010 may include CH37, CH38, and CH39 as illustrated in FIG.
  • the default ad channel set 7010 may comprise a channel that is used only for advertising purposes.
  • the data channel set 7020 represents the remaining data channels except for the three advertisement channels included in the basic advertisement channel set 7010 among the entire channels, and the data channel represents a channel used for data transmission / reception.
  • the data channel set 7020 may be referred to as a secondary advertisement channel set. That is, in the following embodiment, in the remaining data channels excluding the three advertisement channels included in the basic advertisement channel set 7010, one or more data channels in the data channel set 7020 may be used as supplementary advertisement channels have.
  • CH37 and CH39 are located at the boundaries of the BLE frequency band including 40 channels.
  • Some channels among the basic advertisement channel set 7010 used only for advertisement or scanning may be located on both sides of the entire frequency band, resulting in a problem that efficiency of advertisement and device search due to interference is lowered. Will be described with reference to the following drawings.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a frequency band of an advertisement channel, to which the present invention can be applied.
  • interference due to other communication techniques may occur at the boundary of the BLE frequency band using the 2.4 GHz ISM band.
  • OFD Ofcom
  • a terrestrial low-power service band (2473-2495 MHz) by Globalstar (US satellite phone service provider) is proposed following the mobile satellite service band (2483.5-2495 MHz) currently provided.
  • the present invention proposes a new link layer protocol and a new host controller interface (HCI) for performing advertisement using four channels.
  • HCI host controller interface
  • the present invention proposes a protocol for exchanging channel index information used for advertisement / scanning between devices in an environment where advertisements are performed using four channels.
  • the present invention proposes a channel map for advertisement or scanning in an environment in which advertisements are performed using four channels.
  • the embodiment of the present invention it is possible to reduce the interference occurring at the band boundary and to search the device with high reliability.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • attributes may be defined as shown in FIG. 9 when a total of four advertisement channels with channel indexes of 37, 38, 39 and 40 are used.
  • An advertisement / scanning channel update request can be performed in the GATT-based profile through the attribute shown in Fig.
  • the attribute may include an attribute handle, an attribute type, an attribute value, and an attribute permission attribute (or field).
  • the attribute handle field may include identification information or index information of the proposed attribute.
  • the attribute type field may include UUID information of an advertisement channel protection (or an advertisement channel protection mode) using four advertisement channels.
  • the attribute permission may include information on Readable without authentication or Authorization, Writable with authentication or authorization.
  • the attribute value field may include at least one of an advertisement channel property (or an advertisement channel map property, an advertisement channel set property, and an advertisement channel update property) and / or a scanning channel property (or a scanning channel map property, which may be referred to as channel update characteristics.
  • an advertisement channel property or an advertisement channel map property, an advertisement channel set property, and an advertisement channel update property
  • a scanning channel property or a scanning channel map property, which may be referred to as channel update characteristics.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a characteristic of a GATT (Generic Attribute Profile) according to an embodiment of the present invention.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • the advertisement channel characteristic may have a value of 0 to 3 bits (or an index) and may indicate the availability of a total of four advertisement channels from 37 to 40 according to each bit value.
  • the scanning channel characteristic may have a value of 0 to 3 bits (or an index), and may indicate the availability of a total of four scanning channels from 37 to 40 according to each bit value.
  • information on a channel advertised by the device and information on a channel to be scanned can be transmitted through the advertisement channel characteristic and the scanning channel characteristic shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a control message format of a host controller interface according to an embodiment of the present invention.
  • a host of a server device transmits a control message instructing update of an advertisement channel to a link layer (LL) of a server device through a host controller interface (HCI) ).
  • the control message indicating the update of the advertisement channel may be referred to as an LE Set Advertising Channel Update command.
  • the LE Set Advertising Channel Update command may include an ad channel map parameter.
  • the advertisement channel map parameter may have the same format as the advertisement channel characteristic described above with reference to FIG. 10 (a).
  • the host of the server device can transmit a control message instructing the update of the scanning channel to the LL of the server device through the HCI command.
  • the control message indicating the update of the scanning channel may be referred to as an LE Set Scanning Channel Update command.
  • the LE Set Scanning Channel Update command may include a scanning channel map parameter.
  • the scanning channel map parameter may have the same format as the scanning channel characteristic described above with reference to FIG. 10 (b).
  • An advertiser may perform an advertisement using a physical advertisement channel set determined (or updated) by an advertisement channel map parameter (or an advertisement channel characteristic). Then, the scanner can perform scanning using the physical advertisement channel set determined (or updated) by the scanning channel map parameter (or the scanning channel characteristic).
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a control message format of a host controller interface according to an embodiment of the present invention.
  • the host of the server device may send a control message including the advertisement channel map and the scanning channel map information to the LL of the server device via the HCI command.
  • the control message indicating the control message including the advertisement channel map and the scanning channel map information may be referred to as an LE Set Advertising Parameters command.
  • the LE Set Advertising Parameters command may include an advertisement channel map and a scanning channel map parameter, including various parameters related to advertisement channel setting.
  • the advertisement channel map and the scanning channel map parameters may have the same format as the advertisement channel characteristic and the scanning channel characteristic described above with reference to FIG.
  • the control message indicating the control message including the advertisement channel map and the scanning channel map information may be referred to as an LE Set Extended Advertising Parameters command.
  • the LE Set Extended Advertising Parameters command may include an advertisement channel map and a scanning channel map parameter, including various parameters related to advertisement channel setting.
  • the advertisement channel map and the scanning channel map parameters may have the same format as the advertisement channel characteristic and the scanning channel characteristic described above with reference to FIG.
  • An advertiser may perform an advertisement using a physical advertisement channel set determined (or updated) by an advertisement channel map parameter (or an advertisement channel characteristic). Then, the scanner can perform scanning using the physical advertisement channel set determined (or updated) by the scanning channel map parameter (or the scanning channel characteristic).
  • a basic advertisement channel set can be configured using four advertisement channels, and advertisement or scan can be performed using the corresponding basic advertisement channel.
  • advertisement or scan can be performed using the corresponding basic advertisement channel.
  • a method of applying a protection mode of an advertisement channel according to presence or absence of interference will be described using a basic advertisement channel including three advertisement channels.
  • a protected mode is applied when interference is present, and a non-protected mode may be applied if no interference is present.
  • the BLE device may be aware of the presence of interference in existing ad channel sets in a variety of ways. For example, the device may be aware of the presence or absence of interference at a higher level, using an application, or may receive relevant information from a user.
  • the advertiser can carry out the same advertisement as before. If there is interference, i.e., in protected mode, the advertiser can perform ads on four ad channels (new ad channel addition) or on three ad channels (interfering channel replacement). Then, the scanner determines whether or not the advertiser is in the protection mode, and when the protection mode is applied, scanning can be performed using the four channels.
  • the search time or search efficiency can be increased because the advertisement / scan is not performed in the channel where the interference exists.
  • advertisers and scanners need to share about which channel to discard, or which channel has interference. Even in this case, it is necessary for the advertiser and the scanner to share the use of the protection mode.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of changing a set of advertisement channels based on a GATT (Generic Attribute Profile) according to an embodiment of the present invention.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • the first device may request the second device to update (or change) the advertisement channel map and / or the scanning channel map based on the GATT.
  • the first device may be a scanner device and the second device may be an advertiser device.
  • the host (or the attribute) of the first device transmits an attribute write request message including the advertisement channel map information and the scanning channel map information to the host of the second device (S13010).
  • the host of the second device transmits an attribute response request message of the first device to the host of the first device in response to the write request message (S13020).
  • the first device and the second device can set the advertisement channel set and the scanning channel set based on the GATT in the connected state.
  • a step of forming a Bluetooth LE connection between the first device and the second device may be performed prior to steps S13010 and S13020.
  • the host of the second device transmits an LE Set Advertising Channel Update command to the link layer (LL) of the second device to update the advertisement channel map (S13030).
  • the HCI command described in FIG. 11 (a) can be used for the LE Set Advertising Channel Update command.
  • the LL of the second device may transmit a command completion message to the host of the second device indicating that the command has been successfully completed (S13040). If the existing three advertisement channels are changed to four advertisement channels, the protection mode can be triggered thereby. Thereafter, the advertisement channel (or the advertisement channel map, the advertisement channel set) may be changed. After the connection with the first device is released, the second device may perform advertisement using the updated advertisement channel in step S13040 in the reconnection step.
  • the host of the second device transmits an LE Set Scanning Channel Update command to the LL of the second device to update the scanning channel map (S13050).
  • the LE Set Scanning Channel Update command may be the HCI command described above with reference to FIG. 11 (b).
  • the LL of the second device may transmit a command completion message indicating that the command has been successfully completed to the host of the second device (S13060). If the scanning channel is changed from the existing three scanning channels to the four scanning channels, the protection mode can be triggered thereby. Thereafter, the scanning channel (or the scanning channel map, the scanning channel set) may be changed. After the connection with the first device is released, in the reconnection step, the second device may recognize that the first device performs the scanning using the updated scanning channel in step S13060.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a method for protecting an advertisement channel, to which the present invention can be applied.
  • the first device is a scanner device and the second device is an advertiser device.
  • the second device receives a write request message instructing to change an advertising channel map and a scanning channel map from the first device (S14010).
  • the write request message may include an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic information.
  • the advertisement channel map characteristic may include at least one of index information of an available advertisement channel or advertisement channel information included in the advertisement channel map.
  • the scanning channel map characteristic may include at least one of an available scanning channel And information on the number of scanning channels included in the scanning channel map.
  • the second device transmits a write response message to the first device in response to the write request message (S14020).
  • the host of the second device transmits a host controller interface (HCI) command instructing the controller of the second device to change the advertisement channel map based on the advertisement channel map characteristic (S14030).
  • HCI host controller interface
  • the HCI command may be configured with the HCI command described above with reference to FIGs. 11 and 12.
  • FIG. 11 is a diagrammatic representation of the HCI command described above with reference to FIGs. 11 and 12.
  • the controller of the second device transmits an advertisement message to the first device using the changed advertisement channel map (S14040).
  • the advertisement channel map may be modified to additionally include at least one advertisement channel in addition to the existing advertisement channel map including three advertisement channels.
  • the host of the second device can transmit the HCI command instructing the controller of the second device to change the scanning channel map based on the scanning channel map characteristic.
  • the scanning channel map may be modified so as to additionally include at least one scanning channel in addition to the existing scanning channel map including three advertisement channels.
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for discovering a neighboring device by using Bluetooth low energy (LE). In particular, a method performed by a second device may comprise the steps of: receiving, from a first device, a write request message which instructs a change in an advertising channel map and a scanning channel map, wherein the write request message includes an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic; transmitting a write response message to the first device in response to the write request message; transmitting, to a controller of the second device by a host of the second device, a host controller interface (HCI) command which instructs the controller of the second device to change the advertisement channel map on the basis of the advertisement channel map characteristic; and transmitting, to the first device by the controller of the second device, an advertising message by using the changed advertisement channel map.

Description

블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치Method and apparatus for discovering devices using Bluetooth low power energy technology
본 발명은 무선 통신시스템에서 근거리 기술인 블루투스를 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy: BLE) 기술을 이용하여 디바이스의 탐색에 이용되는 광고 채널을 보호하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for searching for a device using Bluetooth as a short-range technology in a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for searching for an advertisement channel used for device search using Bluetooth low energy (BLE) The present invention relates to a method and an apparatus for protecting a user.
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 allows data to be exchanged by wirelessly connecting various devices at a short distance. In order to perform wireless communication between two devices using Bluetooth communication, the user performs a procedure of searching for Bluetooth devices to be communicated and requesting a connection do. In the present invention, a device may mean a device or an apparatus.
이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.At this time, the user can search for the Bluetooth device according to the Bluetooth communication method to be used by using the Bluetooth device, and then perform the connection.
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.Bluetooth communication methods include BR / EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) and LE (Low Energy). The BR / EDR scheme may be referred to as Bluetooth Classic. The Bluetooth classical method includes a Bluetooth technology using Bluetooth Basic 1.0 and a Bluetooth technology using an Enhanced Data Rate supported from 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 less power and reliably provide information of several hundred kilobytes (KB). These Bluetooth low-power energy technologies use the Attribute Protocol to exchange information between devices. This Bluetooth LE scheme can reduce energy overhead by reducing header overhead and simplifying 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 types of Bluetooth devices and Bluetooth devices with similar technologies 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 be relatively fast at relatively low power and low cost, but the transmission distance is limited to a maximum of 100 m, which is suitable for use in a limited space.
현재의 BLE 기술에서는 기본 광고 채널 셋 이외에 다른 채널을 이용한 광고가 불가능하다. 따라서, 4개의 광고 채널을 이용하여 광고를 수행하기 위해서는 새로운 링크 레이어 프로토콜(Link Layer protocol) 및 새로운 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface)가 요구된다. In the current BLE technology, it is impossible to advertise on a channel other than the basic advertisement channel set. Therefore, a new link layer protocol and a new host controller interface (HCI) are required to carry out advertisement using four advertisement channels.
간섭의 존재 여부에 따라 광고 채널 셋(advertising channel set)을 변경해야 하는 경우에는 광고자(advertiser)와 스캐너(scanner)간에 해당 정보의 공유가 필요하지만, 기존의 BLE 기술에 정의된 광고 PDU를 이용하는 경우 상술한 기술을 구현할 수 없다는 문제가 있다.In the case where an advertisement channel set needs to be changed according to the presence or absence of interference, it is necessary to share relevant information between an advertiser and a scanner. However, in the case of using an advertisement PDU defined in the existing BLE technology There is a problem that the above-described technique can not be implemented.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하고 대역 경계에서 발생하는 간섭을 피하기 위한 링크 레이어 프로토콜 및 호스트 컨트롤러 인터페이스를 제안한다.Accordingly, an object of the present invention is to propose a link layer protocol and a host controller interface to solve such a problem and to avoid interference occurring at the band boundary.
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 objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned are to be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.
본 발명의 일 양상은, 블루투스 LE(Low Energy)를 이용한 무선 통신 시스템에서 인접한 디바이스를 탐색(discovery)하기 위한 방법에 있어서, 제2 디바이스에서 수행되는 방법은, 상기 제1 디바이스로부터 광고 채널 맵(advertising channel map) 및 스캐닝 채널 맵(scanning channel map)의 변경을 지시하는 기입 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 기입 요청 메시지는 광고 채널 맵 특성(characteristic) 및 스캐닝 채널 맵 특성을 포함하고; 상기 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 상기 제1 디바이스로 전송하는 단계; 상기 광고 채널 맵 특성에 기초하여 상기 제2 디바이스의 호스트(Host)가 상기 제2 디바이스의 컨트롤러(controller)로 광고 채널 맵의 변경을 지시하는 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface) 커맨드를 전송하는 단계; 및 상기 제2 디바이스의 컨트롤러가 상기 변경된 광고 채널 맵을 이용하여 상기 제1 디바이스로 광고 메시지(advertising message)를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for discovery of an adjacent device in a wireless communication system using Bluetooth LE (Low Energy), the method being performed in a second device, an advertising channel map and a scanning channel map, the write request message including an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic; Transmitting a write response message to the first device in response to the write request message; The host of the second device transmits a host controller interface (HCI) command for instructing the controller of the second device to change the advertisement channel map based on the advertisement channel map characteristic step; And a controller of the second device transmitting an advertisement message to the first device using the changed advertisement channel map.
바람직하게, 상기 광고 채널 맵 특성은 이용 가능한 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 광고 채널 맵에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 스캐닝 채널 맵 특성은 이용 가능한 스캐닝 채널의 인덱스 정보 또는 상기 스캐닝 채널 맵에 포함되는 스캐닝 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the advertisement channel map characteristic includes at least one of index information of an available advertisement channel or advertisement channel information included in the advertisement channel map, and the scanning channel map characteristic includes at least one of an available scanning channel Index information or the number of scanning channels included in the scanning channel map.
바람직하게, 상기 광고 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 광고 채널 맵 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 변경될 수 있다.Preferably, the advertisement channel map may be modified to include at least one advertisement channel in addition to the existing advertisement channel map including three advertisement channels.
바람직하게, 상기 스캐닝 채널 맵 특성에 기초하여 상기 제2 디바이스의 호스트가 상기 제2 디바이스의 컨트롤러로 스캐닝 채널 맵의 변경을 지시하는 HCI 커맨드를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.Preferably, the host of the second device transmits an HCI command instructing the controller of the second device to change the scanning channel map based on the scanning channel map characteristic.
바람직하게, 상기 스캐닝 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 스캐닝 채널 맵 이외에 적어도 하나의 스캐닝 채널을 추가적으로 포함하도록 변경될 수 있다.Advantageously, the scanning channel map may be modified to additionally include at least one scanning channel in addition to the existing scanning channel map including three advertisement channels.
본 발명의 다른 일 양상은, 블루투스 LE(Low Energy)를 이용한 무선 통신 시스템에서 인접한 디바이스를 탐색(discovery)하기 위한 제2 디바이스에 있어서, 외부 디바이스와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 제1 디바이스로부터 광고 채널 맵(advertising channel map) 및 스캐닝 채널 맵(scanning channel map)의 변경을 지시하는 기입 요청 메시지를 수신하고, 상기 기입 요청 메시지는 광고 채널 맵 특성(characteristic) 및 스캐닝 채널 맵 특성을 포함하고; 상기 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 상기 제1 디바이스로 전송하고; 상기 광고 채널 맵 특성에 기초하여 상기 제2 디바이스의 호스트(Host)가 상기 제2 디바이스의 컨트롤러(controller)로 광고 채널 맵의 변경을 지시하는 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface) 커맨드를 전송하고; 및 상기 제2 디바이스의 컨트롤러가 상기 변경된 광고 채널 맵을 이용하여 상기 제1 디바이스로 광고 메시지(advertising message)를 전송할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a second device for discovery of an adjacent device in a wireless communication system using Bluetooth LE (Low Energy), comprising: a communication unit for wirelessly or wiredly communicating with an external device; And a processor operatively connected to the communication unit, wherein the processor receives a write request message for instructing a change of an advertising channel map and a scanning channel map from the first device, The write request message including an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic; Sending a write response message to the first device in response to the write request message; The host of the second device transmits a host controller interface (HCI) command for instructing the controller of the second device to change the advertisement channel map based on the advertisement channel map characteristic ; And the controller of the second device may transmit an advertising message to the first device using the modified advertisement channel map.
바람직하게, 상기 광고 채널 맵 특성은 이용 가능한 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 광고 채널 맵에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 스캐닝 채널 맵 특성은 이용 가능한 스캐닝 채널의 인덱스 정보 또는 상기 스캐닝 채널 맵에 포함되는 스캐닝 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the advertisement channel map characteristic includes at least one of index information of an available advertisement channel or advertisement channel information included in the advertisement channel map, and the scanning channel map characteristic includes at least one of an available scanning channel Index information or the number of scanning channels included in the scanning channel map.
바람직하게, 상기 광고 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 광고 채널 맵 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 변경될 수 있다.Preferably, the advertisement channel map may be modified to include at least one advertisement channel in addition to the existing advertisement channel map including three advertisement channels.
바람직하게, 상기 스캐닝 채널 맵 특성에 기초하여 상기 제2 디바이스의 호스트가 상기 제2 디바이스의 컨트롤러로 스캐닝 채널 맵의 변경을 지시하는 HCI 커맨드를 전송할 수 있다.Preferably, the host of the second device may transmit an HCI command instructing the controller of the second device to change the scanning channel map based on the scanning channel map characteristic.
바람직하게, 상기 스캐닝 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 스캐닝 채널 맵 이외에 적어도 하나의 스캐닝 채널을 추가적으로 포함하도록 변경될 수 있다.Advantageously, the scanning channel map may be modified to additionally include at least one scanning channel in addition to the existing scanning channel map including three advertisement channels.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 BLE 기술에서 이용되는 기본 광고 채널 셋에 다른 광고 채널을 추가적으로 포함시킴으로써, BLE 주파수 대역의 경계에서 발생하는 간섭의 존재에도 불구하고 광고/스캐닝 효율 저하를 막고 BLE 기기 발견 신뢰도를 높일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, additional advertisement channels are additionally included in the basic advertisement channel set used in the existing BLE technology, thereby preventing ad / scanning efficiency degradation despite the presence of interference occurring at the boundary of the BLE frequency band BLE device discovery reliability can be increased.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present specification are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 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 that utilizes the Bluetooth low power energy technology proposed herein.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.Figure 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed herein.
도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.Figure 3 shows an example of a Bluetooth low power energy topology.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 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 methods proposed herein can be applied.
도 5는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.5 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) of Bluetooth low-power energy.
도 6은 디바이스간 블루투스 LE(Low Energy)를 이용하여 커넥션을 형성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart showing a method of forming a connection using Bluetooth LE (Low Energy) between devices.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, BLE 광고 채널의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining a frequency band of a BLE advertisement channel, to which the present invention can be applied.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a frequency band of an advertisement channel, to which the present invention can be applied.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 GATT(Generic Attribute Profile)의 속성(attribute)의 일 예를 나타내는 도면이다.9 is a diagram showing an example of an attribute of a Generic Attribute Profile (GATT) according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 GATT(Generic Attribute Profile)의 특성(characteristic)의 일 예를 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating an example of a characteristic of a GATT (Generic Attribute Profile) according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface)의 제어 메시지 포맷을 예시하는 도면이다.11 is a diagram illustrating a control message format of a host controller interface according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface)의 제어 메시지 포맷을 예시하는 도면이다.12 is a diagram illustrating a control message format of a host controller interface according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, GATT(Generic Attribute Profile) 기반 광고 채널 셋의 변경 방법을 예시하는 흐름도이다.FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of changing a set of advertisement channels based on a GATT (Generic Attribute Profile) according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.FIG. 14 is a diagram showing an example of a method for protecting an advertisement channel, 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. It is to be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
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 an apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The suffix " module " and " part " for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 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 that utilizes the Bluetooth low power energy technology proposed herein.
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, the BLE technology has a relatively small duty cycle and can be manufactured at a low price compared with the Bluetooth BR / EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) technology. Since the data rate is low, When using a coin cell battery, it can operate for more than one year.
또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.In addition, BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and packet size is designed smaller than 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 is 1Mbps, (3) the topology is a scatternet structure, (4) the latency is 3ms, (5) Is less than 15mA, (6) the output power is less than 10mW (10dBm), and (7) it is mainly used in applications such as mobile phones, watches, sports, health care, sensors and 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 another device, and the client device may operate as a server device in relation to another device. That is, in the BLE communication system, any one of the apparatuses can operate as a server apparatus or a client apparatus, and if necessary, can operate simultaneously with the server apparatus and the client apparatus.
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 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), 제 2 디바이스, 제 3 디바이스 등으로 표현될 수 있다.The server device 120 includes a data service device, a slave device device, a slave device, a server, a conductor, a host device, a gateway, A monitoring device, a first device, and the like. The client device 110 may include a master device, a master, a client, a member, a sensor device, A sink device, a collector, a second device, a third device, or 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 besides 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.The server device is a device that receives data from a client device, communicates directly with the client device, and provides data to the client device through a response when receiving a data request from the client device.
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 apparatus sends a Notification message and an Indication message to the client apparatus to provide data information to the client apparatus. In addition, when transmitting 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 may provide data information to a user through an output unit in a process of transmitting / receiving notifications, instructions, and confirmation messages to / from a client device, or may receive a request input from a user through an input unit (User Input Interface) 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 apparatus can read data from a memory unit or write new data into a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the client apparatus.
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 can be connected to a plurality of client devices, and can easily reconnect (or connect) with client devices using bonding information.
상기 클라이언트 장치 (120)는 서버 장치에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.The client device 120 is a device that requests data transmission and data transmission to the 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 or an instruction message and sends a confirmation message in response to the instruction message when receiving an instruction message from the server device.
상기 클라이언트 장치도 마찬가지로 상기 서버 장치와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해서 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해서 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.The client device may also provide information to the user through the output unit or receive input from the user through the input unit during the transmission and reception of messages with the server apparatus.
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 can read data from the memory or write new data into the memory in the course of transmitting and receiving messages 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 the output unit, the input unit, and the memory of the server apparatus and the client apparatus will be described in detail with reference to FIG.
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.Also, the wireless communication system can configure a personal area networking (PAN) through Bluetooth technology. For example, in the wireless communication system, it is possible to quickly and safely exchange files, documents, etc. by establishing a private piconet between devices.
또한, 특정 장치를 이용하여 인간의 신체활동을 측정하는 장치들은 다수 존재하나 측정된 데이터를 블루투스를 통해 전송하여 사용자에게 구체적인 데이터 수치 등을 보여주는 장치는 존재하지 않았다.In addition, there are many devices for measuring human physical activity using a specific device, but there is no device that transmits measured data through Bluetooth to show a user a specific data value or the like.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결 하기 위해서 인간의 신체활동을 측정하고, 측정된 데이터를 블루투스 LE를 통해 전송 및 가공하여 사용자에게 제공하는 방법을 제안한다.Accordingly, in order to solve such a problem, the present invention proposes a method of measuring human physical activity, transmitting measured data through a Bluetooth LE, processing the data, and providing the measured data to a user.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.Figure 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed herein.
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.2, the server device includes a display unit 111, a user input interface 112, a power supply unit 113, a processor 114, a memory unit 115, a Bluetooth interface 116, another communication interface 117, and a communication unit (or a transmission / reception 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 section 111, the input section 112, the power supply section 113, the processor 114, the memory 115, the Bluetooth interface 116, the other communication interface 117 and the communication section 118, And is functionally linked to carry out 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.The client device includes a display unit 121, a user input interface 122, a power supply unit 123, a processor 124, a memory unit 125, a Bluetooth interface (Bluetooth Interface) 126 and a communication unit (or a transmission / reception 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 may be used to perform the method proposed herein 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 interfaces 116 and 126 are units (or modules) capable of request / response, commands, notifications, indication / confirmation messages, or data transmission 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 are units storing various kinds of data.
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 or 124 is a module for controlling the overall operation of the server device or the client device, and controls to process a message requesting transmission and receiving a 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 control unit, a control unit, a controller, and 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.Wherein the processor (114,124) controls the communication unit to receive an advertisement message from a server device, transmits a scan request message to the server device, and receives a scan request from the server device in response to the scan request Controls the communication unit to receive a response message, and controls the communication unit to transmit a connection request message to the server device in order to establish 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.After the Bluetooth LE connection is established through the connection procedure, the processors 114 and 124 may read the data using the attribute protocol from the server device, .
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 memory 115, 125 may comprise a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a flash memory, a memory card, a storage medium, and /
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 units 118 and 127 may include a baseband circuit for processing a radio signal. When the embodiment is implemented in software, the above-described techniques may be implemented with modules (processes, functions, and so on) that perform the functions described above. The module is stored in memory and can be executed by the 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 internal or external to the processors 114 and 124 and may be coupled to the processors 114 and 124 in various well known ways.
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 are modules for providing status information and message exchange information of a device 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 units 113 and 123) is a module that receives external power and internal power under the control of the control unit and supplies power required for operation of each component.
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 have seen, the BLE technology has a small duty cycle and can significantly reduce power consumption through a low data rate, so that the power supply requires less than 10mW (10dBm) of output power to operate each component. Power can be supplied.
상기 입력부(112,122)는 화면 버튼과 같이 사용자의 입력을 제어부에게 제공하여 디바이스의 동작을 사용자가 제어할 수 있게 하는 모듈을 말한다.The input unit 112 or 122 is a module that allows a user to control an operation of a device by providing a user with an input of a user as a screen button.
도 3은 블루투스 저전력 에너지 토폴로지(Topology)의 일 예를 나타낸다.Figure 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, a device A corresponds to a master in a piconet (piconet A, shaded area) having devices B and 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 is a set of devices occupying a shared physical channel in which one of a plurality of devices is a master and the remaining devices are connected to a master device.
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.BLE slaves do not share a common physical channel with the master. Each slave communicates with the master via a separate physical channel. There is another piconet (piconet F) having a master device F and a 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 the scatternet K. Here, a scatternet refers to a group of piconets in which a connection exists between different piconets.
디바이스 K는 디바이스 L의 마스터이면서, 디바이스 M의 슬레이브이다.The device K is the master of the device L and the slave of the device M.
디바이스 O 역시 스캐터넷(scatternet O)에 있다. 디바이스 O는 디바이스 P의 슬레이브이면서, 디바이스 Q의 슬레이브이다. Device O is also on the scatternet O. Device O is a slave of device P and slave of device Q.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 5개의 다른 디바이스 그룹들이 존재한다.As shown in FIG. 2, 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 the advertiser, and devices I and J are the 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 ad events connectable on ad physical channels, and device A is an initiator. Device A may establish a connection with device D, and may add a 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 ad event captured by scanner device E.
그룹 D와 그룹 C는 충돌을 피하기 위해 서로 다른 광고 물리 채널을 사용하거나 다른 시간을 사용할 수 있다.Groups D and C may use different ad 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.The 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 ad physical channel. Device H is an advertiser, and devices I and J are a scanner.
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 ad events that are connectable over ad physical channels, and device N is an initiator. Device N may form a connection with device K. Here, the device K becomes a slave of two devices and becomes a master of one device at the same time.
스캐터넷 O에서, 디바이스 O와 P는 하나의 BLE 피코넷 물리 채널을 사용한다. 디바이스 O와 Q는 또 다른 BLE 피코넷 물리채널을 사용한다.On 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 ad events that are connectable on the ad physical channel, and device O is the initiator. Device O can form a connection with device R. Here, the device O becomes a slave of the two devices and becomes the master of one device at the same time.
도 4는 본 명세서에서 제안하는 방법들이 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 methods proposed herein 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.4, (a) shows an example of a protocol stack of Bluetooth Basic Rate / EDR (Enhanced Data Rate), (b) shows a protocol stack of Bluetooth LE (Low Energy) As shown in FIG.
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.4 (a), the Bluetooth BR / EDR protocol stack includes a controller stack 10 on the upper side of a host controller interface (HCI) 18, (Host Stack, 20).
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 the host module) 20 refers to a wireless transmitting / receiving module that receives a Bluetooth signal of 2.4 GHz and hardware for transmitting or receiving a Bluetooth packet. The Bluetooth module is connected to the controller module 10, And performs the operation.
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 and receiving a 2.4 GHz radio signal. When using GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation, the BR / EDR PHY layer 12 can transmit data by hopping 79 RF channels.
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 transmits a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a time slot having a length of 625us 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 using the LMP (Link Manager Protocol).
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: Aborts the connection and informs the partner device of the reason for the interruption.
- Power control 및 Role switch를 한다.- Power control and Role switch.
- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.- It performs 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 provides 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), 보안 매니저(Security manager, SM, 22), 속성 프로토콜(Protocol, 23), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 24), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 25), BR/EDR 프로파일(26)을 포함한다.The host stack (or host module 20) includes a logical link control and adaptation protocol (L2CAP) 21, a security manager (SM) 22, an attribute protocol 23, a generic attribute profile GATT, 24), a Generic Access Profile (GAP, 25), and a BR / EDR profile 26.
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 bi-directional channel for transmitting data to a specific protocol or file.
상기 L2CAP(21)은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있다.The L2CAP 21 can multiplex various protocols, profiles, and the like, which are provided by the Bluetooth upper layer.
블루투스 BR/EDR의 L2CAP에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control을 제공한다.Bluetooth BR / EDR L2CAP uses dynamic channel, supports protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, and provides segmentation and reassembly, per-channel flow control and error control.
상기 보안 매니저는(Security Manager, SM, 22)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.The security manager (SM) 22 is a protocol for authenticating a device and providing key distribution.
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 24)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(23)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(24)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.The General Attributes Profile (GATT) 24 may be operable as a protocol that describes how the attribute protocol 23 is used in constructing services. For example, the general property profile 24 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and be operable to describe features associated with the services.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(24) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 23)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.Thus, the general attribute profile 24 and the attribute protocol (ATT) 23 may use features to describe the state and services of the device and how the features are related to one another and how they are used.
상기 속성 Protocol(23) 및 Profiles(26)은 블루트스 BR/EDR를 이용하는 서비스 (profile)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의하며, 상기 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 25)은 디바이스 발견, 연결, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, privacy를 제공한다.The attributes Protocol 23 and Profiles 26 define a service using BLITS BR / EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the Generic Access Profile (GAP) 25 ) Defines device discovery, connectivity, and means of providing information to users and provides 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 includes a controller stack 30 operable to process timing-critical wireless device interfaces, and a host capable of handling high level data And 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, which may include a Bluetooth wireless device, 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 operating system running on a processor module, or as instantiation of a package on an 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 host stack may operate or run on the same processing device within 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, wireless transmission / reception module) 32 is a layer for transmitting and receiving a 2.4 GHz radio signal, and uses a frequency hopping scheme composed of GFSK modulation and 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 is responsible for transmitting or receiving a Bluetooth packet, performs advertising and scanning functions using three advertising channels, and then creates a connection between devices. The link layer 34 transmits up to 257 bytes of data packets And the like.
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), LT 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) (Generic Attribute Profile, GATT, 44), Generic Access Profile (25), LT profile (46). However, the host stack 40 is not limited thereto 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 various protocols and profiles provided by the Bluetooth host.
먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.First, the L2CAP 41 may provide a bi-directional 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 between higher layer protocols, to segment and reassemble packages, and to manage multicast data transmissions.
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 CH, 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, the basic rate / enhanced data rate (BR / EDR) uses dynamic channels, and supports protocol service multiplexers, retransmission, and streaming modes.
SM(Security Manager, 42)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.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.ATT (Attribute Protocol) 43 defines a rule for accessing data of a partner device in a server-client structure. ATT has the following 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 request 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.
② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다. Command message: A message transmitted from a client device to a server device in order to instruct a specific operation command. 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: A message transmitted from the server device to the client device for notification such as an event, and 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.Indication and Confirm message: A message 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.In the GATT profile using the attribute protocol (ATT) 43, a value for a data length in a long data request is transmitted so that the client can clearly know the data length, and the characteristic is transmitted from the server using the UUID. Value can be transmitted.
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 Generalized Access Profile (GAP) 45 is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology, used to control how role selection and multi-profile operations occur 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 in device discovery, connection creation and security procedures, defines a method for providing information to a user, and defines the following attribute types.
① Service: 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의① Service: Define the basic behavior of the device by combining the behavior related to the 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 포맷④ Behavior: 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 applied to Bluetooth LE devices primarily with GATT-dependent profiles. The LE profile 46 may be, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, etc. The concrete contents of the 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: Time information exchange method
③ FindMe: 거리에 따른 알람 서비스 제공 ③ FindMe: Provide distance alarm service
④ Proximity: 배터리 정보 교환 방법 ④ Proximity: How to exchange battery information
⑤ Time: 시간 정보 교환 방법 ⑤ Time: Time information exchange method
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 General Attributes Profile (GATT) 44 may be operable as a protocol that describes how the attribute protocol 43 is used in constructing services. For example, the general property profile 44 may be operable to define how the ATT attributes are grouped together into services, and 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.Accordingly, the general property profile 44 and the attribute protocol (ATT) 43 may use features to describe the state and services of the device and how the features are related to each other and how they are used.
이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.Hereinafter, procedures 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 can be divided into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, and a connecting procedure.
디바이스device 필터링Filtering 절차(Device Filtering Procedure) 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 that respond to requests, instructions, notifications, etc. 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.Since it is unnecessary to respond when receiving requests from all devices, the controller stack can reduce the number of requests sent to control 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 advertisement device or the scanning device may perform the device filtering procedure to restrict a device receiving an advertisement packet, a scan request, or a connection request.
여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.Here, the advertisement device refers to a device that transmits an advertisement 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 scanning request.
BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.In a BLE, when a scanning device receives some ad packets from an ad device, the scanning device must send a scan request to the ad 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 and scanning 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 can also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is unnecessary 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 advertisement device performs an advertisement procedure to perform an omni-directional broadcast to the devices in the area.
여기서, 비지향성의 브로드캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 방향으로의 브로드캐스트를 말한다.Here, the non-directional broadcast refers to a broadcast in all (all) directions, not a broadcast in a specific direction.
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.A directional broadcast, on the other hand, is a broadcast in a particular direction. A non-directional broadcast occurs without a connection procedure between an advertisement device and a device in a listening (or listening) state (hereinafter referred to as a listening device).
광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.The ad 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 a 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 through the ad 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 ad devices may receive a scan request from the listening devices that are listening to obtain additional user data from the ad device. The advertisement device transmits a response to the scan request to the device that transmitted the scan request through the same advertisement physical channel as the advertisement physical channel that received the scan request.
광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.The broadcast user data sent as part of the ad packets is dynamic data, while the 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 ad device may receive a connection request from an initiating device on an ad (broadcast) physical channel. If the advertisement device has used the connectable advertisement event and the initiating device has not been filtered by the device filtering procedure, the advertisement device stops the advertisement and enters the connected mode. The ad device may start advertising again after the connection 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 advertisement devices using the advertisement 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 advertisement device via the ad physical channel to request additional user data from the advertisement device. The advertisement device transmits a scan response, which is a response to the scan request, including the additional user data requested by the scanning device through the advertisement physical channel.
상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.The scanning procedure may be used during connection with 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 receives an advertisement event to be broadcast and is in an initiator mode capable of initiating a connection request, the scanning device transmits a connection request to the advertisement device via the advertisement physical channel, And start a Bluetooth connection.
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 advertisement device, the scanning device stops the initiator mode scanning for additional broadcast and enters the connection mode.
디스커버링Discovering 절차(Discovering Procedure) Procedure (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.A device capable of Bluetooth communication (hereinafter referred to as a 'Bluetooth device') performs an advertisement procedure and a scanning procedure to discover nearby devices or to be discovered by other devices in 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 is trying to find other devices nearby is called a discovering device and listens to find devices that advertise a scanable advertisement event. A Bluetooth device found and available from another device is called a discoverable device and broadcasts an advertisement event so that another device can actively scan through the advertisement (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 to 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 that another Bluetooth device perform a scanning procedure while a particular Bluetooth device performs the ad 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, an advertising procedure may be the object, and as a result, only one device will respond to the advertisement. After receiving the connectable advertisement event from the advertisement device, it can initiate the connection by sending a connection request to the advertisement device via the advertisement (brocastcast) 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 in the BLE technology, that is, an advertisement 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). When the link layer is in an ad state, the link layer sends ad PDUs (Packet Data Units) at the ad 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 advertisement event is composed of at least one advertisement PDUs, and the advertisement PDUs are transmitted through the used advertisement channel indexes. The advertisement event may be terminated when the advertisement PDU is respectively transmitted through the advertisement channel indexes used, or may terminate the advertisement event earlier if the advertisement device needs to secure space for performing other functions.
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 instruction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for the advertisement channel indexes.
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 is determined by the host.
스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.No separate time or channel index is defined for 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 advertisement channel index during the scanWindow duration. The scan interval (scanInterval) is defined as the interval (interval) between the start points of two successive 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 conflict of scheduling, the link layer must listen for completion of all scan intervals of the scan window as indicated by the host. In each scan window, the link layer must scan another advertisement channel index. The link layer uses all available ad channel indexes.
수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.At 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 advertisement PDU type and the advertisement PDU type that can request additional information related to the advertisement device to the advertisement device.
개시 상태(Initiating State)Initiating State
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.The link layer enters the initial state by the instruction 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 to the advertisement channel indexes.
개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.During the initiation state, the link layer listens for the advertisement 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 a connection state when the device performing the connection request, i. E., The initiating device sends a CONNECT_REQ PDU to the ad device, or when the ad device receives a 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 connection state, a connection is considered to be created. However, it does not need to be considered to be established at the time the connection enters the connection state. The only difference between the newly created connection and the previously established connection is the link layer 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 the master, and the link layer that acts as the slave is called the slave. The master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the time at which the master and the slave are synchronized.
이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.Hereinafter, a 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 the ad channel packet and the data channel packet.
각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.Each packet consists of four fields: a preamble, an access address, a PDU, and a 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 transmitted on the ad physical channel, the PDU will be an ad-channel PDU, and when one packet is transmitted on the data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
광고 채널 Ad channel PDUPDU (Advertising Channel (Advertising Channel PDUPDU ))
광고 채널 PDU(Packet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.The advertisement 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 advertisement channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 1 below.
Figure PCTKR2018007757-appb-T000001
Figure PCTKR2018007757-appb-T000001
광고 Advertising PDUPDU (Advertising (Advertising PDUPDU ))
아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.The following ad channel PDU types are called ad PDUs and are used in specific events.
ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_IND: connectable non-directional ad event
ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트ADV_DIRECT_IND: Attachable directional ad event
ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트ADV_NONCONN_IND: Non-directional ad event not reachable
ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_SCAN_IND: Scannable non-directional ad 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 in the link layer in the advertisement state and received by the link layer in the scanning state or the initiating state.
스캐닝 scanning PDUPDU (Scanning (Scanning PDUPDU ))
아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.The following advertisement channel PDU type 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 advertisement state.
SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_RSP: sent by the link layer in the advertisement 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 following advertisement channel PDU type is called a start PDU.
CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.CONNECT_REQ: Sent by the link layer in the initiated state, and received by the link layer in the advertised 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.A data channel PDU may have 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.The procedures, states, packet formats, and the like in the BLE technology discussed above can be applied to perform the methods proposed in this specification.
도 5는 블루투스 저전력 에너지의 GATT Profile의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.5 is a diagram illustrating an example of a structure of a Bluetooth low power energy GATT Profile.
상기 도 5를 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.Referring to FIG. 5, a structure for exchange of profile data of Bluetooth low power energy can be examined.
구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고 받는 방법을 정의한 것이다.Specifically, 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 (e.g., a sensor device) serves as a GATT server and has a definition of Service and 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 start 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 operation structure used in the Bluetooth LE is based on a profile, a service, and a characteristic, and can have a vertical structure as shown in FIG.
상기 프로파일(Profile) 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.The Profile may consist of one or more services, which may consist of one or more characteristics 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 serves to divide data into logical units and may include one or more characteristics or other services. Each service has a 16-bit or 128-bit separator called a 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 above characteristic is the lowest unit in the GATT-based operation structure. The characteristic includes only one data, and has a 16-bit or 128-bit UUID 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 attribute is defined as a value of various information, and one attribute is required to contain each information. The above properties Several continuous attributes 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 주소- handle: the address of the attribute
- Type: 속성의 유형- Type: Type of attribute
- Value: 속성의 값- Value: the value of the attribute
- Permission: 속성에 대한 접근 권한- Permission: Access to the property
본 발명에서는 상기 블루투스 LE의 GATT기반 동작 구조를 이용하여 센서가 인간의 활동을 측정하여 저장하고, 클라이언트가 상기 센서로부터 저장된 정보를 불러오는 방법을 제안한다.In the present invention, a sensor measures and stores human activity using a GATT-based operation structure of the Bluetooth LE, and a method for a client to retrieve information stored from the sensor.
도 6은 디바이스간 블루투스 LE(Low Energy)를 이용하여 커넥션을 형성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart showing a method of forming a connection using Bluetooth LE (Low Energy) between devices.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 디바이스(300)와 제 2 디바이스(400)간 블루투스 LE 연결을 위해서 상기 제 1 디바이스(300)는 상기 제 2 디바이스에게 광고 메시지(Advertising Message)를 전송한다(S6010).6, for the Bluetooth LE connection between the first device 300 and the second device 400, the first device 300 transmits an advertisement message to the second device 300 (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 another device using the Bluetooth LE, and may include various information such as service information and user information provided by the device.
상기 제 2 디바이스(400)는 상기 제 1 디바이스(300)가 전송한 상기 광고 메시지에 포함된 정보를 확인 후, 사익 제 1 디바이스(300)에게 블루투스 LE 연결을 요청하기 위한 연결 요청 메시지(Connection request message)를 전송하고(S6020), 상기 제 1 디바이스(300)와 상기 제 2 디바이스(400)는 블루투스 LE(Low Energy) 커넥션을 형성하게 된다(S6030).The second device 400 confirms the information included in the advertisement message transmitted by the first device 300 and transmits a connection request message to the first device 300 to request the Bluetooth LE connection message (S6020), and the first device 300 and the second device 400 form a Bluetooth LE (Low Energy) connection (S6030).
블루투스 표준 기술(예를 들어, Bluetooth Specification V4.0)은 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)과 LE(Low Energy)로 코어 표준(Core Spec)이 구분된다. 여기서, BR/EDR은 근거리 무선 개인 근거리 통신망(WPAN: Wireless Personal Area Network) 기술의 시장 지배적 우위를 차지하며 많은 제품에 적용된 무선 통신 기술이다.Bluetooth standard technology (for example, Bluetooth Specification V4.0) distinguishes core specifications from BR / EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) and LE (Low Energy). Here, BR / EDR is a wireless communication technology applied to many products, which has dominant market dominance of short-range wireless personal area network (WPAN) technology.
그리고, 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy, 이하 BLE)는 블루투스 표준 V4.0 이후부터 발표된 기술로서 기존 블루투스 BR/EDR 대비 높은 에너지 효율을 목표로 고안된 기술이다.And Bluetooth LE (Bluetooth Low Energy) (BLE) is a technology announced since V4.0 of Bluetooth standard and is designed for high energy efficiency compared to existing Bluetooth BR / EDR.
이러한 BLE는 2.4GHz 대역의 산업 과학 의료(ISM: Industry-Science-Medical) 주파수 대역(또는 밴드(band))(예를 들어, 2.4-2.4835GHz)을 이용하여 통신을 수행한다. 전술한 바와 같이, BLE에서는 기기 발견을 위하여 3개의 광고 채널이 이용된다. 이때, 지정된 3개의 기본 광고 채널들(primary advertising channel) 중에서 2개의 채널이 밴드 경계(band edge)에 존재한다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다. 이하 본 발명에서, 상기 3개의 기본 광고 채널들을 기본 광고 채널 셋(primary advertising channel set)으로 통칭한다. 기본 광고 채널 셋에 포함되는 3개의 광고 채널들은 블루투스 프로토콜을 이용하는 디바이스에 미리 설정될 수 있고, 본 명세서에서, 채널 인덱스가 37, 38, 39 인 경우를 전제로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 채널 인덱스 값을 가질 수도 있다.These BLEs communicate using the Industry-Science-Medical (ISM) frequency band (or band) (e.g., 2.4-2.4835 GHz) in the 2.4 GHz band. As described above, in the BLE, three advertisement channels are used for device discovery. At this time, two channels among the three designated primary advertisement channels are present at a band edge. Will be described with reference to the following drawings. In the present invention, the three basic advertisement channels are collectively referred to as a primary advertising channel set. The three advertisement channels included in the basic advertisement channel set may be preset in the device using the Bluetooth protocol, and in this specification, the channel indexes 37, 38 and 39 are assumed to be premised, but the present invention is not limited thereto Alternatively, it may have a different channel index value.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, BLE 광고 채널의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining a frequency band of a BLE advertisement channel, to which the present invention can be applied.
도 7을 참조하면, BLE의 동작 주파수 대역 내에서 CH0부터 CH39까지 총 40개의 채널이 이용될 수 있고, 각각의 채널에 주파수 대역이 할당될 수 있다. 상술한 바와 같이, BLE 기술에서, 2.4GHz ISM band가 동작 주파수로 이용되며, 구체적으로, 2400 내지 2483.5 MHz의 주파수 대역이 이용될 수 있다. 이 경우, k 번째 채널(여기서 k=0,…,39)은 2402 + k*2 MHz의 중심 주파수를 갖도록 각각의 채널 별로 주파수 대역이 할당될 수 있다.Referring to FIG. 7, a total of 40 channels from CH0 to CH39 can be used within the operating frequency band of the BLE, and frequency bands can be assigned to each channel. As described above, in the BLE technology, the 2.4 GHz ISM band is used as the operating frequency, and specifically, the frequency band of 2400 to 2483.5 MHz can be used. In this case, a frequency band may be allocated to each of the k-th channel (where k = 0, ..., 39) to have a center frequency of 2402 + k * 2 MHz.
기본 광고 채널 셋(7010)은 도 7에 예시된 바와 같이 CH37, CH38, CH39를 포함할 수 있다. 기본 광고 채널 셋(7010)은 광고의 용도로만 사용되는 채널로 구성될 수 있다. 반면에, 데이터 채널 셋(7020)은 전체 채널들 중에서 기본 광고 채널 셋(7010)에 포함된 3개의 광고 채널들을 제외한 나머지 데이터 채널들을 나타내며, 데이터 채널은 데이터의 송수신에 이용되는 채널을 나타낸다. The default ad channel set 7010 may include CH37, CH38, and CH39 as illustrated in FIG. The default ad channel set 7010 may comprise a channel that is used only for advertising purposes. On the other hand, the data channel set 7020 represents the remaining data channels except for the three advertisement channels included in the basic advertisement channel set 7010 among the entire channels, and the data channel represents a channel used for data transmission / reception.
본 발명에서, 데이터 채널 셋(7020)은 보조 광고 채널 셋으로 지칭될 수도 있다. 즉, 후술하는 실시예에서 기본 광고 채널 셋(7010)에 포함된 3개의 광고 채널들을 제외한 나머지 데이터 채널들, 즉, 데이터 채널 셋(7020)에서 하나 이상의 데이터 채널이 보조적인 광고 채널로 이용될 수 있다.In the present invention, the data channel set 7020 may be referred to as a secondary advertisement channel set. That is, in the following embodiment, in the remaining data channels excluding the three advertisement channels included in the basic advertisement channel set 7010, one or more data channels in the data channel set 7020 may be used as supplementary advertisement channels have.
이때, 기본 광고 채널 셋(7010)의 광고 채널들 중에서 CH37 및 CH39는 40개의 채널을 포함하는 BLE 주파수 대역의 경계에 위치한다. 광고 또는 스캐닝에만 이용되는 기본 광고 채널 셋(7010) 중에서 일부 채널이 전체 주파수 대역의 양측 경계에 위치함으로써, 간섭으로 인한 광고 및 기기 검색의 효율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다. At this time, among the advertisement channels of the basic advertisement channel set 7010, CH37 and CH39 are located at the boundaries of the BLE frequency band including 40 channels. Some channels among the basic advertisement channel set 7010 used only for advertisement or scanning may be located on both sides of the entire frequency band, resulting in a problem that efficiency of advertisement and device search due to interference is lowered. Will be described with reference to the following drawings.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a frequency band of an advertisement channel, to which the present invention can be applied.
도 8을 참조하면, 2.4GHz ISM band를 이용하는 BLE 주파수 대역의 경계에서 다른 통신 기술에 의한 간섭이 발생할 수 있다. 구체적으로, CH37이 포함된 경계 부근에서는, LTE 서비스를 위하여 Ofcom(영국 방송 통신 관리 위원회)에 의한 2350-2390 MHz 대역의 경매 계획이 있다. Referring to FIG. 8, interference due to other communication techniques may occur at the boundary of the BLE frequency band using the 2.4 GHz ISM band. Specifically, at the border around CH37, there is an auction plan by Ofcom (UK Broadcasting Commission) for the LTE service in the band 2350-2390 MHz.
또한, Ch39이 포함된 경계 부근에서는, 현재 제공중인 모바일 위성 서비스 대역(2483.5-2495 MHz)에 이어서 Globalstar(미국 위성전화사업자)에 의한 지상파 저전력 서비스 대역(2473-2495 MHz)이 제안된 상황이다.In the vicinity of the boundary including Ch39, a terrestrial low-power service band (2473-2495 MHz) by Globalstar (US satellite phone service provider) is proposed following the mobile satellite service band (2483.5-2495 MHz) currently provided.
이와 같이, 다른 통신 기술에 의하여 BLE 주파수 대역의 경계에서 간섭이 발생할 수 있기 때문에, 기본 광고 채널 셋(8010) 중에서 BLE 주파수 대역의 경계에 위치한 채널 인덱스가 37, 39인 채널을 광고에 이용함에 따른 광고 효율 저하가 문제된다.In this way, interference may occur at the boundary of the BLE frequency band due to other communication techniques. Therefore, a channel having channel indexes 37 and 39 located at the boundary of the BLE frequency band among the basic advertisement channel set 8010 is used for the advertisement There is a problem of lowering the efficiency of the advertisement.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기본 광고 채널 셋(8010) 이외에 3개의 기존 광고 채널 이외에 채널 인덱스가 40인 광고 채널을 추가하는 방법이 논의중이다.Recently, a method of adding an advertisement channel having a channel index of 40 in addition to the three existing advertisement channels in addition to the basic advertisement channel set 8010 is being discussed.
따라서, 본 발명에서는 4개의 채널을 이용하여 광고를 수행하기 위한 새로운 링크 레이어 프로토콜(Link Layer protocol) 및 새로운 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface)를 제안한다. Accordingly, the present invention proposes a new link layer protocol and a new host controller interface (HCI) for performing advertisement using four channels.
특히, 본 발명에서는 4개의 채널을 이용하여 광고를 수행하는 환경에서 기기간 광고/스캐닝에 사용하는 채널 인덱스 정보를 교환하는 프로토콜을 제안한다.In particular, the present invention proposes a protocol for exchanging channel index information used for advertisement / scanning between devices in an environment where advertisements are performed using four channels.
또한, 본 발명에서는 4개의 채널을 이용하여 광고를 수행하는 환경에서 광고 또는 스캐닝을 위한 채널 맵을 제안한다.In addition, the present invention proposes a channel map for advertisement or scanning in an environment in which advertisements are performed using four channels.
본 발명의 실시예에 따르면, 대역 경계에서 발생하는 간섭을 줄이고 신뢰도 높은 기기 탐색이 가능하다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the interference occurring at the band boundary and to search the device with high reliability.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 GATT(Generic Attribute Profile)의 속성(attribute)의 일 예를 나타내는 도면이다.9 is a diagram showing an example of an attribute of a Generic Attribute Profile (GATT) according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에서, 채널 인덱스가 37, 38, 39, 40인 총 4개의 광고 채널이 사용되는 경우 도 9에 도시된 바와 같은 속성이 정의될 수 있다.In one embodiment of the present invention, attributes may be defined as shown in FIG. 9 when a total of four advertisement channels with channel indexes of 37, 38, 39 and 40 are used.
도 9에 도시된 속성을 통해 GATT 기반 프로파일에서 광고/스캐닝 채널 업데이트 요청이 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 속성은 속성 핸들(attribute handle), 속성 타입(attribute type), 속성 값(attribute value), 속성 허가(Attribute Permission) 특성(또는 필드)를 포함할 수 있다.An advertisement / scanning channel update request can be performed in the GATT-based profile through the attribute shown in Fig. Specifically, the attribute may include an attribute handle, an attribute type, an attribute value, and an attribute permission attribute (or field).
이때, 속성 핸들 필드는 제안된 속성의 식별 정보 또는 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 속성 타입 필드는 4개의 광고 채널을 사용하는 광고 채널 보호(또는 광고 채널 보호 모드)의 UUID 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 속성 허가는 Readable without authentication or Authorization, Writable with authentication or authorization에 대한 정보를 포함할 수 있다. At this time, the attribute handle field may include identification information or index information of the proposed attribute. The attribute type field may include UUID information of an advertisement channel protection (or an advertisement channel protection mode) using four advertisement channels. In addition, the attribute permission may include information on Readable without authentication or Authorization, Writable with authentication or authorization.
특히, 속성 값 필드는 광고 채널 특성(또는 광고 채널 맵 특성, 광고 채널 셋 특성, 광고 채널 업데이트 특성으로 지칭될 수 있음) 및/또는 스캐닝 채널 특성(또는 스캐닝 채널 맵 특성, 스캐닝 채널 셋 특성, 스캐닝 채널 업데이트 특성으로 지칭될 수 있음)을 포함할 수 있다. 기존의 채널 맵 정보는 기기가 어느 채널에서 광고를 수행할지를 나타내는 정보만 전달하였으나, 본 발명의 실시예에서는 광고 채널 특성과 스캐닝 채널 특성을 통해 기기가 광고하는 채널뿐만 아니라 스캐닝하는 채널에 대한 정보도 전달할 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.In particular, the attribute value field may include at least one of an advertisement channel property (or an advertisement channel map property, an advertisement channel set property, and an advertisement channel update property) and / or a scanning channel property (or a scanning channel map property, Which may be referred to as channel update characteristics. In the embodiment of the present invention, not only the channels advertised by the device but also the information about the channels to be scanned are transmitted through the advertisement channel characteristic and the scanning channel characteristic, . Will be described with reference to the following drawings.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 GATT(Generic Attribute Profile)의 특성(characteristic)의 일 예를 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating an example of a characteristic of a GATT (Generic Attribute Profile) according to an embodiment of the present invention.
도 10(a)를 참조하면, 광고 채널 특성의 일 예를 도시한다. 광고 채널 특성은 0~3 비트(또는 인덱스) 값을 가질 수 있고, 각각의 비트 값에 따라 37부터 40까지 총 4개의 광고 채널의 사용 가능 여부를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 10 (a), an example of an advertisement channel characteristic is shown. The advertisement channel characteristic may have a value of 0 to 3 bits (or an index) and may indicate the availability of a total of four advertisement channels from 37 to 40 according to each bit value.
도 10(b)를 참조하면, 스캐닝 채널 특성의 일 예를 도시한다. 스캐닝 채널 특성은 0~3 비트(또는 인덱스) 값을 가질 수 있고, 각각의 비트 값에 따라 37부터 40까지 총 4개의 스캐닝 채널의 사용 가능 여부를 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 10 (b), an example of a scanning channel characteristic is shown. The scanning channel characteristic may have a value of 0 to 3 bits (or an index), and may indicate the availability of a total of four scanning channels from 37 to 40 according to each bit value.
본 발명의 실시예에서는 도 10에 도시된 광고 채널 특성 및 스캐닝 채널 특성을 통해 기기가 광고하는 채널에 대한 정보 및 스캐닝하는 채널에 대한 정보를 전달할 수 있다.In the embodiment of the present invention, information on a channel advertised by the device and information on a channel to be scanned can be transmitted through the advertisement channel characteristic and the scanning channel characteristic shown in FIG.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface)의 제어 메시지 포맷을 예시하는 도면이다.11 is a diagram illustrating a control message format of a host controller interface according to an embodiment of the present invention.
도 11(a)를 참조하면, 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface) 커맨드를 통해 서버 디바이스의 호스트(Host)는 광고 채널의 업데이트를 지시하는 제어 메시지를 서버 디바이스의 링크 레이어(LL: Link Layer)로 전송할 수 있다. 본 발명에서, 상기 광고 채널의 업데이트를 지시하는 제어 메시지는 LE Set Advertising Channel Update 커맨드로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 11A, a host of a server device transmits a control message instructing update of an advertisement channel to a link layer (LL) of a server device through a host controller interface (HCI) ). In the present invention, the control message indicating the update of the advertisement channel may be referred to as an LE Set Advertising Channel Update command.
상기 LE Set Advertising Channel Update 커맨드는 광고 채널 맵 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 광고 채널 맵 파라미터는 앞서 도 10(a)에서 설명한 광고 채널 특성과 동일한 포맷을 가질 수 있다.The LE Set Advertising Channel Update command may include an ad channel map parameter. The advertisement channel map parameter may have the same format as the advertisement channel characteristic described above with reference to FIG. 10 (a).
도 11(b)를 참조하면, 서버 디바이스의 호스트는 HCI 커맨드를 통해 스캐닝 채널의 업데이트를 지시하는 제어 메시지를 서버 디바이스의 LL으로 전송할 수 있다. 본 발명에서, 상기 스캐닝 채널의 업데이트를 지시하는 제어 메시지는 LE Set Scanning Channel Update 커맨드로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 11 (b), the host of the server device can transmit a control message instructing the update of the scanning channel to the LL of the server device through the HCI command. In the present invention, the control message indicating the update of the scanning channel may be referred to as an LE Set Scanning Channel Update command.
상기 LE Set Scanning Channel Update 커맨드는 스캐닝 채널 맵 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 스캐닝 채널 맵 파라미터는 앞서 도 10(b)에서 설명한 스캐닝 채널 특성과 동일한 포맷을 가질 수 있다.The LE Set Scanning Channel Update command may include a scanning channel map parameter. The scanning channel map parameter may have the same format as the scanning channel characteristic described above with reference to FIG. 10 (b).
광고자는 광고 채널 맵 파라미터(또는 광고 채널 특성)에 의해 결정된(또는 업데이트된) 물리 광고 채널 셋을 이용하여 광고를 수행할 수 있다. 그리고, 스캐너는 스캐닝 채널 맵 파라미터(또는 스캐닝 채널 특성)에 의해 결정된(또는 업데이트된) 물리 광고 채널 셋을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다. An advertiser may perform an advertisement using a physical advertisement channel set determined (or updated) by an advertisement channel map parameter (or an advertisement channel characteristic). Then, the scanner can perform scanning using the physical advertisement channel set determined (or updated) by the scanning channel map parameter (or the scanning channel characteristic).
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface)의 제어 메시지 포맷을 예시하는 도면이다.12 is a diagram illustrating a control message format of a host controller interface according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에서, 서버 디바이스의 호스트는 HCI 커맨드를 통해 광고 채널 맵 및 스캐닝 채널 맵 정보를 포함하는 제어 메시지를 서버 디바이스의 LL으로 전송할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the host of the server device may send a control message including the advertisement channel map and the scanning channel map information to the LL of the server device via the HCI command.
도 12(a)를 참조하면, 본 발명에서, 상기 광고 채널 맵 및 스캐닝 채널 맵 정보를 포함하는 제어 메시지는 지시하는 제어 메시지는 LE Set Advertising Parameters 커맨드로 지칭될 수 있다. 그리고, 상기 LE Set Advertising Parameters 커맨드는 광고 채널 설정에 관련된 여러 파라미터들을 포함하여, 광고 채널 맵 및 스캐닝 채널 맵 파라미터를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광고 채널 맵 및 스캐닝 채널 맵 파라미터는 각각 앞서 도 10에서 설명한 광고 채널 특성 및 스캐닝 채널 특성과 동일한 포맷을 가질 수 있다.Referring to FIG. 12 (a), in the present invention, the control message indicating the control message including the advertisement channel map and the scanning channel map information may be referred to as an LE Set Advertising Parameters command. The LE Set Advertising Parameters command may include an advertisement channel map and a scanning channel map parameter, including various parameters related to advertisement channel setting. The advertisement channel map and the scanning channel map parameters may have the same format as the advertisement channel characteristic and the scanning channel characteristic described above with reference to FIG.
또한, 도 12(b)를 참조하면, 본 발명에서, 상기 광고 채널 맵 및 스캐닝 채널 맵 정보를 포함하는 제어 메시지는 지시하는 제어 메시지는 LE Set Extended Advertising Parameters 커맨드로 지칭될 수 있다. 그리고, 상기 LE Set Extended Advertising Parameters 커맨드는 광고 채널 설정에 관련된 여러 파라미터들을 포함하여, 광고 채널 맵 및 스캐닝 채널 맵 파라미터를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광고 채널 맵 및 스캐닝 채널 맵 파라미터는 각각 앞서 도 10에서 설명한 광고 채널 특성 및 스캐닝 채널 특성과 동일한 포맷을 가질 수 있다.12 (b), in the present invention, the control message indicating the control message including the advertisement channel map and the scanning channel map information may be referred to as an LE Set Extended Advertising Parameters command. The LE Set Extended Advertising Parameters command may include an advertisement channel map and a scanning channel map parameter, including various parameters related to advertisement channel setting. The advertisement channel map and the scanning channel map parameters may have the same format as the advertisement channel characteristic and the scanning channel characteristic described above with reference to FIG.
광고자는 광고 채널 맵 파라미터(또는 광고 채널 특성)에 의해 결정된(또는 업데이트된) 물리 광고 채널 셋을 이용하여 광고를 수행할 수 있다. 그리고, 스캐너는 스캐닝 채널 맵 파라미터(또는 스캐닝 채널 특성)에 의해 결정된(또는 업데이트된) 물리 광고 채널 셋을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다. An advertiser may perform an advertisement using a physical advertisement channel set determined (or updated) by an advertisement channel map parameter (or an advertisement channel characteristic). Then, the scanner can perform scanning using the physical advertisement channel set determined (or updated) by the scanning channel map parameter (or the scanning channel characteristic).
이상에서 설명한 바와 같이, 4개의 광고 채널을 이용하여 기본 광고 채널 셋이 구성될 수 있고, 해당 기본 광고 채널을 이용하여 광고 또는 스캔이 수행될 수 있다. 이하에서는, 3개의 광고 채널을 포함하는 기본 광고 채널을 이용하되, 간섭의 존재 여부에 따라 광고 채널의 보호 모드를 적용하는 방법을 설명하도록 한다.As described above, a basic advertisement channel set can be configured using four advertisement channels, and advertisement or scan can be performed using the corresponding basic advertisement channel. Hereinafter, a method of applying a protection mode of an advertisement channel according to presence or absence of interference will be described using a basic advertisement channel including three advertisement channels.
본 발명의 일 실시예에서, 간섭이 존재하는 경우 보호 모드(protected mode)가 적용되고, 간섭이 존재하지 않는 경우 광고 비-보호 모드(non-protected mode)가 적용될 수 있다. BLE 디바이스는 다양한 여러 방법으로 기존 광고 채널 셋에 간섭이 존재하는지 여부를 인식할 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 간섭의 존재 여부를 상위 레벨, 어플리케이션 등을 이용하여 인지할 수도 있고, 사용자로부터 관련 정보를 입력 받을 수도 있다.In one embodiment of the present invention, a protected mode is applied when interference is present, and a non-protected mode may be applied if no interference is present. The BLE device may be aware of the presence of interference in existing ad channel sets in a variety of ways. For example, the device may be aware of the presence or absence of interference at a higher level, using an application, or may receive relevant information from a user.
간섭이 존재하지 않는 경우, 즉, 비-보호 모드에서 광고자는 기존과 동일하게 광고를 수행할 수 있다. 만약, 간섭이 존재하는 경우, 즉, 보호 모드에서 광고자는 4개의 광고 채널(새로운 광고 채널 추가) 또는 3개의 광고 채널(간섭이 있는 채널 대체)에서 광고를 수행할 수 있다. 그리고, 스캐너는 광고자로부터 보호 모드 여부를 판단하여 보호 모드가 적용되는 경우, 4개의 채널을 이용하여 스캐닝을 수행할 수 있다.In the absence of interference, i. E., In the non-protected mode, the advertiser can carry out the same advertisement as before. If there is interference, i.e., in protected mode, the advertiser can perform ads on four ad channels (new ad channel addition) or on three ad channels (interfering channel replacement). Then, the scanner determines whether or not the advertiser is in the protection mode, and when the protection mode is applied, scanning can be performed using the four channels.
보호 모드에서 4개의 광고 채널을 이용하는 경우 스캐너가 간섭이 존재하는 채널이 어느 채널인지 인지할 것이 요구되지 않으며, 미리 약속된 4개의 채널을 사용하여 광고/스캔을 수행할 수 있다는 장점이 존재한다. 반면에, 간섭이 존재하는 채널의 계속적 사용에 따른 광고 효율 저하가 발생할 수도 있다. 이 경우, 보호 모드의 사용 여부를 광고자와 스캐너가 공유가 필요하다.In the case of using four advertisement channels in the protection mode, there is an advantage that the scanner is not required to know which channel the interference exists in, and that advertisement / scan can be performed using the four promised channels in advance. On the other hand, the advertising efficiency may be degraded due to continuous use of the channel in which the interference exists. In this case, it is necessary for the advertiser and the scanner to share the use of the protection mode.
보호 모드에서 3개의 광고 채널을 사용하는 경우, 간섭이 존재하는 채널에서 광고/스캔을 수행하지 않기 때문에 탐색 시간 또는 탐색 효율이 증가할 수 있다. 반명에, 어느 채널을 버릴 것인지 또는 어느 채널에 간섭이 존재하는지에 관하여 광고자와 스캐너가 공유가 필요하다. 이 경우에도, 보호 모드의 사용 여부를 광고자와 스캐너가 공유가 필요하다.When three advertisement channels are used in the protection mode, the search time or search efficiency can be increased because the advertisement / scan is not performed in the channel where the interference exists. On the other hand, advertisers and scanners need to share about which channel to discard, or which channel has interference. Even in this case, it is necessary for the advertiser and the scanner to share the use of the protection mode.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, GATT(Generic Attribute Profile) 기반 광고 채널 셋의 변경 방법을 예시하는 흐름도이다.FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of changing a set of advertisement channels based on a GATT (Generic Attribute Profile) according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 제1 디바이스는 GATT 기반으로 광고 채널 맵 및/또는 스캐닝 채널 맵에 대한 업데이트(또는 변경)를 제2 디바이스로 요청할 수 있다. 도 13에서 제1 디바이스는 스캐너 디바이스이고, 제2 디바이스는 광고자 디바이스일 수 있다.Referring to FIG. 13, the first device may request the second device to update (or change) the advertisement channel map and / or the scanning channel map based on the GATT. 13, the first device may be a scanner device and the second device may be an advertiser device.
구체적으로, 제1 디바이스의 호스트(또는 속성)는 광고 채널 맵 정보 및 스캐닝 채널 맵 정보를 포함하는 속성 기입 요청 메시지를 제2 디바이스의 호스트로 전송한다(S13010). 그리고, 제2 디바이스의 호스트는 상기 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 제1 디바이스의 속성 응답 요청 메시지를 제1 디바이스의 호스트로 전송한다(S13020).Specifically, the host (or the attribute) of the first device transmits an attribute write request message including the advertisement channel map information and the scanning channel map information to the host of the second device (S13010). The host of the second device transmits an attribute response request message of the first device to the host of the first device in response to the write request message (S13020).
즉, 제1 디바이스 및 제2 디바이스는 연결 상태에서 GATT 기반으로 광고 채널 셋과 스캐닝 채널 셋을 설정할 수 있다. 이 경우, S13010 및 S13020 단계에 앞서 제1 디바이스와 제2 디바이스간 블루투스 LE 연결을 형성하는 단계가 수행될 수 있다.That is, the first device and the second device can set the advertisement channel set and the scanning channel set based on the GATT in the connected state. In this case, a step of forming a Bluetooth LE connection between the first device and the second device may be performed prior to steps S13010 and S13020.
제2 디바이스의 호스트는 광고 채널 맵을 업데이트 하기 위하여 제2 디바이스의 링크 레이어(LL: Link Layer)로 LE Set Advertising Channel Update 커맨드를 전송한다(S13030). 이때, 상기 LE Set Advertising Channel Update 커맨드는 앞서 도 11(a)에서 설명한 HCI 커맨드가 이용될 수 있다. The host of the second device transmits an LE Set Advertising Channel Update command to the link layer (LL) of the second device to update the advertisement channel map (S13030). At this time, the HCI command described in FIG. 11 (a) can be used for the LE Set Advertising Channel Update command.
제2 디바이스의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제2 디바이스의 호스트로 전송할 수 있다(S13040). 기존의 3개의 광고 채널에서 4개의 광고 채널로 변경되는 경우, 이로 인해 보호 모드가 트리거 될 수 있다. 이 후, 광고 채널(또는 광고 채널 맵, 광고 채널 셋)이 변경될 수 있다. 제1 디바이스와 연결이 해제된 후, 재연결 단계에서 제2 디바이스는 S13040 단계에서 업데이트된 광고 채널을 이용하여 광고를 수행할 수 있다.The LL of the second device may transmit a command completion message to the host of the second device indicating that the command has been successfully completed (S13040). If the existing three advertisement channels are changed to four advertisement channels, the protection mode can be triggered thereby. Thereafter, the advertisement channel (or the advertisement channel map, the advertisement channel set) may be changed. After the connection with the first device is released, the second device may perform advertisement using the updated advertisement channel in step S13040 in the reconnection step.
제2 디바이스의 호스트는 스캐닝 채널 맵을 업데이트 하기 위하여 제2 디바이스의 LL으로 LE Set Scanning Channel Update 커맨드를 전송한다(S13050). 이때, 상기 LE Set Scanning Channel Update 커맨드는 앞서 도 11(b)에서 설명한 HCI 커맨드가 이용될 수 있다. The host of the second device transmits an LE Set Scanning Channel Update command to the LL of the second device to update the scanning channel map (S13050). At this time, the LE Set Scanning Channel Update command may be the HCI command described above with reference to FIG. 11 (b).
제2 디바이스의 LL은 커맨드가 성공적으로 완료되었음을 지시하는 커맨드 완료 메시지를 제2 디바이스의 호스트로 전송할 수 있다(S13060). 만약 기존의 3개의 스캐닝 채널에서 4개의 스캐닝 채널로 변경되는 경우, 이로 인해 보호 모드가 트리거 될 수 있다. 이 후, 스캐닝 채널(또는 스캐닝 채널 맵, 스캐닝 채널 셋)이 변경될 수 있다. 제1 디바이스와 연결이 해제된 후, 재연결 단계에서 제2 디바이스는 제1 디바이스가 S13060 단계에서 업데이트된 스캐닝 채널을 이용하여 스캐닝을 수행하는 것을 인지할 수 있다.The LL of the second device may transmit a command completion message indicating that the command has been successfully completed to the host of the second device (S13060). If the scanning channel is changed from the existing three scanning channels to the four scanning channels, the protection mode can be triggered thereby. Thereafter, the scanning channel (or the scanning channel map, the scanning channel set) may be changed. After the connection with the first device is released, in the reconnection step, the second device may recognize that the first device performs the scanning using the updated scanning channel in step S13060.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 광고 채널의 보호 방법의 일 예를 나타내는 도면이다.FIG. 14 is a diagram showing an example of a method for protecting an advertisement channel, to which the present invention can be applied.
도 14를 참조하면, 제1 디바이스는 스캐너 디바이스이고, 제2 디바이스는 광고자 디바이스인 경우를 가정한다.14, it is assumed that the first device is a scanner device and the second device is an advertiser device.
제2 디바이스는 상기 제1 디바이스로부터 광고 채널 맵(advertising channel map) 및 스캐닝 채널 맵(scanning channel map)의 변경을 지시하는 기입 요청 메시지를 수신한다(S14010). The second device receives a write request message instructing to change an advertising channel map and a scanning channel map from the first device (S14010).
앞서 도 9 및 도 10에서 설명한 바와 같이, 상기 기입 요청 메시지는 광고 채널 맵 특성(characteristic) 및 스캐닝 채널 맵 특성 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 광고 채널 맵 특성은 이용 가능한 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 광고 채널 맵에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 상기 스캐닝 채널 맵 특성은 이용 가능한 스캐닝 채널의 인덱스 정보 또는 상기 스캐닝 채널 맵에 포함되는 스캐닝 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.As described above with reference to FIGS. 9 and 10, the write request message may include an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic information. The advertisement channel map characteristic may include at least one of index information of an available advertisement channel or advertisement channel information included in the advertisement channel map. The scanning channel map characteristic may include at least one of an available scanning channel And information on the number of scanning channels included in the scanning channel map.
제2 디바이스는 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 상기 제1 디바이스로 전송한다(S14020).The second device transmits a write response message to the first device in response to the write request message (S14020).
상기 제2 디바이스의 호스트(Host)는 상기 제2 디바이스의 컨트롤러(controller)로 상기 광고 채널 맵 특성에 기초하여 광고 채널 맵의 변경을 지시하는 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface) 커맨드를 전송한다(S14030). The host of the second device transmits a host controller interface (HCI) command instructing the controller of the second device to change the advertisement channel map based on the advertisement channel map characteristic (S14030).
상기 HCI 커맨드는 앞서 도 11, 도 12에서 설명한 HCI 커맨드로 구성될 수 있다. The HCI command may be configured with the HCI command described above with reference to FIGs. 11 and 12. FIG.
상기 제2 디바이스의 컨트롤러는 상기 변경된 광고 채널 맵을 이용하여 상기 제1 디바이스로 광고 메시지(advertising message)를 전송한다(S14040).The controller of the second device transmits an advertisement message to the first device using the changed advertisement channel map (S14040).
전술한 바와 같이, 상기 광고 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 광고 채널 맵 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 변경될 수 있다.As described above, the advertisement channel map may be modified to additionally include at least one advertisement channel in addition to the existing advertisement channel map including three advertisement channels.
또한, 앞서 도 13에서 설명한 바와 같이, 제2 디바이스의 호스트는 스캐닝 채널 맵 특성에 기초하여 제2 디바이스의 컨트롤러로 스캐닝 채널 맵의 변경을 지시하는 HCI 커맨드를 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 스캐닝 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 스캐닝 채널 맵 이외에 적어도 하나의 스캐닝 채널을 추가적으로 포함하도록 변경될 수 있다.13, the host of the second device can transmit the HCI command instructing the controller of the second device to change the scanning channel map based on the scanning channel map characteristic. In this case, the scanning channel map may be modified so as to additionally include at least one scanning channel in addition to the existing scanning channel map including three advertisement channels.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.The embodiments described above are those in which the elements and features of the present invention are combined in a predetermined form. Each component or feature shall be considered optional unless otherwise expressly stated. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to construct embodiments of the present invention by combining some of the elements and / or features. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments. It is clear that the claims that are not expressly cited in the claims may be combined to form an embodiment or be included in a new claim by an amendment after the application.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof. In the case of hardware implementation, an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above. The software code can be stored in memory and driven by the processor. The memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the essential characteristics thereof. Accordingly, the foregoing detailed description is to be considered in all respects illustrative and not restrictive. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. , Substitution or addition, or the like.

Claims (10)

  1. 블루투스 LE(Low Energy)를 이용한 무선 통신 시스템에서 인접한 디바이스를 탐색(discovery)하기 위한 방법에 있어서, 제2 디바이스에서 수행되는 방법은,A method for discovery of an adjacent device in a wireless communication system using Bluetooth LE (Low Energy), the method being performed in a second device,
    상기 제1 디바이스로부터 광고 채널 맵(advertising channel map) 및 스캐닝 채널 맵(scanning channel map)의 변경을 지시하는 기입 요청 메시지를 수신하는 단계,Receiving a write request message instructing to change an advertising channel map and a scanning channel map from the first device,
    상기 기입 요청 메시지는 광고 채널 맵 특성(characteristic) 및 스캐닝 채널 맵 특성을 포함하고;Wherein the write request message includes an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic;
    상기 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 상기 제1 디바이스로 전송하는 단계;Transmitting a write response message to the first device in response to the write request message;
    상기 광고 채널 맵 특성에 기초하여 상기 제2 디바이스의 호스트(Host)가 상기 제2 디바이스의 컨트롤러(controller)로 광고 채널 맵의 변경을 지시하는 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface) 커맨드를 전송하는 단계; 및 The host of the second device transmits a host controller interface (HCI) command for instructing the controller of the second device to change the advertisement channel map based on the advertisement channel map characteristic step; And
    상기 제2 디바이스의 컨트롤러가 상기 변경된 광고 채널 맵을 이용하여 상기 제1 디바이스로 광고 메시지(advertising message)를 전송하는 단계를 포함하는 방법.The controller of the second device sending an advertising message to the first device using the modified advertisement channel map.
  2. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 광고 채널 맵 특성은 이용 가능한 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 광고 채널 맵에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하고, Wherein the advertisement channel map characteristic includes at least one of index information of an available advertisement channel or information on the number of advertisement channels included in the advertisement channel map,
    상기 스캐닝 채널 맵 특성은 이용 가능한 스캐닝 채널의 인덱스 정보 또는 상기 스캐닝 채널 맵에 포함되는 스캐닝 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.Wherein the scanning channel map characteristic includes at least one of index information of available scanning channels or information on the number of scanning channels included in the scanning channel map.
  3. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 광고 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 광고 채널 맵 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 변경되는 방법.Wherein the advertisement channel map is further modified to include at least one advertisement channel in addition to an existing advertisement channel map including three advertisement channels.
  4. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 스캐닝 채널 맵 특성에 기초하여 상기 제2 디바이스의 호스트가 상기 제2 디바이스의 컨트롤러로 스캐닝 채널 맵의 변경을 지시하는 HCI 커맨드를 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.The host of the second device sending an HCI command instructing the controller of the second device to change the scanning channel map based on the scanning channel map characteristic.
  5. 제4 항에 있어서,5. The method of claim 4,
    상기 스캐닝 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 스캐닝 채널 맵 이외에 적어도 하나의 스캐닝 채널을 추가적으로 포함하도록 변경되는 방법.Wherein the scanning channel map is modified to additionally include at least one scanning channel in addition to an existing scanning channel map including three advertisement channels.
  6. 블루투스 LE(Low Energy)를 이용한 무선 통신 시스템에서 인접한 디바이스를 탐색(discovery)하기 위한 제2 디바이스에 있어서,A second device for discovery of an adjacent device in a wireless communication system using Bluetooth LE (Low Energy)
    외부 디바이스와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및A communication unit for wirelessly or wiredly communicating with an external device; And
    상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,And a processor operatively connected to the communication unit,
    상기 제1 디바이스로부터 광고 채널 맵(advertising channel map) 및 스캐닝 채널 맵(scanning channel map)의 변경을 지시하는 기입 요청 메시지를 수신하고,Receiving a write request message instructing to change an advertising channel map and a scanning channel map from the first device,
    상기 기입 요청 메시지는 광고 채널 맵 특성(characteristic) 및 스캐닝 채널 맵 특성을 포함하고;Wherein the write request message includes an advertisement channel map characteristic and a scanning channel map characteristic;
    상기 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 상기 제1 디바이스로 전송하고;Sending a write response message to the first device in response to the write request message;
    상기 광고 채널 맵 특성에 기초하여 상기 제2 디바이스의 호스트(Host)가 상기 제2 디바이스의 컨트롤러(controller)로 광고 채널 맵의 변경을 지시하는 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI: Host Controller Interface) 커맨드를 전송하고; 및 The host of the second device transmits a host controller interface (HCI) command for instructing the controller of the second device to change the advertisement channel map based on the advertisement channel map characteristic ; And
    상기 제2 디바이스의 컨트롤러가 상기 변경된 광고 채널 맵을 이용하여 상기 제1 디바이스로 광고 메시지(advertising message)를 전송하는 디바이스.Wherein the controller of the second device transmits an advertising message to the first device using the modified advertisement channel map.
  7. 제6 항에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 광고 채널 맵 특성은 이용 가능한 광고 채널의 인덱스(index) 정보 또는 상기 광고 채널 맵에 포함되는 광고 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하고, Wherein the advertisement channel map characteristic includes at least one of index information of an available advertisement channel or information on the number of advertisement channels included in the advertisement channel map,
    상기 스캐닝 채널 맵 특성은 이용 가능한 스캐닝 채널의 인덱스 정보 또는 상기 스캐닝 채널 맵에 포함되는 스캐닝 채널의 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 디바이스.Wherein the scanning channel map characteristic includes at least one of index information of available scanning channels or information on the number of scanning channels included in the scanning channel map.
  8. 제6 항에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 광고 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 광고 채널 맵 이외에 적어도 하나의 광고 채널을 추가적으로 포함하도록 변경되는 디바이스.Wherein the advertisement channel map is further modified to include at least one advertisement channel in addition to an existing advertisement channel map including three advertisement channels.
  9. 제6 항에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 스캐닝 채널 맵 특성에 기초하여 상기 제2 디바이스의 호스트가 상기 제2 디바이스의 컨트롤러로 스캐닝 채널 맵의 변경을 지시하는 HCI 커맨드를 전송하는 것을 특징으로 하는 디바이스.And the host of the second device sends an HCI command instructing the controller of the second device to change the scanning channel map based on the scanning channel map characteristic.
  10. 제9 항에 있어서,10. The method of claim 9,
    상기 스캐닝 채널 맵은 3개의 광고 채널들을 포함하는 기존 스캐닝 채널 맵 이외에 적어도 하나의 스캐닝 채널을 추가적으로 포함하도록 변경되는 디바이스.Wherein the scanning channel map is further modified to include at least one scanning channel in addition to an existing scanning channel map including three advertisement channels.
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