WO2021096257A1 - 무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 오디오 데이터 전송 방법 및 이에 대한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 오디오 데이터 전송 방법 및 이에 대한 장치 Download PDF

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WO2021096257A1
WO2021096257A1 PCT/KR2020/015912 KR2020015912W WO2021096257A1 WO 2021096257 A1 WO2021096257 A1 WO 2021096257A1 KR 2020015912 W KR2020015912 W KR 2020015912W WO 2021096257 A1 WO2021096257 A1 WO 2021096257A1
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WO
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audio data
output size
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size control
data
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PCT/KR2020/015912
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이현재
임진권
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엘지전자 주식회사
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    • G06F3/165—Management of the audio stream, e.g. setting of volume, audio stream path
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting audio data using short-range wireless communication and an apparatus therefor.
  • Bluetooth is a short-range wireless technology standard that can wirelessly connect various devices in a short distance to exchange data.
  • the user When performing wireless communication between two devices using Bluetooth communication, the user performs a procedure of discovering and requesting connection for Bluetooth devices to communicate with. do.
  • a device may mean a device or a device.
  • the user may perform a connection after searching for a Bluetooth device according to a Bluetooth communication method to be used using the Bluetooth device.
  • Bluetooth communication methods include Bluetooth BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate) method and Bluetooth LE (Low Energy) method, which is a low power method.
  • the Bluetooth BR/EDR method may be referred to as Classic Bluetooth.
  • the classic Bluetooth method includes Bluetooth technology that has been passed down from Bluetooth 1.0 to 2.1 using the Basic Rate and Bluetooth technology that uses the Enhanced Data Rate supported from Bluetooth 2.0.
  • Bluetooth Low energy (hereinafter referred to as Bluetooth LE) technology consumes little power and can stably provide hundreds of kilobytes of information.
  • This Bluetooth low power energy technology exchanges information between devices using an attribute protocol.
  • This Bluetooth LE method can reduce energy consumption by reducing the overhead of the header and simplifying the operation.
  • Some Bluetooth devices do not have a display or user interface.
  • the complexity of connection / management / control / disconnection between various types of Bluetooth devices and Bluetooth devices to which similar technology is applied, among others, is increasing.
  • Bluetooth can achieve a relatively high speed with relatively low power and low cost, but since the transmission distance is limited to a maximum of 100 m, it is suitable for use in a limited space.
  • An object of the present specification is to provide a method and an apparatus for transmitting audio data by a third device using short-range wireless communication in a wireless communication system.
  • an object of the present specification is to provide a method and an apparatus for setting an audio data output size of devices for outputting audio data by a third device in a wireless communication system.
  • the present specification provides a method and an apparatus for transmitting audio data by a third device in a short-range wireless communication system.
  • the method of transmitting audio data by a third device in a short-range wireless communication system includes transmitting a first advertisement message for providing a broadcast audio data streaming service to at least one device. The step of doing; Transmitting a second advertisement message including output size control information for controlling an audio data output volume of the at least one device to the at least one device; And transmitting the audio data related to the broadcast audio data streaming service to the at least one device, wherein an output size of the audio data in each of the at least one device is determined based on the output size control information. It is characterized by being.
  • the audio data is configured in a broadcast isochronous group (BIG) unit including at least one or more broadcast isochronous stream (BIS) data
  • BIG broadcast isochronous group
  • the BIG is at least It may be characterized in that it is composed of one or more sub-BIG units.
  • the output size control information may be included in a specific data structure included in a specific data field of the second advertisement message.
  • the specific data structure is composed of a hierarchical structure in which information included in the specific data structure is divided based on a unit applied to the audio data, and the hierarchical structure is (i ) A first level in which information included in the specific data structure is applied to the audio data in the BIG unit, (ii) information included in the specific data structure is applied to the audio data in the sub-BIG unit It may be characterized in that it includes at least one of a second level or (iii) a third level in which information included in the specific data structure is applied to the audio data in a BIS data unit.
  • the output size control information may be applied to the audio data in the BIG unit.
  • the output size control information is applied to the audio data in the sub-BIG unit, and the output size control information is applied to the third level. Based on what is included in the level, the output size control information may be applied to the audio data in units of the BIS data.
  • the specific data structure may be a broadcast audio source endpoint (BASE) structure.
  • BASE broadcast audio source endpoint
  • the output size control information may be included in a specific data field of the second advertisement message.
  • the output size control information may be applied to the audio data in the BIG unit.
  • the audio data includes (i) a data event related to data for providing the broadcast audio data streaming service, and (ii) control information for providing the broadcast audio data streaming service. It may be characterized in that it is composed of a control event related to (control event).
  • control event may further include output size control information different from the output size control information.
  • the other output size control information may be applied to the audio data in a BIG unit.
  • the present specification further includes the step of repeatedly transmitting another audio data after the audio data is transmitted, wherein the output size of the audio data for the audio data in each of the at least one device is the specific data
  • the structure is determined based on the included output size control information, and the audio data output size for another audio data repeatedly transmitted by each of the at least one device is determined based on the other output size control information It can be characterized by that.
  • the specific data field may be an AdvData field.
  • the second advertisement message may be an AUX_SYNC_IND type advertisement message.
  • a method of receiving audio data by a first device in a short-range wireless communication system includes a first advertisement message for providing a broadcast audio data streaming service from a third device. Receiving; Receiving, from the third device, a second advertisement message including output size control information for controlling an output volume of audio data of the first device; And receiving the audio data related to the broadcast audio data streaming service from the third device, wherein an output size of the audio data of the first device is determined based on the output size control information. do.
  • a third device for transmitting audio data in a short-range wireless communication system a transmitter for transmitting a wireless signal (transmitter); A receiver for receiving a radio signal; And a processor functionally connected to the transmitter and the receiver, wherein the processor transmits a first advertisement message for providing a broadcast audio data streaming service to at least one device.
  • a first device for receiving audio data in a short-range wireless communication system includes: a transmitter for transmitting a wireless signal; A receiver for receiving a radio signal; And a processor functionally connected to the transmitter and the receiver, wherein the processor comprises: the receiver to receive a first advertisement message for providing a broadcast audio data streaming service from a third device. And controlling the receiver to receive a second advertisement message including output size control information for controlling an audio data output volume of the first device from the third device, and the broadcast audio data The receiver is controlled to receive the audio data related to the streaming service from the third device, and the output size of the audio data of the first device is determined based on the output size control information.
  • the present specification has an effect that a third device can transmit audio data using short-range wireless communication in a wireless communication system.
  • the present specification has an effect of enabling the third device to set the audio data output size of devices that output audio data in a wireless communication system.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication system using the Bluetooth low power energy technology proposed in the present specification.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed in the present specification.
  • FIG 3 shows an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 shows an example of a schematic operation of a source device transmitting audio data to at least one sink device.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example for helping understanding a method of setting an output size of audio data in audio data transmission using a broadcast method proposed in the present specification.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another example for helping understanding a method of setting an output size of audio data in audio data transmission using a broadcast method proposed in the present specification.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example for helping understanding a method of setting an audio data output size in audio data transmission using a broadcast method proposed in the present specification.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating exemplary embodiments of a method for a source device to set an audio data output size of at least one sink device based on a broadcast method.
  • FIG. 11 illustrates an example in which a source device controls various settings for outputting audio data from at least one sink device.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of an operation implemented in a source device for performing a method for a source device to transmit audio data in a wireless communication system proposed in the present specification.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of an operation implemented in a sink device for performing a method for the sink device to receive audio data in the wireless communication system proposed in the present specification.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication system using the Bluetooth low power energy technology proposed in the present specification.
  • 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, hereinafter referred to as “BLE” for convenience) technology.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • BLE technology Compared to Bluetooth BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate) technology, BLE technology has a relatively small duty cycle, enables low-cost production, and can significantly reduce power consumption through a low data rate. When using a coin cell battery, it can operate for more than 1 year.
  • BR/EDR Basic Rate/Enhanced Data Rate
  • the BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and the packet size is designed to be smaller than that of the Bluetooth BR/EDR technology.
  • the number of RF channels is 40
  • the data transmission rate supports 1Mbps
  • the topology is a scatternet structure
  • the latency is 3ms
  • the output power is less than 10mW (10dBm)
  • (7) is mainly used for applications such as mobile phones, watches, sports, healthcare, sensors, and device control.
  • the server device 120 may operate as a client device in a relationship with another device, and the client device may operate as a server device in a relationship with another device. That is, in the BLE communication system, any one device can operate as a server device or a client device, and if necessary, it is also possible to simultaneously operate as a server device and a client device.
  • the server device 120 is a data service device, a slave device device, a slave device, a server, a conductor, a host device, a gateway, and a sensing device. It may be expressed as a (Sensing Device), a monitoring device, a first device, a second device, and the like.
  • the client device 110 is a master device, a master device, a client, a member, a sensor device, a sink device, a collector, a third device, a fourth device, etc. Can be expressed.
  • the server device and the client device correspond to major components of the wireless communication system, and the wireless communication system may include other components in addition to the server device and the client device.
  • the server device refers to a device that provides data to the client device through a response when receiving a data request from the client device by receiving data from the client device and performing direct communication with the client device.
  • the server device sends a notification/notification message and an indication message to the client device to provide data information to the client device.
  • the server device transmits an indication message to the client device
  • the server device receives a confirmation message corresponding to the indication message from the client.
  • the server device provides data information to a user through a display unit or receives a request input from a user through an input unit (User Input Interface) in the process of transmitting and receiving notification, instruction, and confirmation messages to and from the client device. can do.
  • an input unit User Input Interface
  • the server device may read data from a memory unit or write new data to the memory unit in the process of transmitting and receiving messages with the client device.
  • one server device may be connected to a plurality of client devices, and it is possible to easily reconnect (or connect) with the client devices by using bonding information.
  • the client device 120 refers to a device that requests data information and data transmission from a server device.
  • the client device receives data from the server device through a notification message, an instruction message, and the like, and when receiving an instruction message from the server device, sends a confirmation message in response to the instruction message.
  • the client device may provide information to a user through an output unit or receive an input from a user through an input unit in the process of transmitting and receiving messages with the server device.
  • the client device may read data from a memory or write new data to the memory in a process of transmitting and receiving a message with the server device.
  • Hardware components such as an output unit, an input unit, and a memory of the server device and the client device will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • the wireless communication system may configure Personal Area Networking (PAN) through Bluetooth technology.
  • PAN Personal Area Networking
  • files and documents can be exchanged quickly and safely by establishing a private piconet between devices.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed in the present specification.
  • the source device 110 includes an output unit 111, a user input interface 112, a power supply unit 113, a processor 114, and a memory. (Memory Unit, 115), a Bluetooth interface (Bluetooth Interface, 116), another communication interface (Other Interface, 117) and a communication unit (or transceiver, 118).
  • the output unit 111, the input unit 112, the power supply unit 113, the processor 114, the memory 115, the Bluetooth interface 116, the other communication interface 117 and the communication unit 118 are proposed in this specification. To do how to do it is functionally linked.
  • the sink device 120 includes an output unit 121, an input unit 122, a power supply unit 123, a processor 124, and a memory unit 125. , A Bluetooth interface 126 and a communication unit (or a transmission/reception unit, 127).
  • the output unit 121, the input unit 122, the power supply unit 123, the processor 124, the memory 125, the Bluetooth interface 126, and the communication unit 127 are Functionally connected.
  • the Bluetooth interfaces 116 and 126 refer to units (or modules) capable of transmitting request/response, command, notification, instruction/confirmation message, etc. or data between devices using Bluetooth technology.
  • the memories 115 and 125 are units implemented in various types of devices, and refer to units in which various types of data are stored.
  • the processors 114 and 124 refer to a module that controls the overall operation of the source device 110 or the sink device 120, and controls to process a message transmission request and received message through a Bluetooth interface and other communication interfaces.
  • the processors 114 and 124 may be expressed as a control unit, a control unit, and a controller.
  • the processors 114 and 124 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and/or a data processing device.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the processor (114, 124) controls the communication unit to receive an advertising message from the source device (110), transmits a scan request message to the source device (110), and the source device (110) Controls the communication unit to receive a scan response message in response to the scan request from, and a Connect Request message to the source device 110 to establish a Bluetooth connection with the source device 110 Controls the communication unit to transmit.
  • the memories 115 and 125 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and/or other storage device.
  • the communication units 118 and 127 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) that performs the above-described functions. Modules are stored in memory and can be executed by a processor.
  • the memories 115 and 125 may be inside or outside the processors 114 and 124, and may be connected to the processors 114 and 124 by various well-known means.
  • the output units 111 and 121 refer to modules for providing device status information and message exchange information to a user through a screen.
  • the power supply unit refers to a module that receives external power and internal power under the control of a control unit and supplies power necessary for the operation of each component.
  • BLE technology has a small duty cycle, and power consumption can be greatly reduced through a low data rate.
  • FIG 3 shows an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 3 shows an example of an architecture of Bluetooth Low Energy (LE).
  • LE Bluetooth Low Energy
  • the BLE structure includes a controller stack operable to process a timing-critical wireless device interface and a host stack operable to process high level data.
  • the controller stack may be referred to as a controller, but in order to avoid confusion with the processor, which is an internal component of the device mentioned in FIG. 2 above, it will be expressed as a controller stACK.
  • the controller stack may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth wireless device, and a processor module that may include a processing device such as, for example, a microprocessor.
  • the host stack may be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instantiation of a package on the OS.
  • controller stack and host stack may operate or run on the same processing device within a processor module.
  • the host stack includes Generic Access Profile (GAP) 310, GATT based Profiles (320), Generic Attribute Profile (GATT) 330, Attribute Protocol (ATT) 340, Security Manager (SM) 350, Logical Link Control and L2CAP Adaptation Protocol, 360).
  • GAP Generic Access Profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • ATT Attribute Protocol
  • SM Security Manager
  • Logical Link Control and L2CAP Adaptation Protocol 360
  • the host stack 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 upper level of Bluetooth.
  • L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol, 360
  • L2CAP provides one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP may be operable to multiplex data between higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
  • BR/EDR Base Rate/Enhanced Data Rate
  • SM Security Manager
  • ATT Attribute Protocol, 340
  • ATT has six message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
  • Request message is a message for requesting specific information from the client device to the server device
  • Response message is a response message to the Request message, which is transmitted from the server device to the client device. The message of being.
  • Command message This message is sent to instruct the command of a specific operation from the client device to the server device.
  • the server device does not transmit a response to the command message to the client device.
  • Notification message This message is sent 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 This message is sent 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.
  • GAP Generic Access Profile
  • GAP is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, defines a method of providing information to users, and defines the following attribute types.
  • GATT-based Profiles are profiles that depend on GATT and are mainly applied to BLE devices.
  • GATT-based Profiles may be Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, and the like.
  • the specific contents of GATT-based Profiles are as follows.
  • GATT may be operable as a protocol that describes how ATT is used when configuring services. For example, GATT may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with services.
  • GATT and ATT can use features to describe the state and services of a device, and how features relate to each other and how they are used.
  • the controller stack includes a physical layer 390, a link layer 380, and a host controller interface 370.
  • the physical layer (wireless transmission/reception module, 390) is a layer that transmits and receives 2.4 GHz radio signals, and uses GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation and a frequency hopping technique composed of 40 RF channels.
  • GFSK Gausian Frequency Shift Keying
  • the link layer 380 transmits or receives Bluetooth packets.
  • the link layer creates a connection between devices after performing the advertising and scanning functions using three advertising channels, and provides a function to send and receive data packets of up to 42 bytes through 37 data channels.
  • HCI Host Controller Interface
  • HCI provides an interface between the host stack and the controller stack, providing commands and data from the host stack to the controller stack, and providing events and data from the controller stack to the host stack.
  • the BLE procedure can be classified 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, and notifications in the controller stack.
  • the controller stack can control the BLE controller stack to reduce power consumption by reducing the number of transmitting requests.
  • the advertising device or scanning device may perform the device filtering procedure to limit devices that receive 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 advertisement, and is also referred to as an advertiser.
  • the scanning device refers to a device that performs scanning and a device that transmits a scan request.
  • a scanning device when a scanning device receives some advertisement packets from an advertisement device, the scanning device must transmit a scan request to the advertisement device.
  • the scanning device may ignore 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 not necessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.
  • the advertisement device performs an advertisement procedure to perform non-directional broadcast to devices in the area.
  • non-directional broadcast refers to broadcast in all (all) directions, not broadcast in a specific direction.
  • Non-directional broadcast refers to broadcast in a specific direction.
  • 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 advertising procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.
  • the advertisement procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to scanning devices that are listening on the advertisement channel.
  • the advertisement devices may receive scan requests from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertisement 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 receiving the scan request.
  • Broadcast user data sent as part of advertisement packets is dynamic data, while scan response data is generally static data.
  • the advertising device may receive a connection request from the initiating device on the advertising (broadcast) physical channel. If the advertisement device uses a connectable advertisement event and the initiating device is not filtered by the device filtering procedure, the advertisement device stops advertisement and enters a connected mode. The advertising device may start advertising again after the connected mode.
  • a device performing scanning that is, a scanning device, performs a scanning procedure to listen to a non-directional broadcast of user data from advertisement devices using an advertisement physical channel.
  • the scanning device transmits a scan request to the advertisement device through an advertisement physical channel in order to request additional data from the advertisement device.
  • the advertisement device transmits a scan response, which is a response to the scan request, including additional data requested by the scanning device through an advertisement physical channel.
  • the scanning procedure may be used while being connected to another BLE device in the BLE piconet.
  • the scanning device If the scanning device receives a broadcast advertisement event and is in an initiator mode capable of initiating a connection request, the scanning device transmits a connection request to the advertisement device through the advertisement physical channel. And you can start a Bluetooth connection.
  • the scanning device When the scanning device transmits a connection request to the advertisement device, the scanning device stops scanning the initiator mode for additional broadcast and enters the connection mode.
  • Bluetooth devices Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter, referred to as “Bluetooth devices”) perform an advertisement procedure and a scanning procedure in order to discover nearby devices or to be discovered by other devices within a given area.
  • the discovery procedure is performed asymmetrically.
  • a Bluetooth device that tries to find other devices around it is called a discovery device, and listens to find devices that advertise scannable advertising events.
  • a Bluetooth device that is discovered and available from another device is called a discoverable device, and actively broadcasts an advertisement event so that other devices can scan through an 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 a specific Bluetooth device perform an advertisement procedure while another Bluetooth device performs a scanning procedure.
  • the advertising procedure may be the goal, and as a result, only one device will respond to the advertisement.
  • the connection After receiving an advertisement event accessible from the advertisement device, the connection may be initiated by transmitting a connection request to the advertisement device through an advertisement (broadcast) physical channel.
  • the link layer LL enters the advertisement state by the instruction of the host (stack).
  • the link layer transmits advertisement packet data units (PDUs) in advertisement events.
  • PDUs advertisement packet data units
  • Each advertisement event consists of at least one advertisement PDU, and advertisement PDUs are transmitted through used advertisement channel indexes.
  • the advertisement event may be terminated when each transmitted through the advertisement channel indexes in which the advertisement PDU is used, or when the advertisement device needs to reserve space for performing other functions, the advertisement event may be terminated earlier.
  • the link layer enters the scanning state by the instruction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertisement channel indexes.
  • scanning states There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning, and each scanning type is determined by the host.
  • a separate time or advertisement channel index for performing scanning is not defined.
  • the link layer listens for the advertisement channel index during the scanWindow duration.
  • the scanInterval is defined as the interval (interval) between the start points of two consecutive scan windows.
  • the link layer must listen to complete all scan intervals of the scan window as indicated by the host. In each scan window, the link layer must scan a different advertising channel index. The link layer uses all available advertising channel indices.
  • the link layer In passive scanning, the link layer only receives packets and cannot transmit any packets.
  • the link layer performs listening to rely on the advertisement PDU type that can request advertisement PDUs and additional information related to the advertisement device to the advertisement device.
  • the link layer enters the start state by the instruction of the host (stack).
  • the link layer listens for advertisement channel indexes.
  • the link layer listens for the advertisement channel index during the scan window period.
  • the link layer enters the connected state when a device that performs a connection request, that is, when the initiating device transmits a CONNECT_REQ PDU to the advertisement device or when the advertisement device receives a CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
  • connection After entering the connected state, the connection is considered to be created. However, it does not need to be considered to be established when the connection enters the connected state. The only difference between a newly created connection and an established connection is the link layer connection supervision timeout value.
  • the link layer that plays the role of a master is called a master
  • the link layer that plays the role of a slave is called a slave.
  • the master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the timing of synchronization between the master and the slave.
  • BLE devices use packets defined below.
  • the Link Layer has only one packet format used for both advertising channel packets and data channel packets.
  • Each packet consists of four fields: Preamble, Access Address, PDU, and CRC.
  • the PDU When one packet is transmitted on an advertisement physical channel, the PDU will be an advertisement channel PDU, and when one packet is transmitted on a data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
  • the advertisement channel packet data unit has a 16-bit header and payloads of various sizes.
  • the PDU type field of the advertisement channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 1 below.
  • advertisement channel PDU types below are called advertisement PDUs and are used in specific events.
  • ADV_IND Connectable non-directional advertising event
  • ADV_DIRECT_IND Connectable directional ad event
  • ADV_NONCONN_IND Non-directive advertising event that is not connectable
  • ADV_SCAN_IND scannable non-directional advertising event
  • the PDUs are transmitted in a link layer in an advertisement state, and are received by a link layer in a scanning state or an initiating state.
  • the advertisement channel PDU type below is called a scanning PDU, and is used in the state described below.
  • SCAN_REQ Sent by the link layer in the scanning state, and received by the link layer in the advertisement state.
  • SCAN_RSP transmitted by the link layer in the advertisement state, and received by the link layer in the scanning state.
  • the advertisement channel PDU type below is called an initiation PDU.
  • CONNECT_REQ transmitted by the link layer in the initiating state, and received by the link layer in the advertisement state.
  • the data channel PDU has a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a Message Integrity Check (MIC) field.
  • MIC Message Integrity Check
  • GATT Generic Attribute Profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • a peripheral device eg, a sensor device
  • GATT server acts as a GATT server, and has definitions of service and characteristic.
  • the GATT client In order 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.
  • the GATT-based operation structure used in the Bluetooth LE is based on a profile, a service, and a characteristic, and may form a vertical structure as shown in FIG. 5.
  • the Profile is composed of one or more services, and the service may be composed 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 16bit or 128bit identifier called UUID (Universal Unique Identifier).
  • the characteristic is the lowest unit in the GATT-based operation structure.
  • the feature contains only one piece of data, and similar to the service, it has a 16-bit or 128-bit UUID.
  • the characteristic is defined as a value of various types of information, and one attribute is required to contain each information. Several consecutive properties can be used.
  • the attribute is composed of four components, and has the following meanings.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
  • the server transmits an advertisement message to the client through three advertisement channels (S5010).
  • the server may be referred to as an advertiser before connection, and may be referred to as a master after connection.
  • a sensor such as a temperature sensor
  • the client may be referred to as a scanner before connection, and may be referred to as a slave after connection.
  • An example of a client may be a smart phone.
  • Bluetooth communicates by being divided into a total of 40 channels through the 2.4GHz band.
  • Three of the 40 channels are advertisement channels, and are used for exchange of packets exchanged for establishing a connection, including various advertisement packets.
  • the remaining 37 channels are used for data exchange after connection to the data channel.
  • the client may transmit a scan request message to the server to obtain additional data (eg, server device name, etc.) to the server.
  • additional data eg, server device name, etc.
  • the server transmits a scan response message including additional data to the client in response to a scan request message.
  • the scan request message and the scan response message are one end of the advertisement packet, and the advertisement packet may include only user data of 31 bytes or less.
  • the data is divided and sent twice using a scan request message/scan response message.
  • the client transmits a connection request message for establishing a Bluetooth connection with the server to the server (S5020).
  • LL Link Layer
  • the security establishment procedure may be interpreted as or performed by including Secure Simple Pairing.
  • the security establishment procedure may be performed through Phase 1 to Phase 3 steps.
  • phase 1 a pairing procedure (phase 1) is performed between the server and the client (S5030).
  • the client transmits a pairing request message to the server, and the server transmits a pairing response message to the client.
  • phase 2 legacy pairing or secure connections are performed between the server and the client (S5040).
  • phase 2 a 128-bits temporary key and a short term key (STK) for performing legacy pairing are generated.
  • STK Short Term Key
  • LTK Long Term Key
  • LTK Long Term Key
  • phase 3 a key distribution procedure is performed between the server and the client (S5050).
  • a device for transmitting audio data may be expressed as a third device, a control device, a source device, a server device, and the like, and can be expressed in various ways within a range interpreted in the same or similar manner.
  • the device that transmits the audio data may be a device capable of outputting video data by itself, for example, a TV or the like.
  • the device that receives and outputs the audio data can be expressed as a first device, a second device, a sink device, a client device, etc., and can be expressed in various ways within a range interpreted in the same or similar manner. to be.
  • the device for receiving the audio data may be a speaker or the like.
  • a device transmitting audio data is referred to as a source device and a device receiving audio data is referred to as a sink device.
  • the audio data transmission method using short-range wireless communication in the wireless communication system proposed in the present specification can be applied to a case where a source device transmits audio data to at least one sink device, and in particular, to a case where there are two or more sink devices. It can be applied more preferably.
  • the source device may transmit audio data to the sink device using a unicast method and a broadcast method (ie, an audio data streaming service may be provided).
  • a source device transmits audio data (ie, broadcasts) to one or more sink devices
  • the source device is the size at which the one or more sink devices output the audio data for each of the one or more sink devices , Audio data output size) needs to be set.
  • FIG. 6 shows an example of a schematic operation of a source device transmitting audio data to at least one sink device.
  • the source device transmits an advertising message including an AUX_EXT_IND (indication) type advertisement PDU (AUX_EXT_IND type) through a primary physical advertising channel (610).
  • the advertisement message may be an extended advertising message.
  • the primary physical advertisement channel may be channels 37 to 39, and the advertisement message may include channel information through which an extended advertisement message is transmitted.
  • the extended advertisement message may include at least one of AdvAddr, ADI, Aux Ptr, ADId, Ch#_Aux_Adv, and Offset fields based on an event type related to transmission of the extended advertisement message.
  • the source device transmits an advertisement message including an AUX_ADV_IND type advertisement PDU (AUX_ADV_IND type) through a secondary physical advertisement channel (620).
  • the advertisement message may be an extended advertisement message.
  • the secondary physical advertisement channel may be channels 0 to 36.
  • the advertisement message transmitted on the secondary physical advertisement channel may include synchronization information (syncinfo), an AdvData field, and the like.
  • the source device periodically transmits an advertisement message including an advertisement PDU of the AUX_SYNC_IND type (AUX_SYNC_IND type) (630).
  • the advertisement message may be an extended advertisement message.
  • the advertisement message may include an Aux Ptr, ACAD (BIG info), and AdvData fields.
  • the AdvData field may include broadcast audio source endpoint (BASE), broadcast TV metadata, and the like.
  • the source device transmits a broadcast isochronous stream (BIS) (or audio data) to the at least one sink device (640).
  • the broadcast isochronous stream consists of a data event for audio data related to a broadcast audio streaming service provided by a source device and a control event including control information for providing the audio streaming service. Can be.
  • the data event may include at least one or more of the BIS data, and may be periodically transmitted through an isochronous channel.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example for helping understanding a method of setting an output size of audio data in audio data transmission using a broadcast method proposed in the present specification.
  • FIG. 7 relates to a method in which a device other than a source device and a sink device sets audio data output sizes of sink devices in a unicast manner.
  • a source device 710 at least one sink device 720, and a device 730 for setting audio data output sizes of the sink devices are illustrated.
  • the sink device 720 may be a server device in relation to the device 730, and the device 730 may be a client device in relation to the at least one sink device 720.
  • the devices 730 form connections with the at least one sink device 720, respectively. Thereafter, the device 730 sends a control message for setting the audio data output size of the at least one sink device 720 to the at least one sink device 720 in a unicast manner based on the formed connection. send.
  • the control message may include output size control information for setting the audio data output size of the at least one sink device 720.
  • the device 730 in order to set the audio data output size of the at least one sink device 720, another device 730 other than the source device 710 transmitting audio data is required, The device 730 must establish a connection with each of the sink devices and transmit a control message for setting the audio data output size to each of the sink devices.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another example for helping understanding a method of setting an output size of audio data in audio data transmission using a broadcast method proposed in the present specification.
  • FIG. 8 shows that when separate devices other than the source device and the sink device set the audio data output size for one sink device in a unicast manner, the remaining sink devices are connected to each other in a chain. It's about how to set the output size.
  • a device 730 for setting an audio data output size for one of the source device 710, the at least one sink device 720, and the at least one sink device 720 Is shown.
  • the sink device 720 may be a server device in relation to the device 730, and the device 730 may be a client device in relation to the one sink device 721.
  • the at least one sink device 720 may be a client device and a server device with respect to each other. For example, if any one sink device among the at least one sink device 720 receives an audio data output size from another sink device, the one sink device is a server device in relation to the other sink device. It may correspond to. On the other hand, if one sink device sets the audio data output size to another sink device, the one sink device may correspond to a client device in relation to the other sink device.
  • the device 730 sets the audio data output size for only one sink device 721 of the at least one sink device 720 through a unicast method. Thereafter, the one sink device 721 transmits, in a unicast manner, a control message for setting the audio data output size of the other sink device to another sink device that has a connection with itself.
  • the control message may include output size control information for setting the audio data output size of the at least one sink device 720.
  • the other sink device transmits a control message for setting the audio data output size of the another sink device to another sink device that has a connection with itself in a unicast manner.
  • the above-described operations are repeatedly performed in at least one sink device 720.
  • the device 730 in order to set the audio data output size of the at least one sink device 720, another device 730 other than the source device 710 that transmits audio data is required, The device 730 must form a connection with one sink device 720 of at least one sink device 720. In addition, each of the at least one device must establish a connection with one or two other sink devices, and a control message for setting the audio data output size must be transmitted between the at least one sink device 720, respectively.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example for helping understanding a method of setting an audio data output size in audio data transmission using a broadcast method proposed in the present specification.
  • FIG. 9 relates to a method for a source device to set an audio data output size of the at least one sink device for at least one sink device based on a broadcast method.
  • FIG. 9 a source device 710 and at least one sink device 720 are shown.
  • the source device 710 sets to the at least one sink device 720 through a broadcast method. More specifically, the source device 710 may transmit one broadcast message for setting the audio data output size of the at least one sink device 720. In this case, the audio data output size of the at least one sink device 720 may be determined based on the broadcast message.
  • the broadcast message may include output size control information for setting the audio data output size of the at least one sink device 720.
  • the source device 710 when transmitting broadcast audio data, transmits the at least one sink device through a broadcast message without establishing a separate connection with the at least sink devices 720.
  • the audio data output size can be set to 720.
  • the present proposal relates to a method of including output size control information for setting (control) the audio data output size of at least one sink device in a broadcast isochronous stream (BIS).
  • the broadcast isochronous stream may be expressed as audio data or the like, and may be expressed in various ways within a range that can be interpreted in the same or similar manner.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating exemplary embodiments of a method for a source device to set an audio data output size of at least one sink device based on a broadcast method.
  • 10(a) is a diagram illustrating a case in which output size control information is included in a broadcast isochronous stream transmitted by a source device.
  • the broadcast isochronous stream includes (i) a data event related to data of the broadcast audio data streaming service and (ii) a control event related to control information for providing the broadcast audio data streaming service. It can be composed of (control event).
  • output size control information for controlling the audio data output size of at least one sink device may be included in the control event.
  • output size control information is included under the name “volume”, and a value indicated by the output size control information is an absolute value of a volume to be set in at least one sink device. Level can be indicated.
  • the value indicated by the output size control information may indicate a relative value of a volume to be set in at least one sink device. That is, the relative value of the volume may be a relative value with respect to a specific reference value.
  • the data event may be composed of at least one BIS data, and the at least one BIS data may be grouped into a broadcast isochronous group (BIG).
  • BIG broadcast isochronous group
  • the BIG may be composed of at least one or more sub BIG units.
  • the present proposal relates to a method of including output size control information for setting (control) an output size of audio data of at least one sink device in a specific field of an advertisement message transmitted from a source device.
  • FIG. 10(b) is a diagram illustrating a case where the output size control information is included in a specific field of a specific type of advertisement message transmitted from the source device.
  • the output size control information may be included in an advertisement message of the AUX_SYNC_IND type, and the specific data field may be an AdvData field.
  • the output size control information is included in a field named "volume Ad Type" included in the AdvData field, and a value indicated by the output size control information is at least one An absolute value level of a volume to be set in the sink device may be indicated.
  • the value indicated by the output size control information may indicate a relative value of a volume to be set in at least one sink device. That is, the relative value of the volume may be a relative value with respect to a specific reference value. Based on the output size control information included in the AdvData field, it may be applied to the broadcast isochronous stream in units of BIG.
  • the present proposal relates to a method of including output size control information for setting (control) the audio data output size of at least one sink device in a specific data structure included in a specific data field of a specific type advertisement message.
  • FIG. 10(c) is a diagram illustrating a case in which output size control information is included in a specific data structure included in a specific data field of a specific type advertisement message transmitted from the source device.
  • the broadcast isochronous stream (or audio data) transmitted by the source device to at least one sink device is a broadcast isochronous group including at least one broadcast isochronous stream (BIS) data.
  • BIS broadcast isochronous stream
  • : BIG broadcast isochronous stream
  • the BIG may be composed of at least one sub BIG unit.
  • the specific data structure may be configured as a hierarchical structure divided based on a unit for applying information included in the specific data structure to the audio data.
  • the hierarchical structure is a first level in which information included in the specific data structure is applied to the audio data in the BIG unit, and information included in the specific data structure is applied to the audio data in the sub-BIG unit.
  • a second level applied to or information included in the specific data structure may include at least one of a third level applied to the audio data in a BIS unit.
  • the output size control information may be applied to the broadcast isochronous stream in BIG units. That is, when the output size control information is included in the first level of the specific data structure, the audio data output size may be set equally for all BIS data included in one BIG.
  • the output size control information may be applied to the broadcast isochronous stream in a sub-BIG unit. That is, when the output size control information is included in the second level of the specific data structure, the audio data output size may be separately set for each of at least one sub-BIG included in one BIG.
  • the output size control information may be applied to the broadcast isochronous stream in a BIS data unit. That is, when the output size control information is included in the third level of the specific data structure, the audio data output size may be separately set for each of at least one BIS data included in one BIG.
  • the specific data structure may be included in an advertisement message of the AUX_SYNC_IND type
  • the specific data field may be an AdvData field
  • the specific data structure may be a Broadcast Audio Source Endpoint (BASE) structure.
  • output size control information is included in the specific data structure under the name “volume”, and a value indicated by the output size control information is set in at least one sink device. It is possible to indicate the absolute value level of the volume to be made.
  • the value indicated by the output size control information may indicate a relative value of a volume to be set in at least one sink device. That is, the relative value of the volume may be a relative value with respect to a specific reference value.
  • Proposal 4 Follow Proposal 2 or Proposal 3 before receiving the first broadcast isochronous stream (BIS), but follow Proposal 1 after receiving the first BIS
  • the present proposal relates to a method of setting (controlling) the audio data output size of at least one sink device in a form in which one of proposal 1, proposal 2, and proposal 3 described above is combined.
  • the audio data output size of the sink device may be set through one of proposals 2 and 3.
  • the control event of the first broadcast isochronous stream may include output size control information.
  • the source device transmits another broadcast isochronous stream, and output size control information included in the control event of the first broadcast isochronous stream may be applied to the other broadcast isochronous stream.
  • the source device sets the audio data output size for at least one sink device based only on the method of proposal 3, the source device outputs audio data for the first broadcast isochronous stream to the at least one sink device. You cannot set the size.
  • the source device can set the audio data output size of the at least one sink device even for the first broadcast isochronous stream. It works.
  • the methods described in the proposals 1 to 4 may be applied to control not only the audio data output size of the at least one sink device, but also settings for the audio data output of the at least one sink device. More specifically, the methods described in proposals 1 to 4 may be extended to generic control in which several sink devices must simultaneously respond through broadcast.
  • FIG. 11 illustrates an example in which a source device controls various settings for outputting audio data from at least one sink device.
  • FIG. 11 shows examples of a data structure for setting an equalizer level and a noise canceling level of at least one sink device.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of an operation implemented in a source device for performing a method for a source device to transmit audio data in a wireless communication system proposed in the present specification.
  • the source device transmits a first advertisement message for providing a broadcast audio data streaming service to at least one sink device (S1210).
  • the source device transmits a second advertisement message including output size control information for controlling the audio data output volume of the at least one sink device to the at least one sink device (S1220).
  • the source device transmits the audio data related to the broadcast audio data streaming service to the at least one sink device (S1230).
  • the audio data output size of each of the at least one sink device is determined based on the output size control information.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of an operation implemented in a sink device for performing a method for the sink device to receive audio data in the wireless communication system proposed in the present specification.
  • the sink device receives a first advertisement message for providing a broadcast audio data streaming service from the source device (S1310).
  • the sink device receives a second advertisement message including output size control information for controlling the audio data output volume of the sink device from the source device (S1320).
  • the sink device receives the audio data related to the broadcast audio data streaming service from the source device (S1330).
  • the audio data output size of the sink device is determined based on the output size control information.
  • an embodiment of the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention provides one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in a memory and driven by a processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor through various known means.

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Abstract

본 명세서는 근거리 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 방법 및 이에 대한 장치에 관한 것이다. 본 명세서에 의하면, 근거리 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 방법은, 브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계; 상기 적어도 하나의 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계; 및 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 오디오 데이터 전송 방법 및 이에 대한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로써, 보다 구체적으로 근거리 무선 통신을 이용한 오디오 데이터 전송 방법 및 이에 대한 장치에 관한 것이다.
블루투스는 근거리에서 각종 디바이스들을 무선으로 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 근거리 무선 기술 규격이다. 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 두 기기간 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 사용자(User)는 통신하고자 하는 블루투스(Bluetooth) 디바이스(Device)들을 검색(Discovery)하고 연결(Connection)을 요청하는 절차를 수행한다. 본 발명에서 디바이스는 기기, 장치를 의미할 수 있다.
이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.
블루투스 통신방법에는 블루투스 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 블루투스 LE (Low Energy)방식이 있다. 블루투스 BR/EDR 방식은 클래식 블루투스(Classic Bluetooth)라고 호칭될 수 있다. 클래식 블루투스 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 2.1로 이어져온 블루투스 기술과 블루투스 2.0에서부터 지원되는 인핸스드 데이터 레이트(Enhanced Data Rate)를 이용하는 블루투스 기술을 포함한다.
블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low energy, 이하 블루투스 LE라고 한다.)기술은 적은 전력을 소모하여 수백 키로바이트의 정보를 안정적으로 제공할 수 있다. 이러한 블루투스 저전력 에너지 기술은 속성 프로토콜(Attribute Protocol)을 활용해서 디바이스(Device) 간 정보를 교환하게 된다. 이러한 블루투스 LE 방식은 헤더의 오버헤드(overhead)를 줄이고 동작을 간단하게 해서 에너지 소비를 줄일 수 있다.
블루투스 기기들 중에는 디스플레이(Display)나 유저인터페이스(User Interface)가 없는 제품들도 있다. 다양한 종류의 블루투스 기기들과 그 중에서도 유사기술이 적용된 블루투스 기기들 간의 연결 / 관리 / 제어 / 분리 (Connection / Management / Control / Disconnection)의 복잡도가 증가하고 있다.
또한, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 근거리 무선 통신을 이용하여 오디오 데이터를 전송하는 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 오디오 데이터를 출력하는 디바이스들의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하는 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서는 근거리 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 방법 및 이에 대한 장치를 제공한다.
보다 구체적으로, 근거리 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 방법은, 브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계; 상기 적어도 하나의 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계; 및상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 오디오 데이터는 적어도 하나 이상의 브로드캐스트 등시 스트림(broadcast isochronous stream: BIS) 데이터를 포함하는 브로드캐스트 등시 그룹(broadcast isochronous group: BIG) 단위로 구성되고, 상기 BIG는 적어도 하나 이상의 서브(sub) BIG 단위로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 제 2 광고 메시지의 특정 데이터 필드에 포함된 특정 데이터 구조(structure)에 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 특정 데이터 구조는 상기 특정 데이터 구조에 포함되는 정보가 상기 오디오 데이터에 적용되는 단위에 기초하여 구분되는 계층적 구조(hierarchical structure)로 구성되고, 상기 계층적 구조는 (i) 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 상기 BIG 단위로 적용되는 제 1 레벨(level), (ii) 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 상기 서브 BIG 단위로 적용되는 제 2 레벨(level) 또는 (iii) 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 BIS 데이터 단위로 적용되는 제 3 레벨 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 출력 크기 제어 정보가 상기 제 1 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 상기 BIG 단위로 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 출력 크기 제어 정보가 상기 제 2 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 상기 서브 BIG 단위로 적용되고, 상기 출력 크기 제어 정보가 상기 제 3 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 상기 BIS 데이터 단위로 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 특정 데이터 구조는 BASE(Broadcast Audio Source Endpoint) 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 제 2 광고 메시지의 특정 데이터 필드에 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 상기 BIG 단위로 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 오디오 데이터는 (i) 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스의 제공을 위한 데이터와 관련된 데이터 이벤트(data event) 및 (ii) 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스의 제공을 위한 제어 정보와 관련된 제어 이벤트(control event)로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제어 이벤트는 상기 출력 크기 제어 정보와 다른 또 다른 출력 크기 제어 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 또 다른 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 BIG 단위로 적용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 오디오 데이터가 전송된 후, 또 다른 오디오 데이터를 반복하여 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서 상기 오디오 데이터에 대한 상기 오디오 데이터 출력 크기는 상기 특정 데이터 구조 포함된 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 결정되고, 상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서 상기 반복되어 전송되는 또 다른 오디오 데이터에 대한 상기 오디오 데이터 출력 크기는 상기 또 다른 출력 크기 제어 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 특정 데이터 필드는 AdvData 필드인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 2 광고 메시지는 AUX_SYNC_IND 타입의 광고 메시지인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 근거리 무선 통신 시스템에서 제 1 디바이스가 오디오 데이터를 수신하는 방법은, 브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 제 3 디바이스로부터 수신하는 단계; 상기 제 1 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 제 3 디바이스로부터 수신하는 단계; 및 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 제 3 디바이스로부터 수신하는 단계를 포함하되, 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 근거리 무선 통신 시스템에서 오디오 데이터를 전송하는 제 3 디바이스는, 무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter); 무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및 상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 적어도 하나의 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하고, 상기 적어도 하나의 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하고, 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하되, 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 근거리 무선 통신 시스템에서 오디오 데이터를 수신하는 제 1 디바이스는, 무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter); 무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및 상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 제 3 디바이스로부터 수신하도록 상기 수신기를 제어하고, 상기 제 1 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 제 3 디바이스로부터 수신하도록 상기 수신기를 제어하고, 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 제 3 디바이스로부터 수신하도록 상기 수신기를 제어하되, 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 근거리 무선 통신을 이용하여 오디오 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 오디오 데이터를 출력하는 디바이스들의 오디오 데이터 출력 크기를 설정할 수 있는 효과가 있다.
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.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 소스 디바이스가 적어도 하나의 싱크 디바이스로 오디오 데이터를 전송하는 개략적인 동작의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 브로드캐스트 방식을 사용한 오디오 데이터 전송에서의 오디오 데이터 출력크기 설정 방법의 이해를 돕기 위한 일 예를 나타낸 도이다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 브로드캐스트 방식을 사용한 오디오 데이터 전송에서의 오디오 데이터 출력크기 설정 방법의 이해를 돕기 위한 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 브로드캐스트 방식을 사용한 오디오 데이터 전송에서의 오디오 데이터 출력크기 설정 방법의 이해를 돕기 위한 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 10은 소스 디바이스가 브로드캐스트 방식에 기초하여 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하는 방법의 실시예들을 나타낸 도이다.
도 11은 소스 디바이스가 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력을 위한 다양한 설정을 제어하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 소스 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 방법을 수행하기 위한 소스 디바이스에서 구현되는 동작의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 싱크 디바이스가 오디오 데이터를 수신하는 방법을 수행하기 위한 싱크 디바이스에서 구현되는 동작의 일례를 나타낸 흐름도이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다. 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. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 본 발명과 관련된 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "유닛", "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 서버 디바이스(Server Device, 120) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device, 110)를 포함한다.
서버 장치와 클라이언트 장치는 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE, 이하 편의상 ‘BLE’로 표현한다.) 기술을 이용하여 블루투스 통신을 수행한다.
먼저, BLE 기술은 블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate) 기술과 비교하여, 상대적으로 작은 duty cycle을 가지며 저 가격 생산이 가능하고, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 코인 셀(coin cell) 배터리를 이용할 경우 1년 이상 동작이 가능하다.
또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.
BLE 기술에서, (1) RF 채널수는 40개이며, (2) 데이터 전송 속도는 1Mbps를 지원하며, (3) 토폴로지는 스캐터넷 구조이며, (4) latency는 3ms이며, (5) 최대 전류는 15mA 이하이며, (6) 출력 전력은 10mW(10dBm) 이하이며, (7) 휴대폰, 시계, 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등의 어플리케이션에 주로 사용된다.
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.
상기 서버 장치(120)는 데이터 서비스 장치(Data Service Device), 슬레이브 디바이스(slave device) 디바이스, 슬레이브(slave), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 게이트웨이(Gateway), 센싱 장치(Sensing Device), 모니터링 장치(monitoring device), 제 1 디바이스, 제 2 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
상기 클라이언트 디바이스(110)는 마스터 디바이스(master device), 마스터(master), 클라이언트, 멤버(Member), 센서 디바이스, 싱크 디바이스(Sink Device), 콜렉터(Collector), 제 3 디바이스, 제 4 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
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.
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.
또한, 상기 서버 장치는 클라이언트 장치로 데이터 정보를 제공하기 위해 클라이언트 장치에게 알림/통지(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.
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.
또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
또한, 하나의 서버 장치는 다수의 클라이언트 장치들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 장치들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.
상기 클라이언트 장치 (120)는 서버 장치에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.
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.
상기 클라이언트 장치도 마찬가지로 상기 서버 장치와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.
또한, 상기 클라이언트 장치는 상기 서버 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
상기 서버 장치 및 클라이언트 장치의 출력부, 입력부 및 메모리 등과 같은 하드웨어 구성요소에 대해서는 도 2에서 구체적으로 살펴보기로 한다.
또한, 상기 무선 통신 시스템은 블루투스 기술을 통해 개인 영역 네트워킹(Personal Area Networking:PAN)을 구성할 수 있다. 일 예로, 상기 무선 통신 시스템에서는 디바이스 간 개인적인 피코넷(private piconet)을 확립함으로써 파일, 서류 등을 신속하고 안전하게 교환할 수 있다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 소스 디바이스(110)는 출력부(Display Unit, 111), 입력부(User Input Interface, 112), 전력 공급부(Power Supply Unit, 113), 프로세서(Processor, 114), 메모리(Memory Unit, 115), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 116), 다른 통신 인터페이스(Other Interface, 117) 및 통신부(또는 송수신부, 118)를 포함한다.
상기 출력부(111), 입력부(112), 전력 공급부(113), 프로세서(114), 메모리(115), 블루투스 인터페이스(116), 다른 통신 인터페이스(117) 및 통신부(118)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.
또한, 싱크 디바이스(120)는 출력부(Display Unit, 121), 입력부(User Input Interface, 122), 전력 공급부(Power Supply Unit, 123), 프로세서(Processor, 124), 메모리(Memory Unit, 125), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 126) 및 통신부(또는 송수신부, 127)를 포함한다.
상기 출력부(121), 입력부(122), 전력 공급부(123), 프로세서(124), 메모리(125), 블루투스 인터페이스(126), 및 통신부(127)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.
상기 블루투스 인터페이스(116,126)는 블루투스 기술을 이용하여 디바이스들 간의 요청/응답, 명령, 알림, 지시/확인 메시지 등 또는 데이터 전송이 가능한 유닛(또는 모듈)을 말한다.
상기 메모리(115,125)는 다양한 종류의 디바이스에 구현되는 유닛으로서, 다양한 종류의 데이터가 저장되는 유닛을 말한다.
상기 프로세서(114,124)는 소스 디바이스(110) 또는 싱크 디바이스(120)의 전반적인 동작을 제어하는 모듈을 말하며, 블루투스 인터페이스 및 다른 통신 인터페이스로 메시지를 전송 요청 및 수신받은 메시지를 처리하도록 제어한다.
상기 프로세서(114,124)는 제어부, 제어 유닛(Control Unit), 컨트롤러 등으로 표현될 수 있다.
상기 프로세서(114,124)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.
상기 프로세서(114,124)는 소스 디바이스(110)로부터 광고(Advertising) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 소스 디바이스(110)로 스캔 요청(Scan Request) 메시지를 전송하고, 상기 소스 디바이스(110)로부터 상기 스캔 요청에 대한 응답으로 스캔 응답(Scan Response) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 소스 디바이스(110)와 블루투스 연결 설정을 위해 상기 소스 디바이스(110)로 연결 요청(Connect Request) 메시지를 전송하도록 상기 통신부를 제어한다.
또한, 상기 프로세서(114,124)는 상기 연결 절차를 통해 블루투스 LE 커넥션(Connection)이 형성된 이후, 상기 소스 디바이스(110)로부터 속성 프로토콜을 이용하여 데이터를 읽어오거나(Read), 기록(Write)할 수 있도록 상기 통신부를 제어한다.
상기 메모리(115,125)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.
상기 통신부(118,127)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
상기 메모리(115,125)는 프로세서(114,124) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(114,124)와 연결될 수 있다.
상기 출력부(111,121)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.
상기 전력 공급부(전원 공급부, 113, 123)는 제어부의 제어 하에 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급해주는 모듈을 말한다.
앞에서 살핀 것처럼, BLE 기술에서는 작은 duty cycle을 가지며, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸다.
구체적으로, 도 3은 블루투스 LE(Low Energy)의 아키텍처의 일 예를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, BLE 구조는 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작가능한 컨트롤러 스택(Controller stACK)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작가능한 호스트 스택(Host stACK)을 포함한다.
상기 Controller stack은 Controller로 호칭될 수도 있으나, 앞서 도 2에서 언급한 디바이스 내부 구성요소인 프로세서와의 혼동을 피하기 위해 이하에서는 Controller stACK으로 표현하기로 한다.
먼저, 컨트롤러 스택은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈과, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.
호스트 스택은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(package)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.
일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.
호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile,310), GATT based Profiles(320), GATT(Generic Attribute Profile,330), ATT(Attribute Protocol,340), SM(Security Manage,350), L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,360)을 포함한다. 다만, 호스트 스택은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.
호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다.
먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,360)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공한다.
L2CAP은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.
BLE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 사용한다.
반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다.
SM(Security Manager,350)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.
ATT(Attribute Protocol,340)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.
즉, ① 요청(Request) 및 응답(Response) 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.
② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.
③ Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.
④ Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송한다.
GAP(Generic Access Profile)는 BLE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, BLE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.
또한, GAP는 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.
① Service : 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의
② Include : 서비스 사이의 관계를 정의
③ Characteristics : 서비스에서 사용되는 data 값
④ Behavior : UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷
GATT-based Profiles은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 BLE 디바이스에 적용된다. GATT-based Profiles은 Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service 등일 수 있다. GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.
Battery : 배터리 정보 교환 방법
Time : 시간 정보 교환 방법
FindMe : 거리에 따른 알람 서비스 제공
Proximity : 배터리 정보 교환 방법
Time : 시간 정보 교환 방법
GATT는 서비스들의 구성 시에 ATT가 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, GATT는 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.
따라서, GATT 및 ATT는 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.
컨트롤러(Controller) 스택은 물리 계층(Physical Layer,390), 링크 계층(Link Layer,380) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface,370)를 포함한다.
물리 계층(무선 송수신 모듈,390)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.
링크 계층(380)은 블루투스 패킷을 전송하거나 수신한다.
또한, 링크 계층은 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 42bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.
HCI(Host Controller Interface)는 Host 스택과 Controller 스택 사이의 인터페이스를 제공하여, Host 스택에서 command와 Data를 Controller 스택으로 제공하게 하며, Controller 스택에서 event와 Data를 Host 스택으로 제공하게 해준다.
이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.
디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure)
디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.
모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.
광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.
여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.
스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.
BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.
하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.
연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.
광고 절차(Advertising Procedure)
광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.
여기서, 비지향성의 브로드캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 방향으로의 브로드캐스트를 말한다.
이와 달리, 지향성 브로드 캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트를 말한다. 비지향성 브로드캐스트는 광고 디바이스와 리스닝(또는 청취) 상태에 있는 디바이스(이하, 리스닝 디바이스라 한다.) 간에 연결 절차 없이 발생한다.
광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.
또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.
광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다.
광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.
광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.
스캐닝 절차(Scanning Procedure)
스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.
스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.
상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.
만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.
스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.
디스커버링 절차(Discovering Procedure)
블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, '블루투스 디바이스'라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.
디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.
디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.
연결 절차(Connecting Procedure)
연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.
즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.
다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
광고 상태(Advertising State)
링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(Packet Data Unit)들을 전송한다.
각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.
스캐닝 상태(Scanning State)
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다.
스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.
스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.
스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.
링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.
수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.
능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.
개시 상태(Initiating State)
링크 계층은 호스트(스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.
링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.
개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.
연결 상태(connection state)
링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.
연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.
두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.
마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.
이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.
패킷 포맷(Packet Format)
링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.
각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.
하나의 패킷이 광고 물리 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 물리 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.
광고 채널 PDU(Advertising Channel PDU)
광고 채널 PDU(Packet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.
헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 1에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.
Figure PCTKR2020015912-appb-img-000001
광고 PDU(Advertising PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.
ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트
ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트
ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트
ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트
상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.
스캐닝 PDU(Scanning PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.
SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
개시 PDU(Initiating PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.
CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
데이터 채널 PDU(Data Channel PDU)
데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check:MIC) 필드를 포함할 수 있다.
앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.
도 4는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.
구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치 간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고받는 방법을 정의한 것이다.
일반적으로, 페리페럴(Peripheral) 장치(예를 들면, 센서 장치)가 GATT 서버(Server)역할을 하며, 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 대한 정의를 가지고 있다.
데이터를 읽거나 쓰기 위해서 GATT 클라이언트는 GATT 서버로 데이터 요청을 보내게 되며, 모든 동작(Transaction)은 GATT client에서 시작되어 GATT 서버로부터 응답을 받게 된다.
블루투스 LE에서 사용하는 GATT 기반 동작구조는 프로파일(Profile), 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 기초하며, 상기 도 5와 같은 수직 구조를 이룰 수 있다.
상기 프로파일(Profile) 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.
상기 서비스(Service)는 데이터를 논리적인 단위로 나누는 역할을 하며 하나 이상의 특성(Characteristic) 또는 다른 서비스들을 포함하고 있을 수 있다. 각 서비스는 UUID(Universal Unique Identifier)라 불리는 16bit 또는 128bit의 구분자를 가지고 있다.
상기 특성(Characteristic)은 GATT 기반 동작 구조에서 가장 하위 단위이다. 상기 특성은 단 하나의 데이터를 포함하며, 상기 서비스와 유사하게 16 bit 또는 128 bit의 UUID를 가지고 있다.
상기 특성은 여러 가지 정보들의 값으로 정의되고, 각각의 정보를 담기 위해서 속성(Attribute)을 하나씩 필요로 한다. 상기 특성 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.
상기 속성(Attribute)은 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 갖는다.
- handle: 속성의 주소
- Type: 속성의 유형
- Value: 속성의 값
- Permission: 속성에 대한 접근 권한
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
서버는 클라이언트로 3개의 광고 채널을 통해 광고 메시지를 전송한다(S5010).
서버는 연결 전에는 광고자(Advertiser)로 호칭될 수 있고, 연결 이후에는 마스터(Master)로 호칭될 수 있다. 상기 서버의 일 예로, 센서(온도 센서 등)이 있을 수 있다.
또한, 클라이언트는 연결 전에는 스캐너(Scanner)로 호칭될 수 있고, 연결 이후에는 슬레이브(Slave)로 호칭될 수 있다. 클라이언트의 일 예로 스마트 폰 등이 있을 수 있다.
앞에서 살펴본 것처럼, 블루투스는 2.4GHz 밴드를 통해 총 40개의 채널로 나뉘어 통신을 한다. 40개의 채널 중 3개의 채널은 광고 채널로써, 각종 광고 패킷(Advertising Packet)을 비롯하여 연결을 맺기 위해 주고 받는 패킷들의 교환에 이용된다.
나머지 37개의 채널들은 데이터 채널로 연결 이후의 데이터 교환에 이용된다.
상기 클라이언트는 상기 광고 메시지를 수신한 후, 상기 서버로 추가적인 데이터(예: 서버 디바이스 이름 등)을 획득하기 위해 서버로 스캔 요청 메시지(Scan Request message)를 전송할 수 있다.
이 경우, 상기 서버는 상기 클라이언트로 스캔 요청 메시지(Scan Request message)에 대한 응답으로 추가적인 데이터를 포함하는 스캔 응답 메시지(Scan Response message)를 전송한다.
여기서, 스캔 요청 메시지(Scan Request message) 및 스캔 응답 메시지(Scan Response message)는 광고 패킷의 한 종료로써, 광고 패킷은 31 bytes 이하의 사용자 데이터(User Data)만을 포함할 수 있다.
따라서, 데이터의 크기가 3 bytes보다 크지만, 연결까지 맺어서 데이터를 보내기에는 오버헤드가 큰 데이터가 존재하는 경우, 스캔 요청 메시지/스캔 응답 메시지를 이용하여 두번에 걸쳐서 데이터를 나눠 보낸다.
다음, 클라이언트는 서버와 블루투스 연결 설정을 위한 연결 요청 메시지(Connection Request message)를 서버로 전송한다(S5020).
이를 통해, 서버와 클라이언트 간에 Link Layer(LL) 연결이 형성(establish)된다.
이후, 서버와 클라이언트는 보안 설립 절차를 수행한다.
보안 설립 절차는 보안 심플 페어링(Secure Simple Pairing)으로 해석되거나 이를 포함하여 수행될 수 있다.
즉, 보안 설립 절차는 페이즈(Phase) 1 단계 내지 페이즈 3 단계를 거쳐 수행될 수 있다.
구체적으로, 서버와 클라이언트 간에 페어링 절차(페이즈 1)를 수행한다(S5030).
페어링 절차는 클라이언트가 서버로 페어링 요청 메시지(Pairing Request message)를 전송하고, 서버가 클라이언트로 페어링 응답 메시지(Pairing Response message)를 전송한다.
페어링 절차를 통해서 장치간 인증 요건(authentication requirements)과 인풋/아웃풋 능력(I(Input)/O(Output) capabilities)과 키 사이즈(Key Size)정보를 주고 받는다. 이 정보를 통해 페이즈 2에서 어떤 키(Key) 생성 방법을 사용할지 결정하게 된다.
다음, 페이즈 2로서, 서버와 클라이언트 간에 레거시 페어링(Legacy pairing) 또는 보안 연결(Secure Connections)을 수행한다(S5040).
페이즈 2에서 레거시 페어링을 수행하는 128bits의 임시 키(Temporary Key) 및 쇼트 텀 키(Short Term Key(STK))를 생성한다.
- 임시 키(Temporary Key): STK를 생성하기 위해 만들어진 Key
- 쇼트 텀 키(Short Term Key(STK)): 기기간 암호화된 연결(Encrypted connection)을 만드는데 사용되는 Key 값
만약, 페이즈 2에서 보안 연결을 수행하는 경우, 128 bit의 롱 텀 키(Long Term Key(LTK))를 생성한다.
- 롱 텀 키(Long Term Key(LTK)): 기기간 암호화된 연결뿐만 아니라 추후의 연결에서도 사용되는 Key 값
다음, 페이즈 3으로서, 서버와 클라이언트 간에 키 분배(Key Distribution) 절차를 수행한다(S5050).
이를 통해, 서버와 클라이언트간에 보안 연결이 확립되고, 암호화된 링크를 형성하여 데이터를 송수신할 수 있게 된다.
이하에서, 무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 오디오 데이터 전송 방법에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
본 명세서에서, 오디오 데이터를 전송하는 디바이스는 제 3 디바이스, 제어 디바이스, 소스(source) 디바이스, 서버 디바이스 등으로 표현될 수 있으며, 이와 동일 또는 유사하게 해석되는 범위에서 다양하게 표현 가능함은 물론이다. 또한, 상기 오디오 데이터를 전송하는 디바이스는 비디오 데이터를 자체적으로 출력할 수 있는 디바이스일 수 있고, 예를 들어, TV 등일 수 있다. 또한, 상기 오디오 데이터를 수신하고 출력하는 디바이스는 제 1 디바이스, 제 2 디바이스, 싱크(sink)디바이스, 클라이언트 디바이스 등으로 표현될 수 있으며, 이와 동일 또는 유사하게 해석되는 범위에서 다양하게 표현 가능함은 물론이다. 상기 오디오 데이터를 수신하는 디바이스는 스피커 등일 수 있다.
설명의 편의를 위해, 이하에서는 오디오 데이터를 전송하는 디바이스를 소스 디바이스로, 오디오 데이터를 수신하는 디바이스를 싱크 디바이스로 통일하여 호칭하도록 한다.
본 명세서에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 오디오 데이터 전송 방법은 소스 디바이스가 적어도 하나의 싱크 디바이스로 오디오 데이터를 전송하는 경우에 대해서 적용될 수 있고, 특히, 싱크 디바이스가 둘 이상인 경우에 대하여 보다 바람직하게 적용될 수 있다.
본 명세서에서, 소스 디바이스는 유니캐스트(unicast) 방식 및 브로드캐스트(broadcast) 방식을 사용하여 싱크 디바이스로 오디오 데이터를 전송할 수 있다(즉, 오디오 데이터 스트리밍 서비스를 제공할 수 있다.). 소스 디바이스가 하나 이상의 싱크 디바이스로 오디오 데이터를 전송(즉, 브로드캐스트)하는 경우, 상기 소스 디바이스는 상기 하나 이상의 싱크 디바이스들에서 각각에 대하여 상기 하나 이상의 싱크 디바이스들이 상기 오디오 데이터를 출력하는 크기(이하, 오디오 데이터 출력 크기)를 설정할 필요가 있다.
소스 디바이스가 싱크 디바이스들의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 방법에 대해서 구체적으로 살펴보기에 앞서, 소스 디바이스가 싱크 디바이스로 오디오 데이터를 전송하는 개략적인 방법에 대해서 먼저 설명하도록 한다.
도 6은 소스 디바이스가 적어도 하나의 싱크 디바이스로 오디오 데이터를 전송하는 개략적인 동작의 일 예를 나타낸다.
먼저, 소스 디바이스는 프라이머리(Primary) 물리 광고 채널(physical advertising channel)을 통하여 AUX_EXT_IND(indication) 타입의 광고 PDU를 포함하는(AUX_EXT_IND 타입) 광고 메시지(advertising message)를 전송한다(610). 상기 광고 메시지는 확장된 광고 메시지(extended advertising message)일 수 있다. 또한, 상기 프라이머리 물리 광고 채널은 37 내지 39 번 채널일 수 있고, 상기 광고 메시지에는 확장된 광고 메시지(Extended Advertising message)가 전송되는 채널 정보가 포함될 수 있다. 상기 확장된 광고 메시지는 확장된 광고 메시지의 전송과 관련된 이벤트 타입에 기초하여 AdvAddr, ADI, Aux Ptr, ADId, Ch#_Aux_Adv, Offset 필드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음, 상기 소스 디바이스는 세컨더리(Secondary) 물리 광고 채널을 통하여 AUX_ADV_IND 타입의 광고 PDU를 포함하는(AUX_ADV_IND 타입) 광고 메시지를 전송한다(620). 상기 광고 메시지는 확장된 광고 메시지일 수 있다. 또한, 상기 세컨더리 물리 광고 채널은 0 내지 36번 채널일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 세컨더리 물리 광고 채널 상으로 전송되는 광고 메시지는 동기화 정보(syncinfo), AdvData 필드 등을 포함할 수 있다.
다음, 상기 소스 디바이스는 AUX_SYNC_IND 타입의 광고 PDU를 포함하는(AUX_SYNC_IND 타입)광고 메시지를 주기적으로 전송한다(630). 상기 광고 메시지 확장된 광고 메시지일 수 있다. 상기 광고 메시지는 Aux Ptr, ACAD(BIG info), AdvData 필드를 포함할 수 있다. 상기 AdvData 필드는 BASE(Broadcast Audio Source Endpoint), 브로드캐스트 TV 메타데이터(Metadata) 등을 포함할 수 있다.
이후, 상기 소스 디바이스는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스로 브로드캐스트 등시 스트림(broadcast isochronous stream: BIS)(또는, 오디오 데이터)을 전송한다(640). 브로드캐스트 등시 스트림은 소스 디바이스가 제공하는 브로드캐스트 오디오 스트리밍 서비스와 관련된 오디오 데이터에 대한 데이터 이벤트(data event) 및 상기 오디오 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 제어 정보를 포함하는 제어 이벤트(control event)로 구성될 수 있다. 상기 데이터 이벤트는 적어도 하나 이상의 상기 BIS 데이터를 포함할 수 있으며, 등시 채널(isochronous channel)을 통하여 주기적으로 전송될 수 있다.
이하에서, 소스 디바이스가 싱크 디바이스들의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 방법에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다.
브로드캐스트 방식을 사용한 오디오 데이터 전송에서의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력크기 설정 방법
도 7은 본 명세서에서 제안하는 브로드캐스트 방식을 사용한 오디오 데이터 전송에서의 오디오 데이터 출력크기 설정 방법의 이해를 돕기 위한 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 7은 소스 디바이스 및 싱크 디바이스 외의 별도의 디바이스가 싱크 디바이스들의 오디오 데이터 출력 크기를 유니캐스트 방식으로 설정하는 방법에 관한 것이다.
도 7에서, 소스 디바이스(710), 적어도 하나의 싱크 디바이스(720) 및 싱크 디바이스들의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 디바이스(730)가 도시되어 있다. 상기 싱크 디바이스(720)는 상기 디바이스(730)와의 관계에서는 서버 디바이스 일 수 있고, 상기 디바이스(730)는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)와의 관계에서, 클라이언트 디바이스일 수 있다.
도 7에서, 상기 디바이스(730)는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)와 각각 연결을 형성한다. 이후, 상기 디바이스(730)는 상기 형성된 연결에 기초하여 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)로 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 제어 메시지를 각각 유니캐스트 방식으로 전송한다. 여기서, 상기 제어 메시지는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함할 수 있다.
도 7에서 설명되는 방법에 의하면, 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위해서, 오디오 데이터를 전송하는 상기 소스 디바이스(710)외의 또 다른 디바이스(730)가 필요하며, 상기 디바이스(730)는 싱크 디바이스들과 각각 연결을 형성하고, 각각의 싱크 디바이스들에게 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 제어 메시지를 각각 전송해야 한다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 브로드캐스트 방식을 사용한 오디오 데이터 전송에서의 오디오 데이터 출력크기 설정 방법의 이해를 돕기 위한 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 8은 소스 디바이스 및 싱크 디바이스 외의 별도의 디바이스가 하나의 싱크 디바이스에 대하여 오디오 데이터 출력 크기를 유니캐스트 방식으로 설정하면, 나머지 싱크 디바이스들은 서로에 대하여 연쇄(chain)적으로 오디오 데이터 출력 크기를 설정하는 방법에 관한 것이다.
도 8에서, 소스 디바이스(710), 적어도 하나의 싱크 디바이스(720) 및 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720) 중 하나의 싱크 디바이스(721)에 대하여 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 디바이스(730)가 도시되어 있다. 상기 싱크 디바이스(720)는 상기 디바이스(730)와의 관계에서는 서버 디바이스 일 수 있고, 상기 디바이스(730)는 상기 하나의 싱크 디바이스(721)와의 관계에서, 클라이언트 디바이스일 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)는 서로에 대해서 클라이언트 디바이스 및 서버 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720) 중 어느 하나의 싱크 디바이스가 다른 싱크 디바이스로부터 오디오 데이터 출력 크기를 설정 받는다면, 상기 어느 하나의 싱크 디바이스는 상기 다른 싱크 디바이스와의 관계에서 서버 디바이스에 해당할 수 있다. 반면, 상기 어느 하나의 싱크 디바이스가 또 다른 싱크 디바이스로 오디오 데이터 출력 크기를 설정한다면, 상기 어느 하나의 싱크 디바이스는 상기 또 다른 싱크 디바이스와의 관계에서 클라이언트 디바이스에 해당할 수 있다.
도 8에서, 상기 디바이스(730)는 유니캐스트 방식을 통하여 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)들 중 하나의 싱크 디바이스(721)에 대해서만 오디오 데이터 출력 크기를 설정한다. 이후, 상기 하나의 싱크 디바이스(721)는 자신과 연결을 형성하고 있는 다른 싱크 디바이스로 상기 다른 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 제어 메시지를 유니캐스트 방식으로 전송한다. 여기서, 상기 제어 메시지는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함할 수 있다. 상기 다른 싱크 디바이스는 자신과 연결을 형성하고 있는 또 다른 싱크 디바이스로 상기 또 다른 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 제어 메시지를 유니캐스트 방식으로 전송한다. 상기 설명한 동작들은 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)에서 반복하여 수행된다.
도 8에서 설명되는 방법에 의하면, 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위해서, 오디오 데이터를 전송하는 상기 소스 디바이스(710)외의 또 다른 디바이스(730)가 필요하며, 상기 디바이스(730)는 적어도 하나의 싱크 디바이스(720) 중 하나의 싱크 디바이스(720)와 연결을 형성해야 한다. 또한, 상기 적어도 하나의 디바이스 각각은 하나 또는 둘의 다른 싱크 디바이스와 연결을 형성해야 하고, 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720) 사이에서 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 제어 메시지가 각각 전송되어야 한다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 브로드캐스트 방식을 사용한 오디오 데이터 전송에서의 오디오 데이터 출력크기 설정 방법의 이해를 돕기 위한 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 9는 소스 디바이스가 브로드캐스트 방식에 기초하여 적어도 하나의 싱크 디바이스들에 대하여 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스들의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하는 방법에 관한 것이다.
도 9에서, 소스 디바이스(710) 및 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)가 도시되어 있다.
도 9에서, 상기 소스 디바이스(710)는 브로드캐스트 방식을 통하여 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)들에게 설정한다. 보다 구체적으로, 상기 소스 디바이스(710)는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)들의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 하나의 브로드캐스트 메시지를 전송할 수 있다. 이 때, 상기 브로드캐스트 메시지에 기초하여 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)들의 오디오 데이터 출력 크기가 결정될 수 있다. 여기서, 상기 브로드캐스트 메시지는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함할 수 있다.
도 9에서 설명되는 방법에 의하면, 상기 소스 디바이스(710)는 브로드캐스트 오디오 데이터 전송 시, 상기 적어도 싱크 디바이스(720)들과 별도의 연결을 형성하지 않고도 브로드캐스트 메시지를 통하여 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스(720)에게 오디오 데이터 출력 크기를 설정할 수 있다.
이하에서, 소스 디바이스가 브로드캐스트 방식에 기초하여 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하는 방법에 대해서 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
(제안 1) control event에 포함시키는 방법
본 제안은 브로드캐스트 등시 스트림(broadcast isochronous stream: BIS)에 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정(제어)하기 위한 출력크기 제어 정보를 포함시키는 방식에 관한 것이다. 상기 브로드캐스트 등시 스트림은 오디오 데이터 등으로 표현될 수 있고, 이와 동일/유사하게 해석될 수 있는 범위에서 다양하게 표현될 수 있음은 물론이다.
도 10은 소스 디바이스가 브로드캐스트 방식에 기초하여 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정하는 방법의 실시예들을 나타낸 도이다.
도 10(a)는 출력크기 제어 정보가 소스 디바이스가 전송하는 브로드캐스트 등시 스트림에 포함되는 경우에 관한 도이다.
보다 구체적으로, 브로드캐스트 등시 스트림은 (i) 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스의 데이터와 관련된 데이터 이벤트(data event) 및 (ii) 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스의 제공을 위한 제어 정보와 관련된 제어 이벤트(control event)로 구성될 수 있다. 본 제안에서, 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 제어하기 위한 출력크기 제어 정보는 상기 제어 이벤트에 포함될 수 있다. 도 10(a)를 참조하면, 출력크기 제어 정보는 “volume”이라는 이름(name)으로 포함되며, 상기 출력크기 제어 정보가 나타내는 값(value)은 적어도 하나의 싱크 디바이스에 설정될 volume의 절대값 레벨(level)을 지시할 수 있다. 또한, 상기 출력크기 제어 정보가 나타내는 값은 적어도 하나의 싱크 디바이스에 설정될 volume의 상대값을 지시할 수 있다. 즉, 상기 volume의 상대값은 특정한 기준 값에 대한 상대적인 값일 수 있다.
상기 데이터 이벤트는 적어도 하나의 BIS 데이터로 구성될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 BIS 데이터는 브로드캐스트 등시 그룹(broadcast isochronous group: BIG)으로 그룹핑 될 수 있다. 또한, 상기 BIG는 적어도 하나 이상의 서브(sub) BIG 단위로 구성될 수 있다.
상기 출력크기 제어 정보가 상기 제어 이벤트에 포함되는 것에 기초하여, 상기 브로드캐스트 등시 스트림에 대하여 BIG 단위로 적용될 수 있다.
(제안 2) 특정 타입 광고 메시지에 포함된 특정 데이터 필드에 포함시키는 방법
본 제안은 소스 디바이스가 전송하는 광고 메시지의 특정 필드에 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정(제어)하기 위한 출력크기 제어 정보를 포함시키는 방식에 관한 것이다.
도 10으로 돌아와서, 도 10(b)는 출력크기 제어 정보가 소스 디바이스가 전송하는 특정 타입의 광고 메시지의 특정 필드에 포함되는 경우에 관한 도이다.
여기서, 상기 출력크기 제어 정보는 AUX_SYNC_IND 타입의 광고 메시지에 포함될 수 있고, 상기 특정 데이터 필드는 AdvData 필드일 수 있다. 도 10(b)를 참조하면, 출력크기 제어 정보는 AdvData 필드에 포함된 "volume Ad Type"이라는 이름(name)의 필드에 포함되며, 상기 출력크기 제어 정보가 나타내는 값(value)은 적어도 하나의 싱크 디바이스에 설정될 volume의 절대값 레벨(level)을 지시할 수 있다. 또한, 상기 출력크기 제어 정보가 나타내는 값은 적어도 하나의 싱크 디바이스에 설정될 volume의 상대값을 지시할 수 있다. 즉, 상기 volume의 상대값은 특정한 기준 값에 대한 상대적인 값일 수 있다. 상기 출력 크기 제어 정보가 상기 AdvData 필드에 포함되는 것에 기초하여, 상기 브로드캐스트 등시 스트림에 대하여 BIG 단위로 적용될 수 있다.
(제안 3) 특정 타입 광고 메시지의 특정 데이터 필드에 포함된 특정한 데이터 구조에 포함시키는 방법
본 제안은 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정(제어)하기 위한 출력크기 제어 정보를 특정 타입 광고 메시지의 특정 데이터 필드에 포함된 특정한 데이터 구조에 포함시키는 방식에 관한 것이다.
도 10으로 돌아와서, 도 10(c)는 출력크기 제어 정보가 소스 디바이스가 전송하는 특정 타입 광고 메시지의 특정 데이터 필드에 포함된 특정한 데이터 구조에 포함되는 경우에 관한 도이다.
소스 디바이스가 적어도 하나의 싱크 디바이스로 전송하는 브로드캐스트 등시 스트림(또는 오디오 데이터)는 적어도 하나 이상의 브로드캐스트 등시 스트림(broadcast isochronous stream: BIS) 데이터를 포함하는 브로드캐스트 등시 그룹(broadcast isochronous group: BIG) 단위로 구성될 수 있고, 상기 BIG는 적어도 하나 이상의 서브(sub) BIG 단위로 구성될 수 있다.
본 제안에서, 상기 특정 데이터 구조는 상기 특정 데이터 구조에 포함되는 정보를 상기 오디오 데이터에 적용시키는 단위에 기초하여 구분되는 계층적 구조(hierarchical structure)로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 계층적 구조는 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 상기 BIG 단위로 적용되는 제 1 레벨(level), 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 상기 서브 BIG 단위로 적용되는 제 2 레벨(level) 또는 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 BIS 단위로 적용되는 제 3 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
출력 크기 제어 정보가 상기 특정 데이터 구조의 제 1 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 브로드캐스트 등시 스트림에 대하여 BIG 단위로 적용될 수 있다. 즉, 상기 특정 데이터 구조의 상기 제 1 레벨에 상기 출력 크기 제어 정보가 포함되는 경우, 하나의 BIG에 포함된 모든 BIS 데이터에 대하여 동일하게 오디오 데이터 출력 크기가 설정될 수 있다.
또한, 출력 크기 제어 정보가 상기 특정 데이터 구조의 제 2 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 브로드캐스트 등시 스트림에 대하여 서브 BIG 단위로 적용될 수 있다. 즉, 상기 특정 데이터 구조의 상기 제 2 레벨에 상기 출력 크기 제어 정보가 포함되는 경우, 하나의 BIG에 포함된 적어도 하나의 서브 BIG 각각에 대하여 별도로 오디오 데이터 출력 크기가 설정될 수 있다.
또한, 출력 크기 제어 정보가 상기 특정 데이터 구조의 제 3 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 브로드캐스트 등시 스트림에 대하여 BIS 데이터 단위로 적용될 수 있다. 즉, 상기 특정 데이터 구조의 상기 제 3 레벨에 상기 출력 크기 제어 정보가 포함되는 경우, 하나의 BIG에 포함된 적어도 하나의 BIS 데이터 각각에 대하여 별도로 오디오 데이터 출력 크기가 설정될 수 있다. 여기서, 상기 특정 데이터 구조는 AUX_SYNC_IND 타입의 광고 메시지에 포함될 수 있고, 상기 특정 데이터 필드는 AdvData 필드일 수 있으며, 상기 특정 데이터 구조는 BASE(Broadcast Audio Source Endpoint) 구조일 수 있다.
도 10(c)를 참조하면, 출력크기 제어 정보는 “volume”이라는 이름(name)으로 상기 특정 데이터 구조에 포함되며, 상기 출력크기 제어 정보가 나타내는 값(value)은 적어도 하나의 싱크 디바이스에 설정될 volume의 절대값 레벨(level)을 지시할 수 있다. 또한, 상기 출력크기 제어 정보가 나타내는 값은 적어도 하나의 싱크 디바이스에 설정될 volume의 상대값을 지시할 수 있다. 즉, 상기 volume의 상대값은 특정한 기준 값에 대한 상대적인 값일 수 있다.
(제안 4) 첫 번째(initial) 브로드캐스트 등시 스트림(BIS) 수신 이전에는 제안 2 또는 제안 3을 따르되, 첫 번째 BIS 수신 이후에는 제안 1을 따르는 방법
본 제안은 앞서 설명한 제안 1과 제안 2 및 제안 3 중 하나가 결합된 형태로 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기를 설정(제어)하는 방식에 관한 것이다.
도 6의 640을 참조하면, 소스 디바이스가 전송하는 첫 번째(initial) 브로드캐스트 등시 스트림에 대해서는 제안 2 및 제안 3 중 하나의 방식을 통해서 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기가 설정될 수 있다. 여기서, 상기 첫 번째 브로드캐스트 등시 스트림의 제어(control) 이벤트는 출력 크기 제어 정보를 포함할 수 있다. 다음, 소스 디바이스는 또 다른 브로드캐스트 등시 스트림을 전송하는데, 상기 또 다른 브로드캐스트 등시 스트림에 대해서는 상기 첫 번째 브로드캐스트 등시 스트림의 제어 이벤트에 포함된 출력 크기 제어 정보가 적용될 수 있다.
소스 디바이스가 제안 3의 방법에만 기초해서 적어도 하나의 싱크 디바이스에 대하여 오디오 데이터 출력 크기를 설정하는 경우, 상기 소스 디바이스는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스에 대해서 첫 번째 브로드캐스트 등시 스트림에 대한 오디오 데이터 출력 크기를 설정할 수 없다. 반면, 상기 제안 1 및 제안 2의 방식 중 하나와 상기 제안 3의 방법을 결합함으로써, 상기 소스 디바이스는 첫 번째 브로드캐스트 등시 스트림에 대해서도 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스들의 오디오 데이터 출력 크기를 설정할 수 있는 효과가 있다.
추가적으로, 상기 제안 1 내지 제안 4에서 설명된 방법은 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력크기뿐만 아니라, 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력을 위한 설정들을 제어하기 위해서도 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제안 1 내지 제안 4에서 설명된 방법은 여러 싱크 디바이스가 장치가 브로드 캐스트를 통해 동시에 응답해야하는 일반적인 제어(generic control)로 확장될 수 있다.
도 11은 소스 디바이스가 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력을 위한 다양한 설정을 제어하기 위한 일 예를 나타낸다.
보다 구체적으로, 도 11은 적어도 하나의 싱크 디바이스의 이퀄라이저(equalizer) 레벨 및 노이즈 캔슬링(noise canceling) 레벨을 설정하기 위한 데이터 구조의 예시들을 나타낸다.
설명의 편의를 위해 싱크 디바이스의 이퀄라이저(equalizer) 레벨 및 노이즈 캔슬링(noise canceling) 레벨을 설정하기 위한 데이터 구조들을 예시로 설명하였지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 소스 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 방법을 수행하기 위한 소스 디바이스에서 구현되는 동작의 일례를 나타낸 흐름도이다.
보다 구체적으로, 상기 소스 디바이스는 브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 적어도 하나의 싱크 디바이스로 전송한다(S1210).
다음, 상기 소스 디바이스는 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스로 전송한다(S1220).
이후, 상기 소스 디바이스는 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스로 전송한다(S1230). 여기서, 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 싱크 디바이스 각각에서의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정된다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 무선 통신 시스템에서 싱크 디바이스가 오디오 데이터를 수신하는 방법을 수행하기 위한 싱크 디바이스에서 구현되는 동작의 일례를 나타낸 흐름도이다.
보다 구체적으로, 상기 싱크 디바이스는 브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 소스 디바이스로부터 수신한다(S1310).
다음, 상기 싱크 디바이스는 상기 싱크 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 소스 디바이스로부터 수신한다(S1320).
이후, 상기 싱크 디바이스는 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 소스 디바이스로부터 수신한다(S1330). 여기서, 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 싱크 디바이스의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정된다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 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.
이상에서 설명된 실시 예들은 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 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 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.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 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.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 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.
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.

Claims (18)

  1. 근거리 무선 통신 시스템에서 제 3 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 방법은,
    브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계;
    상기 적어도 하나의 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계; 및
    상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오디오 데이터는 적어도 하나 이상의 브로드캐스트 등시 스트림(broadcast isochronous stream: BIS) 데이터를 포함하는 브로드캐스트 등시 그룹(broadcast isochronous group: BIG) 단위로 구성되고,
    상기 BIG는 적어도 하나 이상의 서브(sub) BIG 단위로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 크기 제어 정보는 상기 제 2 광고 메시지의 특정 데이터 필드에 포함된 특정 데이터 구조(structure)에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 특정 데이터 구조는 상기 특정 데이터 구조에 포함되는 정보가 상기 오디오 데이터에 적용되는 단위에 기초하여 구분되는 계층적 구조(hierarchical structure)로 구성되고,
    상기 계층적 구조는 (i) 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 상기 BIG 단위로 적용되는 제 1 레벨(level), (ii) 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 상기 서브 BIG 단위로 적용되는 제 2 레벨(level) 또는 (iii) 상기 특정 데이터 구조에 포함된 정보가 상기 오디오 데이터에 BIS 데이터 단위로 적용되는 제 3 레벨 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 출력 크기 제어 정보가 상기 제 1 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 상기 BIG 단위로 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 출력 크기 제어 정보가 상기 제 2 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 상기 서브 BIG 단위로 적용되고,
    상기 출력 크기 제어 정보가 상기 제 3 레벨에 포함되는 것에 기초하여, 상기 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 상기 BIS 데이터 단위로 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 특정 데이터 구조는 BASE(Broadcast Audio Source Endpoint) 구조인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 크기 제어 정보는 상기 제 2 광고 메시지의 특정 데이터 필드에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 상기 BIG 단위로 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 오디오 데이터는 (i) 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스의 제공을 위한 데이터와 관련된 데이터 이벤트(data event) 및 (ii) 상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스의 제공을 위한 제어 정보와 관련된 제어 이벤트(control event)로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 이벤트는 상기 출력 크기 제어 정보와 다른 또 다른 출력 크기 제어 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 또 다른 출력 크기 제어 정보는 상기 오디오 데이터에 BIG 단위로 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 오디오 데이터가 전송된 후, 또 다른 오디오 데이터를 반복하여 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서 상기 오디오 데이터에 대한 상기 오디오 데이터 출력 크기는 상기 특정 데이터 구조 포함된 상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 결정되고,
    상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서 상기 반복되어 전송되는 또 다른 오디오 데이터에 대한 상기 오디오 데이터 출력 크기는 상기 또 다른 출력 크기 제어 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 특정 데이터 필드는 AdvData 필드인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 광고 메시지는 AUX_SYNC_IND 타입의 광고 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 근거리 무선 통신 시스템에서 제 1 디바이스가 오디오 데이터를 수신하는 방법은,
    브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 제 3 디바이스로부터 수신하는 단계;
    상기 제 1 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 제 3 디바이스로부터 수신하는 단계; 및
    상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 제 3 디바이스로부터 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 근거리 무선 통신 시스템에서 오디오 데이터를 전송하는 제 3 디바이스는,
    무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter);
    무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및
    상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 적어도 하나의 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하고,
    상기 적어도 하나의 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하고,
    상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 적어도 하나의 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하되,
    상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 디바이스 각각에서의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 제 3 디바이스.
  18. 근거리 무선 통신 시스템에서 오디오 데이터를 수신하는 제 1 디바이스는,
    무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter);
    무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및
    상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    브로드캐스트(broadcast) 오디오 데이터 스트리밍(audio data streaming) 서비스를 제공하기 위한 제 1 광고 메시지를 제 3 디바이스로부터 수신하도록 상기 수신기를 제어하고,
    상기 제 1 디바이스의 오디오 데이터 출력 크기(volume)를 제어하기 위한 출력 크기 제어 정보를 포함하는 제 2 광고 메시지를 상기 제 3 디바이스로부터 수신하도록 상기 수신기를 제어하고,
    상기 브로드캐스트 오디오 데이터 스트리밍 서비스와 관련된 상기 오디오 데이터를 상기 제 3 디바이스로부터 수신하도록 상기 수신기를 제어하되,
    상기 출력 크기 제어 정보에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 상기 오디오 데이터 출력 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 제 1 디바이스.
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