WO2022098156A1 - Method and device for protecting user privacy in wireless charging system using ble - Google Patents

Method and device for protecting user privacy in wireless charging system using ble Download PDF

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WO2022098156A1
WO2022098156A1 PCT/KR2021/016043 KR2021016043W WO2022098156A1 WO 2022098156 A1 WO2022098156 A1 WO 2022098156A1 KR 2021016043 W KR2021016043 W KR 2021016043W WO 2022098156 A1 WO2022098156 A1 WO 2022098156A1
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wireless power
irk
power transmitter
communication
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PCT/KR2021/016043
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
박용철
최진구
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엘지전자 주식회사
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    • H04L9/08—Key distribution or management, e.g. generation, sharing or updating, of cryptographic keys or passwords
    • H04L9/088—Usage controlling of secret information, e.g. techniques for restricting cryptographic keys to pre-authorized uses, different access levels, validity of crypto-period, different key- or password length, or different strong and weak cryptographic algorithms
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/50—Secure pairing of devices

Definitions

  • This specification relates to wireless power transmission.
  • the wireless power transmission technology is a technology for wirelessly transferring power between a power source and an electronic device.
  • the wireless power transfer technology enables charging of the battery of a wireless terminal by simply placing a wireless terminal such as a smartphone or tablet on a wireless charging pad, so that it is more efficient than a wired charging environment using a conventional wired charging connector. It can provide excellent mobility, convenience and safety.
  • wireless power transmission technology is used in various fields such as electric vehicles, wearable devices such as Bluetooth earphones and 3D glasses, home appliances, furniture, underground facilities, buildings, medical devices, robots, and leisure. It is attracting attention as it will replace the existing wired power transmission environment.
  • the wireless power transmission method is also referred to as a contactless power transmission method, a no point of contact power transmission method, or a wireless charging method.
  • a wireless power transmission system includes a wireless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and a wireless power reception device for receiving electrical energy wirelessly supplied from the wireless power transmission device and supplying power to a power receiving device such as a battery cell. It may consist of devices.
  • Wireless power transmission technology includes a method of transmitting power through magnetic coupling, a method of transmitting power through radio frequency (RF), a method of transmitting power through microwaves, and ultrasound
  • the magnetic coupling-based method is again classified into a magnetic induction method and a magnetic resonance method.
  • the magnetic induction method is a method of transmitting energy using a current induced in the receiving coil due to the magnetic field generated by the transmitting coil battery cell according to electromagnetic coupling between the transmitting coil and the receiving coil.
  • the magnetic resonance method is similar to the magnetic induction method in that it uses a magnetic field. However, in the magnetic resonance method, resonance occurs when a specific resonant frequency is applied to the coil of the transmitting side and the coil of the receiving side. It is different from magnetic induction.
  • an object of the present specification is to provide a technology for improving security between a wireless power transmitter and a wireless power receiver.
  • a new IRK is generated and a method and apparatus in which the new IRK is shared between a wireless power transmitter and a wireless power receiver can be provided. there is.
  • the PTx since a new IRK key is used for every connection, the PTx cannot track the PRx, and privacy between the connected BLE devices can be guaranteed.
  • the cross-connection issue between the neighboring third BLE in other words, a device other than (PTx and PRx in which the IRK is shared) and the PTx (and/or PRx) can be solved together. there is.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless power system 10 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram of a wireless power system 10 according to another embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating various electronic devices to which a wireless power transmission system is introduced.
  • FIG. 4 shows an example of WPC NDEF in a wireless power transmission system.
  • FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which an embodiment according to the present specification can be applied.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to an example.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to another example.
  • FIG. 9 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure.
  • FIG. 10 illustrates a power control control method according to an embodiment.
  • 11 is a block diagram of an apparatus for transmitting power wirelessly according to another embodiment.
  • FIG 12 shows an apparatus for receiving wireless power according to another embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a ping step according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a configuration step according to an embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a message field of a configuration packet (CFG) of a wireless power receiver according to an embodiment.
  • 16 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a negotiation phase or a renegotiation phase according to an embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a message field of a capability packet (CAP) of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • CAP capability packet
  • FIG. 18 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a power transmission step according to an embodiment.
  • 19 is a flowchart schematically illustrating a protocol for determining a communication mode to be used in a negotiation phase or a renegotiation phase according to an embodiment.
  • FIG. 20 schematically illustrates an example of an advertisement packet and a connection request packet.
  • 21 schematically illustrates an example of a static random device address.
  • FIG. 22 schematically illustrates an example of a resolvable private device address.
  • 24 is a flowchart of a method for performing out-band communication connection according to an embodiment of the present specification.
  • 25 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection according to another embodiment of the present specification.
  • 26 schematically illustrates an example situation that may be problematic.
  • FIG. 28 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection from the viewpoint of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present specification.
  • 29 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection from the viewpoint of a wireless power transmitter, according to an embodiment of the present specification.
  • a or B (A or B) may mean “only A”, “only B” or “both A and B”.
  • a or B (A or B)” may be interpreted as “A and/or B (A and/or B)”.
  • A, B or C(A, B or C) herein means “only A”, “only B”, “only C”, or “any and any combination of A, B and C ( any combination of A, B and C)”.
  • a slash (/) or a comma (comma) used herein may mean “and/or”.
  • A/B may mean “A and/or B”. Accordingly, “A/B” may mean “only A”, “only B”, or “both A and B”.
  • A, B, C may mean “A, B, or C”.
  • At least one of A and B may mean “only A”, “only B” or “both A and B”.
  • the expression “at least one of A or B” or “at least one of A and/or B” means “at least one It can be interpreted the same as “at least one of A and B”.
  • At least one of A, B and C means “only A”, “only B”, “only C”, or “A, B and C” Any combination of A, B and C”. Also, “at least one of A, B or C” or “at least one of A, B and/or C” means may mean “at least one of A, B and C”.
  • parentheses used herein may mean “for example”. Specifically, when displayed as “control information (PDCCH)”, “PDCCH” may be proposed as an example of “control information”. In other words, “control information” of the present specification is not limited to “PDCCH”, and “PDDCH” may be proposed as an example of “control information”. Also, even when displayed as “control information (ie, PDCCH)”, “PDCCH” may be proposed as an example of “control information”.
  • wireless power refers to any form of electric field, magnetic field, electromagnetic field, etc. transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver without the use of physical electromagnetic conductors. It is used to mean the energy of Wireless power may also be called a wireless power signal, and may refer to an oscillating magnetic flux enclosed by a primary coil and a secondary coil. Power conversion in a system is described herein for wirelessly charging devices including, for example, mobile phones, cordless phones, iPods, MP3 players, headsets, and the like.
  • a basic principle of wireless power transmission is, for example, a method of transmitting power through magnetic coupling, a method of transmitting power through a radio frequency (RF), and a microwave (microwave) method.
  • RF radio frequency
  • microwave microwave
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless power system 10 according to an embodiment.
  • a wireless power system 10 includes a wireless power transmitter 100 and a wireless power receiver 200 .
  • the wireless power transmitter 100 receives power from an external power source S to generate a magnetic field.
  • the wireless power receiving apparatus 200 receives power wirelessly by generating a current using the generated magnetic field.
  • the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may transmit/receive various information required for wireless power transmission.
  • the communication between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 is in-band communication using a magnetic field used for wireless power transmission or out-band communication using a separate communication carrier.
  • (out-band communication) may be performed according to any one method.
  • Out-band communication may be referred to as out-of-band communication.
  • terms will be unified as out-band communication. Examples of out-band communication may include NFC, Bluetooth (bluetooth), BLE (bluetooth low energy), and the like.
  • the wireless power transmitter 100 may be provided as a fixed type or a mobile type.
  • fixed types include embedded in furniture such as ceilings, walls, tables, etc., installed in outdoor parking lots, bus stops, subway stations, etc. There is this.
  • the portable wireless power transmission device 100 may be implemented as a portable device having a movable weight or size, or as a part of another device, such as a cover of a notebook computer.
  • the wireless power receiver 200 should be interpreted as a comprehensive concept including various electronic devices including batteries and various home appliances that are driven by receiving power wirelessly instead of a power cable.
  • Representative examples of the wireless power receiver 200 include a mobile terminal, a cellular phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA), and a portable media player (PMP: Portable Media Player), Wibro terminals, tablets, phablets, notebooks, digital cameras, navigation terminals, televisions, electric vehicles (EVs), and the like.
  • FIG. 2 is a block diagram of a wireless power system 10 according to another embodiment.
  • the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 exchange power on a one-to-one basis, but as shown in FIG. 2 , one wireless power transmitter 100 includes a plurality of wireless power receivers. It is also possible to transfer power to (200-1, 200-2,..., 200-M). In particular, when wireless power transmission is performed in a magnetic resonance method, one wireless power transmission device 100 applies a simultaneous transmission method or a time division transmission method to simultaneously multiple wireless power reception devices 200-1, 200-2, ...,200-M) can deliver power.
  • FIG. 1 shows a state in which the wireless power transmitter 100 directly transmits power to the wireless power receiver 200
  • the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 are connected wirelessly.
  • a separate wireless power transmission/reception device such as a relay or repeater for increasing the power transmission distance may be provided.
  • power may be transmitted from the wireless power transmitter 100 to the wireless power transceiver, and the wireless power transceiver may again transmit power to the wireless power receiver 200 .
  • the wireless power receiver, the power receiver, and the receiver referred to in this specification refer to the wireless power receiving apparatus 200 .
  • the wireless power transmitter, the power transmitter, and the transmitter referred to in this specification refer to the wireless power receiving and transmitting apparatus 100 .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating various electronic devices to which a wireless power transmission system is introduced.
  • FIG. 3 shows electronic devices classified according to the amount of power transmitted and received in the wireless power transmission system.
  • wearable devices such as a smart watch, a smart glass, a head mounted display (HMD), and a smart ring and an earphone, a remote control, a smart phone, a PDA, a tablet
  • a low-power (about 5W or less or about 20W or less) wireless charging method may be applied to mobile electronic devices (or portable electronic devices) such as a PC.
  • a medium-power (about 50W or less or about 200W or less) wireless charging method can be applied to small and medium-sized home appliances such as laptop computers, robot cleaners, TVs, sound devices, vacuum cleaners, and monitors.
  • Kitchen appliances such as blenders, microwave ovens, and electric rice cookers, personal mobility devices (or electronic devices/mobilities) such as wheelchairs, electric kickboards, electric bicycles, and electric vehicles, use high power (about 2 kW or less or 22 kW or less)
  • a wireless charging method may be applied.
  • the electronic devices/mobile means described above may each include a wireless power receiver to be described later. Accordingly, the above-described electronic devices/mobile means may be charged by wirelessly receiving power from the wireless power transmitter.
  • Standards for wireless power transmission include a wireless power consortium (WPC), an air fuel alliance (AFA), and a power matters alliance (PMA).
  • WPC wireless power consortium
  • AFA air fuel alliance
  • PMA power matters alliance
  • the WPC standard defines a baseline power profile (BPP) and an extended power profile (EPP).
  • BPP relates to a wireless power transmitter and receiver supporting 5W power transmission
  • EPP relates to a wireless power transmitter and receiver supporting power transmission in a range greater than 5W and less than 30W.
  • the WPC classifies a wireless power transmitter and a receiver into power class (PC) -1, PC0, PC1, and PC2, and provides standard documents for each PC.
  • PC power class
  • the PC-1 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide guaranteed power of less than 5W.
  • Applications of PC-1 include wearable devices such as smart watches.
  • the PC0 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide a guaranteed power of 5W.
  • the PC0 standard includes EPP with guaranteed power up to 30W.
  • in-band (IB) communication is a mandatory communication protocol of PC0
  • out-band (OB) communication used as an optional backup channel may also be used.
  • the wireless power receiver can identify whether OB is supported by setting an OB flag in a configuration packet.
  • the wireless power transmitter supporting the OB may enter the OB handover phase by transmitting a bit-pattern for OB handover as a response to the configuration packet.
  • the response to the configuration packet may be NAK, ND, or a newly defined 8-bit pattern.
  • Applications of PC0 include smartphones.
  • the PC1 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide guaranteed power of 30W to 150W.
  • the OB is an essential communication channel for PC1, and the IB is used for initialization and link establishment to the OB.
  • the wireless power transmitter may enter the OB handover phase by using a bit pattern for OB handover.
  • Applications of PC1 include laptops and power tools.
  • the PC2 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide guaranteed power of 200W to 2kW, and its applications include kitchen appliances.
  • PCs may be distinguished according to the power level, and whether to support the same compatibility between PCs may be optional or mandatory.
  • compatibility between identical PCs means that power transmission and reception are possible between identical PCs.
  • compatibility between different PCs may be supported.
  • compatibility between different PCs means that power transmission/reception is possible even between different PCs.
  • the wireless power transmitter having PC x can charge the wireless power receiver having PC y, it can be seen that compatibility between different PCs is maintained.
  • a wireless power receiver of the lap-top charging method that can stably charge only when power is continuously transmitted is called a wireless power transmitter of the same PC. Even so, there may be a problem in stably receiving power from the wireless power transmitter of the electric tool type that transmits power discontinuously.
  • the wireless power receiver may There is a risk of breakage. As a result, it is difficult for a PC to be an index/standard representing/indicating compatibility.
  • Wireless power transmission and reception devices can provide a very convenient user experience and interface (UX/UI). That is, a smart wireless charging service may be provided.
  • the smart wireless charging service may be implemented based on the UX/UI of a smartphone including a wireless power transmitter.
  • the interface between the smartphone's processor and the wireless charging receiver allows "drop and play" bidirectional communication between the wireless power transmitter and the receiver.
  • a 'profile' will be newly defined as an indicator/standard representing/indicating compatibility. That is, it can be interpreted that compatibility is maintained between wireless power transceivers having the same 'profile' so that stable power transmission and reception is possible, and power transmission and reception is impossible between wireless power transceivers having different 'profiles'.
  • Profiles may be defined according to application and/or compatibility independent of (or independently of) power class.
  • the profile can be broadly divided into three categories: i) mobile and computing, ii) power tools, and iii) kitchen.
  • the profile can be largely divided into i) mobile, ii) electric tool, iii) kitchen, and iv) wearable.
  • PC can be defined as PC0 and/or PC1
  • communication protocol/method is IB and OB
  • operating frequency is 87 ⁇ 205kHz
  • examples of applications include smartphones, laptops, etc.
  • the PC may be defined as PC1
  • the communication protocol/method may be IB
  • the operating frequency may be defined as 87 to 145 kHz
  • an electric tool may exist as an example of the application.
  • the PC may be defined as PC2, the communication protocol/method is NFC-based, and the operating frequency is less than 100 kHz, and examples of the application may include kitchen/home appliances.
  • NFC communication can be used between the wireless power transmitter and the receiver.
  • WPC NDEF NFC Data Exchange Profile Format
  • the wireless power transmitter and the receiver can confirm that they are NFC devices.
  • FIG. 4 shows an example of WPC NDEF in a wireless power transmission system.
  • the WPC NDEF is, for example, an application profile field (eg 1B), a version field (eg 1B), and profile specific data (eg 1B).
  • the application profile field indicates whether the device is i) mobile and computing, ii) powered tools, and iii) kitchen, the upper nibble of the version field indicates the major version and the lower nibble (lower nibble) indicates a minor version.
  • Profile-specific data also defines the content for the kitchen.
  • the PC may be defined as PC-1
  • the communication protocol/method may be IB
  • the operating frequency may be defined as 87 to 205 kHz
  • examples of the application may include a wearable device worn on the user's body.
  • Maintaining compatibility between the same profiles may be essential, and maintaining compatibility between different profiles may be optional.
  • profiles may be generalized and expressed as first to nth profiles, and new profiles may be added/replaced according to WPC standards and embodiments.
  • the wireless power transmitter selectively transmits power only to the wireless power receiver having the same profile as itself, thereby enabling more stable power transmission.
  • the burden on the wireless power transmitter is reduced and power transmission to an incompatible wireless power receiver is not attempted, the risk of damage to the wireless power receiver is reduced.
  • PC1 in the 'mobile' profile can be defined by borrowing optional extensions such as OB based on PC0, and in the case of the 'powered tools' profile, the PC1 'mobile' profile can be defined simply as a modified version.
  • OB optional extensions
  • the wireless power transmitter or the wireless power receiver may inform the counterpart of its profile through various methods.
  • the AFA standard refers to the wireless power transmitter as a power transmitting circuit (PTU), and the wireless power receiver as a power receiving circuit (PRU), and the PTU is classified into a number of classes as shown in Table 1, and the PRU is as shown in Table 2 classified into a number of categories.
  • PTU power transmitting circuit
  • PRU power receiving circuit
  • FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment.
  • the wireless power transmission system 10 includes a mobile device 450 wirelessly receiving power and a base station 400 wirelessly transmitting power.
  • the base station 400 is a device that provides inductive power or resonant power, and may include at least one wireless power transmitter 100 and a system circuit 405 .
  • the wireless power transmitter 100 may transmit inductive power or resonant power and control the transmission.
  • the wireless power transmitter 100 transmits power to an appropriate level and a power conversion circuit 110 that converts electrical energy into a power signal by generating a magnetic field through a primary coil(s)
  • a communication/control circuit 120 for controlling communication and power transfer with the wireless power receiver 200 may be included.
  • the system circuit 405 may perform input power provisioning, control of a plurality of wireless power transmitters, and other operation control of the base station 400 such as user interface control.
  • the primary coil may generate an electromagnetic field using AC power (or voltage or current).
  • the primary coil may receive AC power (or voltage or current) of a specific frequency output from the power conversion circuit 110 and may generate a magnetic field of a specific frequency accordingly.
  • the magnetic field may be generated non-radiatively or radially, and the wireless power receiver 200 receives it and generates a current. In other words, the primary coil transmits power wirelessly.
  • the primary coil and the secondary coil may have any suitable shape, for example, a copper wire wound around a high permeability formation such as ferrite or amorphous metal.
  • the primary coil may be referred to as a transmitting coil, a primary core, a primary winding, a primary loop antenna, or the like.
  • the secondary coil may be called a receiving coil, a secondary core, a secondary winding, a secondary loop antenna, a pickup antenna, etc. .
  • the primary coil and the secondary coil may be provided in the form of a primary resonance antenna and a secondary resonance antenna, respectively.
  • the resonant antenna may have a resonant structure including a coil and a capacitor.
  • the resonant frequency of the resonant antenna is determined by the inductance of the coil and the capacitance of the capacitor.
  • the coil may be formed in the form of a loop.
  • a core may be disposed inside the loop.
  • the core may include a physical core such as a ferrite core or an air core.
  • the resonance phenomenon refers to a phenomenon in which, when a near field corresponding to a resonant frequency is generated in one resonant antenna, when other resonant antennas are located around, both resonant antennas are coupled to each other and high efficiency energy transfer occurs between the resonant antennas. .
  • a magnetic field corresponding to the resonant frequency is generated between the primary resonant antenna and the secondary resonant antenna, a phenomenon occurs in which the primary resonant antenna and the secondary resonant antenna resonate with each other.
  • the magnetic field is focused toward the secondary resonant antenna with higher efficiency compared to the case where the magnetic field is radiated into free space, and thus energy can be transferred from the primary resonant antenna to the secondary resonant antenna with high efficiency.
  • the magnetic induction method may be implemented similarly to the magnetic resonance method, but in this case, the frequency of the magnetic field does not need to be the resonant frequency. Instead, in the magnetic induction method, matching between the loops constituting the primary coil and the secondary coil is required, and the distance between the loops must be very close.
  • the wireless power transmitter 100 may further include a communication antenna.
  • the communication antenna may transmit and receive communication signals using a communication carrier other than magnetic field communication.
  • the communication antenna may transmit and receive communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
  • the communication/control circuit 120 may transmit/receive information to and from the wireless power receiver 200 .
  • the communication/control circuit 120 may include at least one of an IB communication module and an OB communication module.
  • the IB communication module may transmit/receive information using a magnetic wave having a specific frequency as a center frequency.
  • the communication/control circuit 120 performs in-band communication by loading communication information on the operating frequency of wireless power transmission and transmitting it through the primary coil or by receiving the operating frequency containing the information through the primary coil. can do.
  • modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), frequency shift keying (FSK) or amplitude shift keying (ASK) and Manchester coding or non-zero return level (NZR) -L: Non-return-to-zero level
  • BPSK binary phase shift keying
  • FSK frequency shift keying
  • ASK amplitude shift keying
  • NZR non-zero return level
  • the OB communication module may perform out-band communication through a communication antenna.
  • the communication/control circuit 120 may be provided as a short-range communication module.
  • Examples of the short-distance communication module include communication modules such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
  • the communication/control circuit 120 may control the overall operation of the wireless power transmitter 100 .
  • the communication/control circuit 120 may perform calculation and processing of various types of information, and may control each component of the wireless power transmission apparatus 100 .
  • the communication/control circuit 120 may be implemented as a computer or a similar device using hardware, software, or a combination thereof.
  • the communication/control circuit 120 may be provided in the form of an electronic circuit that processes electrical signals to perform a control function, and in software, in the form of a program for driving the communication/control circuit 120 in hardware. can be provided.
  • the communication/control circuit 120 may control the transmit power by controlling an operating point.
  • the operating point to be controlled may correspond to a combination of frequency (or phase), duty cycle, duty ratio, and voltage amplitude.
  • the communication/control circuit 120 may control the transmission power by adjusting at least one of a frequency (or phase), a duty cycle, a duty ratio, and a voltage amplitude.
  • the wireless power transmitter 100 may supply constant power
  • the wireless power receiver 200 may control the received power by controlling the resonance frequency.
  • the mobile device 450 receives and stores the power received from the wireless power receiver 200 and the wireless power receiver 200 for receiving wireless power through a secondary coil, and stores the device. Includes a load (load, 455) to supply to.
  • the wireless power receiver 200 may include a power pick-up circuit 210 and a communication/control circuit 220 .
  • the power pickup circuit 210 may receive wireless power through the secondary coil and convert it into electrical energy.
  • the power pickup circuit 210 rectifies the AC signal obtained through the secondary coil and converts it into a DC signal.
  • the communication/control circuit 220 may control transmission and reception of wireless power (power transmission and reception).
  • the secondary coil may receive wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 .
  • the secondary coil may receive power using a magnetic field generated in the primary coil.
  • the specific frequency is the resonance frequency
  • a magnetic resonance phenomenon occurs between the primary coil and the secondary coil, so that power can be transmitted more efficiently.
  • the communication/control circuit 220 may further include a communication antenna.
  • the communication antenna may transmit and receive communication signals using a communication carrier other than magnetic field communication.
  • the communication antenna may transmit and receive communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
  • the communication/control circuit 220 may transmit/receive information to and from the wireless power transmitter 100 .
  • the communication/control circuit 220 may include at least one of an IB communication module and an OB communication module.
  • the IB communication module may transmit/receive information using a magnetic wave having a specific frequency as a center frequency.
  • the communication/control circuit 220 may perform IB communication by loading information on a magnetic wave and transmitting it through a secondary coil or by receiving a magnetic wave containing information through a secondary coil.
  • modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), frequency shift keying (FSK) or amplitude shift keying (ASK) and Manchester coding or non-zero return level (NZR) -L: Non-return-to-zero level
  • BPSK binary phase shift keying
  • FSK frequency shift keying
  • ASK amplitude shift keying
  • NZR non-zero return level
  • the OB communication module may perform out-band communication through a communication antenna.
  • the communication/control circuit 220 may be provided as a short-range communication module.
  • Examples of the short-distance communication module include communication modules such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
  • the communication/control circuit 220 may control the overall operation of the wireless power receiver 200 .
  • the communication/control circuit 220 may perform calculation and processing of various types of information, and may control each component of the wireless power receiver 200 .
  • the communication/control circuit 220 may be implemented as a computer or a similar device using hardware, software, or a combination thereof.
  • the communication/control circuit 220 may be provided in the form of an electronic circuit that processes electrical signals to perform a control function, and in software, in the form of a program that drives the communication/control circuit 220 in hardware. can be provided.
  • the communication/control circuit 120 and the communication/control circuit 220 are Bluetooth or Bluetooth LE as an OB communication module or a short-range communication module
  • the communication/control circuit 120 and the communication/control circuit 220 are respectively shown in FIG. 6 It can be implemented and operated with the same communication architecture as
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which an embodiment according to the present specification can be applied.
  • FIG. 6 shows an example of a protocol stack of Bluetooth BR (Basic Rate)/EDR (Enhanced Data Rate) supporting GATT, (b) is Bluetooth LE (Low Energy) An example of a protocol stack is shown.
  • Bluetooth BR Basic Rate
  • EDR Enhanced Data Rate
  • GATT GATT
  • Bluetooth LE Low Energy
  • the Bluetooth BR/EDR protocol stack has an upper controller stack (Controller stack, 460) and a lower one based on the host controller interface (HCI, 18). It may include a host stack (Host Stack, 470).
  • the host stack (or host module) 470 refers to a wireless transceiver module that receives a Bluetooth signal of 2.4 GHz and hardware for transmitting or receiving Bluetooth packets, and the controller stack 460 is connected to the Bluetooth module to configure the Bluetooth module. Control and perform actions.
  • the host stack 470 may include a BR/EDR PHY layer 12 , a BR/EDR baseband layer 14 , and a link manager layer 16 .
  • the BR/EDR PHY layer 12 is a layer for transmitting and receiving a 2.4 GHz radio signal.
  • GFSK Gaussian Frequency Shift Keying
  • the BR/EDR baseband layer 14 is responsible for transmitting a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a 625us-long time slot for each channel.
  • the link manager layer 16 controls the overall operation (link setup, control, security) of the Bluetooth connection by using LMP (Link Manager Protocol).
  • LMP Link Manager Protocol
  • the link manager layer 16 may perform the following functions.
  • the host controller interface layer 18 provides an interface between the host module and the controller module so that the host provides commands and data to the controller, and allows the controller to provide events and data to the host.
  • the host stack (or host module, 20) includes a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21), an attribute protocol (Protocol, 22), a generic attribute profile (GATT, 23), a generic access profile (Generic Access) Profile, GAP, 24), and BR/EDR profile (25).
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • Protocol 22
  • GATT generic attribute profile
  • GAP Generic Access Profile
  • BR/EDR profile 25.
  • the logical link control and adaptation protocol may provide one bidirectional channel for data transmission to a specific protocol or profile file.
  • the L2CAP 21 may multiplex various protocols, profiles, etc. provided by the Bluetooth upper layer.
  • L2CAP of Bluetooth BR/EDR uses dynamic channels, supports protocol service multiplexer, retransmission, and streaming mode, and provides segmentation and reassembly, per-channel flow control, and error control.
  • the generic attribute profile GATT 23 may be operable as a protocol that describes how the attribute protocol 22 is used in the configuration of services.
  • the generic attribute profile 23 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe characteristics associated with services.
  • the generic attribute profile 23 and the attribute protocol (ATT) 22 can use features to describe the state and services of a device, how they relate to each other and how they are used.
  • the attribute protocol 22 and the BR/EDR profile 25 define a service (profile) using Bluetooth BR/EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the Generic Access Profile , GAP, 24) define device discovery, connectivity, and security levels.
  • the Bluetooth LE protocol stack includes a controller stack 480 operable to process a timing-critical wireless device interface and a host stack operable to process high level data. (Host stack, 490).
  • the controller stack 480 may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth radio, for example, a processor module that may include a processing device such as a microprocessor.
  • the host stack 490 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 controller stack 480 includes a physical layer (PHY) 32, a link layer (Link Layer) 34, and a host controller interface (Host Controller Interface, 36).
  • PHY physical layer
  • Link Layer Link Layer
  • Hos Controller Interface 36
  • the physical layer (PHY, radio transmit/receive module, 32) is a layer for transmitting and receiving a 2.4 GHz radio signal, and uses Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation and a frequency hopping technique composed of 40 RF channels.
  • GFSK Gaussian Frequency Shift Keying
  • the link layer 34 which transmits or receives Bluetooth packets, performs advertising and scanning functions using three advertising channels, and then creates a connection between devices, and a maximum of 257 bytes of data packets through 37 data channels. Provides a function to send and receive
  • the host stack includes Generic Access Profile (GAP, 40), Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP, 41), Security Manager (SM, 42), Attribute Protocol (ATT, 440), and Generic Attribute Profile.
  • GAP Generic Access Profile
  • L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol
  • SM Security Manager
  • ATT Attribute Protocol
  • GATT Generic Attribute Profile
  • GATT General Access Profile
  • 25 may include the LT profile (46).
  • the host stack 490 is not limited thereto and may include various protocols and profiles.
  • the host stack uses L2CAP to multiplex various protocols and profiles provided by the Bluetooth upper layer.
  • L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41
  • L2CAP may provide one bidirectional channel for data transmission to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP 41 may be operable to multiplex data between higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
  • Bluetooth LE 3 fixed channels (1 for signaling CH, 1 for Security Manager, 1 for Attribute protocol) are basically used. And, if necessary, a dynamic channel may be used.
  • BR/EDR Base Rate/Enhanced Data Rate
  • a dynamic channel is basically used, and protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, etc. are supported.
  • SM Security Manager
  • ATT Attribute Protocol, 43
  • ATT has the following 6 message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
  • the Request message is a message for requesting and delivering specific information from the client device to the server device
  • the Response message is a response message to the Request message, a message that can be used for transmission from the server device to the client device.
  • Command message A message transmitted mainly from the client device to the server device to instruct a command for a specific operation.
  • the server device does not transmit a response to the command message to the client device.
  • Notification message A message sent from the server device to the client device for notification such as an event.
  • the client device does not send a confirmation message for the Notification message to the server device.
  • Indication and Confirm message A message transmitted from the server device to the client device for notification such as an event. Unlike the Notification message, the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device.
  • the present specification transmits a value for the data length when requesting long data in the GATT profile using the attribute protocol (ATT, 43) so that the client can clearly know the data length, and uses the UUID to obtain a characteristic (Characteristic) from the server value can be sent.
  • ATT attribute protocol
  • the general access profile (GAP, 45) is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology, and is used to control role selection and multi-profile operation for communication between Bluetooth LE devices.
  • the general access profile 45 is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, defines a method for providing information to a user, and defines the types of attributes as follows.
  • the LE profile 46 is mainly applied to Bluetooth LE devices as profiles that depend on GATT.
  • the LE profile 46 may include, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, and Time, and the specific contents of GATT-based Profiles are as follows.
  • the generic attribute profile (GATT) 44 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 43 is used in the configuration of services.
  • the generic attribute profile 44 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe characteristics associated with services.
  • the generic attribute profile 44 and the attribute protocol (ATT) 43 can use features to describe the state and services of a device, how they relate to each other and how they are used.
  • the BLE procedure may be divided into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, a connecting procedure, and the like.
  • the device filtering procedure is a method for reducing the number of devices that respond to requests, instructions, and notifications in the controller stack.
  • the controller stack can reduce the number of requests it transmits, so that power consumption can be reduced in the BLE controller stack.
  • An advertising device or a scanning device may perform the device filtering procedure to restrict devices receiving an advertisement packet, a scan request, or a connection request.
  • the advertisement device refers to a device that transmits an advertisement event, that is, performs advertisement, and is also expressed 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 has to send a scan request to the advertisement device.
  • the scanning device may ignore advertisement packets transmitted from the advertisement device.
  • a device filtering procedure may also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is not necessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.
  • the advertisement device performs an advertisement procedure to perform non-directional broadcast to devices in the area.
  • undirected advertising is advertising directed to all (all) devices rather than a broadcast directed to a specific device, and all devices scan advertisements to request additional information or You can make a connection request.
  • a device designated as a receiving device scans the advertisement to request additional information or a connection request.
  • An advertisement 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.
  • Advertising devices may receive a scan request from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertising 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 on which the scan request is received.
  • Broadcast user data sent as part of advertisement packets is dynamic data, whereas scan response data is generally static data.
  • An advertising device may receive a connection request from an initiating device on an advertising (broadcast) physical channel. If the advertising device uses a connectable advertising event and the initiating device is not filtered by the device filtering procedure, the advertising device stops advertising 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 sends a scan request to the advertisement device through an advertisement physical channel to request additional data from the advertisement device.
  • the advertisement device transmits a scan response that is a response to the scan request including additional data requested by the scanning device through the 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 sends a connection request to the advertisement device through an advertisement physical channel. You can start a Bluetooth connection with
  • the scanning device When the scanning device sends a connection request to the advertising device, the scanning device stops scanning initiator mode for additional broadcast, and enters the connected mode.
  • 'Bluetooth devices' Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter, referred to as 'Bluetooth devices') perform advertisement and scanning procedures 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 nearby devices is called a discovering device and listens to find devices that advertise a scannable advertisement event.
  • a Bluetooth device discovered and available from other devices is called a discoverable device and actively broadcasts an advertisement event so that other devices can scan it through an advertisement (broadcast) physical channel.
  • Both the discovering device and the discoverable device may be already connected to other Bluetooth devices in the piconet.
  • connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires that a specific Bluetooth device perform a scanning procedure while another Bluetooth device performs an advertisement procedure.
  • an advertisement procedure may be targeted, as a result of which only one device will respond to the advertisement.
  • a connection After receiving an accessible advertisement event from an advertisement device, a connection may be initiated by sending a connection request to the advertisement device through an advertisement (broadcast) physical channel.
  • the link layer enters the advertisement state by the instruction of the host (stack).
  • the link layer sends advertisement packet data circuits (PDUs) in advertisement events.
  • PDUs advertisement packet data circuits
  • Each advertisement event consists of at least one advertisement PDU, and the advertisement PDUs are transmitted through used advertisement channel indexes.
  • the advertisement event may be terminated earlier when the advertisement PDU is transmitted through the used advertisement channel indexes, or when the advertisement device needs to secure a space to perform another function.
  • the link layer enters the scanning state under the direction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertisement channel indices.
  • each scanning type is determined by a host.
  • a separate time or advertisement channel index for performing scanning is not defined.
  • the link layer listens for the advertisement channel index for a scanWindow duration.
  • the scanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.
  • the link layer MUST listen for completion of all scan intervals in the scan window as directed by the host, provided there is no scheduling conflict. In each scan window, the link layer must scan a different advertisement channel index. The link layer uses all available advertising channel indices.
  • the link layer In passive scanning, the link layer only receives packets and transmits no packets.
  • the link layer performs listening depending on the advertisement PDU type, which may request advertisement PDUs and additional information related to the advertisement device from the advertisement device.
  • the link layer enters the initiation state by the instruction of the host (stack).
  • the link layer When the link layer is in the initiating state, the link layer performs listening for advertisement channel indices.
  • the link layer listens for the advertisement channel index during the scan window period.
  • the link layer enters the connected state when the device making the connection request, that is, the initiating device sends a CONNECT_REQ PDU to the advertising device, or when the advertising device receives a CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
  • connection After entering the connection state, a connection is considered to be created. However, the connection need not be considered to be established at the time it enters the connected state. The only difference between the newly created connection and the established connection is the link layer connection supervision timeout value.
  • the link layer performing the master role is called a master, and the link layer performing the slave role is called a slave.
  • the master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the synchronization point between the master and the slave.
  • BLE devices use packets defined below.
  • the Link Layer has only one packet format used for both advertisement channel packets and data channel packets.
  • Each packet consists of four fields: a preamble, an access address, a PDU, and a CRC.
  • the PDU When one packet is transmitted in the advertisement channel, the PDU will be the advertisement channel PDU, and when one packet is transmitted in the data channel, the PDU will be the data channel PDU.
  • An advertisement channel PDU Packet Data Circuit
  • PDU Packet Data Circuit
  • the PDU type field of the advertisement channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 3 below.
  • Advertising PDU (Advertising PDU )
  • advertisement channel PDU types are called advertisement PDUs and are used in specific events.
  • ADV_IND Linkable non-directional advertising event
  • ADV_NONCONN_IND Non-Linkable Non-Directional Advertising Event
  • ADV_SCAN_IND Scannable non-directional advertising event
  • the PDUs are transmitted in the link layer in the advertisement state and are received by the link layer in the scanning state or initiating state.
  • advertisement channel PDU types are called scanning PDUs and are used in the state described below.
  • SCAN_REQ Sent by the link layer in the scanning state, and received by the link layer in the advertisement state.
  • SCAN_RSP Sent by the link layer in the advertisement state, and received by the link layer in the scanning state.
  • initiation PDUs The following advertisement channel PDU types are called initiation PDUs.
  • CONNECT_REQ Sent by the link layer in the initiating state, and received by the link layer in the advertising state.
  • the data channel PDU may have a 16-bit header, payloads of various sizes, and include a Message Integrity Check (MIC) field.
  • MIC Message Integrity Check
  • the load 455 may be a battery.
  • the battery may store energy using power output from the power pickup circuit 210 .
  • the battery is not necessarily included in the mobile device 450 .
  • the battery may be provided as a detachable external configuration.
  • the wireless power receiving apparatus 200 may include a driving means for driving various operations of the electronic device instead of a battery.
  • the mobile device 450 is shown to include the wireless power receiver 200 and the base station 400 is shown to include the wireless power transmitter 100, in a broad sense, the wireless power receiver ( 200 may be identified with the mobile device 450 , and the wireless power transmitter 100 may be identified with the base station 400 .
  • wireless power transmission including the communication/control circuit 120 may be represented by a simplified block diagram as shown in FIG. 7 .
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to an example.
  • the wireless power transmitter 100 includes a power conversion circuit 110 and a communication/control circuit 120 .
  • the communication/control circuit 120 includes an in-band communication module 121 and a BLE communication module 122 .
  • the wireless power receiver 200 includes a power pickup circuit 210 and a communication/control circuit 220 .
  • the communication/control circuit 220 includes an in-band communication module 221 and a BLE communication module 222 .
  • the BLE communication modules 122 , 222 perform the architecture and operation according to FIG. 6 .
  • the BLE communication modules 122 and 222 may be used to establish a connection between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200, and to exchange control information and packets necessary for wireless power transmission. there is.
  • the communication/control circuit 120 may be configured to operate a profile for wireless charging.
  • the profile for wireless charging may be GATT using BLE transmission.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to another example.
  • the communication/control circuits 120 and 220 include only in-band communication modules 121 and 221 , respectively, and the BLE communication modules 122 and 222 are the communication/control circuits 120 , 220) and a form separately provided is also possible.
  • the coil or the coil unit may be referred to as a coil assembly, a coil cell, or a cell including a coil and at least one element adjacent to the coil.
  • FIG. 9 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure.
  • the power transmission from the wireless power transmitter to the receiver is largely a selection phase (selection phase, 510), a ping phase (ping phase, 520), identification and configuration phase (identification) and configuration phase, 530), a negotiation phase (540), a calibration phase (550), a power transfer phase (560), and a renegotiation phase (570). .
  • the selection step 510 transitions when a specific error or a specific event is detected while initiating or maintaining the power transmission - including, for example, reference numerals S502, S504, S508, S510 and S512.
  • the wireless power transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface. If the wireless power transmitter detects that an object is placed on the interface surface, it may transition to the ping step 520 .
  • the wireless power transmitter transmits an analog ping signal that is a power signal (or pulse) corresponding to a very short duration, and the current of the transmitting coil or the primary coil Based on the change, it is possible to detect whether an object is present in an active area of the interface surface.
  • the wireless power transmitter may measure a quality factor of a wireless power resonance circuit (eg, a power transmission coil and/or a resonance capacitor).
  • a quality factor may be measured in order to determine whether the wireless power receiver is placed in the charging area together with the foreign material.
  • an inductance and/or a series resistance component in the coil may be reduced due to an environmental change, thereby reducing a quality factor value.
  • the wireless power transmitter may receive a pre-measured reference quality factor value from the wireless power receiver in a state in which the foreign substance is not disposed in the charging area.
  • the presence of foreign substances may be determined by comparing the reference quality factor value received in the negotiation step 540 with the measured quality factor value.
  • a specific wireless power receiving device may have a low reference quality factor value depending on the type, use, and characteristics of the wireless power receiving device. In this case, since there is no significant difference between the measured quality factor value and the reference quality factor value, it may be difficult to determine the presence of foreign substances. Therefore, it is necessary to further consider other determining factors or to determine the presence of foreign substances by using other methods.
  • a quality factor value within a specific frequency domain may be measured in order to determine whether the object is disposed with the foreign material in the charging area.
  • the inductance and/or the series resistance component in the coil may be reduced due to environmental changes, and thus the resonance frequency of the coil of the wireless power transmitter may be changed (shifted). That is, the quality factor peak frequency, which is the frequency at which the maximum quality factor value within the operating frequency band is measured, may be moved.
  • the wireless power transmitter wakes up the receiver and transmits a digital ping for identifying whether the detected object is a wireless power receiver.
  • the wireless power transmitter may transition back to the selection step 510 .
  • the wireless power transmitter receives a signal indicating that power transmission is complete from the receiver in the ping step 520 , that is, a charging complete packet, it may transition to the selection step 510 .
  • the wireless power transmitter may transition to the identification and configuration step 530 for identifying the receiver and collecting receiver configuration and state information.
  • the wireless power transmitter receives an unwanted packet (unexpected packet), or a desired packet is not received for a predefined time (time out), or there is a packet transmission error (transmission error), If a power transfer contract is not established (no power transfer contract), the transition may be performed to the selection step 510 .
  • the wireless power transmitter may determine whether it is necessary to enter the negotiation step 540 based on the negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 530 . As a result of the check, if negotiation is necessary, the wireless power transmitter may enter a negotiation step 540 to perform a predetermined FOD detection procedure. On the other hand, as a result of the check, if negotiation is not required, the wireless power transmitter may directly enter the power transmission step 560 .
  • the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) status packet including a reference quality factor value.
  • FOD status packet including the reference peak frequency value may be received.
  • a status packet including a reference quality factor value and a reference peak frequency value may be received.
  • the wireless power transmitter may determine a quality factor threshold for FO detection based on the reference quality factor value.
  • the wireless power transmitter may determine a peak frequency threshold for FO detection based on a reference peak frequency value.
  • the wireless power transmitter can detect whether FO is present in the charging area using the determined quality factor threshold for FO detection and the currently measured quality factor value (quality factor value measured before the ping step), and Power transmission can be controlled accordingly. For example, when the FO is detected, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter can detect whether FO is present in the charging area using the determined peak frequency threshold for FO detection and the currently measured peak frequency value (the peak frequency value measured before the ping step), and Power transmission can be controlled accordingly. For example, when the FO is detected, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter may return to the selection step 510 .
  • the wireless power transmitter may enter the power transfer step 560 through the correction step 550 .
  • the wireless power transmitter determines the intensity of power received by the receiver in the correction step 550, and the receiver and the receiver to determine the intensity of power transmitted from the transmitter. Power loss at the transmitting end can be measured. That is, the wireless power transmitter may estimate the power loss based on the difference between the transmit power of the transmitter and the receive power of the receiver in the correction step 550 .
  • the wireless power transmitter may correct a threshold for FOD detection by reflecting the predicted power loss.
  • the wireless power transmitter receives an unwanted packet (unexpected packet), a desired packet is not received for a predefined time (time out), or a violation of a preset power transmission contract occurs Otherwise (power transfer contract violation) or when charging is completed, the process may shift to the selection step 510 .
  • the wireless power transmitter may transition to the renegotiation step 570 when it is necessary to reconfigure the power transmission contract according to a change in the state of the wireless power transmitter. In this case, when the renegotiation is normally completed, the wireless power transmitter may return to the power transmission step 560 .
  • the calibration step 550 may be integrated into the power transmission step 560. In this case, in the calibration step 550, Operations may be performed in a power transfer step 560 .
  • the power transmission contract may be established based on status and characteristic information of the wireless power transmitter and the receiver.
  • the wireless power transmitter state information may include information on the maximum transmittable power amount, information on the maximum acceptable number of receivers, and the like, and the receiver state information may include information on required power and the like.
  • FIG. 10 illustrates a power control control method according to an embodiment.
  • the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may control the amount of power transmitted by performing communication together with power transmission/reception.
  • the wireless power transmitter and the wireless power receiver operate at a specific control point.
  • the control point represents a combination of voltage and current provided from an output of the wireless power receiver when power transfer is performed.
  • the wireless power receiver selects a desired control point - a desired output current/voltage, a temperature at a specific location of the mobile device, and additionally an actual control point currently operating. ) to determine
  • the wireless power receiver may calculate a control error value using a desired control point and an actual control point, and transmit it to the wireless power transmitter as a control error packet.
  • the wireless power transmitter may control power transfer by setting/controlling a new operating point - amplitude, frequency, and duty cycle - using the received control error packet. Therefore, the control error packet is transmitted/received at regular time intervals in the strategy delivery step, and as an embodiment, the wireless power receiver sets the control error value to a negative number when trying to reduce the current of the wireless power transmitter, and a control error when trying to increase the current. It can be transmitted by setting the value to a positive number. As described above, in the induction mode, the wireless power receiver can control power transfer by transmitting a control error packet to the wireless power transmitter.
  • the resonance mode which will be described below, may operate in a different manner from that in the induction mode.
  • one wireless power transmitter In the resonance mode, one wireless power transmitter must be able to simultaneously serve a plurality of wireless power receivers.
  • the wireless power transmitter transmits basic power in common, and the wireless power receiver attempts to control the amount of power received by controlling its own resonance frequency.
  • the method described with reference to FIG. 10 is not completely excluded even in the resonance mode operation, and additional transmission power control may be performed by the method of FIG. 10 .
  • 11 is a block diagram of an apparatus for transmitting power wirelessly according to another embodiment.
  • the shared mode may refer to a mode in which one-to-many communication and charging are performed between the wireless power transmitter and the wireless power receiver.
  • the shared mode may be implemented in a magnetic induction method or a resonance method.
  • the wireless power transmitter 700 includes a cover 720 covering the coil assembly, a power adapter 730 for supplying power to the power transmitter 740 , a power transmitter 740 for wirelessly transmitting power, or at least one of a user interface 750 providing power transfer progress and other related information.
  • the user interface 750 may be optionally included or may be included as another user interface 750 of the wireless power transmitter 700 .
  • the power transmitter 740 may include at least one of a coil assembly 760 , an impedance matching circuit 770 , an inverter 780 , a communication circuit 790 , and a control circuit 710 .
  • the coil assembly 760 includes at least one primary coil that generates a magnetic field, and may be referred to as a coil cell.
  • the impedance matching circuit 770 may provide impedance matching between the inverter and the primary coil(s).
  • the impedance matching circuit 770 may generate a resonance at a suitable frequency to boost the primary coil current.
  • the impedance matching circuitry in the multi-coil power transmitter 740 may further include a multiplex to route a signal from the inverter to a subset of the primary coils.
  • the impedance matching circuit may be referred to as a tank circuit.
  • the impedance matching circuit 770 may include a capacitor, an inductor, and a switching element for switching a connection thereof. Impedance matching detects a reflected wave of wireless power transmitted through the coil assembly 760, and switches a switching element based on the detected reflected wave to adjust the connection state of the capacitor or inductor, adjust the capacitance of the capacitor, or adjust the inductance of the inductor This can be done by adjusting.
  • the impedance matching circuit 770 may be omitted, and the present specification also includes an embodiment of the wireless power transmitter 700 in which the impedance matching circuit 770 is omitted.
  • Inverter 780 may convert a DC input to an AC signal. Inverter 780 may be driven half-bridge or full-bridge to generate pulse waves of an adjustable frequency and duty cycle. The inverter may also include a plurality of stages to adjust the input voltage level.
  • the communication circuit 790 may communicate with the power receiver.
  • the power receiver performs load modulation to communicate requests and information to the power transmitter.
  • the power transmitter 740 may monitor the amplitude and/or phase of the current and/or voltage of the primary coil to demodulate data transmitted by the power receiver using the communication circuitry 790 .
  • the power transmitter 740 may control the output power to transmit data using a frequency shift keying (FSK) method or the like through the communication circuit 790 .
  • FSK frequency shift keying
  • the control circuit 710 may control communication and power transmission of the power transmitter 740 .
  • the control circuit 710 may control power transmission by adjusting the above-described operating point.
  • the operating point may be determined by, for example, at least one of an operating frequency, a duty cycle, and an input voltage.
  • the communication circuit 790 and the control circuit 710 may be provided as separate circuits/devices/chipsets or as one circuit/device/chipset.
  • FIG 12 shows an apparatus for receiving wireless power according to another embodiment.
  • This may belong to a wireless power transmission system of a magnetic resonance method or a shared mode.
  • a wireless power receiving device 800 includes a user interface 820 that provides power transfer progress and other related information, a power receiver 830 that receives wireless power, a load circuit 840 or a coil assembly. It may include at least one of the base 850 to support and cover. In particular, the user interface 820 may be optionally included or may be included as another user interface 82 of the power receiving equipment.
  • the power receiver 830 may include at least one of a power converter 860 , an impedance matching circuit 870 , a coil assembly 880 , a communication circuit 890 , and a control circuit 810 .
  • the power converter 860 may convert AC power received from the secondary coil into a voltage and current suitable for a load circuit.
  • the power converter 860 may include a rectifier.
  • the rectifier may rectify the received wireless power and convert it from AC to DC.
  • the rectifier may convert alternating current to direct current using a diode or transistor, and smooth it using a capacitor and a resistor.
  • a full-wave rectifier, a half-wave rectifier, and a voltage multiplier implemented as a bridge circuit or the like may be used.
  • the power converter may adapt the reflected impedance of the power receiver.
  • the impedance matching circuit 870 may provide impedance matching between the combination of the power converter 860 and the load circuit 840 and the secondary coil. As an embodiment, the impedance matching circuit may generate a resonance near 100 kHz that may enhance power transfer.
  • the impedance matching circuit 870 may include a capacitor, an inductor, and a switching element for switching a combination thereof. Impedance matching may be performed by controlling a switching element of a circuit constituting the impedance matching circuit 870 based on a voltage value, a current value, a power value, a frequency value, etc. of the received wireless power. In some cases, the impedance matching circuit 870 may be omitted, and the present specification also includes an embodiment of the wireless power receiver 200 in which the impedance matching circuit 870 is omitted.
  • the coil assembly 880 includes at least one secondary coil, and may optionally further include an element for shielding a metal part of the receiver from a magnetic field.
  • Communication circuitry 890 may perform load modulation to communicate requests and other information to the power transmitter.
  • the power receiver 830 may switch a resistor or a capacitor to change the reflected impedance.
  • the control circuit 810 may control the received power. To this end, the control circuit 810 may determine/calculate a difference between an actual operating point of the power receiver 830 and a desired operating point. In addition, the control circuit 810 may adjust/reduce the difference between the actual operating point and the desired operating point by adjusting the reflected impedance of the power transmitter and/or performing a request to adjust the operating point of the power transmitter. When this difference is minimized, optimal power reception can be performed.
  • the communication circuit 890 and the control circuit 810 may be provided as separate devices/chipsets or as one device/chipset.
  • the wireless power transmitter and the wireless power receiver enter the Negotiation Phase through a ping phase, a configuration phase, or a ping phase, a configuration phase, a negotiation phase. It can enter the power transfer phase through , and then enter the re-negotiation phase.
  • FIG. 13 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a ping step according to an embodiment.
  • the wireless power transmitter 1010 checks whether an object exists in an operating volume by transmitting an analog ping ( S1101 ).
  • the wireless power transmitter 1010 may detect whether an object exists in the working space based on a change in current of a transmission coil or a primary coil.
  • the wireless power transmitter 1010 When it is determined that there is an object in the working space by analog ping, the wireless power transmitter 1010 performs foreign material detection (FOD) before power transmission to check whether there is a foreign object in the operating volume. It can be done (S1102).
  • the wireless power transmitter 1010 may perform an operation for protecting the NFC card and/or the RFID tag.
  • the wireless power transmitter 1010 identifies the wireless power receiver 1020 by transmitting a digital ping (S1103).
  • the wireless power receiver 1020 recognizes the wireless power transmitter 1010 by receiving the digital ping.
  • the wireless power receiver 1020 Upon receiving the digital ping, the wireless power receiver 1020 transmits a signal strength data packet (SIG) to the wireless power transmitter 1010 ( S1104 ).
  • SIG signal strength data packet
  • the wireless power transmitter 1010 receiving the SIG from the wireless power receiver 1020 may identify that the wireless power receiver 1020 is located in an operating volume.
  • FIG. 14 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a configuration step according to an embodiment.
  • the wireless power receiver 1020 transmits its identification information to the wireless power transmitter 1010 , and the wireless power receiver 1020 and the wireless power transmitter 1010 . may establish a baseline Power Transfer Contract.
  • the wireless power receiver 1020 may transmit an identification data packet (ID) to the wireless power transmitter 1010 to identify itself ( S1201 ). Also, the wireless power receiver 1020 may transmit an extended identification data packet (XID) to the wireless power transmitter 1010 ( S1202 ). Also, the wireless power receiver 1020 may transmit a power control hold-off data packet (PCH) to the wireless power transmitter 1010 for a power transmission contract or the like (S1203). Also, the wireless power receiver 1020 may transmit a configuration data packet (CFG) to the wireless power transmitter (S1204).
  • ID identification data packet
  • XID extended identification data packet
  • PCH power control hold-off data packet
  • CFG configuration data packet
  • the wireless power transmitter 1010 may transmit an ACK in response to the CFG (S1205).
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a message field of a configuration packet (CFG) of a wireless power receiver according to an embodiment.
  • the configuration packet (CFG) may have a header value of 0x51 and, referring to FIG. 18 , may include a 5-byte message field.
  • a 1-bit authentication (AI) flag and a 1-bit out-of-band (OB) flag may be included in the message field of the configuration packet (CFG).
  • the authentication flag AI indicates whether the wireless power receiver 1020 supports the authentication function. For example, if the value of the authentication flag AI is '1', it indicates that the wireless power receiver 1020 supports an authentication function or operates as an authentication initiator, and the authentication flag AI If the value of is '0', it may indicate that the wireless power receiver 1020 does not support the authentication function or cannot operate as an authentication initiator.
  • the out-band (OB) flag indicates whether the wireless power receiver 1020 supports out-band communication. For example, if the value of the out-band (OB) flag is '1', the wireless power receiver 1020 instructs out-band communication, and if the value of the out-band (OB) flag is '0', the wireless power receiver ( 1020) may indicate that out-band communication is not supported.
  • the wireless power transmitter 1010 may receive the configuration packet (CFG) of the wireless power receiver 1020 and check whether the wireless power receiver 1020 supports the authentication function and whether out-band communication is supported. .
  • CFG configuration packet
  • 16 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a negotiation phase or a renegotiation phase according to an embodiment.
  • a power transmission contract may be renewed, or information may be exchanged for establishing out-band communication.
  • the wireless power receiver 1020 receives an identification data packet (ID) and a capabilities data packet (CAP) of the wireless power transmitter 1010 using a general request data packet (GRQ). can do.
  • ID identification data packet
  • CAP capabilities data packet
  • GRQ general request data packet
  • the general request packet (GRQ) may have a header value of 0x07 and may include a 1-byte message field.
  • the message field of the general request packet (GRQ) may include a header value of a data packet that the wireless power receiver 1020 requests from the wireless power transmitter 1010 using the GRQ packet. For example, when the wireless power receiver 1020 requests the ID packet of the wireless power transmitter 1010 using the GRQ packet, the wireless power receiver 1020 wirelessly enters the message field of the general request packet (GRQ).
  • a general request packet (GRQ/id) including a header value (0x30) of the ID packet of the power transmitter 1010 is transmitted.
  • the wireless power receiver 1020 transmits a GRQ packet (GRQ/id) requesting an ID packet of the wireless power transmitter 1010 to the wireless power transmitter 1010 . It can be transmitted (S1301).
  • GRQ/id GRQ/id
  • the wireless power transmitter 1010 receiving the GRQ/id may transmit the ID packet to the wireless power receiver 1020 (S1302).
  • the ID packet of the wireless power transmitter 1010 includes information on the Manufacturer Code.
  • the ID packet including information on the Manufacturer Code enables the manufacturer of the wireless power transmitter 1010 to be identified.
  • the wireless power receiver 1020 transmits a GRQ packet (GRQ/cap) requesting a performance packet (CAP) of the wireless power transmitter 1010 to the wireless power transmitter ( 1010) (S1303).
  • the message field of the GRQ/cap may include a header value (0x31) of the performance packet (CAP).
  • the wireless power transmitter 1010 receiving the GRQ/cap may transmit a performance packet (CAP) to the wireless power receiver 1020 (S1304).
  • CAP performance packet
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a message field of a capability packet (CAP) of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • CAP capability packet
  • the capability packet (CAP) may have a header value of 0x31 and, referring to FIG. 20 , may include a message field of 3 bytes.
  • the message field of the capability packet may include a 1-bit authentication (AR) flag and a 1-bit out-of-band (OB) flag.
  • AR authentication
  • OB out-of-band
  • the authentication flag AR indicates whether the wireless power transmitter 1010 supports the authentication function. For example, if the value of the authentication flag AR is '1', it indicates that the wireless power transmitter 1010 supports the authentication function or can operate as an authentication responder, and If the value is '0', it may indicate that the wireless power transmitter 1010 does not support the authentication function or cannot operate as an authentication responder.
  • the out-band (OB) flag indicates whether the wireless power transmitter 1010 supports out-band communication. For example, if the value of the out-band (OB) flag is '1', the wireless power transmitter 1010 instructs out-band communication, and if the value of the out-band (OB) flag is '0', the wireless power transmitter 1010 ( 1010) may indicate that out-band communication is not supported.
  • the wireless power receiver 1020 receives the performance packet (CAP) of the wireless power transmitter 1010, and can check whether the wireless power transmitter 1010 supports the authentication function and whether out-band communication is supported. .
  • CAP performance packet
  • the wireless power receiver 1020 uses at least one specific request data packet (SRQ) in the negotiation step or the renegotiation step in relation to the power to be provided in the power transmission step.
  • SRQ specific request data packet
  • the elements of (Power Transfer Contract) may be updated, and the negotiation phase or the renegotiation phase may be terminated (S1305).
  • the wireless power transmitter 1010 may transmit only ACK, only ACK or NAK, or only ACK or ND in response to a specific request packet (SRQ) according to the type of the specific request packet (SRQ) (S1306) .
  • SRQ specific request packet
  • a data packet or message exchanged between the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 in the above-described ping step, configuration step, and negotiation/renegotiation step may be transmitted/received through in-band communication.
  • FIG. 18 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a power transmission step according to an embodiment.
  • the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 may transmit/receive wireless power based on a power transmission contract.
  • the wireless power receiver 1020 includes a control error packet (CE) including information on a difference between an actual operating point and a target operating point. control error data packet) to the wireless power transmitter 1010 (S1401).
  • CE control error packet
  • S1401 wireless power transmitter 1010
  • the wireless power receiver 1020 wirelessly transmits a Received Power data packet (RP) including information on the received power value of the wireless power received from the wireless power transmitter 1010 . It transmits to the power transmitter 1010 (S1402).
  • RP Received Power data packet
  • control error packet (CE) and the received power packet (RP) are data packets that must be repeatedly transmitted/received according to a timing constraint required for wireless power control.
  • the wireless power transmitter 1010 may control the level of wireless power transmitted based on the control error packet CE and the received power packet RP received from the wireless power receiver 1020 .
  • the wireless power transmitter 1010 may respond to the received power packet (RP) with an 8-bit bit pattern such as ACK, NAK, and ATN (S1403).
  • the wireless power transmitter 1010 When the wireless power transmitter 1010 responds with an ACK to the received power packet (RP/0) having a mode value of 0, it means that power transmission can continue to the current level.
  • the wireless power transmitter 1010 responds with NAK to the received power packet RP/0 having a mode value of 0, it means that the wireless power receiver 1020 should reduce power consumption.
  • the wireless power transmitter 1010 responds with an ACK
  • the wireless power receiver 1020 transmits the received power packet (RP/ 1 or RP/2) means that the power correction value included in it has been accepted.
  • the wireless power transmitter 1010 responds with NAK
  • the wireless power receiver 1020 transmits the received power packet (RP/ 1 or RP/2) means that the power correction value included in the value was not accepted.
  • the wireless power transmitter 1010 When the wireless power transmitter 1010 responds with the ATN to the received power packet (RP), it means that the wireless power transmitter 1010 requests permission for communication.
  • the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 control the power level transmitted/received based on the response to the control error packet (CE), the received power packet (RP), and the received power packet (RP) can do.
  • CE control error packet
  • RP received power packet
  • RP received power packet
  • the wireless power receiver 1020 transmits a charge status packet (CHS, Charge Status data packet) including information on the charge state of the battery to the wireless power transmitter 1010 (S1404) .
  • the wireless power transmitter 1010 may control the power level of the wireless power based on information on the state of charge of the battery included in the state of charge packet (CHS).
  • the wireless power transmitter 1010 and/or the wireless power receiver 1020 may enter the renegotiation step to renew a power transmission contract.
  • the wireless power transmitter 1010 responds to the received power packet (RP) with ATN.
  • the wireless power receiver 1020 may transmit the DSR/poll packet to the wireless power transmitter 1010 to give the wireless power transmitter 1010 an opportunity to transmit the data packet (S1405).
  • the wireless power transmitter 1010 transmits a performance packet (CAP) to the wireless power receiver 1020 in response to the DSR/poll packet (S1406)
  • the wireless power receiver 1020 requests the progress of the renegotiation step.
  • CAP performance packet
  • NEGO renegotiation packet
  • the wireless power receiver 1020 In the power transmission step, when the wireless power receiver 1020 wants to enter the renegotiation step, the wireless power receiver 1020 transmits a renegotiation packet (NEGO) requesting the progress of the renegotiation step to the wireless power transmitter 1010. transmit (S1407), and when the wireless power transmitter 1010 responds with ACK to the renegotiation packet (NEGO) (S1408), the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 enter the renegotiation phase do.
  • NEGO renegotiation packet
  • the wireless power transmission system may have an application layer message exchange function to support extension to various application fields. Based on this function, device authentication-related information or other application-level messages may be transmitted/received between the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 .
  • an application layer message exchange function to support extension to various application fields. Based on this function, device authentication-related information or other application-level messages may be transmitted/received between the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 .
  • a separate hierarchical architecture for data transmission is required, and efficient management of the hierarchical architecture and An operating method is required.
  • 19 is a flowchart schematically illustrating a protocol for determining a communication mode to be used in a negotiation phase or a renegotiation phase according to an embodiment.
  • the wireless power transmitter 1010 may include an in-band communication module 1011 and an out-band communication module 1012 .
  • the in-band communication module 1011 may perform message modulation, message transmission, message demodulation, etc. through in-band communication
  • the out-band communication module 1012 may perform message modulation, message transmission, message demodulation, etc. through out-band communication. can be performed.
  • the in-band communication module 1011 and the out-band communication module 1012 may be physically separated from each other, but may be physically implemented by one processor.
  • the wireless power receiver 1020 may also include an in-band communication module 1021 and an out-band communication module 1022 .
  • the in-band communication module 1021 may perform message modulation, message transmission, message demodulation, etc. through in-band communication
  • the out-band communication module 1022 may perform message modulation, message transmission, message demodulation, etc. through out-band communication. can be performed.
  • the in-band communication module 1021 and the out-band communication module 1022 may be physically separated from each other, but may be physically implemented by one processor.
  • both the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 support out-band communication and BLE communication is used as the out-band communication.
  • the wireless power receiver 1020 may transmit a specific request packet (SRQ/com) including information on a communication mode to be used in the power transmission step to the wireless power transmitter 1010 (S1501). ).
  • SRQ/com specific request packet
  • the specific request packet (SRQ/com) transmitted in S1501 may be a type of the specific request packet (SRQ) transmitted in S1305 of the negotiation step or renegotiation step described with reference to FIG. 16 .
  • the wireless power transmitter 1010 may respond with ACK to SRQ/com (S1502).
  • the wireless power transmitter 1010 may be forced to respond only with ACK to SRQ/com.
  • the wireless power receiver 1020 may transmit a data packet including a BLE device address through in-band communication (S1503).
  • the wireless power receiver 1020 refers to a data packet including its BLE device address as a BLE connection request message.
  • the wireless power receiver 1020 transmits the BLE connection request message only when it is decided to communicate using the mixed mode (or the first mixed mode, the second mixed mode) or the out-band mode in the power transmission step through SRQ/com. can be transmitted That is, the wireless power receiver 1020 may not transmit the BLE connection request message when it is decided to communicate using the in-band mode in the power transmission step through SRQ/com.
  • the BLE connection request message may include, for example, 6-byte, Bluetooth device address information of the wireless power receiver 1020 .
  • the wireless power receiver 1020 may use a random static device address as a Bluetooth device address to protect user privacy.
  • the wireless power transmitter 1010 that has received the BLE connection request message from the wireless power receiver 1020 may respond with ACK or NAK to inform whether the BLE connection request message is normally received. Alternatively, when the wireless power transmitter 1010 cannot process the BLE connection request message, it may respond with an ND.
  • the wireless power transmitter 1010 that has normally received the BLE connection request message may transmit a data packet including its BLE device address through in-band communication (S1504).
  • the wireless power transmitter 1010 refers to a data packet including its BLE device address as a BLE connection response message.
  • the BLE connection response message may include, for example, 6-byte information on the Bluetooth device address of the wireless power transmitter 1010 .
  • the wireless power receiver 1020 is a general request packet (GRQ / requesting an address packet of the wireless power transmitter 1010) in order to receive the Bluetooth device address (Bluetooth Device Address) of the wireless power transmitter 1010. ble) may be transmitted to the wireless power transmitter 1010 .
  • GRQ general request packet
  • Bluetooth device address Bluetooth Device Address
  • the wireless power transmitter 1010 that has received the GRQ/ble may transmit an address packet including information on its Bluetooth device address to the wireless power receiver 1020 in response to this. .
  • the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 may establish a BLE connection based on the received counterpart's Bluetooth device address (S1505).
  • the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 perform in-band communication and/or out-band communication in the power transmission step. use.
  • the wireless power receiver 1020 may determine a communication mode according to a power profile supported by the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 and a power level to be received in the power transmission step.
  • the wireless power receiver 1020 is Communication mode can be designated as in-band mode.
  • wireless power reception The device 1020 may designate the communication mode as any one of an in-band mode, a first mixed mode, a second mixed mode, and an out-band mode.
  • EPP extended power profile
  • the wireless power The receiver 1020 may designate the communication mode as any one of the first mixed mode, the second mixed mode, and the out-band mode.
  • MLP Mobile Laptop Power Profile
  • BR/EDR Base Rate / Enhanced Data Rate
  • LE Low Energy core specifications.
  • BR/EDR is a wireless communication technology that has a dominant position in the short-range WPAN technology and has been applied to many products.
  • Bluetooth Low Energy was designed with the goal of higher energy efficiency compared to the existing Bluetooth BR/EDR.
  • the wireless charging method includes a magnetic induction method using a magnetic induction phenomenon between a primary coil and a secondary coil, and a magnetic resonance method in which magnetic resonance is achieved using a frequency of several tens of kHz to several MHz bands to transmit power.
  • the wireless charging standard for the magnetic resonance method is led by a council called A4WP
  • the magnetic induction method is led by the Wireless Power Consortium (WPC).
  • WPC is designed to transmit and receive various status information and commands related to the wireless charging system in-band.
  • information exchange is relatively slow because it is not a system designed specifically for communication. Accordingly, in-band communication may not be appropriate for fast information exchange and exchange of various information.
  • out-of-band communication in other words, out-band communication
  • a wireless charging system eg, in-band communication
  • NFC and BLE technologies may correspond to candidate technologies.
  • BLE is adopted in the Qi ecosystem (that is, the ecosystem for the wireless charging system provided by WPC) (that is, when using BLE with in-band communication for the Qi wireless charging method), as described above
  • a BLE address is loaded in a BLE advertisement packet and a BLE connection request packet for a BLE connection operation.
  • the BLE advertisement packet may carry a PRx BLE address
  • the BLE connection request packet may carry a PTx and/or a PRx BLE address
  • FIG. 20 schematically illustrates an example of an advertisement packet and a connection request packet.
  • (a) of FIG. 20 corresponds to an example of an advertisement packet.
  • the advertisement packet may be ADV_IND, which may correspond to a concatenated and scannable non-directional advertisement event.
  • ADV_IND may include an AdvA field, and in this case, the AdvA field may include a (random and/or fixed) device address of the advertiser.
  • connection request packet may be CONNECT_IND.
  • CONNECT_IND may include InitA and/or AdvA.
  • InitA may contain the public or (random and/or fixed) device address of the Initiator (PTx).
  • the AdvA may include the (random and/or fixed) device address of the advertiser (PRx).
  • the PTx may track information on PRx usage, and in particular, a problem in which the PTx installed in a public place tracks PRx user privacy information may occur.
  • the present specification provides a configuration using a random BLE address instead of a unique fixed BLE address when exchanging mutual BLE address information with IB in a negotiation phase.
  • 21 schematically illustrates an example of a static random device address.
  • the device may choose to initialize the static address to a new value after each power cycle. Once the device is initialized, the static address value should not change until the device is power cycled.
  • PRx and PTx can exchange arbitrary BLE addresses using IB to create a BLE connection without privacy issues.
  • the PRx may send the BLE device address (6 bytes) to the PTx in the (re)negotiation phase.
  • An example of the BLE device address at this time may be expressed as a table as follows.
  • Table 4 schematically shows an example of a PRx BLE address packet.
  • the PRx may need to use a random static device address to protect user privacy.
  • the PRx may initialize a random static device address to a new value after each power cycle. there is.
  • the PTx response may be ACK/NAK/ND.
  • the PTx may send the BLE device address (6 bytes) to the PRx in the (re)negotiation phase in response to the PRx GRQ packet for the PTx BLE address.
  • An example of the BLE device address at this time may be expressed as a table as follows.
  • Table 5 schematically shows an example of a PTx BLE address packet.
  • the PTx may use a public or arbitrary device address.
  • a private random address may be further classified into two types. One is a non-resolvable private address and the other is a resolvable private address.
  • resolvable private addresses will be mainly described. .
  • FIG. 22 schematically illustrates an example of a resolvable private device address.
  • a resolvable private address may be provided.
  • the device To generate a resolvable private address, the device must have a local IRK (Identity Resolving Key) or a peer IRK (Identity Resolving Key).
  • a local hash may be generated using IRK according to the following equation.
  • the localHash value may be compared with a hash value extracted from RPA. If the localHash value matches the extracted hash value, then the peer device's ID has been resolved.
  • the PRx can use the IB to send the IRK key to the PTx.
  • a resolvable private address is generated with IRK and prand.
  • a prand is randomly generated and can satisfy the following requirements:
  • the two most significant bits of prand may be equal to 2b01. Also, all bits of prand cannot be 0. In addition, not all bits of prd can be 1.
  • the hash portion of the address can be generated using this prand and the device's 128-bit IRK.
  • the prand may be concatenated with 104-bit padding with the padding bit set to 0.
  • the LSB of the original prand may be maintained as the LSB of the prand after padding. Thereafter, an arbitrary address can be generated by concatenating the prand and the hash.
  • a resolvable private address can be resolved at the device if there is an IRK of the peer device.
  • a resolvable private address has a 24-bit prand and a 24-bit hash. The prand and IRK of the peer device can be used to resolve the address.
  • the device When the device receives a resolvable private address, it extracts the hash and prand. Thereafter, a local hash value is generated using the IRK of the peer device and the prand extracted from the corresponding address.
  • the hash can be generated in the same way as the address generation.
  • This local hash value can be compared with the hash extracted from the address, and if they match, the above address can be resolved.
  • a device When a device receives the peer device's IRK and ID address during the pairing process, it can store it along with the local IRK in a disassembled list. This list can be used to resolve private addresses in the future.
  • the PRx may send the IRK key (128 bits) to the PTx in the (re)negotiation phase.
  • an example of a PRx BLE IRK (key) packet may be expressed as a table as follows.
  • ACK/NAK/ND may be transmitted.
  • the IRK key in the BLE standard is used for resolving a BLE resolvable private address in the bonding process. This is to prevent other neighboring BLE devices from tracking communication between paired BLE devices.
  • a connection operation can be made only between BLE devices that share the IRK key.
  • the BLE device address information carried in the advertisement packet and the connection request packet can be processed as a valid BLE address only when the device has an IRK key.
  • pairing may be performed between BLE devices.
  • a pairing method at this time there is a method of using 'Just Works', OB (in other words, out-of-band (OOB)) or 'Passkey'.
  • OOB out-of-band
  • a key may be generated between the BLE devices, and thereafter, bonding may be performed between the BLE devices based on the IRK being shared.
  • the BLE device uses a unique IRK key per device, and does not change the IRK key used once. This is because the IRK key can be used between devices that have already been paired once in the next connection.
  • the corresponding IRK key can be used as an identifier that allows the PTx to track a specific PRx.
  • the provider may store the IRK received from the PRx corresponding to the terminal in the crowd/server.
  • the IRK received from the PRx corresponding to the terminal will continue to be stored by the provider, and the PRx corresponding to the terminal can be paired using the PTx provided by the provider and the previously stored IRK while changing locations.
  • the PTx can track the PRx corresponding to the terminal, and from the terminal's point of view, the terminal has a security problem of exposing its own moving line to the PTx as it is.
  • the third BLE device is PTx and Security issues can arise here as well, as there is room for interfering with communication between the PRx.
  • 24 is a flowchart of a method for performing out-band communication connection according to an embodiment of the present specification.
  • the wireless power receiver may share an identity resolving key (IRK) with the wireless power transmitter ( S2410 ).
  • INK identity resolving key
  • the wireless power receiver may transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter (S2420).
  • the wireless power transmitter S2420.
  • information related to the address of the wireless power receiver may correspond to, for example, the resolvable private address described above.
  • the wireless power receiver may generate a resolvable private address by generating a hash based on the shared IRK and prand.
  • a resolvable private address may be configured as a hash and a prand as described above.
  • the wireless power transmitter when it receives information related to the address of the wireless power receiver, for example, a resolvable private address, it may generate a hash based on the shared IRK and prand. Thereafter, the wireless power transmitter compares the generated hash with the hash included in the received resolvable private address to resolve (that is, resolve) the resolvable private address. there is. Accordingly, the wireless power transmitter can confirm that the address information received from the wireless power receiver can be interpreted as the IRK received through the IB, that is, the address of the wireless power receiver mounted on the wireless power transmitter.
  • the wireless power transmitter since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
  • the wireless power transmitter may also transmit a resolvable private address to the wireless power receiver, and accordingly, the wireless power receiver also has a resolvable private address from the wireless power receiver. Private) address can be received.
  • Specific examples of the resolvable private address generation and resolution are the same as those described above (and/or will be described later), and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping content will be omitted. .
  • the wireless power receiver may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power transmitter based on the transmission of the IRK and information related to the address (S2430).
  • S2430 information related to the address
  • the wireless power receiver may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power transmitter.
  • the wireless power receiver may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power transmitter.
  • the out-band communication may be Bluetooth low energy (BLE) communication.
  • BLE Bluetooth low energy
  • the IRK may be different from the new IRK.
  • specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
  • each of the IRK or the new IRK may be randomly configured.
  • descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
  • each of the IRK or the new IRK may be shared through in-band communication using a power signal.
  • each of the IRK or the new IRK may be shared in a negotiation phase or a renegotiation phase.
  • descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
  • the information related to the address may be generated based on the IRK.
  • specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
  • sharing the IRK may include, by the wireless power receiver, transmitting the IRK to the wireless power transmitter and receiving a response from the wireless power transmitter.
  • the response may be an ACK response, a NAK response, or an ND indicating that the transmission is not valid.
  • 25 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection according to another embodiment of the present specification.
  • the wireless power receiver may transmit the IRK to the wireless power transmitter (S2510).
  • the wireless power transmitter S2510
  • specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later)
  • descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
  • the wireless power receiver may receive a response from the wireless power transmitter (S2520).
  • S2520 the wireless power transmitter
  • the wireless power receiver may transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter (S2530).
  • the wireless power transmitter S2530.
  • the wireless power receiver may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power transmitter based on the transmission of the IRK and information related to the address (S2540).
  • the wireless power receiver may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power transmitter.
  • the wireless power receiver may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power transmitter.
  • the present specification provides a configuration for defining a random IRK key used for each BLE connection, thereby ensuring privacy between the PRx and the PTx.
  • a new key may be used every time the IRK key is exchanged in the negotiation phase, even though the shared IRK key is transmitted by the same PRx. Accordingly, despite receiving the IRK from the same PRx, the PTx receives a different key from the previously received key at the next charging time, so that the PTx cannot recognize that it has received the IRK from the same PRx as before.
  • the PRx BLE device does not use a single fixed IRK key, but can use a new IRK key every time it establishes a BLE connection with the PTx. And, the new IRK key at this time may be shared in every negotiation phase through the IB.
  • the PRx can send the IRK key (128 bits) to the PTx in the (re)negotiation phase.
  • an example of a PRx BLE IRK (key) packet may be expressed as a table as follows.
  • the PRx may use a new random IRK key at each power cycle to prevent the PTx from tracking the PRx using the IRK key. That is, the PRx may share a new random IRK key in all negotiation stages.
  • ACK/NAK/ND may be provided as a PTx response.
  • 26 schematically illustrates an example situation that may be problematic.
  • the PRx when the PRx is loaded onto the PTx and charged, the PRx may share the IRK key in the negotiation phase through the IB. Thereafter, a connection between PTx BLE and PRx BLE sharing an IRK key may be configured during BLE connection.
  • the paired PTx/PRx BLE device cannot protect privacy from other neighboring BLE devices (third BLE device). There is. However, there arises a problem that cannot prevent the paired PTx from tracking a specific PRx to be paired.
  • the PRx can generate a new IRK key each time it is loaded and charged on the PTx and share it in the negotiation phase through the IB. Thereafter, a connection between PTx BLE and PRx BLE sharing an IRK key is configured during BLE connection, and by different IRK key used for each connection, the problem of PTx tracking a specific PRx can be prevented.
  • the embodiments of the present specification have been described in terms of the PRx transmitting the IRK to the PTx. However, this is for convenience of description of the present specification, and according to the present specification, the PTx may transmit the IRK to the PRx. That is, although not shown separately, the present specification may also provide the following embodiments.
  • the wireless power transmitter may share an identity resolving key (IRK) with the wireless power receiver. Thereafter, the wireless power transmitter may transmit information related to the address of the wireless power transmitter to the wireless power receiver. In addition, the wireless power transmitter may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power receiver based on the transmission of the IRK and information related to the address.
  • IRK identity resolving key
  • the wireless power transmitter may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power receiver.
  • Specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), and thus, descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
  • the PTx since a new IRK key is used for every connection, the PTx cannot track the PRx, and privacy between the connected BLE devices can be guaranteed.
  • the IRK key is shared as the IB, thereby solving the cross-connection issue between the neighboring third BLE (in other words, devices other than (PTx and PRx with shared IRK)) and PTx (and/or PRx). can be That is, since the neighboring third BLE device does not know the IRK key, the IRK cannot interfere with the connection between the shared PTx and PRx BLE devices.
  • FIG. 28 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection from the viewpoint of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present specification.
  • the wireless power receiver may share an identity resolving key (IRK) with the wireless power transmitter ( S2810 ).
  • INK identity resolving key
  • the wireless power receiver may transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter (S2820). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
  • the wireless power receiver may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power transmitter based on the transmission of the IRK and information related to the address (S2830). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
  • the wireless power receiver may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power transmitter. Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
  • the embodiment of the present specification may also provide the following apparatus.
  • the wireless power receiver includes a power pickup that receives wireless power from the wireless power transmitter by magnetic coupling at an operating frequency and an in-band using the operating frequency. -band) and a controller for communicating with the wireless power transmitter using at least one of out-band communication using a frequency other than the operating frequency and controlling reception of the wireless power, the controller is configured to share an identity resolving key (IRK) with the wireless power transmitter, and configured to transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter, and the IRK and the address related based on the transmission of information, configured to connect the wireless power transmitter and the out-band communication using Bluetooth-based communication, and whenever a new out-band communication connection is performed, the wireless power receiver sends a new IRK and generating and transmitting the new IRK to the wireless power transmitter.
  • IRK identity resolving key
  • 29 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection from the viewpoint of a wireless power transmitter, according to an embodiment of the present specification.
  • the wireless power transmitter may share an identity resolving key (IRK) with the wireless power receiver ( S2910 ).
  • INK identity resolving key
  • Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
  • the wireless power transmitter may receive information related to the address of the wireless power receiver from the wireless power receiver (S2920). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
  • the wireless power transmitter may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power receiver based on reception of the IRK and information related to the address (S2930). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
  • the wireless power transmitter may receive a new IRK from the wireless power receiver.
  • a new IRK from the wireless power receiver.
  • the embodiment of the present specification may also provide the following apparatus.
  • the wireless power transmitter includes a power converter that wirelessly transmits power to the wireless power receiver by magnetic coupling at an operating frequency and an in-band using the operating frequency. -band) and a controller for communicating with the wireless power receiver using at least one of out-band communication using a frequency other than the operating frequency and controlling the transmission of the wireless power, the controller is configured to share an identity resolving key (IRK) with the wireless power receiver, and configured to receive information related to an address of the wireless power receiver from the wireless power receiver, and information related to the IRK and the address is configured to perform a connection of the out-band communication using the Bluetooth-based communication with the wireless power receiving device based on the reception of It may be a wireless power transmitter, characterized in that it is received from the wireless power receiver.
  • IRK identity resolving key

Abstract

Provided in the present specification are a method and device, the method being a method for a wireless power reception device to perform out-band communication connection, wherein the wireless power reception device: shares an Identity Resolving Key (IRK) with a wireless power transmission device; transmits information related to the address of the wireless power reception device to the wireless power transmission device; and performs the out-band communication connection, using Bluetooth-based communication, with the wireless power transmission device on the basis of the IRK and the transmission of the information related to the address. Each time the wireless power reception device performs a new out-band communication connection, the wireless power reception device generates a new IRK and transmits the new IRK to the wireless power transmission device.

Description

BLE를 이용한 무선 충전 시스템에서 사용자 프라이버시 보호 방법 및 장치Method and device for protecting user privacy in wireless charging system using BLE
본 명세서는 무선 전력 전송에 관련된다.This specification relates to wireless power transmission.
무선 전력 전송 기술은 전원 소스와 전자 기기 사이에 무선으로 전력을 전달하는 기술이다. 일 예로 무선 전력 전송 기술은 스마트폰이나 태블릿 등의 무선 단말기를 단지 무선 충전 패드 상에 올려놓는 것만으로 무선 단말기의 배터리를 충전할 수 있도록 함으로써, 기존의 유선 충전 커넥터를 이용하는 유선 충전 환경에 비해 보다 뛰어난 이동성과 편의성 그리고 안전성을 제공할 수 있다. 무선 전력 전송 기술은 무선 단말기의 무선 충전 이외에도, 전기 자동차, 블루투스 이어폰이나 3D 안경 등 각종 웨어러블 디바이스(wearable device), 가전기기, 가구, 지중시설물, 건물, 의료기기, 로봇, 레저 등의 다양한 분야에서 기존의 유선 전력 전송 환경을 대체할 것으로 주목받고 있다.The wireless power transmission technology is a technology for wirelessly transferring power between a power source and an electronic device. As an example, the wireless power transfer technology enables charging of the battery of a wireless terminal by simply placing a wireless terminal such as a smartphone or tablet on a wireless charging pad, so that it is more efficient than a wired charging environment using a conventional wired charging connector. It can provide excellent mobility, convenience and safety. In addition to wireless charging of wireless terminals, wireless power transmission technology is used in various fields such as electric vehicles, wearable devices such as Bluetooth earphones and 3D glasses, home appliances, furniture, underground facilities, buildings, medical devices, robots, and leisure. It is attracting attention as it will replace the existing wired power transmission environment.
무선전력 전송방식을 비접촉(contactless) 전력 전송방식 또는 무접점(no point of contact) 전력 전송방식, 무선충전(wireless charging) 방식이라 하기도 한다. 무선전력 전송 시스템은, 무선전력 전송방식으로 전기에너지를 공급하는 무선전력 전송장치와, 상기 무선전력 전송장치로부터 무선으로 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리 셀 등 수전장치에 전력을 공급하는 무선전력 수신장치로 구성될 수 있다.The wireless power transmission method is also referred to as a contactless power transmission method, a no point of contact power transmission method, or a wireless charging method. A wireless power transmission system includes a wireless power transmission device for supplying electrical energy in a wireless power transmission method, and a wireless power reception device for receiving electrical energy wirelessly supplied from the wireless power transmission device and supplying power to a power receiving device such as a battery cell. It may consist of devices.
무선 전력 전송 기술은 자기 커플링(magnetic coupling)을 통해 전력을 전달하는 방식, 무선 주파수(radio frequency: RF)를 통해 전력을 전달하는 방식, 마이크로웨이브(microwave)를 통해 전력을 전달하는 방식, 초음파를 통해 전력을 전달하는 방식 등 다양하다. 자기 커플링에 기반한 방식은 다시 자기 유도(magnetic induction) 방식과 자기 공진(magnetic resonance) 방식으로 분류된다. 자기유도 방식은 전송 측의 코일과 수신 측의 코일 간의 전자기결합에 따라 전송 측 코일 배터리 셀에서 발생시킨 자기장로 인해 수신 측 코일에 유도되는 전류를 이용하여 에너지를 전송하는 방식이다. 자기공진 방식은 자기장을 이용한다는 점에서 자기유도 방식과 유사하다. 하지만, 자기공진 방식은 전송 측의 코일과 수신 측의 코일에 특정 공진 주파수가 인가될 때 공진이 발생하고, 이로 인해 전송 측과 수신 측 양단에 자기장이 집중되는 현상에 의해 에너지가 전달되는 측면에서 자기유도와는 차이가 있다.Wireless power transmission technology includes a method of transmitting power through magnetic coupling, a method of transmitting power through radio frequency (RF), a method of transmitting power through microwaves, and ultrasound There are various ways to transmit power through The magnetic coupling-based method is again classified into a magnetic induction method and a magnetic resonance method. The magnetic induction method is a method of transmitting energy using a current induced in the receiving coil due to the magnetic field generated by the transmitting coil battery cell according to electromagnetic coupling between the transmitting coil and the receiving coil. The magnetic resonance method is similar to the magnetic induction method in that it uses a magnetic field. However, in the magnetic resonance method, resonance occurs when a specific resonant frequency is applied to the coil of the transmitting side and the coil of the receiving side. It is different from magnetic induction.
한편, 무선 충전에 있어서, 무선 전력 전송 장치와 무선 전력 수신 장치 간에 전송되는 데이터에 대한 보안의 중요성이 대두되고 있다. 이에, 본 명세서에서는 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 수신 장치 간의 보안을 향상시키는 기술을 제공하고자 한다.Meanwhile, in wireless charging, the importance of security for data transmitted between the wireless power transmitter and the wireless power receiver is emerging. Accordingly, an object of the present specification is to provide a technology for improving security between a wireless power transmitter and a wireless power receiver.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 새로운 IRK가 생성되고 및 상기 새로운 IRK가 무선 전력 전송 장치 및 무선 전력 수신 장치 간에 공유되는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present specification, whenever a new out-band communication connection is performed, a new IRK is generated and a method and apparatus in which the new IRK is shared between a wireless power transmitter and a wireless power receiver can be provided. there is.
본 명세서에 따르면, 매 연결 시 마다 매 번 새로운 IRK 키가 사용됨으로써, PTx가 PRx를 트래킹 할 수 없게 되어, 연결되는 BLE 기기 간의 프라이버시가 보장될 수 있다. 또한, IRK 키가 IB로 공유됨으로써, 이웃하는 제3 BLE(달리 말하면, (IRK가 공유된 PTx 및 PRx) 이외의 기기)와 PTx(및/또는 PRx) 간의 크로스-연결 이슈도 함께 해결될 수 있다.According to the present specification, since a new IRK key is used for every connection, the PTx cannot track the PRx, and privacy between the connected BLE devices can be guaranteed. In addition, by sharing the IRK key as the IB, the cross-connection issue between the neighboring third BLE (in other words, a device other than (PTx and PRx in which the IRK is shared) and the PTx (and/or PRx) can be solved together. there is.
본 명세서의 구체적인 일례를 통해 얻을 수 있는 효과는 이상에서 나열된 효과로 제한되지 않는다. 예를 들어, 관련된 기술분야의 통상의 지식을 자긴 자(a person having ordinary skill in the related art)가 본 명세서로부터 이해하거나 유도할 수 있는 다양한 기술적 효과가 존재할 수 있다. 이에 따라 본 명세서의 구체적인 효과는 본 명세서에 명시적으로 기재된 것에 제한되지 않고, 본 명세서의 기술적 특징으로부터 이해되거나 유도될 수 있는 다양한 효과를 포함할 수 있다.Effects that can be obtained through specific examples of the present specification are not limited to the effects listed above. For example, various technical effects that a person having ordinary skill in the related art can understand or derive from this specification may exist. Accordingly, the specific effects of the present specification are not limited to those explicitly described herein, and may include various effects that can be understood or derived from the technical characteristics of the present specification.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 전력 시스템(10)의 블록도이다.1 is a block diagram of a wireless power system 10 according to an embodiment.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 전력 시스템(10)의 블록도이다.2 is a block diagram of a wireless power system 10 according to another embodiment.
도 3은 무선 전력 전송 시스템이 도입되는 다양한 전자 기기들의 실시예를 나타낸다.3 is a diagram illustrating various electronic devices to which a wireless power transmission system is introduced.
도 4는 무선 전력 전송 시스템에서 WPC NDEF의 일례를 나타낸다. 4 shows an example of WPC NDEF in a wireless power transmission system.
도 5는 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 블록도이다. 5 is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment.
도 6은 본 명세서에 따른 일 실시예가 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.6 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which an embodiment according to the present specification can be applied.
도 7은 일례에 따른 BLE 통신을 사용하는 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to an example.
도 8은 다른 예에 따른 BLE 통신을 사용하는 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to another example.
도 9는 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.9 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure.
도 10은 일 실시예에 따른 전력 제어 컨트롤 방법을 나타낸다.10 illustrates a power control control method according to an embodiment.
도 11은 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 블록도이다.11 is a block diagram of an apparatus for transmitting power wirelessly according to another embodiment.
도 12는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 나타낸다. 12 shows an apparatus for receiving wireless power according to another embodiment.
도 13은 일 실시예에 따른 핑 단계의 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도이다.13 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a ping step according to an embodiment.
도 14는 일 실시예에 따른 구성 단계의 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도이다.14 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a configuration step according to an embodiment.
도 15는 일 실시예에 따른 무선전력 수신장치의 구성 패킷(CFG)의 메시지 필드를 도시한 도면이다. 15 is a diagram illustrating a message field of a configuration packet (CFG) of a wireless power receiver according to an embodiment.
도 16은 일 실시예에 따른 협상 단계 또는 재협상 단계의 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도이다.16 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a negotiation phase or a renegotiation phase according to an embodiment.
도 17은 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 성능 패킷(CAP)의 메시지 필드를 도시한 도면이다. 17 is a diagram illustrating a message field of a capability packet (CAP) of a wireless power transmitter according to an embodiment.
도 18은 일 실시예에 따른 전력 전송 단계의 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도이다.18 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a power transmission step according to an embodiment.
도 19는 일 실시예에 따른 협상 단계 또는 재협상 단계에서 사용될 통신 모드를 결정하기 위한 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도다.19 is a flowchart schematically illustrating a protocol for determining a communication mode to be used in a negotiation phase or a renegotiation phase according to an embodiment.
도 20은 광고(advertisement) 패킷 및 연결 요청 패킷의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.20 schematically illustrates an example of an advertisement packet and a connection request packet.
도 21은 스태틱(Static) 랜덤 디바이스 어드레스의 예를 개략적으로 도시한 것이다.21 schematically illustrates an example of a static random device address.
도 22는 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 디바이스 어드레스의 예를 개략적으로 도시한 것이다.22 schematically illustrates an example of a resolvable private device address.
도 23은 BLE 규격에서의 IRK 키의 공유 과정을 개략적으로 도시한 것이다.23 schematically illustrates a process of sharing an IRK key in the BLE standard.
도 24는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법의 순서도다.24 is a flowchart of a method for performing out-band communication connection according to an embodiment of the present specification.
도 25는 본 명세서의 다른 실시예에 따른, 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법의 순서도다.25 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection according to another embodiment of the present specification.
도 26은 문제될 수 있는 예시 상황을 개략적으로 도시한 것이다.26 schematically illustrates an example situation that may be problematic.
도 27은 본 명세서에서 제공하는 실시예에 대한 예시 상황을 개략적으로 도시한 것이다.27 schematically illustrates an example situation for an embodiment provided herein.
도 28은 본 명세서의 일 실시예에 따른, 무선 전력 수신 장치 관점에서, 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법의 순서도다.28 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection from the viewpoint of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present specification.
도 29는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 무선 전력 전송 장치 관점에서, 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법의 순서도다.29 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection from the viewpoint of a wireless power transmitter, according to an embodiment of the present specification.
본 명세서에서 “A 또는 B(A or B)”는 “오직 A”, “오직 B” 또는 “A와 B 모두”를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 명세서에서 “A 또는 B(A or B)”는 “A 및/또는 B(A and/or B)”으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 “A, B 또는 C(A, B or C)”는 “오직 A”, “오직 B”, “오직 C”, 또는 “A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)”를 의미할 수 있다.In this specification, “A or B (A or B)” may mean “only A”, “only B” or “both A and B”. In other words, in the present specification, “A or B (A or B)” may be interpreted as “A and/or B (A and/or B)”. For example, “A, B or C(A, B or C)” herein means “only A”, “only B”, “only C”, or “any and any combination of A, B and C ( any combination of A, B and C)”.
본 명세서에서 사용되는 슬래쉬(/)나 쉼표(comma)는 “및/또는(and/or)”을 의미할 수 있다. 예를 들어, “A/B”는 “A 및/또는 B”를 의미할 수 있다. 이에 따라 “A/B”는 “오직 A”, “오직 B”, 또는 “A와 B 모두”를 의미할 수 있다. 예를 들어, “A, B, C”는 “A, B 또는 C”를 의미할 수 있다.A slash (/) or a comma (comma) used herein may mean “and/or”. For example, “A/B” may mean “A and/or B”. Accordingly, “A/B” may mean “only A”, “only B”, or “both A and B”. For example, “A, B, C” may mean “A, B, or C”.
본 명세서에서 “적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)”는, “오직 A”, “오직 B” 또는 “A와 B 모두”를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 “적어도 하나의 A 또는 B(at least one of A or B)”나 “적어도 하나의 A 및/또는 B(at least one of A and/or B)”라는 표현은 “적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)”와 동일하게 해석될 수 있다. As used herein, “at least one of A and B” may mean “only A”, “only B” or “both A and B”. In addition, in this specification, the expression “at least one of A or B” or “at least one of A and/or B” means “at least one It can be interpreted the same as “at least one of A and B”.
또한, 본 명세서에서 “적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)”는, “오직 A”, “오직 B”, “오직 C”, 또는 “A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)”를 의미할 수 있다. 또한, “적어도 하나의 A, B 또는 C(at least one of A, B or C)”나 “적어도 하나의 A, B 및/또는 C(at least one of A, B and/or C)”는 “적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)”를 의미할 수 있다. Also, as used herein, “at least one of A, B and C” means “only A”, “only B”, “only C”, or “A, B and C” Any combination of A, B and C”. Also, “at least one of A, B or C” or “at least one of A, B and/or C” means may mean “at least one of A, B and C”.
또한, 본 명세서에서 사용되는 괄호는 “예를 들어(for example)”를 의미할 수 있다. 구체적으로, “제어 정보(PDCCH)”로 표시된 경우, “제어 정보”의 일례로 “PDCCH”가 제안된 것일 수 있다. 달리 표현하면 본 명세서의 “제어 정보”는 “PDCCH”로 제한(limit)되지 않고, “PDDCH”가 “제어 정보”의 일례로 제안될 것일 수 있다. 또한, “제어 정보(즉, PDCCH)”로 표시된 경우에도, “제어 정보”의 일례로 “PDCCH”가 제안된 것일 수 있다.In addition, parentheses used herein may mean “for example”. Specifically, when displayed as “control information (PDCCH)”, “PDCCH” may be proposed as an example of “control information”. In other words, “control information” of the present specification is not limited to “PDCCH”, and “PDDCH” may be proposed as an example of “control information”. Also, even when displayed as “control information (ie, PDCCH)”, “PDCCH” may be proposed as an example of “control information”.
본 명세서에서 하나의 도면 내에서 개별적으로 설명되는 기술적 특징은, 개별적으로 구현될 수도 있고, 동시에 구현될 수도 있다. 이하에서 사용되는 "무선 전력" 이라는 용어는, 물리적인 전자기 전도체들의 사용없이 무선전력 전송기(wireless power transmitter)로부터 무선전력 수신장치(wireless power receiver)로 전달되는 전기장, 자기장, 전자기장 등과 관련된 임의의 형태의 에너지를 의미하도록 사용된다. 무선전력은 무선 전력 신호(wireless power signal)이라고 불릴 수도 있으며, 1차 코일과 2차 코일에 의해 둘러싸이는(enclosed) 진동하는 자속(oscillating magnetic flux)을 의미할 수 있다. 예를 들어, 이동 전화기, 코드리스 전화기, iPod, MP3 플레이어, 헤드셋 등을 포함하는 디바이스들을 무선으로 충전하기 위해 시스템에서의 전력 변환이 여기에 설명된다. 일반적으로, 무선 전력 전송의 기본적인 원리는, 예를 들어, 자기 커플링(magnetic coupling)을 통해 전력을 전달하는 방식, 무선 주파수(radio frequency: RF)를 통해 전력을 전달하는 방식, 마이크로웨이브(microwave)를 통해 전력을 전달하는 방식, 초음파를 통해 전력을 전달하는 방식을 모두 포함한다. In this specification, technical features that are individually described within one drawing may be implemented individually or simultaneously. As used hereinafter, the term "wireless power" refers to any form of electric field, magnetic field, electromagnetic field, etc. transmitted from a wireless power transmitter to a wireless power receiver without the use of physical electromagnetic conductors. It is used to mean the energy of Wireless power may also be called a wireless power signal, and may refer to an oscillating magnetic flux enclosed by a primary coil and a secondary coil. Power conversion in a system is described herein for wirelessly charging devices including, for example, mobile phones, cordless phones, iPods, MP3 players, headsets, and the like. In general, a basic principle of wireless power transmission is, for example, a method of transmitting power through magnetic coupling, a method of transmitting power through a radio frequency (RF), and a microwave (microwave) method. ) includes both a method of transmitting power through an ultrasonic wave and a method of transmitting power through ultrasound.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 전력 시스템(10)의 블록도이다.1 is a block diagram of a wireless power system 10 according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 무선 전력 시스템(10)은 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a wireless power system 10 includes a wireless power transmitter 100 and a wireless power receiver 200 .
무선 전력 전송 장치(100)는 외부의 전원 소스(S)로부터 전원을 인가받아 자기장을 발생시킨다. 무선 전력 수신 장치(200)는 발생된 자기장을 이용하여 전류를 발생시켜 무선으로 전력을 수신받는다.The wireless power transmitter 100 receives power from an external power source S to generate a magnetic field. The wireless power receiving apparatus 200 receives power wirelessly by generating a current using the generated magnetic field.
또한, 무선 전력 시스템(10)에서 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 전송에 필요한 다양한 정보를 송수신할 수 있다. 여기서, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)간의 통신은 무선 전력 전송에 이용되는 자기장을 이용하는 인-밴드 통신(in-band communication)이나 별도의 통신 캐리어를 이용하는 아웃-밴드 통신(out-band communication) 중 어느 하나의 방식에 따라 수행될 수 있다. 아웃-밴드 통신은 아웃-오브-밴드(out-of-band) 통신이라 불릴 수도 있다. 이하에서는 아웃-밴드 통신으로 용어를 통일하여 기술한다. 아웃-밴드 통신의 예로서 NFC, 블루투스(bluetooth), BLE(bluetooth low energy) 등을 포함할 수 있다. Also, in the wireless power system 10 , the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may transmit/receive various information required for wireless power transmission. Here, the communication between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 is in-band communication using a magnetic field used for wireless power transmission or out-band communication using a separate communication carrier. (out-band communication) may be performed according to any one method. Out-band communication may be referred to as out-of-band communication. Hereinafter, terms will be unified as out-band communication. Examples of out-band communication may include NFC, Bluetooth (bluetooth), BLE (bluetooth low energy), and the like.
여기서, 무선 전력 전송 장치(100)는 고정형 또는 이동형으로 제공될 수 있다. 고정형의 예로는 실내의 천장이나 벽면 또는 테이블 등의 가구에 임베디드(embedded)되는 형태, 실외의 주차장, 버스 정류장이나 지하철역 등에 임플란트 형식으로 설치되는 형태나 차량이나 기차 등의 운송 수단에 설치되는 형태 등이 있다. 이동형인 무선 전력 전송 장치(100)는 이동 가능한 무게나 크기의 이동형 장치나 노트북 컴퓨터의 덮개 등과 같이 다른 장치의 일부로 구현될 수 있다.Here, the wireless power transmitter 100 may be provided as a fixed type or a mobile type. Examples of fixed types include embedded in furniture such as ceilings, walls, tables, etc., installed in outdoor parking lots, bus stops, subway stations, etc. There is this. The portable wireless power transmission device 100 may be implemented as a portable device having a movable weight or size, or as a part of another device, such as a cover of a notebook computer.
또 무선 전력 수신 장치(200)는 배터리를 구비하는 각종 전자 기기 및 전원 케이블 대신 무선으로 전원을 공급받아 구동되는 각종 가전 기기를 포함하는 포괄적인 개념으로 해석되어야 한다. 무선 전력 수신 장치(200)의 대표적인 예로는, 이동 단말기(portable terminal), 휴대 전화기(cellular phone), 스마트폰(smart phone), 개인 정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대 미디어 플레이어(PMP: Portable Media Player), 와이브로 단말기(Wibro terminal), 태블릿(tablet), 패블릿(phablet), 노트북(notebook), 디지털 카메라, 네비게이션 단말기, 텔레비전, 전기차량(EV: Electronic Vehicle) 등이 있다.In addition, the wireless power receiver 200 should be interpreted as a comprehensive concept including various electronic devices including batteries and various home appliances that are driven by receiving power wirelessly instead of a power cable. Representative examples of the wireless power receiver 200 include a mobile terminal, a cellular phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA), and a portable media player (PMP: Portable Media Player), Wibro terminals, tablets, phablets, notebooks, digital cameras, navigation terminals, televisions, electric vehicles (EVs), and the like.
도 2는 다른 실시예에 따른 무선 전력 시스템(10)의 블록도이다.2 is a block diagram of a wireless power system 10 according to another embodiment.
도 2를 참조하면, 무선 전력 시스템(10)에서 무선 전력 수신 장치(200)는 하나 또는 복수일 수 있다. 도 1에서는 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200)가 일대일로 전력을 주고 받는 것으로 표현되고 있으나, 도 2와 같이 하나의 무선 전력 전송 장치(100)가 복수의 무선 전력 수신 장치(200-1, 200-2,..., 200-M)로 전력을 전달하는 것도 가능하다. 특히, 자기 공진 방식으로 무선 전력 전송을 수행하는 경우에는 하나의 무선 전력 전송 장치(100)가 동시 전송 방식이나 시분할 전송 방식을 응용하여 동시에 여러 대의 무선 전력 수신 장치(200-1, 200-2,...,200-M)로 전력을 전달할 수 있다.Referring to FIG. 2 , there may be one or a plurality of wireless power receiving apparatuses 200 in the wireless power system 10 . In FIG. 1 , the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 exchange power on a one-to-one basis, but as shown in FIG. 2 , one wireless power transmitter 100 includes a plurality of wireless power receivers. It is also possible to transfer power to (200-1, 200-2,..., 200-M). In particular, when wireless power transmission is performed in a magnetic resonance method, one wireless power transmission device 100 applies a simultaneous transmission method or a time division transmission method to simultaneously multiple wireless power reception devices 200-1, 200-2, ...,200-M) can deliver power.
또한, 도 1에는 무선 전력 전송 장치(100)가 무선 전력 수신 장치(200)에 바로 전력을 전달하는 모습이 도시되어 있으나, 무선 전력 전송 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200) 사이에 무선전력 전송 거리를 증대시키기 위한 릴레이(relay) 또는 중계기(repeater)와 같은 별도의 무선 전력 송수신 장치가 구비될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 전송 장치(100)로부터 무선 전력 송수신 장치로 전력이 전달되고, 무선 전력 송수신 장치가 다시 무선 전력 수신 장치(200)로 전력을 전달할 수 있다. In addition, although FIG. 1 shows a state in which the wireless power transmitter 100 directly transmits power to the wireless power receiver 200 , the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 are connected wirelessly. A separate wireless power transmission/reception device such as a relay or repeater for increasing the power transmission distance may be provided. In this case, power may be transmitted from the wireless power transmitter 100 to the wireless power transceiver, and the wireless power transceiver may again transmit power to the wireless power receiver 200 .
이하 본 명세서에서 언급되는 무선전력 수신기, 전력 수신기, 수신기는 무선 전력 수신 장치(200)를 지칭한다. 또한 본 명세서에서 언급되는 무선전력 전송기, 전력 전송기, 전송기는 무선 전력 수신 전송 장치(100)를 지칭한다. Hereinafter, the wireless power receiver, the power receiver, and the receiver referred to in this specification refer to the wireless power receiving apparatus 200 . Also, the wireless power transmitter, the power transmitter, and the transmitter referred to in this specification refer to the wireless power receiving and transmitting apparatus 100 .
도 3은 무선 전력 전송 시스템이 도입되는 다양한 전자 기기들의 실시예를 나타낸다.3 is a diagram illustrating various electronic devices to which a wireless power transmission system is introduced.
도 3에는 무선 전력 전송 시스템에서 송신 및 수신하는 전력 양에 따라 전자 기기들을 분류하여 도시하였다. 도 3을 참조하면, 스마트 시계(Smart watch), 스마트 글래스(Smart Glass), HMD(Head Mounted Display), 및 스마트 링(Smart ring)과 같은 웨어러블 기기들 및 이어폰, 리모콘, 스마트폰, PDA, 태블릿 PC 등의 모바일 전자 기기들(또는 포터블 전자 기기들)에는 소전력(약 5W이하 또는 약 20W 이하) 무선 충전 방식이 적용될 수 있다.FIG. 3 shows electronic devices classified according to the amount of power transmitted and received in the wireless power transmission system. Referring to FIG. 3 , wearable devices such as a smart watch, a smart glass, a head mounted display (HMD), and a smart ring and an earphone, a remote control, a smart phone, a PDA, a tablet A low-power (about 5W or less or about 20W or less) wireless charging method may be applied to mobile electronic devices (or portable electronic devices) such as a PC.
노트북, 로봇 청소기, TV, 음향 기기, 청소기, 모니터와 같은 중/소형 가전 기기들에는 중전력(약 50W이하 또는 약 200W)이하) 무선 충전 방식이 적용될 수 있다. 믹서기, 전자 레인지, 전기 밥솥과 같은 주방용 가전 기기, 휠체어, 전기 킥보드, 전기 자전거, 전기 자동차 등의 개인용 이동 기기들(또는, 전자 기기/이동 수단들)은 대전력(약 2kW 이하 또는 22kW이하) 무선 충전 방식이 적용될 수 있다.A medium-power (about 50W or less or about 200W or less) wireless charging method can be applied to small and medium-sized home appliances such as laptop computers, robot cleaners, TVs, sound devices, vacuum cleaners, and monitors. Kitchen appliances such as blenders, microwave ovens, and electric rice cookers, personal mobility devices (or electronic devices/mobilities) such as wheelchairs, electric kickboards, electric bicycles, and electric vehicles, use high power (about 2 kW or less or 22 kW or less) A wireless charging method may be applied.
상술한(또는 도 1에 도시된) 전자 기기들/이동 수단들은 후술하는 무선 전력 수신기를 각각 포함할 수 있다. 따라서, 상술한 전자 기기들/이동 수단들은 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하여 충전될 수 있다.The electronic devices/mobile means described above (or shown in FIG. 1 ) may each include a wireless power receiver to be described later. Accordingly, the above-described electronic devices/mobile means may be charged by wirelessly receiving power from the wireless power transmitter.
이하에서는 전력 무선 충전 방식이 적용되는 모바일 기기를 중심으로 설명하나 이는 실시예에 불과하며, 본 명세서에 따른 무선 충전 방법은 상술한 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다.Hereinafter, the description will be focused on a mobile device to which the power wireless charging method is applied, but this is only an embodiment, and the wireless charging method according to the present specification may be applied to the various electronic devices described above.
무선전력 전송에 관한 표준(standard)은 WPC(wireless power consortium), AFA(air fuel alliance), PMA(power matters alliance)을 포함한다. Standards for wireless power transmission include a wireless power consortium (WPC), an air fuel alliance (AFA), and a power matters alliance (PMA).
WPC 표준은 기본 전력 프로파일(baseline power profile: BPP)과 확장 전력 프로파일(extended power profile: EPP)을 정의한다. BPP는 5W의 전력 전송을 지원하는 무선전력 전송장치와 수신장치에 관한 것이고, EPP는 5W보다 크고 30W보다 작은 범위의 전력 전송을 지원하는 무선전력 전송장치와 수신장치에 관한 것이다. The WPC standard defines a baseline power profile (BPP) and an extended power profile (EPP). BPP relates to a wireless power transmitter and receiver supporting 5W power transmission, and EPP relates to a wireless power transmitter and receiver supporting power transmission in a range greater than 5W and less than 30W.
서로 다른 전력레벨(power level)을 사용하는 다양한 무선전력 전송장치와 수신장치들이 각 표준별로 커버되고, 서로 다른 전력 클래스(power class) 또는 카테고리로 분류될 수 있다. Various wireless power transmitters and receivers using different power levels are covered by each standard and may be classified into different power classes or categories.
예를 들어, WPC는 무선전력 전송장치와 수신장치를 전력 클래스(power class :PC) -1, PC0, PC1, PC2로 분류하고, 각 PC에 대한 표준문서를 제공한다. PC-1 표준은 5W 미만의 보장전력(guaranteed power)을 제공하는 무선전력 전송장치와 수신장치에 관한 것이다. PC-1의 어플리케이션은 스마트 시계와 같은 웨어러블 기기를 포함한다. For example, the WPC classifies a wireless power transmitter and a receiver into power class (PC) -1, PC0, PC1, and PC2, and provides standard documents for each PC. The PC-1 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide guaranteed power of less than 5W. Applications of PC-1 include wearable devices such as smart watches.
PC0 표준은 5W의 보장전력을 제공하는 무선전력 전송장치와 수신장치에 관한 것이다. PC0 표준은 보장전력이 30W까지인 EPP를 포함한다. 인-밴드(in-band :IB) 통신이 PC0의 필수적인(mandatory) 통신 프로토콜이나, 옵션의 백업 채널로 사용되는 아웃-밴드(out-band : OB) 통신도 사용될 수 있다. 무선전력 수신장치는 OB의 지원 여부를 구성 패킷(configuration packe)내의 OB 플래그를 설정함으로써 식별할 수 있다. OB를 지원하는 무선전력 전송장치는 상기 구성 패킷에 대한 응답으로서, OB 핸드오버를 위한 비트패턴(bit-pattern)을 전송함으로써 OB 핸드오버 페이즈(handover phase)로 진입할 수 있다. 상기 구성 패킷에 대한 응답은 NAK, ND 또는 새롭게 정의되는 8비트의 패턴일 수 있다. PC0의 어플리케이션은 스마트폰을 포함한다. The PC0 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide a guaranteed power of 5W. The PC0 standard includes EPP with guaranteed power up to 30W. Although in-band (IB) communication is a mandatory communication protocol of PC0, out-band (OB) communication used as an optional backup channel may also be used. The wireless power receiver can identify whether OB is supported by setting an OB flag in a configuration packet. The wireless power transmitter supporting the OB may enter the OB handover phase by transmitting a bit-pattern for OB handover as a response to the configuration packet. The response to the configuration packet may be NAK, ND, or a newly defined 8-bit pattern. Applications of PC0 include smartphones.
PC1 표준은 30W~150W의 보장전력을 제공하는 무선전력 전송장치와 수신장치에 관한 것이다. OB는 PC1을 위한 필수적인 통신 채널이며, IB는 OB로의 초기화 및 링크 수립(link establishment)로서 사용된다. 무선전력 전송장치는 구성 패킷에 대한 응답으로서, OB 핸드오버를 위한 비트패턴을 이용하여 OB 핸드오버 페이즈로 진입할 수 있다. PC1의 어플리케이션은 랩탑이나 전동 공구(power tool)을 포함한다. The PC1 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide guaranteed power of 30W to 150W. The OB is an essential communication channel for PC1, and the IB is used for initialization and link establishment to the OB. As a response to the configuration packet, the wireless power transmitter may enter the OB handover phase by using a bit pattern for OB handover. Applications of PC1 include laptops and power tools.
PC2 표준은 200W~2kW의 보장전력을 제공하는 무선전력 전송장치와 수신장치에 관한 것으로서, 그 어플리케이션은 주방가전을 포함한다. The PC2 standard relates to a wireless power transmitter and receiver that provide guaranteed power of 200W to 2kW, and its applications include kitchen appliances.
이렇듯 전력 레벨에 따라 PC가 구별될 수 있으며, 동일한 PC간 호환성(compatibility)을 지원할지 여부는 선택 또는 필수 사항일 수 있다. 여기서 동일한 PC간 호환성은, 동일한 PC 간에는 전력 송수신이 가능함을 의미한다. 예를 들어, PC x인 무선 전력 전송장치가 동일한 PC x를 갖는 무선 전력 수신장치의 충전이 가능한 경우, 동일한 PC간 호환성이 유지되는 것으로 볼 수 있다. 이와 유사하게 서로 다른 PC간의 호환성 역시 지원 가능할 수 있다. 여기서 서로 다른 PC간 호환성은, 서로 다른 PC 간에도 전력 송수신이 가능함을 의미한다. 예를 들어, PC x인 무선 전력 전송장치가 PC y를 갖는 무선 전력 수신장치의 충전이 가능한 경우, 서로 다른 PC간 호환성이 유지되는 것으로 볼 수 있다. As such, PCs may be distinguished according to the power level, and whether to support the same compatibility between PCs may be optional or mandatory. Here, compatibility between identical PCs means that power transmission and reception are possible between identical PCs. For example, when the wireless power transmitter of PC x can charge the wireless power receiver having the same PC x, it can be seen that compatibility between the same PCs is maintained. Similarly, compatibility between different PCs may be supported. Here, compatibility between different PCs means that power transmission/reception is possible even between different PCs. For example, when the wireless power transmitter having PC x can charge the wireless power receiver having PC y, it can be seen that compatibility between different PCs is maintained.
PC간 호환성의 지원은 사용자 경험(User Experience) 및 인프라 구축 측면에서 매우 중요한 이슈이다. 다만, PC간 호환성 유지에는 기술적으로 아래와 같은 여러 문제점이 존재한다.Support for compatibility between PCs is a very important issue in terms of user experience and infrastructure construction. However, technically, there are several problems as follows in maintaining compatibility between PCs.
동일한 PC간 호환성의 경우, 예를 들어, 연속적으로 전력이 전송되는 경우에만 안정적으로 충전이 가능한 랩-탑 충전(lap-top charging) 방식의 무선 전력 수신장치는, 동일한 PC의 무선 전력 송신장치라 하더라도, 불연속적으로 전력을 전송하는 전동 툴 방식의 무선 전력 송신장치로부터 전력을 안정적으로 공급받는 데 문제가 있을 수 있다. 또한, 서로 다른 PC간 호환성의 경우, 예를 들어, 최소 보장 전력이 200W인 무선 전력 송신장치는 최대 보장 전력이 5W인 무선 전력 수신장치로 전력을 송신하는 경우, 과전압으로 인해 무선전력 수신장치가 파손될 위험이 있다. 그 결과, PC는 호환성을 대표/지시하는 지표/기준으로 삼기 어렵다. In the case of compatibility between the same PCs, for example, a wireless power receiver of the lap-top charging method that can stably charge only when power is continuously transmitted is called a wireless power transmitter of the same PC. Even so, there may be a problem in stably receiving power from the wireless power transmitter of the electric tool type that transmits power discontinuously. In addition, in the case of compatibility between different PCs, for example, when a wireless power transmitter with a minimum guaranteed power of 200W transmits power to a wireless power receiver with a maximum guaranteed power of 5W, the wireless power receiver may There is a risk of breakage. As a result, it is difficult for a PC to be an index/standard representing/indicating compatibility.
무선전력 전송 및 수신장치들은 매우 편리한 사용자 경험과 인터페이스(UX/UI)를 제공할 수 있다. 즉, 스마트 무선충전 서비스가 제공될 수 있다, 스마트 무선충전 서비스는 무선전력 전송장치를 포함하는 스마트폰의 UX/UI에 기초하여 구현될 수 있다. 이러한 어플리케이션을 위해, 스마트폰의 프로세서와 무선충전 수신장치간의 인터페이스는 무선전력 전송장치와 수신장치간의 "드롭 앤 플레이(drop and play)" 양방향 통신을 허용한다. Wireless power transmission and reception devices can provide a very convenient user experience and interface (UX/UI). That is, a smart wireless charging service may be provided. The smart wireless charging service may be implemented based on the UX/UI of a smartphone including a wireless power transmitter. For this application, the interface between the smartphone's processor and the wireless charging receiver allows "drop and play" bidirectional communication between the wireless power transmitter and the receiver.
이하에서는 호환성을 대표/지시하는 지표/기준으로 '프로필(profile)'을 새롭게 정의하기로 한다. 즉, 동일한 '프로필'을 갖는 무선 전력 송수신 장치간에는 호환성이 유지되어 안정적인 전력 송수신이 가능하며, 서로 다른 '프로필'을 갖는 무선 전력 송수신장치간에는 전력 송수신이 불가한 것으로 해석될 수 있다. 프로필은 전력 클래스와 무관하게(또는 독립적으로) 호환 가능 여부 및/또는 어플리케이션에 따라 정의될 수 있다. Hereinafter, a 'profile' will be newly defined as an indicator/standard representing/indicating compatibility. That is, it can be interpreted that compatibility is maintained between wireless power transceivers having the same 'profile' so that stable power transmission and reception is possible, and power transmission and reception is impossible between wireless power transceivers having different 'profiles'. Profiles may be defined according to application and/or compatibility independent of (or independently of) power class.
프로필은 크게 i) 모바일 및 컴퓨팅, ii) 전동 툴, 및 iii) 주방 이렇게 3이지로 구분될 수 있다. The profile can be broadly divided into three categories: i) mobile and computing, ii) power tools, and iii) kitchen.
또는, 프로필은 크게 i) 모바일, ii) 전동 툴, iii) 주방 및 iv) 웨어러블 이렇게 4가지로 구분될 수 있다. Alternatively, the profile can be largely divided into i) mobile, ii) electric tool, iii) kitchen, and iv) wearable.
'모바일' 프로필의 경우, PC는 PC0 및/또는 PC1, 통신 프로토콜/방식은 IB 및 OB, 동작 주파수는 87~205kHz로 정의될 수 있으며, 어플리케이션의 예시로는 스마트폰, 랩-탑 등이 존재할 수 있다. In the case of the 'mobile' profile, PC can be defined as PC0 and/or PC1, communication protocol/method is IB and OB, and operating frequency is 87~205kHz, and examples of applications include smartphones, laptops, etc. can
'전동 툴' 프로필의 경우, PC는 PC1, 통신 프로토콜/방식은 IB, 동작 주파수는 87~145kHz로 정의될 수 있으며, 어플리케이션의 예시로는 전동 툴 등이 존재할 수 있다.In the case of the 'electric tool' profile, the PC may be defined as PC1, the communication protocol/method may be IB, and the operating frequency may be defined as 87 to 145 kHz, and an electric tool may exist as an example of the application.
'주방' 프로필의 경우, PC는 PC2, 통신 프로토콜/방식은 NFC-기반, 동작 주파수는 100kHz 미만으로 정의될 수 있으며, 어플리케이션의 예시로는 주방/가전 기기 등이 존재할 수 있다.In the case of the 'kitchen' profile, the PC may be defined as PC2, the communication protocol/method is NFC-based, and the operating frequency is less than 100 kHz, and examples of the application may include kitchen/home appliances.
전동 툴과 주방 프로필의 경우, 무선전력 전송장치와 수신장치 간에 NFC 통신이 사용될 수 있다. 무선전력 전송장치와 수신장치는 WPC NDEF(NFC Data Exchange Profile Format)을 교환함으로써 상호간에 NFC 기기임을 확인할 수 있다.For power tools and kitchen profiles, NFC communication can be used between the wireless power transmitter and the receiver. By exchanging WPC NDEF (NFC Data Exchange Profile Format), the wireless power transmitter and the receiver can confirm that they are NFC devices.
도 4는 무선 전력 전송 시스템에서 WPC NDEF의 일례를 나타낸다. 4 shows an example of WPC NDEF in a wireless power transmission system.
도 4를 참조하면, WPC NDEF는 예를 들어, 어플리케이션 프로파일(application profile) 필드(예를 들어 1B), 버전 필드(예를 들어 1B), 및 프로파일 특정 데이터(profile specific data, 예를 들어 1B)를 포함할 수 있다. 어플리케이션 프로파일 필드는 해당 장치가 i) 모바일 및 컴퓨팅, ii) 전동 툴, 및 iii) 주방 중 어느 것인지를 지시하고, 버전 필드의 상위 니블(upper nibble)은 메이저 버전(major version)을 지시하고 하위 니블(lower nibble)은 마이너 버전(minor version)을 지시한다. 또한 프로파일 특정 데이터는 주방을 위한 컨텐츠를 정의한다.Referring to FIG. 4 , the WPC NDEF is, for example, an application profile field (eg 1B), a version field (eg 1B), and profile specific data (eg 1B). may include. The application profile field indicates whether the device is i) mobile and computing, ii) powered tools, and iii) kitchen, the upper nibble of the version field indicates the major version and the lower nibble (lower nibble) indicates a minor version. Profile-specific data also defines the content for the kitchen.
'웨어러블' 프로필의 경우, PC는 PC-1, 통신 프로토콜/방식은 IB, 동작 주파수는 87~205kHz으로 정의될 수 있으며, 어플리케이션의 예시로는 사용자 몸에 착용하는 웨어러블 기기 등이 존재할 수 있다.In the case of the 'wearable' profile, the PC may be defined as PC-1, the communication protocol/method may be IB, and the operating frequency may be defined as 87 to 205 kHz, and examples of the application may include a wearable device worn on the user's body.
동일한 프로필간에는 호환성 유지는 필수 사항일 수 있으며, 다른 프로필간의 호환성 유지는 선택 사항일 수 있다. Maintaining compatibility between the same profiles may be essential, and maintaining compatibility between different profiles may be optional.
상술한 프로필(모바일 프로필, 전동 툴 프로필, 주방 프로필 및 웨어러블 프로필)들은 제1 내지 제n 프로필로 일반화되어 표현될 수 있으며, WPC 규격 및 실시예에 따라 새로운 프로필이 추가/대체될 수 있다. The above-described profiles (mobile profile, electric tool profile, kitchen profile, and wearable profile) may be generalized and expressed as first to nth profiles, and new profiles may be added/replaced according to WPC standards and embodiments.
이와 같이 프로필이 정의되는 경우, 무선 전력 전송장치가 자신과 동일한 프로필의 무선 전력 수신장치에 대해서만 선택적으로 전력 송신을 수행하여 보다 안정적으로 전력 송신이 가능하다. 또한 무선 전력 전송장치의 부담이 줄어들고, 호환이 불가능한 무선 전력 수신장치로의 전력 송신을 시도하지 않게 되므로 무선 전력 수신장치의 파손 위험이 줄어든다는 효과가 발생한다. When the profile is defined in this way, the wireless power transmitter selectively transmits power only to the wireless power receiver having the same profile as itself, thereby enabling more stable power transmission. In addition, since the burden on the wireless power transmitter is reduced and power transmission to an incompatible wireless power receiver is not attempted, the risk of damage to the wireless power receiver is reduced.
'모바일' 프로필 내의 PC1은 PC0를 기반으로 OB와 같은 선택적 확장을 차용함으로써 정의될 수 있으며, '전동 툴' 프로필의 경우, PC1 '모바일' 프로필이 단순히 변경된 버전으로서 정의될 수 있다. 또한, 현재까지는 동일한 프로필간의 호환성 유지를 목적으로 정의되었으나, 추후에는 서로 다른 프로필간의 호환성 유지 방향으로 기술이 발전될 수 있다. 무선 전력 전송장치 또는 무선 전력 수신장치는 다양한 방식을 통해 자신의 프로필을 상대방에게 알려줄 수 있다.PC1 in the 'mobile' profile can be defined by borrowing optional extensions such as OB based on PC0, and in the case of the 'powered tools' profile, the PC1 'mobile' profile can be defined simply as a modified version. In addition, although it has been defined for the purpose of maintaining compatibility between the same profiles up to now, technology may be developed in the direction of maintaining compatibility between different profiles in the future. The wireless power transmitter or the wireless power receiver may inform the counterpart of its profile through various methods.
AFA 표준은 무선 전력 전송장치를 PTU(power transmitting circuit)이라 칭하고, 무선 전력 수신장치를 PRU(power receiving circuit)이라 칭하며, PTU는 표 1과 같이 다수의 클래스로 분류되고, PRU는 표 2와 같이 다수의 카테고리로 분류된다. The AFA standard refers to the wireless power transmitter as a power transmitting circuit (PTU), and the wireless power receiver as a power receiving circuit (PRU), and the PTU is classified into a number of classes as shown in Table 1, and the PRU is as shown in Table 2 classified into a number of categories.
PTUPTU PTX _IN_MAX P TX _IN_MAX 최소 카테고리 지원 요구사항Minimum Category Support Requirements 지원되는 최대 기기 개수를 위한 최소값Minimum value for maximum number of supported devices
Class 1Class 1 2W 2W 1x 카테고리 11x Category 1 1x 카테고리 1 1x Category 1
Class 2 Class 2 10W 10W 1x 카테고리 31x Category 3 2x 카테고리 2 2x Category 2
Class 3 Class 3 16W16W 1x 카테고리 41x Category 4 2x 카테고리 3 2x Category 3
Class 4Class 4 33W33W 1x 카테고리 51x Category 5 3x 카테고리 3 3x Category 3
Class 5Class 5 50W 50W 1x 카테고리 61x Category 6 4x 카테고리 3 4x Category 3
Class 6 Class 6 70W70W 1x 카테고리 71x Category 7 5x 카테고리 3 5x Category 3
PRUPRU PRX _OUT_MAX' P RX _OUT_MAX' 예시 어플리케이션 Example application
Category 1Category 1 TBDTBD 블루투스 헤드셋 Bluetooth headset
Category 2Category 2 3.5W3.5W 피쳐폰 feature phone
Category 3Category 3 6.5W6.5W 스마트폰Smartphone
Category 4Category 4 13W13W 태블릿, 패플릿tablet, leaflet
Category 5Category 5 25W25W 작은 폼팩터 랩탑small form factor laptop
Category 6Category 6 37.5W37.5W 일반 랩탑regular laptop
Category 7Category 7 50W50W 가전Home Appliances
표 1에서와 같이, 클래스 n PTU의 최대 출력 전력 성능(capability)은 해당 클래스의 PTX _IN_MAX 값보다 크거나 같다. PRU는 해당 카테고리에서 명세된(specified) 전력보다 더 큰 전력을 끌어당길(draw) 수는 없다.도 5는 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 블록도이다. As shown in Table 1, the maximum output power capability of the class n PTU is greater than or equal to the P TX _IN_MAX value of the corresponding class. The PRU cannot draw power greater than the power specified in the corresponding category. FIG. 5 is a block diagram of a wireless power transmission system according to another embodiment.
도 5를 참조하면, 무선 전력 전송 시스템(10)은 무선으로 전력을 수신하는 모바일 기기(Mobile Device)(450) 및 무선으로 전력을 송신하는 베이스 스테이션(Base Station)(400)을 포함한다. Referring to FIG. 5 , the wireless power transmission system 10 includes a mobile device 450 wirelessly receiving power and a base station 400 wirelessly transmitting power.
베이스 스테이션(400)은 유도 전력 또는 공진 전력을 제공하는 장치로서, 적어도 하나의 무선 전력 전송장치(power transmitter, 100) 및 시스템 회로(405)을 포함할 수 있다. 무선 전력 전송장치(100)는 유도 전력 또는 공진 전력을 전송하고, 전송을 제어할 수 있다. 무선 전력 전송장치(100)는, 1차 코일(primary coil(s))을 통해 자기장을 생성함으로써 전기 에너지를 전력 신호로 변환하는 전력 변환 회로(power conversion circuit, 110) 및 적절한 레벨로 전력을 전달하도록 무선 전력 수신장치(200)와의 통신 및 전력 전달을 컨트롤하는 통신/컨트롤 회로(communications & control circuit, 120)을 포함할 수 있다. 시스템 회로(405)은 입력 전력 프로비저닝(provisioning), 복수의 무선전력 전송장치들의 컨트롤 및 사용자 인터페이스 제어와 같은 베이스 스테이션(400)의 기타 동작 제어를 수행할 수 있다.The base station 400 is a device that provides inductive power or resonant power, and may include at least one wireless power transmitter 100 and a system circuit 405 . The wireless power transmitter 100 may transmit inductive power or resonant power and control the transmission. The wireless power transmitter 100 transmits power to an appropriate level and a power conversion circuit 110 that converts electrical energy into a power signal by generating a magnetic field through a primary coil(s) A communication/control circuit 120 for controlling communication and power transfer with the wireless power receiver 200 may be included. The system circuit 405 may perform input power provisioning, control of a plurality of wireless power transmitters, and other operation control of the base station 400 such as user interface control.
1차 코일은 교류 전력(또는 전압 또는 전류)을 이용하여 전자기장을 발생시킬 수 있다. 1차 코일은 전력 변환 회로(110)에서 출력되는 특정 주파수의 교류전력(또는 전압 또는 전류)을 인가받고, 이에 따라 특정 주파수의 자기장을 발생시킬 수 있다. 자기장은 비방사형 또는 방사형으로 발생할 수 있는데, 무선 전력 수신 장치(200)는 이를 수신하여 전류를 생성하게 된다. 다시 말해 1차 코일은 무선으로 전력을 전송하는 것이다. The primary coil may generate an electromagnetic field using AC power (or voltage or current). The primary coil may receive AC power (or voltage or current) of a specific frequency output from the power conversion circuit 110 and may generate a magnetic field of a specific frequency accordingly. The magnetic field may be generated non-radiatively or radially, and the wireless power receiver 200 receives it and generates a current. In other words, the primary coil transmits power wirelessly.
자기 유도 방식에서, 1차 코일과 2차 코일은 임의의 적합한 형태들을 가질 수 있으며, 예컨대, 페라이트 또는 비정질 금속과 같은 고투자율의 형성물의 주위에 감긴 동선일 수 있다. 1차 코일은 전송 코일(transmitting coil), 1차 코어(primary core), 1차 와인딩(primary winding), 1차 루프 안테나(primary loop antenna) 등으로 불릴 수도 있다. 한편, 2차 코일은 수신 코일(receiving coil), 2차 코어(secondary core), 2차 와인딩(secondary winding), 2차 루프 안테나(secondary loop antenna), 픽업 안테나(pickup antenna) 등으로 불릴 수도 있다.In the magnetic induction method, the primary coil and the secondary coil may have any suitable shape, for example, a copper wire wound around a high permeability formation such as ferrite or amorphous metal. The primary coil may be referred to as a transmitting coil, a primary core, a primary winding, a primary loop antenna, or the like. On the other hand, the secondary coil may be called a receiving coil, a secondary core, a secondary winding, a secondary loop antenna, a pickup antenna, etc. .
자기 공진 방식을 이용하는 경우에는 1차 코일과 2차 코일은 각각 1차 공진 안테나와 2차 공진 안테나 형태로 제공될 수 있다. 공진 안테나는 코일과 캐패시터를 포함하는 공진 구조를 가질 수 있다. 이때 공진 안테나의 공진 주파수는 코일의 인덕턴스와 캐패시터의 캐패시턴스에 의해 결정된다. 여기서, 코일은 루프의 형태로 이루어질 수 있다. 또 루프의 내부에는 코어가 배치될 수 있다. 코어는 페라이트 코어(ferrite core)와 같은 물리적인 코어나 공심 코어(air core)를 포함할 수 있다.When the magnetic resonance method is used, the primary coil and the secondary coil may be provided in the form of a primary resonance antenna and a secondary resonance antenna, respectively. The resonant antenna may have a resonant structure including a coil and a capacitor. At this time, the resonant frequency of the resonant antenna is determined by the inductance of the coil and the capacitance of the capacitor. Here, the coil may be formed in the form of a loop. In addition, a core may be disposed inside the loop. The core may include a physical core such as a ferrite core or an air core.
1차 공진 안테나와 2차 공진 안테나 간의 에너지 전송은 자기장의 공진 현상을 통해 이루어질 수 있다. 공진 현상이란 하나의 공진 안테나에서 공진 주파수에 해당하는 근접장이 발생할 때 주위에 다른 공진 안테나가 위치하는 경우, 양 공진 안테나가 서로 커플링되어 공진 안테나 사이에서 높은 효율의 에너지 전달이 일어나는 현상을 의미한다. 1차 공진 안테나와 2차 공진 안테나 안테나 사이에서 공진 주파수에 해당하는 자기장이 발생하면, 1차 공진 안테나와 2차 공진 안테나가 서로 공진하는 현상이 발생되고, 이에 따라 일반적인 경우 1차 공진 안테나에서 발생한 자기장이 자유공간으로 방사되는 경우에 비해 보다 높은 효율로 2차 공진 안테나를 향해 자기장이 집속되며, 따라서 1차 공진 안테나로부터 2차 공진 안테나에 높은 효율로 에너지가 전달될 수 있다. 자기 유도 방식은 자기 공진 방식과 유사하게 구현될 수 있으나 이때에는 자기장의 주파수가 공진 주파수일 필요가 없다. 대신 자기 유도 방식에서는 1차 코일과 2차 코일을 구성하는 루프 간의 정합이 필요하며 루프 간의 간격이 매우 근접해야 한다.Energy transfer between the primary resonance antenna and the secondary resonance antenna may be achieved through a resonance phenomenon of a magnetic field. The resonance phenomenon refers to a phenomenon in which, when a near field corresponding to a resonant frequency is generated in one resonant antenna, when other resonant antennas are located around, both resonant antennas are coupled to each other and high efficiency energy transfer occurs between the resonant antennas. . When a magnetic field corresponding to the resonant frequency is generated between the primary resonant antenna and the secondary resonant antenna, a phenomenon occurs in which the primary resonant antenna and the secondary resonant antenna resonate with each other. The magnetic field is focused toward the secondary resonant antenna with higher efficiency compared to the case where the magnetic field is radiated into free space, and thus energy can be transferred from the primary resonant antenna to the secondary resonant antenna with high efficiency. The magnetic induction method may be implemented similarly to the magnetic resonance method, but in this case, the frequency of the magnetic field does not need to be the resonant frequency. Instead, in the magnetic induction method, matching between the loops constituting the primary coil and the secondary coil is required, and the distance between the loops must be very close.
도면에 도시되지 않았으나, 무선 전력 전송장치(100)는 통신 안테나를 더 포함할 수도 있다. 통신 안테나는 자기장 통신 이외의 통신 캐리어를 이용하여 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 안테나는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 신호를 송수신 할 수 있다.Although not shown in the drawings, the wireless power transmitter 100 may further include a communication antenna. The communication antenna may transmit and receive communication signals using a communication carrier other than magnetic field communication. For example, the communication antenna may transmit and receive communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
통신/컨트롤 회로(120)은 무선 전력 수신 장치(200)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신/컨트롤 회로(120)은 IB 통신 모듈 또는 OB 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication/control circuit 120 may transmit/receive information to and from the wireless power receiver 200 . The communication/control circuit 120 may include at least one of an IB communication module and an OB communication module.
IB 통신 모듈은 특정 주파수를 중심 주파수로 하는 자기파를 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신/컨트롤 회로(120)은 무선전력 전송의 동작 주파수에 통신 정보를 실어 1차 코일을 통해 전송하거나 또는 정보가 담긴 동작 주파수를 1차 코일을 통해 수신함으로써 인-밴드 통신을 수행할 수 있다. 이때, 이진 위상 편이(BPSK: binary phase shift keying), 주파수 편이(FSK: Frequency Shift Keying) 또는 진폭 편이(ASK: amplitude shift keying) 등의 변조 방식과 맨체스터(Manchester) 코딩 또는 넌 제로 복귀 레벨(NZR-L: non-return-to-zero level) 코딩 등의 코딩 방식을 이용하여 자기파에 정보를 담거나 정보가 담긴 자기파를 해석할 수 있다. 이러한 IB 통신을 이용하면 통신/컨트롤 회로(120)은 수 kbps의 데이터 전송율로 수 미터에 이르는 거리까지 정보를 송수신할 수 있다.The IB communication module may transmit/receive information using a magnetic wave having a specific frequency as a center frequency. For example, the communication/control circuit 120 performs in-band communication by loading communication information on the operating frequency of wireless power transmission and transmitting it through the primary coil or by receiving the operating frequency containing the information through the primary coil. can do. At this time, modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), frequency shift keying (FSK) or amplitude shift keying (ASK) and Manchester coding or non-zero return level (NZR) -L: Non-return-to-zero level) It is possible to contain information in a magnetic wave or interpret a magnetic wave containing information by using a coding method such as coding. If such IB communication is used, the communication/control circuit 120 may transmit/receive information up to a distance of several meters at a data rate of several kbps.
OB 통신 모듈은 통신 안테나를 통해 아웃-밴드 통신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 통신/컨트롤 회로(120)은 근거리 통신 모듈로 제공될 수 있다. 근거리 통신 모듈의 예로는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 모듈이 있다.The OB communication module may perform out-band communication through a communication antenna. For example, the communication/control circuit 120 may be provided as a short-range communication module. Examples of the short-distance communication module include communication modules such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
통신/컨트롤 회로(120)은 무선 전력 전송 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 통신/컨트롤 회로(120)은 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 무선 전력전송 장치(100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The communication/control circuit 120 may control the overall operation of the wireless power transmitter 100 . The communication/control circuit 120 may perform calculation and processing of various types of information, and may control each component of the wireless power transmission apparatus 100 .
통신/컨트롤 회로(120)은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 통신/컨트롤 회로(120)은 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 통신/컨트롤 회로(120)을 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.The communication/control circuit 120 may be implemented as a computer or a similar device using hardware, software, or a combination thereof. In terms of hardware, the communication/control circuit 120 may be provided in the form of an electronic circuit that processes electrical signals to perform a control function, and in software, in the form of a program for driving the communication/control circuit 120 in hardware. can be provided.
통신/컨트롤 회로(120)은 동작 포인트(operating point)를 컨트롤함으로써 송신 전력을 컨트롤할 수 있다. 컨트롤하는 동작 포인트는 주파수(또는 위상), 듀티 사이클(duty cycle), 듀티 비(duty ratio) 및 전압 진폭의 조합에 해당될 수 있다. 통신/컨트롤 회로(120)은 주파수(또는 위상), 듀티 사이클, 듀티비 및 전압 진폭 중 적어도 하나를 조절하여 송신 전력을 컨트롤할 수 있다. 또한, 무선 전력 전송장치(100)는 일정한 전력을 공급하고, 무선 전력 수신장치(200)가 공진 주파수를 컨트롤함으로써 수신 전력을 컨트롤할 수도 있다. The communication/control circuit 120 may control the transmit power by controlling an operating point. The operating point to be controlled may correspond to a combination of frequency (or phase), duty cycle, duty ratio, and voltage amplitude. The communication/control circuit 120 may control the transmission power by adjusting at least one of a frequency (or phase), a duty cycle, a duty ratio, and a voltage amplitude. In addition, the wireless power transmitter 100 may supply constant power, and the wireless power receiver 200 may control the received power by controlling the resonance frequency.
모바일 기기(450)는 2차 코일(Secondary Coil)을 통해 무선 전력을 수신하는 무선전력 수신장치(power receiver, 200)와 무선전력 수신장치(200)에서 수신된 전력을 전력을 전달받아 저장하고 기기에 공급하는 부하(load, 455)를 포함한다. The mobile device 450 receives and stores the power received from the wireless power receiver 200 and the wireless power receiver 200 for receiving wireless power through a secondary coil, and stores the device. Includes a load (load, 455) to supply to.
무선전력 수신장치(200)는 전력 픽업 회로(power pick-up circuit, 210) 및 통신/컨트롤 회로(communications & control circuit, 220)을 포함할 수 있다. 전력 픽업 회로(210)은 2차 코일을 통해 무선 전력을 수신하여 전기 에너지로 변환할 수 있다. 전력 픽업 회로(210)은 2차 코일을 통해 얻어지는 교류 신호를 정류하여 직류 신호로 변환한다. 통신/컨트롤 회로(220)은 무선 전력의 송신과 수신(전력 전달 및 수신)을 제어할 수 있다. The wireless power receiver 200 may include a power pick-up circuit 210 and a communication/control circuit 220 . The power pickup circuit 210 may receive wireless power through the secondary coil and convert it into electrical energy. The power pickup circuit 210 rectifies the AC signal obtained through the secondary coil and converts it into a DC signal. The communication/control circuit 220 may control transmission and reception of wireless power (power transmission and reception).
2차 코일은 무선 전력 전송 장치(100)에서 전송되는 무선 전력을 수신할 수 있다. 2차 코일은 1차 코일에서 발생하는 자기장을 이용하여 전력을 수신할 수 있다. 여기서, 특정 주파수가 공진 주파수인 경우에는 1차 코일과 2차 코일 간에 자기 공진 현상이 발생하여 보다 효율적으로 전력을 전달받을 수 있다.The secondary coil may receive wireless power transmitted from the wireless power transmitter 100 . The secondary coil may receive power using a magnetic field generated in the primary coil. Here, when the specific frequency is the resonance frequency, a magnetic resonance phenomenon occurs between the primary coil and the secondary coil, so that power can be transmitted more efficiently.
도 5에는 도시되지 않았으나 통신/컨트롤 회로(220)은 통신 안테나를 더 포함할 수도 있다. 통신 안테나는 자기장 통신 이외의 통신 캐리어를 이용하여 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 안테나는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 신호를 송수신할 수 있다. Although not shown in FIG. 5 , the communication/control circuit 220 may further include a communication antenna. The communication antenna may transmit and receive communication signals using a communication carrier other than magnetic field communication. For example, the communication antenna may transmit and receive communication signals such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
통신/컨트롤 회로(220)은 무선 전력 전송 장치(100)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신/컨트롤 회로(220)은 IB 통신 모듈 또는 OB 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication/control circuit 220 may transmit/receive information to and from the wireless power transmitter 100 . The communication/control circuit 220 may include at least one of an IB communication module and an OB communication module.
IB 통신 모듈은 특정 주파수를 중심 주파수로 하는 자기파를 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신/컨트롤 회로(220)은 자기파에 정보를 실어 2차 코일을 통해 송신하거나 또는 정보가 담긴 자기파를 2차 코일을 통해 수신함으로써 IB 통신을 수행할 수 있다. 이때, 이진 위상 편이(BPSK: binary phase shift keying), 주파수 편이(FSK: Frequency Shift Keying) 또는 진폭 편이(ASK: amplitude shift keying) 등의 변조 방식과 맨체스터(Manchester) 코딩 또는 넌 제로 복귀 레벨(NZR-L: non-return-to-zero level) 코딩 등의 코딩 방식을 이용하여 자기파에 정보를 담거나 정보가 담긴 자기파를 해석할 수 있다. 이러한 IB 통신을 이용하면 통신/컨트롤 회로(220)은 수 kbps의 데이터 전송율로 수 미터에 이르는 거리까지 정보를 송수신할 수 있다.The IB communication module may transmit/receive information using a magnetic wave having a specific frequency as a center frequency. For example, the communication/control circuit 220 may perform IB communication by loading information on a magnetic wave and transmitting it through a secondary coil or by receiving a magnetic wave containing information through a secondary coil. At this time, modulation schemes such as binary phase shift keying (BPSK), frequency shift keying (FSK) or amplitude shift keying (ASK) and Manchester coding or non-zero return level (NZR) -L: Non-return-to-zero level) It is possible to contain information in a magnetic wave or interpret a magnetic wave containing information by using a coding method such as coding. If such IB communication is used, the communication/control circuit 220 may transmit/receive information up to a distance of several meters at a data rate of several kbps.
OB 통신 모듈은 통신 안테나를 통해 아웃-밴드 통신을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 통신/컨트롤 회로(220)은 근거리 통신 모듈로 제공될 수 있다. The OB communication module may perform out-band communication through a communication antenna. For example, the communication/control circuit 220 may be provided as a short-range communication module.
근거리 통신 모듈의 예로는 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 LE, 직비(ZigBee), NFC 등의 통신 모듈이 있다.Examples of the short-distance communication module include communication modules such as Wi-Fi, Bluetooth, Bluetooth LE, ZigBee, and NFC.
통신/컨트롤 회로(220)은 무선 전력 수신 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 통신/컨트롤 회로(220)은 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고, 무선 전력수신 장치(200)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.The communication/control circuit 220 may control the overall operation of the wireless power receiver 200 . The communication/control circuit 220 may perform calculation and processing of various types of information, and may control each component of the wireless power receiver 200 .
통신/컨트롤 회로(220)은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 통신/컨트롤 회로(220)은 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 통신/컨트롤 회로(220)을 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다. The communication/control circuit 220 may be implemented as a computer or a similar device using hardware, software, or a combination thereof. In terms of hardware, the communication/control circuit 220 may be provided in the form of an electronic circuit that processes electrical signals to perform a control function, and in software, in the form of a program that drives the communication/control circuit 220 in hardware. can be provided.
통신/컨트롤 회로(120)과 통신/컨트롤 회로(220)이 OB 통신 모듈 또는 근거리 통신 모듈로서 블루투스 또는 블루투스 LE일 경우, 통신/컨트롤 회로(120)과 통신/컨트롤 회로(220)은 각각 도 6와 같은 통신 아키텍처로 구현되어 동작할 수 있다. When the communication/control circuit 120 and the communication/control circuit 220 are Bluetooth or Bluetooth LE as an OB communication module or a short-range communication module, the communication/control circuit 120 and the communication/control circuit 220 are respectively shown in FIG. 6 It can be implemented and operated with the same communication architecture as
도 6은 본 명세서에 따른 일 실시예가 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.6 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which an embodiment according to the present specification can be applied.
도 6를 참고하면, 도 6의 (a)는 GATT를 지원하는 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타내며, (b)는 블루투스 LE(Low Energy)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸다.Referring to FIG. 6, (a) of FIG. 6 shows an example of a protocol stack of Bluetooth BR (Basic Rate)/EDR (Enhanced Data Rate) supporting GATT, (b) is Bluetooth LE (Low Energy) An example of a protocol stack is shown.
구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 블루투스 BR/EDR 프로토콜 스택은 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI, 18)를 기준으로 상부의 컨트롤러 스택(Controller stack, 460)과 하부의 호스트 스택(Host Stack, 470)을 포함할 수 있다.Specifically, as shown in (a) of FIG. 6 , the Bluetooth BR/EDR protocol stack has an upper controller stack (Controller stack, 460) and a lower one based on the host controller interface (HCI, 18). It may include a host stack (Host Stack, 470).
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈)(470)은 2.4GHz의 블루투스 신호를 받는 무선 송수신 모듈과 블루투스 패킷을 전송하거나 수신하기 위한 하드웨어를 말하며, 상기 컨트롤러 스택(460)은 블루투스 모듈과 연결되어 블루투스 모듈을 제어하고 동작을 수행한다.The host stack (or host module) 470 refers to a wireless transceiver module that receives a Bluetooth signal of 2.4 GHz and hardware for transmitting or receiving Bluetooth packets, and the controller stack 460 is connected to the Bluetooth module to configure the Bluetooth module. Control and perform actions.
상기 호스트 스택(470)은 BR/EDR PHY 계층(12), BR/EDR Baseband 계층(14), 링크 매니저 계층(Link Manager, 16)을 포함할 수 있다.The host stack 470 may include a BR/EDR PHY layer 12 , a BR/EDR baseband layer 14 , and a link manager layer 16 .
상기 BR/EDR PHY 계층(12)은 2.4GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로, GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation을 사용하는 경우 79 개의 RF 채널을 hopping 하여 데이터를 전송할 수 있다.The BR/EDR PHY layer 12 is a layer for transmitting and receiving a 2.4 GHz radio signal. When Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation is used, data can be transmitted by hopping 79 RF channels.
상기 BR/EDR Baseband 계층(14)은 Digital Signal을 전송하는 역할을 담당하며, 초당 1400번 hopping 하는 채널 시퀀스를 선택하며, 각 채널 별 625us 길이의 time slot을 전송한다.The BR/EDR baseband layer 14 is responsible for transmitting a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a 625us-long time slot for each channel.
상기 링크 매니저 계층(16)은 LMP(Link Manager Protocol)을 활용하여 Bluetooth Connection의 전반적인 동작(link setup, control, security)을 제어한다.The link manager layer 16 controls the overall operation (link setup, control, security) of the Bluetooth connection by using LMP (Link Manager Protocol).
상기 링크 매니저 계층(16)은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.The link manager layer 16 may perform the following functions.
- ACL/SCO logical transport, logical link setup 및 control을 한다.- Perform ACL/SCO logical transport, logical link setup and control.
- Detach: connection을 중단하고, 중단 이유를 상대 디바이스에게 알려준다. - Detach: Aborts the connection and informs the other device of the reason for the interruption.
- Power control 및 Role switch를 한다.- Power control and role switch.
- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.- Performs security (authentication, pairing, encryption) functions.
상기 호스트 컨트롤러 인터페이스 계층(18)은 Host 모듈과 Controller 모듈 사이의 인터페이스 제공하여 Host 가 command와 Data를 Controller에게 제공하게 하며, Controller가 event와 Data를 Host에게 제공할 수 있도록 해준다.The host controller interface layer 18 provides an interface between the host module and the controller module so that the host provides commands and data to the controller, and allows the controller to provide events and data to the host.
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈, 20)은 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21), 속성 프로토콜(Protocol, 22), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 23), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 24), BR/EDR 프로파일(25)을 포함한다.The host stack (or host module, 20) includes a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21), an attribute protocol (Protocol, 22), a generic attribute profile (GATT, 23), a generic access profile (Generic Access) Profile, GAP, 24), and BR/EDR profile (25).
상기 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21)은 특정 프로토콜 또는 포로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.The logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21) may provide one bidirectional channel for data transmission to a specific protocol or profile file.
상기 L2CAP(21)은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있다.The L2CAP 21 may multiplex various protocols, profiles, etc. provided by the Bluetooth upper layer.
블루투스 BR/EDR의 L2CAP에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control을 제공한다.L2CAP of Bluetooth BR/EDR uses dynamic channels, supports protocol service multiplexer, retransmission, and streaming mode, and provides segmentation and reassembly, per-channel flow control, and error control.
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 23)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(22)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(23)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.The generic attribute profile GATT 23 may be operable as a protocol that describes how the attribute protocol 22 is used in the configuration of services. For example, the generic attribute profile 23 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe characteristics associated with services.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(23) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 22)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.Thus, the generic attribute profile 23 and the attribute protocol (ATT) 22 can use features to describe the state and services of a device, how they relate to each other and how they are used.
상기 속성 프로토콜(22) 및 상기 BR/EDR 프로파일(25)은 블루트스 BR/EDR를 이용하는 서비스(profile)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의하며, 상기 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 24)은 디바이스 발견, 연결, 및 보안 수준을 정의한다. The attribute protocol 22 and the BR/EDR profile 25 define a service (profile) using Bluetooth BR/EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the Generic Access Profile , GAP, 24) define device discovery, connectivity, and security levels.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 블루투스 LE 프로토콜 스택은 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작 가능한 컨트롤러 스택(Controller stack, 480)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작 가능한 호스트 스택(Host stack, 490)을 포함한다.As shown in (b) of FIG. 6 , the Bluetooth LE protocol stack includes a controller stack 480 operable to process a timing-critical wireless device interface and a host stack operable to process high level data. (Host stack, 490).
먼저, 컨트롤러 스택(480)은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.First, the controller stack 480 may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth radio, for example, a processor module that may include a processing device such as a microprocessor.
호스트 스택(490)은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(package)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.The host stack 490 may be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instantiation of a package on the OS.
일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.In some instances, the controller stack and host stack may operate or run on the same processing device within a processor module.
상기 컨트롤러 스택(480)은 물리 계층(Physical Layer, PHY, 32), 링크 레이어(Link Layer, 34) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, 36)를 포함한다.The controller stack 480 includes a physical layer (PHY) 32, a link layer (Link Layer) 34, and a host controller interface (Host Controller Interface, 36).
상기 물리 계층(PHY, 무선 송수신 모듈, 32)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.The physical layer (PHY, radio transmit/receive module, 32) is a layer for transmitting and receiving a 2.4 GHz radio signal, and uses Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation and a frequency hopping technique composed of 40 RF channels.
블루투스 패킷을 전송하거나 수신하는 역할을 하는 상기 링크 레이어(34)는 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 257bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.The link layer 34, which transmits or receives Bluetooth packets, performs advertising and scanning functions using three advertising channels, and then creates a connection between devices, and a maximum of 257 bytes of data packets through 37 data channels. Provides a function to send and receive
상기 호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile, 40), 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 41), 보안 매니저(Security Manager, SM, 42), 속성 프로토콜(Attribute Protocol, ATT, 440), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 44), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, 25), LT 프로파일(46)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 호스트 스택(490)은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.The host stack includes Generic Access Profile (GAP, 40), Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP, 41), Security Manager (SM, 42), Attribute Protocol (ATT, 440), and Generic Attribute Profile. (Generic Attribute Profile, GATT, 44), a general access profile (Generic Access Profile, 25), may include the LT profile (46). However, the host stack 490 is not limited thereto and may include various protocols and profiles.
호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다. The host stack uses L2CAP to multiplex various protocols and profiles provided by the Bluetooth upper layer.
먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.First, L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol, 41) may provide one bidirectional channel for data transmission to a specific protocol or profile.
상기 L2CAP(41)은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.The L2CAP 41 may be operable to multiplex data between higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
블루투스 LE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 기본적으로 사용한다. 그리고, 필요에 따라 동적 채널을 사용할 수도 있다. In Bluetooth LE, 3 fixed channels (1 for signaling CH, 1 for Security Manager, 1 for Attribute protocol) are basically used. And, if necessary, a dynamic channel may be used.
반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 기본적으로 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다. On the other hand, in BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate), a dynamic channel is basically used, and protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, etc. are supported.
SM(Security Manager, 42)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.SM (Security Manager, 42) is a protocol for authenticating a device and providing key distribution.
ATT(Attribute Protocol, 43)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 아래의 6이지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.ATT (Attribute Protocol, 43) defines a rule for accessing data of a counterpart device in a server-client structure. ATT has the following 6 message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
① Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보 요청 및 전달 하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송하는 용도로 사용할 수 있는 메시지를 말한다.① Request and Response message: The Request message is a message for requesting and delivering specific information from the client device to the server device, and the Response message is a response message to the Request message, a message that can be used for transmission from the server device to the client device. say
② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 주로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다. ② Command message: A message transmitted mainly from the client device to the server device to instruct a command for a specific operation. The server device does not transmit a response to the command message to the client device.
③ Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.③ Notification message: A message sent from the server device to the client device for notification such as an event. The client device does not send a confirmation message for the Notification message to the server device.
④ Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지(Confirm message)를 서버 디바이스로 전송한다.④ Indication and Confirm message: A message transmitted from the server device to the client device for notification such as an event. Unlike the Notification message, the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device.
본 명세서는 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)을 사용하는 GATT 프로파일에서 긴 데이터 요청 시 데이터 길이에 대한 값을 전송하여 클라이언트가 데이터 길이를 명확히 알 수 있게 하며, UUID를 이용하여 서버로부터 특성(Characteristic) 값을 전송 받을 수 있다.The present specification transmits a value for the data length when requesting long data in the GATT profile using the attribute protocol (ATT, 43) so that the client can clearly know the data length, and uses the UUID to obtain a characteristic (Characteristic) from the server value can be sent.
상기 일반 접근 프로파일(GAP, 45)은 블루투스 LE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, 블루투스 LE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.The general access profile (GAP, 45) is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology, and is used to control role selection and multi-profile operation for communication between Bluetooth LE devices.
또한, 상기 일반 접근 프로파일(45)은 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.In addition, the general access profile 45 is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, defines a method for providing information to a user, and defines the types of attributes as follows.
① Service: 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의① Service: Defines the basic behavior of a device by combining data-related behaviors
② Include: 서비스 사이의 관계를 정의② Include: Defines the relationship between services
③ Characteristics: 서비스에서 사용되는 data 값③ Characteristics: data value used in service
④ Behavior: UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷④ Behavior: A computer readable format defined as UUID (Universal Unique Identifier, value type)
상기 LE 프로파일(46)은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 블루투스 LE 디바이스에 적용된다. LE 프로파일(46)은 예를 들면, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time 등이 있을 수 있으며, GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.The LE profile 46 is mainly applied to Bluetooth LE devices as profiles that depend on GATT. The LE profile 46 may include, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, and Time, and the specific contents of GATT-based Profiles are as follows.
① Battery: 배터리 정보 교환 방법 ① Battery: How to exchange battery information
② Time: 시간 정보 교환 방법 ② Time: How to exchange time information
③ FindMe: 거리에 따른 알람 서비스 제공 ③ FindMe: Provides alarm service according to distance
④ Proximity: 배터리 정보 교환 방법 ④ Proximity: How to exchange battery information
⑤ Time: 시간 정보 교환 방법 ⑤ Time: How to exchange time information
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 44)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(43)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(44)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.The generic attribute profile (GATT) 44 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 43 is used in the configuration of services. For example, the generic attribute profile 44 may be operable to define how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe characteristics associated with services.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(44) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.Thus, the generic attribute profile 44 and the attribute protocol (ATT) 43 can use features to describe the state and services of a device, how they relate to each other and how they are used.
이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.Hereinafter, procedures of Bluetooth Low Energy (BLE) technology will be briefly described.
BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.The BLE procedure may be divided into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, a connecting procedure, and the like.
디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure)Device Filtering Procedure
디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.The device filtering procedure is a method for reducing the number of devices that respond to requests, instructions, and notifications in the controller stack.
모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.When all devices receive a request, it is unnecessary to respond to it, so the controller stack can reduce the number of requests it transmits, so that power consumption can be reduced in the BLE controller stack.
광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.An advertising device or a scanning device may perform the device filtering procedure to restrict devices receiving an advertisement packet, a scan request, or a connection request.
여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.Here, the advertisement device refers to a device that transmits an advertisement event, that is, performs advertisement, and is also expressed as an advertiser.
스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.The scanning device refers to a device that performs scanning and a device that transmits a scan request.
BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.In BLE, when a scanning device receives some advertisement packets from an advertisement device, the scanning device has to send a scan request to the advertisement device.
하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.However, when the device filtering procedure is used and the scan request transmission is unnecessary, the scanning device may ignore advertisement packets transmitted from the advertisement device.
연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.A device filtering procedure may also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is not necessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.
광고 절차(Advertising Procedure)Advertising Procedure
광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.The advertisement device performs an advertisement procedure to perform non-directional broadcast to devices in the area.
여기서, 비지향성의 브로드캐스트(Undirected Advertising)는 특정 디바이스를 향한 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 디바이스를 향한 광고(Advertising)이며, 모든 디바이스가 광고(Advertising)을 스캔(Scan)하여 추가 정보 요청이나 연결 요청을 할 수 있다.Here, undirected advertising is advertising directed to all (all) devices rather than a broadcast directed to a specific device, and all devices scan advertisements to request additional information or You can make a connection request.
이와 달리, 지향성 브로드캐스트(Directed advertising)는 수신 디바이스로 지정된 디바이스만 광고(Advertising)을 스캔(Scan)하여 추가 정보 요청이나 연결 요청을 할 수 있다.Contrary to this, in the directed advertising, only a device designated as a receiving device scans the advertisement to request additional information or a connection request.
광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.An advertisement procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.
또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다. Alternatively, the advertisement procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to scanning devices that are listening on the advertisement channel.
광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.In the advertisement procedure, all advertisements (or advertisement events) are broadcast through the advertisement physical channel.
광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다. Advertising devices may receive a scan request from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertising 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 on which the scan request is received.
광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.Broadcast user data sent as part of advertisement packets is dynamic data, whereas scan response data is generally static data.
광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.An advertising device may receive a connection request from an initiating device on an advertising (broadcast) physical channel. If the advertising device uses a connectable advertising event and the initiating device is not filtered by the device filtering procedure, the advertising device stops advertising and enters a connected mode. The advertising device may start advertising again after the connected mode.
스캐닝 절차(Scanning Procedure)Scanning Procedure
스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.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.
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.The scanning device sends a scan request to the advertisement device through an advertisement physical channel to request additional data from the advertisement device. The advertisement device transmits a scan response that is a response to the scan request including additional data requested by the scanning device through the advertisement physical channel.
상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.The scanning procedure may be used while being connected to another BLE device in the BLE piconet.
만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.If the scanning device receives a broadcast advertisement event and is in an initiator mode capable of initiating a connection request, the scanning device sends a connection request to the advertisement device through an advertisement physical channel. You can start a Bluetooth connection with
스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.When the scanning device sends a connection request to the advertising device, the scanning device stops scanning initiator mode for additional broadcast, and enters the connected mode.
디스커버링 절차(Discovering Procedure)Discovering Procedure
블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, '블루투스 디바이스'라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter, referred to as 'Bluetooth devices') perform advertisement and scanning procedures to discover nearby devices or to be discovered by other devices within a given area.
디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.The discovery procedure is performed asymmetrically. A Bluetooth device that tries to find other nearby devices is called a discovering device and listens to find devices that advertise a scannable advertisement event. A Bluetooth device discovered and available from other devices is called a discoverable device and actively broadcasts an advertisement event so that other devices can scan it through an advertisement (broadcast) physical channel.
디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.Both the discovering device and the discoverable device may be already connected to other Bluetooth devices in the piconet.
연결 절차(Connecting Procedure)Connecting Procedure
연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.The connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires that a specific Bluetooth device perform a scanning procedure while another Bluetooth device performs an advertisement procedure.
즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.That is, an advertisement procedure may be targeted, as a result of which only one device will respond to the advertisement. After receiving an accessible advertisement event from an advertisement device, a connection may be initiated by sending a connection request to the advertisement device through an advertisement (broadcast) physical channel.
다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.Next, an operation state in the BLE technology, that is, an advertising state, a scanning state, an initiating state, and a connection state will be briefly reviewed.
광고 상태(Advertising State)Advertising State
링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(Packet Data Circuit)들을 전송한다.The link layer (LL) enters the advertisement state by the instruction of the host (stack). When the link layer is in the advertisement state, the link layer sends advertisement packet data circuits (PDUs) in advertisement events.
각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.Each advertisement event consists of at least one advertisement PDU, and the advertisement PDUs are transmitted through used advertisement channel indexes. The advertisement event may be terminated earlier when the advertisement PDU is transmitted through the used advertisement channel indexes, or when the advertisement device needs to secure a space to perform another function.
스캐닝 상태(Scanning State)Scanning State
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다. The link layer enters the scanning state under the direction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertisement channel indices.
스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.There are two types of scanning states, passive scanning and active scanning, and each scanning type is determined by a host.
스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.A separate time or advertisement channel index for performing scanning is not defined.
스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.During the scanning state, the link layer listens for the advertisement channel index for a scanWindow duration. The scanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.
링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.The link layer MUST listen for completion of all scan intervals in the scan window as directed by the host, provided there is no scheduling conflict. In each scan window, the link layer must scan a different advertisement channel index. The link layer uses all available advertising channel indices.
수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.In passive scanning, the link layer only receives packets and transmits no packets.
능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.In active scanning, the link layer performs listening depending on the advertisement PDU type, which may request advertisement PDUs and additional information related to the advertisement device from the advertisement device.
개시 상태(Initiating State)Initiating State
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.The link layer enters the initiation state by the instruction of the host (stack).
링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.When the link layer is in the initiating state, the link layer performs listening for advertisement channel indices.
개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.During the start state, the link layer listens for the advertisement channel index during the scan window period.
연결 상태(connection state)connection state
링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.The link layer enters the connected state when the device making the connection request, that is, the initiating device sends a CONNECT_REQ PDU to the advertising device, or when the advertising device receives a CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.After entering the connection state, a connection is considered to be created. However, the connection need not be considered to be established at the time it enters the connected state. The only difference between the newly created connection and the established connection is the link layer connection supervision timeout value.
두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.When two devices are connected, they act in different roles.
마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.The link layer performing the master role is called a master, and the link layer performing the slave role is called a slave. The master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the synchronization point between the master and the slave.
이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.Hereinafter, a packet defined in the Bluetooth interface will be briefly described. BLE devices use packets defined below.
패킷 포맷(Packet Format)Packet Format
링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.The Link Layer has only one packet format used for both advertisement channel packets and data channel packets.
각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.Each packet consists of four fields: a preamble, an access address, a PDU, and a CRC.
하나의 패킷이 광고 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.When one packet is transmitted in the advertisement channel, the PDU will be the advertisement channel PDU, and when one packet is transmitted in the data channel, the PDU will be the data channel PDU.
광고 채널 PDU(Advertising Channel PDU)Advertising Channel PDU
광고 채널 PDU(Packet Data Circuit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.An advertisement channel PDU (Packet Data Circuit) has a 16-bit header and payloads of various sizes.
헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 3에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.The PDU type field of the advertisement channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 3 below.
PDU TypePDU Type Packet NamePacket Name
00000000 ADV_INDADV_IND
00010001 ADV_DIRECT_INDADV_DIRECT_IND
00100010 ADV_NONCONN_INDADV_NONCONN_IND
00110011 SCAN_REQSCAN_REQ
01000100 SCAN_RSPSCAN_RSP
01010101 CONNECT_REQCONNECT_REQ
01100110 ADV_SCAN_INDADV_SCAN_IND
0111-11110111-1111 ReservedReserved
광고 Advertising PDUPDU (Advertising (Advertising PDUPDU ))
아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.The following advertisement channel PDU types are called advertisement PDUs and are used in specific events.
ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_IND: Linkable non-directional advertising event
ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트ADV_DIRECT_IND: Linkable Directive Advertising Event
ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트ADV_NONCONN_IND: Non-Linkable Non-Directional Advertising Event
ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트ADV_SCAN_IND: Scannable non-directional advertising event
상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.The PDUs are transmitted in the link layer in the advertisement state and are received by the link layer in the scanning state or initiating state.
스캐닝 PDU(Scanning PDU)Scanning PDU
아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.The following advertisement channel PDU types are called scanning PDUs and are used in the state described below.
SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_REQ: Sent by the link layer in the scanning state, and received by the link layer in the advertisement state.
SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.SCAN_RSP: Sent by the link layer in the advertisement state, and received by the link layer in the scanning state.
개시 PDU(Initiating PDU)Initiating PDU
아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.The following advertisement channel PDU types are called initiation PDUs.
CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.CONNECT_REQ: Sent by the link layer in the initiating state, and received by the link layer in the advertising state.
데이터 채널 PDU(Data Channel PDU)Data Channel PDUs
데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check: MIC) 필드를 포함할 수 있다.The data channel PDU may have a 16-bit header, payloads of various sizes, and include a Message Integrity Check (MIC) field.
앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.The procedure, state, packet format, etc. in the BLE technology discussed above may be applied to perform the methods proposed in this specification.
다시 도 5를 참조하면, 부하(455)는 배터리일 수 있다. 배터리는 전력 픽업 회로(210)으로부터 출력되는 전력을 이용하여 에너지를 저장할 수 있다. 한편, 모바일 기기(450)에 배터리가 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리는 탈부착이 가능한 형태의 외부 구성으로 제공될 수 있다. 다른 예를 들어, 무선 전력 수신 장치(200)에는 전자 기기의 다양한 동작을 구동하는 구동 수단이 배터리 대신 포함될 수도 있다.Referring back to FIG. 5 , the load 455 may be a battery. The battery may store energy using power output from the power pickup circuit 210 . Meanwhile, the battery is not necessarily included in the mobile device 450 . For example, the battery may be provided as a detachable external configuration. As another example, the wireless power receiving apparatus 200 may include a driving means for driving various operations of the electronic device instead of a battery.
모바일 기기(450)는 무선전력 수신장치(200)을 포함하는 것을 도시되어 있고, 베이스 스테이션(400)은 무선전력 전송장치(100)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 넓은 의미에서는 무선전력 수신장치(200)는 모바일 기기(450)와 동일시될 수 있고 무선전력 전송장치(100)는 베이스 스테이션(400)와 동일시 될 수도 있다. Although the mobile device 450 is shown to include the wireless power receiver 200 and the base station 400 is shown to include the wireless power transmitter 100, in a broad sense, the wireless power receiver ( 200 may be identified with the mobile device 450 , and the wireless power transmitter 100 may be identified with the base station 400 .
통신/컨트롤 회로(120)과 통신/컨트롤 회로(220)이 IB 통신 모듈 이외에 OB 통신 모듈 또는 근거리 통신 모듈로서 블루투스 또는 블루투스 LE을 포함하는 경우, 통신/컨트롤 회로(120)을 포함하는 무선전력 전송장치(100)와 통신/컨트롤 회로(220)을 포함하는 무선전력 수신장치(200)은 도 7과 같은 단순화된 블록도로 표현될 수 있다. When the communication/control circuit 120 and the communication/control circuit 220 include Bluetooth or Bluetooth LE as an OB communication module or short-range communication module in addition to the IB communication module, wireless power transmission including the communication/control circuit 120 The device 100 and the wireless power receiver 200 including the communication/control circuit 220 may be represented by a simplified block diagram as shown in FIG. 7 .
도 7은 일례에 따른 BLE 통신을 사용하는 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to an example.
도 7를 참조하면, 무선전력 전송장치(100)는 전력 변환 회로(110)과 통신/컨트롤 회로(120)을 포함한다. 통신/컨트롤 회로(120)은 인밴드 통신 모듈(121) 및 BLE 통신 모듈(122)를 포함한다. Referring to FIG. 7 , the wireless power transmitter 100 includes a power conversion circuit 110 and a communication/control circuit 120 . The communication/control circuit 120 includes an in-band communication module 121 and a BLE communication module 122 .
한편 무선전력 수신장치(200)는 전력 픽업 회로(210)과 통신/컨트롤 회로(220)을 포함한다. 통신/컨트롤 회로(220)은 인밴드 통신 모듈(221) 및 BLE 통신 모듈(222)를 포함한다. Meanwhile, the wireless power receiver 200 includes a power pickup circuit 210 and a communication/control circuit 220 . The communication/control circuit 220 includes an in-band communication module 221 and a BLE communication module 222 .
일 측면에서, BLE 통신 모듈들(122, 222)은 도 6에 따른 아키텍처 및 동작을 수행한다. 예를 들어, BLE 통신 모듈들(122, 222)은 무선전력 전송장치(100)와 무선전력 수신장치(200) 사이의 접속을 수립하고, 무선전력 전송에 필요한 제어 정보와 패킷들을 교환하는데 사용될 수도 있다. In one aspect, the BLE communication modules 122 , 222 perform the architecture and operation according to FIG. 6 . For example, the BLE communication modules 122 and 222 may be used to establish a connection between the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200, and to exchange control information and packets necessary for wireless power transmission. there is.
다른 측면에서, 통신/컨트롤 회로(120)은 무선충전을 위한 프로파일을 동작시키도록 구성될 수 있다. 여기서, 무선충전을 위한 프로파일은 BLE 전송을 사용하는 GATT일 수 있다. In another aspect, the communication/control circuit 120 may be configured to operate a profile for wireless charging. Here, the profile for wireless charging may be GATT using BLE transmission.
도 8은 다른 예에 따른 BLE 통신을 사용하는 무선전력 전송 시스템을 도시한 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating a wireless power transmission system using BLE communication according to another example.
도 8를 참조하면, 통신/컨트롤 회로들(120, 220)은 각각 인밴드 통신 모듈들(121, 221)만을 포함하고, BLE 통신 모듈들(122, 222)은 통신/컨트롤 회로들(120, 220)과 분리되어 구비되는 형태도 가능하다. Referring to FIG. 8 , the communication/ control circuits 120 and 220 include only in- band communication modules 121 and 221 , respectively, and the BLE communication modules 122 and 222 are the communication/control circuits 120 , 220) and a form separately provided is also possible.
이하에서 코일 또는 코일부는 코일 및 코일과 근접한 적어도 하나의 소자를 포함하여 코일 어셈블리, 코일 셀 또는 셀로서 지칭할 수도 있다.Hereinafter, the coil or the coil unit may be referred to as a coil assembly, a coil cell, or a cell including a coil and at least one element adjacent to the coil.
도 9는 무선 전력 전송 절차를 설명하기 위한 상태 천이도이다.9 is a state transition diagram for explaining a wireless power transmission procedure.
도 9를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치로부터 수신기로의 파워 전송은 크게 선택 단계(selection phase, 510), 핑 단계(ping phase, 520), 식별 및 구성 단계(identification and configuration phase, 530), 협상 단계(negotiation phase, 540), 보정 단계(calibration phase, 550), 전력 전송 단계(power transfer phase, 560) 단계 및 재협상 단계(renegotiation phase, 570)로 구분될 수 있다. 9, the power transmission from the wireless power transmitter to the receiver according to an embodiment of the present specification is largely a selection phase (selection phase, 510), a ping phase (ping phase, 520), identification and configuration phase (identification) and configuration phase, 530), a negotiation phase (540), a calibration phase (550), a power transfer phase (560), and a renegotiation phase (570). .
선택 단계(510)는 파워 전송을 시작하거나 파워 전송을 유지하는 동안 특정 오류 또는 특정 이벤트가 감지되면, 천이되는 단계-예를 들면, 도면 부호 S502, S504, S508, S510 및 S512를 포함함-일 수 있다. 여기서, 특정 오류 및 특정 이벤트는 이하의 설명을 통해 명확해질 것이다. 또한, 선택 단계(510)에서 무선전력 전송장치는 인터페이스 표면에 물체가 존재하는지를 모니터링할 수 있다. 만약, 무선전력 전송장치가 인터페이스 표면에 물체가 놓여진 것이 감지되면, 핑 단계(520)로 천이할 수 있다. 선택 단계(510)에서 무선전력 전송장치는 매우 짧은 구간(duration)에 해당하는 전력 신호(또는 펄스)인 아날로그 핑(Analog Ping) 신호를 전송하며, 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 인터페이스 표면의 활성 영역(Active Area)에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.The selection step 510 transitions when a specific error or a specific event is detected while initiating or maintaining the power transmission - including, for example, reference numerals S502, S504, S508, S510 and S512. can Here, specific errors and specific events will become clear through the following description. Also, in the selection step 510 , the wireless power transmitter may monitor whether an object is present on the interface surface. If the wireless power transmitter detects that an object is placed on the interface surface, it may transition to the ping step 520 . In the selection step 510, the wireless power transmitter transmits an analog ping signal that is a power signal (or pulse) corresponding to a very short duration, and the current of the transmitting coil or the primary coil Based on the change, it is possible to detect whether an object is present in an active area of the interface surface.
선택 단계(510)에서 물체가 감지되는 경우, 무선전력 전송장치는 무선전력 공진 회로(예를 들어 전력전송 코일 및/또는 공진 캐패시터)의 품질 인자를 측정할 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에서는 선택단계(510)에서 물체가 감지되면, 충전 영역에 이물질과 함께 무선전력 수신장치가 놓였는지 판단하기 위하여 품질 인자를 측정할 수 있다. 무선전력 전송장치에 구비되는 코일은 환경 변화에 의해 인덕턴스 및/또는 코일 내 직렬저항 성분이 감소될 수 있고, 이로 인해 품질 인자 값이 감소하게 된다. 측정된 품질 인자 값을 이용하여 이물질의 존재 여부를 판단하기 위해, 무선전력 전송장치는 충전 영역에 이물질이 배치되지 않은 상태에서 미리 측정된 기준 품질 인자 값을 무선전력 수신장치로부터 수신할 수 있다. 협상 단계(540)에서 수신된 기준 품질 인자 값과 측정된 품질 인자 값을 비교하여 이물질 존재 여부를 판단할 수 있다. 그러나 기준 품질 인자 값이 낮은 무선전력 수신장치의 경우-일 예로, 무선전력 수신장치의 타입, 용도 및 특성 등에 따라 특정 무선전력 수신장치는 낮은 기준 품질 인자 값을 가질 수 있음-, 이물질이 존재하는 경우에 측정되는 품질 인자 값과 기준 품질 인자 값 사이의 큰 차이가 없어 이물질 존재 여부를 판단하기 어려운 문제가 발생할 수 있다. 따라서 다른 판단 요소를 더 고려하거나, 다른 방법을 이용하여 이물질 존재 여부를 판단해야 한다.When an object is detected in the selection step 510 , the wireless power transmitter may measure a quality factor of a wireless power resonance circuit (eg, a power transmission coil and/or a resonance capacitor). In an embodiment of the present specification, when an object is detected in the selection step 510 , a quality factor may be measured in order to determine whether the wireless power receiver is placed in the charging area together with the foreign material. In the coil provided in the wireless power transmitter, an inductance and/or a series resistance component in the coil may be reduced due to an environmental change, thereby reducing a quality factor value. In order to determine the presence or absence of a foreign substance using the measured quality factor value, the wireless power transmitter may receive a pre-measured reference quality factor value from the wireless power receiver in a state in which the foreign substance is not disposed in the charging area. The presence of foreign substances may be determined by comparing the reference quality factor value received in the negotiation step 540 with the measured quality factor value. However, in the case of a wireless power receiving device having a low reference quality factor - for example, a specific wireless power receiving device may have a low reference quality factor value depending on the type, use, and characteristics of the wireless power receiving device. In this case, since there is no significant difference between the measured quality factor value and the reference quality factor value, it may be difficult to determine the presence of foreign substances. Therefore, it is necessary to further consider other determining factors or to determine the presence of foreign substances by using other methods.
본 명세서의 또 다른 실시예에서는 선택 단계(510)에서 물체가 감지되면, 충전 영역에 이물질과 함께 배치되었는지 판단하기 위하여 특정 주파수 영역 내(ex 동작 주파수 영역) 품질 인자 값을 측정할 수 있다. 무선전력 전송장치의 코일은 환경 변화에 의해 인덕턴스 및/또는 코일 내 직렬 저항 성분이 감소될 수 있고, 이로 인해 무선전력 전송장치의 코일의 공진 주파수가 변경(시프트)될 수 있다. 즉, 동작 주파수 대역 내 최대 품질 인자 값이 측정되는 주파수인 품질 인자 피크(peak) 주파수가 이동될 수 있다.In another embodiment of the present specification, when an object is detected in the selection step 510 , a quality factor value within a specific frequency domain (eg operating frequency domain) may be measured in order to determine whether the object is disposed with the foreign material in the charging area. In the coil of the wireless power transmitter, the inductance and/or the series resistance component in the coil may be reduced due to environmental changes, and thus the resonance frequency of the coil of the wireless power transmitter may be changed (shifted). That is, the quality factor peak frequency, which is the frequency at which the maximum quality factor value within the operating frequency band is measured, may be moved.
핑 단계(520)에서 무선전력 전송장치는 물체가 감지되면, 수신기를 활성화(Wake up)시키고, 감지된 물체가 무선 전력 수신기인지를 식별하기 위한 디지털 핑(Digital Ping)을 전송한다. 핑 단계(520)에서 무선전력 전송장치는 디지털 핑에 대한 응답 시그널-예를 들면, 신호 세기 패킷-을 수신기로부터 수신하지 못하면, 다시 선택 단계(510)로 천이할 수 있다. 또한, 핑 단계(520)에서 무선전력 전송장치는 수신기로부터 파워 전송이 완료되었음을 지시하는 신호-즉, 충전 완료 패킷-을 수신하면, 선택 단계(510)로 천이할 수도 있다.In the ping step 520 , when an object is detected, the wireless power transmitter wakes up the receiver and transmits a digital ping for identifying whether the detected object is a wireless power receiver. When the wireless power transmitter does not receive a response signal to the digital ping (eg, a signal strength packet) from the receiver in the ping step 520 , the wireless power transmitter may transition back to the selection step 510 . In addition, when the wireless power transmitter receives a signal indicating that power transmission is complete from the receiver in the ping step 520 , that is, a charging complete packet, it may transition to the selection step 510 .
핑 단계(520)가 완료되면, 무선전력 전송장치는 수신기를 식별하고 수신기 구성 및 상태 정보를 수집하기 위한 식별 및 구성 단계(530)로 천이할 수 있다.When the ping step 520 is completed, the wireless power transmitter may transition to the identification and configuration step 530 for identifying the receiver and collecting receiver configuration and state information.
식별 및 구성 단계(530)에서 무선전력 전송장치는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 패킷 전송 오류가 있거나(transmission error), 파워 전송 계약이 설정되지 않으면(no power transfer contract) 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.In the identification and configuration step 530, the wireless power transmitter receives an unwanted packet (unexpected packet), or a desired packet is not received for a predefined time (time out), or there is a packet transmission error (transmission error), If a power transfer contract is not established (no power transfer contract), the transition may be performed to the selection step 510 .
무선전력 전송장치는 식별 및 구성 단계(530)에서 수시된 구성 패킷(Configuration packet)의 협상 필드(Negotiation Field) 값에 기반하여 협상 단계(540)로의 진입이 필요한지 여부를 확인할 수 있다. 확인 결과, 협상이 필요하면, 무선전력 전송장치는 협상 단계(540)로 진입하여 소정 FOD 검출 절차를 수행할 수 있다. 반면, 확인 결과, 협상이 필요하지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 곧바로 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다.The wireless power transmitter may determine whether it is necessary to enter the negotiation step 540 based on the negotiation field value of the configuration packet received in the identification and configuration step 530 . As a result of the check, if negotiation is necessary, the wireless power transmitter may enter a negotiation step 540 to perform a predetermined FOD detection procedure. On the other hand, as a result of the check, if negotiation is not required, the wireless power transmitter may directly enter the power transmission step 560 .
협상 단계(540)에서, 무선전력 전송장치는 기준 품질 인자 값이 포함된 FOD(Foreign Object Detection) 상태 패킷을 수신할 수 있다. 또는 기준 피크 주파수 값이 포함된 FOD 상태 패킷을 수신할 수 있다. 또는 기준 품질 인자 값 및 기준 피크 주파수 값이 포함된 상태 패킷을 수신할 수 있다. 이때, 무선전력 전송장치는 기준 품질 인자 값에 기반하여 FO 검출을 위한 품질 계수 임계치를 결정할 수 있다. 무선전력 전송장치는 기준 피크 주파수 값에 기반하여 FO 검출을 위한 피크 주파수 임계치를 결정할 수 있다.In the negotiation step 540 , the wireless power transmitter may receive a Foreign Object Detection (FOD) status packet including a reference quality factor value. Alternatively, the FOD status packet including the reference peak frequency value may be received. Alternatively, a status packet including a reference quality factor value and a reference peak frequency value may be received. In this case, the wireless power transmitter may determine a quality factor threshold for FO detection based on the reference quality factor value. The wireless power transmitter may determine a peak frequency threshold for FO detection based on a reference peak frequency value.
무선전력 전송장치는 결정된 FO 검출을 위한 품질 계수 임계치 및 현재 측정된 품질 인자 값(핑 단계 이전에 측정된 품질인자 값)을 이용하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The wireless power transmitter can detect whether FO is present in the charging area using the determined quality factor threshold for FO detection and the currently measured quality factor value (quality factor value measured before the ping step), and Power transmission can be controlled accordingly. For example, when the FO is detected, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.
무선전력 전송장치는 결정된 FO 검출을 위한 피크 주파수 임계치 및 현재 측정된 피크 주파수 값(핑 단계 이전에 측정된 피크 주파수 값)을 이용하여 충전 영역에 FO가 존재하는지를 검출할 수 있으며, FO 검출 결과에 따라 전력 전송을 제어할 수 있다. 일 예로, FO가 검출된 경우, 전력 전송이 중단될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The wireless power transmitter can detect whether FO is present in the charging area using the determined peak frequency threshold for FO detection and the currently measured peak frequency value (the peak frequency value measured before the ping step), and Power transmission can be controlled accordingly. For example, when the FO is detected, power transmission may be stopped, but is not limited thereto.
FO가 검출된 경우, 무선전력 전송장치는 선택 단계(510)로 회귀할 수 있다. 반면, FO가 검출되지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 보정 단계(550)를 거쳐 전력 전송 단계(560)로 진입할 수도 있다. 상세하게, 무선전력 전송장치는 FO가 검출되지 않은 경우, 무선전력 전송장치는 보정 단계(550)에서 수신단에 수신된 전력의 세기를 결정하고, 송신단에서 전송한 전력의 세기를 결정하기 위해 수신단과 송신단에서의 전력 손실을 측정할 수 있다. 즉, 무선전력 전송장치는 보정 단계(550)에서 송신단의 송신 파워와 수신단의 수신 파워 사이의 차이에 기반하여 전력 손실을 예측할 수 있다. 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치는 예측된 전력 손실을 반영하여 FOD 검출을 위한 임계치를 보정할 수도 있다.When the FO is detected, the wireless power transmitter may return to the selection step 510 . On the other hand, when the FO is not detected, the wireless power transmitter may enter the power transfer step 560 through the correction step 550 . In detail, when the FO is not detected in the wireless power transmitter, the wireless power transmitter determines the intensity of power received by the receiver in the correction step 550, and the receiver and the receiver to determine the intensity of power transmitted from the transmitter. Power loss at the transmitting end can be measured. That is, the wireless power transmitter may estimate the power loss based on the difference between the transmit power of the transmitter and the receive power of the receiver in the correction step 550 . The wireless power transmitter according to an embodiment may correct a threshold for FOD detection by reflecting the predicted power loss.
전력 전송 단계(560)에서, 무선전력 전송장치는 원하지 않은 패킷이 수신되거나(unexpected packet), 미리 정의된 시간 동안 원하는 패킷이 수신되지 않거나(time out), 기 설정된 파워 전송 계약에 대한 위반이 발생되거나(power transfer contract violation), 충전이 완료된 경우, 선택 단계(510)로 천이할 수 있다.In the power transmission step 560, the wireless power transmitter receives an unwanted packet (unexpected packet), a desired packet is not received for a predefined time (time out), or a violation of a preset power transmission contract occurs Otherwise (power transfer contract violation) or when charging is completed, the process may shift to the selection step 510 .
또한, 전력 전송 단계(560)에서, 무선전력 전송장치는 무선전력 전송장치 상태 변화 등에 따라 파워 전송 계약을 재구성할 필요가 있는 경우, 재협상 단계(570)로 천이할 수 있다. 이때, 재협상이 정상적으로 완료되면, 무선전력 전송장치는 전력 전송 단계(560)로 회귀할 수 있다.Also, in the power transmission step 560 , the wireless power transmitter may transition to the renegotiation step 570 when it is necessary to reconfigure the power transmission contract according to a change in the state of the wireless power transmitter. In this case, when the renegotiation is normally completed, the wireless power transmitter may return to the power transmission step 560 .
본 실시예에서는 보정 단계(550과 전력 전송 단계(560)를 별개의 단계로 구분하였지만, 보정 단계(550)는 전력 전송 단계(560)에 통합될 수 있다. 이 경우 보정 단계(550)에서의 동작들은 전력 전송 단계(560)에서 수행될 수 있다. Although the correction step 550 and the power transmission step 560 are separated into separate steps in the present embodiment, the calibration step 550 may be integrated into the power transmission step 560. In this case, in the calibration step 550, Operations may be performed in a power transfer step 560 .
상기한 파워 전송 계약은 무선전력 전송장치와 수신기의 상태 및 특성 정보에 기반하여 설정될 수 있다. 일 예로, 무선전력 전송장치 상태 정보는 최대 전송 가능한 파워량에 대한 정보, 최대 수용 가능한 수신기 개수에 대한 정보 등을 포함할 수 있으며, 수신기 상태 정보는 요구 전력에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The power transmission contract may be established based on status and characteristic information of the wireless power transmitter and the receiver. As an example, the wireless power transmitter state information may include information on the maximum transmittable power amount, information on the maximum acceptable number of receivers, and the like, and the receiver state information may include information on required power and the like.
도 10은 일 실시예에 따른 전력 제어 컨트롤 방법을 나타낸다.10 illustrates a power control control method according to an embodiment.
도 10에서 전력 전송 단계(560)에서, 무선전력 전송장치(100) 및 무선전력 수신장치(200)는 전력 송수신과 함께 통신을 병행함으로써 전달되는 전력의 양을 컨트롤할 수 있다. 무선전력 전송장치 및 무선전력 수신장치는 특정 컨트롤 포인트에서 동작한다. 컨트롤 포인트는 전력 전달이 수행될 때 무선전력 수신장치의 출력단(output)에서 제공되는 전압 및 전류의 조합(combination)을 나타낸다.In the power transmission step 560 of FIG. 10 , the wireless power transmitter 100 and the wireless power receiver 200 may control the amount of power transmitted by performing communication together with power transmission/reception. The wireless power transmitter and the wireless power receiver operate at a specific control point. The control point represents a combination of voltage and current provided from an output of the wireless power receiver when power transfer is performed.
더 상세히 설명하면, 무선전력 수신장치는 원하는 컨트롤 포인트(desired Control Point)- 원하는 출력 전류/전압, 모바일 기기의 특정 위치의 온도 등을 선택하고, 추가로 현재 동작하고 있는 실제 컨트롤 포인트(actual control point)를 결정한다. 무선전력 수신장치는 원하는 컨트롤 포인트와 실제 컨트롤 포인트를 사용하여, 컨트롤 에러 값(control error value)을 산출하고, 이를 컨트롤 에러 패킷으로서 무선전력 전송장치로 전송할 수 있다.In more detail, the wireless power receiver selects a desired control point - a desired output current/voltage, a temperature at a specific location of the mobile device, and additionally an actual control point currently operating. ) to determine The wireless power receiver may calculate a control error value using a desired control point and an actual control point, and transmit it to the wireless power transmitter as a control error packet.
그리고 무선전력 전송장치는 수신한 컨트롤 에러 패킷을 사용하여 새로운 동작 포인트- 진폭, 주파수 및 듀티 사이클-를 설정/컨트롤하여 전력 전달을 제어할 수 있다. 따라서 컨트롤 에러 패킷은 전략 전달 단계에서 일정 시간 간격으로 전송/수신되며, 실시예로서 무선전력 수신장치는 무선전력 전송장치의 전류를 저감하려는 경우 컨트롤 에러 값을 음수로, 전류를 증가시키려는 경우 컨트롤 에러 값을 양수로 설정하여 전송할 수 있다. 이와 같이 유도 모드에서는 무선전력 수신장치가 컨트롤 에러 패킷을 무선전력 전송장치로 송신함으로써 전력 전달을 제어할 수 있다.In addition, the wireless power transmitter may control power transfer by setting/controlling a new operating point - amplitude, frequency, and duty cycle - using the received control error packet. Therefore, the control error packet is transmitted/received at regular time intervals in the strategy delivery step, and as an embodiment, the wireless power receiver sets the control error value to a negative number when trying to reduce the current of the wireless power transmitter, and a control error when trying to increase the current. It can be transmitted by setting the value to a positive number. As described above, in the induction mode, the wireless power receiver can control power transfer by transmitting a control error packet to the wireless power transmitter.
이하에서 설명할 공진 모드에서는 유도 모드에서와는 다른 방식으로 동작할 수 있다. 공진 모드에서는 하나의 무선전력 전송장치가 복수의 무선전력 수신장치를 동시에 서빙할 수 있어야 한다. 다만 상술한 유도 모드와 같이 전력 전달을 컨트롤하는 경우, 전달되는 전력이 하나의 무선전력 수신장치와의 통신에 의해 컨트롤되므로 추가적인 무선전력 수신장치들에 대한 전력 전달은 컨트롤이 어려울 수 있다. 따라서 본 명세서의 공진 모드에서는 무선전력 전송장치는 기본 전력을 공통적으로 전달하고, 무선전력 수신장치가 자체의 공진 주파수를 컨트롤함으로써 수신하는 전력량을 컨트롤하는 방법을 사용하고자 한다. 다만, 이러한 공진 모드의 동작에서도 도 10에서 설명한 방법이 완전히 배제되는 것은 아니며, 추가적인 송신 전력의 제어를 도 10의 방법으로 수행할 수도 있다.The resonance mode, which will be described below, may operate in a different manner from that in the induction mode. In the resonance mode, one wireless power transmitter must be able to simultaneously serve a plurality of wireless power receivers. However, in the case of controlling power transmission as in the induction mode, it may be difficult to control power transmission to additional wireless power receivers because the transmitted power is controlled by communication with one wireless power receiver. Therefore, in the resonance mode of the present specification, the wireless power transmitter transmits basic power in common, and the wireless power receiver attempts to control the amount of power received by controlling its own resonance frequency. However, the method described with reference to FIG. 10 is not completely excluded even in the resonance mode operation, and additional transmission power control may be performed by the method of FIG. 10 .
도 11은 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 블록도이다.11 is a block diagram of an apparatus for transmitting power wirelessly according to another embodiment.
이는 자기 공진 방식 또는 쉐어드 모드(shared mode)의 무선 전력 전송 시스템에 속할 수 있다. 쉐어드 모드는 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치간에 1대다 통신 및 충전을 수행하는 모드를 지칭할 수 있다. 쉐어드 모드는 자기 유도 방식 또는 공진 방식으로 구현될 수 있다. This may belong to a wireless power transmission system of a magnetic resonance method or a shared mode. The shared mode may refer to a mode in which one-to-many communication and charging are performed between the wireless power transmitter and the wireless power receiver. The shared mode may be implemented in a magnetic induction method or a resonance method.
도 11을 참조하면, 무선 전력 전송 장치(700)는 코일 어셈블리를 덮는 커버(720), 전력 송신기(740)로 전력을 공급하는 전력 어답터(730), 무선 전력을 송신하는 전력 송신기(740) 또는 전력 전달 진행 및 다른 관련 정보를 제공하는 사용자 인터페이스(750) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 사용자 인터페이스(750)는 옵셔널하게 포함되거나, 무선 전력 전송 장치(700)의 다른 사용자 인터페이스(750)로서 포함될 수도 있다.Referring to FIG. 11 , the wireless power transmitter 700 includes a cover 720 covering the coil assembly, a power adapter 730 for supplying power to the power transmitter 740 , a power transmitter 740 for wirelessly transmitting power, or at least one of a user interface 750 providing power transfer progress and other related information. In particular, the user interface 750 may be optionally included or may be included as another user interface 750 of the wireless power transmitter 700 .
전력 송신기(740)는 코일 어셈블리(760), 임피던스 매칭 회로(770), 인버터(780), 통신 회로(790) 또는 컨트롤 회로(710) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The power transmitter 740 may include at least one of a coil assembly 760 , an impedance matching circuit 770 , an inverter 780 , a communication circuit 790 , and a control circuit 710 .
코일 어셈블리(760)는 자기장을 생성하는 적어도 하나의 1차 코일을 포함하며, 코일 셀로 지칭될 수도 있다.The coil assembly 760 includes at least one primary coil that generates a magnetic field, and may be referred to as a coil cell.
임피던스 매칭 회로(770)는 인버터와 1차 코일(들) 간의 임피던스 매칭을 제공할 수 있다. 임피던스 매칭 회로(770)는 1차 코일 전류를 부스팅(boost)하는 적합한(suitable) 주파수에서 공진(resonance)을 발생시킬 수 있다. 다중-코일(multi-coil) 전력 송신기(740)에서 임피던스 매칭 회로는 인버터에서 1차 코일들의 서브세트로 신호를 라우팅하는 멀티플렉스를 추가로 포함할 수도 있다. 임피던스 매칭 회로는 탱크 회로(tank circuit)로 지칭될 수도 있다.The impedance matching circuit 770 may provide impedance matching between the inverter and the primary coil(s). The impedance matching circuit 770 may generate a resonance at a suitable frequency to boost the primary coil current. The impedance matching circuitry in the multi-coil power transmitter 740 may further include a multiplex to route a signal from the inverter to a subset of the primary coils. The impedance matching circuit may be referred to as a tank circuit.
임피던스 매칭 회로(770)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 연결을 스위칭하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 임피던스의 매칭은 코일 어셈블리(760)를 통해 전송되는 무선전력의 반사파를 검출하고, 검출된 반사파에 기초하여 스위칭 소자를 스위칭하여 캐패시터나 인덕터의 연결 상태를 조정하거나 캐패시터의 캐패시턴스를 조정하거나 인덕터의 인덕턴스를 조정함으로써 수행될 수 있다. 경우에 따라 임피던스 매칭 회로(770)는 생략되어 실시될 수도 있으며, 본 명세서는 임피던스 매칭 회로(770)가 생략된 무선전력 전송장치(700)의 실시예도 포함한다. The impedance matching circuit 770 may include a capacitor, an inductor, and a switching element for switching a connection thereof. Impedance matching detects a reflected wave of wireless power transmitted through the coil assembly 760, and switches a switching element based on the detected reflected wave to adjust the connection state of the capacitor or inductor, adjust the capacitance of the capacitor, or adjust the inductance of the inductor This can be done by adjusting In some cases, the impedance matching circuit 770 may be omitted, and the present specification also includes an embodiment of the wireless power transmitter 700 in which the impedance matching circuit 770 is omitted.
인버터(780)는 DC 인풋을 AC 신호로 전환할 수 있다. 인버터(780)는 가변(adjustable) 주파수의 펄스 웨이브 및 듀티 사이클을 생성하도록 하프-브리지 또는 풀-브리지로 구동될 수 있다. 또한 인버터는 입력 전압 레벨을 조정하도록 복수의 스테이지들을 포함할 수도 있다. Inverter 780 may convert a DC input to an AC signal. Inverter 780 may be driven half-bridge or full-bridge to generate pulse waves of an adjustable frequency and duty cycle. The inverter may also include a plurality of stages to adjust the input voltage level.
통신 회로(790)은 전력 수신기와의 통신을 수행할 수 있다. 전력 수신기는 전력 송신기에 대한 요청 및 정보를 통신하기 위해 로드(load) 변조를 수행한다. 따라서 전력 송신기(740)는 통신 회로(790)을 사용하여 전력 수신기가 전송하는 데이터를 복조하기 위해 1차 코일의 전류 및/또는 전압의 진폭 및/또는 위상을 모니터링할 수 있다.The communication circuit 790 may communicate with the power receiver. The power receiver performs load modulation to communicate requests and information to the power transmitter. Accordingly, the power transmitter 740 may monitor the amplitude and/or phase of the current and/or voltage of the primary coil to demodulate data transmitted by the power receiver using the communication circuitry 790 .
또한, 전력 송신기(740)는 통신 회로(790)을 통해 FSK(Frequency Shift Keying) 방식 등을 사용하여 데이터를 전송하도록 출력 전력을 컨트롤할 수도 있다.In addition, the power transmitter 740 may control the output power to transmit data using a frequency shift keying (FSK) method or the like through the communication circuit 790 .
컨트롤 회로(710)은 전력 송신기(740)의 통신 및 전력 전달을 컨트롤할 수 있다. 컨트롤 회로(710)은 상술한 동작 포인트를 조정하여 전력 전송을 제어할 수 있다. 동작 포인트는, 예를 들면, 동작 주파수, 듀티 사이클 및 입력 전압 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.The control circuit 710 may control communication and power transmission of the power transmitter 740 . The control circuit 710 may control power transmission by adjusting the above-described operating point. The operating point may be determined by, for example, at least one of an operating frequency, a duty cycle, and an input voltage.
통신 회로(790) 및 컨트롤 회로(710)은 별개의 회로/소자/칩셋으로 구비되거나, 하나의 회로/소자/칩셋으로 구비될 수도 있다.The communication circuit 790 and the control circuit 710 may be provided as separate circuits/devices/chipsets or as one circuit/device/chipset.
도 12는 다른 실시예에 따른 무선 전력 수신 장치를 나타낸다. 12 shows an apparatus for receiving wireless power according to another embodiment.
이는 자기 공진 방식 또는 쉐어드 모드(shared mode)의 무선 전력 전송 시스템에 속할 수 있다. This may belong to a wireless power transmission system of a magnetic resonance method or a shared mode.
도 12에서, 무선전력 수신 장치(800)는 전력 전달 진행 및 다른 관련 정보를 제공하는 사용자 인터페이스(820), 무선 전력을 수신하는 전력 수신기(830), 로드 회로(load circuit, 840) 또는 코일 어셈블리를 받치며 커버하는 베이스(850) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 사용자 인터페이스(820)는 옵셔널하게 포함되거나, 전력 수신 장비의 다른 사용자 인터페이스(82)로서 포함될 수도 있다.In FIG. 12 , a wireless power receiving device 800 includes a user interface 820 that provides power transfer progress and other related information, a power receiver 830 that receives wireless power, a load circuit 840 or a coil assembly. It may include at least one of the base 850 to support and cover. In particular, the user interface 820 may be optionally included or may be included as another user interface 82 of the power receiving equipment.
전력 수신기(830)는 전력 컨버터(860), 임피던스 매칭 회로(870), 코일 어셈블리(880), 통신 회로(890) 또는 컨트롤 회로(810) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The power receiver 830 may include at least one of a power converter 860 , an impedance matching circuit 870 , a coil assembly 880 , a communication circuit 890 , and a control circuit 810 .
전력 컨버터(860)는 2차 코일로부터 수신하는 AC 전력을 로드 회로에 적합한 전압 및 전류로 전환(convert)할 수 있다. 실시예로서, 전력 컨버터(860)는 정류기(rectifier)를 포함할 수 있다. 정류기는 수신된 무선 전력을 정류하여 교류에서 직류로 변환할 수 있다. 정류기는 다이오드나 트랜지스터를 이용하여 교류를 직류로 변환하고, 캐패시터와 저항을 이용하여 이를 평활할 수 있다. 정류기로는 브릿지 회로 등으로 구현되는 전파 정류기, 반파 정류기, 전압 체배기 등이 이용될 수 있다. 추가로, 전력 컨버터는 전력 수신기의 반사(reflected) 임피던스를 적용(adapt)할 수도 있다. The power converter 860 may convert AC power received from the secondary coil into a voltage and current suitable for a load circuit. In an embodiment, the power converter 860 may include a rectifier. The rectifier may rectify the received wireless power and convert it from AC to DC. The rectifier may convert alternating current to direct current using a diode or transistor, and smooth it using a capacitor and a resistor. As the rectifier, a full-wave rectifier, a half-wave rectifier, and a voltage multiplier implemented as a bridge circuit or the like may be used. Additionally, the power converter may adapt the reflected impedance of the power receiver.
임피던스 매칭 회로(870)는 전력 컨버터(860) 및 로드 회로(840)의 조합과 2차 코일 간의 임피던스 매칭을 제공할 수 있다. 실시예로서, 임피던스 매칭 회로는 전력 전달을 강화할 수 있는 100kHz 근방의 공진을 발생시킬 수 있다. 임피던스 매칭 회로(870)는 캐패시터, 인덕터 및 이들의 조합을 스위칭하는 스위칭 소자로 구성될 수 있다. 임피던스의 정합은 수신되는 무선 전력의 전압값이나 전류값, 전력값, 주파수값 등에 기초하여 임피던스 매칭 회로(870)를 구성하는 회로의 스위칭 소자를 제어함으로써 수행될 수 있다. 경우에 따라 임피던스 매칭 회로(870)는 생략되어 실시될 수도 있으며, 본 명세서는 임피던스 매칭 회로(870)가 생략된 무선전력 수신장치(200)의 실시예도 포함한다. The impedance matching circuit 870 may provide impedance matching between the combination of the power converter 860 and the load circuit 840 and the secondary coil. As an embodiment, the impedance matching circuit may generate a resonance near 100 kHz that may enhance power transfer. The impedance matching circuit 870 may include a capacitor, an inductor, and a switching element for switching a combination thereof. Impedance matching may be performed by controlling a switching element of a circuit constituting the impedance matching circuit 870 based on a voltage value, a current value, a power value, a frequency value, etc. of the received wireless power. In some cases, the impedance matching circuit 870 may be omitted, and the present specification also includes an embodiment of the wireless power receiver 200 in which the impedance matching circuit 870 is omitted.
코일 어셈블리(880)는 적어도 하나의 2차 코일을 포함하며, 옵셔널하게는 자기장으로부터 수신기의 금속 부분을 쉴딩(shield)하는 엘러먼트(element)를 더 포함할 수도 있다.The coil assembly 880 includes at least one secondary coil, and may optionally further include an element for shielding a metal part of the receiver from a magnetic field.
통신 회로(890)은 전력 송신기로 요청(request) 및 다른 정보를 통신하기 위해 로드 변조를 수행할 수 있다. Communication circuitry 890 may perform load modulation to communicate requests and other information to the power transmitter.
이를 위해 전력 수신기(830)는 반사 임피던스를 변경하도록 저항 또는 커패시터를 스위칭할 수도 있다.To this end, the power receiver 830 may switch a resistor or a capacitor to change the reflected impedance.
컨트롤 회로(810)은 수신 전력을 컨트롤할 수 있다. 이를 위해 컨트롤 회로(810)은 전력 수신기(830)의 실제 동작 포인트와 원하는 동작 포인트의 차이를 결정/산출할 수 있다. 그리고 컨트롤 회로(810)은 전력 송신기의 반사 임피던스의 조정 및/또는 전력 송신기의 동작 포인트 조정 요청을 수행함으로써 실제 동작 포인트와 원하는 동작 포인트의 차이를 조정/저감할 수 있다. 이 차이를 최소화하는 경우 최적의 전력 수신을 수행할 수 있다.The control circuit 810 may control the received power. To this end, the control circuit 810 may determine/calculate a difference between an actual operating point of the power receiver 830 and a desired operating point. In addition, the control circuit 810 may adjust/reduce the difference between the actual operating point and the desired operating point by adjusting the reflected impedance of the power transmitter and/or performing a request to adjust the operating point of the power transmitter. When this difference is minimized, optimal power reception can be performed.
통신 회로(890) 및 컨트롤 회로(810)은 별개의 소자/칩셋으로 구비되거나, 하나의 소자/칩셋으로 구비될 수도 있다.The communication circuit 890 and the control circuit 810 may be provided as separate devices/chipsets or as one device/chipset.
도 9 등에서 설명한 바와 같이, 무선전력 전송장치와 무선전력 수신장치는 핑 단계(Ping Phase), 구성 단계(Configuration Phase)를 거쳐 협상 단계(Negotiation Phase)로 진입하거나, 핑 단계, 구성 단계, 협상 단계를 거쳐 전력 전송 단계(Power Transfer Phase)에 진입하였다가 재협상 단계(Re-negotiation Phase)로 진입할 수 있다.As described in FIG. 9 , the wireless power transmitter and the wireless power receiver enter the Negotiation Phase through a ping phase, a configuration phase, or a ping phase, a configuration phase, a negotiation phase. It can enter the power transfer phase through , and then enter the re-negotiation phase.
도 13은 일 실시예에 따른 핑 단계의 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도이다.13 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a ping step according to an embodiment.
도 13 참조하면, 핑 단계에서, 무선전력 전송장치(1010)는 아날로그 핑을 전송하여 작동 공간(operating volume) 내에 물체가 존재하는지 여부를 확인한다(S1101). 무선전력 전송장치(1010)는 송신 코일 또는 1차 코일(Primary Coil)의 전류 변화에 기반하여 작동 공간 내에 물체가 존재하는지를 감지할 수 있다.Referring to FIG. 13 , in the ping step, the wireless power transmitter 1010 checks whether an object exists in an operating volume by transmitting an analog ping ( S1101 ). The wireless power transmitter 1010 may detect whether an object exists in the working space based on a change in current of a transmission coil or a primary coil.
아날로그 핑에 의해 작동 공간 내에 물체가 존재하는 것으로 판단되면, 무선전력 전송장치(1010)는 작동 공간(operating volume) 내에 이물질이 존재하는지 여부를 확인하기 위해 전력 전송 전 이물질 검출(FOD)을 수행할 수 있다(S1102). 무선전력 전송장치(1010)는 NFC 카드 및/또는 RFID 태그를 보호하기 위한 동작을 수행할 수도 있다.When it is determined that there is an object in the working space by analog ping, the wireless power transmitter 1010 performs foreign material detection (FOD) before power transmission to check whether there is a foreign object in the operating volume. It can be done (S1102). The wireless power transmitter 1010 may perform an operation for protecting the NFC card and/or the RFID tag.
이후, 무선전력 전송장치(1010)는 디지털 핑을 전송하여 무선전력 수신장치(1020)를 식별한다(S1103). 무선전력 수신장치(1020)는 디지털 핑을 수신하여 무선전력 전송장치(1010)를 인지하게 된다.Thereafter, the wireless power transmitter 1010 identifies the wireless power receiver 1020 by transmitting a digital ping (S1103). The wireless power receiver 1020 recognizes the wireless power transmitter 1010 by receiving the digital ping.
디지털 핑을 수신한 무선전력 수신장치(1020)는 신호 세기 패킷(SIG, Signal Strength data packet)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송한다(S1104).Upon receiving the digital ping, the wireless power receiver 1020 transmits a signal strength data packet (SIG) to the wireless power transmitter 1010 ( S1104 ).
무선전력 수신장치(1020)로부터 SIG를 수신한 무선전력 전송장치(1010)는 무선전력 수신장치(1020)가 작동 공간(operating volume) 내에 위치하였음을 식별할 수 있다.The wireless power transmitter 1010 receiving the SIG from the wireless power receiver 1020 may identify that the wireless power receiver 1020 is located in an operating volume.
도 14는 일 실시예에 따른 구성 단계의 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도이다.14 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a configuration step according to an embodiment.
구성 단계(또는 식별 및 구성 단계)에서, 무선전력 수신장치(1020)는 자신의 식별 정보를 무선전력 전송장치(1010)로 전송하고, 무선전력 수신장치(1020)와 무선전력 전송장치(1010)는 기본 전력 전송 계약(baseline Power Transfer Contract)을 수립할 수 있다. In the configuration step (or identification and configuration step), the wireless power receiver 1020 transmits its identification information to the wireless power transmitter 1010 , and the wireless power receiver 1020 and the wireless power transmitter 1010 . may establish a baseline Power Transfer Contract.
도 14을 참조하면, 구성 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)는, 자신을 식별시키기 위해 ID(identification data packet)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송할 수 있다(S1201). 또한, 무선전력 수신장치(1020)는 XID(Extended Identification data packet)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송할 수 있다(S1202). 또한, 무선전력 수신장치(1020)는 전력 전송 계약 등을 위해 PCH(Power Control Hold-off data packet)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송할 수 있다(S1203). 또한, 무선전력 수신장치(1020)는 구성 패킷(CFG, Configuration data packet)을 무선전력 전송장치로 전송할 수 있다(S1204).Referring to FIG. 14 , in the configuration step, the wireless power receiver 1020 may transmit an identification data packet (ID) to the wireless power transmitter 1010 to identify itself ( S1201 ). Also, the wireless power receiver 1020 may transmit an extended identification data packet (XID) to the wireless power transmitter 1010 ( S1202 ). Also, the wireless power receiver 1020 may transmit a power control hold-off data packet (PCH) to the wireless power transmitter 1010 for a power transmission contract or the like (S1203). Also, the wireless power receiver 1020 may transmit a configuration data packet (CFG) to the wireless power transmitter (S1204).
EPP를 위한 확장된 프로토콜(Extended Protocol)에 따르는 경우, 무선전력 전송장치(1010)는 CFG에 대한 응답으로 ACK를 전송할 수 있다(S1205).When conforming to the extended protocol for EPP, the wireless power transmitter 1010 may transmit an ACK in response to the CFG (S1205).
도 15는 일 실시예에 따른 무선전력 수신장치의 구성 패킷(CFG)의 메시지 필드를 도시한 도면이다. 15 is a diagram illustrating a message field of a configuration packet (CFG) of a wireless power receiver according to an embodiment.
일 실시예에 따른 구성 패킷(CFG)은 0x51의 헤더값을 가질 수 있고, 도 18를 참조하면, 5 바이트의 메시지 필드를 포함할 수 있다.The configuration packet (CFG) according to an embodiment may have a header value of 0x51 and, referring to FIG. 18 , may include a 5-byte message field.
도 15을 참조하면, 구성 패킷(CFG)의 메시지 필드에는 1 비트의 인증(AI) 플래그와 1 비트의 아웃밴드(OB) 플래그가 포함될 수 있다. Referring to FIG. 15 , a 1-bit authentication (AI) flag and a 1-bit out-of-band (OB) flag may be included in the message field of the configuration packet (CFG).
인증 플래그(AI)는 무선전력 수신장치(1020)가 인증 기능을 지원하는지 여부를 지시한다. 예를 들어, 인증 플래그(AI)의 값이 '1'이면 무선전력 수신장치(1020)가 인증 기능을 지원하거나 인증 개시자(Authentication Initiator)로 동작할 수 있음을 지시하고, 인증 플래그(AI)의 값이 '0'이면 무선전력 수신장치(1020)가 인증 기능을 지원하지 않거나 인증 개시자로 동작할 수 없음을 지시할 수 있다.The authentication flag AI indicates whether the wireless power receiver 1020 supports the authentication function. For example, if the value of the authentication flag AI is '1', it indicates that the wireless power receiver 1020 supports an authentication function or operates as an authentication initiator, and the authentication flag AI If the value of is '0', it may indicate that the wireless power receiver 1020 does not support the authentication function or cannot operate as an authentication initiator.
아웃밴드(OB) 플래그는 무선전력 수신장치(1020)가 아웃밴드 통신을 지원하는지 여부를 지시한다. 예를 들어, 아웃밴드(OB) 플래그의 값이 '1'이면 무선전력 수신장치(1020)가 아웃밴드 통신을 지시하고, 아웃밴드(OB) 플래그의 값이 '0'이면 무선전력 수신장치(1020)가 아웃밴드 통신을 지원하지 않음을 지시할 수 있다.The out-band (OB) flag indicates whether the wireless power receiver 1020 supports out-band communication. For example, if the value of the out-band (OB) flag is '1', the wireless power receiver 1020 instructs out-band communication, and if the value of the out-band (OB) flag is '0', the wireless power receiver ( 1020) may indicate that out-band communication is not supported.
구성 단계에서 무선전력 전송장치(1010)는 무선전력 수신장치(1020)의 구성 패킷(CFG)을 수신하여, 무선전력 수신장치(1020)의 인증기능 지원여부 및 아웃밴드 통신 지원여부를 확인할 수 있다.In the configuration step, the wireless power transmitter 1010 may receive the configuration packet (CFG) of the wireless power receiver 1020 and check whether the wireless power receiver 1020 supports the authentication function and whether out-band communication is supported. .
도 16은 일 실시예에 따른 협상 단계 또는 재협상 단계의 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도이다.16 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a negotiation phase or a renegotiation phase according to an embodiment.
협상 단계 또는 재협상 단계에서, 무선전력 수신장치와 무선전력 전송장치 사이의 무선전력의 수신/전송과 관련한 전력 전송 계약(Power Transfer Contract)을 확장 또는 변경하거나, 전력 전송 계약의 요소 중 적어도 일부를 조정하는 전력 전송 계약의 갱신이 이루어지거나, 아웃밴드 통신을 수립하기 위한 정보의 교환이 이루어질 수 있다.In the negotiation or renegotiation phase, expand or change the power transfer contract related to the reception/transmission of wireless power between the wireless power receiver and the wireless power transmitter, or adjust at least some of the elements of the power transfer contract A power transmission contract may be renewed, or information may be exchanged for establishing out-band communication.
도 16를 참조하면, 협상 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)는 GRQ(General Request data packet)을 이용해 무선전력 전송장치(1010)의 ID(Identification data packet) 및 CAP(Capabilities data packet)을 수신할 수 있다.Referring to FIG. 16 , in the negotiation step, the wireless power receiver 1020 receives an identification data packet (ID) and a capabilities data packet (CAP) of the wireless power transmitter 1010 using a general request data packet (GRQ). can do.
일반요청패킷(GRQ)는 0x07의 헤더값을 가질 수 있고, 1바이트의 메시지 필드를 포함할 수 있다. 일반요청패킷(GRQ)의 메시지 필드에는 무선전력 수신장치(1020)가 GRQ 패킷을 이용해 무선전력 전송장치(1010)에게 요청하는 데이터 패킷의 헤더값이 포함될 수 있다. 예를 들어, 무선전력 수신장치(1020)가 GRQ 패킷을 이용해 무선전력 전송장치(1010)의 ID 패킷을 요청하는 경우, 무선전력 수신장치(1020)는 일반요청패킷(GRQ)의 메시지 필드에 무선전력 전송장치(1010)의 ID 패킷의 헤더값(0x30)이 포함된 일반요청패킷(GRQ/id)을 전송한다.The general request packet (GRQ) may have a header value of 0x07 and may include a 1-byte message field. The message field of the general request packet (GRQ) may include a header value of a data packet that the wireless power receiver 1020 requests from the wireless power transmitter 1010 using the GRQ packet. For example, when the wireless power receiver 1020 requests the ID packet of the wireless power transmitter 1010 using the GRQ packet, the wireless power receiver 1020 wirelessly enters the message field of the general request packet (GRQ). A general request packet (GRQ/id) including a header value (0x30) of the ID packet of the power transmitter 1010 is transmitted.
도 16를 참조하면, 협상 단계 또는 재협상 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)는 무선전력 전송장치(1010)의 ID 패킷을 요청하는 GRQ 패킷(GRQ/id)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송할 수 있다(S1301).Referring to FIG. 16 , in the negotiation step or the renegotiation step, the wireless power receiver 1020 transmits a GRQ packet (GRQ/id) requesting an ID packet of the wireless power transmitter 1010 to the wireless power transmitter 1010 . It can be transmitted (S1301).
GRQ/id를 수신한 무선전력 전송장치(1010)는 ID 패킷을 무선전력 수신장치(1020)로 전송할 수 있다(S1302). 무선전력 전송장치(1010)의 ID 패킷에는 Manufacturer Code에 대한 정보가 포함된다. Manufacturer Code에 대한 정보가 포함된 ID 패킷은 무선전력 전송장치(1010)의 제조자(manufacturer)를 식별할 수 있도록 한다.The wireless power transmitter 1010 receiving the GRQ/id may transmit the ID packet to the wireless power receiver 1020 (S1302). The ID packet of the wireless power transmitter 1010 includes information on the Manufacturer Code. The ID packet including information on the Manufacturer Code enables the manufacturer of the wireless power transmitter 1010 to be identified.
도 16를 참조하면, 협상 단계 또는 재협상 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)는 무선전력 전송장치(1010)의 성능 패킷(CAP)을 요청하는 GRQ 패킷(GRQ/cap)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송할 수 있다(S1303). GRQ/cap의 메시지 필드에는 성능패킷(CAP)의 헤더값(0x31)이 포함될 수 있다.Referring to FIG. 16 , in the negotiation step or renegotiation step, the wireless power receiver 1020 transmits a GRQ packet (GRQ/cap) requesting a performance packet (CAP) of the wireless power transmitter 1010 to the wireless power transmitter ( 1010) (S1303). The message field of the GRQ/cap may include a header value (0x31) of the performance packet (CAP).
GRQ/cap를 수신한 무선전력 전송장치(1010)는 성능 패킷(CAP)을 무선전력 수신장치(1020)로 전송할 수 있다(S1304). The wireless power transmitter 1010 receiving the GRQ/cap may transmit a performance packet (CAP) to the wireless power receiver 1020 (S1304).
도 17은 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치의 성능 패킷(CAP)의 메시지 필드를 도시한 도면이다. 17 is a diagram illustrating a message field of a capability packet (CAP) of a wireless power transmitter according to an embodiment.
일 실시예에 따른 성능 패킷(CAP)은 0x31의 헤더값을 가질 수 있고, 도 20을 참조하면, 3 바이트의 메시지 필드를 포함할 수 있다.The capability packet (CAP) according to an embodiment may have a header value of 0x31 and, referring to FIG. 20 , may include a message field of 3 bytes.
도 17을 참조하면, 성능 패킷(CAP)의 메시지 필드에는 1 비트의 인증(AR) 플래그와 1 비트의 아웃밴드(OB) 플래그가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 17 , the message field of the capability packet (CAP) may include a 1-bit authentication (AR) flag and a 1-bit out-of-band (OB) flag.
인증 플래그(AR)는 무선전력 전송장치(1010)가 인증 기능을 지원하는지 여부를 지시한다. 예를 들어, 인증 플래그(AR)의 값이 '1'이면 무선전력 전송장치(1010)가 인증 기능을 지원하거나 인증 응답자(Authentication Responder)로 동작할 수 있음을 지시하고, 인증 플래그(AR)의 값이 '0'이면 무선전력 전송장치(1010)가 인증 기능을 지원하지 않거나 인증 응답자로 동작할 수 없음을 지시할 수 있다.The authentication flag AR indicates whether the wireless power transmitter 1010 supports the authentication function. For example, if the value of the authentication flag AR is '1', it indicates that the wireless power transmitter 1010 supports the authentication function or can operate as an authentication responder, and If the value is '0', it may indicate that the wireless power transmitter 1010 does not support the authentication function or cannot operate as an authentication responder.
아웃밴드(OB) 플래그는 무선전력 전송장치(1010)가 아웃밴드 통신을 지원하는지 여부를 지시한다. 예를 들어, 아웃밴드(OB) 플래그의 값이 '1'이면 무선전력 전송장치(1010)가 아웃밴드 통신을 지시하고, 아웃밴드(OB) 플래그의 값이 '0'이면 무선전력 전송장치(1010)가 아웃밴드 통신을 지원하지 않음을 지시할 수 있다.The out-band (OB) flag indicates whether the wireless power transmitter 1010 supports out-band communication. For example, if the value of the out-band (OB) flag is '1', the wireless power transmitter 1010 instructs out-band communication, and if the value of the out-band (OB) flag is '0', the wireless power transmitter 1010 ( 1010) may indicate that out-band communication is not supported.
협상 단계에서 무선전력 수신장치(1020)는 무선전력 전송장치(1010)의 성능 패킷(CAP)을 수신하여, 무선전력 전송장치(1010)의 인증기능 지원여부 및 아웃밴드 통신 지원여부를 확인할 수 있다.In the negotiation step, the wireless power receiver 1020 receives the performance packet (CAP) of the wireless power transmitter 1010, and can check whether the wireless power transmitter 1010 supports the authentication function and whether out-band communication is supported. .
또한, 도 16를 참조하면, 무선전력 수신장치(1020)는 협상 단계 또는 재협상 단계에서 적어도 하나의 특정 요청 패킷(SRQ, Specific Request data packet)을 이용해 전력 전송 단계에서 제공받을 전력과 관련한 전력 전송 계약(Power Transfer Contract)의 요소들을 갱신할 수 있고, 협상 단계 또는 재협상 단계를 종료할 수 있다(S1305).In addition, referring to FIG. 16 , the wireless power receiver 1020 uses at least one specific request data packet (SRQ) in the negotiation step or the renegotiation step in relation to the power to be provided in the power transmission step. The elements of (Power Transfer Contract) may be updated, and the negotiation phase or the renegotiation phase may be terminated (S1305).
무선전력 전송장치(1010)는 특정 요청 패킷(SRQ)의 종류에 따라 특정 요청 패킷(SRQ)에 대한 응답으로 ACK만을 전송하거나, ACK 또는 NAK만을 전송하거나, ACK 또는 ND만을 전송할 수 있다(S1306).The wireless power transmitter 1010 may transmit only ACK, only ACK or NAK, or only ACK or ND in response to a specific request packet (SRQ) according to the type of the specific request packet (SRQ) (S1306) .
상술한 핑 단계, 구성 단계, 협상/재협상 단계에서 무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020) 사이에 교환되는 데이터 패킷 또는 메시지는 인밴드 통신을 통해 전송/수신될 수 있다.A data packet or message exchanged between the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 in the above-described ping step, configuration step, and negotiation/renegotiation step may be transmitted/received through in-band communication.
도 18은 일 실시예에 따른 전력 전송 단계의 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도이다.18 is a flowchart schematically illustrating a protocol of a power transmission step according to an embodiment.
전력 전송 단계에서, 무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020)는 전력 전송 계약에 기초하여 무선전력을 전송/수신할 수 있다. In the power transmission step, the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 may transmit/receive wireless power based on a power transmission contract.
도 18를 참조하면, 전력 전송 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)는 실제 동작점(actual operating point)과 목표 동작점(target operating point)의 차이에 대한 정보를 포함하는 제어오류패킷(CE, control error data packet)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송한다(S1401).Referring to FIG. 18 , in the power transmission step, the wireless power receiver 1020 includes a control error packet (CE) including information on a difference between an actual operating point and a target operating point. control error data packet) to the wireless power transmitter 1010 (S1401).
또한, 전력 전송 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)는 무선전력 전송장치(1010)로부터 수신한 무선전력의 수신 전력값에 대한 정보를 포함하는 수신전력패킷(RP, Received Power data packet)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송한다(S1402).In addition, in the power transmission step, the wireless power receiver 1020 wirelessly transmits a Received Power data packet (RP) including information on the received power value of the wireless power received from the wireless power transmitter 1010 . It transmits to the power transmitter 1010 (S1402).
전력 전송 단계에서, 제어오류패킷(CE)와 수신전력패킷(RP)는, 무선전력의 제어를 위해, 요구되는 타이밍 제약(timing constraint)에 맞추어 반복적으로 전송/수신되어야 하는 데이터 패킷이다.In the power transmission step, the control error packet (CE) and the received power packet (RP) are data packets that must be repeatedly transmitted/received according to a timing constraint required for wireless power control.
무선전력 전송장치(1010)는 무선전력 수신장치(1020)로부터 수신한 제어오류패킷(CE)와 수신전력패킷(RP)을 기초로 전송하는 무선전력의 레벨을 제어할 수 있다.The wireless power transmitter 1010 may control the level of wireless power transmitted based on the control error packet CE and the received power packet RP received from the wireless power receiver 1020 .
무선전력 전송장치(1010)는 수신전력패킷(RP)에 대해 ACK, NAK, ATN 등의 8비트의 비트 패턴으로 응답할 수 있다(S1403). The wireless power transmitter 1010 may respond to the received power packet (RP) with an 8-bit bit pattern such as ACK, NAK, and ATN (S1403).
모드 값이 0인 수신전력패킷(RP/0)에 대해, 무선전력 전송장치(1010)가 ACK으로 응답하는 것은, 전력 전송이 현재의 레벨로 계속 진행될 수 있음을 의미한다.When the wireless power transmitter 1010 responds with an ACK to the received power packet (RP/0) having a mode value of 0, it means that power transmission can continue to the current level.
모드 값이 0인 수신전력패킷(RP/0)에 대해, 무선전력 전송장치(1010)가 NAK으로 응답하는 것은, 무선전력 수신장치(1020)가 전력 소비를 줄여야 함을 의미한다.When the wireless power transmitter 1010 responds with NAK to the received power packet RP/0 having a mode value of 0, it means that the wireless power receiver 1020 should reduce power consumption.
모드 값이 1 또는 2인 수신전력패킷(RP/1 또는 RP/2)에 대해, 무선전력 전송장치(1010)가 ACK으로 응답하는 것은, 무선전력 수신장치(1020)가 수신전력패킷(RP/1 또는 RP/2)에 포함된 전력 보정값을 받아들였음을 의미한다.With respect to the received power packet (RP/1 or RP/2) having a mode value of 1 or 2, the wireless power transmitter 1010 responds with an ACK, the wireless power receiver 1020 transmits the received power packet (RP/ 1 or RP/2) means that the power correction value included in it has been accepted.
모드 값이 1 또는 2인 수신전력패킷(RP/1 또는 RP/2)에 대해, 무선전력 전송장치(1010)가 NAK으로 응답하는 것은, 무선전력 수신장치(1020)가 수신전력패킷(RP/1 또는 RP/2)에 포함된 전력 보정값을 받아들이지 않았음을 의미한다.With respect to the received power packet (RP/1 or RP/2) having a mode value of 1 or 2, the wireless power transmitter 1010 responds with NAK, the wireless power receiver 1020 transmits the received power packet (RP/ 1 or RP/2) means that the power correction value included in the value was not accepted.
수신전력패킷(RP)에 대해 무선전력 전송장치(1010)가 ATN으로 응답하는 것은, 무선전력 전송장치(1010)가 통신의 허용을 요청함을 의미한다.When the wireless power transmitter 1010 responds with the ATN to the received power packet (RP), it means that the wireless power transmitter 1010 requests permission for communication.
무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020)는 제어오류패킷(CE), 수신전력패킷(RP) 및 수신전력패킷(RP)에 대한 응답을 기초로 전송/수신되는 전력 레벨을 제어할 수 있다.The wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 control the power level transmitted/received based on the response to the control error packet (CE), the received power packet (RP), and the received power packet (RP) can do.
또한, 전력 전송 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)는 배터리의 충전 상태에 대한 정보를 포함하는 충전상태패킷(CHS, Charge Status data packet)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송한다(S1404). 무선전력 전송장치(1010)는 충전상태패킷(CHS)에 포함된 배터리의 충전 상태에 대한 정보를 기초로 무선전력의 전력 레벨을 제어할 수 있다.In addition, in the power transmission step, the wireless power receiver 1020 transmits a charge status packet (CHS, Charge Status data packet) including information on the charge state of the battery to the wireless power transmitter 1010 (S1404) . The wireless power transmitter 1010 may control the power level of the wireless power based on information on the state of charge of the battery included in the state of charge packet (CHS).
한편, 전력 전송 단계에서, 무선전력 전송장치(1010) 및/또는 무선전력 수신장치(1020)는 전력 전송 계약의 갱신 등을 위해 재협상 단계로 진입할 수 있다.Meanwhile, in the power transmission step, the wireless power transmitter 1010 and/or the wireless power receiver 1020 may enter the renegotiation step to renew a power transmission contract.
전력 전송 단계에서, 무선전력 전송장치(1010)가 재협상 단계로 진입하고자 하는 경우, 무선전력 전송장치(1010)는 수신전력패킷(RP)에 대해 ATN으로 응답한다. 이 경우, 무선전력 수신장치(1020)는 DSR/poll 패킷을 무선전력 전송장치(1010)로 전송하여 무선전력 전송장치(1010)가 데이터 패킷을 전송할 기회를 부여할 수 있다(S1405).In the power transmission step, when the wireless power transmitter 1010 attempts to enter the renegotiation step, the wireless power transmitter 1010 responds to the received power packet (RP) with ATN. In this case, the wireless power receiver 1020 may transmit the DSR/poll packet to the wireless power transmitter 1010 to give the wireless power transmitter 1010 an opportunity to transmit the data packet (S1405).
무선전력 전송장치(1010)가 DSR/poll 패킷에 대한 응답으로 성능 패킷(CAP)을 무선전력 수신장치(1020)로 전송하면(S1406), 무선전력 수신장치(1020)는 재협상 단계의 진행을 요청하는 재협상 패킷(NEGO)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송하고(S1407), 무선전력 전송장치(1010)가 재협상 패킷(NEGO)에 대해 ACK로 응답하면(S1408), 무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020)는 재협상 단계로 진입하게 된다.When the wireless power transmitter 1010 transmits a performance packet (CAP) to the wireless power receiver 1020 in response to the DSR/poll packet (S1406), the wireless power receiver 1020 requests the progress of the renegotiation step. transmits a renegotiation packet (NEGO) to the wireless power transmitter 1010 (S1407), and when the wireless power transmitter 1010 responds with ACK to the renegotiation packet (NEGO) (S1408), the wireless power transmitter 1010 ) and the wireless power receiver 1020 enter the renegotiation phase.
전력 전송 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)가 재협상 단계로 진입하고자 하는 경우, 무선전력 수신장치(1020)는 재협상 단계의 진행을 요청하는 재협상 패킷(NEGO)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송하고(S1407), 무선전력 전송장치(1010)가 재협상 패킷(NEGO)에 대해 ACK로 응답하면(S1408), 무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020)는 재협상 단계로 진입하게 된다.In the power transmission step, when the wireless power receiver 1020 wants to enter the renegotiation step, the wireless power receiver 1020 transmits a renegotiation packet (NEGO) requesting the progress of the renegotiation step to the wireless power transmitter 1010. transmit (S1407), and when the wireless power transmitter 1010 responds with ACK to the renegotiation packet (NEGO) (S1408), the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 enter the renegotiation phase do.
한편, 무선전력 전송 시스템은 다양한 응용 분야로의 확장을 지원하기 위해 응용 계층의 메시지의 교환 기능을 구비할 수 있다. 이러한 기능에 기반하여, 기기의 인증 관련 정보 또는 기타 어플리케이션 레벨의 메시지들이 무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020) 간에 송수신될 수 있다. 이와 같이 무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020) 간에 상위계층의 메시지들이 교환되기 위하여, 데이터 전송을 위한 별도의 계층적 아키텍쳐(architecture)가 요구되며, 계층적 아키텍쳐의 효율적인 관리 및 운영 방법이 요구된다.On the other hand, the wireless power transmission system may have an application layer message exchange function to support extension to various application fields. Based on this function, device authentication-related information or other application-level messages may be transmitted/received between the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 . In order to exchange messages of a higher layer between the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 as described above, a separate hierarchical architecture for data transmission is required, and efficient management of the hierarchical architecture and An operating method is required.
도 19는 일 실시예에 따른 협상 단계 또는 재협상 단계에서 사용될 통신 모드를 결정하기 위한 프로토콜을 개략적으로 도시한 흐름도다.19 is a flowchart schematically illustrating a protocol for determining a communication mode to be used in a negotiation phase or a renegotiation phase according to an embodiment.
도 19를 참조하면, 무선전력 전송장치(1010)는 인밴드 통신모듈(1011)과 아웃밴드 통신모듈(1012)를 포함할 수 있다. 인밴드 통신모듈(1011)은 인밴드 통신을 통한 메시지 변조, 메시지 전송, 메시지 복조 등을 수행할 수 있고, 아웃밴드 통신모듈(1012)은 아웃밴드 통신을 통한 메시지 변조, 메시지 전송, 메시지 복조 등을 수행할 수 있다. 인밴드 통신모듈(1011)과 아웃밴드 통신모듈(1012)는 서로 물리적으로 분리될 수도 있으나, 물리적으로 하나의 프로세서에서 의해 구현될 수도 있다.Referring to FIG. 19 , the wireless power transmitter 1010 may include an in-band communication module 1011 and an out-band communication module 1012 . The in-band communication module 1011 may perform message modulation, message transmission, message demodulation, etc. through in-band communication, and the out-band communication module 1012 may perform message modulation, message transmission, message demodulation, etc. through out-band communication. can be performed. The in-band communication module 1011 and the out-band communication module 1012 may be physically separated from each other, but may be physically implemented by one processor.
무선전력 수신장치(1020) 역시 인밴드 통신모듈(1021)과 아웃밴드 통신모듈(1022)를 포함할 수 있다. 인밴드 통신모듈(1021)은 인밴드 통신을 통한 메시지 변조, 메시지 전송, 메시지 복조 등을 수행할 수 있고, 아웃밴드 통신모듈(1022)은 아웃밴드 통신을 통한 메시지 변조, 메시지 전송, 메시지 복조 등을 수행할 수 있다. 인밴드 통신모듈(1021)과 아웃밴드 통신모듈(1022)는 서로 물리적으로 분리될 수도 있으나, 물리적으로 하나의 프로세서에서 의해 구현될 수도 있다.The wireless power receiver 1020 may also include an in-band communication module 1021 and an out-band communication module 1022 . The in-band communication module 1021 may perform message modulation, message transmission, message demodulation, etc. through in-band communication, and the out-band communication module 1022 may perform message modulation, message transmission, message demodulation, etc. through out-band communication. can be performed. The in-band communication module 1021 and the out-band communication module 1022 may be physically separated from each other, but may be physically implemented by one processor.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020)가 모두 아웃밴드 통신을 지원하고, 아웃밴드 통신으로 BLE 통신을 사용하는 것을 전제로 설명한다.Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that both the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 support out-band communication and BLE communication is used as the out-band communication.
협상 단계 또는 재협상 단계에서, 무선전력 수신장치(1020)는 전력 전송 단계에서 사용할 통신 모드에 대한 정보를 포함하는 특정 요청 패킷(SRQ/com)을 무선전력 전송장치(1010)로 전송할 수 있다(S1501).In the negotiation step or the renegotiation step, the wireless power receiver 1020 may transmit a specific request packet (SRQ/com) including information on a communication mode to be used in the power transmission step to the wireless power transmitter 1010 (S1501). ).
S1501에서 전송되는 특정 요청 패킷(SRQ/com)은 도 16를 참조하여 설명한 협상 단계 또는 재협상 단계의 S1305에서 전송되는 특정 요청 패킷(SRQ)의 일종일 수 있다.The specific request packet (SRQ/com) transmitted in S1501 may be a type of the specific request packet (SRQ) transmitted in S1305 of the negotiation step or renegotiation step described with reference to FIG. 16 .
무선전력 전송장치(1010)는 SRQ/com에 대해 ACK로 응답할 수 있다(S1502). 무선전력 전송장치(1010)는 SRQ/com에 대해 ACK로만 응답하도록 강제될 수 있다.The wireless power transmitter 1010 may respond with ACK to SRQ/com (S1502). The wireless power transmitter 1010 may be forced to respond only with ACK to SRQ/com.
무선전력 수신장치(1020)는 인밴드 통신을 통해 BLE 장치 주소를 포함하는 데이터 패킷을 전송할 수 있다(S1503). 설명의 편의를 위해 무선전력 수신장치(1020)가 자신의 BLE 장치 주소를 포함하는 데이터 패킷을 BLE 연결 요청 메시지라고 칭한다.The wireless power receiver 1020 may transmit a data packet including a BLE device address through in-band communication (S1503). For convenience of description, the wireless power receiver 1020 refers to a data packet including its BLE device address as a BLE connection request message.
무선전력 수신장치(1020)는 SRQ/com을 통해 전력 전송 단계에서 혼용 모드(또는 제1 혼용 모드, 제2 혼용 모드) 또는 아웃밴드 모드를 이용해 통신하기로 한 경우에 한해, BLE 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 무선전력 수신장치(1020)는 SRQ/com을 통해 전력 전송 단계에서 인밴드 모드를 이용해 통신하기로 한 경우에는 BLE 연결 요청 메시지를 전송하지 않을 수 있다.The wireless power receiver 1020 transmits the BLE connection request message only when it is decided to communicate using the mixed mode (or the first mixed mode, the second mixed mode) or the out-band mode in the power transmission step through SRQ/com. can be transmitted That is, the wireless power receiver 1020 may not transmit the BLE connection request message when it is decided to communicate using the in-band mode in the power transmission step through SRQ/com.
BLE 연결 요청 메시지는, 예를 들어, 6바이트의, 무선전력 수신장치(1020)의 블루투스 장치 주소(Bluetooth Device Address)에 대한 정보가 포함될 수 있다. 무선전력 수신장치(1020)는 사용자의 프라이버시 보호를 위해 블루투스 장치 주소로 Random Static Device address를 사용할 수 있다. The BLE connection request message may include, for example, 6-byte, Bluetooth device address information of the wireless power receiver 1020 . The wireless power receiver 1020 may use a random static device address as a Bluetooth device address to protect user privacy.
무선전력 수신장치(1020)로부터 BLE 연결 요청 메시지를 수신한 무선전력 전송장치(1010)는, BLE 연결 요청 메시지의 정상적인 수신여부를 알리기 위해 ACK 또는 NAK으로 응답할 수 있다. 또는 무선전력 전송장치(1010)는 BLE 연결 요청 메시지를 처리할 수 없을 경우에는 ND를 응답할 수 있다.The wireless power transmitter 1010 that has received the BLE connection request message from the wireless power receiver 1020 may respond with ACK or NAK to inform whether the BLE connection request message is normally received. Alternatively, when the wireless power transmitter 1010 cannot process the BLE connection request message, it may respond with an ND.
BLE 연결 요청 메시지를 정상적으로 수신한 무선전력 전송장치(1010)는 인밴드 통신을 통해 자신의 BLE 장치 주소를 포함하는 데이터 패킷을 전송할 수 있다(S1504). 설명의 편의를 위해 무선전력 전송장치(1010)가 자신의 BLE 장치 주소를 포함하는 데이터 패킷을 BLE 연결 응답 메시지라고 칭한다.The wireless power transmitter 1010 that has normally received the BLE connection request message may transmit a data packet including its BLE device address through in-band communication (S1504). For convenience of description, the wireless power transmitter 1010 refers to a data packet including its BLE device address as a BLE connection response message.
BLE 연결 응답 메시지는, 예를 들어, 6바이트의, 무선전력 전송장치(1010)의 블루투스 장치 주소(Bluetooth Device Address)에 대한 정보가 포함될 수 있다.The BLE connection response message may include, for example, 6-byte information on the Bluetooth device address of the wireless power transmitter 1010 .
또는, 무선전력 수신장치(1020)는 무선전력 전송장치(1010)의 블루투스 장치 주소(Bluetooth Device Address)를 수신하기 위해, 무선전력 전송장치(1010)의 주소 패킷을 요청하는 일반요청패킷(GRQ/ble)를 무선전력 전송장치(1010)로 전송할 수 있다.Alternatively, the wireless power receiver 1020 is a general request packet (GRQ / requesting an address packet of the wireless power transmitter 1010) in order to receive the Bluetooth device address (Bluetooth Device Address) of the wireless power transmitter 1010. ble) may be transmitted to the wireless power transmitter 1010 .
GRQ/ble를 수신한 무선전력 전송장치(1010)는, 이에 대한 응답으로, 자신의 블루투스 장치 주소(Bluetooth Device Address)에 대한 정보가 포함된 주소 패킷을 무선전력 수신장치(1020)로 전송할 수 있다.The wireless power transmitter 1010 that has received the GRQ/ble may transmit an address packet including information on its Bluetooth device address to the wireless power receiver 1020 in response to this. .
무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020)는 수신한 상대방의 블루투스 장치 주소를 기반으로 BLE 연결을 수립할 수 있다(S1505).The wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 may establish a BLE connection based on the received counterpart's Bluetooth device address (S1505).
무선전력 수신장치(1020)가 전송한 SRQ/com에서 지정한 통신 모드에 따라, 무선전력 전송장치(1010)와 무선전력 수신장치(1020)는 전력 전송 단계에서 인밴드 통신 및/또는 아웃밴드 통신을 사용한다.According to the communication mode specified by the SRQ/com transmitted by the wireless power receiver 1020, the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 perform in-band communication and/or out-band communication in the power transmission step. use.
무선전력 수신장치(1020)는, 무선전력 전송장치(1010) 및 무선전력 수신장치(1020)가 지원하는 전력 프로파일과 전력전송단계에서 수신할 전력 레벨에 따라, 통신 모드를 결정할 수 있다.The wireless power receiver 1020 may determine a communication mode according to a power profile supported by the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 and a power level to be received in the power transmission step.
예를 들어, 무선전력 전송장치(1010) 및 무선전력 수신장치(1020)가 지원하는 전력 프로파일이 기본 전력 프로파일(BPP)이고 5W 이하의 전력을 수신할 예정이면, 무선전력 수신장치(1020)는 통신 모드를 인밴드 모드로 지정할 수 있다.For example, if the power profile supported by the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 is a basic power profile (BPP) and is scheduled to receive power of 5W or less, the wireless power receiver 1020 is Communication mode can be designated as in-band mode.
예를 들어, 무선전력 전송장치(1010) 및 무선전력 수신장치(1020)가 지원하는 전력 프로파일이 확장된 전력 프로파일(Extended Power Profile; EPP)이고 15W 이하의 전력을 수신할 예정이면, 무선전력 수신장치(1020)는 통신 모드를 인밴드 모드, 제1 혼용 모드, 제2 혼용 모드 및 아웃밴드 모드 중 어느 하나로 지정할 수 있다.For example, if the power profile supported by the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 is an extended power profile (EPP) and power of 15W or less is to be received, wireless power reception The device 1020 may designate the communication mode as any one of an in-band mode, a first mixed mode, a second mixed mode, and an out-band mode.
예를 들어, 무선전력 전송장치(1010) 및 무선전력 수신장치(1020)가 지원하는 전력 프로파일이 모바일 랩탑 전력 프로파일(Mobile Laptop Power Profile; MLP)이고 30W 이하의 전력을 수신할 예정이면, 무선전력 수신장치(1020)는 통신 모드를 제1 혼용 모드, 제2 혼용 모드 및 아웃밴드 모드 중 어느 하나로 지정할 수 있다.For example, if the power profile supported by the wireless power transmitter 1010 and the wireless power receiver 1020 is a Mobile Laptop Power Profile (MLP) and power of 30W or less is to be received, the wireless power The receiver 1020 may designate the communication mode as any one of the first mixed mode, the second mixed mode, and the out-band mode.
이하, 본 명세서에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.
블루투스 표준 기술은 BR/EDR(Basic Rate / Enhanced Data Rate)과 LE(Low Energy)로 코어 스펙이 구분된다. 이중 BR/EDR은 근거리 WPAN 기술의 시장 지배적 우위를 차지하며 많은 제품에 적용된 무선 통신 기술이다.Bluetooth standard technology is divided into BR/EDR (Basic Rate / Enhanced Data Rate) and LE (Low Energy) core specifications. Of these, BR/EDR is a wireless communication technology that has a dominant position in the short-range WPAN technology and has been applied to many products.
블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy; BLE)는 기존 블루투스 BR/EDR 대비 높은 에너지 효율을 목표로 고안되었다.Bluetooth Low Energy (BLE) was designed with the goal of higher energy efficiency compared to the existing Bluetooth BR/EDR.
한편, 무선 충전 방식에는 1차 코일과 2차 코일간의 자기 유도 현상을 이용한 자기 유도 방식과, 수십kHz에서 수MHz 대역의 주파수를 사용하여 자기적 공명을 이루어 전력을 전송하는 자기 공명 방식이 있다. 여기서, 자기 공명 방식에 대한 무선 충전 표준은 A4WP라는 협의회에서 주도하며 자기 유도 방식은 WPC(Wireless Power Consortium)에서 표준을 주도한다. On the other hand, the wireless charging method includes a magnetic induction method using a magnetic induction phenomenon between a primary coil and a secondary coil, and a magnetic resonance method in which magnetic resonance is achieved using a frequency of several tens of kHz to several MHz bands to transmit power. Here, the wireless charging standard for the magnetic resonance method is led by a council called A4WP, and the magnetic induction method is led by the Wireless Power Consortium (WPC).
WPC에서는 무선 충전 시스템과 관련된 다양한 상태 정보 및 명령어를 인 밴드로 주고 받을 수 있도록 설계되어 있다. 하지만 인 밴드 통신의 경우 통신에 특화되어 설계된 시스템이 아니기 때문에 상대적으로 정보 교환이 느리다. 이에 따라, 인 밴드 통신은 빠른 정보 교환 및 다양한 정보를 교환하기 위해서는 적절한 통신이 아닐 수 있다.WPC is designed to transmit and receive various status information and commands related to the wireless charging system in-band. However, in the case of in-band communication, information exchange is relatively slow because it is not a system designed specifically for communication. Accordingly, in-band communication may not be appropriate for fast information exchange and exchange of various information.
위와 같은 배경 하에서, 아웃 오브 밴드(out of band) 통신(다른 말로 아웃 밴드 통신)을 무선 충전 시스템(예컨대, 인 밴드 통신)과 결합하여 무선 충전 시스템 관련 정보가 교환되는 방법이 시도되고 있다. 대표적인 아웃 밴드 기술로 NFC와 BLE 기술이 후보 기술에 해당할 수 있다.Under the above background, a method in which out-of-band communication (in other words, out-band communication) is combined with a wireless charging system (eg, in-band communication) to exchange information related to a wireless charging system has been attempted. As representative out-band technologies, NFC and BLE technologies may correspond to candidate technologies.
한편, Qi 생태계(즉, WPC에서 제공하는 무선 충전 시스템에 대한 생태계) BLE를 채택할 경우(즉, Qi 무선 충전 방식에 인 밴드(In-Band) 통신과 함께 BLE를 사용하는 경우), 앞서 설명한 바와 같이, BLE 연결(connection) 동작을 위한 BLE 광고(advertisement) 패킷(packet)과 BLE 연결 요청(request) 패킷에는 BLE 어드레스(address)가 실리게 된다.On the other hand, when BLE is adopted in the Qi ecosystem (that is, the ecosystem for the wireless charging system provided by WPC) (that is, when using BLE with in-band communication for the Qi wireless charging method), as described above As shown, a BLE address is loaded in a BLE advertisement packet and a BLE connection request packet for a BLE connection operation.
여기서, BLE 광고(advertisement) 패킷은 PRx BLE 어드레스를 운송하고, BLE 연결 요청 패킷은 PTx 및/또는 PRx BLE 어드레스를 운송할 수 있다.Here, the BLE advertisement packet may carry a PRx BLE address, and the BLE connection request packet may carry a PTx and/or a PRx BLE address.
도 20은 광고(advertisement) 패킷 및 연결 요청 패킷의 일례를 개략적으로 도시한 것이다.20 schematically illustrates an example of an advertisement packet and a connection request packet.
여기서, 도 20의 (a)는 광고(advertisement) 패킷에 대한 예시에 해당한다. 여기서, 광고(advertisement) 패킷은 ADV_IND일 수 있으며, 이는, 연결 및 스캔 가능한 방향성 없는 광고 이벤트에 해당할 수 있다.Here, (a) of FIG. 20 corresponds to an example of an advertisement packet. Here, the advertisement packet may be ADV_IND, which may correspond to a concatenated and scannable non-directional advertisement event.
ADV_IND는 AdvA 필드를 포함할 수 있으며, 이때, AdvA 필드는 어드버타이저의 (랜덤 및/또는 고정) 디바이스 어드레스를 포함할 수 있다.ADV_IND may include an AdvA field, and in this case, the AdvA field may include a (random and/or fixed) device address of the advertiser.
도 20의 (b)는 연결 요청 패킷에 대한 예시에 해당한다. 여기서, 연결 요청 패킷은 CONNECT_IND일 수 있다.20 (b) corresponds to an example of a connection request packet. Here, the connection request packet may be CONNECT_IND.
CONNECT_IND는 InitA 및/또는 AdvA를 포함할 수 있다. InitA는 개시자(Initiator)(PTx)의 공개 또는 (랜덤 및/또는 고정) 디바이스 어드레스를 포함할 수 있다. AdvA는 어드버타이저(PRx)의 (랜덤 및/또는 고정) 디바이스 어드레스를 포함할 수 있다.CONNECT_IND may include InitA and/or AdvA. InitA may contain the public or (random and/or fixed) device address of the Initiator (PTx). The AdvA may include the (random and/or fixed) device address of the advertiser (PRx).
위와 같은 상황에서, 고정된 일정한 BLE 어드레스를 사용하는 경우에 사용자 프라이버시(privacy) 이슈가 발생할 수 있다. 예컨대, PTx는 PRx 사용에 대한 정보를 트래킹(tracking)할 수 있으며, 특히 공공 장소에 설치된 PTx가 PRx 사용자 프라이버시 정보를 트래킹하는 문제가 발생할 수 있다.In the above situation, when using a fixed constant BLE address, a user privacy issue may occur. For example, the PTx may track information on PRx usage, and in particular, a problem in which the PTx installed in a public place tracks PRx user privacy information may occur.
이에 따라, Qi 생태계에 BLE를 채택할 경우 사용자 프라이버시를 어떤 식으로 보호할 것인지에 대한 구성이 제공될 필요가 있다.Accordingly, it is necessary to provide a configuration for how to protect user privacy when BLE is adopted in the Qi ecosystem.
위와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 명세서는 협상 페이즈(Negotiation phase)에서 IB로 상호간의 BLE 어드레스 정보를 교환할 때, 고유한 고정된 BLE 어드레스 대신에 랜덤 BLE 어드레스를 사용하는 구성을 제공한다.In order to solve the above problem, the present specification provides a configuration using a random BLE address instead of a unique fixed BLE address when exchanging mutual BLE address information with IB in a negotiation phase.
여기서, 랜덤 BLE 어드레스를 사용하는 방법으로써는 크게 두 가지 방법이 있으며, 하나는 스태틱 랜덤 어드레스(Static random address)고 나머지 하나는 개인(Private) 랜덤 어드레스일 수 있다.Here, as a method of using the random BLE address, there are largely two methods, one may be a static random address and the other may be a private random address.
위와 같이 BLE 연결 동작 시 랜덤 BLE 어드레스를 사용하면 사용자(user) 프라이버시 문제를 해결할 수 있으며, 구체적인 예시로써, PRx BLE 어드레스가 매번 연결 시마다 랜덤하게 변경되므로 PTx BLE는 PRx BLE를 트래킹 할 수 없게 된다.As described above, if a random BLE address is used during BLE connection operation, the user privacy problem can be solved. As a specific example, since the PRx BLE address is randomly changed every time it is connected, PTx BLE cannot track PRx BLE.
도 21은 스태틱(Static) 랜덤 디바이스 어드레스의 예를 개략적으로 도시한 것이다.21 schematically illustrates an example of a static random device address.
도 21에 따르면, 스태틱(Static) 디바이스 어드레스에 관하여, 장치는 각 전원 주기 후에 고정 어드레스를 새 값으로 초기화하도록 선택할 수 있다. 장치는 일단 초기화되면 장치의 전원을 껐다 켤 때까지 고정 어드레스 값을 변경하지 않아야 한다. 협상 단계에서 PRx와 PTx는 개인 정보 문제 없이 BLE 연결을 만들기 위해 IB를 사용하여 임의의 BLE 어드레스를 교환할 수 있다.According to FIG. 21 , with respect to the static device address, the device may choose to initialize the static address to a new value after each power cycle. Once the device is initialized, the static address value should not change until the device is power cycled. During the negotiation phase, PRx and PTx can exchange arbitrary BLE addresses using IB to create a BLE connection without privacy issues.
PRx는 (재)협상 단계에서 BLE 디바이스 어드레스(6바이트)를 PTx로 보낼 수 있다. 이때의 BLE 디바이스 어드레스에 대한 예시를 표로써 표현하면 아래와 같을 수 있다.The PRx may send the BLE device address (6 bytes) to the PTx in the (re)negotiation phase. An example of the BLE device address at this time may be expressed as a table as follows.
표 4는 PRx BLE 어드레스 패킷의 일례를 개략적으로 나타낸 것이다.Table 4 schematically shows an example of a PRx BLE address packet.
b7b7 b6b6 b5b5 b4b4 b3b3 b2b2 b1b1 b1b1
B0B0 BLE random device Address_B0BLE random device Address_B0
B1B1 BLE random device Address_B1BLE random device Address_B1
B2B2 BLE random device Address_B2BLE random device Address_B2
B3B3 BLE random device Address_B3BLE random device Address_B3
B4B4 BLE random device Address_B4BLE random device Address_B4
B5B5 BLE random device Address_B5BLE random device Address_B5
PRx는 사용자 개인 정보를 보호하기 위해 랜덤 스태틱(Static) 디바이스 어드레스를 사용해야 할 수 있다.아울러, 앞서 기재한 바와 같이, PRx는 각 전원 주기 후 랜덤 스태틱(Static) 디바이스 어드레스를 새 값으로 초기화할 수 있다.The PRx may need to use a random static device address to protect user privacy. In addition, as described above, the PRx may initialize a random static device address to a new value after each power cycle. there is.
이때의 PTx 응답은 ACK/NAK/ND일 수 있다.In this case, the PTx response may be ACK/NAK/ND.
PTx는 PTx BLE 어드레스에 대한 PRx GRQ 패킷에 대한 응답으로 (재)협상 단계에서 BLE 디바이스 어드레스(6바이트)를 PRx로 보낼 수 있다. 이때의 BLE 디바이스 어드레스에 대한 예시를 표로써 표현하면 아래와 같을 수 있다.The PTx may send the BLE device address (6 bytes) to the PRx in the (re)negotiation phase in response to the PRx GRQ packet for the PTx BLE address. An example of the BLE device address at this time may be expressed as a table as follows.
표 5는 PTx BLE 어드레스 패킷의 일례를 개략적으로 나타낸 것이다.Table 5 schematically shows an example of a PTx BLE address packet.
b7b7 b6b6 b5b5 b4b4 b3b3 b2b2 b1b1 b1b1
B0B0 BLE (random) device Address_B0BLE (random) device Address_B0
B1B1 BLE (random) device Address_B1BLE (random) device Address_B1
B2B2 BLE (random) device Address_B2BLE (random) device Address_B2
B3B3 BLE (random) device Address_B3BLE (random) device Address_B3
B4B4 BLE (random) device Address_B4BLE (random) device Address_B4
B5B5 BLE (random) device Address_B5BLE (random) device Address_B5
여기서 PTx는 공용 또는 임의 디바이스 어드레스를 사용할 수 있다.한편, 개인(Private) 랜덤 어드레스는 또 다시 두 가지로 분류될 수 있다. 하나는 분해 불가능한(Non-Resolvable) 개인(Private) 어드레스고 나머지 하나는 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스가 이에 해당하며, 이하, 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스를 중점적으로 설명한다.Here, the PTx may use a public or arbitrary device address. Meanwhile, a private random address may be further classified into two types. One is a non-resolvable private address and the other is a resolvable private address. Hereinafter, resolvable private addresses will be mainly described. .
도 22는 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 디바이스 어드레스의 예를 개략적으로 도시한 것이다.22 schematically illustrates an example of a resolvable private device address.
도22에 따르면, 개인(Private) 디바이스 어드레스의 예로써, 분해 가능한 개인 어드레스(Resolvable Private address; RPA)가 제공될 수 있다. 분해 가능한 개인 어드레스를 생성하려면 장치에 로컬(Local) IRK(Identity Resolving Key) 또는 피어(Peer) IRK(Identity Resolving Key)가 있어야 한다.Referring to FIG. 22 , as an example of a private device address, a resolvable private address (RPA) may be provided. To generate a resolvable private address, the device must have a local IRK (Identity Resolving Key) or a peer IRK (Identity Resolving Key).
예컨대, 로컬 해시(hash)는 IRK를 이용하여 아래와 같은 수식에 따라 생성될 수 있다.For example, a local hash may be generated using IRK according to the following equation.
[수식 1][Formula 1]
Local hash = ah (IRK, prand)Local hash = ah (IRK, prand)
여기서, localHash 값은 RPA에서 추출한 해시 값과 비교될 수 있다. localHash 값이 추출된 해시 값과 일치하면 피어 장치의 ID가 분해된 것이다. 협상 단계에서 PRx는 IB를 사용하여 IRK 키를 PTx로 보낼 수 있다.Here, the localHash value may be compared with a hash value extracted from RPA. If the localHash value matches the extracted hash value, then the peer device's ID has been resolved. During the negotiation phase, the PRx can use the IB to send the IRK key to the PTx.
앞선 내용을, RPA의 생성 및 분해 관점에서 다시 한 번 정리하면 아래와 같을 수 있다.The above contents can be summarized as follows once again from the viewpoint of generation and decomposition of RPA.
- RPA의 생성- Generation of RPA
분해 가능한 개인 어드레스는 IRK 및 prand로 생성된다. prand는 무작위로 생성되며 다음과 같은 요구 사항을 충족할 수 있다.A resolvable private address is generated with IRK and prand. A prand is randomly generated and can satisfy the following requirements:
예컨대, prand의 가장 중요한 두 비트는 2b01과 같아야 할 수 있다. 또한, prand의 모든 비트는 0이 될 수 없다. 아울러, prand의 모든 비트는 1이 될 수 없다.For example, the two most significant bits of prand may be equal to 2b01. Also, all bits of prand cannot be 0. In addition, not all bits of prd can be 1.
어드레스의 해시 부분은 이 prand와 장치의 128비트 IRK를 사용하여 생성될 수 있다. 여기서 예컨대, prand의 길이를 IRK와 같게 만들기 위해, prand는 패딩 비트가 0으로 설정된 104비트 패딩과 연결될 수 있다. 원래 prand의 LSB는 패딩 후 prand의 LSB로 유지될 수 있다. 이후, prand와 해시를 연결하여 임의의 어드레스가 생성될 수 있다.The hash portion of the address can be generated using this prand and the device's 128-bit IRK. Here, for example, to make the length of the prand equal to the IRK, the prand may be concatenated with 104-bit padding with the padding bit set to 0. The LSB of the original prand may be maintained as the LSB of the prand after padding. Thereafter, an arbitrary address can be generated by concatenating the prand and the hash.
- RPA의 분해- Breakdown of RPA
분해 가능한 개인 어드레스는 피어 디바이스의 IRK가 있는 경우 디바이스에서 분해될 수 있다. 앞서 언급했듯이 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스에는 24비트 prand와 24비트 해시가 있다. 피어 디바이스의 prand 및 IRK는 어드레스를 분해하는 데 사용될 수 있다.A resolvable private address can be resolved at the device if there is an IRK of the peer device. As mentioned earlier, a resolvable private address has a 24-bit prand and a 24-bit hash. The prand and IRK of the peer device can be used to resolve the address.
디바이스가 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스를 수신하면 해시와 prand를 추출한다. 이후, 피어 디바이스의 IRK와 해당 어드레스에서 추출한 prand를 사용하여 로컬 해시 값이 생성된다. 해시는 어드레스 생성과 같은 방식으로 생성될 수 있다.When the device receives a resolvable private address, it extracts the hash and prand. Thereafter, a local hash value is generated using the IRK of the peer device and the prand extracted from the corresponding address. The hash can be generated in the same way as the address generation.
이 Local 해시 값은 해당 어드레스에서 추출한 해시와 비교될 수 있으며, 만약 이들이 일치하면 위 어드레스가 분해될 수 있다.This local hash value can be compared with the hash extracted from the address, and if they match, the above address can be resolved.
장치가 페어링 프로세스 중에 피어 장치의 IRK 및 ID 어드레스를 수신하면 분해 목록에 로컬 IRK와 함께 저장할 수 있다. 이 목록은 향후 개인 어드레스를 분해하는 데 사용될 수 있다.When a device receives the peer device's IRK and ID address during the pairing process, it can store it along with the local IRK in a disassembled list. This list can be used to resolve private addresses in the future.
PRx BLE IRK (키) 패킷에 관하여, PRx는 (재)협상 단계에서 IRK 키(128비트)를 PTx로 보낼 수 있다. 여기서, PRx BLE IRK (키) 패킷의 일례를 표로써 표현하면 아래와 같을 수 있다.Regarding the PRx BLE IRK (key) packet, the PRx may send the IRK key (128 bits) to the PTx in the (re)negotiation phase. Here, an example of a PRx BLE IRK (key) packet may be expressed as a table as follows.
b7b7 b6b6 b5b5 b4b4 b3b3 b2b2 b1b1 b1b1
B0B0 BLE IRK _B0BLE IRK _B0
B1B1 BLE IRK _B1BLE IRK _B1
B2B2 BLE IRK _B2BLE IRK _B2
------ ------
B14B14 BLE IRK _B14BLE IRK _B14
B15B15 BLE IRK _B15BLE IRK _B15
여기서 PTx 응답으로써, ACK/NAK/ND가 전송될 수 있다.한편, BLE 규격에서의 IRK 키는 본딩(Bonding) 과정에서 BLE 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스의 분해를 위해 사용된다. 이는 상호 간 페어링(pairing)된 BLE 기기 간의 통신을 다른 이웃하는 BLE 기기가 트래킹하지 못하도록 하기 위함이다.Here, as a PTx response, ACK/NAK/ND may be transmitted. On the other hand, the IRK key in the BLE standard is used for resolving a BLE resolvable private address in the bonding process. This is to prevent other neighboring BLE devices from tracking communication between paired BLE devices.
달리 말하면, IRK 키를 공유하는 BLE 기기간에서만 연결 동작이 이루어 질 수 있다. 광고(advertisement) 패킷 및 연결 요청 패킷에 실리는 BLE 디바이스 어드레스 정보는 디바이스가 IRK 키를 갖고 있어야만 유효한 BLE 어드레스로써 처리될 수 있다.In other words, a connection operation can be made only between BLE devices that share the IRK key. The BLE device address information carried in the advertisement packet and the connection request packet can be processed as a valid BLE address only when the device has an IRK key.
도 23은 BLE 규격에서의 IRK 키의 공유 과정을 개략적으로 도시한 것이다.23 schematically illustrates a process of sharing an IRK key in the BLE standard.
도 23에 따르면, BLE 디바이스 간에는 페어링을 수행할 수 있다. 이때의 페어링 방법으로 'Just Works', OB(달리 말하면 OOB(out-of-band)) 또는 'Passkey'를 사용하는 방법이 있다.According to FIG. 23 , pairing may be performed between BLE devices. As a pairing method at this time, there is a method of using 'Just Works', OB (in other words, out-of-band (OOB)) or 'Passkey'.
이후, BLE 디바이스간에는 키가 생성될 수 있으며, 이후, BLE 디바이스 간에는 IRK가 공유됨에 기반하여 본딩이 수행될 수 있다.Thereafter, a key may be generated between the BLE devices, and thereafter, bonding may be performed between the BLE devices based on the IRK being shared.
위와 같은 상황에서, Qi 시스템에서의 프라이버시 이슈는 페어링된 BLE 디바이스 기기 상호간의 프라이버시 이슈와는 상이하기에, 기존 BLE 규격에서의 IRK 키를 Qi 시스템에서 그대로 적용하게 된다면, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.In the above situation, since the privacy issue in the Qi system is different from the privacy issue between the paired BLE devices, if the IRK key in the existing BLE standard is applied in the Qi system as it is, the following problems may occur. there is.
BLE 규격에서 IRK 키는 페어링된 기기들과 페어링 되지 않은 기기와의 프라이버시 이슈만을 다루기 때문에, IRK 키 지체에 대한 특별한 요구사항을 정의하고 있지 않다.Since the IRK key in the BLE standard only deals with privacy issues between paired devices and unpaired devices, no special requirements for IRK key delay are defined.
따라서, BLE 기기는 기기 당 고유한 IRK 키를 사용하고, 한번 사용한 IRK 키를 변경하지 않는다. 왜냐하면, 다음 연결 시에 이미 한번 페어링 된 기기간에 IRK 키를 사용할 수 있게 하기 위함이다.Therefore, the BLE device uses a unique IRK key per device, and does not change the IRK key used once. This is because the IRK key can be used between devices that have already been paired once in the next connection.
이와 같이 BLE 기기가 일정한 IRK 키를 사용하는 경우, 해당 IRK 키가 오히려 PTx로 하여금 특정 PRx를 트래킹할 수 있게 하는 인식 자로 사용될 수 있다. 위와 같은 이슈는, 단말 입장에서 보안에 대한 우려로 이어질 수 있다.In this way, when the BLE device uses a specific IRK key, the corresponding IRK key can be used as an identifier that allows the PTx to track a specific PRx. The above issues may lead to concerns about security from the point of view of the terminal.
보안에 대한 우려로써, 예컨대, 크라우드/서버를 통해 여러 개의 무선 충전 장치를 제어하는 공급자가 있을 경우, 공급자는 단말에 해당하는 PRx로부터 수신한 IRK를 크라우드/서버에 저장할 수도 있다. 이때, 단말에 해당하는 PRx로부터 수신한 IRK가 공급자에게 계속 보관되게 될 것이고, 단말에 해당하는 PRx는 위치를 바꿔가면서 공급자가 제공하는 PTx와 각각 기존에 저장된 IRK를 이용하여 페어링을 수행할 수 있다. 이 경우, PTx는 단말에 해당하는 PRx를 트래킹할 수 있게 되며, 단말 입장에서는 단말은 본인의 이동 동선이 PTx에게 그대로 노출되는 보안 문제가 발생하게 된다.As a security concern, for example, if there is a provider that controls several wireless charging devices through a crowd/server, the provider may store the IRK received from the PRx corresponding to the terminal in the crowd/server. At this time, the IRK received from the PRx corresponding to the terminal will continue to be stored by the provider, and the PRx corresponding to the terminal can be paired using the PTx provided by the provider and the previously stored IRK while changing locations. . In this case, the PTx can track the PRx corresponding to the terminal, and from the terminal's point of view, the terminal has a security problem of exposing its own moving line to the PTx as it is.
또 다른 예시로써, PRx로부터 기존에 IRK를 공유 받은 (PTx 및 PRx 이외의) 제3 BLE 기기가 있고 제3 BLE 기기에게 공유된 IRK가 PTx 및 PRx 간에도 계속 사용될 경우에는 제3 BLE 기기가 PTx 및 PRx 간의 통신을 방해할 여가 있기에, 여기에서도 보안 문제가 발생할 수 있다.As another example, if there is a third BLE device (other than PTx and PRx) that has previously shared the IRK from PRx, and the IRK shared with the third BLE device continues to be used between PTx and PRx, the third BLE device is PTx and Security issues can arise here as well, as there is room for interfering with communication between the PRx.
이에 따라, BLE 규격의 IRK 키를 Qi 시스템이 요구하는 페어링되는 PTx와 PRx간의 프라이버시를 보장하는 용도로 사용하기 위해서는, 추가적인 요구사항이 필요하게 된다. 이하, 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 실시예를 도면을 통해 설명하도록 한다.Accordingly, in order to use the IRK key of the BLE standard for the purpose of guaranteeing privacy between the paired PTx and the PRx required by the Qi system, an additional requirement is required. Hereinafter, an embodiment for solving the above problems will be described with reference to the drawings.
이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.The following drawings were created to explain a specific example of the present specification. Since the names of specific devices described in the drawings or the names of specific signals/messages/fields are presented by way of example, the technical features of the present specification are not limited to the specific names used in the following drawings.
도 24는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법의 순서도다.24 is a flowchart of a method for performing out-band communication connection according to an embodiment of the present specification.
도 24에 따르면, 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치와 IRK(Identity Resolving 키)를 공유할 수 있다(S2410). 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.24 , the wireless power receiver may share an identity resolving key (IRK) with the wireless power transmitter ( S2410 ). Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
무선 전력 수신 장치는 상기 무선 전력 전송 장치에게 상기 무선 전력 수신 장치의 어드레스에 관련된 정보를 전송할 수 있다(S2420). 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.The wireless power receiver may transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter (S2420). Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
여기서, 무선 전력 수신 장치의 어드레스에 관련된 정보는 예컨대, 앞서 설명했던 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스에 해당할 수 있다. 그리고, 앞서 설명했던 바와 같이, 무선 전력 수신 장치는 공유된 IRK와 prand에 기반하여 해시를 생성함으로써 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스를 생성할 수 있다. 이때의 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스는 앞서 설명했던 바와 같이 해시 및 prand로써 구성될 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Here, information related to the address of the wireless power receiver may correspond to, for example, the resolvable private address described above. And, as described above, the wireless power receiver may generate a resolvable private address by generating a hash based on the shared IRK and prand. In this case, a resolvable private address may be configured as a hash and a prand as described above. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
아울러, 무선 전력 전송 장치는 위 무선 전력 수신 장치의 어드레스에 관련된 정보 예컨대, 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스를 수신할 경우, 공유된 IRK 및 prand에 기반하여 해시를 생성할 수 있다. 이후, 무선 전력 전송 장치는 생성한 해시 및 수신된 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스에 포함된 해시를 비교함으로써, 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스를 분해(즉, 해석)할 수 있다. 따라서 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치로부터 받은 어드레스 정보가 IB로 수신한 IRK로 해석 가능한, 다시 말하면 무선전력 전송 장치 위에 올려진 무선전력 수신 장치의 어드레스임을 확인할 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.In addition, when the wireless power transmitter receives information related to the address of the wireless power receiver, for example, a resolvable private address, it may generate a hash based on the shared IRK and prand. Thereafter, the wireless power transmitter compares the generated hash with the hash included in the received resolvable private address to resolve (that is, resolve) the resolvable private address. there is. Accordingly, the wireless power transmitter can confirm that the address information received from the wireless power receiver can be interpreted as the IRK received through the IB, that is, the address of the wireless power receiver mounted on the wireless power transmitter. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
별도로 도시하지는 않았지만, 무선 전력 전송 장치 또한 무선 전력 수신 장치에게 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스를 전송할 수 있으며, 이에 따라, 무선 전력 수신 장치 또한 무선 전력 전송 장치로부터 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스를 수신할 수 있다. 이때의 분해 가능한(Resolvable) 개인(Private) 어드레스 생성 및 분해에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Although not shown separately, the wireless power transmitter may also transmit a resolvable private address to the wireless power receiver, and accordingly, the wireless power receiver also has a resolvable private address from the wireless power receiver. Private) address can be received. Specific examples of the resolvable private address generation and resolution are the same as those described above (and/or will be described later), and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping content will be omitted. .
무선 전력 수신 장치는 상기 IRK 및 상기 어드레스에 관련된 정보의 전송에 기반하여, 상기 무선 전력 전송 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 수 있다(S2430). 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.The wireless power receiver may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power transmitter based on the transmission of the IRK and information related to the address (S2430). Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
여기서, 새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 수신 장치는 새로운 IRK를 생성하고 및 상기 새로운 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송할 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Here, whenever a new out-band communication connection is performed, the wireless power receiver may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power transmitter. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
예컨대, 상기 아웃 밴드 통신은 BLE(bluetooth low energy) 통신일 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.For example, the out-band communication may be Bluetooth low energy (BLE) communication. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
예컨대, 상기 IRK는 상기 새로운 IRK와 상이할 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.For example, the IRK may be different from the new IRK. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
예컨대, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 랜덤하게 구성될 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.For example, each of the IRK or the new IRK may be randomly configured. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
예컨대, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 전력 신호를 이용하는 인 밴드 통신을 통해 공유될 수 있다. 여기서 예컨대, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 협상 페이즈 또는 재협상 페이즈에서 공유될 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.For example, each of the IRK or the new IRK may be shared through in-band communication using a power signal. Here, for example, each of the IRK or the new IRK may be shared in a negotiation phase or a renegotiation phase. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
예컨대, 상기 어드레스에 관련된 정보는 상기 IRK에 기반하여 생성될 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.For example, the information related to the address may be generated based on the IRK. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
예컨대, 상기 IRK를 공유하는 것은, 무선 전력 수신 장치가 상기 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송하고 및 상기 무선 전력 전송 장치로부터 응답을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 상기 응답은 ACK 응답, NAK 응답 또는 상기 전송이 유효하지 않음을 나타내는 ND일 수 있다.For example, sharing the IRK may include, by the wireless power receiver, transmitting the IRK to the wireless power transmitter and receiving a response from the wireless power transmitter. The response may be an ACK response, a NAK response, or an ND indicating that the transmission is not valid.
이때의 예시, 즉, IRK의 공유에 대한 구성을 분설하여 도면을 통해 설명하면 아래와 같을 수 있다.An example at this time, that is, dividing the configuration of IRK sharing and explaining it through the drawings, may be as follows.
도 25는 본 명세서의 다른 실시예에 따른, 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법의 순서도다.25 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection according to another embodiment of the present specification.
도 25에 따르면, 무선 전력 수신 장치는 상기 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송할 수 있다(S2510). 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 25 , the wireless power receiver may transmit the IRK to the wireless power transmitter (S2510). Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
무선 전력 수신 장치는 상기 무선 전력 전송 장치로부터 응답을 수신할 수 있다(S2520). 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.The wireless power receiver may receive a response from the wireless power transmitter (S2520). Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
무선 전력 수신 장치는 상기 무선 전력 전송 장치에게 상기 무선 전력 수신 장치의 어드레스에 관련된 정보를 전송할 수 있다(S2530). 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.The wireless power receiver may transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter (S2530). Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
무선 전력 수신 장치는 상기 IRK 및 상기 어드레스에 관련된 정보의 전송에 기반하여, 상기 무선 전력 전송 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 수 있다(S2540).The wireless power receiver may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power transmitter based on the transmission of the IRK and information related to the address (S2540).
여기서, 새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 수신 장치는 새로운 IRK를 생성하고 및 상기 새로운 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송할 수 있다. 여기서, 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Here, whenever a new out-band communication connection is performed, the wireless power receiver may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power transmitter. Here, since specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
앞서 설명한 예시에 대한 내용을 보다 구체적으로 설명하면 아래와 같을 수 있다. The content of the above-described example may be described in more detail as follows.
Qi 시스템에서의 페어링된 BLE 디바이스 기기 상호간의 프라이버시 이슈를 보장하기 위해서는 다음과 같은 IRK 키에 대한 새로운 요구사항이 필요할 수 있다. 이에, 본 명세서는 BLE 연결시마다 사용하는 IRK 키를 랜덤 하도록 정의하는 구성을 제공함으로써, PRx와 PTx간 프라이버시를 보장할 수 있도록 한다.In order to ensure privacy issues between paired BLE devices in the Qi system, new requirements for the following IRK keys may be required. Accordingly, the present specification provides a configuration for defining a random IRK key used for each BLE connection, thereby ensuring privacy between the PRx and the PTx.
예컨대, 협상 페이즈에서 IB를 통해 BLE IRK 키가 공유될 때, 공유되는 IRK 키는 동일 PRx에 의해 전송됨에도 불구하고, 협상 페이즈에서 IRK 키가 교환될 때 마다 매번 새로운 키가 사용될 수 있다. 이에 따라, PTx는 동일한 PRx로부터 IRK를 수신함에도 불구하고, 다음 충전 시기에는 기존에 수신한 키와는 상이한 키를 수신 받음으로써, PTx는 기존과 동일한 PRx로부터 IRK를 수신했음을 파악할 수 없게 된다.For example, when a BLE IRK key is shared through IB in the negotiation phase, a new key may be used every time the IRK key is exchanged in the negotiation phase, even though the shared IRK key is transmitted by the same PRx. Accordingly, despite receiving the IRK from the same PRx, the PTx receives a different key from the previously received key at the next charging time, so that the PTx cannot recognize that it has received the IRK from the same PRx as before.
달리 말하면, PRx BLE기기는 하나의 고정된 IRK 키를 사용하지 않고, PTx와의 BLE 연결을 할 때 마다 매번 새로운 IRK 키를 사용할 수 있다. 그리고, 이때의 새로운 IRK 키는 IB를 통해 매 번의 협상 페이즈에서 공유될 수 있다.In other words, the PRx BLE device does not use a single fixed IRK key, but can use a new IRK key every time it establishes a BLE connection with the PTx. And, the new IRK key at this time may be shared in every negotiation phase through the IB.
정리하면 다음과 같다. PRx는 (재)협상 단계에서 IRK 키(128비트)를 PTx로 보낼 수 있다. 이때, PRx BLE IRK (키) 패킷의 예시를 표로써 표현하면 아래와 같을 수 있다.To summarize: The PRx can send the IRK key (128 bits) to the PTx in the (re)negotiation phase. In this case, an example of a PRx BLE IRK (key) packet may be expressed as a table as follows.
b7b7 b6b6 b5b5 b4b4 b3b3 b2b2 b1b1 b1b1
B0B0 BLE IRK _B0BLE IRK _B0
B1B1 BLE IRK _B1BLE IRK _B1
B2B2 BLE IRK _B2BLE IRK _B2
------ ------
B14B14 BLE IRK _B14BLE IRK _B14
B15B15 BLE IRK _B15BLE IRK _B15
이때, PRx는 PTx가 IRK 키를 사용하여 PRx를 추적하는 것을 방지하기 위해 각 전원 주기에서 새 임의 IRK 키를 사용할 수 있다. 즉, PRx는 모든 협상 단계에서 새 임의 IRK 키를 공유할 수 있다.아울러, PTx 응답으로써 ACK/NAK/ND가 제공될 수 있다.At this point, the PRx may use a new random IRK key at each power cycle to prevent the PTx from tracking the PRx using the IRK key. That is, the PRx may share a new random IRK key in all negotiation stages. In addition, ACK/NAK/ND may be provided as a PTx response.
본 명세서의 보다 원활한 이해를 위해, 다른 도면을 통해, 문제될 수 있는 예시 상황과 본 명세서에서 제공하는 실시예를 비교하도록 한다.For a better understanding of the present specification, an exemplary situation that may be problematic is compared with the embodiment provided in the present specification with reference to other drawings.
도 26은 문제될 수 있는 예시 상황을 개략적으로 도시한 것이다.26 schematically illustrates an example situation that may be problematic.
도 26에 따르면, PRx는 PTx에 올려져 충전될 때 IB를 통해 협상 페이즈에서 IRK 키를 공유할 수 있다. 이후, BLE 연결 시에 IRK 키를 공유하고 있는 PTx BLE와 PRx BLE간 연결이 구성될 수 있다.According to FIG. 26 , when the PRx is loaded onto the PTx and charged, the PRx may share the IRK key in the negotiation phase through the IB. Thereafter, a connection between PTx BLE and PRx BLE sharing an IRK key may be configured during BLE connection.
만약 IB를 통해 IRK가 공유될 경우에는, 연결 마다 사용하는 IRK 키가 동일함에도 불구하고, 페어링된 PTx/PRx BLE 기기는 이웃하는 다른 BLE 기기(제3 BLE 기기)로부터의 프라이버시를 보호할 수는 있다. 하지만, 페어링된 PTx가 페어링되는 특정 PRx를 트래킹 하는 것을 방지할 수 없는 문제가 발생한다.If the IRK is shared through IB, even though the IRK key used for each connection is the same, the paired PTx/PRx BLE device cannot protect privacy from other neighboring BLE devices (third BLE device). there is. However, there arises a problem that cannot prevent the paired PTx from tracking a specific PRx to be paired.
도 27은 본 명세서에서 제공하는 실시예에 대한 예시 상황을 개략적으로 도시한 것이다.27 schematically illustrates an example situation for an embodiment provided herein.
도 27에 따르면, PRx는 PTx에 올려져 충전될 때마다 새로운 IRK 키를 생성해 IB를 통해 협상 페이즈에서 공유할 수 있다. 이후, BLE 연결 시에 IRK 키를 공유하는 PTx BLE와 PRx BLE간 연결이 구성되며, 연결마다 사용하는 IRK 키를 달리함으로써, PTx가 특정 PRx를 트래킹하는 문제가 방지될 수 있다.According to FIG. 27 , the PRx can generate a new IRK key each time it is loaded and charged on the PTx and share it in the negotiation phase through the IB. Thereafter, a connection between PTx BLE and PRx BLE sharing an IRK key is configured during BLE connection, and by different IRK key used for each connection, the problem of PTx tracking a specific PRx can be prevented.
지금까지는 본 명세서의 실시예를 PRx가 PTx에게 IRK를 전송하는 관점에서 설명하였다. 하지만, 이는 본 명세서의 설명의 편의를 위한 방편에 해당하며, 본 명세서에 따를 경우, PTx가 PRx에게 IRK를 전송할 수도 있다. 즉, 별도로 도시하지는 않았지만, 본 명세서는 아래와 같은 실시예 또한 제공할 수 있다.Up to now, the embodiments of the present specification have been described in terms of the PRx transmitting the IRK to the PTx. However, this is for convenience of description of the present specification, and according to the present specification, the PTx may transmit the IRK to the PRx. That is, although not shown separately, the present specification may also provide the following embodiments.
무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유할 수 있다. 이후, 무선 전력 전송 장치는 상기 무선 전력 수신 장치에게 상기 무선 전력 전송 장치의 어드레스에 관련된 정보를 전송할 수 있다. 아울러, 무선 전력 전송 장치는 상기 IRK 및 상기 어드레스에 관련된 정보의 전송에 기반하여, 상기 무선 전력 수신 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 수 있다.The wireless power transmitter may share an identity resolving key (IRK) with the wireless power receiver. Thereafter, the wireless power transmitter may transmit information related to the address of the wireless power transmitter to the wireless power receiver. In addition, the wireless power transmitter may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power receiver based on the transmission of the IRK and information related to the address.
여기서, 새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 전송 장치는 새로운 IRK를 생성하고 및 상기 새로운 IRK를 상기 무선 전력 수신 장치에게 전송할 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바(및/또는 후술할 바)와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Here, whenever a new out-band communication connection is performed, the wireless power transmitter may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power receiver. Specific examples thereof are the same as those described above (and/or will be described later), and thus, descriptions of overlapping content will be omitted in order to omit unnecessary repetition.
본 명세서에 따르면, 앞서 설명한 바와 같이, 매 연결 시 마다 매 번 새로운 IRK 키가 사용됨으로써, PTx가 PRx를 트래킹 할 수 없게 되어, 연결되는 BLE 기기 간의 프라이버시가 보장될 수 있다. 이 뿐만 아니라, IRK 키가 IB로 공유됨으로써, 이웃하는 제3 BLE(달리 말하면, (IRK가 공유된 PTx 및 PRx) 이외의 기기)와 PTx(및/또는 PRx) 간의 크로스-연결 이슈도 함께 해결될 수 있다. 즉, 이웃하는 제3 BLE 기기는 IRK 키를 알지 못하므로 IRK가 공유된 PTx 및 PRx BLE 기기 간의 연결을 방해할 수 없게 된다.According to the present specification, as described above, since a new IRK key is used for every connection, the PTx cannot track the PRx, and privacy between the connected BLE devices can be guaranteed. In addition to this, the IRK key is shared as the IB, thereby solving the cross-connection issue between the neighboring third BLE (in other words, devices other than (PTx and PRx with shared IRK)) and PTx (and/or PRx). can be That is, since the neighboring third BLE device does not know the IRK key, the IRK cannot interfere with the connection between the shared PTx and PRx BLE devices.
본 명세서의 구체적인 일례를 통해 얻을 수 있는 효과는 이상에서 나열된 효과로 제한되지 않는다. 예를 들어, 관련된 기술분야의 통상의 지식을 자긴 자(a person having ordinary skill in the related art)가 본 명세서로부터 이해하거나 유도할 수 있는 다양한 기술적 효과가 존재할 수 있다. 이에 따라 본 명세서의 구체적인 효과는 본 명세서에 명시적으로 기재된 것에 제한되지 않고, 본 명세서의 기술적 특징으로부터 이해되거나 유도될 수 있는 다양한 효과를 포함할 수 있다.Effects that can be obtained through specific examples of the present specification are not limited to the effects listed above. For example, various technical effects that a person having ordinary skill in the related art can understand or derive from this specification may exist. Accordingly, the specific effects of the present specification are not limited to those explicitly described herein, and may include various effects that can be understood or derived from the technical characteristics of the present specification.
이하, 다양한 주체 관점에서, 본 명세서의 실시예를 다시 설명한다.Hereinafter, from the viewpoints of various subjects, embodiments of the present specification will be described again.
이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.The following drawings were created to explain a specific example of the present specification. Since the names of specific devices described in the drawings or the names of specific signals/messages/fields are presented by way of example, the technical features of the present specification are not limited to the specific names used in the following drawings.
도 28은 본 명세서의 일 실시예에 따른, 무선 전력 수신 장치 관점에서, 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법의 순서도다.28 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection from the viewpoint of a wireless power receiving apparatus according to an embodiment of the present specification.
도 28에 따르면, 무선 전력 수신 장치는 무선 전력 전송 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유할 수 있다(S2810). 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 28 , the wireless power receiver may share an identity resolving key (IRK) with the wireless power transmitter ( S2810 ). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
무선 전력 수신 장치는 상기 무선 전력 전송 장치에게 상기 무선 전력 수신 장치의 주소에 관련된 정보를 전송할 수 있다(S2820). 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.The wireless power receiver may transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter (S2820). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
무선 전력 수신 장치는 상기 IRK 및 상기 주소에 관련된 정보의 전송에 기반하여, 상기 무선 전력 전송 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 수 있다(S2830). 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.The wireless power receiver may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power transmitter based on the transmission of the IRK and information related to the address (S2830). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
여기서, 새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 수신 장치는 새로운 IRK를 생성하고 및 상기 새로운 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송할 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Here, whenever a new out-band communication connection is performed, the wireless power receiver may generate a new IRK and transmit the new IRK to the wireless power transmitter. Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
별도로 도시하지는 않았지만, 본 명세서의 실시예는 아래와 같은 장치 또한 제공할 수 있다.Although not shown separately, the embodiment of the present specification may also provide the following apparatus.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 수신 장치는, 동작 주파수(operating frequency)에서 자기 커플링(magnetic coupling)에 의해 무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력을 수신하는 전력 픽업 및 상기 동작 주파수를 이용하는 인 밴드(in-band) 통신과 상기 동작 주파수 이외의 주파수를 이용하는 아웃 밴드(out-band) 통신 중 적어도 하나를 이용하여 상기 무선 전력 전송 장치와 통신하고 상기 무선 전력의 수신을 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는, 상기 무선 전력 전송 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유하도록 구성되고, 상기 무선 전력 전송 장치에게 상기 무선 전력 수신 장치의 주소에 관련된 정보를 전송하도록 구성되고, 및 상기 IRK 및 상기 주소에 관련된 정보의 전송에 기반하여, 상기 무선 전력 전송 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하도록 구성되되, 새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 수신 장치는 새로운 IRK를 생성하고 및 상기 새로운 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치일 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.According to an embodiment, the wireless power receiver includes a power pickup that receives wireless power from the wireless power transmitter by magnetic coupling at an operating frequency and an in-band using the operating frequency. -band) and a controller for communicating with the wireless power transmitter using at least one of out-band communication using a frequency other than the operating frequency and controlling reception of the wireless power, the controller is configured to share an identity resolving key (IRK) with the wireless power transmitter, and configured to transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter, and the IRK and the address related based on the transmission of information, configured to connect the wireless power transmitter and the out-band communication using Bluetooth-based communication, and whenever a new out-band communication connection is performed, the wireless power receiver sends a new IRK and generating and transmitting the new IRK to the wireless power transmitter. Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
도 29는 본 명세서의 일 실시예에 따른, 무선 전력 전송 장치 관점에서, 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법의 순서도다.29 is a flowchart of a method of performing out-band communication connection from the viewpoint of a wireless power transmitter, according to an embodiment of the present specification.
도 29에 따르면, 무선 전력 전송 장치는 무선 전력 수신 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유할 수 있다(S2910). 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.According to FIG. 29 , the wireless power transmitter may share an identity resolving key (IRK) with the wireless power receiver ( S2910 ). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
무선 전력 전송 장치는 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치의 주소에 관련된 정보를 수신할 수 있다(S2920). 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.The wireless power transmitter may receive information related to the address of the wireless power receiver from the wireless power receiver (S2920). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
무선 전력 전송 장치는 상기 IRK 및 상기 주소에 관련된 정보의 수신에 기반하여, 상기 무선 전력 수신 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 수 있다(S2930). 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.The wireless power transmitter may perform the out-band communication connection using the Bluetooth-based communication with the wireless power receiver based on reception of the IRK and information related to the address (S2930). Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
여기서, 새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 전송 장치는 새로운 IRK를 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신할 수 있다. 이에 대한 구체적인 예시는 앞서 설명한 바와 같기에, 불필요한 반복 기재를 생략하고자 중복되는 내용의 설명은 생략하도록 한다.Here, whenever a new out-band communication connection is performed, the wireless power transmitter may receive a new IRK from the wireless power receiver. Specific examples of this are the same as described above, and in order to omit unnecessary repetition, descriptions of overlapping contents will be omitted.
별도로 도시하지는 않았지만, 본 명세서의 실시예는 아래와 같은 장치 또한 제공할 수 있다.Although not shown separately, the embodiment of the present specification may also provide the following apparatus.
일 실시예에 따르면, 무선 전력 전송 장치는, 동작 주파수(operating frequency)에서 자기 커플링(magnetic coupling)에 의해 무선전력 수신장치로 무선 전력을 전송하는 전력 컨버터 및 상기 동작 주파수를 이용하는 인 밴드(in-band) 통신과 상기 동작 주파수 이외의 주파수를 이용하는 아웃 밴드(out-band) 통신 중 적어도 하나를 이용하여 상기 무선 전력 수신 장치와 통신하고 상기 무선 전력의 전송을 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 컨트롤러는, 무선 전력 수신 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유하도록 구성되고, 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치의 주소에 관련된 정보를 수신하도록 구성되고, 및 상기 IRK 및 상기 주소에 관련된 정보의 수신에 기반하여, 상기 무선 전력 수신 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하도록 구성되되, 새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 전송 장치는 새로운 IRK를 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치일 수 있다.According to an embodiment, the wireless power transmitter includes a power converter that wirelessly transmits power to the wireless power receiver by magnetic coupling at an operating frequency and an in-band using the operating frequency. -band) and a controller for communicating with the wireless power receiver using at least one of out-band communication using a frequency other than the operating frequency and controlling the transmission of the wireless power, the controller is configured to share an identity resolving key (IRK) with the wireless power receiver, and configured to receive information related to an address of the wireless power receiver from the wireless power receiver, and information related to the IRK and the address is configured to perform a connection of the out-band communication using the Bluetooth-based communication with the wireless power receiving device based on the reception of It may be a wireless power transmitter, characterized in that it is received from the wireless power receiver.
본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.The claims described herein may be combined in various ways. For example, the technical features of the method claims of the present specification may be combined and implemented as an apparatus, and the technical features of the apparatus claims of the present specification may be combined and implemented as a method. In addition, the technical features of the method claim of the present specification and the technical features of the apparatus claim may be combined to be implemented as an apparatus, and the technical features of the method claim and the technical features of the apparatus claim of the present specification may be combined and implemented as a method.

Claims (20)

  1. 무선 전력 수신 장치에 의해 수행되는 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법에 있어서,A method for performing out-band communication connection performed by a wireless power receiving device, the method comprising:
    무선 전력 전송 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유하고;share an Identity Resolving Key (IRK) with the wireless power transmitter;
    상기 무선 전력 전송 장치에게 상기 무선 전력 수신 장치의 주소에 관련된 정보를 전송하고; 및transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter; and
    상기 IRK 및 상기 주소에 관련된 정보의 전송에 기반하여, 상기 무선 전력 전송 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하되,Based on the transmission of the information related to the IRK and the address, the wireless power transmitter and the out-band communication using Bluetooth-based communication are connected,
    새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 수신 장치는 새로운 IRK를 생성하고 및 상기 새로운 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.Each time a new out-band communication connection is performed, the wireless power receiver generates a new IRK and transmits the new IRK to the wireless power transmitter.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아웃 밴드 통신은 BLE(bluetooth low energy) 통신인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the out-band communication is Bluetooth low energy (BLE) communication.
  3. 제1항에 있어서, 상기 IRK는 상기 새로운 IRK와 상이한 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 , wherein the IRK is different from the new IRK.
  4. 제1항에 있어서, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 랜덤하게 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein each of the IRKs or the new IRKs is randomly configured.
  5. 제1항에 있어서, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 전력 신호를 이용하는 인 밴드 통신을 통해 공유되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein each of the IRKs or the new IRKs is shared through in-band communication using a power signal.
  6. 제5항에 있어서, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 협상 페이즈 또는 재협상 페이즈에서 공유되는 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5, wherein each of the IRK or the new IRK is shared in a negotiation phase or a renegotiation phase.
  7. 제1항에 있어서, 상기 주소에 관련된 정보는 상기 IRK에 기반하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the information related to the address is generated based on the IRK.
  8. 제1항에 있어서, 상기 IRK를 공유하는 것은,The method of claim 1, wherein sharing the IRK comprises:
    상기 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송하고; 및transmit the IRK to the wireless power transmitter; and
    상기 무선 전력 전송 장치로부터 응답을 수신하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.and receiving a response from the wireless power transmitter.
  9. 제8항에 있어서, 상기 응답은 ACK 응답, NAK 응답 또는 상기 전송이 유효하지 않음을 나타내는 ND인 것을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8, wherein the response is an ACK response, a NAK response, or an ND indicating that the transmission is not valid.
  10. 무선 전력 수신 장치는,A wireless power receiver,
    무선 전력 전송 장치로부터 무선 전력을 수신하는 전력 픽업; 및a power pickup for receiving wireless power from a wireless power transmitter; and
    인 밴드(in-band) 통신과 아웃 밴드(out-band) 통신 중 적어도 하나를 이용하여 상기 무선 전력 전송 장치와 통신하고 상기 무선 전력의 수신을 제어하는 컨트롤러를 포함하되,A controller for communicating with the wireless power transmitter using at least one of in-band communication and out-band communication and controlling reception of the wireless power,
    상기 컨트롤러는,The controller is
    상기 무선 전력 전송 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유하도록 구성되고,configured to share an Identity Resolving Key (IRK) with the wireless power transmitter,
    상기 무선 전력 전송 장치에게 상기 무선 전력 수신 장치의 주소에 관련된 정보를 전송하도록 구성되고, 및configured to transmit information related to the address of the wireless power receiver to the wireless power transmitter, and
    상기 IRK 및 상기 주소에 관련된 정보의 전송에 기반하여, 상기 무선 전력 전송 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하도록 구성되되,configured to perform a connection of the out-band communication using the Bluetooth-based communication with the wireless power transmission device based on the transmission of the IRK and information related to the address,
    새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 수신 장치는 새로운 IRK를 생성하고 및 상기 새로운 IRK를 상기 무선 전력 전송 장치에게 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신 장치.Each time a new out-band communication connection is performed, the wireless power receiver generates a new IRK and transmits the new IRK to the wireless power transmitter.
  11. 무선 전력 전송 장치에 의해 수행되는 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하는 방법에 있어서,In the method of performing the connection of the out-band communication performed by the wireless power transmission device,
    무선 전력 수신 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유하고;share an Identity Resolving Key (IRK) with the wireless power receiver;
    상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치의 주소에 관련된 정보를 수신하고; 및receive information related to an address of the wireless power receiver from the wireless power receiver; and
    상기 IRK 및 상기 주소에 관련된 정보의 수신에 기반하여, 상기 무선 전력 수신 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하되,Based on the reception of the information related to the IRK and the address, the wireless power receiver and the out-band communication using Bluetooth-based communication are connected,
    새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 전송 장치는 새로운 IRK를 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.Each time a new out-band communication connection is performed, the wireless power transmitter receives a new IRK from the wireless power receiver.
  12. 제11항에 있어서, 상기 아웃 밴드 통신은 BLE(bluetooth low energy) 통신인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11, wherein the out-band communication is Bluetooth low energy (BLE) communication.
  13. 제11항에 있어서, 상기 IRK는 상기 새로운 IRK와 상이한 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11, wherein the IRK is different from the new IRK.
  14. 제11항에 있어서, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 랜덤하게 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11, wherein each of the IRKs or the new IRKs is randomly configured.
  15. 제11항에 있어서, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 전력 신호를 이용하는 인 밴드 통신을 통해 공유되는 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11, wherein each of the IRK or the new IRK is shared through in-band communication using a power signal.
  16. 제15항에 있어서, 상기 IRK 또는 상기 새로운 IRK 각각은 협상 페이즈 또는 재협상 페이즈에서 공유되는 것을 특징으로 하는 방법.16. The method of claim 15, wherein each of the IRK or the new IRK is shared in a negotiation phase or a renegotiation phase.
  17. 제11항에 있어서, 상기 주소에 관련된 정보는 상기 IRK에 기반하여 분해될 수 있는(resolvable) 것을 특징으로 하는 방법.12. The method of claim 11, wherein the information related to the address is resolvable based on the IRK.
  18. 제11항에 있어서, 상기 IRK를 공유하는 것은,The method of claim 11, wherein sharing the IRK comprises:
    상기 IRK를 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신하고; 및receive the IRK from the wireless power receiver; and
    상기 무선 전력 수신 장치에게 응답을 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.and transmitting a response to the wireless powered device.
  19. 제18항에 있어서, 상기 응답은 ACK 응답, NAK 응답 또는 상기 전송이 유효하지 않음을 나타내는 ND인 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, wherein the response is an ACK response, a NAK response, or an ND indicating that the transmission is not valid.
  20. 무선 전력 전송 장치는,Wireless power transmission device,
    무선전력 수신장치로 무선 전력을 전송하는 전력 컨버터; 및a power converter for transmitting wireless power to a wireless power receiver; and
    인 밴드(in-band) 통신과 아웃 밴드(out-band) 통신 중 적어도 하나를 이용하여 상기 무선 전력 수신 장치와 통신하고 상기 무선 전력의 전송을 제어하는 컨트롤러를 포함하되,A controller for communicating with the wireless power receiver using at least one of in-band communication and out-band communication and controlling transmission of the wireless power,
    상기 컨트롤러는,The controller is
    무선 전력 수신 장치와 IRK(Identity Resolving Key)를 공유하도록 구성되고,configured to share an Identity Resolving Key (IRK) with the wireless powered device,
    상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 무선 전력 수신 장치의 주소에 관련된 정보를 수신하도록 구성되고, 및configured to receive information related to an address of the wireless power receiver from the wireless power receiver, and
    상기 IRK 및 상기 주소에 관련된 정보의 수신에 기반하여, 상기 무선 전력 수신 장치와 블루투스 기반 통신을 이용하는 상기 아웃 밴드 통신의 연결을 수행하도록 구성되되,configured to perform the connection of the out-band communication using the Bluetooth-based communication with the wireless power receiving device based on the reception of the IRK and the information related to the address,
    새로운 아웃 밴드 통신의 연결을 수행할 때 마다, 상기 무선 전력 전송 장치는 새로운 IRK를 상기 무선 전력 수신 장치로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 장치.Whenever a new out-band communication connection is performed, the wireless power transmitter receives a new IRK from the wireless power receiver.
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