WO2022240160A1 - 근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이에 대한 장치 - Google Patents

근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이에 대한 장치 Download PDF

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WO2022240160A1
WO2022240160A1 PCT/KR2022/006696 KR2022006696W WO2022240160A1 WO 2022240160 A1 WO2022240160 A1 WO 2022240160A1 KR 2022006696 W KR2022006696 W KR 2022006696W WO 2022240160 A1 WO2022240160 A1 WO 2022240160A1
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data
time interval
slave device
master device
slave
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PCT/KR2022/006696
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이현재
이민수
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엘지전자 주식회사
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving data using short-range communication technology in a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving data using Bluetooth technology.
  • Bluetooth is a short-distance wireless technology standard that can wirelessly connect various devices at a short distance to exchange data.
  • the user performs a procedure of searching for Bluetooth devices to be communicated with and requesting a connection. do.
  • a device may mean a device or an apparatus.
  • the user may perform a connection after searching for a Bluetooth device according to a desired Bluetooth communication method using the Bluetooth device.
  • Bluetooth communication methods include a Bluetooth BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate) method and a low-power Bluetooth LE (Low Energy) method.
  • the Bluetooth BR/EDR scheme may be referred to as Classic Bluetooth.
  • the classic Bluetooth method includes Bluetooth technology inherited from Bluetooth 1.0 to 2.1 using a basic rate and Bluetooth technology using an enhanced data rate supported from Bluetooth 2.0.
  • Bluetooth Low Energy (hereinafter referred to as Bluetooth LE) technology can stably provide hundreds of kilobytes of information while consuming little power.
  • This Bluetooth low energy technology utilizes an attribute protocol to exchange information between devices.
  • This Bluetooth LE scheme can reduce energy consumption by reducing header overhead and simplifying operations.
  • Some Bluetooth devices do not have a display or user interface.
  • connection/management/control/disconnection (Connection/Management/Control/Disconnection) between various types of Bluetooth devices and, among other things, Bluetooth devices with similar technologies is increasing.
  • Bluetooth can achieve relatively high speed with relatively low power consumption and low cost, but since the transmission distance is limited to a maximum of 100 m, it is suitable for use in a limited space.
  • An object of the present specification is to provide a method for transmitting and receiving data in a short-distance wireless communication system and an apparatus therefor.
  • an object of the present specification is to provide a method and apparatus for transmitting isochronous data to a master device with a low delay by a plurality of slave devices.
  • an object of the present specification is to provide a method and apparatus for transmitting audio data to a slave device at regular data packet intervals from a master device.
  • an object of the present specification is to provide a method and apparatus for performing both data transmission from a master device to a slave device and data transmission from a slave device to a master device within one time interval.
  • the present specification provides a method and apparatus for transmitting and receiving data in a short-distance wireless communication system.
  • the present specification provides a method for transmitting and receiving data by a master device in a short-distance wireless communication system by using at least one first slave device and a Connected Isochronous Channel Stream (CIS) channel or a Broadcast Isochronous Channel Stream (BIS) channel.
  • CIS Connected Isochronous Channel Stream
  • BIOS Broadcast Isochronous Channel Stream
  • each of the at least one time interval includes at least one and includes one sub-time interval, wherein the at least one sub-time interval is used to (i) transmit data from the master device to the at least one first slave device and/or the at least one second slave device. 1 time interval and (ii) a second time interval for the master device to receive data generated based on a user input from the at least one first slave device and/or the at least one second slave device characterized by
  • the present specification may be characterized in that the channel formed by the master device with the at least one first slave device is the BIS channel.
  • the present specification may be characterized in that the data transmitted from the master device to the at least one first slave device is audio data related to a service provided to the master device and the at least one first slave device. .
  • the present specification is characterized in that a sub-time interval in which the audio data is transmitted among the at least one sub-time interval included in one time interval is not divided into the first time interval and the second time interval can
  • the present specification may be characterized in that the audio data is transmitted in an entire section of a sub-time interval in which the audio data is transmitted.
  • the remaining sub-time intervals except for the sub-time interval in which the audio data is transmitted are divided into the first time interval and the second time interval can be characterized as being
  • the number of sub-time intervals other than the sub-time interval in which the audio data is transmitted is equal to the number of the at least one second slave device
  • Each of the sub-time intervals other than the sub-time interval in which the audio data is transmitted may be associated with one of the at least one second slave device.
  • the data transmitted from the master device to the at least one second slave device in the first time interval is haptic feedback related to a service provided to the master device and the at least one second slave device.
  • (haptic feedback) data and the data generated based on the user input received by the master device from the at least one second slave device in the second time period is generated by the master device and the at least one second slave device. It may be characterized in that it is control data for manipulation of a service provided to a device.
  • data transmitted in the first time interval when data transmitted in the first time interval does not exist, data transmitted in the second time interval may be transmitted in the second time interval.
  • the present specification may be characterized in that the channel formed by the master device with the at least one first slave device is the CIS channel.
  • the data transmitted from the master device to the at least one first slave device in the first time interval is audio data related to a service provided to the master device and the at least one first slave device. It can be characterized as being.
  • data generated based on the user input received by the master device from the at least one first slave device in the second time interval is a chat input (chat input) generated based on user voice recognition input) data.
  • the data transmitted from the master device to the at least one second slave device in the first time interval is haptic feedback related to a service provided to the master device and the at least one second slave device. (haptic feedback) data.
  • the data generated based on the user input received by the master device from the at least one second slave device in the second time period is the master device and the at least one second slave device. It may be characterized in that it is control data for operation of a service provided to.
  • the number of the at least one sub-time interval may be the same as the number of the at least one first slave device and the number of the at least one second slave device.
  • a master device for transmitting audio data in a short-distance wireless communication system comprising: a transmitter for transmitting a radio signal; a receiver for receiving a radio signal; at least one processor; and at least one computer memory operably connectable to the at least one processor and storing instructions that, when executed by the at least one processor, perform operations, the operations comprising: at least one forming a connected isochronous channel stream (CIS) channel or a broadcast isochronous channel stream (BIS) channel with a first slave device of the; forming a CIS channel with at least one second slave device; and transmitting/receiving data with the at least one first slave device and the at least one second slave device based on at least one periodically allocated time interval, wherein each of the at least one time interval includes at least one and includes one sub-time interval, wherein the at least one sub-time interval is used to (i) transmit data from the master device to the at least one first slave device and/or the at least one second slave device.
  • the present specification has an effect capable of transmitting and receiving data in a short-distance wireless communication system.
  • the present specification has an effect of enabling a plurality of slave devices to transmit isochronous data to a master device with a low delay.
  • the present specification relates to a device capable of transmitting isochronous data to a master device with the same degree of delay as when only one slave device transmits isochronous data even when a plurality of slave devices transmits isochronous data. It works.
  • a master device transmits audio data to a slave device at regular data packet intervals, so that bandwidth BW can be efficiently used.
  • the present specification has an effect that both data transmission from a master device to a slave device and data transmission from a slave device to a master device can be performed within one time interval.
  • the present specification has an effect that timing management for transmission and reception of control data based on audio data and user input can be efficiently performed.
  • the present specification has an effect that transmission delay of control data can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication system using Bluetooth low energy technology proposed in this specification.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed in this specification.
  • FIG 3 shows an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed in this specification can be applied.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth low energy technology to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a data packet format for data transmission and reception in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of using game contents using Bluetooth Low Energy to help understanding of the method proposed in this specification.
  • 13 is a diagram illustrating an example of a protocol stack to which the method proposed in this specification can be applied.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a data packet format that can be used in a protocol stack to which a method proposed in this specification can be applied.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a data transmission/reception method to which the method proposed in this specification can be applied.
  • 16 is a diagram illustrating an example in which a method proposed in this specification is performed.
  • 17 is a diagram illustrating an example of isochronous data transmission of a slave device.
  • 18 is a diagram illustrating an example of an isochronous data transmission method of a slave device proposed in this specification.
  • 19 is a diagram illustrating another example of an isochronous data transmission method of a slave device proposed in this specification.
  • 20 is a diagram illustrating an example of an audio data transmission method using short-distance wireless communication technology.
  • 21 is a diagram illustrating another example of an audio data transmission method using short-distance wireless communication technology.
  • 22 is a diagram illustrating an example in which an audio data transmission method proposed in this specification is performed.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example to help understanding of the audio data transmission method proposed in this specification.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating another example in which an audio data transmission method proposed in this specification is performed.
  • 25 is a diagram illustrating an example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 26 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 27 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 28 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 29 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 31 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 32 to 34 are diagrams illustrating other examples of time intervals defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 35 and 36 are diagrams illustrating other examples of time intervals defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 38 is a flowchart illustrating an example in which a method of transmitting and receiving data in a short-distance wireless communication system proposed in this specification is performed by a master device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication system using Bluetooth low energy technology proposed in this specification.
  • the wireless communication system 100 includes at least one server device (Server Device, 120) and at least one client device (Client Device, 110).
  • the server device and the client device perform Bluetooth communication using Bluetooth Low Energy (BLE, hereinafter referred to as 'BLE' for convenience) technology.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • BLE technology Compared to Bluetooth BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate) technology, BLE technology has a relatively small duty cycle, enables low-cost production, and can significantly reduce power consumption through low-speed data transmission rates. If a coin cell battery is used, it can operate for more than one year.
  • BR/EDR Basic Rate/Enhanced Data Rate
  • the BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and the packet size is designed to be smaller than that of Bluetooth BR/EDR technology.
  • the number of RF channels is 40
  • the data transmission rate supports 1Mbps
  • the topology is a scatternet structure
  • the latency is 3ms
  • the maximum current is less than 15mA
  • the output power is less than 10mW (10dBm)
  • (7) is mainly used for applications such as mobile phones, watches, sports, healthcare, sensors, and device control.
  • the server device 120 may operate as a client device in relation to other devices, and the client device may operate as a server device in relation to other devices. That is, in the BLE communication system, any one device can operate as a server device or a client device, and if necessary, it is also possible to simultaneously operate as a server device and a client device.
  • the server device 120 includes a data service device, a slave device, a slave, a server, a conductor, a host device, a gateway, and a sensing device ( Sensing Device), monitoring device, first device, second device, and the like.
  • a data service device a slave device, a slave, a server, a conductor, a host device, a gateway, and a sensing device ( Sensing Device), monitoring device, first device, second device, and the like.
  • the client device 110 includes a master device, a master device, a client, a member, a sensor device, a sink device, a collector, a third device, a fourth device, and the like. can be expressed
  • the server device and the client device correspond to the main components of the wireless communication system, and the wireless communication system may include other components in addition to the server device and the client device.
  • the server device refers to a device that receives data from a client device and directly communicates with the client device to provide data to the client device through a response when receiving a data request from the client device.
  • the server device sends a notification message and an indication message to the client device to provide data information to the client device.
  • the server device transmits the instruction message to the client device, it receives a confirmation message corresponding to the instruction message from the client.
  • the server device provides data information to the user through a display unit or receives a request input from the user through a user input interface in the process of transmitting and receiving notification, instruction, and confirmation messages with the client device. can do.
  • the server device may read data from a memory unit or write new data to the memory unit in the process of transmitting and receiving messages with the client device.
  • one server device can be connected to a plurality of client devices, and can be easily reconnected (or connected) with client devices by utilizing bonding information.
  • the client device 120 refers to a device that requests data information and data transmission from a server device.
  • the client device receives data from the server device through a notification message, an instruction message, and the like, and when receiving the instruction message from the server device, sends a confirmation message in response to the instruction message.
  • the client device may provide information to a user through an output unit or receive an input from a user through an input unit in the process of transmitting and receiving messages with the server device.
  • the client device may read data from a memory or write new data to a corresponding memory while transmitting and receiving a message with the server device.
  • Hardware components such as an output unit, an input unit, and a memory of the server device and the client device will be described in detail with reference to FIG. 2 .
  • the wireless communication system may configure Personal Area Networking (PAN) through Bluetooth technology.
  • PAN Personal Area Networking
  • files and documents can be exchanged quickly and safely by establishing a private piconet between devices.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed in this specification.
  • the master device 110 is an input unit (User Input Interface, 112), a power supply unit (Power Supply Unit, 113), a control unit (Control Unit, 114), a memory (Memory Unit, 115), Bluetooth It includes a network interface (Network Interface, 116) including an interface (Bluetooth Interface), a storage (Storage, 117), an output unit (Display Unit, 118), and a multimedia module (Multi media Module, 119).
  • Network Interface Network Interface
  • Storage Storage
  • Display Unit 118
  • Multi media Module Multi media Module
  • Network interface including the input unit (User Input Interface, 112), power supply unit (Power Supply Unit, 113), control unit (Control Unit, 114), memory (Memory Unit, 115), and Bluetooth interface (Bluetooth Interface) , 116), a storage (Storage, 117), an output unit (Display Unit, 118), and a multimedia module (Multi media Module, 119) are functionally connected to each other to perform the method proposed in this specification.
  • the slave devices #1 and #2 120 include a user input interface 122, a power supply unit 123, a control unit 124, Memory Unit (125), Network Interface (126) including Bluetooth Interface, Storage (127), Display Unit (128), Multi Media Module (Multi Media Module, 129).
  • Network interface including the input unit (User Input Interface, 122), power supply unit (Power Supply Unit, 123), control unit (Control Unit, 124), memory (Memory Unit, 125), and Bluetooth interface (Bluetooth Interface) , 126), a storage (Storage, 127), an output unit (Display Unit, 128), and a multimedia module (Multi media Module, 129) are functionally connected to each other to perform the method proposed in this specification.
  • the network interfaces 116 and 126 refer to units (or modules) capable of transmitting requests/responses, commands, notifications, instruction/confirmation messages, etc., or data between devices using Bluetooth technology.
  • the memories 115 and 125 are units implemented in various types of devices and refer to units in which various types of data are stored. Also, the storages 117 and 127 refer to units that perform a function similar to that of a memory.
  • the controllers 114 and 124 refer to a module that controls the overall operation of the master device 110 or the slave device 120, and controls to transmit a message to a network interface or to process a received message.
  • the controllers 114 and 124 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and/or data processing devices.
  • ASICs application-specific integrated circuits
  • the memories 115 and 125 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and/or other storage devices.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards, storage media, and/or other storage devices.
  • the memories 115 and 125 may be internal or external to the processors 114 and 124 and may be connected to the processors 114 and 124 by various well-known means.
  • the output units 118 and 128 refer to modules for providing device status information and message exchange information to the user through a screen.
  • the power supply unit refers to a module that receives external power and internal power under the control of a control unit and supplies power required for operation of each component.
  • BLE technology has a small duty cycle and can significantly reduce power consumption through a low data rate.
  • FIG 3 shows an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed in this specification can be applied.
  • FIG. 3 shows an example of a Bluetooth Low Energy (LE) architecture.
  • LE Bluetooth Low Energy
  • the BLE architecture includes a controller stack (Controller stACK) operable to process a radio interface where timing is critical and a host stack (Host stACK) operable to process high level data.
  • Controller stACK controller stack
  • Host stACK host stack
  • the controller stack may be referred to as a controller, but in order to avoid confusion with the processor, which is an internal component of the device mentioned above in FIG. 2, it will be expressed as a controller stack hereinafter.
  • the controller stack may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth radio and a processor module that may include a processing device such as, for example, a microprocessor.
  • the host stack may be implemented as part of an OS running on the processor module or as an instantiation of a package on the OS.
  • a controller stack and a host stack may operate or run on the same processing device within a processor module.
  • the host stack is GAP(Generic Access Profile,310), GATT based Profiles(320), GATT(Generic Attribute Profile,330), ATT(Attribute Protocol,340), SM(Security Manage,350), L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol, 360).
  • GAP Generic Access Profile,310
  • GATT Global System for Mobile Communications
  • GATT Global System for Mobile Communications
  • GATT Global System for Mobile Communications
  • ATT Generic Attribute Profile
  • ATT Attribute Protocol
  • SM Security Manage
  • L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol
  • the host stack uses L2CAP to multiplex various protocols and profiles provided by Bluetooth.
  • Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) 360 provides one bi-directional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • L2CAP may be operable to multiplex data between higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
  • BLE uses three fixed channels (one for signaling CH, one for Security Manager, and one for Attribute protocol).
  • BR/EDR Base Rate/Enhanced Data Rate
  • a Security Manager (SM) 350 is a protocol for authenticating devices and providing key distribution.
  • ATT Attribute Protocol, 340
  • ATT Application Protocol
  • the Request message is a message for requesting specific information from the client device to the server device
  • the Response message is a response message to the Request message and is transmitted from the server device to the client device.
  • Command message This is a message transmitted from the client device to the server device to instruct a specific operation command.
  • the server device does not transmit a response to the command message to the client device.
  • Notification message This is a message sent from the server device to the client device to notify such as an event.
  • the client device does not transmit a confirmation message for the notification message to the server device.
  • Indication and Confirm message This is a message sent from the server device to the client device to notify such as an event. Unlike the notification message, the client device transmits a confirmation message for the indication message to the server device.
  • GAP Generic Access Profile
  • GAP is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, defines a method of providing information to users, and defines the following attribute types.
  • GATT-based Profiles are profiles that depend on GATT and are mainly applied to BLE devices.
  • GATT-based Profiles can be Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, etc. Details of GATT-based Profiles are as follows.
  • GATT may be operable as a protocol that describes how ATT is used in the configuration of services. For example, GATT may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe characteristics associated with services.
  • GATT and ATT can use features to describe the status and services of a device, how they relate to each other and how they are used.
  • the controller stack includes a physical layer (390), a link layer (380), and a host controller interface (370).
  • the physical layer (wireless transmission/reception module, 390) is a layer that transmits and receives 2.4 GHz radio signals and uses GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation and a frequency hopping technique consisting of 40 RF channels.
  • GFSK Gausian Frequency Shift Keying
  • Link layer 380 transmits or receives Bluetooth packets.
  • the link layer creates a connection between devices after performing advertising and scanning functions using 3 advertising channels, and provides a function of exchanging data packets of up to 42 bytes through 37 data channels.
  • HCI Home Controller Interface
  • HCI provides an interface between the host stack and the controller stack, allowing the host stack to provide commands and data to the controller stack, and the controller stack to provide events and data to the host stack.
  • the BLE procedure may be divided into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovering procedure, and a connecting procedure.
  • the device filtering procedure is a method for reducing the number of devices performing responses to requests, instructions, notifications, etc. in the controller stack.
  • the controller stack can control the BLE controller stack to reduce power consumption by reducing the number of requests sent.
  • An advertising device or a scanning device may perform the above device filtering procedure to restrict devices receiving advertising packets, scan requests, or connection requests.
  • the advertisement device refers to a device that transmits an advertisement event, that is, performs an advertisement, and is also referred to as an advertiser.
  • a 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 advertising packets from an advertising device, the scanning device should send a scan request to the advertising 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 advertising device performs an advertising procedure to perform non-directional broadcasting to devices within the area.
  • non-directional broadcast refers to broadcast in all (all) directions rather than broadcast in a specific direction.
  • Non-directional broadcast refers to broadcasting in a specific direction.
  • Non-directional broadcasting occurs between an advertising device and a device in a listening (or listening) state (hereinafter referred to as a listening device) without a connection procedure.
  • the advertising procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.
  • the advertising procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to scanning devices that are listening on the advertising channel.
  • all advertisements are broadcast through advertisement physical channels.
  • Advertising devices may receive scan requests from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertising device.
  • the advertising device transmits a response to the scan request to the device that sent the scan request through the same advertising physical channel as the advertising physical channel that received the scan request.
  • 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 connection mode.
  • a device that performs scanning that is, a scanning device performs a scanning procedure to listen to a non-directional broadcast of user data from advertising devices using an advertising physical channel.
  • the scanning device transmits a scan request to the advertising device through an advertising physical channel to request additional data from the advertising device.
  • the advertising device transmits a scan response, which is a response to the scan request, including additional data requested by the scanning device through the advertising physical channel.
  • the scanning procedure may be used while being connected to another BLE device in a BLE piconet.
  • the scanning device If the scanning device receives a broadcast advertising event and is in an initiator mode capable of initiating a connection request, the scanning device transmits a connection request to the advertising device through the advertising physical channel, thereby and start a Bluetooth connection.
  • the scanning device When the scanning device sends a connection request to the advertising device, the scanning device stops initiator mode scanning for additional broadcasting and enters a connection mode.
  • 'Bluetooth devices' Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter, referred to as 'Bluetooth devices') perform advertising procedures 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 trying to find other nearby devices is called a discovering device, and listens to find devices that advertise scannable advertisement events.
  • a Bluetooth device discovered and available from other devices is called a discoverable device, and actively broadcasts an advertisement event through an advertisement (broadcast) physical channel so that other devices can scan it.
  • Both the discovering device and the discoverable device may already be connected to other Bluetooth devices in the piconet.
  • connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires that another Bluetooth device perform a scanning procedure while a specific Bluetooth device performs an advertising procedure.
  • connection After receiving an accessible advertising event from the advertising device, connection may be initiated by transmitting a connection request to the advertising device through an advertising (broadcast) physical channel.
  • the Link Layer enters the advertised state, at the direction of the host (stack).
  • the link layer transmits advertising Packet Data Units (PDUs) in advertising events.
  • PDUs Packet Data Units
  • Each advertising event consists of at least one advertising PDU, and the advertising PDUs are transmitted through the used advertising channel indices.
  • the advertising event may be terminated when the advertising PDU is transmitted through each of the advertising channel indexes used, or the advertising event may be terminated earlier if the advertising device needs to secure space for performing other functions.
  • the link layer enters the scanning state at the direction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertising channel indices.
  • scanning states There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning, and each scanning type is determined by the host.
  • a separate time or advertising channel index for performing scanning is not defined.
  • the link layer listens for an advertising channel index during the scanWindow duration.
  • the scanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.
  • the link layer has to scan different advertising channel indices.
  • the link layer uses all available advertising channel indices.
  • the link layer When passive scanning, the link layer only receives packets and does not transmit any packets.
  • the link layer listens to the advertising device for advertising PDUs and depending on the advertising PDU type it can request additional information about the advertising device.
  • the link layer enters the start state at the direction of the host (stack).
  • the link layer listens for advertising channel indices.
  • the link layer listens to the advertising channel index during the scan window period.
  • the link layer enters the connected state when the device making the connection request, that is, when 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 connected state, the connection is considered to be created. However, it need not be considered to be established at the time when the connection enters the connected state. The only difference between a newly created connection and an established connection is the link layer connection supervision timeout value.
  • a link layer performing a master role is called a master, and a link layer performing a slave role is called a slave.
  • the master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the timing of synchronization between the master and the slave.
  • the Link Layer has only one packet format used for both Advertising Channel Packets and Data Channel Packets.
  • Each packet consists of four fields: Preamble, Access Address, PDU, and CRC.
  • the PDU When one packet is transmitted on an advertising physical channel, the PDU will be an advertising channel PDU, and when one packet is transmitted on a data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
  • An advertising channel PDU Packet Data Unit
  • PDU Packet Data Unit
  • the PDU type field of the advertising channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 1 below.
  • the advertising channel PDU types below are referred to as advertising PDUs and are used in specific events.
  • ADV_IND chainable non-directional advertising event
  • ADV_DIRECT_IND directive advertising events that can be chained
  • ADV_NONCONN_IND non-connectable non-direction advertising event
  • ADV_SCAN_IND scannable non-directional ad event
  • the PDUs are transmitted in the link layer in an advertising state and received by the link layer in a scanning state or initiating state.
  • the advertising channel PDU type below is called a scanning PDU and is used in the conditions described below.
  • SCAN_REQ Sent by the link layer in the scanning state and received by the link layer in the advertising state.
  • SCAN_RSP Sent by the link layer in the advertising state and received by the link layer in the scanning state.
  • the advertising channel PDU type below is called an initiation PDU.
  • CONNECT_REQ Sent by the link layer in the initiating state and received by the link layer in the advertising state.
  • a data channel PDU has a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a Message Integrity Check (MIC) field.
  • MIC Message Integrity Check
  • GATT Generic Attribute Profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • a peripheral device for example, a sensor device serves as a GATT server and has definitions for services and characteristics.
  • the GATT client sends a data request to the GATT server, and all transactions are initiated from the GATT client and received a response from the GATT server.
  • the GATT-based operation structure used in Bluetooth LE is based on Profile, Service, and Characteristic, and can form a vertical structure as shown in FIG. 5.
  • the Profile consists of one or more services, and the service may consist of one or more characteristics or other services.
  • the service serves to divide data into logical units and may include one or more characteristic or other services.
  • Each service has a 16-bit or 128-bit identifier called UUID (Universal Unique Identifier).
  • the characteristic is the lowest unit in the GATT-based operation structure.
  • the characteristic includes only one data and has a 16-bit or 128-bit UUID similar to the service.
  • the characteristics are defined as values of various pieces of information, and each attribute is required to contain each piece of information.
  • the above properties may use several consecutive properties.
  • the attribute is composed of four components and has the following meaning.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth low energy technology to which the present invention can be applied.
  • the server transmits an advertisement message to the client through three advertisement channels (S5010).
  • the server may be called an advertiser before connection, and may be called a master after connection.
  • a sensor temperature sensor, etc.
  • a client may be called a scanner before connection, and may be called a slave after connection.
  • An example of the client may be a smart phone or the like.
  • Bluetooth communicates through a total of 40 channels through the 2.4GHz band.
  • Three of the 40 channels are advertising channels, and are used for exchanging packets exchanged to establish a connection, including various advertising packets.
  • the remaining 37 channels are data channels and are used for data exchange after connection.
  • the client may transmit a scan request message to the server to obtain additional data (eg, server device name, etc.) from the server.
  • additional data eg, server device name, etc.
  • the server transmits a scan response message including additional data to the client as a response to the scan request message.
  • the scan request message and the scan response message are ends of an advertisement packet, and the advertisement packet may include only user data of 31 bytes or less.
  • the data is divided and sent twice using the scan request message/scan response message.
  • the client transmits a connection request message for establishing a Bluetooth connection with the server to the server (S5020).
  • LL Link Layer
  • the server and the client perform security establishment procedures.
  • the security establishment procedure may be interpreted as or included in secure simple pairing.
  • the security establishment procedure may be performed through phase 1 to phase 3.
  • phase 1 a pairing procedure (phase 1) is performed between the server and the client (S5030).
  • the client transmits a pairing request message to the server, and the server transmits a pairing response message to the client.
  • phase 2 legacy pairing or secure connections are performed between the server and the client (S5040).
  • phase 2 a 128-bit Temporary Key and Short Term Key (STK) for performing legacy pairing are generated.
  • STK Temporary Key and Short Term Key
  • STK Short Term Key
  • LTK Long Term Key
  • LTK Long Term Key
  • phase 3 a key distribution procedure is performed between the server and the client (S5050).
  • audio streaming data or audio data periodically occurs at idle event interval intervals.
  • Audio data occurs periodically (or at specific time intervals) according to its characteristics.
  • a specific time period in which audio data periodically occurs may be expressed as an idle event interval.
  • each audio data is transmitted.
  • each audio data may be transmitted through all or part of the Idle Event Interval.
  • advertising and scanning procedures, communication procedures, disconnection procedures, etc. must be performed whenever the generated audio data is transmitted and received.
  • audio data generally occurs periodically, and a latency guarantee for audio data transmission is essential regardless of the amount of data.
  • Audio data transmission through hearing aids (HA) or headsets generates relatively little data, so higher energy efficiency can be obtained when BLE technology is used than Bluetooth BR/EDR technology. Because the Data Channel Process of Data Channel has to perform Advertising and Connection for every data transmission, it has a large overhead in data transmission and cannot guarantee Latency Guarantee, which is absolutely necessary for audio data transmission. .
  • a new channel that is, an isochronous channel, is defined to transmit periodically occurring data using BLE technology.
  • An isochronous channel is a channel used to transmit isochronous data between devices (eg, Conductor-Member) using an isochronous stream.
  • Isochronous data refers to data transmitted at specific time intervals, that is, periodically or regularly.
  • an isochronous channel may represent a channel through which periodically occurring data such as audio data or voice data is transmitted and received in the BLE technology.
  • the isochronous channel may be used to transmit and receive audio data with a single member, a set of one or more coordinated members, or multiple members.
  • the isochronous channel corresponds to an isochronous stream such as audio streaming or a flushing channel that can be used to transmit and receive important data in another time domain.
  • a slave device which is a game controller
  • a master device which is a game machine body
  • An input delay which is the time from when the input is transmitted to the master device to being processed by the master device, may occur.
  • the delay and jitter due to the connection method can approach 0ms, so the input delay when the connection between the slave device and the master device is wired. Most of them may be delays caused by SW (software) processing.
  • delay and jitter may occur due to a wireless connection method.
  • delay and jitter may occur due to the 12.5 ms polling method, which is a standard recommendation.
  • the range of change in delay and jitter can increase due to the Async wireless connection method.
  • the present specification proposes a method for transmitting data traffic of a slave device, which is a game controller, over an LE isochronous channel. More specifically, the method proposed in this specification relates to a method for ensuring connection between multiple slave devices and a master device (i) within 1 ms of delay and (ii) without jitter variation.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification. More specifically, FIG. 6 is a diagram illustrating a BR/EDR data transmission/reception time interval from the perspective of a master device.
  • the time interval may be a slot.
  • a fixed time length of 625 us is used as the length of one transmission slot (Tx slot) and one reception slot (Rx slot).
  • 610 represents a time interval in which the master device transmits data to the slave device
  • 620 represents a time interval in which the master device receives data from the slave device.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • 710 represents a time interval in which the master device transmits data to the slave device
  • 720 represents a time interval in which the master device receives data from the slave device.
  • the length of one transmit/receive slot (Tx/Rx slot) is fixed to 625us, and data transmission of each master device/slave device is performed in a time division multiplexing (TDM) method.
  • TDM time division multiplexing
  • data transmission of each of the master device/slave device may be performed during a time period having a size of 1, 3, or 5 slots.
  • data transmission from a master device to a slave device may be performed in even slots, and data reception from a slave device of the master device may be performed in odd slots.
  • data transmission from a master device to a slave device is performed in time intervals of 1 slot and 5 slots is shown.
  • 720 of FIG. 7 an example in which data reception from a slave device of a master device is performed in a time interval of 1 slot or 3 slots is shown.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a data packet format for data transmission and reception in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • the data packet format in the BR/EDR scheme includes an ACCESS CODE field, a HEADER field, and a PAYLOAD field.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification. More specifically, FIG. 9 relates to an example of a method of transmitting and receiving data in a BR/EDR scheme based on a Synchronous Connection Oriented (SCO) link.
  • SCO Synchronous Connection Oriented
  • HV1 (1/3 FEC), HV2 (2/3 FEC), and HV3 (No FEC) packets may be used.
  • SCO logical transport in data transmission and reception of the BR/EDR method based on SCO may be symmetric point-to-point transmission between a master device and a specific slave device. Transmitting and receiving based on SCO links can advantageously be used for voice communications.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification. More specifically, FIG. 10 relates to an example of a method of transmitting and receiving data in a BR/EDR scheme based on an Asynchronous Connection-Less (ACL) link.
  • ACL Asynchronous Connection-Less
  • a master device may exchange data packets with all slave devices for each slot in slots not reserved for SCO logical transport.
  • a packet-switched connection between (i) the master device and (ii) all active slaves participating in the piconet may be provided based on the ACL logical transport.
  • both asynchronous and isochronous services can be supported based on the ACL link. Only a single ACL logical transport must exist between two devices that transmit and receive data based on the ACL link. In the case of ACL packets, packet retransmission may be applied to ensure data integrity.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme to help understanding of the method proposed in this specification.
  • a data transmission/reception method in a BR/EDR scheme, an asynchronous channel is used for data transmission of a slave device, which is a game controller, so the slave device It is difficult to guarantee that the controller transmits data.
  • 1110 to 1150 indicate polling cycles of 1.25 ms, 2.5 ms, 5 ms, 10 ms, and 12.5 ms, respectively.
  • the minimum slot length of BR/EDR is 625us
  • the master device can transmit data 800 times per second.
  • the controller transmits in the best effort method, it is difficult to transmit data at regular time intervals in the air interface. That is, referring to 1110 of FIG.
  • polls and data may be transmitted in cycles of 2.5 ms, 5 ms, 10 ms, and 12.5 ms to use other traffic, but the same problem as in FIG. existence can be confirmed.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of using game contents using Bluetooth Low Energy to help understanding of the method proposed in this specification.
  • a slave device which is a game controller, is connected to a master device, which is a game body, by wire or wirelessly.
  • the master device may be a device such as a PC or a game machine.
  • the two devices are connected in a USB method and may follow a poll/data transmission method according to the USB HID standard.
  • the polling cycle of the wired USB method can be set from a minimum of 1 ms to 2 ms, 5 ms, 10 ms, and the like.
  • the slave device is wirelessly connected to the master device, the two devices may be connected in a Bluetooth method and follow a poll/data transmission method according to the Bluetooth HID standard.
  • the polling period of the Bluetooth method may be set to 2.5 ms, 5 ms, 10 ms, 12.5 ms, etc. from a minimum of 1.25 ms.
  • Input lag for the slave device which is a game controller, is based on hardware factors (i) Sensing delay and (ii) Polling delay and software factors (i) OS delay and (ii) Game app delay can be determined by
  • the sensing delay means the time required for a slave device, which is a microcontroller (MC), to recognize a user input value input to the slave device.
  • the polling delay means the time required for user input data to be transmitted from the slave device to the master device through USB or Bluetooth.
  • the OS delay means the time to read the controller reception buffer value from the PC or game machine OS
  • the Game app delay means the time taken to read the OS data from the game SW.
  • 1230 Referring to 1230 of FIG. 12, in the case of the wireless Bluetooth method, it can be seen that polling delay has the greatest effect on input delay.
  • a physical channel may mean a synchronized Bluetooth baseband-compliant RF hopping sequence.
  • a Piconet is a set of Bluetooth devices sharing the same physical channel defined by the master parameters (clock and BD_ADDR). can mean
  • a physical link can be a baseband level connection between two devices established using paging.
  • a physical link may include a sequence of transmission slots on a physical channel alternating between transmission slots of a master device and transmission slots of a slave device.
  • the LE isochronous physical channel may be characterized by a pseudo-random sequence of the PHY channel and three additional parameters provided by the master or connectionless broadcaster.
  • the first parameter is a channel map representing a set of PHY channels
  • the second parameter may be a pseudo random number used as an index for the entire set of PHY channels.
  • the third parameter may be the timing of the first data packet.
  • the timing of the first packet of CIS may be provided in the link layer message transmitted in the ACL connection connected by the master in the CIS establishment phase.
  • the timing of the first packet of the BIS can be referenced in periodic advertising events related to the BIS.
  • a data packet format that can be used in a protocol stack to which a method proposed in this specification can be applied includes a preamble field, an access address field, a PDU header field, a PDU payload field, MIC, and a CRC field. The purpose of each field is shown in FIG. 14 .
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a data transmission/reception method to which the method proposed in this specification can be applied. More specifically, FIG. 15 is a diagram related to a data transmission method through an LE isochronous channel. 15(a) relates to data transmission of a unicast method through a connected isochronous channel (CIS), and FIG. 15(b) relates to data transmission of a broadcast method through a broadcast isochronous channel (BIS),
  • CIS connected isochronous channel
  • BIOS broadcast isochronous channel
  • the LE isochronous channel is a channel that guarantees isochronousness, and it is guaranteed that the controller of the Bluetooth device transmits data according to the polling cycle set by the host of the Bluetooth device through the LE isochronous channel.
  • a sub_interval similar to a slot defined in the BR/EDR scheme may be used in an LE isochronous channel.
  • the sub_interval of the CIS-based unicast channel has a minimum length of 400us and can be adjusted in units of 30us.
  • the sub_interval of the BIS-based broadcast channel has a minimum length of 300us and can be adjusted in units of 30us.
  • ISO_interval may be set to a length longer than sub_interval for transmission buffer management.
  • the transmission buffer is flushed (empty) and new data can be transmitted.
  • bi-directional communication between a master device and a slave device may be performed using a connected isochronous channel (CIS).
  • CIS isochronous data can be transmitted in any direction of connected devices. The size of the data can be fixed or variable, framed or unframed. Isochronous data can be transmitted on LE-S or LE-F logical links using CIS logical transport. Each CIS must be associated with an ACL.
  • CIS since transmission of (i) packets of various sizes and (ii) one or more packets in each isochronous event is supported, various data rates can be supported. Data traffic can be transmitted and received between devices in one direction or in both directions.
  • an acknowledgment protocol may be defined to improve the reliability of packet delivery.
  • one-way communication between a master device and a slave device may be performed using a broadcast isochronous channel (BIS). That is, referring to (b) of FIG. 15, in the case of broadcast data transmission, data may be broadcast only in the direction (i) from the slave device to the master device or (ii) from the master device to the slave device.
  • BIS is a logical transport that allows devices to transmit isochronous data. Isochronous data can be framed or unframed.
  • various data rates can be supported since (i) packets of various sizes and (ii) transmission of more than one packet in each isochronous event are supported.
  • Data traffic can be unidirectional in a broadcasting device. For this reason, in the case of BIS, the acknowledgment protocol is not defined, and the reliability of broadcast isochronous traffic is inherently difficult to guarantee.
  • multiple retransmission may be supported in order to improve reliability of packet delivery.
  • 16 is a diagram illustrating an example in which a method proposed in this specification is performed.
  • the master device and the slave device may discover each other and establish a connection.
  • the master device and the slave device may form a connection for isochronous data transmission.
  • the connection for isochronous data transmission may be unicast CIS.
  • the slave device that is a game controller transmits data to the master device based on the notification method in the slave data transmission section. can At this time, since the controller of the slave device knows the slave data transmission timing, the master device may not transmit a poll to the slave device. Accordingly, the slave device can transmit the user's input data to the master device without receiving a poll from the master device. Conversely, when there is no user input data, the slave device may not transmit data to the master device in the slave data transmission period without receiving a poll from the master device. Through this method, there is an effect that the slave device does not have to manage the Rx buffer for receiving data (poll) from the master device. In addition, there is an effect that the master device does not have to manage timeout for reception of data transmitted from the slave device to the master device within one sub_interval after poll transmission.
  • user input data eg, controller button input, joystick input, etc.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of isochronous data transmission of a slave device. More specifically, FIG. 17 relates to an example of an operation in which a user input is input to one slave device and isochronous data for the input user input is transmitted by the slave device over an LE isochronous channel.
  • 1710 represents an operation of inputting user input data to the slave device
  • 1720 represents an operation of transmitting the input data from the slave device through the LE isochronous channel.
  • transmission of isochronous data on an LE isochronous channel is performed based on a periodically allocated transmission period.
  • the transmission period is (i) a transmission period (first transmission period) 1711 for data transmission from the master device to the slave device and (ii) a transmission period (second transmission period) for data transmission from the slave device to the master device. Section) 1721 is included.
  • the slave device when there is user input data in the transmission section, the slave device transmits isochronous data for the input data in the transmission section in which the input data is received. Conversely, when there is no user input data in the transmission section, the slave device omits transmission of isochronous data for the input data in the transmission section in which the input data is received.
  • the present embodiment relates to a method of allowing data transmission intervals of the slave devices to be alternately used between the slave devices when there are two or more slave devices that are game controllers.
  • the transmission period set for each of the master device and the slave devices connected to the master device may have the same form.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an isochronous data transmission method of a slave device proposed in this specification. More specifically, FIG. 18 relates to an example in which two slave 120 devices transmit isochronous data to the master device 110 .
  • two slave devices may cross the transmission period of the slave devices and use them (1810).
  • 1810 of FIG. 18 shows a form in which data is sent to the Controller Tx Queue of slave devices in each bearer on the slave device side.
  • the master device may be in a state of establishing unicast connection with all slave devices in order to share transmission timing with the slave devices.
  • control signals (isochronous data) of slave devices can be transmitted based on multiple MACs.
  • FIG. 18 shows a form in which data is received from the bearer on the master side to the Controller Rx Queue.
  • FIG. 18 mainly describes an example in which two slave devices are connected to the master device, but the present invention is not limited thereto and even when more than two slave devices are connected to the master device, the above-described content can be applied identically/similarly.
  • the ratio occupied by the transmission period (first transmission period) for the master device to transmit data to the slave device and (ii) the slave device in the entire transmission period is the master device
  • the first transmission interval may be understood as a time interval in which the slave device is set to receive data from the master device (expected to receive data).
  • the number of different transmission intervals may be equal to the number of slave devices connected to the master device.
  • the slave device may receive information (transmission interval allocation method information) about a scheme in which the different transmission intervals are allocated to slave devices connected to the master devices, from the master device. Transmission intervals in which slave devices connected to the master device transmit isochronous data may be determined based on the transmission interval allocation method information.
  • a specific time interval composed of the different transmission intervals. can be set. In this case, it may be understood that the specific time interval is periodically repeated.
  • the method of allocating the different transmission intervals to the plurality of slave devices within the specific time interval may be set to always be the same. That is, the method of allocating the different transmission intervals to the plurality of slave devices within the specific time interval may be set identically for each specific time interval. As another embodiment, a method of allocating the different transmission intervals to the plurality of slave devices within the specific time interval may be updated at regular intervals.
  • a method of allocating the different transmission intervals to the plurality of slave devices within the specific time interval may be changed for each specific time interval.
  • a time interval allocation method that is changed according to the update may be randomly determined. For example, when four slave devices are connected to the master device, the time interval allocation method within a specific period interval for the slave devices is (1-2-3-4) -> (2-1-4-3 ) -> It can be updated at regular intervals like (3-4-2-1). If the method of allocating the different transmission intervals to the plurality of slave devices within a specific time interval is changed at regular intervals, fairness among users participating in the game can be guaranteed.
  • This embodiment relates to a method for defining transmission intervals set for the master device as in Example 1, but different transmission intervals set for each slave device connected to the master device.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating another example of an isochronous data transmission method of a slave device proposed in this specification. More specifically, FIG. 18 relates to an example in which two slave 120 devices transmit isochronous data to the master device 110 .
  • two slave devices transmit isochronous data in the same transmission period, but transmission periods set for each of the two slave devices may be defined in different forms. More specifically, 1910 of FIG. 19 represents a transmission interval set in the master device, 1920 represents a transmission interval set in one slave device among two slave devices, and 1930 represents a transmission interval set in the other slave device. .
  • the master device can receive isochronous data from all slave devices within one sub-event.
  • the ratio occupied by the transmission period (second transmission period) for transmitting data to the master device may be set differently. Also, (i) a ratio occupied by the first transmission period in the entire transmission period may be greater than (ii) a ratio occupied by the second transmission period in the entire transmission period.
  • the isochronous data transmission of each of the plurality of slave devices may be performed in one transmission period.
  • a ratio between (i) the first transmission period and (ii) the second transmission period may be set to (i) a different value for each of the plurality of slave devices.
  • each of the plurality of slave devices may receive information about a ratio between (i) the first transmission period and (ii) the second transmission period, from the master device.
  • the ratio of the transmission period for the master device to transmit data to the slave device in the entire transmission period and (ii) the master device receiving data from the slave device in the entire transmission period The ratio occupied by the transmission period for At this time, at least one isochronous data transmitted by each of the plurality of slave devices may be received in a transmission period for the master device set to the master device to receive data from the slave device.
  • the LE isochronous channel when used according to the method proposed in this specification, a faster polling interval than the wired controller can be secured.
  • the sub-event of the LE isochronous channel can be adjusted in units of 30us, the average delay can be calculated by adjusting the polling interval according to the game requirements.
  • the LE isochronous channel can always expect data to be transmitted at a constant time, so the amount of jitter change can be reduced compared to the existing BR/EDR.
  • the master device does not have to send a poll to the slave device, and since other data can be transmitted in the transmission section of the master device, the data transmission efficiency is doubled compared to the existing BR/EDR method. It can be. Additionally, even when a plurality of slave devices are used, Delay may be maintained the same as when only one slave device is used without increasing.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of an audio data transmission method using short-distance wireless communication technology. More specifically, FIG. 20 relates to an audio data transmission scheme based on Bluetooth BR/EDR.
  • audio data transmission based on Bluetooth BR/EDR includes (1) five pieces of audio data 2001 are transmitted from a master device to a slave device, and (2) an ACK (2003) from the slave device to the master device. It can be seen that this transmission is performed based on the DH5 method.
  • audio data transmission based on Bluetooth BR/EDR there is no specific standard related to how to set the length (100ms, 500ms, 1sec) of the entire BW (bandwidth) section for buffer management of the master device/slave device.
  • audio data is performed based on the DH5 method of an asynchronous channel, but how DH5 composed of five audio data and ACK is arranged in the actual air interface
  • the controller of the master device receives a command from the host and sends packets asynchronously according to channel conditions and buffer conditions. As shown in (a) of FIG.
  • the audio data transmission method shown in (c) of FIG. 20 may be similar to an isochronous data transmission method in a Bluetooth LE isochronous channel.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating another example of an audio data transmission method using short-distance wireless communication technology. More specifically, FIG. 21 relates to a method in which audio data transmission and poll/data transmission/reception based on Bluetooth BR/EDR are performed together. 21 illustrates audio data transmission and poll/data transmission and reception in a piconet composed of one master device and two slave devices. Here, the two slave devices may be a controller and a headset, respectively. In order to support DH5, an audio data packet, in a Piconet controlled by one master device, the Joystick/controller polling period must be 5 ms or longer.
  • the joystick/controller polling period may need to be 5ms or more.
  • the audio data packet is transmitted using an asynchronous channel, the exact transmission time of the DH5 packet cannot be predicted. Therefore, the length of the buffer must be set to be large, which causes a time delay in control data transmitted from the slave device, which is a Joystick/controller, to the master device.
  • A2DP which is an audio data transmission profile standard
  • two channels, left and right are transmitted as one joint stereo, and a coding gain of 20 to 30% can be obtained compared to L/R stereo.
  • a coding gain of 20 to 30% can be obtained compared to L/R stereo.
  • In order to transmit one sample of L/R stereo about 8 DH5 packets are required. Since the transmission arrangement of the 8 DH5 packets cannot be predicted accurately, the buffer length may need to be set sufficiently large.
  • AVDTP an audio transmission protocol standard, uses RTP, and FEC mechanism is used to guarantee QoS of packet transmission.
  • 22 is a diagram illustrating an example in which an audio data transmission method proposed in this specification is performed.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of audio data transmission based on Bluetooth BR/EDR.
  • one master device and four slave devices constitute one piconet.
  • the master device transmits audio data to two slave devices among the four slave devices, and receives data generated based on a user input from the remaining two slave devices.
  • Two slave devices to which the master device transmits audio data may be headsets, and two slave devices to which the master device receives data generated based on a user input may be game controllers. Transmission of the audio data and reception of data generated based on the user input may be performed in a unicast manner. Referring to 2211 of FIG.
  • the master device transmits audio data in a unicast manner and also receives data generated based on a user input in a unicast manner, resulting in insufficient bandwidth (BW). It can be confirmed that the data packet interval between the audio data and the data generated based on the user input is irregular.
  • FIG. 22(b) is a diagram illustrating an example of audio data transmission based on a Bluetooth LE isochronous channel proposed in this specification.
  • one master device and four slave devices constitute one piconet.
  • the master device transmits audio data to two slave devices among the four slave devices, and receives data generated based on a user input from the remaining two slave devices.
  • Two slave devices to which the master device transmits audio data may be headsets, and two slave devices to which the master device receives data generated based on a user input may be game controllers. Transmission of the audio data may be performed in a broadcast method, and reception of data generated based on the user input may be performed in a unicast method.
  • the master device transmits audio data in a broadcast manner and receives data generated based on a user input in a unicast manner, so that the data between the audio data and the data generated based on the user input Packet intervals are regular, and latency can be reduced.
  • a bandwidth (BW) is efficiently used and a spare BW exists.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example to help understanding of the audio data transmission method proposed in this specification. More specifically, FIG. 23 relates to a method of (i) transmitting audio data and (ii) receiving control data from a slave device by a master device based on Bluetooth BR/EDR. 23, one master device and four slave devices constitute one piconet.
  • the master device transmits audio data to two slave devices among the four slave devices, and receives control data generated based on a user input from the remaining two slave devices. Both the audio data and the control data may be transmitted and received based on a unicast method.
  • p1 represents a poll for indicating the transmission timing of control data (c1) of joy1, a slave device
  • p2 represents a poll for indicating the transmission timing of control data (c2) of joy2, a slave device.
  • the slave device joy1 may transmit control data c1 generated based on the user input to the master device in a unicast manner in response thereto.
  • the slave device joy2 receiving p2 may transmit control data c2 generated based on the user input to the master device in a unicast manner in response thereto.
  • LR represents audio data transmitted to Headset 1 and Headset 2, which are slave devices.
  • p1 and p2 of the master device of FIG. 23 it can be seen that a sufficient buffer time is set for transmitting audio data between p1 and p2.
  • 2310 of FIG. 23 according to the method of transmitting audio data and receiving control data in FIG. 23 , a situation may occur in which headset 2, which is a slave device, cannot receive audio data due to insufficient BW due to buffer time. .
  • 24 is a diagram illustrating another example in which an audio data transmission method proposed in this specification is performed.
  • 24, one master device and four slave devices constitute one piconet.
  • the master device transmits audio data to two slave devices (Headset1 and Headset2) among the four slave devices, and receives data generated based on user input from the remaining two slave devices (Joy1 and Jot2). do.
  • Two slave devices to which the master device transmits audio data may be headsets, and two slave devices to which the master device receives data generated based on a user input may be game controllers. Transmission of the audio data may be performed in a broadcast method, and reception of data generated based on the user input may be performed in a unicast method.
  • the master device transmits audio data in a broadcast manner and receives data generated based on a user input in a unicast manner, so that the data packet interval between the audio data and the data generated based on the user input is It is regular, and latency can be reduced.
  • the master device may transmit the audio data to at least one first slave device (Headset1, Headset2) based on a broadcast method.
  • the master device may receive data generated based on a user input from at least one second slave device (Joy1, Joy2) based on a unicast method.
  • (i) transmission of the audio data and (ii) reception of data generated based on the user input are shown in 2223 of (b) of FIG. 22, (i) transmission of the audio data and ( ii) It may be performed based on at least one time interval periodically allocated for reception of data generated based on the user input.
  • each of the at least one time interval includes (i) a first time interval for transmitting the audio data (2223-1 in (b) of FIG. 22) and (ii) data generated based on the user input.
  • a second time interval for reception (2223-2 in (b) of FIG. 22) may be included.
  • the master device divides audio data based on the time length of the at least one time interval to generate at least one sub-audio data.
  • the at least one sub-audio data may be transmitted in a specific number of time intervals equal to the number of the at least one sub-audio data among the at least one time interval. That is, each of the at least one sub-audio data may be transmitted in one time interval among the specific number of time intervals.
  • each of the at least one sub-audio data LR may be transmitted in successive time intervals (12/34/56/78).
  • each of the at least one sub-audio data may be transmitted in the first time interval (2223-1 in (b) of FIG. 22) of the one time interval.
  • data of the slave device generated based on the user input may be transmitted in the second time interval (2223-2 in (b) of FIG. 22) of the one time interval.
  • the first time interval may be a time interval in which a master device transmits a poll to a slave device in the existing Bluetooth BR/EDR method is used for audio data transmission based on a broadcast method.
  • each of the at least one time interval may be a time unit in which frequency hopping is performed.
  • This embodiment is a time interval so that (i) data transmission from the master device to the slave device and (ii) data reception from the slave device of the master device are all performed in one time interval for data transmission and reception between the master device and the slave device. It's about how to set it up. More specifically, in this embodiment, the one time interval includes at least one sub time interval, and in the one sub time interval (i) data transmission from the master device to the slave device and (ii) the master device All data reception from the slave devices of may be performed.
  • the time interval may be an ISO (Isochronous) interval
  • the sub-time interval may be a sub interval.
  • 25 is a diagram illustrating an example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • a time interval defined for data transmission and reception through an isochronous channel uses only a part of the entirety of one time interval (ISO Interval) 2510 as a sub interval 2520, the remaining time interval is defined as a structure in which data is left empty for transmission. More specifically, in FIG. 25, a time interval 2510 includes two sub-time intervals 2520, and the remaining intervals are defined as a structure in which data is transmitted.
  • a first time interval 2521 for data transmission from the master device to the slave device and a second time interval for ACK transmission from the slave device to the master device may be included.
  • data transmitted from the master device to the slave device in the first time interval may be audio data
  • the audio data may be data having a size relatively larger than the ACK transmitted from the slave device to the master device.
  • buffer management between the master device and the slave device is performed in units of time intervals 2510, and the master device generates an error by n times the time interval 2510 based on a Flush Timeout (FT) parameter.
  • FT Flush Timeout
  • the following parameters may be defined for data transmission and reception based on the time interval 2510.
  • NSE Number of Sub Event: The number of sub events transmitted in the time interval 2510, and may have the same value as the number of sub intervals 2520.
  • BN (Burst Number): The number of new events transmitted in the time interval 2510.
  • FT Fluorescence Timeout: ISO time at which the transmitter manages data in the buffer. FT is defined in units of time intervals 2510, and if the value of FT is 0, the transmitting end empties the transmission buffer regardless of whether data transmission is successful within one time interval 2510.
  • NSE always has a value greater than or equal to BN, and is a multiple of the value of BN. Also, the multiple ratio of NSE and BN becomes the number of time intervals 2510 used for error recovery.
  • 26 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • 26 illustrates an example of a case in which a master device transmits a poll to a slave device and the slave device transmits data to the master device based on the received poll.
  • the master device and the slave device may be devices receiving a Bluetooth gaming service, and data transmitted from the slave device to the master device may be data generated based on a user input related to the Bluetooth gaming service. have.
  • the slave device may be a game controller device.
  • a time interval defined for data transmission and reception through an isochronous channel is an entire interval of one time interval (ISO Interval) 2610 as a sub interval 2620. It is defined by the structure used.
  • the sub-time period 2620 included over the entire period of the time period 2610 may be used for data transmission from the slave device to the master device.
  • the sub time interval 2620 may include a first time interval 2621 for poll transmission from the master device to the slave device and a second time interval 2622 for data transmission from the slave device to the master device.
  • the poll transmitted from the master device to the slave device may be data having a relatively smaller size than data transmitted from the slave device to the master device.
  • time interval 26210 is defined with the same structure as in FIG. 26
  • the slave device can always input data according to a certain period. because you have to be prepared for it.
  • audio data has time to recover when an error occurs, but when data (Game Data) based on user input input at a fast cycle (1 ms, 2 ms...) cannot be processed within a certain period of time, error recovery Dropping more raw data can be advantageous in terms of overall transport management. Therefore, in the case of gaming data, real-time performance should be prioritized over reliability of ISO interval data transmission for gaming data transmission. Accordingly, it may not be necessary to manage the buffer of the transmitter by setting FT to a value of 1 or more.
  • 27 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • FIG. 27 relates to an example of a method in which (i) data transmission from a master device to a slave device and (ii) data reception from a slave device of the master device are both performed in one sub-time interval.
  • data transmission/reception between a master device and a slave device may be performed based on a unicast method.
  • the master device and the slave device may be devices receiving a Bluetooth gaming service, and one player may be participating in the gaming service.
  • data transmitted by the master device to the slave device may include haptic feedback data and audio data, and data transmitted by the slave device to the master device are related to a Bluetooth gaming service (manipulation of the service).
  • a Bluetooth gaming service manipulation of the service
  • the slave device may be a game controller device.
  • the entire ISO interval may be used as a sub interval 2710 .
  • the sub time interval 2710 may include a first time interval 2711 for data transmission from the master device to the slave device and a second time interval 2713 for data transmission from the slave device to the master device.
  • the second time interval 2713 data transmission may be performed only when data based on a user input exists in the corresponding time interval.
  • the length of the sub time interval 2710 may be variably defined according to the size of transmitted data. That is, when the size of data is small, the length of the sub time interval 2710 may be short, and in the opposite case, the length of the sub time interval 2720 may be long.
  • 28 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • FIG. 28 relates to an example of a method in which (i) data transmission from a master device to a slave device and (ii) data reception from a slave device of the master device are both performed in one sub-time period.
  • data transmission and reception between a master device and a slave device may be performed based on a unicast method.
  • the master device and the slave device may be devices receiving a Bluetooth gaming service, and two players may be participating in the gaming service.
  • data transmitted by the master device to the slave device may include haptic feedback data and audio data, and data transmitted by the slave device to the master device are related to a Bluetooth gaming service (manipulation of the service).
  • a Bluetooth gaming service manipulation of the service
  • the slave device may be a game controller device.
  • Each of the sub time intervals 2810 and 2820 includes a first time interval 2811/2821 for data transmission from the master device to the slave device and a second time interval 2813/2821 for data transmission from the slave device to the master device. 2823) may be included.
  • the second time interval 2813/2823 data transmission may be performed only when data based on a user input exists in the corresponding time interval.
  • the number of sub time intervals 2810 and 2820 included in one time interval may be equal to the number of players participating in the gaming service. Also, when one slave device is used per player, the number of sub time intervals 2810 and 2820 included in one time interval (ISO interval) may be the same as the number of slave devices.
  • 29 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • a time interval 2910 for transmitting audio data and a time interval 2930 for transmitting data based on a user input are separately defined.
  • transmission of audio data from the master device to the slave device and data transmission from the slave device to the master device may be performed based on a unicast method.
  • a CIS channel for audio data transmission and a CIS channel for data transmission based on a user input are formed separately, and the data are independently transmitted based on a separate frequency hopping sequence.
  • the time interval 2910 for transmitting audio data only a part of the entire ISO interval 2910 is used as a sub interval 2920, and the remaining time interval is left blank for data transmission. structure is defined. More specifically, in FIG.
  • a time interval 2910 includes two sub-time intervals 2920, and the remaining intervals are defined as a structure in which data is transmitted.
  • a first time interval 2921 for data transmission from the master device to the slave device and a second time interval for ACK transmission from the slave device to the master device (2922) may be included.
  • the time interval 2930 for transmitting data based on user input includes a sub time interval 2940 included over the entire interval of the time interval 2920.
  • the sub time interval 2940 may include a first time interval 2941 for poll transmission from the master device to the slave device and a second time interval 2943 for data transmission from the slave device to the master device.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • FIG. 30 shows data transmission from a master device to a slave device and transmission of data based on a user input from a slave device to a master device in each of at least one sub-time interval 3020 included in one time interval 3010. It is an example of what is being done.
  • the time interval 3010 may be allocated periodically.
  • data transmission from the master device to the slave device and data transmission from the slave device to the master device may be performed based on a unicast method. At this time, the master device and the slave device can transmit and receive data through one CIS channel.
  • an entire interval of the time interval may be used as a sub interval 3020.
  • the sub time interval 3020 may include a first time interval 3021 for data transmission from the master device to the slave device and a second time interval 3023 for data transmission from the slave device to the master device.
  • data transmission may be performed only when data based on a user input exists in the corresponding time interval.
  • Data transmitted from the master device to the slave device in the first time interval 3021 may be audio data related to a service provided to the master device and the slave device.
  • the data generated based on the user input received by the master device from the slave device in the second time interval 3023 may be chat input data generated based on user voice recognition. .
  • data transmitted from the master device to the slave device in the first time interval 3021 may be haptic feedback data related to services provided to the master device and the slave device.
  • data generated based on the user input received by the master device from the slave device in the second time interval 3023 is control data for operation of services provided to the master device and the slave device ( control data).
  • the audio data and the control data may be combined into one Sub Event. That is, the audio data and the control data may be combined into one CIS channel. Synchronization between the audio data and the control data can be matched by combining the audio data and the control data into one CIS channel. Since transmission directions of the audio data and the control data are opposite to each other, the audio data and the control data may constitute one sub event. By configuring the audio data and the control data as one sub event, data transmission timing can be managed efficiently compared to a case where the audio data and the control data are configured as separate sub events.
  • one time interval includes (i) at least one sub time interval based on a broadcast method for data transmission from a master device to a slave device and at least one based on a unicast method for data transmission from a slave device to a master device. It may include a sub-time interval of. That is, a group can be created by combining broadcast and unicast.
  • a Hybrid Isochronous Group for synchronization between data transmitted from the master device to the slave device and data transmitted from the slave device to the master device may be defined.
  • the HIG may include a broadcast sub-event and a unicast sub-event, and the broadcast sub-event and the unicast sub-event may share frequency hopping sequence timing.
  • Data transmitted from the master device to the slave device may be audio data related to services provided to the master device and the slave device, and data transmitted from the slave device to the master device may be data generated based on a user input.
  • the data generated based on the user input may be data generated based on a user input for operating a service provided to the master device and the slave device.
  • time interval (i) at least one sub-time interval based on a broadcast method for data transmission from a master device to a slave device and at least one based on a unicast method for data transmission from a slave device to a master device
  • time interval to include the sub-time interval of , high-quality audio data transmission can be guaranteed, and periodic control data transmission can also be guaranteed.
  • 31 is a diagram illustrating another example of a time interval defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • FIG. 31 relates to an example of a method in which (i) data transmission from a master device to a slave device and (ii) data reception from a slave device of the master device are both performed in one time interval.
  • data transmission and reception between a master device and a slave device may be performed based on both a broadcast method and a unicast method.
  • the master device and the slave device may be devices receiving a Bluetooth gaming service, and one player may be participating in the gaming service. 31, entire intervals of the time interval (ISO Interval) may be used as sub intervals 3110 and 3120.
  • one sub-time interval 3110 is used for broadcast data transmission
  • the other sub-time interval 3220 is used for data transmission based on a broadcast method. It is used for data transmission based on the cast method.
  • a sub-time interval 3110 in which data transmission based on the broadcast method is performed among at least one sub-time interval included in the time interval includes a first time interval for data transmission from a master device to a slave device and It may not be divided into the second time interval for data transmission from the slave device to the master device. That is, the sub time period 3110 may be used only for data transmission from the master device to the slave device.
  • data transmitted from the master device to the slave device may be audio data related to a service provided to the master device and the slave device.
  • a slave device receiving audio data in the sub time interval 3110 may be a device such as a headset.
  • the sub-time interval 3120 used for data transmission based on the unicast method is the first for data transmission from the master device to the slave device. It can be divided into a time interval 3121 and a second time interval 3123 for data transmission from the slave device to the master device.
  • Data transmitted from the master device to the slave device in the first time interval 3121 may be haptic feedback data related to services provided to the master device and the slave device.
  • the data generated based on the user input received by the master device from the slave device in the second time interval 3123 is control data for operation of services provided to the master device and the slave device. data).
  • a slave device receiving haptic feedback data and transmitting control data in the sub time interval 3120 may be a device such as a game controller. 31, the master device establishes a BIS connection with the first slave device receiving audio data, and forms a CIS connection with the second slave device receiving haptic data and transmitting control data. can do.
  • FIG. 31 the example of FIG.
  • the time interval is defined such that the broadcast sub-time interval is located ahead of the unicast sub-time interval, but the time interval may be defined such that the unicast sub-time interval is located ahead of the broadcast sub-time interval.
  • the number of sub time intervals other than the sub time interval in which audio data is transmitted may be equal to the number of slave devices receiving haptic feedback data and transmitting control data.
  • each of the sub-time intervals other than the sub-time interval in which the audio data is transmitted may be associated with one of the slave devices receiving the haptic feedback data and transmitting control data.
  • the broadcast sub-time interval and the unicast sub-time interval may be grouped into one HIG, and the broadcast sub-time interval and the unicast sub-time interval may share the timing of the HIG.
  • Channel indexes of the broadcast sub-time interval and the unicast sub-time interval may be set differently from each other according to a channel index selection algorithm (Channel Index selection Algorithm#2).
  • 32 to 34 are diagrams illustrating other examples of time intervals defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • FIGS. 32 to 34 relate to cases in which the method described in FIG. 31 is used, but the number of players participating in the gaming service is different from that of FIG. 31 .
  • 32 relates to a case where two players participate in a gaming service
  • FIG. 33 relates to a case in which three players participate in a gaming service
  • FIG. 34 relates to a case in which four players participate in a gaming service. .
  • audio data may be collectively transmitted to all slave devices related to players participating in a gaming service.
  • the unicast time intervals 3220, 3320 and 3420 may include the same number of sub time intervals as the number of players participating in the gaming service. In this case, since the time intervals should be designed so that all players have an equal delay, they may be interleaved in units of sub intervals. do.
  • the length of the sub time interval is set to 1 ms
  • the lengths of the unicast time intervals in FIGS. 32 to 34 may be set to 2 ms, 3 ms, and 4 ms, respectively.
  • the lengths of the sub-time intervals constituting the broadcast time interval and the sub-time intervals constituting the unicast time interval may be different from each other according to the size of broadcast audio data. That is, when the size of broadcast audio data is greater than that of unicast data, the length of a sub time interval constituting a broadcast time interval may be longer than the length of one sub time interval constituting the unicast time interval.
  • one time period may include a broadcast time period and a unicast time period.
  • audio data may be collectively transmitted to all slave devices related to players participating in the gaming service.
  • the unicast time interval includes the same number of sub time intervals as the number of players participating in the gaming service, and data exchange between the slave device and the master device of a specific player can be performed in each of the sub time intervals.
  • FIGS. 31 to 34 an example in which the broadcast time interval is located ahead of the unicast time interval has been described in the time interval, but the time interval may be defined conversely.
  • time intervals may be defined such that the lengths of sub-time intervals constituting the broadcast time interval and the sub-time intervals constituting the unicast time interval are the same. That is, when the size of the audio data is large, the audio data may be divided and transmitted such that the length of the sub time interval in which the audio data is transmitted is equal to the length of the sub time interval in which the unicast data is transmitted.
  • 35 and 36 are diagrams illustrating other examples of time intervals defined for data transmission and reception through a Bluetooth isochronous channel.
  • FIGS. 35 and 36 show examples of time intervals defined to have a length of a sub time interval constituting a broadcast time interval and a length of a sub time interval constituting a unicast time interval.
  • FIG. 35 relates to a case in which two players participate in a gaming service
  • FIG. 36 relates to a case in which three players participate in a gaming service.
  • 35 and 36 broadcast time intervals 3511 and 3611 and unicast time intervals 3513a, 3513b, 3515a, and 3515b / 3613a, 3613b, 3615a, 3615b, and 3617a composed of sub-time intervals of the same length and 3617b), one time interval 3510 and 3610 is defined.
  • 3710 represents a timing at which a player participating in a gaming service inputs a user input to a slave device.
  • 3720 indicates data transmission/reception timing when the method proposed in this specification is not applied. According to the 3720, since only one type of data (audio data or control data) can be transmitted in one timeslot (time interval), (1) control data generation based on user input is omitted, and (2) generated control data It can be seen that the jitter delay of transmission increases, and (3) control data collides with audio data, making transmission impossible.
  • audio data or control data since only one type of data (audio data or control data) can be transmitted in one timeslot (time interval), (1) control data generation based on user input is omitted, and (2) generated control data It can be seen that the jitter delay of transmission increases, and (3) control data collides with audio data, making transmission impossible.
  • 3730 indicates data transmission/reception timing when the method proposed in this specification is applied. According to the 3730, since all types of data (audio data and control data) can be transmitted in one timeslot (time interval), (1) control data generation based on user input is not omitted, and (2) control data transmission It can be seen that the jitter delay of the time is reduced, and (3) audio data and control data can be transmitted integrally.
  • 38 is a flowchart illustrating an example in which a method of transmitting and receiving data in a short-distance wireless communication system proposed in this specification is performed by a master device.
  • the master device forms a Connected Isochronous Channel Stream (CIS) channel or a Broadcast Isochronous Channel Stream (BIS) channel with at least one first slave device (S3810).
  • CIS Connected Isochronous Channel Stream
  • BIOS Broadcast Isochronous Channel Stream
  • the master device forms a CIS channel with at least one second slave device (S3820).
  • the master device transmits/receives data with the at least one first slave device and the at least one second slave device based on at least one periodically allocated time interval (S3830).
  • each of the at least one time interval includes at least one sub time interval
  • the at least one sub time interval includes (i) the master device controlling the at least one first slave device and/or the at least one sub time interval.
  • An embodiment according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one embodiment of the present invention provides one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and run by a processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor and exchange data with the processor by various means known in the art.

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이에 대한 장치를 제공한다. 보다 구체적으로, 근거리 무선 통신 시스템에서 마스터(master) 디바이스가 데이터를 송수신하는 방법은, 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 CIS(Connected Isochronous channel Stream) 채널 또는 BIS(Broadcast Isochronous channel Stream) 채널을 형성하는 단계; 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 CIS 채널을 형성하는 단계; 및 주기적으로 할당된 적어도 하나의 시간 구간에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 적어도 하나의 시간 구간 각각은 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함하고, 상기 적어도 하나의 서브 시간 구간은 (i) 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 제 1 시간 구간 및 (ii) 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하기 위한 제 2 시간 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

Description

근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이에 대한 장치
본 발명은 무선 통신시스템에서 근거리 통신 기술을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이에 대한 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 블루투스 기술을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
블루투스는 근거리에서 각종 디바이스들을 무선으로 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 근거리 무선 기술 규격이다. 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 두 기기간 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 사용자(User)는 통신하고자 하는 블루투스(Bluetooth) 디바이스(Device)들을 검색(Discovery)하고 연결(Connection)을 요청하는 절차를 수행한다. 본 발명에서 디바이스는 기기, 장치를 의미할 수 있다.
이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.
블루투스 통신방법에는 블루투스 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 블루투스 LE (Low Energy)방식이 있다. 블루투스 BR/EDR 방식은 클래식 블루투스(Classic Bluetooth)라고 호칭될 수 있다. 클래식 블루투스 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 2.1로 이어져온 블루투스 기술과 블루투스 2.0에서부터 지원되는 인핸스드 데이터 레이트(Enhanced Data Rate)를 이용하는 블루투스 기술을 포함한다.
블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low energy, 이하 블루투스 LE라고 한다.)기술은 적은 전력을 소모하여 수백 키로바이트의 정보를 안정적으로 제공할 수 있다. 이러한 블루투스 저전력 에너지 기술은 속성 프로토콜(Attribute Protocol)을 활용해서 디바이스(Device) 간 정보를 교환하게 된다. 이러한 블루투스 LE 방식은 헤더의 오버헤드(overhead)를 줄이고 동작을 간단하게 해서 에너지 소비를 줄일 수 있다.
블루투스 기기들 중에는 디스플레이(Display)나 유저인터페이스(User Interface)가 없는 제품들도 있다. 다양한 종류의 블루투스 기기들과 그 중에서도 유사기술이 적용된 블루투스 기기들 간의 연결 / 관리 / 제어 / 분리 (Connection / Management / Control / Disconnection)의 복잡도가 증가하고 있다.
또한, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.
본 명세서는 근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 복수의 슬레이브 디바이스가 낮은 지연(delay)으로 등시 데이터를 마스터 디바이스로 전송하기 위한 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 마스터 디바이스가 규칙적인 데이터 패킷 간격으로 오디오 데이터를 슬레이브 디바이스로 전송하기 위한 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 하나의 시간 구간 내에서 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송이 모두 수행되기 위한 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서는, 근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이에 대한 장치를 제공한다.
보다 구체적으로, 본 명세서는, 근거리 무선 통신 시스템에서 마스터(master) 디바이스가 데이터를 송수신하는 방법은, 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 CIS(Connected Isochronous channel Stream) 채널 또는 BIS(Broadcast Isochronous channel Stream) 채널을 형성하는 단계; 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 CIS 채널을 형성하는 단계; 및 주기적으로 할당된 적어도 하나의 시간 구간에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 적어도 하나의 시간 구간 각각은 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함하고, 상기 적어도 하나의 서브 시간 구간은 (i) 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 제 1 시간 구간 및 (ii) 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하기 위한 제 2 시간 구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 형성한 채널은 상기 BIS 채널인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 오디오 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 하나의 시간 구간에 포함된 상기 적어도 하나의 서브 시간 구간 중 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간은 상기 제 1 시간 구간 및 상기 제 2 시간 구간으로 구분되지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 오디오 데이터는 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간의 전체 구간에서 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 하나의 시간 구간에 포함된 상기 적어도 하나의 시간 구간 중 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간을 제외한 나머지 서브 시간 구간들은 상기 제 1 시간 구간 및 상기 제 2 시간 구간으로 구분되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간을 제외한 나머지 서브 시간 구간들의 개수는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스의 개수와 동일하고,
상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간을 제외한 나머지 서브 시간 구간들 각각은 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스 중 어느 하나와 각각 관련되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 햅틱 피드백(haptic feedback) 데이터이고, 상기 제 2 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스의 조작을 위한 컨트롤 데이터(control data)인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 시간 구간에서 전송되는 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 제 2 시간 구간에서 전송되는 데이터는 상기 제 2 시간 구간에서 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 형성한 채널은 상기 CIS 채널인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 오디오 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 2 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 사용자 음성 인식에 기초하여 생성된 챗 입력(chat input) 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 햅틱 피드백(haptic feedback) 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 2 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스의 조작을 위한 컨트롤 데이터(control data)인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 적어도 하나의 서브 시간 구간의 개수는 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스의 개수 및 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스의 개수와 각각 동일한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 근거리 무선 통신 시스템에서 오디오 데이터(audio data)를 전송하는 마스터(master) 디바이스에 있어서, 무선 신호를 전송하기 위한 전송기(transmitter); 무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 접속 가능하고, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 동작들을 수행하는 지시(instruction)들을 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며, 상기 동작들은, 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 CIS(Connected Isochronous channel Stream) 채널 또는 BIS(Broadcast Isochronous channel Stream) 채널을 형성하는 단계; 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 CIS 채널을 형성하는 단계; 및 주기적으로 할당된 적어도 하나의 시간 구간에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 적어도 하나의 시간 구간 각각은 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함하고, 상기 적어도 하나의 서브 시간 구간은 (i) 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 제 1 시간 구간 및 (ii) 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하기 위한 제 2 시간 구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 복수의 슬레이브 디바이스가 낮은 지연(delay)으로 등시 데이터를 마스터 디바이스로 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 복수의 슬레이브 디바이스가 등시 데이터를 전송하더라도, 한 대의 슬리이브 디바이스만이 등시 데이터를 전송하는 경우와 동일한 정도의 지연(delay)으로 등시 데이터를 마스터 디바이스로 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명에서는 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스로 구성된 근거리 무선 통신 시스템의 데이터 전송률이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 마스터 디바이스가 규칙적인 데이터 패킷 간격으로 오디오 데이터를 슬레이브 디바이스로 전송하여, 대역폭(BW)이 효율적으로 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 하나의 시간 구간 내에서 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송이 모두 수행될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 오디오 데이터와 사용자 입력에 기초한 컨트롤 데이터 송수신을 위한 타이밍 관리가 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 컨트롤 데이터의 전송 지연이 감소될 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신을 위한 데이터 패킷 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 10은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, 블루투스 저전력을 이용한 게임 컨텐츠 사용의 일 예를 나타낸 도이다.
도 13은 본 명세서에서 제안되는 방법이 적용될 수 있는 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸 도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안되는 방법이 적용될 수 있는 프로토콜 스택에서 사용될 수 있는 데이터 패킷 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안되는 방법이 적용될 수 있는 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안되는 방법이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
도 17은 슬레이브 디바이스의 등시 데이터 전송의 일 예를 나타낸 도이다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 슬레이브 디바이스의 등시 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 슬레이브 디바이스의 등시 데이터 전송 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 20은 근거리 무선 통신 기술을 이용한 오디오 데이터 전송 방식의 일 예를 나타낸 도이다.
도 21은 근거리 무선 통신 기술을 이용한 오디오 데이터 전송 방식의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는 오디오 데이터 전송 방법이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 오디오 데이터 전송 방법의 이해를 돕기 위한 예시를 나타낸 도이다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 오디오 데이터 전송 방법이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 25는 블루투스 등시 채널(Isochronous channel)을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 일 예를 나타낸 도이다.
도 26은 블루투스 등시 채널(Isochronous channel)을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 27은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 28은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 29는 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 30은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 31은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 32 내지 도 34는 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 예시들을 나타낸 도이다.
도 35 및 도 36은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 예시들을 나타낸 도이다.
도 37은 본 명세서에서 제안하는 방법에 따른 데이터 송수신의 효과를 나타낸 도이다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 근거리 무선 통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법이 마스터 디바이스에 의해서 수행되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 본 발명과 관련된 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "유닛", "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 서버 디바이스(Server Device, 120) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device, 110)를 포함한다.
서버 장치와 클라이언트 장치는 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE, 이하 편의상 ‘BLE’로 표현한다.) 기술을 이용하여 블루투스 통신을 수행한다.
먼저, BLE 기술은 블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate) 기술과 비교하여, 상대적으로 작은 duty cycle을 가지며 저 가격 생산이 가능하고, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 코인 셀(coin cell) 배터리를 이용할 경우 1년 이상 동작이 가능하다.
또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.
BLE 기술에서, (1) RF 채널수는 40개이며, (2) 데이터 전송 속도는 1Mbps를 지원하며, (3) 토폴로지는 스캐터넷 구조이며, (4) latency는 3ms이며, (5) 최대 전류는 15mA 이하이며, (6) 출력 전력은 10mW(10dBm) 이하이며, (7) 휴대폰, 시계, 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등의 어플리케이션에 주로 사용된다.
상기 서버 장치(120)는 다른 장치와의 관계에서 클라이언트 장치로 동작할 수 있고, 상기 클라이언트 장치는 다른 장치와의 관계에서 서버 장치로 동작할 수 있다. 즉, BLE 통신 시스템에서 어느 하나의 장치는 서버 장치 또는 클라이언트 장치로 동작하는 것이 가능하며, 필요한 경우, 서버 장치 및 클라이언트 장치로 동시에 동작하는 것도 가능하다.
상기 서버 장치(120)는 데이터 서비스 장치(Data Service Device), 슬레이브 디바이스(slave device), 슬레이브(slave), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 게이트웨이(Gateway), 센싱 장치(Sensing Device), 모니터링 장치(monitoring device), 제 1 디바이스, 제 2 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
상기 클라이언트 디바이스(110)는 마스터 디바이스(master device), 마스터(master), 클라이언트, 멤버(Member), 센서 디바이스, 싱크 디바이스(Sink Device), 콜렉터(Collector), 제 3 디바이스, 제 4 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
서버 장치와 클라이언트 장치는 상기 무선 통신 시스템의 주요 구성요소에 해당하며, 상기 무선 통신 시스템은 서버 장치 및 클라이언트 장치 이외에도 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
상기 서버 장치는 클라이언트 장치로부터 데이터를 제공 받고, 클라이언트 장치와 직접 통신을 수행함으로써, 클라이언트 장치부터 데이터 요청을 수신하는 경우, 응답을 통해 클라이언트 장치로 데이터를 제공하는 장치를 말한다.
또한, 상기 서버 장치는 클라이언트 장치로 데이터 정보를 제공하기 위해 클라이언트 장치에게 알림/통지(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지를 보낸다. 또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치로 지시 메시지를 전송하는 경우, 상기 클라이언트로부터 상기 지시 메시지에 대응하는 확인(Confirm) 메시지를 수신한다.
또한, 상기 서버 장치는 알림, 지시, 확인 메시지들을 클라이언트 디바이스와 송수신하는 과정에서 출력부(Display Unit)을 통해서 사용자에게 데이터 정보를 제공하거나 입력부(User Input Interface)를 통해 사용자로부터 입력되는 요청을 수신할 수 있다.
또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
또한, 하나의 서버 장치는 다수의 클라이언트 장치들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 장치들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.
상기 클라이언트 장치 (120)는 서버 장치에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.
클라이언트 장치는 상기 서버 장치로부터 알림 메시지, 지시 메시지 등을 통해 데이터를 수신하고, 지시 메시지를 상기 서버 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 지시 메시지에 대한 응답으로 확인 메시지를 보낸다.
상기 클라이언트 장치도 마찬가지로 상기 서버 장치와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.
또한, 상기 클라이언트 장치는 상기 서버 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
상기 서버 장치 및 클라이언트 장치의 출력부, 입력부 및 메모리 등과 같은 하드웨어 구성요소에 대해서는 도 2에서 구체적으로 살펴보기로 한다.
또한, 상기 무선 통신 시스템은 블루투스 기술을 통해 개인 영역 네트워킹(Personal Area Networking:PAN)을 구성할 수 있다. 일 예로, 상기 무선 통신 시스템에서는 디바이스 간 개인적인 피코넷(private piconet)을 확립함으로써 파일, 서류 등을 신속하고 안전하게 교환할 수 있다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 마스터 디바이스(110)는 입력부(User Input Interface, 112), 전력 공급부(Power Supply Unit, 113), 제어부(Control Unit, 114), 메모리(Memory Unit, 115), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface)를 포함하는 네트워크 인터페이스(Network Interface, 116), 스토리지(Storage, 117), 출력부(Display Unit, 118), 멀티 미디어 모듈(Multi media Module, 119)를 포함한다.
상기 입력부(User Input Interface, 112), 전력 공급부(Power Supply Unit, 113), 제어부(Control Unit, 114), 메모리(Memory Unit, 115), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface)를 포함하는 네트워크 인터페이스(Network Interface, 116), 스토리지(Storage, 117), 출력부(Display Unit, 118), 멀티 미디어 모듈(Multi media Module, 119)들은 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 서로 연결되어 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 슬레이브 디바이스(#1 및 #2)(120)는 입력부(User Input Interface, 122), 전력 공급부(Power Supply Unit, 123), 제어부(Control Unit, 124), 메모리(Memory Unit, 125), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface)를 포함하는 네트워크 인터페이스(Network Interface, 126), 스토리지(Storage, 127), 출력부(Display Unit, 128), 멀티 미디어 모듈(Multi media Module, 129)를 포함한다.
상기 입력부(User Input Interface, 122), 전력 공급부(Power Supply Unit, 123), 제어부(Control Unit, 124), 메모리(Memory Unit, 125), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface)를 포함하는 네트워크 인터페이스(Network Interface, 126), 스토리지(Storage, 127), 출력부(Display Unit, 128), 멀티 미디어 모듈(Multi media Module, 129)들은 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 서로 연결되어 있다.
상기 네트워크 인터페이스(116,126)는 블루투스 기술을 이용하여 디바이스들 간의 요청/응답, 명령, 알림, 지시/확인 메시지 등 또는 데이터 전송이 가능한 유닛(또는 모듈)을 말한다.
상기 메모리(115,125)는 다양한 종류의 디바이스에 구현되는 유닛으로서, 다양한 종류의 데이터가 저장되는 유닛을 말한다. 또한, 상기 스토리지(117, 127)은 메모리와 유사한 기능을 수행하는 유닛을 말한다.
상기 제어부(114,124)는 마스터 디바이스(110) 또는 슬레이브 디바이스(120)의 전반적인 동작을 제어하는 모듈을 말하며, 네트워크 인터페이스로 메시지를 전송하도록 요청하거나, 수신받은 메시지를 처리하도록 제어한다.
상기 제어부(114,124)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.
상기 메모리(115,125)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.
상기 메모리(115,125)는 프로세서(114,124) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(114,124)와 연결될 수 있다.
상기 출력부(118,128)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.
상기 전력 공급부(전원 공급부, 113, 123)는 제어부의 제어 하에 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급해주는 모듈을 말한다.
앞에서 살핀 것처럼, BLE 기술에서는 작은 duty cycle을 가지며, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸다.
구체적으로, 도 3은 블루투스 LE(Low Energy)의 아키텍처의 일 예를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, BLE 구조는 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작가능한 컨트롤러 스택(Controller stACK)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작가능한 호스트 스택(Host stACK)을 포함한다.
상기 Controller stack은 Controller로 호칭될 수도 있으나, 앞서 도 2에서 언급한 디바이스 내부 구성요소인 프로세서와의 혼동을 피하기 위해 이하에서는 Controller stACK으로 표현하기로 한다.
먼저, 컨트롤러 스택은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈과, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.
호스트 스택은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(package)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.
일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.
호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile,310), GATT based Profiles(320), GATT(Generic Attribute Profile,330), ATT(Attribute Protocol,340), SM(Security Manage,350), L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,360)을 포함한다. 다만, 호스트 스택은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.
호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다.
먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,360)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공한다.
L2CAP은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.
BLE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 사용한다.
반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다.
SM(Security Manager,350)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.
ATT(Attribute Protocol,340)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.
즉, ① 요청(Request) 및 응답(Response) 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.
② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.
③ Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.
④ Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송한다.
GAP(Generic Access Profile)는 BLE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, BLE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.
또한, GAP는 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.
① Service : 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의
② Include : 서비스 사이의 관계를 정의
③ Characteristics : 서비스에서 사용되는 data 값
④ Behavior : UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷
GATT-based Profiles은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 BLE 디바이스에 적용된다. GATT-based Profiles은 Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service 등일 수 있다. GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.
Battery : 배터리 정보 교환 방법
Time : 시간 정보 교환 방법
FindMe : 거리에 따른 알람 서비스 제공
Proximity : 배터리 정보 교환 방법
Time : 시간 정보 교환 방법
GATT는 서비스들의 구성 시에 ATT가 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, GATT는 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.
따라서, GATT 및 ATT는 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.
컨트롤러(Controller) 스택은 물리 계층(Physical Layer,390), 링크 계층(Link Layer,380) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface,370)를 포함한다.
물리 계층(무선 송수신 모듈,390)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.
링크 계층(380)은 블루투스 패킷을 전송하거나 수신한다.
또한, 링크 계층은 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 42bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.
HCI(Host Controller Interface)는 Host 스택과 Controller 스택 사이의 인터페이스를 제공하여, Host 스택에서 command와 Data를 Controller 스택으로 제공하게 하며, Controller 스택에서 event와 Data를 Host 스택으로 제공하게 해준다.
이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.
디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure)
디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.
모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.
광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.
여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.
스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.
BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.
하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.
연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.
광고 절차(Advertising Procedure)
광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.
여기서, 비지향성의 브로드캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 방향으로의 브로드캐스트를 말한다.
이와 달리, 지향성 브로드 캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트를 말한다. 비지향성 브로드캐스트는 광고 디바이스와 리스닝(또는 청취) 상태에 있는 디바이스(이하, 리스닝 디바이스라 한다.) 간에 연결 절차 없이 발생한다.
광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.
또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.
광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다.
광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.
광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.
스캐닝 절차(Scanning Procedure)
스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.
스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.
상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.
만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.
스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.
디스커버링 절차(Discovering Procedure)
블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, '블루투스 디바이스'라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.
디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.
디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.
연결 절차(Connecting Procedure)
연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.
즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.
다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
광고 상태(Advertising State)
링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(Packet Data Unit)들을 전송한다.
각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.
스캐닝 상태(Scanning State)
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다.
스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.
스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.
스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.
링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.
수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.
능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.
개시 상태(Initiating State)
링크 계층은 호스트(스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.
링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.
개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.
연결 상태(connection state)
링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.
연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.
두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.
마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.
이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.
패킷 포맷(Packet Format)
링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.
각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.
하나의 패킷이 광고 물리 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 물리 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.
광고 채널 PDU(Advertising Channel PDU)
광고 채널 PDU(Packet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.
헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 1에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.
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광고 PDU(Advertising PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.
ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트
ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트
ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트
ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트
상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.
스캐닝 PDU(Scanning PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.
SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
개시 PDU(Initiating PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.
CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
데이터 채널 PDU(Data Channel PDU)
데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check:MIC) 필드를 포함할 수 있다.
앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.
도 4는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.
구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치 간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고받는 방법을 정의한 것이다.
일반적으로, 페리페럴(Peripheral) 장치(예를 들면, 센서 장치)가 GATT 서버(Server)역할을 하며, 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 대한 정의를 가지고 있다.
데이터를 읽거나 쓰기 위해서 GATT 클라이언트는 GATT 서버로 데이터 요청을 보내게 되며, 모든 동작(Transaction)은 GATT client에서 시작되어 GATT 서버로부터 응답을 받게 된다.
블루투스 LE에서 사용하는 GATT 기반 동작구조는 프로파일(Profile), 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 기초하며, 상기 도 5와 같은 수직 구조를 이룰 수 있다.
상기 프로파일(Profile) 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.
상기 서비스(Service)는 데이터를 논리적인 단위로 나누는 역할을 하며 하나 이상의 특성(Characteristic) 또는 다른 서비스들을 포함하고 있을 수 있다. 각 서비스는 UUID(Universal Unique Identifier)라 불리는 16bit 또는 128bit의 구분자를 가지고 있다.
상기 특성(Characteristic)은 GATT 기반 동작 구조에서 가장 하위 단위이다. 상기 특성은 단 하나의 데이터를 포함하며, 상기 서비스와 유사하게 16 bit 또는 128 bit의 UUID를 가지고 있다.
상기 특성은 여러 가지 정보들의 값으로 정의되고, 각각의 정보를 담기 위해서 속성(Attribute)을 하나씩 필요로 한다. 상기 특성 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.
상기 속성(Attribute)은 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 갖는다.
- handle: 속성의 주소
- Type: 속성의 유형
- Value: 속성의 값
- Permission: 속성에 대한 접근 권한
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
서버는 클라이언트로 3개의 광고 채널을 통해 광고 메시지를 전송한다(S5010).
서버는 연결 전에는 광고자(Advertiser)로 호칭될 수 있고, 연결 이후에는 마스터(Master)로 호칭될 수 있다. 상기 서버의 일 예로, 센서(온도 센서 등)이 있을 수 있다.
또한, 클라이언트는 연결 전에는 스캐너(Scanner)로 호칭될 수 있고, 연결 이후에는 슬레이브(Slave)로 호칭될 수 있다. 클라이언트의 일 예로 스마트 폰 등이 있을 수 있다.
앞에서 살펴본 것처럼, 블루투스는 2.4GHz 밴드를 통해 총 40개의 채널로 나뉘어 통신을 한다. 40개의 채널 중 3개의 채널은 광고 채널로써, 각종 광고 패킷(Advertising Packet)을 비롯하여 연결을 맺기 위해 주고 받는 패킷들의 교환에 이용된다.
나머지 37개의 채널들은 데이터 채널로 연결 이후의 데이터 교환에 이용된다.
상기 클라이언트는 상기 광고 메시지를 수신한 후, 상기 서버로 추가적인 데이터(예: 서버 디바이스 이름 등)을 획득하기 위해 서버로 스캔 요청 메시지(Scan Request message)를 전송할 수 있다.
이 경우, 상기 서버는 상기 클라이언트로 스캔 요청 메시지(Scan Request message)에 대한 응답으로 추가적인 데이터를 포함하는 스캔 응답 메시지(Scan Response message)를 전송한다.
여기서, 스캔 요청 메시지(Scan Request message) 및 스캔 응답 메시지(Scan Response message)는 광고 패킷의 한 종료로써, 광고 패킷은 31 bytes 이하의 사용자 데이터(User Data)만을 포함할 수 있다.
따라서, 데이터의 크기가 3 bytes보다 크지만, 연결까지 맺어서 데이터를 보내기에는 오버헤드가 큰 데이터가 존재하는 경우, 스캔 요청 메시지/스캔 응답 메시지를 이용하여 두번에 걸쳐서 데이터를 나눠 보낸다.
다음, 클라이언트는 서버와 블루투스 연결 설정을 위한 연결 요청 메시지(Connection Request message)를 서버로 전송한다(S5020).
이를 통해, 서버와 클라이언트 간에 Link Layer(LL) 연결이 형성(establish)된다.
이후, 서버와 클라이언트는 보안 설립 절차를 수행한다.
보안 설립 절차는 보안 심플 페어링(Secure Simple Pairing)으로 해석되거나 이를 포함하여 수행될 수 있다.
즉, 보안 설립 절차는 페이즈(Phase) 1 단계 내지 페이즈 3 단계를 거쳐 수행될 수 있다.
구체적으로, 서버와 클라이언트 간에 페어링 절차(페이즈 1)를 수행한다(S5030).
페어링 절차는 클라이언트가 서버로 페어링 요청 메시지(Pairing Request message)를 전송하고, 서버가 클라이언트로 페어링 응답 메시지(Pairing Response message)를 전송한다.
페어링 절차를 통해서 장치간 인증 요건(authentication requirements)과 인풋/아웃풋 능력(I(Input)/O(Output) capabilities)과 키 사이즈(Key Size)정보를 주고 받는다. 이 정보를 통해 페이즈 2에서 어떤 키(Key) 생성 방법을 사용할지 결정하게 된다.
다음, 페이즈 2로서, 서버와 클라이언트 간에 레거시 페어링(Legacy pairing) 또는 보안 연결(Secure Connections)을 수행한다(S5040).
페이즈 2에서 레거시 페어링을 수행하는 128bits의 임시 키(Temporary Key) 및 쇼트 텀 키(Short Term Key(STK))를 생성한다.
- 임시 키(Temporary Key): STK를 생성하기 위해 만들어진 Key
- 쇼트 텀 키(Short Term Key(STK)): 기기간 암호화된 연결(Encrypted connection)을 만드는데 사용되는 Key 값
만약, 페이즈 2에서 보안 연결을 수행하는 경우, 128 bit의 롱 텀 키(Long Term Key(LTK))를 생성한다.
- 롱 텀 키(Long Term Key(LTK)): 기기간 암호화된 연결뿐만 아니라 추후의 연결에서도 사용되는 Key 값
다음, 페이즈 3으로서, 서버와 클라이언트 간에 키 분배(Key Distribution) 절차를 수행한다(S5050).
이를 통해, 서버와 클라이언트간에 보안 연결이 확립되고, 암호화된 링크를 형성하여 데이터를 송수신할 수 있게 된다.
등시채널(Isochronous Channel) 일반
오디오 신호(Audio Signal)의 경우, 오디오 스트리밍 데이터(Audio Streaming Data) 또는 오디오 데이터(Audio Data)가 Idle Event Interval 간격으로 주기적으로 발생하는 것을 볼 수 있다.
오디오 데이터는 그 특성에 따라 주기적으로(또는 특정 시간 간격으로) 발생한다. 여기서, 오디오 데이터가 주기적으로 발생하는 특정 시간 구간은 Idle Event Interval로 표현될 수 있다. 각 Idle Event Interval에서 각각의 오디오 데이터가 전송된다. 또한, 각 오디오 데이터는 Idle Event Interval의 전체 구간 또는 일부 구간을 통해 전송될 수 있다. 주기적 또는 규칙적으로 발생하는 오디오 스트리밍 데이터를 BLE 메커니즘을 이용하여 전송하는 경우, 발생되는 오디오 데이터를 송수신할 때마다 광고 및 스캐닝 절차, communication 절차, Disconnection 절차 등을 수행해야 한다. 하지만, 오디오 데이터는 일반적으로 주기적으로 발생하고, 그 데이터 양에 상관없이 오디오 데이터 전송에 대한 지연 보장(Latency Guarantee)가 필수적이다.
하지만, 새롭게 발생하는 오디오 데이터를 전송할 때마다 매번 광고 및 스캐닝 절차, communication 절차, Disconnection 절차 등을 수행해야 하는 경우, 오디오 데이터 전송에 있어 지연이 발생하게 되는 문제가 있다.
보청기(Hearing Aids:HA)나 헤드셋(Headset) 등을 통한 오디오 데이터 전송은 데이터 발생량이 비교적 적기 때문에 Bluetooth BR/EDR 기술보다 BLE 기술을 활용하는 경우 높은 에너지 효율을 얻을 수 있으나, 앞서 살핀 것처럼 BLE 기술의 Data Channel Process는 매 데이터 전송마다 Advertising, Connection 등을 수행해야 하기 때문에 데이터 전송에 있어 큰 오버헤드(Large overhead)를 가지게 되며 특히, 오디오 데이터 전송에 있어 절대적으로 필요한 Latency Guarantee를 보장할 수 없게 된다.
또한, BLE 기술의 Data Channel Process는 단발적으로 발생된 데이터를 필요한 경우에만 전송하고, 다른 시간 영역에서는 BLE 디바이스의 Deep Sleep을 유도하여 에너지 효율을 높이는 데 목적이 있기 때문에, 주기적으로 발생하는 오디오 데이터의 전송에 대해 BLE 기술의 Data Channel Process를 적용하는 것은 어려울 수 있다.
등시 채널(Isochronous Channel) 및 이와 관련된 메커니즘 정의
주기적으로 발생하는 데이터를 BLE 기술을 활용하여 전송하기 위해 새로운 채널 즉, 등시 채널(Isochronous Channel)을 정의한다.
등시 채널(Isochronous Channel)은 등시 스트림을 사용하는 디바이스들 간(예: Conductor-Member)에 등시 데이터(Isochronous Data)를 전송하기 위해 사용되는 채널이다.
등시 데이터(Isochronous Data)는 특정 시간 간격으로 즉, 주기적 또는 규칙적으로 전송되는 데이터를 말한다.
즉, 등시 채널(Isochronous Channel)은 BLE 기술에서 오디오 데이터 또는 음성 데이터와 같이 주기적으로 발생하는 데이터가 송수신되는 채널을 나타낼 수 있다.
상기 등시 채널은 단일의 멤버, 하나 이상의 협력된(coordinated) 멤버들의 셋 또는 다수의 멤버들로 오디오 데이터를 송수신하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 상기 등시 채널은 오디오 스트리밍과 같은 등시 스트림(Isochronous Stream) 또는 다른 시간 영역에서 중요 데이터를 송수신하기 위해 사용될 수 있는 플러싱(flushing) 채널에 해당한다.
블루투스 저전력을 이용한 게임 등의 컨텐츠 이용 시, 게임 컨트롤러(controller)인 슬레이브 디바이스와 게임기 본체인 마스터 디바이스가 연결되는데, 이 때 상기 슬레이브 디바이스와 마스터 디바이스와의 연결방식에 따라 슬레이브 디바이스에 입력된 사용자 입력이 마스터 디바이스에 전달되고 마스터 디바이스에서 처리되기까지의 시간인 입력 지연(delay)이 발생할 수 있다.
게임 컨트롤러인 슬레이브 디바이스와 게임기 본체인 마스터 디바이스가 유선으로 연결되는 경우, 연결방식에 의한 지연과 Jitter는 0ms에 근접할 수 있어, 슬레이브 디바이스와 마스터 디바이스 간의 연결이 유선 연결인 경우에서의 입력 지연의 대부분은 SW(software)처리에 의한 지연일 수 있다.
반면, 게임 컨트롤러인 슬레이브 디바이스와 게임기 본체인 마스터 디바이스가 무선(wireless)으로 연결되는 경우, 무선 연결방식에 의한 지연이 발생하여, 연결방식에 의한 지연과 Jitter가 발생할 수 있다. 특히, 블루투스 BR/EDR 표준 방식에 의한 무선 연결의 경우, 표준권장규격인 12.5ms 폴링(polling) 방식에 의해 지연과 jitter가 발생할 수 있다. 또한, 여러 대의 슬레이브 디바이스가 하나의 마스터 디바이스와 연결되는 경우, Async 무선 연결방식에 의해 지연과 jitter의 변화폭이 더 커질 수 있다.
데이터 전송의 등시성이 보장된 Audio 전송을 목표로 설계된 LE 등시 채널(Isochronous Channel)을 통해 BR/EDR 기본 시간단위인 slot(625us)보다 작은 단위의 sub event에 기초한 데이터 송수신이 가능하고, 등시성이 보장되므로, BR/EDR 방식과 달리 마스터 디바이스의 poll 전송이 필요하지 않다.
본 명세서는 LE 등시 채널 상으로 게임 컨트롤러인 슬레이브 디바이스의 데이터 트래픽(data traffic)을 전송하기 위한 방법을 제안한다. 보다 구체적으로, 본 명세서에서 제안하는 방법은 (i) delay 1ms 이내이며 (ii) jitter variation 없이 여러 대의 슬레이브 디바이스와 마스터 디바이스 간의 연결을 보장하는 방법에 관한 것이다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 6은 마스터 디바이스 관점에서의 BR/EDR 데이터 송수신 시간구간을 나타낸 도이다. 여기서, 상기 시간 구간은 슬롯(slot)일 수 있다. BR/EDR의 경우, 하나의 전송 슬롯(Tx slot) 및 하나의 수신 슬롯(Rx slot)의 길이는 625us의 고정된 시간 길이가 사용된다. 도 6에서, 610은 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하는 시간 구간을 나타내며, 620은 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로부터 데이터를 수신하는 시간 구간을 나타낸다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 도 7에서, 710은 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하는 시간 구간을 나타내며, 720은 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로부터 데이터를 수신하는 시간 구간을 나타낸다. 도 7에서, 하나의 전송/수신 슬롯(Tx/Rx slot)의 길이는 625us로 고정되며, 마스터 디바이스/슬레이브 디바이스 각각의 데이터 전송은 TDM(time division multiplexing) 방식으로 수행된다. 이 때, 마스터 디바이스/슬레이브 디바이스 각각의 데이터 전송은 1,3,5 슬롯 크기의 시간 구간 동안 수행될 수 있다. 또한, 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송은 짝수 슬롯에서 수행될 수 있고, 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로부터의 데이터 수신은 홀수 슬롯에서 수행될 수 있다. 도 7의 710을 참조하면, 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송이 1 슬롯 크기, 5 슬롯 크기의 시간 구간에서 수행되는 예시가 나타나있다. 또한, 도 7의 720을 참조하면, 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로부터의 데이터 수신이 1 슬롯 크기, 3 슬롯 크기의 시간 구간에서 수행되는 예시가 나타나있다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신을 위한 데이터 패킷 포맷의 일 예를 나타낸 도이다. 도 8을 참조하면, BR/EDR 방식에서의 데이터 패킷 포맷은 ACCESS CODE 필드, HEADER 필드, PAYLOAD 필드를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
도 9는 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 9는 SCO(Synchronous Connection Oriented) 링크(link)에 기초한 BR/EDR 방식의 데이터 송수신 방법의 예시에 관한 것이다. SCO 링크에 기초한 BR/EDR 방식의 데이터 송수신의 경우, HV1(1/3 FEC), HV2(2/3 FEC), HV3(No FEC) 패킷이 사용될 수 있다. SCO에 기초한 BR/EDR 방식의 데이터 송수신에서의 SCO logical transport는 마스터 디바이스와 특정 슬레이브 디바이스 간의 대칭적인 지점 간 전송일 수 있다. SCO 링크에 기초한 송수신은 음성 통신에 바람직하게 사용될 수 있다.
도 10은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 10은 ACL(Asynchronous Connection-Less) 링크(link)에 기초한 BR/EDR 방식의 데이터 송수신 방법의 예시에 관한 것이다. ACL 링크에 기초한 BR/EDR 방식의 데이터 송수신의 경우, 마스터 디바이스는 SCO logical transport를 위해 예약되지 않은 슬롯에서, 슬롯 별로 모든 슬레이브 디바이스와 데이터 패킷을 교환할 수 있다. ACL logical transport에 기초하여 (i) 마스터 디바이스와 (ii) 피코넷에 참여하는 모든 활성 슬레이브 간의 패킷 교환 연결이 제공될 수 있다. 또한, ACL 링크에 기초하여 비동기 및 등시 서비스가 모두 지원될 수 있다. ACL 링크에 기초하여 데이터를 송수신하는 두 장치 사이에는 단일 ACL logical transport만이 존재해야 한다. ACL 패킷의 경우, 데이터 무결성을 보장하기 위해 패킷 재전송이 적용될 수 있다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. BR/EDR 방식에서의 데이터 송수신의 경우, 게임 컨트롤러인 슬레이브 디바이스의 데이터 전송을 위해 비동기 채널(Asynchronous channel)이 사용되므로, 슬레이브 디바이스의 호스트(Host)에서 정한 폴링(Polling) 주기에 따라 슬레이브 디바이스의 컨트롤러(Controller)가 데이터를 전송하는 것이 보장되기 어렵다.
도 11에서, 1110 내지 1150은 각각 폴링 주기가 1.25ms, 2.5ms, 5ms, 10ms, 12.5ms인 경우를 나타낸다. 여기서, BR/EDR의 최소 슬롯 길이가 625us이므로, 폴(poll)과 데이터(data)를 전송하기 위한 슬롯의 길이의 합은 최소 625usx2=1.25ms가 될 수 있다. 최소 주기인 1.25ms 주기에 따라 폴과 데이터가 전송되는 경우, 마스터 디바이스는 1초에 800회 데이터를 전송할 수 있다. 그러나, 비동기(asynchronous) 전송 방식의 경우, Host에서 전송주기를 고정하더라도, Controller에서는 best effort 방식으로 전송하게 되므로, Air interface에서 일정한 시간 간격으로 데이터가 전송되기 어렵다. 즉, 도 11의 1110을 참조하면, 폴과 데이터가 1.25ms 주기로 전송되도록 설정되었지만, 폴과 데이터가 전송되지 않는 시간 공간이 발생하게 되고, 이로 인하여 jitter variation이 발생한다. 도 11의 1120 내지 1150을 참조하면, 다른 traffic을 사용하기 위해 2.5ms, 5ms, 10ms, 12.5ms 주기로 폴과 데이터가 전송될 수 있지만, 도 11의 1120 내지 1150의 경우도 도 1110과 동일한 문제가 존재함을 확인할 수 있다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 방법의 이해를 돕기 위한, 블루투스 저전력을 이용한 게임 컨텐츠 사용의 일 예를 나타낸 도이다.
1210: 도 12를 참조하면, 게임 컨트롤러인 슬레이브 디바이스는 게임 본체인 마스터 디바이스와 유선 또는 무선으로 연결되어 있다. 여기서, 마스터 디바이스는 PC 또는 게임기 등의 기기일 수 있다. 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스와 유선으로 연결된 경우, 두 디바이스는 USB 방식으로 연결되고, USB HID 규격에 따른 폴/데이터(Poll/Data) 전송방식을 따를 수 있다. 유선 USB 방식의 폴링 주기는 최소 1ms 부터 2ms, 5ms, 10ms 등으로 설정될 수 있다. 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스와 무선으로 연결된 경우, 두 디바이스는 블루투스(Bluetooth) 방식으로 연결되고, 블루투스 HID 규격에 따른 폴/데이터 전송방식을 따를 수 있다. 블루투스 방식의 폴링 주기는 최소 1.25ms 부터 2.5ms, 5ms, 10ms, 12.5ms 등으로 설정될 수 있다.
1220: 게임 컨트롤러인 슬레이브 디바이스에 대한 입력 지연(Input lag) 은 하드웨어적 요소인 (i) Sensing delay와 (ii) Polling delay와 소프트웨어적 요소인 (i) OS delay과 (ii) Game app delay에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 상기 Sensing delay는 마이크로 콘트롤러(MC)인 슬레이브 디바이스가 슬레이브 디바이스에 입력된 사용자 입력 값을 인식하는 데에 소요되는 시간을 의미한다. 또한, 상기 Polling delay는 사용자 입력 데이터가 슬레이브 디바이스로부터 USB나 Bluetooth를 통해 마스터 디바이스로 전송되는 데에 소요되는 시간을 의미한다. 또한, 상기 OS delay는 PC 또는 게임기 OS에서 콘트롤러 수신버퍼 값을 읽는 시간을 의미하며, 상기 Game app delay는 게임 SW에서 OS data를 읽어오는 데 걸리는 시간을 의미한다.
1230: 도 12의 1230을 참조하면, 무선 블루투스 방식의 경우, polling delay가 입력지연에 가장 큰 영향을 주는 것을 알 수 있다.
도 13은 본 명세서에서 제안되는 방법이 적용될 수 있는 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸 도이다. 도 13을 참조하면, 본 명세서에서 제안되는 방법이 적용될 수 있는 프로토콜 스택은 Physical Transport(s), Physical Channel(s), Physical link(s), Logical Transport(s), Logical link(s)로 구성될 수 있다. 본 명세서에서, Physical channel은 동기화된 Bluetooth 베이스밴드 호환 RF 호핑 시퀀스(a Synchronized Bluetooth Baseband-compliant RF hopping sequence)를 의미할 수 있다.
피코넷(Piconet)은 마스터 매개변수(클럭 및 BD_ADDR)에 의해 정의된 동일한 물리적 채널을 공유하는 Bluetooth 디바이스들의 집합(a set of Bluetooth devices sharing the same physical channel defined by the master parameters (clock and BD_ADDR))을 의미할 수 있다.
Physical link는 페이징을 사용하여 설정된 두 디바이스 간의 기저대역 레벨 연결일 수 있다. Physical link는 마스터 디바이스의 전송 슬롯과 슬레이브 디바이스의 전송 슬롯 사이에서 교대하는 물리적 채널의 전송 슬롯 시퀀스를 포함할 수 있다.
또한, LE 등시성 물리 채널은 PHY 채널의 의사 랜덤 시퀀스(pseudo-random sequence)와 마스터 또는 비연결형 브로드캐스터가 제공하는 3개의 추가 매개변수를 특징으로 할 수 있다. 첫 번째 매개변수는 PHY 채널 집합을 나타내는 채널 맵이며, 두 번째 매개변수는 PHY 채널의 전체 집합에 대한 인덱스로 사용되는 의사 난수(pseudo random number) 일 수 있다. 세 번째 매개변수는 첫 번째 데이터 패킷의 타이밍일 수 있다. CIS의 첫 번째 패킷의 타이밍은 CIS 설정 단계에서 마스터에 의해 연결된 ACL 연결에서 전송되는 링크 계층 메시지에 제공될 수 있다. BIS의 첫 번째 패킷의 타이밍은 BIS와 관련된 주기적 광고 이벤트에서 참조될 수 있다.
도 14는 본 명세서에서 제안되는 방법이 적용될 수 있는 프로토콜 스택에서 사용될 수 있는 데이터 패킷 포맷의 일 예를 나타낸 도이다. 도 14를 참조하면, 본 명세서에서 제안되는 방법이 적용될 수 있는 프로토콜 스택에서 사용될 수 있는 데이터 패킷 포맷은 프리앰블 필드, 액세스 어드레스 필드, PDU 헤더 필드, PDU 페이로드 필드, MIC, CRC 필드를 포함한다. 각 필드들의 용도는 도 14에 도시되어 있다.
도 15는 본 명세서에서 제안되는 방법이 적용될 수 있는 데이터 송수신 방법의 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 15는 LE 등시 채널(Isochronous channel)을 통한 데이터 전송 방법과 관련된 도이다. 도 15(a)는 CIS(Connected Isochronous channel)을 통한 유니캐스트 방식의 데이터 송신과 관련된 것이며, 도 15(b)는 BIS(Broadcast Isochronous channel)을 통한 브로드캐스트 방식의 데이터 송신과 관련된 것이며,
LE 등시 채널은 등시성을 보장하는 채널이며, LE 등시 채널을 통해 블루투스 디바이스의 호스트(Host)가 설정한 폴링(Polling) 주기에 따라서 블루투스 디바이스의 컨트롤러(Controller)가 데이터를 전송하는 것이 보장될 수 있다. BR/EDR 방식에서 정의되는 슬롯(slot)과 유사한 서브_인터벌(sub_interval)이 LE 등시 채널에서 사용될 수 있다.
CIS에 기초한 유니캐스트 채널의 서브_인터벌은 최소 400us 길이를 가지며, 30us 단위로 조정될 수 있다. BIS에 기초한 브로드캐스트 채널의 서브_인터벌은 최소 300us 길이를 가지며, 30us 단위로 조정될 수 있다.
ISO_인터벌(ISO_interval)은 전송 버퍼(buffer) 관리를 위해 서브_인터벌보다 긴 길이로 설정될 수 있다. ISO_인터벌 만큼의 시간이 경과하면, 전송 버퍼는 flush되고(비워지고) 새로운 데이터가 전송될 수 있다.
유니캐스트 방식의 데이터 전송의 경우, CIS(Connected Isochronous channel)을 사용하여 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간의 양방향 통신이 수행될 수 있다. CIS는 연결된 장치가 어느 방향으로든 등시 데이터가 전송될 수 있다. 데이터의 크기는 고정되거나 가변적일 수 있으며, 프레임이 있거나 프레임이 없을 수 있다. 등시 데이터는 CIS logical transport을 사용하여 LE-S 또는 LE-F 논리적 링크에서 전송될 수 있다. 각 CIS는 ACL과 연결되어야 한다. CIS의 경우, (i) 다양한 크기의 패킷 및 (ii) 각 등시성 이벤트에서 하나 이상의 패킷 전송이 지원되므로, 다양한 데이터 속도가 지원될 수 있다. 데이터 트래픽은 디바이스 간의 단방향 또는 양방향으로 송수신 될 수 있다. CIS의 경우, 패킷 전달의 신뢰성을 향상시키기 위한 acknowledgment 프로토콜이 정의될 수 있다.
브로드캐스트 방식의 데이터 전송의 경우, BIS(Broadcast Isochronous channel)을 사용하여 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간의 단방향 통신이 수행될 수 있다. 즉, 도 15의 (b)를 참조하면, 브로드캐스트 방식의 데이터 전송의 경우, 데이터는 (i) 슬레이브 디바이스로부터 마스터 디바이스로의 방향 또는 (ii) 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로의 방향만으로 브로드캐스트 될 수 있다. BIS는 디바이스가 등시 데이터를 전송할 수 있도록 하는 logical transport이다. 등시 데이터는 프레임이 있거나 프레임이 없을 수 있다. BIS의 경우, (i) 다양한 크기의 패킷 및 (ii) 각 등시성 이벤트에서 하나 이상의 패킷 전송이 지원되므로, 다양한 데이터 속도가 지원될 수 있다. 데이터 트래픽은 브로드캐스팅(broadcasting) 장치에서 단방향으로 수행될 수 있다. 이로 인해, BIS의 경우, acknowledgment 프로토콜이 정의되지 않음, 브로드캐스트 등시 트래픽은 본질적으로 신뢰성이 보장되기 어렵다. BIS의 경우, 패킷 전달의 신뢰성을 향상시키기 위해 BIS는 다중 재전송이 지원될 수 있다.
LE 등시(Isochronous) 채널의 경우, 데이터 송수신의 등시성이 보장되고, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간 데이터 송수신을 위한 타이밍이 공유되므로, 비동기(asynchronous) 채널에서 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간 데이터 송수신을 위한 타이밍 동기화를 위해 필요했던 마스터 폴(Master poll)이 슬레이브 디바이스에게 전송될 필요가 없다.
도 16은 본 명세서에서 제안되는 방법이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
S1610: 먼저, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스는 서로를 발견하고, 연결을 형성할 수 있다.
S1620: 다음, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스는 등시 데이터 전송을 위한 연결을 형성할 수 있다. 이 때, 등시 데이터 전송을 위한 연결은 유니캐스트(unicast) CIS일 수 있다.
S1630: 이후, 게임 컨트롤러인 슬레이브 디바이스는 사용자의 입력 데이터 (예를 들어, 컨트롤러 버튼 입력, 조이스틱 입력 등)가 있는 경우, 슬레이브 데이터 전송 구간에서 통지(Notification) 방식에 기초하여 마스터 디바이스로 데이터를 전송할 수 있다. 이 때, 슬레이브 디바이스의 컨트롤러(controller)에서 슬레이브 데이터 전송 타이밍을 알고 있기 때문에 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 poll을 전송하지 않을 수 있다. 따라서, 슬레이브 디바이스는 마스터 디바이스로부터의 poll 수신 없이, 사용자의 입력 데이터가 있는 경우, 상기 입력 데이터를 마스터 디바이스로 전송할 수 있다. 반대로, 슬레이브 디바이스는 사용자의 입력 데이터가 없는 경우, 마스터 디바이스로부터의 poll 수신 없이, 슬레이브 데이터 전송 구간에서 마스터 디바이스로의 데이터 전송은 수행되지 않을 수 있다. 이와 같은 방식을 통해, 슬레이브 디바이스는 마스터 디바이스로부터의 데이터(poll) 수신을 위한 Rx 버퍼를 관리하지 않아도 되는 효과가 있다. 또한, 마스터 디바이스는 Poll 전송 후, 한 서브_인터벌(sub_interval) 내에서 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 전송한 데이터의 수신에 대한 timeout을 관리하지 않아도 되는 효과가 있다.
도 17은 슬레이브 디바이스의 등시 데이터 전송의 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 17은 하나의 슬레이브 디바이스에 사용자 입력이 입력되고, 입력된 사용자 입력에 대한 등시 데이터가 슬레이브 디바이스에 의해 LE 등시 채널 상으로 전송되는 동작의 일 예에 관한 것이다. 도 17에서, 1710은 사용자의 입력 데이터가 슬레이브 디바이스에 입력되는 동작을 나타내며, 1720은 입력 데이터를 슬레이브 디바이스가 LE 등시 채널 상으로 전송하는 동작을 나타낸다. 도 17에서, LE 등시 채널 상의 등시 데이터의 전송은 주기적으로 할당되는 전송 구간에 기초하여 수행된다. 상기 전송 구간은 (i) 마스터 디바이스에서 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 전송 구간(제 1 전송 구간)(1711) 및 (ii) 슬레이브 디바이스에서 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 전송 구간(제 2 전송 구간)(1721)을 포함한다.
도 17을 참조하면, 상기 전송 구간에서 사용자의 입력 데이터가 있는 경우, 슬레이브 디바이스는 상기 입력 데이터를 입력 받은 전송 구간에서 상기 입력 데이터에 대한 등시 데이터의 전송을 수행한다. 반대로, 상기 전송 구간에서 사용자의 입력 데이터가 없는 경우, 슬레이브 디바이스는 상기 입력 데이터를 입력 받은 전송 구간에서 상기 입력 데이터에 대한 등시 데이터의 전송을 생략한다.
이하에서, 도 18 및 도 19를 참조하여, 복수의 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스와 연결되어 등시 데이터를 전송하는 경우에 대해서 살펴보도록 한다.
(실시예 1)
본 실시예는 게임 컨트롤러인 슬레이브 디바이스가 2대 이상인 경우, 슬레이브 디바이스의 데이터 전송 구간을 슬레이브 디바이스 간에 교차하여 사용하도록 하는 방법에 관한 것이다. 본 실시예에서, 마스터 디바이스 및 마스터 디바이스와 연결된 슬레이브 디바이스들 각각에 대하여 설정되는 전송 구간은 동일한 형태일 수 있다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 슬레이브 디바이스의 등시 데이터 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 18은 2대의 슬레이브(120) 디바이스가 마스터 디바이스(110)로 등시 데이터를 전송하는 일 예에 관한 것이다. 도 18에서, 2대의 슬레이브 디바이스는 슬레이브 디바이스의 전송 구간을 교차하여 사용할 수 있다(1810). 도 18의 1810은 슬레이브 디바이스 측 각각의 베어러(Bearer)에서 슬레이브 디바이스들의 Controller Tx Queue에 Data가 보내지는 형태를 보여준다. 이러한 동작을 위해, 마스터 디바이스는 슬레이브 디바이스와 전송 timing을 공유하기 위해 모든 슬레이브 디바이스와 유니캐스트 연결을 형성한 상태일 수 있다. 도 18에서, 슬레이브 디바이스들의 Control 신호(등시 데이터)는 다중 MAC에 기초하여 전송될 수 잇다. 도 18의 1820은 Master측의 Bearer에서 Controller Rx Queue에 Data가 수신되는 형태를 보여준다. 설명의 편의를 위해, 도 18에서는 2대의 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스와 연결된 예시를 위주로 설명하였지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니고 2대보다 많은 수의 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스와 연결된 경우에도 상기 설명된 내용은 동일/유사하게 적용될 수 있다.
본 실시예에서, 데이터 전송 구간 전체에서, (i) 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 전송 구간(제 1 전송 구간)이 차지하는 비율과 (ii) 상기 전송 구간 전체에서 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 전송 구간(제 2 전송 구간)이 차지하는 비율은 동일하게 설정된다. 여기서, 제 1 전송 구간은, 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로부터 데이터를 수신하도록 설정된(데이터를 수신하기를 기대하는) 시간 구간으로 이해될 수 있다. 또한, 마스터 디바이스로 등시 데이터를 전송하는 슬레이브 디바이스가 2대 이상이므로, 마스터 디바이스와 연결된 슬레이브 디바이스들에 대하여 각각 서로 다른 전송 구간이 할당되는 것으로 이해될 수 있다. 여기서, 상기 서로 다른 전송 구간의 개수는 마스터 디바이스와 연결된 슬레이브 디바이스들의 수와 동일할 수 있다.
추가적으로, 슬레이브 디바이스는 마스터 디바이스로부터, 상기 서로 다른 전송 구간이 마스터 디바이스들과 연결된 슬레이브 디바이스들에 할당되는 방식에 대한 정보(전송 구간 할당 방식 정보)를 수신할 수 있다. 마스터 디바이스와 연결된 슬레이브 디바이스들이 등시 데이터를 전송하는 전송 구간은 각각 상기 전송 구간 할당 방식 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 마스터 디바이스와 연결된 복수의 슬레이브 디바이스들에게 각각 서로 다른 전송 구간이 할당되므로, 상기 복수의 슬레이브 디바이스들 각각이 모두 1회씩 데이터 전송 기회를 가질 수 있도록 상기 서로 다른 전송 구간으로 구성되는 특정 시간 구간이 설정될 수 있다. 이 때, 상기 특정 시간 구간은 주기적으로 반복되는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 특정 시간 구간 내에서 상기 서로 다른 전송 구간이 상기 복수의 슬레이브 디바이스들에 할당되는 방식은 항상 동일하도록 설정될 수 있다. 즉, 상기 특정 시간 구간 내에서 상기 서로 다른 전송 구간이 상기 복수의 슬레이브 디바이스들에 할당되는 방식은 상기 특정 시간 구간마다 동일하게 설정되는 것일 수 있다. 또 다른 실시 예로서, 상기 특정 시간 구간 내에서 상기 서로 다른 전송 구간이 상기 복수의 슬레이브 디바이스들에 할당되는 방식은 일정한 간격에 따라서 업데이트 될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 시간 구간 내에서 상기 서로 다른 전송 구간이 상기 복수의 슬레이브 디바이스들에 할당되는 방식은 상기 특정 시간 구간마다 변경될 수 있다. 이 때, 업데이트에 따라 변경되는 시간 구간 할당 방식은 랜덤하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 4대의 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스와 연결된 경우, 슬레이브 디바이스들에 대한 특정 기간 구간 내에서의 시간 구간 할당 방식은 (1-2-3-4) -> (2-1-4-3) -> (3-4-2-1)와 같이 일정 주기 마다 업데이트 될 수 있다. 특정 시간 구간 내에서 상기 서로 다른 전송 구간이 상기 복수의 슬레이브 디바이스들에 할당되는 방식이 일정 주기로 변경되는 경우, 게임에 참여하는 사용자들 간의 형평성이 보장될 수 있는 효과가 있다.
(실시예 2)
본 실시예는 마스터 디바이스에 설정되는 전송 구간은 실시예 1에서와 같되, 마스터 디바이스와 연결된 슬레이브 디바이스들 각각에 대해서 설정되는 전송 구간들은 서로 다른 형태로 정의하는 방법에 관한 것이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 슬레이브 디바이스의 등시 데이터 전송 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 18은 2대의 슬레이브(120) 디바이스가 마스터 디바이스(110)로 등시 데이터를 전송하는 일 예에 관한 것이다. 도 19에서, 2대의 슬레이브 디바이스는 동일한 전송 구간에서 등시 데이터를 전송하되, 2대의 슬레이브 디바이스 각각에 설정된 전송 구간을 서로 다른 형태로 정의될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 19의 1910은 마스터 디바이스에 설정된 전송 구간을 나타내고, 1920은 2대의 슬레이브 디바이스들 중 하나의 슬레이브 디바이스에 설정된 전송 구간을 나타내며, 1930은 나머지 하나의 슬레이브 디바이스에 설정된 전송 구간을 나타낸다. 도 19와 같이 전송 구간을 설정함으로써, 여러 대의 슬레이브 디바이스가 사용되더라도, 하나의 전송 구간 내에서 모든 슬레이브 디바이스의 전송이 수행되므로, 딜레이가 감소될 수 있는 효과가 있다. 즉, 마스터 디바이스는 하나의 서브 이벤트 내에서 모든 슬레이브 디바이스들로부터 등시 데이터를 수신할 수 있다.
본 실시예에서, 슬레이브 디바이스에 대하여, 슬레이브 디바이스의 전송 구간 전체에서 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로부터 데이터를 수신하기 위한 전송 구간(제 1 전송 구간)이 차지하는 비율과 (ii) 상기 전송 구간 전체에서 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 전송 구간(제 2 전송 구간)이 차지하는 비율은 서로 다르게 설정될 수 있다. 또한, (i) 상기 전송 구간 전체에서 상기 제 1 전송 구간이 차지하는 비율은 (ii) 상기 전송 구간 전체에서 상기 제 2 전송 구간이 차지하는 비율보다 클 수 있다.
복수의 슬레이브 디바이스들이 본 실시예에 따라 등시 데이터를 마스터 디바이스로 전송하는 경우, 상기 복수의 슬레이브 디바이스들 각각의 등시 데이터 전송은 하나의 전송 구간에서 수행될 수 있다. 이 때, (i) 상기 제 1 전송 구간과 (ii) 상기 제 2 전송 구간 간의 비율은 (i) 상기 복수의 슬레이브 디바이스들 각각에 대하여 서로 다른 값으로 설정될 수 있다.
추가적으로, 상기 복수의 슬레이브 디바이스들 각각은 상기 마스터 디바이스로부터, (i) 상기 제 1 전송 구간과 (ii) 상기 제 2 전송 구간 간의 비율에 대한 정보를 수신할 수 있다.
본 실시예에서, 마스터 디바이스에 대해서는 (i) 전송 구간 전체에서 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 전송 구간이 차지하는 비율과 (ii) 상기 전송 구간 전체에서 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로부터 데이터를 수신하기 위한 전송 구간이 차지하는 비율은 동일하게 설정될 수 있다. 이 때, 복수의 슬레이브 디바이스들 각각이 전송한 적어도 하나의 등시 데이터는 상기 마스터 디바이스에 설정된 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로부터 데이터를 수신하기 위한 전송 구간에서 수신될 수 있다.
유선 Contoller의 최소 Polling 간격이 1ms인 점을 고려할 때, 본 명세서에서 제안하는 방법에 따라 LE 등시(Isochronous) 채널이 사용되는 경우, 유선 Controller보다 빠른 Polling 간격이 확보될 수 있다. 또한, LE 등시 채널의 서브 이벤트는 30us 단위로 조절될 수 있으므로, 게임 요구 사항에 맞춰 Polling 간격을 조절하여 평균 Delay가 계산 될 수 있다. LE 등시 채널은 BR/EDR의 Async 채널과 달리 항상 일정한 시간에 Data가 전송됨을 기대할 수 있으므로, Jitter 변화량이 기존 BR/EDR보다 감소될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 제안되는 방법에 따르면, 마스터 디바이스는 슬레이브 디바이스로 Poll을 보내지 않아도 되고, 마스터 디바이스의 전송 구간에 다른 데이터가 전송될 수 있으므로, 데이터 전송효율이 기존 BR/EDR 방법 대비 2배로 향상될 수 있다. 추가적으로, 복수의 슬레이브 디바이스가 사용되는 경우에도, Delay가 증가되지 않고 한 대의 슬레이브 디바이스만이 사용되는 경우와 동일하게 유지될 수 있다.
도 20은 근거리 무선 통신 기술을 이용한 오디오 데이터 전송 방식의 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 20은 블루투스 BR/EDR에 기초한 오디오 데이터 전송 방식에 관한 것이다. 도 20을 참조하면, 블루투스 BR/EDR에 기초한 오디오 데이터 전송은, (1) 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로 다섯 개의 오디오 데이터(2001)가 전송되고, (2) 슬레이브 디바이스로부터 마스터 디바이스로 ACK(2003)이 전송되는 형태인 DH5 방식에 기초하여 수행됨을 알 수 있다.
블루투스 BR/EDR에 기초한 오디오 데이터 전송의 경우, 마스터 디바이스/슬레이브 디바이스의 Buffer 관리를 위해 전체 BW(bandwidth) 구간의 길이(100ms, 500ms, 1sec)를 어떻게 설정할 지와 관련된 특정한 기준이 존재하지 않는다는 문제가 있다. 또한, 블루투스 BR/EDR에 기초한 오디오 데이터 전송의 경우, 오디오 데이터는 비동기(Asynchronous) 채널의 DH5 방식에 기초하여 수행되나, 실제 Air 인터페이스에서 다섯 개의 오디오 데이터와 ACK으로 구성된 DH5가 어떻게 배치될 지 여부가 정확히 예측될 수 없다는 문제점이 존재한다. 즉, 마스터 디바이스의 컨트롤러(Controller)는 호스트(Host)의 명령을 받아 채널상황, 버퍼상황에 따라 asynchronous하게 패킷을 보내는데, 도 20의 (a)와 같이 모든 DH5가 연속으로(인접하게) 전송될 수 있고, 도 20의 (b)와 같이 버퍼 여유에 따라 불규칙한 간격으로 전송될 수 있으며, 도 20의 (c)와 같이, 등간격으로(주기적으로) 전송될 수 있다. 도 20의 (c)에 도시된 오디오 데이터 전송 방식은 블루트스 LE 등시(Isochronous) 채널에서의 등시 데이터 전송 방식과 유사할 수 있다.
도 21은 근거리 무선 통신 기술을 이용한 오디오 데이터 전송 방식의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 21은 블루투스 BR/EDR에 기초한 오디오 데이터 전송과 폴(poll)/데이터 송수신이 함께 수행되는 방식에 관한 것이다. 도 21은 하나의 마스터 디바이스와 두 개의 슬레이브 디바이스로 구성된 피코넷에서의 오디오 데이터 전송과 폴(poll)/데이터 송수신을 예시한다. 여기서 상기 두 개의 슬레이브 디바이스는 각각 콘트롤러와 헤드셋일 수 있다. 하나의 마스터 디바이스가 제어하는 피코넷(Piconet)에서 오디오 데이터 패킷인 DH5가 지원되기 위해서는, Joystick/controller polling period가 5ms 이상이어야 한다. 즉, 마스터 디바이스가 Joystick/controller인 슬레이브 디바이스로 폴을 전송하고, 콘트롤 데이터를 수신하기 위한 시간(625us*2)과 마스터 디바이스가 5개의 오디오 데이터를 슬레이브 디바이스로 전송하고, 이에 대한 ACK을 수신하기 위한 시간(625us*6)의 합이 5ms에 해당하므로, Joystick/controller polling period가 5ms 이상이어야 할 수 있다. 그런데, 오디오 데이터 패킷은 비동기 채널(Asynchronous channel)을 사용하여 전송되기 때문에, DH5 패킷의 정확한 전송 시점이 예측될 수 없다. 따라서, 버퍼(buffer) 길이가 크게 설정되어야 하며, 이로 인해 Joystick/controller인 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 전송하는 콘트롤 데이터의 시간 지연이 발생한다.
BR/EDR 표준 코덱인 SBC 1채널을 4096 바이트 샘플링(Byte sampling)하여 ¼ 압축하면 오디오 데이터 패킷의 크기는 1024바이트가 된다. DH5의 최대 크기는 226 바이트이므로 하나의 채널 당 5개의 DH5 패킷 필요할 수 있다(226 * 5 = 1130 > 1024). 오디오 데이터 전송 프로파일 표준인 A2DP에 따르면, Left, right 2개의 채널이 하나의 조인트 스테레오(Joint stereo)로 전송되며, L/R 스테레오 보다 20~30% 코딩 이득(coding gain)이 획득될 수 있다. L/R 스테레오의 하나의 샘플이 전송되기 위해, 8개 정도의 DH5 패킷이 필요한데, 상기 8개의 DH5 패킷의 전송 배열은 정확한 예측이 되지 않으므로, 버퍼 길이가 충분히 크게 설정되어야 할 수 있다. Audio 전송 프로토콜 표준인 AVDTP는 RTP를 사용하며, 패킷 전송의 QoS를 보장하기 위해 FEC 메커니즘이 사용된다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는 오디오 데이터 전송 방법이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 22의 (a)는 블루투스 BR/EDR에 기초한 오디오 데이터 전송의 일 예를 나타낸 도이다. 도 22의 (a)에서, 하나의 마스터 디바이스와 4개의 슬레이브 디바이스가 하나의 피코넷을 구성한다. 여기서, 상기 마스터 디바이스는 상기 4개의 슬레이브 디바이스들 중 2개의 슬레이브 디바이스로 오디오 데이터를 전송하고, 나머지 2개의 슬레이브 디바이스로부터 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 수신한다. 상기 마스터 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 2개의 슬레이브 디바이스는 헤드셋일 수 있고, 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 수신하는 2개의 슬레이브 디바이스는 게임 컨트롤러일 수 있다. 상기 오디오 데이터 전송 및 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터의 수신은 유니캐스트 방식으로 수행될 수 있다. 도 22(a)의 2211을 참조하면, 마스터 디바이스가 오디오 데이터를 유니캐스트 방식으로 전송하고, 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터도 유니캐스트 방식으로 수신하게 되어, BW(bandwidth)가 부족하게 되고, 오디오 데이터와 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터 간의 데이터 패킷 간격이 불규칙함을 확인할 수 있다.
도 22의 (b)는 본 명세서에서 제안하는 블루투스 LE 등시 채널에 기초한 오디오 데이터 전송의 일 예를 나타낸 도이다. 도 22의 (b)에서, 하나의 마스터 디바이스와 4개의 슬레이브 디바이스가 하나의 피코넷을 구성한다. 여기서, 상기 마스터 디바이스는 상기 4개의 슬레이브 디바이스들 중 2개의 슬레이브 디바이스로 오디오 데이터를 전송하고, 나머지 2개의 슬레이브 디바이스로부터 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 수신한다. 상기 마스터 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 2개의 슬레이브 디바이스는 헤드셋일 수 있고, 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 수신하는 2개의 슬레이브 디바이스는 게임 컨트롤러일 수 있다. 상기 오디오 데이터 전송은 브로드캐스트 방식으로 수행되고, 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터의 수신은 유니캐스트 방식으로 수행될 수 있다. 도 22(b)에서, 마스터 디바이스가 오디오 데이터는 브로드캐스트 방식으로 전송하고, 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는 유니캐스트 방식으로 수신하게 되어, 오디오 데이터와 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터 간의 데이터 패킷 간격이 규칙적이고, 레이턴시(Latency)가 감소할 수 있다. 또한, 도 22(b)의 2221을 참조하면, BW(bandwidth)가 효율적으로 사용되어, 여유 BW가 존재하게 됨을 확인할 수 있다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 오디오 데이터 전송 방법의 이해를 돕기 위한 예시를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 23은 블루투스 BR/EDR에 기초한 마스터 디바이스의 (i) 오디오 데이터 전송 및 (ii) 슬레이브 디바이스로부터의 콘트롤 데이터 수신 방법에 관한 것이다. 도 23에서, 하나의 마스터 디바이스와 4개의 슬레이브 디바이스가 하나의 피코넷을 구성한다. 여기서, 상기 마스터 디바이스는 상기 4개의 슬레이브 디바이스들 중 2개의 슬레이브 디바이스로 오디오 데이터를 전송하고, 나머지 2개의 슬레이브 디바이스로부터 사용자 입력에 기초하여 생성된 컨트롤 데이터를 수신한다. 상기 오디오 데이터와 컨트롤 데이터는 모두 유니캐스트 방식에 기초하여 송수신될 수 있다.
도 23을 참조하면, p1은 슬레이브 디바이스인 joy1의 컨트롤 데이터(c1) 전송 타이밍을 지시하기 위한 폴(poll)을 나타내고, p2은 슬레이브 디바이스인 joy2의 컨트롤 데이터(c2) 전송 타이밍을 지시하기 위한 폴(poll)을 나타낸다. p1을 수신한 슬레이브 디바이스 joy1은 이에 대한 응답으로 사용자 입력에 기초하여 생성된 컨트롤 데이터(c1)을 마스터 디바이스로 유니캐스트 방식에 기초하여 전송할 수 있다. 또한, p2을 수신한 슬레이브 디바이스 joy2는 이에 대한 응답으로 사용자 입력에 기초하여 생성된 컨트롤 데이터(c2)을 마스터 디바이스로 유니캐스트 방식에 기초하여 전송할 수 있다.
도 23에서, LR은 슬레이브 디바이스인 Headset 1 및 Headset 2로 전송되는 오디오 데이터를 나타낸다. 도 23의 마스터 디바이스의 p1 및 p2 전송 타이밍을 참조하면, p1 및 p2 사이에 오디오 데이터를 전송하기 위한 buffer 시간이 충분히 설정되어 있음을 알 수 있다. 도 23의 2310을 참조하면, 도 23에서의 오디오 데이터 전송 및 컨트롤 데이터 수신 방법에 따르면, buffer 시간으로 인해 BW가 부족하게 되어, 슬레이브 디바이스인 Headset 2는 오디오 데이터를 수신하지 못하는 상황이 발생할 수 있다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 오디오 데이터 전송 방법이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 도 24에서, 하나의 마스터 디바이스와 4개의 슬레이브 디바이스가 하나의 피코넷을 구성한다. 여기서, 상기 마스터 디바이스는 상기 4개의 슬레이브 디바이스들 중 2개의 슬레이브 디바이스(Headset1, Headset2)로 오디오 데이터를 전송하고, 나머지 2개의 슬레이브 디바이스(Joy1, Jot2)로부터 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 수신한다. 상기 마스터 디바이스가 오디오 데이터를 전송하는 2개의 슬레이브 디바이스는 헤드셋일 수 있고, 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 수신하는 2개의 슬레이브 디바이스는 게임 컨트롤러일 수 있다. 상기 오디오 데이터 전송은 브로드캐스트 방식으로 수행되고, 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터의 수신은 유니캐스트 방식으로 수행될 수 있다. 도 24에서, 마스터 디바이스가 오디오 데이터는 브로드캐스트 방식으로 전송하고, 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는 유니캐스트 방식으로 수신하게 되어, 오디오 데이터와 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터 간의 데이터 패킷 간격이 규칙적이고, 레이턴시(Latency)가 감소할 수 있다.
도 24의 2420을 참조하면, 마스터 디바이스는 적어도 하나의 제 1 슬레이브(slave) 디바이스(Headset1, Headset2)로, 상기 오디오 데이터를 브로드캐스트(broadcast) 방식에 기초하여 전송할 수 있다. 도 24의 2430을 참조하면, 상기 마스터 디바이스는 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스(Joy1, Joy2)로부터, 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 유니캐스트(unicast) 방식에 기초하여 수신할 수 있다. 이 때, (i) 상기 오디오 데이터의 전송 및 (ii) 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터의 수신은, 도 22의 (b)의 2223에 도시된, (i) 상기 오디오 데이터의 전송 및 (ii) 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터의 수신을 위해 주기적으로 할당된 적어도 하나의 시간 구간에 기초하여 수행될 수 있다. 여기서, 상기 적어도 하나의 시간 구간 각각은 (i) 상기 오디오 데이터의 전송을 위한 제 1 시간 구간(도 22의 (b)의 2223-1) 및 (ii) 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터의 수신을 위한 제 2 시간 구간(도 22의 (b)의 2223-2)을 포함할 수 있다.
다시 도 24로 돌아와서, 2420을 참조하면, 마스터 디바이스는 상기 적어도 하나의 시간 구간의 시간 길이에 기초하여, 오디오 데이터를 분할(divide)하여 적어도 하나의 서브-오디오 데이터(sub-audio data)를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 적어도 하나의 서브-오디오 데이터는 상기 적어도 하나의 시간 구간 중 상기 적어도 하나의 서브-오디오 데이터의 개수와 동일한 특정 개수의 시간 구간에서 전송될 수 있다. 즉, 상기 적어도 하나의 서브-오디오 데이터 각각은 상기 특정 개수의 시간 구간 중 하나의 시간 구간에서 전송될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 서브-오디오 데이터 각각이 전송되는 상기 특정 개수의 시간 구간은 도 22의 (b) 2223과 같이, 시간 영역에서 연속하게 할당될 수 있다. 즉, 도 22의 (b)를 참조하면, 적어도 하나의 서브-오디오 데이터(LR) 각각은 연속한 시간 구간(12/34/56/78)에서 각각 전송될 수 있다. 이 때, 상기 적어도 하나의 서브-오디오 데이터 각각은 상기 하나의 시간 구간의 상기 제 1 시간 구간(도 22의 (b) 2223-1)에서 전송될 수 있다. 그리고, 사용자 입력에 기초하여 생성된 슬레이브 디바이스의 데이터는 상기 하나의 시간 구간의 상기 제 2 시간 구간(도 22의 (b) 2223-2)에서 전송될 수 있다. 상기 제 1 시간 구간은 기존 블루투스 BR/EDR 방법에서 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 폴(poll)을 전송하는 시간 구간이 브로드캐스트 방식에 기초한 오디오 데이터 전송에 사용되는 형태일 수 있다.
도 22의 (b)의 2221을 참조하면, (i) 상기 서브-오디오 데이터가 모두 전송된 후, (ii) 새로운 오디오 데이터가 생성되기 전에는 상기 사용자 입력에 기초한 데이터만이 상기 적어도 하나의 시간 구간 중 상기 특정 개수의 시간 구간 이후의 시간 구간에서 전송될 수 있다. 상기 적어도 하나의 시간 구간 각각은 주파수 호핑(frequency hopping)이 수행되는 시간 단위일 수 있다.
(실시예 3)
본 실시예는 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신을 위한 하나의 시간 구간에서 (i) 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 (ii) 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로부터의 데이터 수신이 모두 수행되도록 시간 구간을 설정하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 실시예에서, 상기 하나의 시간 구간은 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함하고, 상기 하나의 서브 시간 구간에서 (i) 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 (ii) 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로부터의 데이터 수신이 모두 수행될 수 있다. 여기서, 상기 시간 구간은 ISO(Isochronous) 인터벌(Interval)일 수 있고, 상기 서브 시간 구간은 서브 인터벌(Sub interval)일 수 있다.
도 25는 블루투스 등시 채널(Isochronous channel)을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 일 예를 나타낸 도이다.
도 25에서, 등시 채널(Isochronous channel)을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간은 하나의 시간 구간(ISO Interval)(2510) 전체 중 일부만을 서브 시간 구간(Sub interval)(2520)으로 사용하고, 나머지 시간 구간은 데이터를 전송을 위해 비워 둔 구조로 정의된다. 보다 구체적으로, 도 25에서, 시간 구간(2510)은 2개의 서브 시간 구간(2520)을 포함하고, 나머지 구간은 데이터 전송을 위해 비워둔 구조로 정의된다. 여기서, 상기 시간 구간 중 서브 시간 구간으로 사용되는 일부의 구간에는 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 1 시간 구간(2521) 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 ACK 전송을 위한 제 2 시간 구간(2522)이 포함될 수 있다. 이 때, 제 1 시간 구간에서 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로 전송되는 데이터는 오디오 데이터일 수 있고, 상기 오디오 데이터는 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 전송하는 ACK보다 상대적으로 큰 크기를 갖는 데이터일 수 있다.
도 25에서, 시간 구간(2510) 단위로 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간의 버퍼 관리(buffer management)가 수행되고, 마스터 디바이스는 FT(Flush Timeout) 파라미터에 기초하여 시간 구간(2510)의 n배 시간만큼 에러(error) 복구를 위해 데이터를 저장할 수 있다.
상기 시간 구간(2510)에 기초한 데이터 송수신을 위해 상기 FT 파라미터 외에도 아래의 파라미터가 정의될 수 있다.
NSE(Number of Sub Event): 시간 구간(2510)에서 전송되는 서브 이벤트의 개수이며, 서브 시간 구간(Sub Interval)(2520)의 개수와 동일한 값을 가질 수 있음.
BN(Burst Number): 시간 구간(2510)에서 전송되는 신규 이벤트의 개수.
FT(Flush Timeout): 송신단이 데이터를 버퍼에서 관리하는 ISO 시간. FT는 시간 구간(2510) 단위로 정의되며, FT의 값이 0이면 하나의 시간 구간(2510) 내에서 데이터 전송의 성공 여부와 상관없이 송신단은 전송 버퍼를 비움.
NSE의 값은 항상 BN보다 크거나 같은 값을 가지며, BN의 값의 배수가 된다. 또한, NSE와 BN의 배수비는 에러 복구에 사용되는 시간 구간(2510)의 개수가 된다.
도 26은 블루투스 등시 채널(Isochronous channel)을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 26은 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 폴(poll)을 전송하고, 슬레이브 디바이스는 수신된 폴에 기초하여 마스터 디바이스로 데이터를 전송하는 경우에 관한 예시를 나타낸다. 여기서, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스는 블루투스 게이밍(gaming) 서비스를 제공받는 디바이스일 수 있으며, 상기 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 전송하는 데이터는 블루투스 게이밍 서비스와 관련된 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터일 수 있다. 또한, 상기 슬레이브 디바이스는 게임 컨트롤러 디바이스일 수 있다.
도 26의 예시에서, 등시 채널(Isochronous channel)을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간은 하나의 시간 구간(ISO Interval)(2610)의 전체 구간을 서브 시간 구간(Sub interval)(2620)으로 사용하는 구조로 정의된다. 상기 시간 구간(2610)의 전체 구간에 걸쳐서 포함되는 서브 시간 구간(2620)은 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다. 여기서, 상기 서브 시간 구간(2620)은 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 폴 전송을 위한 제 1 시간 구간(2621) 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 2 시간 구간(2622)을 포함할 수 있다. 여기서, 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 전송하는 폴은 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 전송하는 데이터보다 상대적으로 작은 크기를 갖는 데이터일 수 있다.
도 26에서와 같은 구조로 시간 구간(26210)이 정의되는 이유는, 상기 시간 구간(2610)이 블루투스 게이밍(gaming) 서비스 제공을 위해 정의되는 경우 슬레이브 디바이스는 항상 일정한 주기에 따라서 데이터가 입력될 수 있도록 준비되어야 하기 때문이다. 다시 말해, 오디오 데이터는 에러 발생 시 복구를 위한 시간적 여유가 있지만, 빠른 주기(1ms, 2ms …)로 입력되는 사용자 입력에 기초한 데이터(Game Data)는 일정 시간 내에 처리되지 못하는 경우 에러를 복구하는 것 보다 처리되지 못한 데이터를 드롭하는 것이 전체 Transport 관리 측면에서 유리할 수 있다. 따라서, 게이밍 데이터(Gaming Data)의 경우, 게이밍 데이터 전송을 위한 시간 구간(ISO interval) 데이터 전송의 신뢰성보다는 실시간성을 우선하여 설계되어야 한다. 이에 따라, FT를 1 이상의 값으로 두어 송신단의 버퍼를 관리할 필요가 없을 수 있다.
도 27은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 27은 하나의 서브 시간 구간에서 (i) 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 (ii) 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로부터의 데이터 수신이 모두 수행되는 방법의 일 예에 관한 것이다. 도 27에서, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신은 유니캐스트 방식에 기초하여 수행될 수 있다. 여기서, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스는 블루투스 게이밍(gaming) 서비스를 제공받는 디바이스일 수 있으며, 한 명의 플레이어가 게이밍 서비스에 참여하고 있을 수 있다. 또한, 상기 마스터 디바이스가 상기 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는 햅틱 피드백(haptic feedback) 데이터 및 오디오 데이터를 포함할 수 있고, 상기 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 전송하는 데이터는 블루투스 게이밍 서비스와 관련된(서비스의 조작을 위한) 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터/컨트롤 데이터(control data)일 수 있다. 이 때, 상기 슬레이브 디바이스는 게임 컨트롤러 디바이스일 수 있다.
도 27에서, 시간 구간(ISO Interval)의 전체 구간이 서브 시간 구간(Sub interval)(2710)으로 사용될 수 있다. 상기 서브 시간 구간(2710)은 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 1 시간 구간(2711) 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 2 시간 구간(2713)을 포함할 수 있다. 제 2 시간 구간(2713)의 경우, 해당 시간 구간에서 사용자 입력에 기초한 데이터가 존재하는 경우에만 데이터 전송이 수행될 수 있다. 또한, 서브 시간 구간(2710)의 길이는 전송되는 데이터의 크기에 따라 가변적으로 정의될 수 있다. 즉, 데이터의 크기가 작은 경우 서브 시간 구간(2710)은 길이는 짧을 수 있고, 반대의 경우 서브 시간 구간(2720)의 길이는 길어질 수 있다.
도 28은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 28은 하나의 서브 시간 구간에서 (i) 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 (ii) 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로부터의 데이터 수신이 모두 수행되는 방법의 일 예에 관한 것이다. 도 28에서, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신은 유니캐스트 방식에 기초하여 수행될 수 있다. 여기서, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스는 블루투스 게이밍(gaming) 서비스를 제공받는 디바이스일 수 있으며, 두 명의 플레이어가 게이밍 서비스에 참여하고 있을 수 있다. 또한, 상기 마스터 디바이스가 상기 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는 햅틱 피드백(haptic feedback) 데이터 및 오디오 데이터를 포함할 수 있고, 상기 슬레이브 디바이스가 마스터 디바이스로 전송하는 데이터는 블루투스 게이밍 서비스와 관련된(서비스의 조작을 위한) 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터/컨트롤 데이터(control data)일 수 있다. 이 때, 상기 슬레이브 디바이스는 게임 컨트롤러 디바이스일 수 있다.
도 28에서, 시간 구간(ISO Interval)의 전체 구간이 서브 시간 구간(Sub interval)(2810 및 2820)으로 사용될 수 있다. 상기 서브 시간 구간(2810 및 2820) 각각은 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 1 시간 구간(2811/2821) 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 2 시간 구간(2813/2823)을 포함할 수 있다. 제 2 시간 구간(2813/2823)의 경우, 해당 시간 구간에서 사용자 입력에 기초한 데이터가 존재하는 경우에만 데이터 전송이 수행될 수 있다. 도 28의 경우, 두 명의 플레이어가 각각 콘트롤러(슬레이브 디바이스)를 하나의 게임 기기(마스터 디바이스)에 연결하여 사용하는데, 각각의 콘트롤러(슬레이브 디바이스)에 할당되는 시간은 도 27에서 슬레이브 디바이스에 할당되는 시간의 반이 된다. 하나의 시간 구간(ISO interval)에 포함되는 서브 시간 구간(2810 및 2820)의 개수는 게이밍 서비스에 참여하는 플레이어의 수와 동일할 수 있다. 또한, 한 명의 플레이어 당 하나의 슬레이브 디바이스가 사용되는 경우, 하나의 시간 구간(ISO interval)에 포함되는 서브 시간 구간(2810 및 2820)의 개수는 슬레이브 디바이스의 개수와 동일할 수 있다.
도 29는 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 29는 오디오 데이터를 전송하기 위한 시간 구간(2910)과 사용자 입력에 기초한 데이터를 전송하기 위한 시간 구간(2930)이 별도로 정의되는 예시에 관한 것이다. 도 29에서, 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로의 오디오 데이터 전송과 슬레이브 디바이스로부터 마스터 디바이스로의 데이터 전송은 유니캐스트 방식에 기초하여 수행될 수 있다. 이 때, 오디오 데이터 전송을 위한 CIS 채널과 사용자 입력에 기초한 데이터 전송을 위한 CIS 채널이 별도로 형성되며, 상기 데이터들은 별도의 주파수 호핑 시퀀스(Frequency Hopping Sequence)에 기초하여 독립적으로 전송된다. 오디오 데이터를 전송하기 위한 시간 구간(2910)은 시간 구간(ISO Interval)(2910) 전체 중 일부만을 서브 시간 구간(Sub interval)(2920)으로 사용하고, 나머지 시간 구간은 데이터를 전송을 위해 비워 둔 구조로 정의된다. 보다 구체적으로, 도 29에서, 시간 구간(2910)은 2개의 서브 시간 구간(2920)을 포함하고, 나머지 구간은 데이터 전송을 위해 비워둔 구조로 정의된다. 여기서, 상기 시간 구간 중 서브 시간 구간으로 사용되는 일부의 구간에는 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 1 시간 구간(2921) 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 ACK 전송을 위한 제 2 시간 구간(2922)이 포함될 수 있다. 또한, 사용자 입력에 기초한 데이터를 전송하기 위한 시간 구간(2930)은 상기 시간 구간(2920)의 전체 구간에 걸쳐서 포함되는 서브 시간 구간(2940)을 포함한다. 여기서, 상기 서브 시간 구간(2940)은 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 폴 전송을 위한 제 1 시간 구간(2941) 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 2 시간 구간(2943)을 포함할 수 있다.
도 30은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 30은 하나의 시간 구간(3010)에 포함된 적어도 하나의 서브 시간 구간(3020) 각각에서 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 사용자 입력에 기초한 데이터의 전송이 모두 수행되는 예시에 관한 것이다. 여기서, 상기 시간 구간(3010)은 주기적으로 할당될 수 있다. 도 30에서, 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송과 슬레이브 디바이스로부터 마스터 디바이스로의 데이터 전송은 유니캐스트 방식에 기초하여 수행될 수 있다. 이 때, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스는 하나의 CIS 채널을 통해서 데이터를 송수신 할 수 있다.
시간 구간(ISO Interval)(3010)은 시간 구간의 전체 구간이 서브 시간 구간(Sub interval)(3020)으로 사용될 수 있다. 상기 서브 시간 구간(3020)은 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 1 시간 구간(3021) 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 2 시간 구간(3023)을 포함할 수 있다. 제 2 시간 구간(3023)의 경우, 해당 시간 구간에서 사용자 입력에 기초한 데이터가 존재하는 경우에만 데이터 전송이 수행될 수 있다. 상기 제 1 시간 구간(3021)에서 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 오디오 데이터일 수 있다. 또한, 상기 제 2 시간 구간(3023)에서 상기 마스터 디바이스가 상기 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 사용자 음성 인식에 기초하여 생성된 챗 입력(chat input) 데이터일 수 있다. 또한, 상기 제 1 시간 구간(3021)에서 상기 마스터 디바이스가 상기 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 햅틱 피드백(haptic feedback) 데이터일 수 있다. 또한, 상기 제 2 시간 구간(3023)에서 상기 마스터 디바이스가 상기 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스의 조작을 위한 컨트롤 데이터(control data)일 수 있다. 상기 오디오 데이터와 상기 컨트롤 데이터는 하나의 Sub Event로 조합될 수 있다. 즉, 상기 오디오 데이터와 상기 컨트롤 데이터는 하나의 CIS 채널로 조합될 수 있다. 상기 오디오 데이터와 상기 컨트롤 데이터가 하나의 CIS 채널로 조합됨으로써, 상기 오디오 데이터와 상기 컨트롤 데이터 간의 Sync가 맞추어질 수 있다. 상기 오디오 데이터와 상기 컨트롤 데이터의 전송 방향이 서로 반대이므로, 상기 오디오 데이터와 상기 컨트롤 데이터는 하나의 Sub event를 구성될 수 있다. 상기 오디오 데이터와 상기 컨트롤 데이터를 하나의 Sub event로 구성함으로써, 상기 오디오 데이터와 상기 컨트롤 데이터 각각을 별개의 Sub Event로 구성하는 경우와 대비해서 데이터 전송 타이밍 관리가 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.
하나의 시간 구간에서 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 모두 수행하기 위해서, 앞서 도 30에서 설명한 유니캐스트 방식에 기초한 서브 시간 구간(ISO interval) 조합뿐 아니라, 유니캐스트 방식과 브로드캐스트 방식의 조합에 기초한 시간 구간 조합이 가능할 수 있다. 보다 구체적으로, 하나의 시간 구간은 (i) 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 브로드캐스트 방식에 기초한 서브 시간 구간 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 유니캐스트 방식에 기초한 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함할 수 있다. 즉, 브로드캐스트와 유니캐스트를 묶어 하나의 그룹이 만들어질 수 있다. 이 때, 마스터 디바이스에서 슬레이브 디바이스로 전송되는 데이터와 슬레이브 디바이스에서 마스터 디바이스로 전송되는 데이터 간의 동기화를 위한 Hybrid Isochronous Group(HIG)이 정의될 수 있다. 상기 HIG는 브로드캐스트 서브 이벤트 및 유니캐스트 서브 이벤트를 포함할 수 있고, 브로드캐스트 서브 이벤트 및 유니캐스트 서브 이벤트는 서로 주파수 호핑 시퀀스 타이밍을 공유할 수 있다. 마스터 디바이스에서 슬레이브 디바이스로 전송되는 데이터는 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 오디오 데이터일 수 있으며, 슬레이브 디바이스에서 마스터 디바이스로 전송되는 데이터는 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터일 수 있다. 상기 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터는 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스 조작을 위한 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터일 수 있다.
하나의 시간 구간(ISO interval)에 (i) 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 브로드캐스트 방식에 기초한 서브 시간 구간 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 유니캐스트 방식에 기초한 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함되도록 시간 구간을 정의함으로써, 높은 품질의 오디오 데이터 전송이 보장될 수 있고, 주기적인 컨트롤 데이터 전송도 보장될 수 있다.
도 31은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 31은 하나의 시간 구간에서 (i) 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 (ii) 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로부터의 데이터 수신이 모두 수행되는 방법의 일 예에 관한 것이다. 도 31에서, 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신은 브로드캐스트 방식 및 유니캐스트 방식 모두에 기초하여 수행될 수 있다. 여기서, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스는 블루투스 게이밍(gaming) 서비스를 제공받는 디바이스일 수 있으며, 한 명의 플레이어가 게이밍 서비스에 참여하고 있을 수 있다. 도 31에서, 시간 구간(ISO Interval)의 전체 구간이 서브 시간 구간(Sub interval)(3110 및 3120)으로 사용될 수 있다. 특히, 시간 구간에 포함된 서브 시간 구간들(3110 및 3120)들 중, 하나의 서브 시간 구간(3110)은 브로드캐스트 방식에 기초한 데이터 전송을 위해 사용되고, 나머지 하나의 서브 시간 구간(3220)은 유니캐스트 방식에 기초한 데이터 전송을 위해 사용된다. 도 31에서, 시간 구간에 포함된 적어도 하나의 서브 시간 구간 중 상기 브로드캐스트 방식에 기초한 데이터 전송이 수행되는 서브 시간 구간(3110)은 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 1 시간 구간 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 2 시간 구간으로 구분되지 않을 수 있다. 즉, 상기 서브 시간 구간(3110)은 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송만을 위해 사용될 수 있다. 이 때, 마스터 디바이스가 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는 마스터 디바이스에서 슬레이브 디바이스로 전송되는 데이터는 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 오디오 데이터일 수 있다. 또한, 상기 서브 시간 구간(3110)에서 오디오 데이터를 수신하는 슬레이브 디바이스는 헤드셋(headset) 등의 디바이스일 수 있다.
한편, 시간 구간에 포함된 서브 시간 구간들(3110 및 3120)들 중, 유니캐스트 방식에 기초한 데이터 전송을 위해 사용되는 서브 시간 구간(3120)은 마스터 디바이스의 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 1 시간 구간(3121) 및 슬레이브 디바이스의 마스터 디바이스로의 데이터 전송을 위한 제 2 시간 구간(3123)으로 구분될 수 있다. 상기 제 1 시간 구간(3121)에서 상기 마스터 디바이스가 상기 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 햅틱 피드백(haptic feedback) 데이터일 수 있다. 또한, 상기 제 2 시간 구간(3123)에서 상기 마스터 디바이스가 상기 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스의 조작을 위한 컨트롤 데이터(control data)일 수 있다. 추가적으로, 만약 상기 제 1 시간 구간(3121)에서 전송되는 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 제 2 시간 구간(3123)에서 전송되는 데이터는 상기 제 1 시간 구간(3121)에서 전송되도록 설정될 수 있다. 이와 같이 설정됨으로써, 컨트롤 데이터의 전송 지연이 감소될 수 있는 효과가 있다. 상기 서브 시간 구간(3120)에서 햅틱 피드백 데이터를 수신하고, 컨트롤 데이터를 전송하는 슬레이브 디바이스는 게임 컨트롤러 등의 디바이스일 수 있다. 도 31에서 수행된 방법의 수행을 위해서, 마스터 디바이스는 오디오 데이터를 수신하는 제 1 슬레이브 디바이스와 BIS 연결을 형성하고, 햅틱 데이터를 수신하고 컨트롤 데이터를 전송하는 제 2 슬레이브 디바이스와는 CIS 연결을 형성할 수 있다. 도 31의 예시에서는 브로드캐스트 서브 시간 구간이 유니캐스트 서브 시간 구간보다 앞서 위치하도록 시간 구간이 정의되었지만, 유니캐스트 서브 시간 구간이 브로드캐스트 서브 시간 구간보다 앞서 위치하도록 시간 구간이 정의될 수도 있다. 도 31에서, 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간을 제외한 나머지 서브 시간 구간들의 개수는 햅틱 피드백 데이터를 수신하고, 컨트롤 데이터를 전송하는 슬레이브 디바이스들의 개수와 동일할 수 있다. 이 때, 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간을 제외한 나머지 서브 시간 구간들 각각은 상기 햅틱 피드백 데이터를 수신하고, 컨트롤 데이터를 전송하는 슬레이브 디바이스들 중 어느 하나와 각각 관련될 수 있다.
브로드캐스트 서브 시간 구간과 유니캐스트 서브 시간 구간은 하나의 HIG로 그룹핑될 수 있고, 브로드캐스트 서브 시간 구간과 유니캐스트 서브 시간 구간은 HIG의 타이밍을 공유할 수 있다. 브로드캐스트 서브 시간 구간과 유니캐스트 서브 시간 구간의 채널 인덱스(Channel Index)는 채널 인덱스 선택 알고리즘(Channel Index selection Algorithm#2)에 의해 각각 서로 다르게 설정될 수 있다.
도 32 내지 도 34는 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 예시들을 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 32 내지 도 34 각각은 도 31에서 설명한 방식이 사용되되, 게이밍 서비스에 참여하는 플레이어의 수가 도 31과 다른 경우들과 관련된 것이다. 도 32는 2명의 플레이어가 게이밍 서비스에 참여하는 경우에 관한 것이고, 도 33은 3명의 플레이어가 게이밍 서비스에 참여하는 경우에 관한 것이며, 도 34는 4명의 플레이어가 게이밍 서비스에 참여하는 경우에 관한 것이다.
도 32 내지 도 34에서, 하나의 시간 구간에 포함된 브로드캐스트 시간 구간(3210, 3310 및 3410)에서는 게이밍 서비스에 참여중인 플레이어들과 관련된 모든 슬레이브 디바이스들에게 일괄적으로 오디오 데이터가 전송될 수 있다.
또한, 도 32 내지 도 34에서, 유니캐스트 시간 구간(3220, 3320 및 3420)들은 게이밍 서비스에 참여중인 플레이어들의 수와 동일한 수의 서브 시간 구간들을 포함할 수 있다. 이 때, 시간 구간은 모든 플레이어가 동등한 딜레이(delay)를 가지도록 설계되어야 하므로, 서브 시간 구간(Sub Interval) 단위로 인터리빙(Interleaving)될 수 있다. 한다. 서브 시간 구간의 길이가 1ms로 설정되는 경우, 도 32 내지 도 34에서 유니캐스트 시간 구간의 길이는 각각 2ms, 3ms 및 4ms로 설정될 수 있다. 또한, 도 32 내지 도 34에서, 브로드캐스트되는 오디오 데이터의 크기에 따라, 브로드캐스트 시간 구간을 구성하는 서브 시간 구간의 길이와 유니캐스트 시간 구간을 구성하는 서브 시간 구간의 길이는 서로 다를 수 있다. 즉, 브로드캐스트되는 오디오 데이터의 크기가 유니캐스트 되는 데이터보다 큰 경우, 브로드캐스트 시간 구간을 구성하는 서브 시간 구간의 길이는 유니캐스트 시간 구간을 구성하는 하나의 서브 시간 구간의 길이보다 길 수 있다.
정리하면, 도 31 내지 도 34의 방법에 따르면, 하나의 시간 구간은 브로드캐스트 시간 구간 및 유니캐스트 시간 구간을 포함할 수 있다. 브로드캐스트 시간 구간에서는 게이밍 서비스에 참여하는 플레이어와 관련된 모든 슬레이브 디바이스로 오디오 데이터가 일괄적으로 전송될 수 있다. 다음, 유니캐스트 시간 구간은 게이밍 서비스에 참여하는 플레이어의 수와 동일한 수의 서브 시간 구간들을 포함하고, 상기 각각의 서브 시간 구간들에서 특정한 플레이어의 슬레이브 디바이스와 마스터 디바이스간의 데이터 교환이 수행될 수 있다. 도 31 내지 도 34에서, 시간 구간에는 브로드캐스트 시간 구간이 유니캐스트 시간 구간보다 앞서 위치하는 예시를 설명하였으나, 그 반대로 시간 구간이 정의될 수 있음은 물론이다.
도 31 내지 도 34에서와 달리, 브로드캐스트 시간 구간을 구성하는 서브 시간 구간의 길이와 유니캐스트 시간 구간을 구성하는 서브 시간 구간의 길이가 같도록 시간 구간이 정의될 수 있다. 즉, 오디오 데이터의 크기가 큰 경우, 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간의 길이가 유니캐스트 방식의 데이터가 전송되는 서브 시간 구간의 길이와 동일하도록, 상기 오디오 데이터는 분할되어 전송될 수 있다.
도 35 및 도 36은 블루투스 등시 채널을 통한 데이터 송수신을 위해 정의되는 시간 구간의 또 다른 예시들을 나타낸 도이다.
보다 구체적으로, 도 35 및 도 36은 브로드캐스트 시간 구간을 구성하는 서브 시간 구간의 길이와 유니캐스트 시간 구간을 구성하는 서브 시간 구간의 길이가 갖도록 정의된 시간 구간의 예시들을 나타낸다. 도 35는 2명의 플레이어가 게이밍 서비스에 참여하는 경우에 관한 것이고, 도 36은 3명의 플레이어가 게이밍 서비스에 참여하는 경우에 관한 것이다. 도 35 및 도 36을 참조하면, 동일한 길이의 서브 시간 구간으로 구성되는 브로드캐스트 시간 구간(3511 및 3611) 및 유니캐스트 시간 구간(3513a, 3513b, 3515a 및 3515b / 3613a, 3613b, 3615a, 3615b, 3617a 및 3617b)을 포함하여 하나의 시간 구간(3510 및 3610)이 정의된다.
도 37은 본 명세서에서 제안하는 방법에 따른 데이터 송수신의 효과를 보여주는 도이다.
도 37에서, 3710은 게이밍 서비스에 참여중인 플레이어가 슬레이브 디바이스에 사용자 입력을 입력하는 타이밍을 나타낸다.
3720은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용되지 않은 경우의 데이터 송수신 타이밍을 나타낸다. 3720에 따르면, 하나의 Timeslot(시간 구간)에서 한 가지 종류의 데이터(오디오 데이터 또는 컨트롤 데이터)만이 전송 가능하므로, (1) 사용자 입력에 기초한 컨트롤 데이터 생성이 누락되고, (2) 생성된 컨트롤 데이터 전송의 Jitter 딜레이가 증가하고, (3) 컨트롤 데이터가 오디오 데이터와 충돌하여 전송이 불가능해지는 경우가 발생함을 알 수 있다.
3730은 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용되는 경우의 데이터 송수신 타이밍을 나타낸다. 3730에 따르면, 하나의 Timeslot(시간 구간)에서 모든 종류의 데이터(오디오 데이터 및 컨트롤 데이터)가 전송 가능하므로, (1) 사용자 입력에 기초한 컨트롤 데이터의 생성이 누락되지 않고, (2) 컨트롤 데이터 전송 시의 Jitter 딜레이가 감소되며, (3) 오디오 데이터와 컨트롤 데이터가 통합적으로 전송될 수 있음을 알 수 있다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 근거리 무선 통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법이 마스터 디바이스에 의해서 수행되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
보다 구체적으로, 상기 마스터 디바이스는, 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 CIS(Connected Isochronous channel Stream) 채널 또는 BIS(Broadcast Isochronous channel Stream) 채널을 형성한다(S3810).
다음, 상기 마스터 디바이스는 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 CIS 채널을 형성한다(S3820).
이후, 상기 마스터 디바이스는 주기적으로 할당된 적어도 하나의 시간 구간에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 데이터를 송수신한다(S3830).
이 때, 상기 적어도 하나의 시간 구간 각각은 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함하고, 상기 적어도 하나의 서브 시간 구간은 (i) 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 제 1 시간 구간 및 (ii) 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하기 위한 제 2 시간 구간을 포함한다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 그리고, 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (16)

  1. 근거리 무선 통신 시스템에서 마스터(master) 디바이스가 데이터를 송수신하는 방법은,
    적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 CIS(Connected Isochronous channel Stream) 채널 또는 BIS(Broadcast Isochronous channel Stream) 채널을 형성하는 단계;
    적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 CIS 채널을 형성하는 단계; 및
    주기적으로 할당된 적어도 하나의 시간 구간에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 시간 구간 각각은 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 서브 시간 구간은 (i) 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 제 1 시간 구간 및 (ii) 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하기 위한 제 2 시간 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 형성한 채널은 상기 BIS 채널인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 오디오 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    하나의 시간 구간에 포함된 상기 적어도 하나의 서브 시간 구간 중 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간은 상기 제 1 시간 구간 및 상기 제 2 시간 구간으로 구분되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 오디오 데이터는 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간의 전체 구간에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 하나의 시간 구간에 포함된 상기 적어도 하나의 시간 구간 중 상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간을 제외한 나머지 서브 시간 구간들은 상기 제 1 시간 구간 및 상기 제 2 시간 구간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간을 제외한 나머지 서브 시간 구간들의 개수는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스의 개수와 동일하고,
    상기 오디오 데이터가 전송되는 서브 시간 구간을 제외한 나머지 서브 시간 구간들 각각은 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스 중 어느 하나와 각각 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 햅틱 피드백(haptic feedback) 데이터이고,
    상기 제 2 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스의 조작을 위한 컨트롤 데이터(control data)인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 구간에서 전송되는 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 제 2 시간 구간에서 전송되는 데이터는 상기 제 2 시간 구간에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 형성한 채널은 상기 CIS 채널인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 오디오 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 사용자 음성 인식에 기초하여 생성된 챗 입력(chat input) 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 전송하는 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스와 관련된 햅틱 피드백(haptic feedback) 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 시간 구간에서 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하는 상기 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터는, 상기 마스터 디바이스와 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스에 제공되는 서비스의 조작을 위한 컨트롤 데이터(control data)인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서브 시간 구간의 개수는 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스의 개수 및 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스의 개수와 각각 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 근거리 무선 통신 시스템에서 오디오 데이터(audio data)를 전송하는 마스터(master) 디바이스에 있어서,
    무선 신호를 전송하기 위한 전송기(transmitter);
    무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver);
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 접속 가능하고, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 동작들을 수행하는 지시(instruction)들을 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며,
    상기 동작들은,
    적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스와 CIS(Connected Isochronous channel Stream) 채널 또는 BIS(Broadcast Isochronous channel Stream) 채널을 형성하는 단계;
    적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 CIS 채널을 형성하는 단계; 및
    주기적으로 할당된 적어도 하나의 시간 구간에 기초하여, 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 시간 구간 각각은 적어도 하나의 서브 시간 구간을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 서브 시간 구간은 (i) 상기 마스터 디바이스가 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하기 위한 제 1 시간 구간 및 (ii) 상기 마스터 디바이스가 사용자 입력에 기초하여 생성된 데이터를 상기 적어도 하나의 제 1 슬레이브 디바이스 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 슬레이브 디바이스로부터 수신하기 위한 제 2 시간 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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