WO2023038505A1 - 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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WO2023038505A1
WO2023038505A1 PCT/KR2022/095121 KR2022095121W WO2023038505A1 WO 2023038505 A1 WO2023038505 A1 WO 2023038505A1 KR 2022095121 W KR2022095121 W KR 2022095121W WO 2023038505 A1 WO2023038505 A1 WO 2023038505A1
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transmission
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이현재
김종민
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 and receiving data through two different channels.
  • an object of the present specification is to provide a method and apparatus for transmitting and receiving data when data transmission and reception timings in two different channels overlap.
  • 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 first device in a short-range wireless communication system, comprising: forming a connection with a second device related to a first channel for transmitting and receiving first data; forming a connection related to a second channel for transmitting and receiving second data different from the first data with the second device; transmitting and receiving the first data over the first channel with the second device based on a first time interval for transmitting and receiving the first data over the first channel; and transmitting and receiving the second data over the second channel based on a second time interval for transmitting and receiving the second data with the second device over the second channel, Data transmission and reception on the second channel and data transmission and reception on the second channel are performed based on the transmission and reception timing of the first data in the first time interval and the transmission and reception timing of the second data in the second time interval.
  • the step of forming a connection related to the second channel may include, to the second device, information about a time offset from a start point of the first time interval to a point in time of the second time interval.
  • the method may further include transmitting, wherein the second time interval may be set based on the information on the time offset.
  • the transmission/reception timing of the first data in the first time interval overlaps with the transmission/reception timing of the second data in the second time interval. It may be characterized in that it is set not to be.
  • data transmission and reception on the first channel is performed between a time when the second data transmission and reception on the second channel is completed within the second time interval and an end time of the second time interval
  • the length of the first time interval may be set to a multiple of the second time interval.
  • the transmission/reception timing of the first data in the first time interval and the transmission/reception timing of the second data in the second time interval overlap at least once ( overlap).
  • the transmission and reception of the second data in at least one second time interval overlapping with the transmission and reception timing of the first data in the first time interval is dropped, and the second time interval Transmission and reception of the first data may be performed in at least one of the first time intervals overlapping with timing of transmission and reception of the second data in the interval.
  • the transmission and reception of the second data in at least one of the second time intervals overlapping with the transmission and reception timing of the first data in the dropped first time interval, in the first time interval may be characterized in that each is retransmitted at a second time interval next to at least one second time interval overlapping with the transmission/reception timing of the first data of the second time interval.
  • the first device is a central device
  • the second device is a peripheral device
  • the second data is data generated based on a user input of the second device. How to.
  • the first data is null data
  • the second data may be characterized in that the data requiring low delay.
  • the present specification provides a first device for transmitting and receiving 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: a second forming a connection related to a first channel for transmitting and receiving first data with a device; forming a connection related to a second channel for transmitting and receiving second data different from the first data with the second device; transmitting and receiving the first data over the first channel with the second device based on a first time interval for transmitting and receiving the first data over the first channel; and transmitting and receiving the second data over the second channel based on a second time interval for transmitting and receiving the second data with the second device over the second channel, Data transmission and reception on the second channel and data transmission and reception on the second channel are performed based on transmission and reception timing of the first data in
  • This specification has the effect of transmitting and receiving data in a short-distance wireless communication system.
  • the present specification has an effect of transmitting and receiving data through two different channels.
  • the present specification has an effect of transmitting and receiving data when data transmission and reception timings in two different channels overlap.
  • 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 packet format for data transmission.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a data physical channel PDU.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth Isochronous (ISO) architecture.
  • ISO Bluetooth Isochronous
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • 11 is a diagram illustrating another example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another example in which data transmission and reception between a master device and a slave device is performed.
  • 15 is a diagram illustrating another example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • 16 is a flowchart illustrating an example in which a method proposed in this specification is performed.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating another example of a Bluetooth Isochronous (ISO) architecture.
  • ISO Bluetooth Isochronous
  • 18 is a diagram illustrating an example of data transmission and reception on an ISO channel.
  • 19 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • 20 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • 21 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • 22 is a diagram illustrating another example in which data transmission and reception between a master device and a slave device is performed.
  • 23 is a flowchart illustrating an example in which a method for transmitting and receiving data in a short-distance wireless communication system proposed in this specification is performed by a first 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) is included.
  • GAP Generic Access Profile,310
  • GATT Global System for Mobile Communications
  • 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 connected 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.
  • 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 indicate a channel through which data generated based on a user input of a controller device of a game user is transmitted and received in a gaming scenario.
  • the isochronous channel may be used to transmit and receive 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.
  • the different channels may include two channels, where one channel is based on an Asynchronous Connection-Less (ACL) connection and the other channel is based on an ISO (Isochronous) connection.
  • ACL Asynchronous Connection-Less
  • ISO ISO
  • the packet format of FIG. 6 relates to a link layer packet format for low power uncoded PHYs.
  • the packet format includes a preamble, an access address, a packet data unit (PDU), and a CRC, and may further include a constant tone extension field.
  • a data physical channel PDU 710 includes a header and a payload, and may further include a MIC.
  • the header may be configured in the form of a header 720 in which the Constant Tone Extension field exists or in the form of a Connected Isochronous PDU header 730 in which the Constant Tone Extension field does not exist.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth Isochronous (ISO) architecture.
  • ISO Bluetooth Isochronous
  • ISO_interval may include at least one Subevent, and data transmission from a master device to a slave device and data transmission from a slave device to a master device may be performed within one Subevent.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device.
  • 910 represents a CIS channel formed between a master device and a slave device
  • 920 represents an ACL channel formed between a master device and a slave device.
  • a procedure performed between a master device and a slave device to form a CIS channel may be performed based on an ACL channel. That is, after forming the ACL channel, the master device and the slave device may perform a setup procedure for forming a CIS connection on the ACL channel.
  • the ACL channel has a connection interval of 10 ms, and the connection interval of the actual ACL channel may be 1 second or more. In the connection interval, the master device can transmit poll (Null packet) to the slave device.
  • the slave device may transmit data to the master device in response to the poll.
  • the ACL channel may be referred to as a first channel
  • the ISO channel may be referred to as a second channel.
  • settings for data transmission and reception may be as follows.
  • Header LLID,NESN,SN,CIE,RFU,NPI,RFU+Len(1byte)
  • the CSI channel has an ISO interval of 5 ms, and one ISO interval may include 5 sub intervals.
  • the master device transmits data to the slave device, and then the slave device transmits data to the master device.
  • the slave device may be a user's game controller when providing a gaming service, and data transmitted from the slave device to the master device may be data generated based on a user input.
  • Data transmission and reception in the ACL channel and data transmission and reception in the ISO channel may be performed based on data transmission and reception timing in the ACL channel and data transmission and reception timing in the ISO channel. It relates to a case where data transmission/reception timing in an ACL channel and data transmission/reception timing in an ISO channel are set so as not to overlap with data transmission/reception timing in a channel.
  • the connection interval of the ACL channel is set as a multiple of the sub interval, a collision between data transmission/reception timing in the ACL channel and data transmission/reception timing in the ISO channel may not occur.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device. Unlike FIG. 9 for one ISO interval and one connection inverval, FIG. 10 shows a case in which a plurality of ISO intervals and a plurality of connection invertals are repeated, and FIG. 10 is a diagram for a sub interval of 1 ms. In particular, FIG. 10 shows that when the connection interval of the ACL channel is set to a multiple of the sub interval, no collision occurs between data transmission/reception timing in the ACL channel and data transmission/reception timing in the ISO channel.
  • Sub_Interval is 1 ms, 10 ms, 15 ms, 20 ms, ... Connection_Interval such as can be used. Also, if Sub_Interval is 2 ms, 10 ms, 20 ms, 30 ms, 40 ms, 60 ms, ... Connection_Interval such as can be used.
  • Sub_Interval is 4 ms, 20 ms, 40 ms, 60 ms, 80 ms, 120 ms, ... Connection_Interval such as can be used.
  • Master device and slave device form ISO connection using LL_CIS_REQ, LL_CIS_RSP, and LL_CIS_IND packets through ACL connection.
  • CIS_Offset can be arbitrarily set since the time from LL_CIS_IND packet to the first anchor point of ISO channel is called CIS_Offset. there is.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device. Unlike FIG. 9 for one ISO Interval and one Connection Inverval, FIG. 11 shows a case in which a plurality of ISO Intervals and a plurality of Connection Invertals are repeated, and FIG. In particular, FIG. 10 shows that when the connection interval of the ACL channel is set to a multiple of the sub interval, no collision occurs between data transmission/reception timing in the ACL channel and data transmission/reception timing in the ISO channel. Since 625us-based timing exists in the existing LE ACL, 625us-based timing may be set for ease of implementation. In this case, since it is difficult to secure space for other traffic in 625us Sub_Interval, the minimum Sub_Interval can be 1.25 ms. At this time, parameters for data transmission and reception in the ACL may be set as follows.
  • Connection_Interval may be set as a multiple of 1.25 ms, and in this case, data transmission/reception timing in an ACL channel and data transmission/reception timing in an ISO channel may not collide.
  • the LE connection interval (ACL) is a multiple of 1.25 ms and the parameters for data transmission and reception in the ACL described above are multiples of 1.25 ms, if the Sub Interval is set to 1.25 ms, the connection has already been made. Since the interval is a multiple of the sub interval, it is possible to easily find a parameter preventing a collision between the ACL and the ISO. However, in this case, 1.25 ms, which is longer than the minimum polling interval of USB, is selected, so there is a possibility that the performance will be worse than that of wired HID. In the gaming service of , you may not see a big difference in performance.
  • FIG. 13 relates to a case of allocating a BR/EDR slot by matching a BR/EDR even/odd pair.
  • the master device since the master device cannot transmit data in slots 3 and 4 due to collision with the sub interval, data transmission through BR/EDR is skipped.
  • the slave device in the case of slot 6, the slave device cannot transmit data due to sub-interval collision. At this time, data may not be transmitted due to collision even in the sub interval.
  • slot 7 the master device allocates an ACL packet, and slot 8 is a slot where data transmission of the slave device is performed, but it is empty because there is nothing transmitted by the master device. Slot 9 has no sub event, so the master device can transmit data through BR/EDR.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating another example in which data transmission and reception between a master device and a slave device is performed. More specifically, FIG. 14 shows data transmission and reception through BR / EDR and data transmission and reception through LE ACL in the remaining interval 1410 of the sub interval after data transmission and reception in the sub event of the ISO channel is completed (1420). It is a figure related to the case where transmission/reception timing is set. 14, considering the 625us slot timing of BR/EDR, a slot for ACL data transmission and at least one pair of BR/EDR slots must be inserted between LE ISO sub events. In this case, the minimum Sub_Interval of the LE ISO channel may be set to 2.5 ms.
  • BR/EDR BR/EDR always has the opportunity to send at regular intervals (1,2 and 5,6). Slots 4 and 8 are reserved for ACL. Since ACL is used based on a relatively long interval, every 4th slot is empty for other Bluetooth packets (primary advertising, secondary advertising, periodic advertising, inquiry, page). can be used for transmission of
  • 15 is a diagram illustrating another example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device. 15 relates to a case where the ISO Sub interval is set to 1 ms. Settings for data transmission and reception in FIG. 15 may be as follows.
  • Header LLID,NESN,SN,CIE,RFU,NPI,RFU+Len(1byte)
  • the minimum SE_length may be 492us (1M PHY) and 404us (2M PHY). Also, setting 1 ms Sub_Interval may leave more than 50% of the network bandwidth. When setting the correct timing, ACL and ISO may not collide. In this case, when Sub_Interval is set to 1.25 ms, ACL scheduling can be made easier. The minimum value of Sub_Interval may be 1.25 ms instead of 1 ms.
  • a CIS must be associated with the ACL used to create it”
  • all associated CISs must be terminated simultaneously
  • An ACL or CIS connection must be terminated using an ACL termination procedure can be terminated at the link layer”
  • each CIS must be associated with an ACL”, when an ACL is terminated, the CIS is also terminated.
  • the link layer must schedule CIS so that CIS events do not overlap with connection events in the attached ACL.
  • Scheduling ISOs and ACLs with the fine-scheduling described in the timing slides may prevent collisions.
  • rough scheduling may be allowed in which ISO and ACL timing conflicts may occur. In this case, the collision can be recovered by retransmission at the next scheduled timing, or ACL is temporarily suspended after ISO is set.
  • data transmission in ISO When data transmission timing in ISO and transmission timing in ACL are set to collide, data transmission in ISO may be dropped, and data transmission in ACL may be performed, that is, in ISO When data transmission in ACL overlaps with data transmission in ACL, data transmission in ACL may have higher priority At this time, data transmission in dropped ISO is the next transmission of the transmission timing of dropped ISO data. It can be retransmitted at timing.
  • 16 is a flowchart illustrating an example in which a method proposed in this specification is performed.
  • S1610 A procedure for establishing a BLE connection between the HID host and the HID device is performed.
  • the procedure for establishing the BLE connection may include service discovery, feature discovery, and parameter negotiation.
  • S1620 As a result of S1610, a BLE connection between the HID host and the HID device is established. Thereafter, a BLE isochronous channel (ISO) is formed between the HID host and the HID device through the formed BLE connection.
  • ISO isochronous channel
  • FIG. 17 is a diagram illustrating another example of a Bluetooth Isochronous (ISO) architecture.
  • ISO Bluetooth Isochronous
  • the master device must transmit a packet at the beginning of each sub event until the CIS event is closed.
  • the slave device can transmit response T_IFS after the master's packet ends regardless of whether the CRC is valid or not.
  • the slave device does not transmit unless it receives a packet from the device to the master in the same sub-event. If one of the two devices does not transmit data during the subevent, the link layer MUST act for other purposes (eg packet timing and payload selection) as if it did transmit data.
  • the link layer terminates the CIS event at the end of the last subevent.
  • a master device or slave device may close the CIS event early using the Close Isochronous Event (CIE) bit.
  • CIE Close Isochronous Event
  • a device transmitting a CIS PDU with the CIE bit set to 1 does not transmit data in the remaining subevents of the current CIS event.
  • Link Layer implementations are configured to terminate CIS events early when all payloads scheduled for both directions have been transmitted and acknowledged.
  • 18 is a diagram illustrating an example of data transmission and reception on an ISO channel.
  • 1.SDU_Interval may be HID Report Interval and may have a length of 1ms, 2ms, 4ms or 1.25ms, 2.5ms or 5ms. HID Report's can be transmitted in the first or second Sub Interval after user input.
  • the size of Sub_Interval may be the same as that of ISO-Interval. Since HID Report data is small, Sub_Interval usually has an empty interval at the end. At this time, repeated transmission is not required.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device. More specifically, FIG. 19 relates to a case in which data transmission/reception is performed between (i) a plurality of slave devices and (ii) a master device. 19 illustrates an example in which data transmission/reception is performed between two slave devices and a master device, but the method proposed herein is not limited thereto.
  • 1910 indicates one ISO interval based on a CIS channel formed between a master device and a slave device
  • 1920 indicates two ISO intervals based on a CIS channel formed between a master device and a slave device.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device. More specifically, FIG. 19 relates to a case in which data transmission/reception is performed between (i) a plurality of slave devices and (ii) a master device. 19 illustrates an example in which data transmission/reception is performed between two
  • an ISO interval has a length of 10 ms, and 5 sub intervals are allocated to each of two slave devices, so one ISO interval includes a total of 10 sub intervals. Each sub interval may be interleaved.
  • ISO_Interval can be a multiple of 2, and at this time, a delay of 2 ms can occur for each device.
  • ISO_Interval can be a multiple of 3, and at this time, a delay of 3 ms can occur for each device.
  • ISO_Interval can be a multiple of 4, and at this time, a delay of 4 ms can occur for each device.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device. More specifically, FIG. 20 relates to a case in which data transmission/reception is performed between (i) a plurality of slave devices and (ii) a master device. 19 illustrates an example in which data transmission/reception is performed between two slave devices and a master device, but the method proposed herein is not limited thereto.
  • 2010 indicates one ISO interval based on a CIS channel formed between a master device and a slave device
  • 2020 indicates two ISO intervals based on a CIS channel formed between a master device and a slave device.
  • 2030 and 2040 represent ACL channels formed between each of the two slave devices and the master device.
  • data transmission timings in ACL1 and ACL2 (2030 and 2040) are set so as not to overlap with data transmission timing in ISO channels, and the lengths of ACL1 and ACL2 (2030 and 2040) are multiples of the Sub Interval (20 ms). , it can be seen that transmission timing in the CIS channel and transmission timing in the ACL channel, which are repeated thereafter, do not overlap with each other.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example in which data transmission/reception is performed between a master device and a slave device. More specifically, FIG. 21 relates to a case in which data transmission/reception is performed between (i) a plurality of slave devices and (ii) a master device. 21 illustrates an example in which data transmission and reception is performed between two slave devices and a master device, but the method proposed herein is not limited thereto.
  • 2110 indicates one ISO interval based on a CIS channel formed between a master device and a slave device
  • 2120 indicates master device poll transmission timing in two ISO intervals based on a CIS channel formed between a master device and a slave device.
  • 2130 and 2140 indicate data transmission timings of slave devices in two ISO intervals based on a CIS channel formed between the master device and the slave device, respectively.
  • the ISO interval has a length of 10 ms, and 5 sub intervals are allocated to each of the two slave devices, so that one ISO interval includes a total of 10 sub intervals. Each sub interval may be interleaved.
  • a master device polls two slave devices through two ISO connections formed with two slave devices, and the slave device transmits data in response to the polling.
  • the master device can sequentially perform polling for two slaves. That is, polling can be repeatedly performed in the order of master elqkdltmms slave device 1 -> slave device 2.
  • the sub interval becomes a 2ms interval
  • the sub interval becomes a 3ms interval
  • N slave devices it can be set as a sub interval of Nms interval.
  • a connection that satisfies the minimum delay may be established.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating another example in which data transmission and reception between a master device and a slave device is performed. More specifically, FIG. 22 relates to a case in which data transmission/reception is performed between (i) a plurality of slave devices and (ii) a master device. 22 illustrates an example in which data transmission and reception is performed between two slave devices and a master device, but the method proposed herein is not limited thereto.
  • 2210 indicates one ISO interval based on a CIS channel formed between a master device and a slave device
  • 2220 indicates master device poll transmission timing in two ISO intervals based on a CIS channel formed between a master device and a slave device.
  • 2230 and 2240 indicate data transmission timings of slave devices in two ISO intervals based on a CIS channel formed between the master device and the slave device, respectively.
  • the ISO interval has a length of 10 ms, and 5 sub intervals are allocated to each of the two slave devices, so that one ISO interval includes a total of 10 sub intervals. Each sub interval may be interleaved.
  • a master device polls two slave devices through two ISO connections formed with two slave devices, and the slave device transmits data in response to the polling.
  • the master device may randomly perform polling for two slaves. That is, the master device may irregularly perform polling in the order of slave device 1 -> slave device 2 or slave device 2 -> slave device 1 in one sub interval. By arbitrarily performing polling by the master device, fairness between users of each slave device can be guaranteed when using the gaming service.
  • the sub interval becomes a 2ms interval
  • the sub interval becomes a 3ms interval
  • N slave devices it can be set as a sub interval of Nms interval.
  • a connection that satisfies the minimum delay may be established.
  • 23 is a flowchart illustrating an example in which a method for transmitting and receiving data in a short-distance wireless communication system proposed in this specification is performed by a first device.
  • the first device establishes a connection related to a first channel for transmitting and receiving first data with the second device (S2310).
  • the first device forms a connection related to a second channel for transmitting and receiving second data different from the first data with the second device (S2320).
  • the first device transmits and receives the first data over the first channel based on the first time interval for transmitting and receiving the first data with the second device over the first channel (S2330). ).
  • the first device transmits and receives the second data over the second channel based on the second time interval for transmitting and receiving the second data with the second device over the second channel (S2340). ).
  • data transmission/reception on the first channel and data transmission/reception on the second channel depend on the transmission/reception timing of the first data in the first time interval and the transmission/reception timing of the second data in the second time interval. is performed based on
  • An embodiment according to the present specification may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one embodiment of the present specification is 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 specification 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.

Abstract

근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이에 대한 장치를 제공한다. 보다 구체적으로, 상기 방법은, 제 2 디바이스와 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계; 상기 제 2 디바이스와 상기 제 1 데이터와 다른 제 2 데이터를 송수신 하기 위한 제 2 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계; 상기 제 2 디바이스와, 상기 제 1 채널 상에서 상기 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 시간 간격에 기초하여, 상기 제 1 채널 상으로 상기 제 1 데이터를 송수신하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스와, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제 2 데이터를 송수신하기 위한 제 2 시간 간격에 기초하여, 상기 제 2 채널 상으로 상기 제 2 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 채널 상에서의 데이터 송수신 및 상기 제 2 채널 상에서의 데이터 송수신은 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍 및 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

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 두 개의 서로 다른 채널을 통하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 두 개의 서로 다른 채널에서의 데이터 송수신 타이밍이 중첩되는 경우에서 데이터를 송수신 하기 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 제 1 디바이스가 데이터를 송수신하기 위한 방법은, 제 2 디바이스와 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계; 상기 제 2 디바이스와 상기 제 1 데이터와 다른 제 2 데이터를 송수신 하기 위한 제 2 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계; 상기 제 2 디바이스와, 상기 제 1 채널 상에서 상기 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 시간 간격에 기초하여, 상기 제 1 채널 상으로 상기 제 1 데이터를 송수신하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스와, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제 2 데이터를 송수신하기 위한 제 2 시간 간격에 기초하여, 상기 제 2 채널 상으로 상기 제 2 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 채널 상에서의 데이터 송수신 및 상기 제 2 채널 상에서의 데이터 송수신은 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍 및 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 2 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계는, 상기 제 2 디바이스로, 상기 제 1 시간 간격의 시작시점으로부터 상기 제 2 시간 간격의 시점시점까지의 시간 오프셋에 대한 정보를 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 2 시간 간격은 상기 시간 오프셋에 대한 정보에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 시간 오프셋에 대한 정보에 기초하여, 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍은 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍과 중첩(overlap)되지 않도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 채널 상에서의 데이터 송수신은 상기 제 2 시간 간격 내에서 상기 제 2 채널 상에서의 상기 제 2 데이터 송수신이 완료된 시점과 상기 제 2 시간 간격의 종료 시점 사이에 수행되고, 상기 제 1 시간 간격의 길이는 상기 제 2 시간 간격의 배수로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 시간 오프셋에 대한 정보에 기초하여, 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍과 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍은 적어도 한번 중첩(overlap)되도록 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍과 중첩된 적어도 하나의 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신은 드롭(drop)되고, 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍과 중첩된 적어도 하나의 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신은 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 드롭된 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍과 중첩된 적어도 하나의 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신은, 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍과 중첩된 적어도 하나의 상기 제 2 시간 간격의 다음번 제 2 시간 간격에서 각각 재전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 디바이스는 중심(central) 디바이스이고, 상기 제 2 디바이스는 주변(peripheral) 디바이스이고, 제 2 데이터는 상기 제 2 디바이스의 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 데이터는 Null 데이터이고, 상기 제 2 데이터는 저지연을 요구하는 데이터인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서는, 근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 제 1 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, 제 2 디바이스와 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계; 상기 제 2 디바이스와 상기 제 1 데이터와 다른 제 2 데이터를 송수신 하기 위한 제 2 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계; 상기 제 2 디바이스와, 상기 제 1 채널 상에서 상기 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 시간 간격에 기초하여, 상기 제 1 채널 상으로 상기 제 1 데이터를 송수신하는 단계; 및 상기 제 2 디바이스와, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제 2 데이터를 송수신하기 위한 제 2 시간 간격에 기초하여, 상기 제 2 채널 상으로 상기 제 2 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 채널 상에서의 데이터 송수신 및 상기 상기 제 2 채널 상에서의 데이터 송수신은 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍 및 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 본 명세서는 근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 두 개의 서로 다른 채널을 통하여 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 두 개의 서로 다른 채널에서의 데이터 송수신 타이밍이 중첩되는 경우에서 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 데이터 전송을 위한 패킷 포맷의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 데이터 물리 채널 PDU의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8은 블루투스 ISO(Isochronous) 아키텍쳐의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
도 10은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 11은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 12는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 13은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 14는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 15는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법이 수행되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 17은 블루투스 ISO(Isochronous) 아키텍쳐의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 18은 ISO 채널 상에서의 데이터 송수신의 일 예를 나타낸 도이다.
도 19는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
도 20은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
도 21은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
도 22은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 근거리 무선 통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법이 제 1 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. 또한, 상기 등시 채널은 게이밍(gaming) 시나리오에서, 게임 사용자의 컨트롤러 디바이스의 사용자 입력에 기초해서 생성되는 데이터가 송수신되는 채널을 나타낼 수 있다. 상기 등시 채널은 단일의 멤버, 하나 이상의 협력된(coordinated) 멤버들의 셋 또는 다수의 멤버들로 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.
본 명세서는 마스터 디바이스와 슬레이브 디바이스 간에 형성되는 서로 다른 채널 상에서의 데이터 전송 타이밍을 설정하기 위한 방법을 제안한다. 보다 구체적으로, 상기 서로 다른 채널은 2개의 채널을 포함할 수 있는데, 이 때, 하나의 채널은 ACL(Asynchronous Connection-Less) 연결에 기반한 채널이고, 나머지 하나의 채널은 ISO(Isochronous) 연결에 기반한 채널일 수 있다.
도 6은 데이터 전송을 위한 패킷 포맷의 일 예를 나타낸 도이다. 도 6의 패킷 포맷은 저전력 uncoded PHYs를 위한 링크 레이어 패킷 포맷에 관한 것이다. 도 6을 참조하면, 패킷 포맷은 프리앰블, 접속 주소(Access-address), PDU(packet data unit) 및 CRC를 포함하며, constant tone extension필드가 더 포함될 수 있다.
도 7은 데이터 물리 채널 PDU의 일 예를 나타낸 도이다. 도 7을 참조하면, 데이터 물리 채널 PDU(710)는 헤더, 페이로드를 포함하고, MIC를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 헤더는 Constant Tone Extension 필드가 존재하는 형태(720)의 헤더 또는 Constant Tone Extension 필드가 존재하지 않는, Connected Isochronous PDU 헤더(730)의 형태로 구성될 수 있다.
도 8은 블루투스 ISO(Isochronous) 아키텍쳐의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8을 참조하면, CIS 채널을 통한 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스(또는 소스 디바이스 및 싱크 디바이스) 간의 데이터 송수신은 ISO_interval 내에서 수행됨을 알 수 있다. 이 때, ISO_interval은 적어도 하나의 Subevent를 포함할 수 있고, 하나의 Subevent 내에서 마스터 디바이스에서 슬레이브 디바이스로의 데이터 전송 및 슬레이브 디바이스에서 마스터 디바이스로의 데이터 전송이 수행될 수 있다.
도 9는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다.
도 9에서 910은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널을 나타내고, 920은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 ACL 채널을 나타낸다. 여기서, CIS 채널 형성을 위해 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 수행되는 절차는 ACL 채널에 기초하여 수행될 수 있다. 즉, 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스는 ACL 채널 형성 후, ACL 채널 상에서 CIS 연결 형성을 위한 설정(setup) 절차를 수행할 수 있다. 도 9의 920에서, ACL 채널은 Connection Interval이 10ms인 채널을 가정하며, 실제 ACL 채널의 Connection Interval은 1초 이상일 수 있다. Connecntion interval에서, 마스터 디바이스는 슬레이브 디바이스로 poll(Null packet)을 전송할 수 있다. 이 때, 슬레이브 디바이스는 poll에 대한 응답으로, 마스터 디바이스로 데이터를 전송할 수 있다. 본 명세서에서, ACL 채널은 제 1 채널로 호칭될 수 있고, ISO 채널은 제 2 채널로 호칭될 수 있다. 도 9에서, 데이터 송수신을 위한 설정은 다음과 같을 수 있다.
Packet = Preamble(1byte) + AccessAddress(4byte) + PDU + CRC(3byte)
PDU=Header(2byte)+Payload(0~251)byte
Header = LLID,NESN,SN,CIE,RFU,NPI,RFU+Len(1byte)
Overhead to Payload is 10byte(80bit, 80us)
M->SNull packet (Poll), Packet time = 80us
S->M : Payload (Mouse)=4byte, Packet time = 80us+32us=112us
Minimum SE_Length= M->S + T_IFS + S->M + T_MSS = 80 + 150 + 112 + 150 = 492us
도 9의 910에서, CSI 채널은 ISO Interval이 5ms인 채널을 가정하며, 하나의 ISO interval은 5개의 Sub interval을 포함할 수 있다. 하나의 Sub interval에서, 마스터 디바이스는 슬레이브 디바이스로 데이터를 전송하고, 이후, 슬레이브 디바이스는 마스터 디바이스로 데이터를 전송한다. 이 때, 슬레이브 디바이스는 게이밍 서비스 제공 시, 사용자의 게임 컨트롤러일 수 있고, 슬레이브 디바이스에서 마스터 디바이스로 전송되는 데이터는 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터일 수 있다.
도 9에서, Sub Interval 안에서 전송되는 데이터의 크기가 작아서 Sub event가 빨리 끝나는 경우, Sub Interval의 뒷부분에 사용 가능한 시간 구간이 존재한다. 이 때, ACL connection은 ISO connection과 associate되어야(create, disconnect, 설정변경) 하기 때문에, ISO connection 동안 ACL connection도 유지되어야 할 필요가 있다. 이 때, ISO connection의 ULL(Ultra Low Latency) 1ms 간격을 유지하면서, ACL connection을 동시에 유지하기 위해 Sub Interval의 뒷부분의 남은 부분에 ACL 패킷을 Connection Interval 간격으로 배치한다.
ACL 채널에서의 데이터 송수신 및 ISO 채널에서의 데이터 송수신은, ACL 채널에서의 데이터 송수신 타이밍 및 ISO 채널에서의 데이터 송수신 타이밍에 기초하여 수행될 수 있는데, 도 9는 ACL 채널에서의 데이터 송수신 타이밍이 ISO 채널에서의 데이터 송수신 타이밍과 중첩되지 않도록 ACL 채널에서의 데이터 송수신 타이밍과 ISO 채널에서의 데이터 송수신 타이밍이 설정된 경우에 관한 것이다. 여기서, ACL 채널의 Connection Interval이 Sub Interval의 배수로 설정되는 경우, ACL 채널에서의 데이터 송수신 타이밍과 ISO 채널에서의 데이터 송수신 타이밍 간의 충돌이 발생하지 않을 수 있다.
도 10은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 한 개의 ISO Interval과 한 개의 Connection Inverval에 대한 도 9와 달리, 도 10은 복수 개의 ISO Interval과 복수 개의 Connection Inverval이 반복되는 경우를 나타내며, 도 10은 Sub Interval이 1ms인 경우에 관한 도이다. 특히, 도 10은 ACL 채널의 Connection Interval이 Sub Interval의 배수로 설정되는 경우, ACL 채널에서의 데이터 송수신 타이밍과 ISO 채널에서의 데이터 송수신 타이밍 간의 충돌이 발생하지 않음을 보여준다.
만약, Sub_Interval이 1ms인 경우, 10ms, 15ms, 20ms, … 등의 Connection_Interval이 사용될 수 있다. 또한, 만약, Sub_Interval이 2ms인 경우, 10ms, 20ms, 30ms, 40ms, 60ms, … 등의 Connection_Interval이 사용될 수 있다.
또한, 만약, Sub_Interval이 4ms인 경우, 20ms, 40ms, 60ms, 80ms, 120ms, … 등의 Connection_Interval이 사용될 수 있다. 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스는 ACL connection을 통해 LL_CIS_REQ, LL_CIS_RSP, LL_CIS_IND 패킷을 사용하여 ISO connection을 형성하게 되는데, LL_CIS_IND 패킷 이후, ISO 채널의 최초 anchor point까지의 시간을 CIS_Offset이라 하여, CIS_Offset는 임의로 설정될 수 있다. 적절한 CIS_Offset 값을 설정하여 최초의 ISO Interval과 Connection Interval간에 충돌이 발생하지 않는 경우, ACL 채널의 Connection Interval이 Sub Interval의 배수로 설정된다면 이후에도 계속 ACL과 ISO는 충돌없이 connection이 유지될 수 있다.
도 11은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 한 개의 ISO Interval과 한 개의 Connection Inverval에 대한 도 9와 달리, 도 11은 복수 개의 ISO Interval과 복수 개의 Connection Inverval이 반복되는 경우를 나타내며, 도 11은 Sub Interval이 1.25ms인 경우에 관한 도이다. 특히, 도 10은 ACL 채널의 Connection Interval이 Sub Interval의 배수로 설정되는 경우, ACL 채널에서의 데이터 송수신 타이밍과 ISO 채널에서의 데이터 송수신 타이밍 간의 충돌이 발생하지 않음을 보여준다. 기존의 LE ACL에는 625us 기반 타이밍이 존재하므로, 구현의 용이성을 위해 625us 기반의 타이밍이 설정될 수 있다. 이 경우, 625us Sub_Interval에는 다른 트래픽을 위한 공간이 확보되기 어려우므로, 최소 Sub_Interval은 1.25ms가 될 수 있다. 이 때, ACL에서의 데이터 송수신을 위한 파라미터들은 다음과 같이 설정될 수 있다.
1) Advertising Interval = 625us x N (20ms ~ 10,485s)
2) Connection Interval = 1.25ms x N (7.5ms ~ 4s)
3) TransmitWindowOffset = 1.25ms x N
4) TransmitWindowSize = 1.25ms x N
Connection_Interval은 1.25ms의 배수로 설정될 수 있고, 이 때 ACL 채널에서의 데이터 송수신 타이밍과 ISO 채널에서의 데이터 송수신 타이밍은 충돌하지 않을 수 있다.
그런데, 도 11의 1120에서와 같이, LE connection Interval(ACL)이 1.25ms의 배수이고, 앞서 설명한 ACL에서의 데이터 송수신을 위한 파라미터들이 1.25ms의 배수이므로, Sub Interval을 1.25ms로 잡으면, 이미 connection Interval이 Sub interval의 배수가 되므로, ACL과 ISO간 충돌이 발생하지 않도록 하는 파러미터를 용이하게 찾을 수 있다. 그러나 이 경우에는 USB의 최소 polling interval인 1ms보다 긴 1.25ms를 선택하게 되어, 유선 HID보다 성능이 나빠질 가능성이 있으나, 성능이 나빠지는 것은 Application에서 얼마나 빠른 간격으로 HID 입력을 처리하느냐에 의존하는데, 대부분의 게이밍 서비스에서는 성능상의 큰 차이르 보이지 않을 수 있다.
도 12는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 12는 ISO 채널의 sub event에서의 데이터 송수신이 완료된 후, Sub interval의 남은 구간(1210)에서 BR/EDR을 통한 데이터 송수신이 수행되도록(1220) 데이터 송수신 타이밍을 설정한 경우에 관한 도이다. 도 12에서, BR/EDR의 625us 슬롯 타이밍을 고려하면, LE ISO Sub event 사이에는 적어도 한 쌍의 BR/EDR 슬롯이 삽입되어야 한다. 이 경우, LE ISO 채널의 최소 Sub_Interval은 625us + 1.25ms = 1.875ms로 설정될 수 있다.
도 13은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 13은 ISO 채널의 sub event에서의 데이터 송수신이 완료된 후, Sub interval의 남은 구간(1310)에서 BR/EDR을 통한 데이터 송수신 및 LE ACL을 통한 데이터 송수신이 수행되도록(1320) 데이터 송수신 타이밍을 설정한 경우에 관한 도이다. 도 13에서, BR/EDR의 625us 슬롯 타이밍을 고려하면, LE ISO Sub event 사이에는 적어도 한 쌍의 BR/EDR 슬롯이 삽입되어야 한다. 이 경우, LE ISO 채널의 최소 Sub_Interval은 625us + 1.25ms = 1.875ms로 설정될 수 있다. 도 13은 BR/EDR even/odd pair를 맞춰 BR/EDR slot을 할당하는 경우에 관한 것이다. 도 13에서, 3번,4번 slot은 sub interval과 충돌로 마스터 디바이스가 데이터를 전송하지 못하므로, BR/EDR을 통한 데이터 전송은 skip된다. 또한, 6번 slot의 경우도 sub interval의 충돌로 슬레이브 디바이스는 데이터를 전송할 수 없다. 이 때, Sub interval에서도 충돌로 인해 데이터가 전송되지 못할 수 있다. 7번 slot의 경우, 마스터 디바이스가 ACL 패킷을 할당한 것이고, 8번은 슬레이브 디바이스의 데이터 전송이 수행되는 slot이지만, 마스터 디바이스가 전송한 것이 없어 비어있게 된다. 9번 slot은 sub event가 없으므로, 마스터 디바이스가 BR/EDR을 통해 데이터를 전송할 수 있다.
도 14는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 14는 ISO 채널의 sub event에서의 데이터 송수신이 완료된 후, Sub interval의 남은 구간(1410)에서 BR/EDR을 통한 데이터 송수신 및 LE ACL을 통한 데이터 송수신이 수행되도록(1420) 데이터 송수신 타이밍을 설정한 경우에 관한 도이다. 도 14에서, BR/EDR의 625us 슬롯 타이밍을 고려하면, LE ISO Sub event 사이에는 ACL 데이터 전송을 위한 슬롯 및 적어도 한 쌍의 BR/EDR 슬롯이 삽입되어야 한다. 이 경우, LE ISO 채널의 최소 Sub_Interval은 2.5ms로 설정될 수 있다. 도 14는 BR/EDR even/odd pair를 맞춰 BR/EDR slot을 할당하는 경우에 관한 것이다. 도 14에서, BR/EDR은 항상 일정 간격(1,2 및 5,6 …)으로 보낼 수 있는 기회를 갖게 된다. 4번과 8번 slot은 ACL을 위해 비워둔 것인데, ACL은 상대적으로 긴 interval에 기초하여 사용되므로, 4번째마다 비어 있는 slot은 다른 Bluetooth 패킷(primary advertising, secondary advertising, periodic advertising, inquiry, page)의 전송에 사용될 수 있다.
도 15는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 도 15는 ISO Sub interval이 1ms로 설정된 경우에 관한 것이다. 도 15에서의 데이터 송수신을 위한 설정은 다음과 같을 수 있다.
Packet = Preamble(2byte) + AccessAddress(4byte) + PDU + CRC(3byte)
PDU=Header(2byte)+Payload(0~251)byte
Header = LLID,NESN,SN,CIE,RFU,NPI,RFU+Len(1byte)
Overhead to Payload is 11byte(88bit, 44us)
M->S: Null packet (Poll), Packet time = 44us
S->M : Payload (Mouse)=4byte, Packet time = 44us+16us=60us
Minimum SE_Length= M->S + T_IFS + S->M + T_MSS = 44 + 150 + 60 + 150 = 404us
앞서 설명한 내용을 정리하면, 4 옥텟 HID 페이로드의 경우, 최소 SE_length는 492us(1M PHY) 및 404us(2M PHY)일 수 있다. 또한, 1ms Sub_Interval을 설정하면 네트워크 대역폭이 50% 이상 남을 수 있다. 정확한 타이밍 설정 시, ACL과 ISO가 충돌하지 않을 수 있다. 이 때, Sub_Interval을 1.25ms로 설정 시, ACL의 스케쥴링이 보다 용이해질 수 있다. Sub_Interval의 최소값은 1ms가 아니라 1.25ms일 수 있다.
하위 이벤트에서의 Poll은 필수적이다. 주변 기기(peripheral device)는 동일한 하위 이벤트의 센트럴 기기(central device)로부터 패킷을 수신하지 않으면 전송하지 않는 것과 관련하여, 다중 응답이 있는 주기적 광고에 대해 수행되는 것과 유사하게, 하나의 CIS 이벤트에서, 센트럴 디바이스의 폴링을 하나만 허용한 다음 다수의 주변 기기들의 응답이 수행되도록 할 수 있다. 주변 기기가 고정된 간격으로 응답하도록 하는 것이라면 스케쥴링에 크게 도움이 되지 않을 수 있으나, 전력을 절약 및 airtime에 덜 공격적(aggressive)일 수 있다.
연관된(associated) ACL이 필요하다. “CIS는 ACL을 생성하는 데 사용된 ACL과 연관되어야하고”, “마스터와 슬레이브 간의 ACL 연결이 종료되면 모든 관련 CIS가 동시에 종료되어야 하는 것”, “ACL 또는 CIS 연결은 ACL 종료 절차를 사용하여 링크 계층에서 종료될 수 있고”, "각 CIS는 ACL과 연결되어야 하는 것”과 관련하여, ACL이 종료되면 CIS도 종료된다. 다시 말해, BR/EDR에서 가능한 것과 유사하게, ACL을 일시 중지 할 수 있다.
ACL의 경우, "링크 계층은 CIS 이벤트가 연결된 ACL의 연결 이벤트와 겹치지 않도록 CIS를 예약해야 한다”. 타이밍 슬라이드에 설명된 미세 스케줄링으로 ISO 및 ACL을 스케줄링하면 충돌이 발생하지 않을 수 있다. 그러나, 구현의 용이성을 위해, ISO와 ACL의 타이밍 충돌이 발생할 수 있는 대략적인 스케줄링이 허용될 수 있다. 이 때, 다음 예정된 타이밍에 재전송하면 충돌이 복구될 수 있다. 또는 ISO를 설정한 후 ACL이 일시 중단될 수 있다. ISO에서의 데이터 전송 타이밍과 ACL에서의 전송 타이밍이 충돌하도록 설정되는 경우, ISO에서의 데이터 전송이 드롭될 수 있고, ACL에서의 데이터 전송은 수행될 수 있다. 즉, ISO에서의 데이터 전송과 ACL에서의 데이터 전송이 중첩되는 경우, ACL에서의 데이터 전송이 더 높은 우선순위를 가질 수 있다. 이 때, 드롭된 ISO에서의 데이터 전송은 드롭된 ISO 데이터의 전송 타이밍의 다음 전송 타이밍에서 재전송될 수 있다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 방법이 수행되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
S1610: HID 호스트와 HID 디바이스 간의 BLE 연결을 형성하기 위한 절차가 수행된다. 이 떄, BLE 연결을 형성하기 위한 절차는 서비스 디스커버리, 특징 디스커버리, 파라미터 협상을 포함할 수 있다.
S1620: S1610의 결과, HID 호스트와 HID 디바이스 간의 BLE 연결이 형성된다. 이후, 형성된 BLE 연결을 통해 HID 호스트와 HID 디바이스 간에 BLE 등시 채널(ISO)이 형성된다.
S1630: 다음, 형성된 ISO 채널 상으로 HID 호스트와 HID 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행된다.
도 17은 블루투스 ISO(Isochronous) 아키텍쳐의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 17을 참조하면, 마스터 디바이스는 CIS 이벤트가 닫힐 때까지 각 sub event가 시작될 때 패킷을 전송해야 한다. 슬레이브 디바이스는 마스터 디바이스로부터 패킷을 받으면 CRC가 유효한지 여부와 상관없이 마스터의 패킷이 끝난 후 응답 T_IFS을 전송할 수 있다. 이 때, 슬레이브 디바이스는 동일한 하위 이벤트에서 마스터로 디바이스로부터 패킷을 수신하지 않으면 전송하지 않는다. 두 디바이스들 중 하나의 디바이스가 subevent 동안 데이터를 전송하지 않는 경우, 링크 계층은 데이터 전송을 수행한 것처럼 다른 목적(예: 패킷 타이밍 및 페이로드 선택)을 위해 동작해야한다. 링크 계층은 마지막 subevent의 끝에서 CIS 이벤트를 종료한다. 마스터 디바이스 또는 슬레이브 디바이스는 CIE(Close Isochronous Event) 비트를 사용하여 CIS 이벤트를 일찍 닫을 수도 있다. CIE 비트가 1로 설정된 CIS PDU를 전송하는 디바이스는 현재 CIS 이벤트의 나머지 subevent에서는 데이터를 전송하지 않는다. 일반적으로, Link Layer 구현은 양방향으로 예정된 모든 페이로드가 전송 및 승인되면 CIS 이벤트를 일찍 종료하도록 설정된다.
ULL(Ultra Low Latency) 데이터의 경우, Sub event의 길이가 짧아, 설정된 Sub_Interval 길이의 반도 사용되지 않을 수 있고, 따라서, 일반적으로 전체 Sub_Interval의 뒷 부분은 데이터 전송에 사용되지 않고 남아 있게 된다. 상기 데이터 전송에 사용되지 않고 남아있는 Sub_Interval의 뒷 부분을 활용하는 scheduler를 설정하는 겨웅, ACL traffi이나 다른 LE traffic을 ISO traffic과 mix 할 수 있다.
도 18은 ISO 채널 상에서의 데이터 송수신의 일 예를 나타낸 도이다.
도 18을 참조하면, CSI Interval에서 슬레이브 디바이스에 사용자 입력이 입력되는 경우, HID 보고(report)가 발생한다. 1.SDU_Interval은 HID Report Interval일 수 있고, 1ms, 2ms, 4ms or 1.25ms, 2.5ms 또는 5ms의 길이를 가질 수 있다. HID Report's는 사용자 입력 후 첫 번째 또는 두 번째 Sub Interval에서 전송될 수 있다. Sub_Interval의 크기는 ISO-Interval에서의 크기와 같을 수 있다. HID Report 데이터는 작기 때문에, Sub_Interval 보통 뒷 부분에 빈 구간을 가지게 된다. 이 때, 반복 전송은 필요하지 않다.
도 19는 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 19는 (i) 복수의 슬레이브 디바이스와 (ii) 마스터 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 경우에 관한 것이다. 도 19는 2대의 슬레이브 디바이스와 마스터 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 예를 도시하지만, 본 명세서에서 제안하는 방법이 이에 제한되지는 아니한다. 도 19에서 1910은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 하나의 ISO Interval을 나타내고, 1920은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 2개의 ISO Interval을 나타낸다. 도 19에서, ISO Interval은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 슬레이브 디바이스에 각각 5개씩의 Sub interval이 할당되어, 하나의 ISO Interval은 총 10개의 Sub interval을 포함한다. 각각의 Sub interval은 인터리빙될 수 있다. 2대의 슬레이브 디바이스의 경우, ISO_Interval은 2의 배수가 될 수 있고, 이 때 각 디바이스별로 2ms의 지연이 발생할 수 있다. 3대의 슬레이브 디바이스의 경우, ISO_Interval은 3의 배수가 될 수 있고, 이 때 각 디바이스별로 3ms의 지연이 발생할 수 있다. 4대의 슬레이브 디바이스의 경우, ISO_Interval은 4의 배수가 될 수 있고, 이 때 각 디바이스별로 4ms의 지연이 발생할 수 있다.
도 20은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 20은 (i) 복수의 슬레이브 디바이스와 (ii) 마스터 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 경우에 관한 것이다. 도 19는 2대의 슬레이브 디바이스와 마스터 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 예를 도시하지만, 본 명세서에서 제안하는 방법이 이에 제한되지는 아니한다. 도 20에서 2010은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 하나의 ISO Interval을 나타내고, 2020은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 2개의 ISO Interval을 나타낸다. 도 20에서, 2030 및 2040은 2대의 슬레이브 디바이스들 각각과 마스터 디바이스 간에 형성된 ACL 채널들을 나타낸다. 도 20에서, ACL1과 ACL2(2030 및 2040)에서의 데이터 전송 타이밍은 ISO 채널에서의 데이터 전송 타이밍과 중첩되지 않도록 설정되고, ACL1 및 ACL2(2030 및 2040)의 길이는 Sub Interval의 배수(20ms)로 설정되어, 이후 반복되는 CIS 채널에서의 전송 타이밍과 ACL 채널에서의 전송 타이밍이 서로 중첩되지 않음을 알 수 있다.
도 21은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 21은 (i) 복수의 슬레이브 디바이스와 (ii) 마스터 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 경우에 관한 것이다. 도 21은 2대의 슬레이브 디바이스와 마스터 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 예를 도시하지만, 본 명세서에서 제안하는 방법이 이에 제한되지는 아니한다. 도 21에서 2110은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 하나의 ISO Interval을 나타내고, 2120은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 2개의 ISO Interval에서의 마스터 디바이스 poll 전송 타이밍을 나타낸다. 2130 및 2140은 각각 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 2개의 ISO Interval에서의 슬레이브 디바이스들의 데이터 전송 타이밍을 나타낸다.
도 21의 2110에서, ISO Interval은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 슬레이브 디바이스에 각각 5개씩의 Sub interval이 할당되어, 하나의 ISO Interval은 총 10개의 Sub interval을 포함한다. 각각의 Sub interval은 인터리빙될 수 있다. 도 21에서, 마스터 디바이스는 2대의 슬레이브 디바이스와 각각 형성한 2개의 ISO connection을 통해서, 2 대의 슬레이브 디바이스에 대해서 polling하고, 슬레이브 디바이스는 polling에 대한 응답으로 데이터를 전송한다. 이 때, ISO Interval 내에서, 마스터 디바이스는 두 대의 슬레이브에 대한 polling을 순차적으로 수행할 수 있다. 즉, 마스터 elqkdltmms 슬레이브 디바이스 1 -> 슬레이브 디바이스 2 순서로 polling을 반복하여 수행할 수 있다.
두 대의 슬레이브 디바이스의 경우, sub interval은 2ms 간격이 되고, 3대의 슬레이브 디바이스의 경우, sub interval은 3ms 간격이 되며, N대의 슬레이브 디바이스의 경우엔 Nms 간격의 sub interval로 설정될 수 있고, 이 때 최소 지연(delay)을 만족하는 연결이 형성될 수 있다.
도 22은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 또 다른 일 예를 나타낸 도이다. 보다 구체적으로, 도 22는 (i) 복수의 슬레이브 디바이스와 (ii) 마스터 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 경우에 관한 것이다. 도 22는 2대의 슬레이브 디바이스와 마스터 디바이스 간의 데이터 송수신이 수행되는 예를 도시하지만, 본 명세서에서 제안하는 방법이 이에 제한되지는 아니한다. 도 22에서 2210은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 하나의 ISO Interval을 나타내고, 2220은 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 2개의 ISO Interval에서의 마스터 디바이스 poll 전송 타이밍을 나타낸다. 2230 및 2240은 각각 마스터 디바이스 및 슬레이브 디바이스 간에 형성된 CIS 채널에 기초한 2개의 ISO Interval에서의 슬레이브 디바이스들의 데이터 전송 타이밍을 나타낸다.
도 22의 2210에서, ISO Interval은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 슬레이브 디바이스에 각각 5개씩의 Sub interval이 할당되어, 하나의 ISO Interval은 총 10개의 Sub interval을 포함한다. 각각의 Sub interval은 인터리빙될 수 있다. 도 22에서, 마스터 디바이스는 2대의 슬레이브 디바이스와 각각 형성한 2개의 ISO connection을 통해서, 2 대의 슬레이브 디바이스에 대해서 polling하고, 슬레이브 디바이스는 polling에 대한 응답으로 데이터를 전송한다. 이 때, ISO Interval 내에서, 마스터 디바이스는 두 대의 슬레이브에 대한 polling을 임의적으로(randomly) 수행할 수 있다. 즉, 마스터 디바이스는 하나의 sub Interval에서, 슬레이브 디바이스 1 -> 슬레이브 디바이스 2 순서 또는 슬레이브 디바이스 2 -> 슬레이브 디바이스 1 순서의 polling을 불규칙하게 수행할 수 있다. 마스터 디바이스가 임의적으로 polling을 수행함으로써, 게이밍 서비스 이용 시 각 슬레이브 디바이스의 사용자들 간의 공정성이 보장될 수 있다.
두 대의 슬레이브 디바이스의 경우, sub interval은 2ms 간격이 되고, 3대의 슬레이브 디바이스의 경우, sub interval은 3ms 간격이 되며, N대의 슬레이브 디바이스의 경우엔 Nms 간격의 sub interval로 설정될 수 있고, 이 때 최소 지연(delay)을 만족하는 연결이 형성될 수 있다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 근거리 무선 통신 시스템에서의 데이터 송수신 방법이 제 1 디바이스에 의해서 수행되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
보다 구체적으로, 상기 제 1 디바이스는, 제 2 디바이스와 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 채널과 관련된 연결을 형성한다(S2310).
다음, 상기 제 1 디바이스는 상기 제 2 디바이스와 상기 제 1 데이터와 다른 제 2 데이터를 송수신 하기 위한 제 2 채널과 관련된 연결을 형성한다(S2320).
이후, 상기 제 1 디바이스는, 상기 제 2 디바이스와, 상기 제 1 채널 상에서 상기 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 시간 간격에 기초하여, 상기 제 1 채널 상으로 상기 제 1 데이터를 송수신한다(S2330).
다음, 상기 제 1 디바이스는, 상기 제 2 디바이스와, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제 2 데이터를 송수신하기 위한 제 2 시간 간격에 기초하여, 상기 제 2 채널 상으로 상기 제 2 데이터를 송수신 한다(S2340).
여기서, 상기 제 1 채널 상에서의 데이터 송수신 및 상기 제 2 채널 상에서의 데이터 송수신은 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍 및 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍에 기초하여 수행된다.
본 명세서는 본 명세서의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 명세서의 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 명세서의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 명세서의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 명세서에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 명세서의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 명세서의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 명세서는 본 명세서의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 명세서의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 명세서의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 근거리 무선 통신 시스템에서 제 1 디바이스가 데이터를 송수신하기 위한 방법은,
    제 2 디바이스와 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계;
    상기 제 2 디바이스와 상기 제 1 데이터와 다른 제 2 데이터를 송수신 하기 위한 제 2 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계;
    상기 제 2 디바이스와, 상기 제 1 채널 상에서 상기 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 시간 간격에 기초하여, 상기 제 1 채널 상으로 상기 제 1 데이터를 송수신하는 단계; 및
    상기 제 2 디바이스와, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제 2 데이터를 송수신하기 위한 제 2 시간 간격에 기초하여, 상기 제 2 채널 상으로 상기 제 2 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 채널 상에서의 데이터 송수신 및 상기 제 2 채널 상에서의 데이터 송수신은 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍 및 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계는,
    상기 제 2 디바이스로, 상기 제 1 시간 간격의 시작시점으로부터 상기 제 2 시간 간격의 시점시점까지의 시간 오프셋에 대한 정보를 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 2 시간 간격은 상기 시간 오프셋에 대한 정보에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시간 오프셋에 대한 정보에 기초하여, 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍은 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍과 중첩(overlap)되지 않도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 채널 상에서의 데이터 송수신은 상기 제 2 시간 간격 내에서 상기 제 2 채널 상에서의 상기 제 2 데이터 송수신이 완료된 시점과 상기 제 2 시간 간격의 종료 시점 사이에 수행되고,
    상기 제 1 시간 간격의 길이는 상기 제 2 시간 간격의 배수로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 시간 오프셋에 대한 정보에 기초하여, 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍과 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍은 적어도 한번 중첩(overlap)되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍과 중첩된 적어도 하나의 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신은 드롭(drop)되고,
    상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍과 중첩된 적어도 하나의 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신은 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 드롭된 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍과 중첩된 적어도 하나의 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신은, 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍과 중첩된 적어도 하나의 상기 제 2 시간 간격의 다음번 제 2 시간 간격에서 각각 재전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스는 중심(central) 디바이스이고,
    상기 제 2 디바이스는 주변(peripheral) 디바이스이고,
    제 2 데이터는 상기 제 2 디바이스의 사용자 입력에 기초하여 생성되는 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 데이터는 Null 데이터이고,
    상기 제 2 데이터는 저지연을 요구하는 데이터인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 근거리 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 제 1 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,
    제 2 디바이스와 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계;
    상기 제 2 디바이스와 상기 제 1 데이터와 다른 제 2 데이터를 송수신 하기 위한 제 2 채널과 관련된 연결을 형성하는 단계;
    상기 제 2 디바이스와, 상기 제 1 채널 상에서 상기 제 1 데이터를 송수신하기 위한 제 1 시간 간격에 기초하여, 상기 제 1 채널 상으로 상기 제 1 데이터를 송수신하는 단계; 및
    상기 제 2 디바이스와, 상기 제 2 채널 상에서 상기 제 2 데이터를 송수신하기 위한 제 2 시간 간격에 기초하여, 상기 제 2 채널 상으로 상기 제 2 데이터를 송수신하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 채널 상에서의 데이터 송수신 및 상기 상기 제 2 채널 상에서의 데이터 송수신은 상기 제 1 시간 간격에서의 상기 제 1 데이터의 송수신 타이밍 및 상기 제 2 시간 간격에서의 상기 제 2 데이터의 송수신 타이밍에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제 1 디바이스.
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