WO2023224379A1 - Uwb 통신을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Uwb 통신을 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2023224379A1
WO2023224379A1 PCT/KR2023/006660 KR2023006660W WO2023224379A1 WO 2023224379 A1 WO2023224379 A1 WO 2023224379A1 KR 2023006660 W KR2023006660 W KR 2023006660W WO 2023224379 A1 WO2023224379 A1 WO 2023224379A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
uwb
aoa
message
user gesture
gesture input
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/006660
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
안기수
금지은
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Publication of WO2023224379A1 publication Critical patent/WO2023224379A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00—Commerce
    • G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00—Commerce
    • G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
    • G06Q30/0241—Advertisements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/20—Services signaling; Auxiliary data signalling, i.e. transmitting data via a non-traffic channel
    • H04W4/23—Services signaling; Auxiliary data signalling, i.e. transmitting data via a non-traffic channel for mobile advertising

Definitions

  • This disclosure relates to UWB communication, and more specifically, to a method and device for service initiation and user gesture input using UWB one-way ranging (OWR).
  • OWB one-way ranging
  • the Internet is evolving from a human-centered network where humans create and consume information to an IoT (Internet of Things) network that exchanges and processes information between distributed components such as objects.
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • sensing technology wired and wireless communication and network infrastructure, service interface technology, and security technology are required.
  • technologies such as sensor network, Machine to Machine (M2M), and MTC (Machine Type Communication) for connection between objects are being researched.
  • M2M Machine to Machine
  • MTC Machine Type Communication
  • intelligent IT Internet Technology
  • IoT Internet Technology
  • IT information technology
  • various industries includes smart homes, smart buildings, smart cities, smart cars or connected cars, smart grids, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. It can be applied in the field of
  • ranging technology that measures the distance between electronic devices using UWB (Ultra Wide Band) may be used.
  • This disclosure provides a method and device for service initiation and user gesture input using UWB OWR.
  • a method of an ultra wide band (UWB) device includes receiving a UWB advertisement message for measuring an angle of arrival (AoA), wherein the UWB advertisement message is for UWB one-way ranging (OWR). message, and includes information about the transmission cycle of the UWB advertising message; and determining, based on the information about the transmission cycle, a method for identifying a user gesture input of the UWB device, wherein the method for identifying the user gesture input includes the method for identifying the user gesture input. It may be one of a first method using UWB OWR or a second method using the UWB OWR together with UWB two-way ranging (TWR) with another UWB device to identify the user gesture input.
  • AoA angle of arrival
  • OWR UWB one-way ranging
  • an ultra wide band (UWB) device includes a transmitter and receiver; and a control unit, wherein the control unit: receives a UWB advertising message for measuring an angle of arrival (AoA), wherein the UWB advertising message is a message for UWB one-way ranging (OWR), and transmits the UWB advertising message.
  • AoA angle of arrival
  • OLR UWB one-way ranging
  • a method of a first ultra wide band (UWB) device includes receiving, from a second UWB device, a first UWB advertisement message for measuring an angle of arrival (AoA) with a third UWB device.
  • the UWB advertising message is a message for UWB one-way ranging (OWR) and includes information about the transmission period of the UWB advertising message-; And based on the information about the transmission cycle, determining a method for identifying a user gesture input of the first UWB device, wherein the method for identifying the user gesture input includes identifying the user gesture input.
  • It may be one of a first method using the UWB OWR to identify the user gesture input, or a second method using the UWB OWR together with UWB two-way ranging (TWR) with a third UWB device to identify the user gesture input.
  • a first ultra wide band (UWB) device includes a transmitter and receiver; and a control unit, wherein the control unit receives, from a second UWB device, a first UWB advertisement message for measuring an angle of arrival (AoA) with a third UWB device, and the UWB advertisement message is sent to a UWB OWR (one- way ranging), and includes information about the transmission period of the UWB advertising message - to determine a method for identifying a user gesture input of the first UWB device based on the information about the transmission period.
  • UWB OWR one- way ranging
  • the method for identifying the user gesture input includes: a first method using the UWB OWR to identify the user gesture input, or a UWB using the UWB OWR and a third UWB device to identify the user gesture input. It may be one of the second methods that uses two-way ranging (TWR).
  • FIG. 1 illustrates an example architecture of a UWB device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 shows an example configuration of a framework of a UWB device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 shows a method by which a plurality of electronic devices perform communication according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 4 shows the structure of a UWB MAC frame according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figures 5a and 5b show the structure of a UWB PHY packet according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 6 shows an example of the structure of a ranging block and a round used for UWB ranging according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 7 shows a system for providing service initiation and user gesture input using UWB OWR according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8A illustrates a method by which an electronic device identifies a user gesture input using a first method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8B illustrates a method by which an electronic device identifies a user gesture input using a second method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • 9A, 9B, and 9C illustrate a method by which an electronic device identifies a user gesture input based on AoA information according to a first method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • 10A and 10B illustrate a method for an electronic device to identify a user gesture input based on AoA information according to a second method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates an example procedure of a method for an electronic device to identify a user gesture input based on AoA information according to a second method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method by which an electronic device identifies a user gesture input based on AoA information according to a first method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 13 shows an example operating situation according to the method of Figure 12.
  • Figure 14 shows a flowchart of a method by which an electronic device identifies a user gesture input based on AoA information according to a second method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 15 shows an example operating situation according to the method of Figure 14.
  • Figure 16 shows a method for an electronic device to register a user-defined gesture according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 shows a graph of AoA information obtained according to the method for registering a user-defined gesture of FIG. 16.
  • Figure 18 shows a method in which an electronic device according to an embodiment of the present disclosure identifies a user gesture input using AoA information obtained based on OWR messages received from a plurality of UWB advertising devices.
  • FIG. 19 shows a graph of AoA information obtained according to the method for identifying user gesture input of FIG. 18.
  • Figure 20 shows a motion detection scenario using UWB OWR according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 21 shows a graph for AoA information collected using the motion detection scenario of Figure 20.
  • Figures 22a and 22b show diagrams comparing a graph of AoA information acquired based on a motion sensor and a graph of AoA information acquired based on OWR according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 23 shows an example of the structure of a ranging block used for UWB OWR, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 24 is a flowchart showing a method by which a UWB device identifies a user gesture input using OWR according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 25 is a device diagram of a UWB device according to an embodiment of the present disclosure.
  • each block of the processing flow diagrams and combinations of the flow diagram diagrams can be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions can be mounted on a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flow chart block(s). It creates the means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in computer-usable or computer-readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, so that the computer-usable or computer-readable memory
  • the instructions stored in may also be capable of producing manufactured items containing instruction means to perform the functions described in the flow diagram block(s).
  • Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer, thereby generating a process that is executed by the computer or other programmable data processing equipment. Instructions that perform processing equipment may also provide steps for executing the functions described in the flow diagram block(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). Additionally, it should be noted that in some alternative execution examples it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, it is possible for two blocks shown in succession to be performed substantially at the same time, or it may be possible for the blocks to be performed in reverse order depending on the corresponding function.
  • ' ⁇ unit' used in this embodiment refers to software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and ' ⁇ unit' performs certain roles. do.
  • ' ⁇ part' is not limited to software or hardware.
  • the ' ⁇ part' may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Therefore, according to some embodiments, ' ⁇ part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and processes. Includes scissors, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or may be further separated into additional components and 'parts'. Additionally, components and 'parts' may be implemented to regenerate one or more CPUs within a device or a secure multimedia card. Additionally, according to some embodiments, ' ⁇ unit' may include one or more processors.
  • terminal' or 'device' used in this specification refers to a mobile station (MS), user equipment (UE), user terminal (UT), wireless terminal, access terminal (AT), terminal, and subscriber unit. It may be referred to as a Subscriber Unit, a Subscriber Station (SS), a wireless device, a wireless communication device, a Wireless Transmit/Receive Unit (WTRU), a mobile node, a mobile, or other terms.
  • Various embodiments of the terminal include a cellular phone, a smart phone with a wireless communication function, a personal digital assistant (PDA) with a wireless communication function, a wireless modem, a portable computer with a wireless communication function, and a digital camera with a wireless communication function.
  • PDA personal digital assistant
  • the terminal may include devices, gaming devices with wireless communication functions, music storage and playback home appliances with wireless communication functions, Internet home appliances capable of wireless Internet access and browsing, as well as portable units or terminals that integrate combinations of such functions.
  • the terminal may include, but is not limited to, an M2M (Machine to Machine) terminal and an MTC (Machine Type Communication) terminal/device.
  • M2M Machine to Machine
  • MTC Machine Type Communication
  • the terminal may be referred to as an electronic device or simply a device.
  • wireless sensor network technology is largely divided into wireless LAN (Wireless Local Area Network; WLAN) technology and wireless personal area network (WPAN) technology depending on recognition distance.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • WPAN wireless personal area network
  • wireless LAN is a technology based on IEEE 802.11 and is a technology that can connect to the backbone network within a radius of about 100m.
  • wireless private networks are technologies based on IEEE 802.15 and include Bluetooth, ZigBee, and ultra wide band (UWB).
  • a wireless network in which this wireless network technology is implemented may be comprised of a plurality of electronic devices.
  • UWB can refer to a wireless communication technology that uses a bandwidth of 500 MHz or more, or has a bandwidth of 20% or more corresponding to the center frequency. UWB may also refer to the band itself to which UWB communication is applied. UWB enables safe and accurate ranging between devices. Through this, UWB enables relative position estimation based on the distance between two devices or accurate position estimation of a device based on its distance from fixed devices (where the position is known).
  • FCC Federal Communications Commission
  • ADF Application Dedicated File
  • Application Protocol Data Unit may be a command and response used when communicating with the Application Data Structure within a UWB device.
  • Application specific data may be, for example, a file structure with a root level and an application level containing UWB control information and UWB session data required for a UWB session.
  • Controller may be a Ranging Device that defines and controls Ranging Control Messages (RCM) (or control messages).
  • RCM Ranging Control Messages
  • Controllee may be a ranging device that uses ranging parameters in the RCM (or control message) received from the controller.
  • “Dynamic STS (Scrambled Timestamp Sequence) mode” may be an operation mode in which STS is not repeated during a ranging session. In this mode, STS is managed by the ranging device, and the ranging session key that creates the STS can be managed by the Secure Component.
  • Applet may be, for example, an applet running on the Secure Component containing UWB parameters and service data.
  • the Applet may be a FiRa Applet.
  • Ranging Device may be a device capable of performing UWB ranging.
  • the Ranging Device may be an Enhanced Ranging Device (ERDEV) defined in IEEE 802.15.4z.
  • Ranging Device may be referred to as a UWB device.
  • ELDEV Enhanced Ranging Device
  • UWB-enabled Application may be an application for UWB service.
  • a UWB-enabled Application may be an application that uses the Framework API to configure an OOB Connector, Secure Service, and/or UWB service for a UWB session.
  • “UWB-enabled Application” may be abbreviated as application or UWB application.
  • a UWB-enabled Application may be a FiRa-enabled Application.
  • Framework may be a component that provides access to the Profile, individual UWB settings, and/or notifications. “Framework” may be a collection of logical software components, including, for example, Profile Manager, OOB Connector, Secure Service and/or UWB Service. In this disclosure, the Framework may be FiRa Framework.
  • OOB Connector may be a software component for establishing an out-of-band (OOB) connection (e.g., BLE connection) between Ranging Devices.
  • OOB out-of-band
  • the OOB Connector may be FiRa OOB Connector.
  • Profile may be a predefined set of UWB and OOB configuration parameters.
  • the Profile may be a FiRa Profile.
  • Profile Manager may be a software component that implements profiles available on the Ranging Device.
  • the Profile Manager may be FiRa Profile Manager.
  • Service may be the implementation of a use case that provides a service to an end-user.
  • Smart Ranging Device may be a ranging device that can implement an optional Framework API.
  • the Smart Ranging Device may be a FiRa Smart Device.
  • Global Dedicated File may be the root level of application specific data containing data required to establish a USB session.
  • Framework API may be an API used by a UWB-enabled Application to communicate with the Framework.
  • “Initiator” may be a Ranging Device that initiates a ranging exchange.
  • Object Identifier may be an identifier of the ADF within the application data structure.
  • Out-Of-Band (OOB)” is an underlying wireless technology and may be data communication that does not use UWB.
  • RDS Rastering Data Set
  • UWB session key e.g., UWB session key, session ID, etc.
  • session ID e.g., session ID, etc.
  • “Responder” may be a Ranging Device that responds to the Initiator in a ranging exchange.
  • STS may be an encrypted sequence to increase the integrity and accuracy of ranging measurement timestamps. STS can be generated from the ranging session key.
  • “Secure Channel” may be a data channel that prevents overhearing and tampering.
  • a “Secure Component” may be an entity (e.g., SE or TEE) with a defined security level that interfaces with the UWBS for the purpose of providing RDS to the UWBS, e.g., if dynamic STS is used.
  • “Secure Element (SE)” may be a tamper-resistant secure hardware component that can be used as a Secure Component within a Ranging Device.
  • “Secure Ranging” may be ranging based on an STS generated through strong encryption operations.
  • “Secure Service” may be a software component for interfacing with a Secure Component, such as a Secure Element or a Trusted Execution Environment (TEE).
  • a Secure Component such as a Secure Element or a Trusted Execution Environment (TEE).
  • TEE Trusted Execution Environment
  • Service Applet may be an applet on the Secure Component that handles service-specific transactions.
  • Service Data may be data defined by the Service Provider that needs to be transferred between two ranging devices to implement a service.
  • Service Provider may be an entity that defines and provides hardware and software required to provide specific services to end-users.
  • Static STS mode is an operation mode in which STS repeats during a session and does not need to be managed by the Secure Component.
  • a “Secure UWB Service (SUS) Applet” may be an applet on the SE that communicates with the applet to retrieve data needed to enable a secure UWB session with another ranging device. Additionally, SUS Applet can transmit the data (information) to UWBS.
  • SUS Secure UWB Service
  • UWB Service may be a software component that provides access to UWBS.
  • UWB Session may be the period from when the Controller and Controllee start communicating via UWB until they stop communicating.
  • a UWB Session may include ranging, data forwarding, or both ranging/data forwarding.
  • UWB Session ID may be an ID (e.g., a 32-bit integer) that identifies the UWB Session, shared between the controller and the controller.
  • UWB Session Key may be a key used to protect the UWB Session.
  • UWB Session Key can be used to create STS.
  • the UWB Session Key may be UWB Ranging Session Key (URSK), and may be abbreviated as session key.
  • URSK UWB Ranging Session Key
  • UWB Subsystem may be a hardware component that implements the UWB PHY and MAC layer (specification).
  • UWBS can have an interface to the Framework and an interface to the Secure Component to retrieve the RDS.
  • “Scheduled based ranging” may be used for ranging rounds in which controllers are scheduled by the controller to transmit RFRAMEs and/or measurement reports in different ranging slots.
  • scheduling-based ranging may be referred to as time-scheduled ranging.
  • the scheduling mode in which scheduling-based ranging is used may be referred to as time-scheduled mode.
  • Contention based ranging can be used when the controller does not know the MAC addresses of controllers participating in a UWB session (ranging session).
  • the controller may be the initiator and may perform ranging with other unknown UWB devices.
  • the scheduling mode in which contention-based ranging is used may be referred to as Contention-based mode.
  • Contention-based ranging can be used for a ranging round in which the controller determines the size of the contention access period (CAP) and informs the CAP size through a ranging control message.
  • the contention connection period may be referred to as a contention window or a contention window period.
  • the UWB device can operate as a controller and initiator, in which case the ranging control phase (RCP) and ranging initiation phase (RIP) may be merged into RIP.
  • the allocation of the CAP size can determine the CAP period for the responder(s) participating in the ranging round in units of ranging slots.
  • Each responder can randomly determine a slot within the CAP to transmit a ranging response message (RRM).
  • RRM ranging response message
  • Hybrid ranging can be used when there are known controls and unknown controls. As described above, a known control may be a control for which the controller knows the MAC address of the control, and an unknown control may be a control for which the controller does not know the MAC address of the control. In the present disclosure, hybrid ranging may be referred to as hybrid-based ranging. The scheduling mode in which hybrid ranging is used may be referred to as Hybrid-based Mode.
  • the controller can perform ranging in a scheduling-based mode with known controls and in a contention-based mode with unknown controls.
  • a ranging round may include a ranging control phase (RCP) and a ranging phase (RP).
  • the RP may include a contention free period for scheduling-based ranging (access) and a contention access period (CAP) for contention-based ranging (access).
  • CAP contention access period
  • the control message (ranging control message) used in RCP in hybrid-based mode may be referred to as a ranging management message (RMM).
  • a “UWB message” may be a message including a payload IE transmitted by a UWB device (eg, ERDEV).
  • UWB messages include, for example, ranging initiation message (RIM), ranging response message (RRM), ranging final message (RFM), control message (CM), measurement report message (MRM), ranging result report message (RRRM), and control message (CUM). It may be a message such as an update message) or a one-way ranging (OWR) message. If necessary, multiple messages can be merged into one message.
  • Payload IE may be called a Payload Information Element and may be included in the MAC payload of the UWB MAC frame defined in IEEE 802.15.4/4z.
  • the MAC payload may include multiple Payload IEs. there is.
  • Data Message IE (Data Message Payload IE)” may be an additional payload IE for transmitting application data.
  • Application data may be data delivered from a framework or application above the UWB MAC Layer.
  • Data Message IE can be used in the TWR (Two-way ranging) procedure.
  • the ranging message (UWB message) may include at least one or both of a payload IE for ranging and a Data Message IE for delivering application data.
  • Data Message IE includes Ranging Initiation Message (RIM), Ranging Response Message (RRM), Ranging Final Message (RFM), and measurement value for ranging. It can be delivered as part of the payload IE of the MAC payload of the Measurement Report Message (MRM) and Ranging Result Report Message (RRRM).
  • Data Message IE may also be used in a one-way ranging (OWR) procedure for measuring Angle of Arrival (AoA).
  • the AoA measurement message may include at least one or both of a payload IE for AoA measurement and a Data Message IE for delivering application data.
  • Data Message IE may be included and delivered as part of the payload IE of the MAC payload of the AoA measurement message.
  • OWR may be a ranging method that uses messages transmitted in one direction between a ranging device and one or more other ranging devices. OWR can be used to measure Time Difference of Arrival (TDoA). Additionally, OWR can be used to measure AoA at the receiving end rather than measuring TDoA. In this case, one advertiser and one observer pair can be used. OWR for measuring AoA allows the Observer to receive OWR messages from the Advertiser and measure the AoA to determine the Observer's user's intention, action, or motion. For example, user intent to control a particular Advertiser can be verified by the results of AoA measurements for OWR messages from the Advertiser. In this disclosure, OWR may be referred to as UWB OWR.
  • Advertiser is a ranging device that transmits AoA measurement messages.
  • the Advertiser can use the data message IE to include application data (application payload data) as part of the MAC payload of the AoA measurement message.
  • Application data can be set by the upper layer.
  • the Advertiser may be referred to as an Advertiser device or a UWB Advertiser device.
  • the AoA measurement message may be referred to as an OWB message for AoA measurement, a UWB OWR message for AoA measurement, a UWB advertisement message, an advertisement message, etc.
  • Observer is a ranging device that receives AoA measurement messages and measures the AoA for each message. Observer can transmit the measured AoA to the upper layer. If application data is included in the MAC payload of the AoA measurement message, the observer can transmit it to the upper layer. In this disclosure, the Observer may be referred to as an Observer device or a UWB Observer device.
  • TWR may be a ranging method that can estimate the relative distance between two devices by measuring ToF (time of flight) through the exchange of ranging messages between two devices.
  • the TWR method may be one of double-sided two-way ranging (DS-TWR) and single-sided two-way ranging (SS-TWR).
  • SS-TWR may be a procedure that performs ranging through one round-trip time measurement.
  • DS-TWR may be a procedure that performs ranging through two round-trip time measurements.
  • DS-TWR may include a RIM transfer operation from the initiator to the responder, a RRM transfer operation from the responder to the initiator, and a RRM transfer operation from the intiator to the responder.
  • measured AoA information eg, AoA azimuth result, AoA elevation result
  • RRRM a ranging device
  • UWB TWR UWB TWR
  • AoA is the angle of arrival of the received signal and can be expressed as a relative angle such as AoA azimuth and AoA elevation.
  • the measuring device is a mobile phone with a display
  • the Y axis is the vertical display axis of the phone
  • the X axis is the horizontal display axis of the phone
  • the Z axis is the phone display.
  • the AoA azimuth angle may be the relative angle between the input signal projected on the XZ plane and the Z axis
  • the AoA elevation angle may be the relative angle between the input signal and the XZ plane.
  • the controller initiator can measure the AoA azimuth for RRM and transmit the measured AoA azimuth through a UCI notification message.
  • the responder can measure the AoA azimuth for the RIM message and transmit the measured AoA azimuth through RRRM.
  • the controller initiator can measure the AoA elevation for RRM and transmit the measured AoA elevation through a UCI notification message.
  • the responder can measure the AoA elevation for the RIM message and transmit the measured AoA elevation through RRRM.
  • the Observer can measure AoA azimuth and AoA elevation for AoA measurement messages.
  • FIG. 1 illustrates an example architecture of a UWB device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the UWB device 100 may be an electronic device that supports UWB communication.
  • the UWB device 100 may be a ranging device that supports UWB ranging.
  • the Ranging Device may be an ERDEV or FiRa Device.
  • UWB device 100 can interact with other UWB devices through a UWB session.
  • the UWB device 100 may implement a first interface (Interface #1), which is an interface between a UWB-enabled application (UWB-enabled application) 110 and a UWB framework (UWB Framework) 120, and the first interface allows a UWB-enabled application 110 on the UWB device 100 to use the UWB capabilities of the UWB device 100 in a predetermined manner.
  • the first interface may be a Framework API or a proprietary interface, but is not limited thereto.
  • the UWB device 100 may implement a second interface (Interface #2), which is an interface between the UWB Framework 110 and the UWB subsystem (UWBS) 130.
  • the second interface may be, but is not limited to, UCI (UWB Command Interface) or a proprietary interface.
  • the UWB device 100 may include a UWB-enabled Application 110, a Framework (UWB Framework) 120, and/or a UWBS 130 including a UWB MAC Layer and a UWB Physical Layer. there is. Depending on the embodiment, some entities may not be included in the UWB device, or additional entities (eg, security layer) may be further included.
  • the UWB-enabled Application 110 may trigger establishment of a UWB session by the UWBS 130 using the first interface. Additionally, the UWB-enabled Application 110 can use one of the predefined profiles. For example, the UWB-enabled Application 110 may use one of the profiles defined in FiRa or a custom profile. UWB-enabled Application 110 may use the first interface to handle related events such as service discovery, ranging notifications, and/or error conditions.
  • Framework 120 may provide access to Profile, individual UWB settings and/or notifications. Additionally, the Framework 120 may support at least one of the following functions: a function for UWB ranging and transaction performance, a function to provide an interface to an application and the UWBS 130, or a function to estimate the location of the device 100. Framework 120 may be a set of software components. As described above, the UWB-enabled Application 110 may interface with the Framework 120 through a first interface, and the Framework 120 may interface with the UWBS 130 through a second interface.
  • the UWB-enabled Application 110 and/or Framework 120 may be implemented by an application processor (AP) (or processor). Accordingly, in the present disclosure, the operation of the UWB-enabled Application 110 and/or Framework 120 may be understood as being performed by the AP (or processor).
  • the framework may be referred to as an AP or processor.
  • UWBS 130 may be a hardware component including a UWB MAC Layer and a UWB Physical Layer. UWBS 130 performs UWB session management and can communicate with UWBS of other UWB devices. UWBS 130 can interface with the Framework 120 through a second interface and obtain secure data from the Secure Component. In one embodiment, the Framework (or application processor) 120 may transmit a command to the UWBS 130 through UCI, and the UWBS 130 may send a response to the command to the Framework 120. It can be delivered to . UWBS 130 may deliver notification to Framework 120 through UCI.
  • Figure 2 shows an example configuration of a framework of a UWB device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the UWB device of FIG. 2 may be an example of the UWB device of FIG. 1.
  • the framework 220 includes software components such as, for example, Profile Manager 221, OOB Connector(s) 222, Secure Service 223, and/or UWB Service 224. It can be included.
  • Profile Manager 221 may perform a role in managing profiles available on the UWB device.
  • a profile may be a set of parameters required to establish communication between UWB devices.
  • the profile may include parameters indicating which OOB secure channel is used, UWB/OOB configuration parameters, parameters indicating whether the use of a particular security component is mandatory, and/or parameters related to the file structure of the ADF. can do.
  • the UWB-enabled application 210 may communicate with the profile manager 221 through a first interface (eg, Framework API).
  • the OOB connector 222 may serve to establish an OOB connection with another device.
  • OOB Connector 222 may handle OOB steps including a discovery step and/or a connection step.
  • OOB component (eg, BLE component) 250 may be connected to OOB Connector 222.
  • the Secure Service 223 may perform the role of interfacing with the Secure Component 240, such as SE or TEE.
  • the UWB service (Service) 224 may perform the role of managing the UWBS (230).
  • the UWB Service 224 can provide access from the Profile Manager 221 to the UWBS 230 by implementing a second interface.
  • Figure 3 shows a method by which a plurality of electronic devices perform communication according to an embodiment of the present disclosure.
  • the first electronic device 301 and the second electronic device 302 of FIG. 3 may be, for example, the UWB device of FIG. 1 or 2.
  • the first electronic device 301 and the second electronic device 302 may perform a device discovery/connection setup procedure 310 and a data communication procedure 320. These device discovery/connection establishment procedures 310 and data communication procedures 320 may be managed or controlled by the MAC layer (entity) of the electronic device.
  • the device discovery/connection establishment procedure 310 may be a preliminary procedure performed before the data communication procedure 320.
  • the device discovery/connection establishment procedure 310 may be performed via OOB communication (channel), and/or UWB communication (channel).
  • the device discovery/connection establishment procedure 310 may include at least one of the following operations.
  • Device discovery operation An operation in which an electronic device searches for (discovers) another UWB device.
  • Device discovery operations may include transmitting/receiving Advertisement messages.
  • a device discovery operation may be referred to as a discovery operation, or an advertising operation.
  • connection establishment action An action by which two electronic devices establish a connection.
  • the connection establishment operation may include sending/receiving a connection request message and a connection confirmation message.
  • the connection (channel) established through the connection establishment operation can be used to establish and control a UWB session for data communication.
  • parameters for establishing a UWB session e.g., UWB performance parameters (control performance parameters), UWB configuration parameters, session key-related parameters
  • UWB performance parameters control performance parameters
  • UWB configuration parameters e.g., session key-related parameters
  • the data communication procedure 320 may be a procedure for transmitting and receiving data using UWB communication.
  • the data communication procedure may be performed using UWB communication or NB communication.
  • the data communication procedure 320 may include at least one of the operations below.
  • UWB ranging operation An operation in which an electronic device performs UWB ranging with another electronic device using a preset UWB ranging method (e.g., OWR, SS-TWR, DS-TWR method).
  • the UWB ranging operation may include a ToF measurement operation and/or an AoA measurement operation.
  • the DS-TWR method may include some or all of the following steps.
  • RCP Ranging Control Phase
  • RIP Ranging Initiation Phase: A step in which the UWB initiator transmits a UWB initiation message (e.g., Ranging Initiation Message (RIM)) to the UWB responder.
  • the ranging initiation message starts a ranging exchange. It may be the first message transmitted to do this.
  • the UWB controller/initiator may transmit a ranging control message and a ranging initiation message through one message.
  • the UWB controller/initiator may transmit a ranging control message and a ranging initiation message.
  • a ranging start message including a control message may be transmitted.
  • RRP Ranging Response Phase
  • RFP Ranging Final Phase
  • DS-TWR double-sided two-way ranging
  • the UWB TWR procedure may further include a Measurement Report Phase (MRP).
  • MRP Measurement Report Phase
  • the Measurement Report Phase may be a phase in which electronic devices participating in UWB ranging exchange ranging information (eg, ToF information/AoA information, etc.) and/or related service information.
  • the UWB message used in the measurement report step may be a Measurement Report Message (MRM), a Ranging Result Report Message (RRRM), or a Control Update Message (CUM). You can.
  • MRM may be transmitted included in RRM or RFM.
  • - Transaction operation An operation in which an electronic device exchanges service data with another electronic device.
  • Figure 4 shows the structure of a UWB MAC frame according to an embodiment of the present disclosure.
  • the UWB MAC frame may follow the structure of the MAC frame of IEEE 802.15.4z, for example.
  • a UWB MAC frame may be abbreviated as MAC frame or frame.
  • a UWB MAC frame may be used to convey UWB data (eg, UWB messages, ranging messages, control information, service data, application data, transaction data, etc.).
  • the UWB MAC frame may include a MAC header (MHR), MAC payload, and/or MAC footer (MFR).
  • MHR MAC header
  • MFR MAC footer
  • the MAC header may include a Frame Control field, Sequence Number field, Destination Address field, Source Address field, Auxiliary Security Header field, and/or at least one Header IE field. Depending on the embodiment, some fields may not be included in the MAC header.
  • the Frame Control field includes a Frame Type field, a Security Enabled field, a Frame Pending field, an AR field, a PAN ID Compression field, a Sequence Number Suppression field, an IE Present field, a Destination Addressing Mode field, a Frame Version field, and/or a Source field.
  • An Addressing Mode field may be included. The description of each field is as follows.
  • the Frame Type field can indicate the type of frame.
  • the type of frame may include data type and/or multipurpose type.
  • the Security Enabled field may indicate whether the Auxiliary Security Header field exists.
  • the Auxiliary Security Header field may contain information required for security processing.
  • the Frame Pending field may indicate whether the device transmitting the frame has more data for the recipient. In other words, the Frame Pending field can indicate whether there is a pending frame for the recipient.
  • the AR field may indicate whether an acknowledgment of reception of the frame is required from the receiver.
  • the PAN ID Compression field may indicate whether the PAN ID field exists.
  • the Sequence Number Suppression field can indicate whether the Sequence Number field exists.
  • the Sequence Number field may indicate a sequence identifier for the frame.
  • the IE Present field may indicate whether the Header IE field and Payload IE field are included in the frame.
  • the Destination Addressing Mode field may indicate whether the Destination Address field includes a short address (eg, 16 bits) or an extended address (eg, 64 bits).
  • the Destination Address field can indicate the address of the recipient of the frame.
  • the Frame Version field can indicate the version of the frame.
  • the Frame Version field can be set to a value indicating IEEE std 802.15.4z-2020.
  • the Source Addressing Mode field indicates whether the Source Address field exists, and if the Source Address field exists, whether the Source Address field contains a short address (e.g., 16 bits) or an extended address (e.g., 64 bits). can do.
  • the Source Address field can indicate the address of the originator of the frame.
  • the MAC payload may include at least one Payload IE field.
  • the Payload IE field may include Vendor Specific Nested IE.
  • the Payload IE field may include the Payload IE field of a UWB message, ranging message, or control message.
  • the MAC footer may include an FCS field.
  • the FCS field may include a 16-bit CRC or a 32-bit CRC.
  • Figures 5a and 5b show the structure of a UWB PHY packet according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5A shows an exemplary structure of a UWB PHY packet to which STS packet settings are not applied
  • FIG. 5B shows an exemplary structure of a UWB PHY packet to which STS packet settings are applied.
  • a UWB PHY packet may be referred to as a PHY packet, PHY PDU (PPDU), or frame.
  • the PPDU may include a synchronization header (SHR), a PHY header (PHR), and a PHY payload (PSDU).
  • the PSDU includes a MAC frame, and as shown in FIG. 4, the MAC frame may include a MAC header (MHR), MAC payload, and/or MAC footer (MFR).
  • MHR MAC header
  • MFR MAC footer
  • the synchronization header part may be referred to as a preamble
  • the part including the PHY header and PHY payload may be referred to as the data part.
  • the synchronization header is used for synchronization for signal reception and may include a SYNC field and a start-of-frame delimiter (SFD).
  • the SYNC field may be a field containing a plurality of preamble symbols used for synchronization between transmitting and receiving devices.
  • the preamble symbol can be set through one of predefined preamble codes.
  • the SFD field may be a field that indicates the end of the SHR and the start of the data field.
  • the PHY header may provide information about the composition of the PHY payload.
  • the PHY header may include information about the length of the PSDU, information indicating whether the current frame is an RFRAME, etc.
  • the PHY layer of the UWB device may include an optional mode to provide reduced on-air time for high density/low power operation.
  • the UWB PHY packet may include an encrypted sequence (i.e., STS) to increase the integrity and accuracy of the ranging measurement timestamp.
  • STS may be included in the STS field of the UWB PHY packet and may be used for security ranging.
  • the STS field is not included in the PPDU (SP0 packet).
  • SP setting is 1 (SP1)
  • the STS field is located immediately after the SFD (Start of Frame Delimiter) field and before the PHR field (SP1 packet).
  • SP configuration 2 SP2
  • the STS field is located after the PHY payload (SP2 packet).
  • SP setting 3 SP3
  • the STS field is located immediately after the SFD field, and the PPDU does not include the PHR and data fields (PHY payload) (SP3 packet). That is, for SP3, the PPDU does not include PHR and PHY payload.
  • each UWB PHY packet may include RMARKER for defining a reference time, and RMARKER indicates the transmission time, reception time, and/or time interval of the ranging message (frame) in the UWB ranging procedure. Can be used to obtain.
  • Figure 6 shows an example of the structure of a ranging block and a round used for UWB ranging according to an embodiment of the present disclosure.
  • a ranging block refers to a time period for ranging.
  • a ranging round is a period of sufficient duration to complete one entire ranging-measurement cycle (ranging cycle) involving a set of UWB devices participating in a ranging exchange. You can.
  • the ranging slot may be a sufficient period for transmission of at least one ranging frame (RFRAME) (eg, ranging start/response/final message, etc.).
  • RFRAME ranging start/response/final message, etc.
  • one ranging block includes at least one ranging round, and each ranging round may include at least one ranging slot.
  • the average time between successive ranging rounds may be constant.
  • the ranging mode is an interval-based mode
  • the time between successive ranging rounds can be changed dynamically.
  • the interval-based mode can adopt a time structure with adaptive spacing.
  • the number and duration of slots included in a ranging round may change between ranging rounds.
  • ranging block, ranging round, and ranging slot may be abbreviated as block, round, and slot.
  • UWB OWR can be performed using a UWB advertising message (AoA measurement message) as a UWB OWR message, and service initiation (activation) and user gesture input are performed using AoA information obtained using the UWB advertising message.
  • AoA measurement message UWB advertising message
  • service initiation (activation) and user gesture input are performed using AoA information obtained using the UWB advertising message.
  • Figure 7 shows a system for providing service initiation and user gesture input using UWB OWR according to an embodiment of the present disclosure.
  • a system for service initiation and user gesture input using UWB OWR includes a first device 710, a second device 720, and/or a third device 730. It can be included.
  • the first device 710 may be referred to as a first electronic device or a first UWB device
  • the second device 720 may be referred to as a second electronic device or a second UWB device
  • the third device 720 may be referred to as a second electronic device or a second UWB device.
  • the device 730 may be referred to as a third electronic device or a third UWB device.
  • the second device 720 operates as a UWB advertiser device that transmits UWB advertising messages, and the first device 710 and/or the third device 730 transmit UWB advertising messages. It is assumed to operate as a UWB observer device that receives.
  • An example of a UWB advertising message may be as illustrated in FIG. 23 and Tables 1 to 3, which will be described later.
  • the second device 720 may transmit (or broadcast) a UWB advertising message.
  • the second device 720 may broadcast a UWB advertisement message at a preset period (advertisement period).
  • a UWB advertising message may include information about an advertising cycle (advertising cycle information).
  • advertising cycle information may be information that explicitly indicates an advertising cycle or information used to obtain an advertising cycle.
  • the advertisement cycle information may be inter-frame interval information/field in Table 2, which will be described later. This advertising cycle may be associated with the AoA sampling rate.
  • the advertising cycle may be referred to as an advertising message transmission cycle, and the advertising cycle information may be referred to as advertising message transmission cycle information.
  • a UWB advertising message may include application data (application payload data).
  • the application data may include the context (eg, redirection address or content) of the service to be advertised through the UWB advertising message.
  • Application data may be used to identify/initiate associated services.
  • a UWB advertising message may be used by a UWB observer device to obtain/estimate AoA information for the received UWB advertising message.
  • the AoA information may include AoA elevation information indicating an AoA elevation value and/or AoA azimuth information indicating an AoA azimuth value.
  • the AoA information obtained in this way can be used to initiate the corresponding service and/or identify/provide user gesture input associated with the corresponding service.
  • the first device 710 may receive a UWB advertisement message and perform operations for service initiation and/or user gesture input based on the UWB advertisement message.
  • the first device 710 may obtain AoA information based on a UWB advertisement message. For example, the first device 710 may measure the AoA elevation value and/or the AoA azimuth value based on the UWB advertising message.
  • the first device 710 may further obtain a received signal strength indicator (RSSI) for a UWB advertising message.
  • RSSI received signal strength indicator
  • the first device 710 may determine a method for identifying user gestures (motions) based on the UWB advertising message. For example, the first device 710 may determine a method for identifying a user gesture (user gesture input) based on advertisement cycle information included in the UWB advertisement message.
  • the method for identifying user gesture input includes: a first method (Option 1) using only UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture inputs or with UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture inputs; It may be one of the second methods (option 2) that uses UWB TWR with another device (eg, third device 730). That is, the second method may utilize more auxiliary measurement using UWB TWR than the first method.
  • AoA information obtained based on the UWB advertising message may be used to identify user gesture input.
  • second method along with AoA information (first AoA information) acquired based on the UWB advertising message, distance information and/or AoA information (second AoA information) acquired based on UWB TWR with other electronic devices information) can be used to identify user gesture input.
  • the first AoA information may be referred to as Advertisement (Adv.) AoA information
  • the second AoA information may be referred to as TWR AoA information.
  • the first device 710 may identify an advertisement cycle (or interval) based on advertisement cycle information included in a UWB advertisement message and compare the advertisement cycle with a preset threshold.
  • the threshold may be related to the sampling rate (or period) required for user gesture detection.
  • the first device 710 may select the first method as a method of identifying the user gesture input.
  • the advertisement cycle is greater than the preset threshold (eg, when the advertisement cycle is slower than the sampling rate)
  • the first device 710 may select the second method as a method of identifying the user gesture input.
  • the first device 710 may identify a user gesture input according to the first method or the second method and perform an operation corresponding to the user gesture input.
  • the third device 730 may operate as a UWB observer device. In this case, like the first device 710, the third device 730 may obtain AoA information based on the UWB advertisement message received by the third device 730.
  • the third device 730 may perform UWB TWR with the first device 710 to assist in identifying a user gesture input of the first device 710.
  • a UWB TWR (UWB TWR session) between the first device 710 and the third device 730 may be started and ended by the first device 710, but the embodiment is not limited thereto.
  • FIG. 8A illustrates a method by which an electronic device identifies a user gesture input using a first method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the first method may be to use only UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture input.
  • the first approach can be distinguished from the second approach using UWB OWR based on UWB advertising messages and UWB TWR with other devices to identify user gesture input.
  • the first device (Device #1) 810, the second device (Device #2) 820, and the third device (Device #3) 830 are each the first device of FIG. 7. 710, the second device 720, and the third device 830 may be examples.
  • the first device 810 is an electronic device that operates as a UWB observer device, and may be, for example, a user's wearable device, but the embodiment is not limited thereto.
  • the second device 820 is an electronic device that operates as a UWB advertise device, and may be, for example, a fixed device (e.g., a kiosk), but the embodiment is not limited thereto.
  • the third device 830 is an electronic device that operates as a UWB observer device and may be, for example, a user's mobile phone, but the embodiment is not limited thereto.
  • the second device 820 may transmit (or broadcast) a UWB advertising message.
  • the second device 820 may broadcast a UWB advertising message at a preset advertising cycle (transmission cycle).
  • UWB advertising messages may include application data.
  • the first device 810 and the third device 830 may receive one or more UWB advertising messages.
  • the first device 810 may obtain AoA information (AoA azimuth/AoA elevation) for one or more received UWB advertising messages. Additionally, the first device 810 may determine the user motion (gesture) using the AoA trajectory obtained based on the AoA information. That is, the first device 810 can identify the user gesture input using the AoA trajectory. Referring to FIG. 9 for an example of a method in which the first device 810 obtains AoA information based on a received UWB advertising message and identifies a user gesture input based on the obtained AoA information according to the first method, This is explained below.
  • the first device 810 may communicate with the third device 830 through OOB communication (eg, WiFi, BLE, etc.). For example, the first device 810 may transmit application data and/or motion input data to the third device 830.
  • the motion input data may include data of user gesture input identified by the first device 810.
  • the first device 810 may receive service data from the third device 830.
  • Service data may include service data (eg, service display data) associated with user gesture input.
  • the first device 810 and the third device 830 exchange data with each other through OOB communication as an example.
  • power consumption can be reduced compared to the case of exchanging data through in-band communication.
  • the above-described embodiment is not limited thereto.
  • the first device 810 and the third device 830 may exchange all or part of the above-described data through in-band communication, if necessary.
  • FIG. 8B illustrates a method by which an electronic device identifies a user gesture input using a second method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the second approach may be to use UWB OWR based on UWB advertising messages and UWB TWR with other devices to identify user gesture input.
  • the second approach can be distinguished from the first approach that only uses UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture input.
  • the first device (Device #1) 810, the second device (Device #2) 820, and the third device (Device #3) 830 are each the first device of FIG. 7. 710, the second device 720, and the third device 830 may be examples.
  • the first device 810 is an electronic device that operates as a UWB observer device, and may be, for example, a user's wearable device, but the embodiment is not limited thereto.
  • the second device 820 is an electronic device that operates as a UWB advertise device, and may be, for example, a fixed device (e.g., a kiosk), but the embodiment is not limited thereto.
  • the third device 830 is an electronic device that operates as a UWB observer device and may be, for example, a user's mobile phone, but the embodiment is not limited thereto.
  • the second device 820 may transmit (or broadcast) a UWB advertising message.
  • the second device 820 may broadcast a UWB advertising message at a preset advertising cycle (transmission cycle).
  • UWB advertising messages may include application data.
  • the first device 810 and the third device 830 may receive one or more UWB advertising messages.
  • the first device 810 may obtain first AoA information (AoA azimuth/AoA elevation) for one or more received UWB advertising messages.
  • the first device 810 can communicate with the third device 830 through in-band communication.
  • the first device 810 may perform UWB TWR with the third device 830.
  • the first device 810 may acquire distance information and/or second AoA information (AoA azimuth/AoA elevation).
  • Distance information may provide information about the distance between the first device 810 and the third device 830.
  • the first device 810 is an initiator (or controller) for TWR
  • AoA azimuth and AoA elevation for RRM can be measured.
  • the third device 830 is a responder (or controller) for TWR, it measures the AoA azimuth and AoA elevation for the RIM message and provides information about the AoA azimuth and AoA elevation measured through RRRM. 1 Can be transmitted to device 810.
  • the AoA azimuth and AoA elevation for the RIM message can be measured.
  • the first device 810 may determine a user motion (gesture) using a trajectory obtained based on first AoA information, second AoA information, and/or distance information. That is, the first device 810 can identify the user gesture input using the acquired trajectory.
  • An example of is described below with reference to FIG. 10 .
  • the first device 810 may transmit motion input data to the third device 830 through in-band communication.
  • the first device 810 may transmit motion input data to the third device 830 through a UWB message (eg, RFM, etc.).
  • the motion input data may include data of user gesture input identified by the first device 810.
  • the first device 810 may receive service data from the third device 830 through in-band communication.
  • the first device 810 may receive service data from the third device 830 through a UWB message.
  • Service data may include service data (eg, service display data) associated with user gesture input.
  • 9A, 9B, and 9C illustrate a method by which an electronic device identifies a user gesture input based on AoA information according to a first method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the first method may be to use only UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture input.
  • the first approach can be distinguished from the second approach using UWB OWR based on UWB advertising messages and UWB TWR with other devices to identify user gesture input.
  • the first device (Device #1) 910, the second device (Device #2) 920, and the third device (Device #3) 930 are respectively shown in FIG. 8A.
  • the first device 810, the second device 820, and the third device 830 may be examples.
  • the gaze direction (reference direction) of the user wearing the first device 910 is the X axis, as shown, and the horizontal axis of the first device 910
  • the axis is assumed to be the Y axis
  • the vertical axis of the first device is assumed to be the Z axis.
  • Figure 9a shows an example of a signal direction graph on the XY plane according to the first scheme.
  • the coordinates on the XY plane of the first electronic device 910 are denoted as (Xw,Yw), and the coordinates on the Coordinates on the XY plane of the third electronic device 930 may be expressed as (Xa,Ya).
  • the UWB advertising message (input signal) is transmitted from the second electronic device 920 in the direction of the first electronic device 910.
  • Figure 9b shows an example of AoA azimuth value obtained according to the first method.
  • the first device 910 which is a UWB observer device, can measure/calculate the AoA azimuth value ( ⁇ a2w ) for the UWB advertisement message received from the second device 920, which is a UWB advertiser device.
  • the AoA azimuth value ( ⁇ a2w ) is the relative angle between the gaze direction (X axis) of the user wearing the first device 910 and the direction in which the UWB advertising message (input signal) projected on the XY plane was received. You can.
  • AoA azimuth may be expressed as a (+) sign when the signal transmitting device is located on the left with respect to the reference direction, and may be expressed as a (-) sign when located on the right, but in the opposite case, It is also possible.
  • Figure 9c shows an example of AoA elevation value obtained according to the first method.
  • the first device 910 which is a UWB observer device, can measure/calculate the AoA elevation value ( ⁇ a2w ) for the UWB advertisement message received from the second device 920, which is a UWB advertiser device.
  • the AoA elevation value ( ⁇ a2w ) may be the relative angle between the XY plane of the first device 910 and the direction in which the UWB advertising message (input signal) is received.
  • AoA elevation may be expressed as a (+) sign if the signal transmitting device is located above the XY plane, and may be expressed as a (-) sign if it is located below, but in the opposite case, It is also possible.
  • the first device 910 analyzes changes (trajectories) in the AoA azimuth value and AoA elevation value (( ⁇ a2w , ⁇ a2w )) for periodically received UWB advertising messages, and inputs a user gesture based on the analysis result. can be identified. For example, if the pattern of change in the AoA azimuth value and the AoA elevation value matches (or maps) a pattern of a predefined user gesture input, the first device 910 determines the user's motion to the corresponding user gesture input. It can be identified as corresponding.
  • the first device 910 may transmit data of the user gesture input to the third device 930.
  • the first device 910 may transmit data of the user gesture input to the third device 930 through OOB.
  • the first method may be used to identify user gesture input.
  • the electronic device since the UWB TWR is not used to identify the user gesture input, and only the UWB OWR based on the UWB advertising message is used, the electronic device can identify the user gesture input faster and with less power compared to the second method. You can.
  • 10A and 10B illustrate a method for an electronic device to identify a user gesture input based on AoA information according to a second method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the second approach may be to use UWB OWR based on UWB advertising messages and UWB TWR with other devices to identify user gesture input.
  • the second approach can be distinguished from the first approach that only uses UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture input.
  • the first device (Device #1) 1010, the second device (Device #2) 1020, and the third device (Device #3) 1030 are respectively Examples may include a first device 810, a second device 820, and a third device 830.
  • the gaze direction (reference direction) of the user wearing the first device 1010 is the X axis, as shown, and the horizontal axis of the first device is Y. axis, and the vertical axis of the first device is assumed to be the Z axis.
  • Figure 10a shows an example of a signal direction graph on the XY plane according to the second scheme.
  • the coordinates on the XY plane of the first electronic device 1010 are denoted as (Xw,Yw), and the coordinates on the Coordinates on the XY plane of the third electronic device 1030 may be expressed as (Xa,Ya).
  • the UWB advertising message (input signal) is transmitted in the direction from the second electronic device 1020 to the first electronic device 1010, and from the second electronic device 1020 to the third electronic device 1030. do.
  • UWB messages eg, RIM, RRM, RFM, etc.
  • Figure 10b shows an example of AoA information and distance information obtained according to the second method.
  • the first device 1010 which is a UWB observer device, can measure/calculate the AoA azimuth value ( ⁇ a2w ) for the first UWB advertisement message received from the second device 1020, which is a UWB advertiser device.
  • the AoA azimuth value ( ⁇ a2w ) is between the gaze direction (X axis) of the user wearing the first device 1010 and the direction in which the first UWB advertising message (first input signal) projected on the XY plane was received. It may be a relative angle of .
  • An example of measurement of the AoA azimuth value ( ⁇ a2w ) may be as illustrated in FIG. 9(b).
  • the first device 1010 which is a UWB observer device, can measure/calculate the AoA elevation value ( ⁇ a2w ) for the UWB advertisement message received from the second device 1020, which is a UWB advertiser device.
  • the AoA elevation value ( ⁇ a2w ) may be the relative angle between the XY plane and the direction in which the UWB advertising message (input signal) was received.
  • An example of measurement of the AoA elevation value ( ⁇ a2w ) may be as illustrated in FIG. 9(c).
  • the third device 1030 which is a UWB observer device, can measure/calculate the AoA azimuth value ( ⁇ a2w ) for the second UWB advertisement message received from the second device 1020, which is a UWB advertiser device.
  • the AoA azimuth value ( ⁇ a2w ) is the reference direction of the third device 1030 (e.g., an axis orthogonal to the display of the third device 1030) and the second UWB advertising message projected on the It can be the relative angle between the directions from which the input signal) is received.
  • the AoA azimuth value ( ⁇ a2w ) measured in this way may be included in a UWB message and transmitted to the first device 1010.
  • the first device 1010 can exchange UWB messages for UWB TWR (UWB TWR message) with the third device 1030.
  • UWB TWR UWB TWR message
  • the first device 1010 may measure/calculate the AoA azimuth value ( ⁇ m2w ) for the UWB TWR message (eg, RIM or RRM) received from the third device 1030.
  • the AoA azimuth value ( ⁇ m2w ) is the relative angle between the gaze direction (X axis) of the user wearing the first device 1010 and the direction in which the UWB TWR message (input signal) projected on the XY plane is received. You can.
  • the first device 1010 may measure/calculate the AoA elevation value ( ⁇ m2w ) for the UWB TWR message (eg, RIM or RRM) received from the third device 1030.
  • the AoA elevation value ( ⁇ m2w ) may be the relative angle between the XY plane and the direction in which the UWB TWR message was received.
  • the third device 1030 may measure/calculate the AoA azimuth value ( ⁇ w2m ) for the UWB TWR message (eg, RIM or RRM) received from the first device 1010.
  • the AoA azimuth value ( ⁇ w2m ) is the reference direction of the third device 1030 (e.g., an axis orthogonal to the display of the third device 1030) and the UWB TWR message (input signal) projected on the XY plane. It may be the relative angle between received directions.
  • the AoA azimuth value ( ⁇ w2m ) measured in this way may be included in a UWB TWR message (eg, RRRM) and transmitted to the first device 1010.
  • the first device 910 changes the first AoA information (( ⁇ a2w , ⁇ a2w )) obtained based on UWB OWR and the second AoA information (( ⁇ m2w , ⁇ m2w )) obtained based on UWB TWR. (trajectory) can be analyzed and user gesture input can be identified based on the analysis results. For example, if the pattern of change in the first AoA information and the second AoA information matches the pattern of the predefined user gesture input, the first device 1010 determines that the user's motion corresponds to the user gesture input. can be identified.
  • the first device 1010 may transmit data of the user gesture input to the third device 1030.
  • the first device 910 may transmit data of the user gesture input to the third device 930 through in-band.
  • a second method may be used to identify user gesture input.
  • UWB TWR is used together with UWR OWR to identify user gesture input
  • the advertising cycle for UWB OWR is slower than the speed required for user gesture detection, making it difficult to accurately identify user gesture input with UWR OWR alone. It can be supplemented.
  • the mobility of the first device 1010 and the third device 1030 may be estimated based on the results of OWR and the results of TWR.
  • the positions of the first device 1010, the second device 1020, and the third device 1030 form a triangle on the same plane (reference plane (XY plane)).
  • a represents the distance between the first device 1010 and the third device 1030 on the reference plane
  • b represents the distance between the third device 1030 and the second device 1020 on the reference plane
  • c represents the distance between the second device 1020 and the first device 1010 on the reference plane.
  • the interior angle of the triangle can be obtained using the AoA azimuth value obtained based on UWR OWR and the AoA elevation value obtained based on UWB TWR. This may be equivalent to Equation 1 below.
  • a can be obtained by the result of UWB TWR (eg, ToF value obtained by DS-TWR), and b and c can be obtained through Equation 2 below.
  • FIG. 11 illustrates an example procedure of a method for an electronic device to identify a user gesture input based on AoA information according to a second method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the second approach may be to use UWB OWR based on UWB advertising messages and UWB TWR with other devices to identify user gesture input.
  • the second approach can be distinguished from the first approach that only uses UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture input.
  • the first device (Wearable Device #1) 1110, the second device (Advertiser Device #2) 1120, and the third device (Mobile Device #3) 1130 are each shown in Figure 8b. Examples may include a first device 810, a second device 820, and a third device 830.
  • the second device 1120 broadcasts the first UWB advertising message, and the first device 1110 and the third device 1130 receive the first UWB advertising message. You can.
  • the first UWB advertising message may be the first received UWB advertising message.
  • the first device 1110 and the third device 1130 may each calculate an AoA value based on the received first UWB advertisement message.
  • AoA values of the first device 1110 and the third device 1130 refer to the descriptions of FIGS. 9 and 10.
  • the first device 1110 may determine whether to use the second method to identify the user gesture. As an example, the first device 1110 may determine whether to use the second method based on the advertisement interval (or advertisement cycle) of the UWB advertisement message. For example, the first device 1110 may compare the advertising interval and sampling rate (rate) of the UWB advertising message, and if the advertising interval is greater than the sampling rate, determine to use the second method.
  • the advertisement interval or advertisement cycle
  • the first device 1110 may compare the advertising interval and sampling rate (rate) of the UWB advertising message, and if the advertising interval is greater than the sampling rate, determine to use the second method.
  • UWB TWR may be performed between the first device 1110 and the third device 1130.
  • UWB TWR may be started when a UWB TWR session start request is transmitted from the first device 1110 to the third device 1130.
  • the first device 1110 may transmit a UWB TWR session start request when identifying in operation 1103 that the second method is used.
  • UWB TWR may be terminated when a UWB TWR session stop request is transmitted from the first device 1110 to the third device 1130.
  • the UWB TWR session start request and the UWB TWR session stop request are disclosed as being transmitted by the first device 1110, but the embodiment is not limited thereto.
  • a UWB TWR session start request and/or a UWB TWR session stop request may be transmitted by the third device 1130.
  • the UWB TWR used in the second method may be a hybrid ranging method.
  • the hybrid ranging method may be a method in which scheduling-based ranging and contention-based ranging are used together.
  • the UWB TWR used in the second method may be the DS-TWR method.
  • the first device 1110 may detect the user's motion (motion#1) based on the result of UWR OWR and the result of UWB TWR. Through this, the first device 1110 can identify the user gesture input.
  • the second device 1120 broadcasts a second UWB advertisement message
  • the first device 1110 and the third device 1130 may receive the second UWB advertisement message.
  • the first device 1110 and the third device 1130 may each calculate an AoA value based on the received second UWB advertisement message.
  • AoA values of the first device 1110 and the third device 1130 refer to the description of FIG. 10.
  • UWB TWR may continue until a UWB TWR session stop request is transmitted from the first device 1110 to the third device 1130. Meanwhile, since the UWB advertising message has been received while the UWB TWR has not ended, the first device 1110 does not need to decide again whether to use the second method to identify the user gesture input.
  • the first device 1110 may detect the user's motion (motion#2) based on the result of UWR OWR and the result of UWB TWR. Through this, the first device 1110 can identify the user gesture input.
  • the second device 1120 broadcasts a third UWB advertisement message
  • the first device 1110 and the third device 1130 may receive the third UWB advertisement message.
  • the first device 1110 and the third device 1130 may each calculate an AoA value based on the received third UWB advertisement message.
  • AoA values of the first device 1110 and the third device 1130 refer to the description of FIG. 10.
  • the first device 1110 may decide again whether to use the first method or the second method to identify the user gesture input, Operations for identification of user gesture input may be performed according to the determined method.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method by which an electronic device identifies a user gesture input based on AoA information according to a first method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 13 shows an example operating situation according to the method of Figure 12.
  • the first method may be to use only UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture input.
  • the first approach can be distinguished from the second approach using UWB OWR based on UWB advertising messages and UWB TWR with other devices to identify user gesture input.
  • a wearable device may be examples of the first device 810, second device 820, and third device 830 of FIG. 8A, respectively.
  • a first device receives a UWB advertising message from a second device (advertising device) and determines the received signal strength (RSSI) and/or AoA value can be measured.
  • the first device may receive a UWB advertising message from the second device.
  • the first device may acquire advertising cycle information included in the UWB advertising message (or control message) and determine that the first method (option 1) will be performed to identify the user gesture input based on the advertising cycle information. there is. Determination of a method for identifying user gesture input may be performed before or after measuring the AoA value.
  • the first device may identify whether there is a user's intention to initiate a service associated with the UWB advertising message. For example, the first device continuously measures the AoA value based on a periodically received UWB advertising message, and when a certain time or more elapses with the AoA value within a certain range, the first device It can be identified as the user's intention.
  • An example of an operation for identifying user intent may be operations 1202 and 1203 below.
  • the first device may identify whether the AoA value is less than a preset threshold (theta) and the received signal strength is less than a preset strength threshold (strengthThreshold). If the AoA value is less than the preset threshold (theta) and the received signal strength is less than the preset strength threshold (strengthThreshold), the first device may set the start time to the current time. there is. If not, the first device may perform operation 1201 again.
  • the first device may determine whether the current time minus the start time is greater than a time threshold. If the current time minus the start time is not greater than the time threshold, the first device may update the current time and perform operation 1203 again. That is, you can stay at operation 1203. If the current time minus the start time is greater than the time threshold, 1204 may proceed.
  • the user wearing the first device may gaze at the second device for a preset time threshold (eg, 3 seconds).
  • a preset time threshold eg, 3 seconds.
  • the conditions of both operations 1202 and 1203 may be satisfied, and operation 1204 may proceed.
  • the first device may parse the received UWB advertising message and provide notifications (e.g., voice, text notifications) associated with the UWB advertising message to the user. For example, as in operation 1304, the first device may parse the context of the UWB advertising message.
  • notifications e.g., voice, text notifications
  • the first device may transmit a request to acquire advertising content to a third device (mobile phone). For example, as in operation 1305, the first device may transmit application data within the UWB advertisement message to the third device.
  • the third device may acquire advertising content through a mobile network and transmit the obtained advertising content to the first device.
  • the third device may obtain service data from a server (online server) using the received application data, and as in operation 1306-2, the third device may acquire service data Data may be transmitted to the first device.
  • the first device may initiate a service (advertising service) associated with advertising content and initiate user hands-free interaction (user gesture interaction).
  • User hands-free interaction can be performed using AoA information obtained based on UWB advertising messages.
  • the first device may initiate a hands-free interaction.
  • the first device may detect and interact with the user's motion. For example, the first device may identify a user gesture input and perform an operation corresponding to the user gesture input.
  • the user gesture input may include a 'Yes' input (head nod gesture), a 'No' input (no head gesture), and/or a user defined input (user defined #1, #2,..., #3). It can be included.
  • the first device may identify the user gesture input and transmit data of the user gesture input to the third device.
  • Figure 14 shows a flowchart of a method by which an electronic device identifies a user gesture input based on AoA information according to a second method, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 15 shows an example operating situation according to the method of Figure 14.
  • the second approach may be to use UWB OWR based on UWB advertising messages and UWB TWR with other devices to identify user gesture input.
  • the second approach can be distinguished from the first approach that only uses UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture input.
  • a wearable device may be examples of the first device 810, second device 820, and third device 830 of FIG. 8B, respectively.
  • a first device receives a UWB advertising message from a second device (advertising device) and determines the received signal strength (RSSI) and/or AoA value can be measured.
  • the first device may receive a UWB advertising message from the second device.
  • the first device may obtain advertising cycle information included in the UWB advertising message and determine to perform the second method (option 1) to identify the user gesture input based on the advertising cycle information. Determination of a method for identifying user gesture input may be performed before or after measuring the AoA value.
  • UWB TWR may be initiated on a first device and a third device (mobile phone).
  • UWB TWR may be started upon a request from the first device to start a UWB TWR session.
  • the first device may identify whether there is a user's intention to initiate a service associated with the UWB advertising message. For example, the first device continuously measures the AoA value based on a periodically received UWB advertising message, and when a certain time or more elapses with the AoA value within a certain range, the first device It can be identified as the user's intention.
  • An example of an operation for identifying user intent may be operations 1402 and 1403 below.
  • the first device may identify whether the AoA value is less than a preset threshold (theta) and the received signal strength is less than a preset strength threshold (strengthThreshold). If the AoA value is less than the preset threshold (theta) and the received signal strength is less than the preset strength threshold (strengthThreshold), the first device may set the start time to the current time. there is. If not, the first device may perform operation 1401 again.
  • the first device may determine whether the current time minus the start time is greater than a time threshold. If the current time minus the start time is not greater than the time threshold, the first device may update the current time and perform operation 1403 again. That is, you can stay at operation 1403. If the current time minus the start time is greater than the time threshold, 1404 may proceed.
  • the user wearing the first device may gaze at the second device for a preset time threshold (eg, 3 seconds).
  • a preset time threshold eg, 3 seconds.
  • the conditions of both operations 1402 and 1403 may be satisfied, and operation 1404 may proceed.
  • the first device may parse the received UWB advertising message and provide notifications (e.g., voice, text notifications) associated with the UWB advertising message to the user. For example, as in operation 1504, the first device may parse the context of the UWB advertising message.
  • notifications e.g., voice, text notifications
  • the first device may transmit a request to acquire advertising content to a third device (mobile phone).
  • the first device may transmit application data within the UWB advertisement message to the third device.
  • the second device may acquire advertising content through a mobile network and transmit the obtained advertising content to the first device.
  • the third device may obtain service data from a server (online server) using the received application data, and as in operation 1506-2, the third device may acquire the service data. Data may be transmitted to the first device.
  • the first device may initiate a service (advertising service) associated with advertising content and initiate user hands-free interaction (user gesture interaction).
  • User hands-free interaction can be performed using AoA information obtained based on a UWB advertising message and AoA information obtained through UWB TWR.
  • the first device may initiate a hands-free interaction.
  • the first device may detect and interact with the user's motion. For example, the first device may identify a user gesture input and perform an operation corresponding to the user gesture input.
  • the user gesture input may include a 'Yes' input (head nod gesture), a 'No' input (no head gesture), and/or a user defined input (user defined #1, #2,..., #3). It can be included.
  • the first device may identify the user gesture input and transmit data of the user gesture input to the third device.
  • Figure 16 shows a method for an electronic device to register a user-defined gesture according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 shows a graph of AoA information obtained according to the method for registering a user-defined gesture of FIG. 16.
  • a method of registering a user-defined gesture using the first device 1610, which is a wearable device, and the third device 1630, which is a mobile device will be described as an example.
  • the embodiment is not limited to this, and user-defined gestures can also be registered using other types of devices.
  • the first device 1610 may use UWB TWR with the third device 1630 to register a user gesture.
  • An example procedure for user gesture registration using UWB TWR may include at least one of the following steps.
  • Step 1 The third device 1630 may enter a mode for user gesture registration (user gesture registration mode).
  • Step 2 A UWB TWR session between the first device 1610 and the third device 1630 may be started. That is, UWB TWR can be started.
  • Step 3 The user of the first device 1610 may wear the first device 1610 and be positioned at a specific distance based on the third device 1630 fixed at a random location. That is, the first device 1610 may be located at a specific distance from the third device 1630.
  • Step 4 If the specific distance condition is satisfied, the third device 1630 may proceed with the process of registering the user gesture through a preset method (eg, voice service method). For example, the third device 1630 may say, “Specify the gesture name,” “Specify the gesture action,” and “Start recording the gesture.” 3 2 1 Start!”,“Completed n times.” Voice notifications such as etc. can be provided.
  • a preset method eg, voice service method
  • Step 5 The third device 1630 may record the AoA information obtained based on the UWB TWR in the first device 1610. For example, the third device 1630 may continue to record UWB TWR-based AoA information received from the first device 1610 when recording a gesture.
  • UWB TWR-based AoA information recorded according to a preset TWR sampling period (rate) may be as shown in FIG. 17.
  • AoA information eg, AoA azimuth value
  • a user gesture input to be registered may be continuously recorded according to a preset TWR sampling period (rate). For example, as shown in FIG. 17, when a user wearing a wearable device shakes his head to the left in the reference direction, an AoA azimuth value of (+) may be recorded, and if the user shakes his head to the right in the reference direction, an AoA azimuth value of (-) may be recorded. The AoA azimuth value of can be recorded.
  • Step 6 The recorded AoA information (or graph (trajectory) of AoA information) can be used as a reference to identify user gesture input. For example, when a user motion corresponding to a graph of registered AoA information is identified, the electronic device may identify that the corresponding user gesture input has been input.
  • the AoA information (or graph of AoA information) recorded in this way can be stored in a mapping table for user gestures.
  • Figure 18 shows a method in which an electronic device according to an embodiment of the present disclosure identifies a user gesture input using AoA information obtained based on OWR messages received from a plurality of UWB advertising devices.
  • FIG. 19 shows a graph of AoA information obtained according to the method for identifying user gesture input of FIG. 18.
  • FIG. 18 may be an expanded embodiment of the first method for user input identification described above.
  • the first UWB device (or first device) 1810 which is a UWB observer device, is connected to the 2-1 UWB device (or, second-1) which is a plurality of UWB advertiser devices. 1 device) (1820-1), 2-2 UWB device (2-2 device) 1820-2, and 2-3 UWB device (or 2-3 device) (1830-3)
  • a method of identifying user gesture input using AoA information obtained based on an OWR message e.g., UWB advertising message
  • the embodiment is not limited to this, and the UWB observer device obtains the AoA based on the OWR message (e.g., UWB advertisement message) received from a different number (e.g., 2, 4, etc.) of UWB advertiser devices. It is also possible to use the information to identify user gesture input.
  • the OWR message e.g., UWB advertisement message
  • An example procedure for user gesture identification using UWB OWR may include at least one of the following steps.
  • the first device 1810 may receive OWR messages from a plurality of second devices (2-1 devices to 2-3 devices 1820-1 to 1820-3).
  • Step 2 The first device 1810 may obtain each AoA information based on each received OWB message and record it.
  • Step 3 The first device 1810 uses OWR messages (AoA measurement messages) received from each second device in the ranging block (or ranging round) at a specific point in time to determine the AoA for each second device. Based on the information, the amount of change in AoA information for each second device can be recorded in chronological order.
  • An example of a graph showing the amount of change in AoA information for each second device obtained from the ranging block at a specific point in time may be as shown in FIG. 19.
  • the user gesture input is a lower head gesture input (No input).
  • the amount of change in AoA information for each second device in a ranging block (or round) at a specific point in time may be recorded in chronological order.
  • Step 4 The first device 1810 may use the amount of change in AoA information according to recorded time as sampling data to identify a user gesture input corresponding to the sampling data. For example, when a graph connecting sampling values in time order, such as the pattern of the illustrated graph of FIG. 19, is identified, the electronic device may identify a user gesture input corresponding to a low head sound input.
  • Step 5 The first device 1810 may transmit data of the user gesture input to the third device, which is a mobile device, through OOB.
  • Figure 20 shows a motion detection scenario using UWB OWR according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 21 shows a graph for AoA information collected using the motion detection scenario of Figure 20.
  • an OWR message is transmitted from a plurality of mobile devices (eg, wearable devices) to a single fixed device (eg, gaming device).
  • the first mobile device 2010a is a wearable device (e.g., wearable glasses) worn on the user's head
  • the plurality of second mobile devices 2010b-1,2 are positioned on both wrists or both fingers of the user. It is assumed that it is a ring-type or wrist-type wearable device worn on the device.
  • a first mobile device 2010a and a plurality of second mobile devices 2010b-1 and 2 may each transmit an OWB message (AoA measurement message).
  • the first mobile device 2010a broadcasts a second OWR message (OWR#2)
  • the second-first mobile device 2010b-1 broadcasts a first OWB message (OWR#1)
  • the 2-2 mobile device 2010b-2 may broadcast the third OWR message (OWR#3).
  • the stationary device 2020 may receive a first OWB message, a second OWB message, and a third OWB message.
  • the fixture 2020 may use AoA information collected in a specific ranging block (or round), for example, a UWB AoA measurement ranging round (or block), for two-dimensional motion detection.
  • AoA information collected in a specific ranging block (or round) for example, a UWB AoA measurement ranging round (or block), for two-dimensional motion detection.
  • An example of a graph showing the value of AoA information collected in every UWB AoA measurement ranging block (or round) may be as shown in FIG. 21.
  • Figure 21 uses the value of AoA information calculated for every UWB AoA measurement ranging block (or round) using OWB messages transmitted from the second mobile devices (2010b-1, 2) worn on both hands, respectively.
  • it may be a graph showing the relative positions of the second mobile devices 2010b-1 and 2 estimated in 2D space.
  • the left drawing of FIG. 21 shows a wearable device estimated using AoA values obtained for each ranging block based on the OWR message (OWR#1) transmitted from the wearable device 2010b-1 worn on the right hand.
  • Figures 22a and 22b show diagrams comparing a graph of AoA information acquired based on a motion sensor and a graph of AoA information obtained based on OWR according to an embodiment of the present disclosure.
  • a plurality of wearable devices are each worn on both hands (e.g., both fingers or both wrists) of the user, and the user wearing the plurality of wearable devices moves both hands together to make a gesture (e.g. : Assume that you are drawing a heart gesture.
  • Figure 22a shows a relative position estimation graph obtained when motion is detected using a motion sensor (eg, IMU sensor).
  • a motion sensor eg, IMU sensor
  • motion data can be collected from each wearable device worn on both hands, the motion data is synchronized, and motion detection can be performed.
  • the entity that synchronizes the motion data may be one of the wearable devices or another device.
  • the entire graph combining the estimated position graphs has a relatively large error, as shown in FIG. 22A.
  • Figure 22b shows a relative position estimation graph obtained when detecting motion using UWB OWR.
  • the structures of ranging blocks and/or rounds used to transmit OWR messages in related devices are the same and are synchronized with each other, so there is no need for a separate synchronization operation. Additionally, because ranging blocks of the same structure that are synchronized with each other are used for UWB OWR, as shown in FIG. 22B, the entire graph combining the estimated position graphs has a small error compared to using a motion sensor. Through this, accurate identification of user gesture input is possible.
  • An example of the structure of a ranging block/round for transmitting an OWR message may be as shown in FIG. 23, which will be described later.
  • Figure 23 shows an example of the structure of a ranging block used for UWB OWR, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the structure of the ranging block used for UWB OWR in FIG. 23 may be an example of the structure of the ranging block used for UWB OWR described above in FIGS. 1 to 23. Meanwhile, lanes used by a plurality of related devices (e.g., a pair of wearable devices (e.g., rings 1 and 2), a pair of wearable devices (e.g., rings 1 and 2) and another wearable device (e.g., glasses)
  • the structure of Jing blocks is the same and can be synchronized with each other.
  • RFRAME may be transmitted in the AoA measurement ranging round.
  • multiple RFRAMEs may be transmitted by a single UWB advertiser device during ranging blocks.
  • one ranging block may include only one AoA measurement ranging round.
  • the first RFRAME may be transmitted at the beginning of the ranging round.
  • the UWB advertise device may set an AoA measurement message (UWB advertisement message) based on minimum frame (MIN_FRAMES_PER_RR) configuration information for each ranging round and Inter-Frame Interval configuration information.
  • AoA measurement message UWB advertisement message
  • MIN_FRAMES_PER_RR minimum frame
  • MIN_FRAMES_PER_RR configuration information may indicate the minimum number of AoA measurement messages (i.e., RFRAME) that the UWB advertise device transmits in the ranging block.
  • Information about the number of AoA measurement messages (i.e., RFRAME) that the UWB advertise device transmits in a ranging round (AoA measurement ranging round) may be included in the AoA measurement message.
  • the transmission interval between two consecutive AoA measurement messages may be equal to the value indicated by Inter-Frame Interval configuration information.
  • Inter-Frame Interval configuration information may be included in the AoA measurement message.
  • the UWB observer device determines how many AoA measurement messages were transmitted in that ranging round by the UWB advertise device and the transmission interval, using the RRAME included in the AoA measurement message. It can be identified based on NUM of RFRAMEs and Inter-Frame Interval configuration information.
  • the UWB advertise device can transmit the AoA measurement message by including application data.
  • the application data may include the context of the service being advertised (eg, redirection address or content).
  • Application data may be included in one or more data messages IE (Data Message IE).
  • the data message IE may be included in the AoA measurement message.
  • the UWB advertise device can set the maximum size of the data message IE within the AoA measurement message.
  • the first data message IE may be included in the first RFRAME.
  • the last RFRAME(s) may not contain a data message IE.
  • the UWB observer device when the UWB observer device receives the last data message IE of the application data, the value of the frame pending field of the MAC header (MHR) may be changed to 0.
  • An example of an AoA measurement message (i.e., OWR message for AoA measurement) may be as shown in Table 1 below.
  • the AoA measurement message like other OWR messages, includes three common fields (vendor OUI field, UWB message ID field, and OWR message type field), and Payload set depending on the OWR message type field. It may include an IE field (OWR Message Type-dependent Payload).
  • An example of the Payload IE field of an AoA measurement message may be shown in Table 2 below.
  • the Payload IE field of the AoA measurement message includes a message control field indicating the setting of the message, an inter-frame interval field indicating the interval between RFRAMEs transmitted in the ranging block, and the current ranging block (i.e. It may include a block index field indicating the block index of the AoA measurement message (or the ranging block in which the RFRAME of the AoA measurement message is transmitted) and/or a block duration field indicating the block duration.
  • RFRAMEs transmitted within a ranging block may have the same block index field value.
  • An example of the message control field within the Payload IE field of the AoA measurement message may be shown in Table 3 below.
  • bit Size Notes Number of RFRAMEs 4 The number of RFRAMEs that are transmitted in the same ranging round in order to reduce the deviation of AoA values measured by FiRa Devices. R.F.U. 4 Reserved for future use
  • the message control field may include an RFRAME number field.
  • the RFRAME number field may indicate the number of RFRAMEs transmitted in the same ranging round.
  • the value of the RFRAME number field can be equal to or greater than the value of MIN_FRAMES_PER_RR.
  • the UWB advertiser device can transmit the number of RFRAMEs indicated by the RFRAME number field. At this time, two consecutive RFRAME number fields can be determined by the inter-frame interval field.
  • the UWB observer device determines the number of RFRAMEs in the ranging round based on the value of the RFRAME number field included in the first AoA message of the ranging round. Numbers can be identified.
  • RFRAMEs within a ranging round can be used to reduce the deviation of the AoA measurement value measured by the UWB device.
  • Figure 24 is a flowchart showing a method by which a UWB device identifies a user gesture input using OWR according to an embodiment of the present disclosure.
  • the UWB device may be the first device (UWB observer device) of FIG. 8A or 8B.
  • the UWB device may receive a UWB advertisement message (AoA measurement message) for AoA measurement.
  • a UWB device may receive UWB advertising messages periodically broadcast from a UWB advertiser device.
  • the UWB advertising message is a message for UWB OWR and may include information about the transmission cycle of the UWB advertising message.
  • the UWB device may determine a method for identifying a user gesture input based on information about the transmission cycle included in the UWB advertisement message.
  • the method for identifying user gesture input may include a first method using only UWB OWR based on UWB advertising messages to identify user gesture inputs (Option 1) or UWB based on UWB advertising messages to identify user gesture inputs.
  • OWR it may be one of the second methods (option 2) that uses UWB TWR with another device (e.g., third device 730).
  • operation 2430 may proceed.
  • the UWB device may identify a user gesture input based on AoA information for a plurality of received UWB advertising messages.
  • the AoA information may include information indicating AoA azimuth and information indicating AoA elevation.
  • operation 2440 may proceed.
  • a UWB device may initiate a TWR with another UWB device.
  • another UWB device may be a UWB observer device.
  • the UWB device performs the user gesture based on first AoA information for a plurality of received UWB advertising messages, second AoA information for a plurality of UWB messages obtained through TWR, and distance information from another UWB device. Input can be identified.
  • a UWB device may identify whether there is a user intention to initiate a service associated with a UWB advertising message based on AoA information for a plurality of received UWB advertising messages.
  • UWB advertising messages may be broadcast periodically on fixed UWB devices.
  • the UWB advertising message may include application data associated with the service to be launched by the UWB advertising message.
  • the UWB device can transmit application data to the other UWB device.
  • the UWB advertising message may be transmitted within a single ranging round set for the AoA measurement within a ranging block.
  • Figure 25 is a device diagram of a UWB device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the UWB device may perform the function of a UWB advertiser device or a UWB observe device.
  • the UWB device may include a transceiver 2510, a control unit 2520, and a storage unit 2530.
  • the control unit may be defined as a circuit or application-specific integrated circuit or at least one processor.
  • the transceiver 2510 can transmit and receive signals with other entities.
  • the transceiver 2510 may transmit and receive data with another UWB device using, for example, UWB communication or OOB communication (e.g., BLE communication).
  • UWB communication e.g., UWB communication or OOB communication (e.g., BLE communication).
  • OOB communication e.g., BLE communication
  • the control unit 2520 may control the overall operation of the electronic device according to the embodiment proposed in this disclosure.
  • the control unit 2520 may control signal flow between each block to perform operations according to the flowchart described above.
  • the control unit 2520 may control operations for providing the service initiation and user gesture input method using UWB OWR described with reference to FIGS. 1 to 24, for example.
  • the storage unit 2530 may store at least one of information transmitted and received through the transmitting and receiving unit 2510 and information generated through the control unit 2520.
  • the storage unit 2530 may store information and data necessary to provide a service initiation and user gesture input method using UWB OWR, for example, for the method described with reference to FIGS. 1 to 24.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 개시는 UWB OWR을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력 방법을 개시한다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 제1 UWB (ultra wide band) 장치의 방법은 제2 UWB 장치로부터, 제3 UWB 장치와의 AoA (angle of arrival) 측정을 위한 제1 UWB 광고 메시지를 수신하는 단계 -상기 UWB 광고 메시지는 UWB OWR(one-way ranging)을 위한 메시지이고, 상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기에 대한 정보를 포함함-; 및 상기 전송 주기에 대한 정보에 기초하여, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR을 이용하는 제1 방식 또는 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR와 제3 UWB 장치와의 UWB TWR(two-way ranging)을 함께 이용하는 제2 방식 중 하나일 수 있다.

Description

UWB 통신을 위한 방법 및 장치
본 개시는 UWB 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 UWB OWR(one-way ranging)을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력을 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT (Internet of Things, 사물 인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터 (Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서는, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구된다. 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는, 기존의 IT(information technology) 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여, 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
무선 통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 효과적으로 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다. 예를 들어, UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 전자 디바이스들 간의 거리를 측정하는 레인징(ranging) 기술이 사용될 수 있다.
본 개시는 UWB OWR을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력을 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 개시의 일 측면에 따른, UWB (ultra wide band) 장치의 방법은 AoA (angle of arrival) 측정을 위한 UWB 광고 메시지를 수신하는 단계 -상기 UWB 광고 메시지는 UWB OWR(one-way ranging)을 위한 메시지이고, 상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기에 대한 정보를 포함함-; 및 상기 전송 주기에 대한 정보에 기초하여, 상기 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR을 이용하는 제1 방식 또는 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR와 다른 UWB 장치와의 UWB TWR(two-way ranging)을 함께 이용하는 제2 방식 중 하나일 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따른, UWB (ultra wide band) 장치는 송수신부; 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는: AoA (angle of arrival) 측정을 위한 UWB 광고 메시지를 수신하고 -상기 UWB 광고 메시지는 UWB OWR(one-way ranging)을 위한 메시지이고, 상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기에 대한 정보를 포함함-, 상기 전송 주기에 대한 정보에 기초하여, 상기 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하도록 구성되며, 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR을 이용하는 제1 방식 또는 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR와 다른 UWB 장치와의 UWB TWR(two-way ranging)을 함께 이용하는 제2 방식 중 하나일 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른, 제1 UWB (ultra wide band) 장치의 방법은 제2 UWB 장치로부터, 제3 UWB 장치와의 AoA (angle of arrival) 측정을 위한 제1 UWB 광고 메시지를 수신하는 단계 -상기 UWB 광고 메시지는 UWB OWR(one-way ranging)을 위한 메시지이고, 상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기에 대한 정보를 포함함-; 및 상기 전송 주기에 대한 정보에 기초하여, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR을 이용하는 제1 방식 또는 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR와 제3 UWB 장치와의 UWB TWR(two-way ranging)을 함께 이용하는 제2 방식 중 하나일 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따른, 제1 UWB (ultra wide band) 장치는 송수신부; 및 제어부;를 포함하고, 제어부는, 제2 UWB 장치로부터, 제3 UWB 장치와의 AoA (angle of arrival) 측정을 위한 제1 UWB 광고 메시지를 수신하고-상기 UWB 광고 메시지는 UWB OWR(one-way ranging)을 위한 메시지이고, 상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기에 대한 정보를 포함함-, 상기 전송 주기에 대한 정보에 기초하여, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하도록 구성되고, 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은, 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR을 이용하는 제1 방식 또는 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR와 제3 UWB 장치와의 UWB TWR(two-way ranging)을 함께 이용하는 제2 방식 중 하나일 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 UWB 장치의 예시적인 아키텍쳐를 나타낸다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 UWB 장치의 Framework의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 복수의 전자 장치가 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 UWB MAC 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5a, 도 5b는 본 개시의 실시예에 따른 UWB PHY 패킷의 구조를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 블록 및 라운드의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 UWB OWR을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력을 제공하기 위한 시스템을 나타낸다.
도 8a는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제1 방식을 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
도 8b는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제2 방식을 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
도 9a, 9b, 9c는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제1 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
도 10a, 10b는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제2 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
도 11은 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제2 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법의 예시적인 절차를 나타낸다.
도 12는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제1 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 13은 도 12의 방법에 따른 예시적인 동작 상황을 나타낸다.
도 14는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제2 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 15는 도 14의 방법에 따른 예시적인 동작 상황을 나타낸다.
도 16은 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치가 사용자 정의된 제스처를 등록하는 방법을 나타낸다.
도 17은 도 16의 사용자 정의된 제스처를 등록하는 방법에 따라 획득된 AoA 정보에 대한 그래프를 나타낸다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치가 복수의 UWB 광고 장치로부터 수신된 OWR 메시지에 기초하여 획득된 AoA 정보를 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
도 19는 도 18의 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법에 따라 획득된 AoA 정보에 대한 그래프를 나타낸다.
도 20은 본 개시의 실시예에 따른 UWB OWR을 이용한 모션 감지 시나리오를 나타낸다.
도 21은 도 20의 모션 감지 시나리오를 사용하여 수집된 AoA 정보에 대한 그래프를 나타낸다.
도 22a, 도 22b는 본 개시의 일 실시예에 따른 모션 센서에 기초하여 획득된 AoA 정보의 그래프와 OWR에 기초하여 획득된 AoA 정보의 그래프를 비교한 도면을 나타낸다.
도 23은 본 개시의 실시예에 따른, UWB OWR을 위해 사용되는 레인징 블록의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 24는 본 개시의 실시예에 따른 UWB 장치가 OWR을 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 장치의 장치도이다.
이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 개시의 실시 예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능할 수 있다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능할 수 있다.
이때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일부 실시 예에 따르면 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 일부 실시 예에 따르면, '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어 '단말' 또는 '기기'는 이동국(MS), 사용자 장비(UE; User Equipment), 사용자 터미널(UT; User Terminal), 무선 터미널, 액세스 터미널(AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(SS; Subscriber Station), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선 송수신 유닛(WTRU; Wireless Transmit/Receive Unit), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말의 다양한 실시 예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있다. 또한, 단말은 M2M(Machine to Machine) 단말, MTC(Machine Type Communication) 단말/디바이스를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 상기 단말은 전자 장치 또는 단순히 장치라 지칭할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 개시의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 이하에서는 UWB를 이용하는 통신 시스템을 일례로서 본 개시의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 특성을 갖는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어, 블루투스 또는 지그비를 이용하는 통신 시스템 등이 이에 포함될 수 있을 것이다. 따라서, 본 개시의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
또한, 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
일반적으로 무선 센서 네트워크 기술은 인식 거리에 따라 크게 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 기술과 무선 사설망(Wireless Personal Area Network; WPAN) 기술로 구분된다. 이때, 무선랜은 IEEE 802.11에 기반한 기술로서, 반경 100m 내외에서 기간망(backbone network)에 접속할 수 있는 기술이다. 그리고, 무선 사설망은 IEEE 802.15에 기반한 기술로서, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 초광대역 통신(ultra wide band; UWB) 등이 있다. 이러한 무선 네트워크 기술이 구현되는 무선 네트워크는 복수의 전자 장치들로 이루어질 수 있다.
FCC (Federal Communications Commission)의 정의에 따르면, UWB는 500MHz 이상의 대역폭을 사용하거나, 또는 중심 주파수에 대응하는 대역폭이 20% 이상인 무선통신 기술을 의미할 수 있다. UWB는 UWB 통신이 적용되는 대역 자체를 의미할 수도 있다. UWB는 장치들 간의 안전하고 정확한(secure and accurate) 레인징을 가능하게 한다. 이를 통해, UWB는 두 장치 간의 거리에 기반한 상대적 위치 추정 또는 (위치가 알려진) 고정 장치들로부터의 거리에 기반한 장치의 정확한 위치 추정을 가능하게 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 개시의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
"Application Dedicated File (ADF)"는 예를 들면, 어플리케이션이나 어플리케이션 특정 데이터(application specific data)를 호스팅(hosting)할 수 있는 Application Data Structure 내의 데이터 구조일 수 있다.
"Application Protocol Data Unit(APDU)"는 UWB 장치 내의 Application Data Structure와 통신하는 경우에 사용되는 명령(command) 및 응답(response)일 수 있다.
"application specific data"는 예컨대, UWB 세션을 위해 요구되는 UWB 컨트롤리 정보 및 UWB 세션 데이터를 포함하는 루트 레벨과 어플리케이션 레벨을 갖는 파일 구조일 수 있다.
"Controller"는 Ranging Control Messages (RCM) (또는, 제어 메시지)를 정의 및 제어하는 Ranging Device일 수 있다.
"Controllee"는 Controller로부터 수신된 RCM (또는, 제어 메시지)내의 레인징 파라미터를 이용하는 Ranging Device일 수 있다.
"Dynamic STS(Scrambled Timestamp Sequence) mode"는 "Static STS"와 달리, STS가 레인징 세션 동안 반복되지 않는 동작 모드일 수 있다. 이 모드에서 STS는 Ranging device에서 관리되고, STS를 생성하는 Ranging Session Key는 Secure Component에 의해 관리될 수 있다.
"Applet"는 예컨대, UWB 파라미터들과 서비스 데이터를 포함하는 Secure Component 상에서 실행되는 applet일 수 있다. 본 개시에서, Applet은 FiRa Applet일 수 있다.
"Ranging Device"는 UWB 레인징을 수행할 수 있는 장치일 수 있다. 본 개시에서, Ranging Device는 IEEE 802.15.4z에 정의된 Enhanced Ranging Device (ERDEV)일 수 있다. Ranging Device는 UWB device로 지칭될 수 있다.
"UWB-enabled Application"는 UWB 서비스를 위한 어플리케이션일 수 있다. 예를 들면, UWB-enabled Application는 UWB 세션을 위한, OOB Connector, Secure Service 및/또는 UWB 서비스를 구성하기 위한 Framework API를 이용하는 어플리케이션일 수 있다. 본 개시에서, "UWB-enabled Application"는 어플리케이션 또는 UWB 어플리케이션으로 약칭될 수 있다. UWB-enabled Application은 FiRa-enabled Application일 수 있다.
"Framework"는 Profile에 대한 access, 개별 UWB 설정 및/또는 통지를 제공하는 컴포넌트일 수 있다. "Framework"는 예컨대, Profile Manager, OOB Connector, Secure Service 및/또는 UWB 서비스를 포함하는 논리적 소프트웨어 컴포넌트(logical software components)의 집합(collection)일 수 있다. 본 개시에서, Framework는 FiRa Framework일 수 있다.
"OOB Connector"는 Ranging Device 간의 OOB(out-of-band) 연결(예컨대, BLE 연결)을 설정하기 위한 소프트웨어 컴포넌트일 수 있다. 본 개시에서, OOB Connector는 FiRa OOB Connector일 수 있다.
"Profile"은 UWB 및 OOB 설정 파라미터(configuration parameter)의 미리 정의된 세트일 수 있다. 본 개시에서, Profile은 FiRa Profile일 수 있다.
"Profile Manager"는 Ranging Device에서 이용가능한 프로필을 구현하는 소프트웨어 컴포넌트일 수 있다. 본 개시에서, Profile Manager는 FiRa Profile Manager일 수 있다.
"Service"는 end-user에 서비스를 제공하는 use case의 implementation일 수 있다.
"Smart Ranging Device"는 옵셔널한 Framework API를 구현할 수 있는 Ranging Device 일 수 있다. 본 개시에서, Smart Ranging Device는 FiRa Smart Device일 수 있다.
"Global Dedicated File(GDF)"는 USB 세션을 설정하기 위해 필요한 데이터를 포함하는 application specific data의 root level일 수 있다.
"Framework API"는 Framework와 통신하기 위해 UWB-enabled Application에 의해 사용되는 API일 수 있다.
"Initiator"는 레인징 교환(ranging exchange)을 개시하는 Ranging Device일 수 있다.
"Object Identifier(OID)"는 application data structure 내의 ADF의 식별자일 수 있다.
"Out-Of-Band(OOB)"는 하위(underlying) 무선 기술로서 UWB를 사용하지 않는 데이터 통신일 수 있다.
"Ranging Data Set(RDS)"는 confidentiality, authenticity 및 integrity가 보호될 필요가 있는 UWB 세션을 설정하기 위해 요구되는 데이터(예컨대, UWB 세션 키, 세션 ID 등)일 수 있다.
"Responder"는 레인징 교환에서 Initiator에 응답하는 Ranging Device일 수 있다.
"STS"는 레인징 측정 타임스탬프(ranging measurement timestamps)의 무결성 및 정확도(integrity and accuracy)를 증가시키기 위한 암호화된 시퀀스(ciphered sequence)일 수 있다. STS는 레인징 세션 키로부터 생성될 수 있다.
"Secure Channel"는 overhearing 및 tampering을 방지하는 데이터 채널일 수 있다.
"Secure Component"은 예컨대, dynamic STS가 사용되는 경우에, UWBS에 RDS를 제공하기 위한 목적으로 UWBS와 인터페이싱하는 정의된 보안 레벨을 갖는 엔티티(예컨대, SE 또는 TEE)일 수 있다.
"Secure Element(SE)"는 Ranging Device 내 Secure Component로서 사용될 수 있는 tamper-resistant secure hardware component일 수 있다.
"Secure Ranging"은 강한 암호화 동작을 통해 생성된 STS에 기초한 레인징일 수 있다.
"Secure Service"는 Secure Element 또는 TEE(Trusted Execution Environment)와 같은 Secure Component와 인터페이싱하기 위한 소프트웨어 컴포넌트일 수 있다.
"Service Applet"은 서비스 특정 트랜잭션을 다루는 Secure Component 상의 applet일 수 있다.
"Service Data"는 service를 구현하기 위해 두 ranging device 간에 전달될 필요가 있는 Service Provider에 의해 정의된 데이터일 수 있다.
"Service Provider"는 end-user에게 특정 서비스를 제공하기 위해 요구되는 하드웨어 및 소프트웨어를 정의하고 제공하는 엔티티일 수 있다.
"Static STS mode"는 STS가 세션 동안 반복되는 동작 모드로서, Secure Component에 의해 관리될 필요가 없다.
"Secure UWB Service(SUS) Applet"은 다른 Ranging device와 보안 UWB 세션을 가능하게 하기 위해 필요한 데이터를 검색하기 위해, applet과 통신하는 SE 상의 applet일 수 있다. 또한, SUS Applet은 해당 데이터(정보)를 UWBS로 전달할 수 있다.
"UWB Service"는 UWBS에 대한 접속(access)을 제공하는 소프트웨어 component일 수 있다.
"UWB Session"은 Controller 및 Controllee가 UWB를 통해 통신을 시작할때부터 통신을 정지할 때까지의 기간일 수 있다. UWB Session은 레인징, 데이터 전달 또는 레인징/데이터 전달 둘 모두를 포함할 수 있다.
"UWB Session ID"는 컨트로러와 컨트롤리 사이에 공유되는, UWB Session을 식별하는 ID(예컨대, 32 비트의 정수)일 수 있다.
"UWB Session Key"는 UWB Session을 보호하기 위해 사용되는 키일 수 있다. UWB Session Key는 STS를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 본 개시에서, UWB Session Key는 UWB Ranging Session Key(URSK)일 수 있고, 세션 키로 약칭될 수 있다.
"UWB Subsystem(UWBS)"는 UWB PHY 및 MAC 레이어(스펙)를 구현하는 하드웨어 컴포넌트일 수 있다. UWBS는 Framework에 대한 인터페이스 및 RDS를 검색하기 위한 Secure Component에 대한 인터페이스를 가질 수 있다.
“스케쥴링 기반 레인징(scheduled based ranging)”은 컨트롤리들이 상이한 레인징 슬롯에서 RFRAME 및/또는 측정 리포트를 전송하기 위해 컨트롤러에 의해 스케쥴링되는 레인징 라운드를 위해 사용될 수 있다. 본 개시에서, 스케쥴링 기반 레인징은 Time-scheduled ranging으로 지칭될 수도 있다. 스케쥴링 기반 레인징이 사용되는 스케쥴링 모드(Scheduling Mode)는 Time-scheduled mode로 지칭될 수 있다.
“경쟁 기반 레인징(contention based ranging)”은 컨트롤러가 UWB 세션(레인징 세션)에 참여하는 컨트롤리들의 MAC address를 알지 못하는 경우에 사용될 수 있다. 경쟁 기반 레인징에서, 컨트롤러는 initiator일 수 있고, 다른 모르는(unknown) UWB 장치와 레인징을 수행할 수 있다. 본 개시에서, 경쟁 기반 레인징이 사용되는 스케쥴링 모드는 Contention-based mode로 지칭될 수 있다.
경쟁 기반 레인징은 컨트롤러가 경쟁 접속 기간(Contention Access Period: CAP)의 사이즈를 결정하고, 레인징 제어 메시지를 통해 CAP 사이즈를 알려주는 레인징 라운드를 위해 사용될 수 있다. 본 개시에서, 경쟁 접속 기간은 경쟁 윈도우 또는 경쟁 윈도우 기간으로 지칭될 수 있다.
Contention-based mode에서, UWB 장치가 컨트롤러 및 initiator로 동작할 수 있고, 이 경우, 레인징 제어 단계(RCP)와 레인징 개시 단계(RIP)는 RIP로 병합될 수 있다. 레인징 단계(RP)에서 CAP 사이즈의 할당은 해당 레인징 라운드에 참여하는 responder(들)을 위한 CAP 기간을 레인징 슬롯 단위로 결정할 수 있다. 각 responder는 레인징 응답 메시지(RRM)을 전송하기 위해 CAP 내에서 한 슬롯을 랜덤하게 결정할 수 있다. 경쟁 기반 레인징에서 사용되는 메시지들은 SP1을 RFRAME 설정으로 사용할 수 있다.
“하이브리드 레인징(hybrid ranging)”는 알고 있는(known) 컨트롤리와, 모르는(unknown) 컨트롤리가 있는 경우에 사용될 수 있다. 상술한 것처럼, known 컨트롤리는 컨트롤러가 컨트롤리의 MAC address를 알고 있는 컨트롤리일 수 있고, unknown 컨트롤리는 컨트롤러가 컨트롤리의 MAC address를 모르는 컨트롤리일 수 있다. 본 개시에서, 하이브리드 레인징은 하이브리드 기반 레인징으로 지칭될 수 있다. 하이브리드 레인징이 사용되는 스케쥴링 모드는 Hybrid-based Mode로 지칭될 수 있다.
Hybrid-based Mode에서, 컨트롤러는 known 컨트롤리와는 스케쥴링 기반 모드로, 그리고, unknown 컨트롤리와는 경쟁 기반 모드로 레인징을 수행할 수 있다.
Hybrid-based Mode에서, 레인징 라운드는 레인징 제어 단계(RCP) 및 레인징 단계(RP)를 포함할 수 있다. RP는 스케쥴링 기반 레인징(접속)을 위한 경쟁 프리 기간(contention free period) 및 경쟁 기반 레인징(접속)을 위한 경쟁 접속 기간(CAP)을 포함할 수 있다. 본 개시에서, Hybrid-based Mode의 RCP에서 사용되는 제어 메시지(레인징 제어 메시지)는 레인징 관리 메시지(Ranging Management Message: RMM)로 지칭될 수 있다.
“UWB 메시지”는 UWB 장치(예컨대, ERDEV)에 의해 전송되는 payload IE를 포함하는 메시지일 수 있다. UWB 메시지는 예컨대, RIM(ranging initiation message), RRM(ranging response message), RFM(ranging final message), CM(control message), MRM(measurement report message), RRRM(Ranging Result Report Message), CUM(control update message), OWR(one-way ranging) 메시지와 같은 메시지일 수 있다. 필요한 경우, 복수의 메시지가 하나의 메시지로 병합될 수 있다.
"Payload IE”는 페이로드 정보 엘리먼트 (Payload Information Element)라 불릴 수 있으며, IEEE 802.15.4/4z에서 정의된 UWB MAC frame의 MAC payload에 포함될 수 있다. MAC payload는 복수 개의 Payload IE를 포함할 수 있다.
"Data Message IE(Data Message Payload IE)"는 application data를 전송하기 위한 추가적인 payload IE일 수 있다. Application data는 UWB MAC Layer 상위의 프레임워크 또는 애플리케이션에서 전달되는 데이터일 수 있다.
Data Message IE는 TWR (Two-way ranging) 절차에서 이용될 수 있다. 이 경우, 레인징 메시지(UWB 메시지)는 레인징을 위한 payload IE와 application data 전달을 위한 Data Message IE를 적어도 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 예를 들면, Data Message IE는 레인징을 위한 레인징 개시 메시지 (Ranging Initiation Message: RIM), 레인징 응답 메시지 (Ranging Response Message: RRM), 레인징 종료 메시지 (Ranging Final Message: RFM), 측정값 전달 메시지 (Measurement Report Message: MRM), 레인징 결과 전달 메시지 (Ranging Result Report Message: RRRM)의 MAC paylaod의 payload IE의 일부로 포함되어 전달될 수 있다.
Data Message IE는 AoA(Angle of Arrival) 측정을 위한 OWR(one-way ranging) 절차에서 이용될 수도 있다. 이 경우, AoA 측정 메시지는 AoA 측정을 위한 payload IE와 application data 전달을 위한 Data Message IE를 적어도 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 예를 들면, Data Message IE는 AoA 측정 메시지의 MAC paylaod의 payload IE의 일부로 포함되어 전달될 수 있다.
“OWR”는 레인징 장치와 하나 이상의 다른 레인징 장치 사이에 한 방향으로 전송되는 메시지들을 이용하는 레인징 방식일 수 있다. OWR은 TDoA(Time Difference of Arrival)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 추가적으로, OWR은 TDoA를 측정하는 것이 아닌, 수신 측에서 AoA를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 하나의 Advertiser와 하나의 observer 쌍이 이용될 수 있다. AoA를 측정을 위한 OWR은 Observer가 Advertiser로부터의 OWR 메시지를 수신하도록 하고, Observer의 사용자의 의도(intention), 액션, 또는 모션을 결정하기 위해 AoA를 측정하도록 한다. 예를 들면, 특정 Advertiser를 제어하는 사용자 의도는 Advertiser로부터의 OWR 메시지들에 대한 AoA 측정들의 결과에 의해 검증될 수 있다. 본 개시에서, OWR은 UWB OWR로 지칭될 수 있다.
“Advertiser”는 AoA 측정 메시지를 전송하는 레인징 장치이다. Advertiser는 데이터 메시지 IE를 사용하여 AoA 측정 메시지의 MAC 페이로드의 일부로서 어플리케이션 데이터(어플리케이션 페이로드 데이터)를 포함시킬 수 있다. 어플리케이션 데이터는 상위 레이어(upper layer)에 의해 설정될 수 있다. 본 개시에서, Advertiser는 Advertiser 장치, UWB Advertiser 장치로 지칭될 수 있다. 본 개시에서, AoA 측정 메시지는 AoA 측정을 위한 OWB 메시지, AoA 측정을 위한 UWB OWR 메시지, UWB 광고(advertisement) 메시지, 광고 메시지 등으로 지칭될 수도 있다.
“Observer”는 AoA 측정 메시지를 수신하고, 각 메시지에 대한 AoA를 측정하는 레인징 장치이다. Observer는 상위 레이어로 측정된 AoA를 전송할 수 있다. Observer는 어플리케이션 데이터가 AoA 측정 메시지의 MAC 페이로드에 포함된 경우, 이를 상위 레이어로 전송할 수 있다. 본 개시에서, Observer는 Observer 장치, UWB Observer 장치로 지칭될 수 있다.
“TWR”는 두 장치 간 레인징 메시지의 교환을 통해 ToF(time of flight)를 측정하여, 두 장치 간 상대적 거리를 추정할 수 있는 레인징 방식일 수 있다. TWR 방식은 double-sided two-way ranging(DS-TWR) 및 single-sided two-way ranging(SS-TWR) 중 하나일 수 있다. SS-TWR은 한번의 round-trip time measurement를 통해 레인징을 수행하는 절차일 수 있다. DS-TWR은 두 번의 round-trip time measurement를 통해 레인징을 수행하는 절차일 수 있다. 예를 들면, DS-TWR은 initiator에서 responder로의 RIM의 전송 동작, responder에서 initiator로의 RRM의 전송 동작 및 intiator에서 responder로의 RRM의 전송 동작을 포함할 수 있다. 한편, TWR 과정에서, 측정된 AoA 정보(예컨대, AoA azimuth result, AoA elevation result)는 RRRM 또는 다른 메시지를 통해 다른 레인징 장치로 전달될 수 있다. 본 개시에서, TWR은 UWB TWR로 지칭될 수 있다.
“AoA”는 수신 신호의 도달 각도로서, AoA azimuth 및 AoA elevation와 같은 상대적인 각도로 표현될 수 있다. 한편, 측정 장치가 디스플레이를 갖는 모바일 폰이고, Y 축이 상기 폰의 수직 디스플레이 축(vertical display axis)이고, X 축이 상기 폰의 수평 디스플레이 축(horizontal display axis)이고, Z 축이 폰 디스플레이에 직교한다고 가정될 수 있다. 이 경우, AoA azimuth 각도는 XZ 평면 상에 투영된(projected) 입력 신호와 Z 축 사이의 상대적인 각도일 수 있고, AoA elevation 각도는 입력 신호와 XZ 평면 사이의 상대적인 각도일 수 있다.
TWR의 경우, 컨트롤러(initiator)는 RRM에 대한 AoA azimuth를 측정할 수 있고, UCI 통지 메시지를 통해 측정된 AoA azimuth를 전송할 수 있다. 컨트롤리(responder)는 RIM 메시지에 대한 AoA azimuth를 측정할 수 있고, RRRM을 통해 측정된 AoA azimuth를 전송할 수 있다.
TWR의 경우, 컨트롤러(initiator)는 RRM에 대한 AoA elevation을 측정할 수 있고, UCI 통지 메시지를 통해 측정된 AoA elevation을 전송할 수 있다. 컨트롤리(responder)는 RIM 메시지에 대한 AoA elevation을 측정할 수 있고, RRRM을 통해 측정된 AoA elevation을 전송할 수 있다.
OWR의 경우, Observer는 AoA 측정 메시지에 대한 AoA azimuth 및 AoA elevation을 측정할 수 있다.
그리고, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시의 다양한 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 UWB 장치의 예시적인 아키텍쳐를 나타낸다.
본 개시에서, UWB 장치(100)는 UWB 통신을 지원하는 전자 장치일 수 있다. UWB 장치(100)는 예컨대, UWB 레인징을 지원하는 Ranging Device일 수 있다. 일 실시예에서, Ranging Device는 ERDEV 또는 FiRa Device일 수 있다.
도 1의 실시예에서, UWB 장치(100)는 UWB 세션을 통해 다른 UWB 장치와 상호작용(interact)할 수 있다.
또한, UWB 장치(100)는 UWB 지원 어플리케이션(UWB-enabled Application)(110)과 UWB 프레임워크(UWB Framework)(120) 간의 인터페이스인 제1 인터페이스(Interface #1)를 구현할 수 있고, 제1 인터페이스는 UWB 장치(100) 상의 UWB-enabled application(110)이 미리 정해진 방식으로 UWB 장치(100)의 UWB 성능들을 사용할 수 있게 해준다. 일 실시예에서, 제1 인터페이스는 Framework API 또는 proprietary interface일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, UWB 장치(100)는 UWB Framework(110)와 UWB 서브시스템(UWBS)(130) 간의 인터페이스인 제2 인터페이스(Interface #2)를 구현할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 인터페이스는 UCI(UWB Command Interface) 또는 proprietary interface일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, UWB 장치(100)는 UWB-enabled Application(110), Framework(UWB Framework)(120), 및/또는 UWB MAC Layer와 UWB Physical Layer를 포함하는 UWBS(130)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는, 일부 엔티티가 UWB 장치에 포함되지 않거나, 추가적인 엔티티(예컨대, 보안 레이어)가 더 포함될 수 있다.
UWB-enabled Application(110)은 제1 인터페이스를 이용하여 UWBS(130)에 의한 UWB 세션의 설정을 트리거링할 수 있다. 또한, UWB-enabled Application(110)은 미리 정의된 프로필(profile) 중 하나를 사용할 수 있다. 예를 들면, UWB-enabled Application(110)은 FiRa에 정의된 프로필 중 하나 또는 custom profile을 사용할 수 있다. UWB-enabled Application(110)은 제1 인터페이스를 사용하여, 서비스 발견(Service discovery), 레인징 통지(Ranging notifications), 및/또는 에러 컨디션(Error conditions)과 같은 관련 이벤트를 다룰 수 있다.
Framework(120)는 Profile에 대한 access, 개별 UWB 설정 및/또는 통지를 제공할 수 있다. 또한, Framework(120)는 UWB 레인징 및 트랜잭션 수행을 위한 기능, 어플리케이션 및 UWBS(130)에 대한 인터페이스 제공 기능 또는 장치(100)의 위치 추정 기능과 같은 기능 중 적어도 하나를 지원할 수 있다. Framework(120)는 소프트웨어 컴포넌트의 집합일 수 있다. 상술한 것처럼, UWB-enabled Application(110)은 제1 인터페이스를 통해 프레임워크(120)와 인터페이싱할 수 있고, 프레임워크(120)는 제2 인터페이스를 통해 UWBS(130)와 인터페이싱할 수 있다.
한편, 본 개시에서, UWB-enabled Application(110) 및/또는 Framework(120)는 어플리케이션 프로세서(AP)(또는, 프로세서)에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시에서, UWB-enabled Application(110) 및/또는 Framework(120)의 동작은 AP(또는, 프로세서)에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다. 본 개시에서, 프레임워크는 AP, 프로세서로 지칭될 수 있다.
UWBS(130)는 UWB MAC Layer와 UWB Physical Layer를 포함하는 하드웨어 컴포넌트일 수 있다. UWBS(130)는 UWB 세션 관리를 수행하고, 다른 UWB 장치의 UWBS와 통신할 수 있다. UWBS(130)는 제2 인터페이스를 통해 Framework(120)와 인터페이싱할 수 있고, Secure Component로부터 보안 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, Framework(또는, 어플리케이션 프로세서)(120)는 UCI를 통해서 명령(command)을 UWBS(130)로 전송할 수 있고, UWBS(130)는 명령에 대한 응답(response)를 Framework(120)에 전달할 수 있다. UWBS(130)는 UCI를 통해 Framework(120)에 통지(notification)을 전달할 수도 있다.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 UWB 장치의 Framework의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 2의 UWB 장치는 도 1의 UWB 장치의 일 예일 수 있다.
도 2를 참조하면, 프레임워크(Framework)(220)는 예컨대, Profile Manager(221), OOB Connector(s)(222), Secure Service(223) 및/또는 UWB 서비스(224)와 같은 소프트웨어 컴포넌트를 포함할 수 있다.
Profile Manager(221)는 UWB 장치 상에서 이용 가능한 프로필을 관리하기 위한 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 프로필은 UWB 장치 사이에 통신을 설정하기 위해 요구되는 파라미터의 집합일 수 있다. 예를 들면, 프로필은 어떤 OOB 보안 채널이 사용되는지를 나타내는 파라미터, UWB/OOB 설정 파라미터, 특정 보안 컴포넌트의 사용이 맨데토리(mandatory)인지를 나타내는 파라미터 및/또는 ADF의 파일 구조와 관련된 파라미터를 포함할 수 있다. UWB 지원 어플리케이션(UWB-enabled Application)(210)은 제1 인터페이스(예컨대, Framework API)를 통해 프로파일 관리자(Profile Manager)(221)와 통신할 수 있다.
OOB 커넥터(Connector)(222)는 다른 장치와 OOB 연결을 설정하기 위한 역할을 수행할 수 있다. OOB Connector(222)는 디스커버리 단계 및/또는 연결 단계를 포함하는 OOB 단계를 다룰 수 있다. OOB 컴포넌트(예컨대, BLE 컴포넌트)(250)는 OOB Connector(222)와 연결될 수 있다.
보안 서비스(Secure Service)(223)는 SE 또는 TEE와 같은 보안 구성요소(Secure Component)(240)와 인터페이싱하는 역할을 수행할 수 있다.
UWB 서비스(Service)(224)는 UWBS(230)를 관리하는 역할을 수행할 수 있다. UWB Service(224)는 제2 인터페이스를 구현함으로써, Profile Manager(221)에서 UWBS(230)로의 access를 제공할 수 있다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 복수의 전자 장치가 통신을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 3의 제1 전자 장치(301) 및 제2 전자 장치(302)는 예컨대, 도 1 또는 도 2의 UWB 장치일 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 전자 장치(301) 및 제2 전자 장치(302)는 장치 탐색/연결 설정 절차(310) 및 데이터 통신 절차(320)를 수행할 수 있다. 이러한 장치 탐색/연결 설정 절차(310) 및 데이터 통신 절차(320)는 전자 장치의 MAC 레이어(엔티티)에 의해 관리 또는 제어될 수 있다.
(1) 장치 탐색/연결 설정 절차
본 개시에서, 장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 데이터 통신 절차(320) 이전에 수행되는 사전 절차일 수 있다. 실시예로서, 장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 OOB 통신(채널), 및/또는 UWB 통신(채널)을 통해 수행될 수 있다.
장치 탐색/연결 설정 절차(310)는 아래의 동작들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 장치 탐색 동작: 전자 장치가 다른 UWB 장치를 탐색(발견)하는 동작. 장치 탐색 동작은 Advertisement 메시지를 송신/수신하는 동작을 포함할 수 있다. 본 개시에서, 장치 탐색 동작은 discovery 동작, 또는 advertising 동작으로 지칭될 수 있다.
- 연결 설정 동작: 두 전자 장치가 연결을 설정하는 동작. 연결 설정 동작은 연결 요청(connection request) 메시지 및 연결 확인(connection confirmation) 메시지의 송신/수신하는 동작을 포함할 수 있다. 연결 설정 동작을 통해 설정된 연결(채널)은 데이터 통신을 위한 UWB 세션을 설정 및 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 연결 설정 동작을 통해 설정된 보안 채널을 통해, UWB 세션을 설정하기 위한 파라미터(예컨대, UWB 성능 파라미터(컨트롤리 성능 파라미터), UWB 설정(configuration) 파라미터, 세션 키 관련 파라미터)가 두 전자 장치 간에 협상될 수 있다.
(2) 데이터 통신 절차
본 개시에서, 데이터 통신 절차(320)는 UWB 통신을 사용하여 데이터를 송수신하는 절차일 수 있다. 실시예로서, 데이터 통신 절차는 UWB 통신 또는 NB 통신을 이용하여 수행될 수 있다.
데이터 통신 절차(320)는 아래의 동작들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- UWB 레인징 동작: 전자 장치가 다른 전자 장치와 미리 설정된 UWB 레인징 방식(예컨대, OWR, SS-TWR, DS-TWR 방식)을 UWB 레인징을 수행하는 동작. 실시예로서, UWB 레인징 동작은 ToF 측정 동작 및/또는 AoA 측정 동작을 포함할 수 있다.
예컨대, DS-TWR 방식은 다음 단계들 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
RCP (Ranging Control Phase): UWB 컨트롤러가 UWB 제어 메시지(예컨대, 레인징 제어 메시지(RCM))를 UWB 컨트롤리에게 전송하는 단계. 이를 통해, 컨트롤러는 레인징을 제어하고, 레인징 파라미터들을 정의할 수 있다.
RIP (Ranging Initiation Phase): UWB initiator가 UWB 개시 메시지(예컨대, 레인징 개시 메시지(Ranging Initiation Message: RIM)를 UWB responder로 전송하는 단계. 레인징 개시 메시지는, 레인징 교환(ranging exchange)를 시작하기 위해 전송되는 첫번째 메시지일 수 있다. 실시예로서, UWB 컨트롤러/initiator는 하나의 메시지를 통해, 레인징 제어 메시지 및 레인징 개시 메시지를 전송할 수 있다. 예를 들면, UWB 컨트롤러/initiator는 레인징 제어 메시지를 포함하는 레인징 개시 메시지를 전송할 수 있다.
RRP (Ranging Response Phase): UWB responder가 UWB 개시 메시지에 대응하는 UWB 응답 메시지(예컨대, 레인징 응답 메시지(Ranging Response Message: RRM))를 UWB initiator로 전송하는 단계.
RFP (Ranging Final Phase): UWB initiator가 UWB 파이널 메시지(예컨대, 레인징 파이널 메시지(Ranging Final Message: RFM))를 UWB responder로 전송하는 단계. RFP는 DS-TWR(double-sided two-way ranging)의 케이스인 경우에만 사용될 수 있다.
실시예로서, UWB TWR 절차는 측정 리포트 단계(Measurement Report Phase: MRP)를 더 포함할 수 있다. 측정 리포트 단계(Measurement Report Phase)는 UWB 레인징에 참여하는 전자 장치들이 레인징 정보(예컨대, ToF 정보/AoA 정보 등) 및/또는 관련 서비스 정보를 교환하는 단계일 수 있다. 실시예로서, 측정 리포트 단계에서 사용되는 UWB 메시지는 측정 리포트 메시지(Measurement Report Message: MRM), 레인징 결과 리포트 메시지(Ranging Result Report Message: RRRM), 또는 제어 업데이트 메시지(Control Update Message: CUM)일 수 있다. 실시예로서, MRM은 RRM 또는 RFM에 포함되어 전송될 수도 있다.
- 트랜잭션 동작: 전자 장치가 다른 전자 장치와 서비스 데이터를 교환하는 동작.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 UWB MAC 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4의 실시예에서, UWB MAC 프레임은 예컨대, IEEE 802.15.4z의 MAC 프레임의 구조를 따를 수 있다. 본 개시에서, UWB MAC 프레임은 MAC 프레임 또는 프레임으로 약칭될 수 있다. 실시예로서, UWB MAC 프레임은 UWB 데이터(예컨대, UWB 메시지, 레인징 메시지, 제어 정보, 서비스 데이터, 어플리케이션 데이터, 트랜잭션 데이터 등)을 전달하기 위해 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, UWB MAC 프레임은 MAC 헤더(MHR), MAC 페이로드 및/또는 MAC footer(MFR)를 포함할 수 있다.
(1) MAC 헤더
MAC 헤더는 Frame Control 필드, Sequence Number 필드, Destination Address 필드, Source Address 필드, Auxiliary Security Header 필드, 및/또는 적어도 하나의 Header IE 필드를 포함할 수 있다. 실시예에 따라서, 일부 필드들은 MAC 헤더에 포함되지 않을 수 있다.
실시예로서, Frame Control 필드는 Frame Type 필드, Security Enabled 필드, Frame Pending 필드, AR 필드, PAN ID Compression 필드, Sequence Number Suppression 필드, IE Present 필드, Destination Addressing Mode 필드, Frame Version 필드, 및/또는 Source Addressing Mode 필드를 포함할 수 있다. 각 필드에 대한 설명은 다음과 같다.
Frame Type 필드는 프레임의 타입을 지시할 수 있다. 실시예로서, 프레임의 타입은 data 타입 및/또는 Multipurpose 타입을 포함할 수 있다.
Security Enabled 필드는 Auxiliary Security Header 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다. Auxiliary Security Header 필드는 security processing을 위해 요구되는 정보를 포함할 수 있다.
Frame Pending 필드는 프레임을 전송하는 장치가 수신자(recipient)를 위한 더 많은 데이터를 가지고 있는지 여부를 지시할 수 있다. 즉, Frame Pending 필드는 수신자를 위한 pending frame이 있는지를 알려줄 수 있다.
AR 필드는 프레임의 수신에 대한 acknowledgment이 수신자로부터 요구되는지를 지시할 수 있다.
PAN ID Compression 필드는 PAN ID 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다.
Sequence Number Suppression 필드는 Sequence Number 필드가 존재하는지를 지시할 수 있다. Sequence Number 필드는 프레임에 대한 시퀀스 식별자를 지시할 수 있다.
IE Present 필드는 Header IE 필드 및 Payload IE 필드가 프레임에 포함되는지를 지시할 수 있다.
Destination Addressing Mode 필드는 Destination Address 필드가 short address (예컨대, 16 비트)를 포함하는지 또는 extended address (예컨대, 64 비트)를 포함하는지를 지시할 수 있다. Destination Address 필드는 프레임의 수신자(recipient)의 주소를 지시할 수 있다.
Frame Version 필드는 프레임의 버전을 지시할 수 있다. 예컨대, Frame Version 필드는 IEEE std 802.15.4z-2020를 지시하는 값으로 설정될 수 있다.
Source Addressing Mode 필드는 Source Address 필드가 존재하는지 여부, 및 Source Address 필드가 존재하는 경우, Source Address 필드가 short address (예컨대, 16 비트)를 포함하는지 또는 extended address (예컨대, 64 비트)를 포함하는지를 지시할 수 있다. Source Address 필드는 프레임의 발신자(originator)의 주소를 지시할 수 있다.
(2) MAC 페이로드
MAC 페이로드는 적어도 하나의 Payload IE 필드를 포함할 수 있다. 실시예로서, Payload IE 필드는 Vendor Specific Nested IE를 포함할 수 있다. 실시예로서, Payload IE 필드는 UWB 메시지, 레인징 메시지 또는 제어 메시지의 Payload IE 필드를 포함할 수 있다.
(3) MAC footer
MAC footer는 FCS 필드를 포함할 수 있다. FCS 필드는 16 비트의 CRC 또는 32 비트의 CRC를 포함할 수 있다.
도 5a, 5b는 본 개시의 실시예에 따른 UWB PHY 패킷의 구조를 나타낸다.
도 5a는 STS 패킷 설정이 적용되지 않은 UWB PHY 패킷의 예시적인 구조를 나타내고, 도 5b는 STS 패킷 설정이 적용된 UWB PHY 패킷의 예시적인 구조를 나타낸다. 본 개시에서, UWB PHY 패킷은 PHY 패킷, PHY PDU(PPDU), 프레임으로 지칭될 수 있다.
도 5a를 참조하면, PPDU는 동기 헤더(SHR), PHY 헤더(PHR) 및 PHY 페이로드(PSDU)를 포함할 수 있다. PSDU는 MAC 프레임을 포함하고, 도 4에서와 같이, MAC 프레임은 MAC 헤더(MHR), MAC 페이로드 및/또는 MAC footer(MFR)를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 동기 헤더 부분(part)은 프리앰블로 지칭될 수 있고, PHY 헤더 및 PHY 페이로드를 포함하는 부분은 데이터 부분으로 지칭될 수 있다.
동기 헤더는 신호 수신을 위한 동기화에 사용되며, SYNC 필드 및 SFD(start-of-frame delimiter)를 포함할 수 있다.
SYNC 필드는 송/수신 장치 간의 동기화를 위해 사용되는 복수의 프리앰블 심볼을 포함하는 필드일 수 있다. 프리앰블 심볼은 미리 정의된 프리앰블 코드들 중 하나를 통해 설정될 수 있다.
SFD 필드는 SHR의 끝(end) 및 데이터 필드의 시작을 지시하는 필드일 수 있다.
PHY 헤더는 PHY 페이로드의 구성에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, PHY 헤더는 PSDU의 길이에 대한 정보, 현재 프레임이 RFRAME인지를 지시하는 정보 등을 포함할 수 있다.
한편, UWB 장치의 PHY 레이어는 높은 density/낮은 전력 동작을 위해 감소된 on-air time을 제공하기 위한 옵셔널 모드를 포함할 수 있다. 이 경우, UWB PHY 패킷은 레인징 측정 타임스탬프의 integrity 및 accuracy를 증가시키기 위한, 암호화된 시퀀스(즉, STS)를 포함할 수 있다. STS는 UWB PHY 패킷의 STS 필드에 포함될 수 있고, 보안 레인징을 위해 사용될 수 있다.
도 5b를 참조하면, STS 패킷(SP) 설정 0인 경우(SP0), STS 필드는 PPDU에 포함되지 않는다(SP0 패킷). SP 설정 1인 경우(SP1), STS 필드는 STS는 SFD(Start of Frame Delimiter) 필드의 바로 뒤 및 PHR 필드의 앞에 위치된다(SP1 패킷). SP 설정 2인 경우(SP2), STS 필드는 PHY 페이로드 뒤에 위치된다(SP2 패킷). SP 설정 3인 경우(SP3), STS 필드는 SFD 필드 바로 뒤에 위치되고, PPDU는 PHR 및 데이터 필드(PHY 페이로드)를 포함하지 않는다(SP3 패킷). 즉, SP3의 경우, PPDU는 PHR 및 PHY 페이로드를 포함하지 않는다.
도 5b의 실시예에서, 각 UWB PHY 패킷은 기준 시간을 정의하기 위한 RMARKER를 포함할 수 있고, RMARKER는 UWB 레인징 절차에서 레인징 메시지(프레임)의 송신 시간, 수신 시간 및/또는 시간 구간을 획득하기 위해 사용될 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 레인징을 위해 사용되는 레인징 블록 및 라운드의 구조의 일 예를 나타낸다.
본 개시에서, 레인징 블록은 레인징을 위한 time period를 지칭한다. 레인징 라운드는 레인징 교환에 참여하는 UWB 장치들의 세트가 관여하는 하나의 전체 레인징-측정 사이클(entire range-measurement cycle)(레인징 사이클)을 완성하기 위한 충분한 기간(period of sufficient duration)일 수 있다. 레인징 슬롯은 적어도 하나의 레인징 프레임(RFRAME)(예컨대, 레인징 개시/응답/파이널 메시지 등)의 전송을 위한 충분한 기간일 수 있다.
도 6에서와 같이, 하나의 레인징 블록은 적어도 하나의 레인징 라운드를 포함하고, 각 레인징 라운드는 적어도 하나의 레인징 슬롯을 포함할 수 있다.
한편, 레인징 모드가 block-based mode인 경우, 연속된 레인징 라운드 사이의 평균 시간(mean time)은 상수(constant)일 수 있다. 또는, 레인징 모드가 interval-based mode 인 경우, 연속된 레인징 라운드 사이의 시간은 동적으로 변경될 수 있다. 즉, interval-based mode는 adaptive한 간격(spacing)을 갖는 시간 구조를 채택할 수 있다.
레인징 라운드에 포함되는 슬롯의 수 및 duration은 레인징 라운드 사이에 변경될 수 있다.
본 개시에서, 레인징 블록, 레인징 라운드 및 레인징 슬롯은, 블록, 라운드 및 슬롯으로 약칭될 수 있다.
이하에서는, UWB OWR을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력을 제공하기 위한 방법을 설명한다.
본 개시에서, UWB OWR은 UWB OWR 메시지로서 UWB 광고 메시지(AoA 측정 메시지)를 이용하여 수행될 수 있고, 서비스 개시(활성화) 및 사용자 제스처 입력은 UWB 광고 메시지를 이용하여 획득된 AoA 정보를 이용하여 제공될 수 있다.
[본 개시의 UWB OWR을 위한 UWB 시스템 구조]
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 UWB OWR을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력을 제공하기 위한 시스템을 나타낸다.
도 7을 참조하면, UWB OWR을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력을 제공 위한 시스템(이하, UWB 시스템)은 제1 장치(710), 제2 장치(720) 및/또는 제3 장치(730)를 포함할 수 있다. 본 개시에서, 제1 장치(710)는 제1 전자 장치, 제1 UWB 장치로 지칭될 수 있고, 제2 장치(720)는 제2 전자 장치, 제2 UWB 장치로 지칭될 수 있고, 제3 장치(730)는 제3 전자 장치, 제3 UWB 장치로 지칭될 수 있다.
도 7의 실시예에서는 제2 장치(720)가 UWB 광고 메시지를 전송하는 UWB 애드벌타이저(advertiser) 장치로 동작하고, 제1 장치(710) 및/또는 제3 장치(730)가 UWB 광고 메시지를 수신하는 UWB observer 장치로 동작하는 것으로 가정한다. UWB 광고 메시지의 일 예는 후술할 도 23 및 표 1 내지 3에 예시된 것과 같을 수 있다.
<제2 장치의 동작>
제2 장치(720)는 UWB 광고 메시지를 전송(또는, 방송)할 수 있다. 실시예로서, 제2 장치(720)는 UWB 광고 메시지를 미리 설정된 주기(광고 주기)로 방송할 수 있다.
실시예로서, UWB 광고 메시지는 광고 주기에 대한 정보(광고 주기 정보)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광고 주기 정보는 광고 주기를 명시적으로 지시하는 정보 또는 광고 주기를 획득하기 위해 사용되는 정보일 수 있다. 예컨대, 광고 주기 정보는 후술할 표 2의 프레임 간 인터벌(Inter-Frame Interval) 정보/필드일 수 있다. 이러한 광고 주기는 AoA 샘플링 속도(rate)와 연관될 수 있다. 본 개시에서, 광고 주기는 광고 메시지 전송 주기로 지칭될 수도 있고, 광고 주기 정보는 광고 메시지 전송 주기 정보로 지칭될 수도 있다.
실시예로서, UWB 광고 메시지는 어플리케이션 데이터(어플리케이션 페이로드 데이터)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 실시예로서, 어플리케이션 데이터는 UWB 광고 메시지를 통해 광고하고자 하는 서비스의 컨텍스트(예컨대, redirection 주소 또는 컨텐츠)를 포함할 수 있다. 어플리케이션 데이터는 연관된 서비스를 식별/개시하기 위해 사용될 수 있다.
실시예로서, UWB 광고 메시지는 UWB observer 장치가 수신된 UWB 광고 메시지에 대한 AoA 정보를 획득/추정하기 위해 사용될 수 있다. 여기서, AoA 정보는 AoA 고도 (elevation) 값을 지시하는 AoA elevation 정보 및/또는 AoA 방위각 (azimuth) 값을 지시하는 AoA azimuth 정보를 포함할 수 있다. 이렇게 획득된 AoA 정보는 해당 서비스의 개시 및/또는 해당 서비스와 연관된 사용자 제스처 입력을 식별/제공하기 위해 사용될 수 있다.
<제1 장치의 동작>
제1 장치(710)는 UWB 광고 메시지를 수신하고, UWB 광고 메시지에 기초하여 서비스 개시 및/또는 사용자 제스처 입력을 위한 동작들을 수행할 수 있다.
실시예로서, 제1 장치(710)는 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치(710)는 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA elevation 값 및/또는 AoA azimuth 값을 측정할 수 있다.
실시예로서, 제1 장치(710)는 UWB 광고 메시지에 대한 수신 신호 강도(received signal strength indicator: RSSI)를 더 획득할 수 있다.
실시예로서, 제1 장치(710)는 UWB 광고 메시지에 기초하여 사용자 제스처(모션)를 식별하기 위한 방식을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치(710)는 UWB 광고 메시지에 포함된 광고 주기 정보에 기초하여 사용자 제스처(사용자 제스처 입력)를 식별하기 위한 방식을 결정할 수 있다.
사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 제1 방식(옵션 1) 또는 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR와 함께, 다른 장치(예컨대, 제3 장치(730))와의 UWB TWR을 이용하는 제2 방식(옵션 2) 중 하나일 수 있다. 즉, 제2 방식은 제1 방식에 비해, UWB TWR을 이용한 보조 측정을 더 이용하는 방식일 수 있다.
제1 방식의 경우, UWB 광고 메시지에 기초하여 획득된 AoA 정보(제1 AoA 정보)가 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 한편, 제2 방식의 경우, UWB 광고 메시지에 기초하여 획득된 AoA 정보(제1 AoA 정보)와 함께, 다른 전자 장치와의 UWB TWR에 기초하여 획득된 거리 정보 및/또는 AoA 정보(제2 AoA 정보)가 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 본 개시에서, 제1 AoA 정보는 Advertisement(Adv.) AoA 정보로 지칭될 수 있고, 제2 AoA 정보는 TWR AoA 정보로 지칭될 수 있다.
실시예로서, 제1 장치(710)는 UWB 광고 메시지에 포함된 광고 주기 정보에 기초하여 광고 주기(또는, 인터벌)를 식별하고, 광고 주기를 미리 설정된 스레시홀드와 비교할 수 있다. 실시예로서, 스레시홀드는 사용자 제스처 감지를 위해 요구되는 샘플링 속도(rate)(또는, 주기)와 연관될 수 있다.
실시예로서, 광고 주기가 미리 설정된 스레시홀드 보다 작은 경우(예컨대, 광고 주기가 상기 샘플링 속도 보다 빠른 경우), 제1 장치(710)는 사용자 제스처 입력을 식별하는 방식으로서 제1 방식을 선택할 수 있다. 광고 주기가 미리 설정된 스레시홀드 보다 큰 경우(예컨대, 광고 주기가 상기 샘플링 속도 보다 느린 경우), 제1 장치(710)는 사용자 제스처 입력을 식별하는 방식으로서 제2 방식을 선택할 수 있다.
실시예로서, 제1 장치(710)는 제1 방식 또는 제2 방식에 따라 사용자 제스처 입력을 식별하고, 사용자 제스처 입력에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
<제3 장치의 동작>
제3 장치(730)는 제1 장치(710)와 마찬가지로, UWB observer 장치로서 동작할 수 있다. 이 경우, 제3 장치(730)는 제1 장치(710)와 마찬가지로, 제3 장치(730)가 수신한 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA 정보를 획득할 수 있다.
또한, 제3 장치(730)는 제1 장치(710)의 사용자 제스처 입력의 식별을 보조하기 위해, 제1 장치(710)와 UWB TWR을 수행할 수 있다. 실시예로서, 제1 장치(710)와 제3 장치(730) 간의 UWB TWR(UWB TWR 세션)은 제1 장치(710)에 의해 시작되고, 종료될 수 있으나, 실시예가 이에 한정되지 않는다.
[본 개시의 제1 방식(옵션 1)을 이용한 실시예]
도 8a는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제1 방식을 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
상술한 것처럼, 제1 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 방식일 수 있다. 제1 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR 및 다른 장치와의 UWB TWR을 이용하는 제2 방식과 구별될 수 있다.
도 8a의 실시예에서, 제1 장치(Device #1)(810), 제2 장치(Device #2)(820) 및 제3 장치(Device #3)(830)는 각각 도 7의 제1 장치(710), 제2 장치(720) 및 제3 장치(830)의 일 예일 수 있다.
제1 장치(810)는 UWB observer 장치로 동작하는 전자 장치로서, 예컨대, 사용자의 웨어러블 장치(wearable)일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되지 않는다.
제2 장치(820)는 UWB advertise 장치로 동작하는 전자 장치로서, 예컨대, 고정된 장치(예컨대, 키오스크)일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되지 않는다.
제3 장치(830)는 UWB observer 장치로 동작하는 전자 장치로서, 예컨대, 사용자의 모바일 폰일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되지 않는다.
<UWB advertiser 장치>
도 8a를 참조하면, 제2 장치(820)는 UWB 광고 메시지를 전송(또는, 방송)할 수 있다. 예를 들면, 제2 장치(820)는 UWB 광고 메시지를 미리 설정된 광고 주기(전송 주기)로 방송할 수 있다. 실시예로서, UWB 광고 메시지는 어플리케이션 데이터를 포함할 수 있다.
<UWB observer 장치>
제1 장치(810) 및 제3 장치(830)는 하나 이상의 UWB 광고 메시지를 수신할 수 있다.
제1 장치(810)는 수신된 하나 이상의 UWB 광고 메시지에 대한 AoA 정보(AoA azimuth/AoA elevation)를 획득할 수 있다. 또한, 제1 장치(810)는 AoA 정보에 기초하여 획득된 AoA 궤적(trajectory)을 이용하여 사용자 모션(제스처)를 결정할 수 있다. 즉, 제1 장치(810)는 AoA 궤적(trajectory)을 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다. 제1 장치(810)가 제1 방식에 따라, 수신된 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA 정보를 획득하고, 획득된 AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법의 일 예는 도 9를 참조하여 이하에서 설명한다.
제1 장치(810)는 OOB 통신(예컨대, WiFi, BLE 등)을 통해 제3 장치(830)와 통신할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치(810)는 어플리케이션 데이터 및/또는 모션 입력 데이터를 제3 장치(830)로 전송할 수 있다. 모션 입력 데이터는 제1 장치(810)에 의해 식별된 사용자 제스처 입력의 데이터를 포함할 수 있다. 제1 장치(810)는 서비스 데이터를 제3 장치(830)로부터 수신할 수 있다. 서비스 데이터는 사용자 제스처 입력과 연관된 서비스 데이터(예컨대, 서비스 디스플레이 데이터)를 포함할 수 있다.
도 8a의 실시예에서, 제1 장치(810)와 제3 장치(830)가 OOB 통신을 통해 서로 데이터를 교환하는 것을 예로 들어 설명하고 있다. 이 경우, In-band 통신을 통해 데이터를 교환하는 경우에 비해, 전력 소모가 감소될 수 있다. 그러나, 상술한 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 장치(810)와 제3 장치(830)는 필요하다면, In-band 통신을 통해 상술한 데이터의 전부 또는 일부를 교환할 수도 있다.
[본 개시의 제2 방식(옵션 2)을 이용한 실시예]
도 8b는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제2 방식을 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
상술한 것처럼, 제2 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR 및 다른 장치와의 UWB TWR을 이용하는 방식일 수 있다. 제2 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 제1 방식과 구별될 수 있다.
도 8b의 실시예에서, 제1 장치(Device #1)(810), 제2 장치(Device #2)(820) 및 제3 장치(Device #3)(830)는 각각 도 7의 제1 장치(710), 제2 장치(720) 및 제3 장치(830)의 일 예일 수 있다.
제1 장치(810)는 UWB observer 장치로 동작하는 전자 장치로서, 예컨대, 사용자의 웨어러블 장치(wearable)일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되지 않는다.
제2 장치(820)는 UWB advertise 장치로 동작하는 전자 장치로서, 예컨대, 고정된 장치(예컨대, 키오스크)일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되지 않는다.
제3 장치(830)는 UWB observer 장치로 동작하는 전자 장치로서, 예컨대, 사용자의 모바일 폰일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되지 않는다.
<UWB advertiser 장치>
도 8b를 참조하면, 제2 장치(820)는 UWB 광고 메시지를 전송(또는, 방송)할 수 있다. 예를 들면, 제2 장치(820)는 UWB 광고 메시지를 미리 설정된 광고 주기(전송 주기)로 방송할 수 있다. 실시예로서, UWB 광고 메시지는 어플리케이션 데이터를 포함할 수 있다.
<UWB observer 장치>
제1 장치(810) 및 제3 장치(830)는 하나 이상의 UWB 광고 메시지를 수신할 수 있다.
제1 장치(810)는 수신된 하나 이상의 UWB 광고 메시지에 대한 제1 AoA 정보(AoA azimuth/AoA elevation)를 획득할 수 있다.
제1 장치(810)는 In-band 통신을 통해 제3 장치(830)와 통신할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치(810)는 제3 장치(830)와의 UWB TWR을 수행할 수 있다. UWB TWR을 통해, 제1 장치(810)는 거리 정보 및/또는 제2 AoA 정보(AoA azimuth/AoA elevation)를 획득할 수 있다. 거리 정보는 제1 장치(810)와 제3 장치(830) 사이의 거리에 대한 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예로서, 제1 장치(810)가 TWR을 위한 initiator(또는, 컨트롤러)인 경우, RRM에 대한 AoA azimuth 및 AoA elevation을 측정할 수 있다. 또는, 제3 장치(830)가 TWR을 위한 responder(또는, 컨트롤리)인 경우, RIM 메시지에 대한 AoA azimuth 및 AoA elevation을 측정하고, RRRM을 통해 측정된 AoA azimuth 및 AoA elevation에 대한 정보를 제1 장치(810)로 전송할 수 있다.
다른 실시예로서, 제1 장치(810)가 TWR을 위한 responder(또는, 컨트롤리)인 경우, RIM 메시지에 대한 AoA azimuth 및 AoA elevation을 측정할 수 있다.
제1 장치(810)는 제1 AoA 정보, 제2 AoA 정보 및/또는 거리 정보에 기초하여 획득된 궤적을 이용하여 사용자 모션(제스처)를 결정할 수 있다. 즉, 제1 장치(810)는 획득된 궤적을 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다.
제1 장치(810)가 제2 방식에 따라, 수신된 UWB 광고 메시지에 기초하여 제1 AoA 정보, 제2 AoA 정보 및 거리 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법의 일 예는 도 10을 참조하여 이하에서 설명한다.
제1 장치(810)는 In-band 통신을 통해 모션 입력 데이터를 제3 장치(830)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치(810)는 UWB 메시지(예컨대, RFM 등)를 통해 모션 입력 데이터를 제3 장치(830)로 전송할 수 있다. 모션 입력 데이터는 제1 장치(810)에 의해 식별된 사용자 제스처 입력의 데이터를 포함할 수 있다.
제1 장치(810)는 In-band 통신을 통해 서비스 데이터를 제3 장치(830)로부터 수신할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치(810)는 UWB 메시지를 통해 서비스 데이터를 제3 장치(830)로부터 수신할 수 있다. 서비스 데이터는 사용자 제스처 입력과 연관된 서비스 데이터(예컨대, 서비스 디스플레이 데이터)를 포함할 수 있다.
[제1 방식(옵션 1)의 일 예]
도 9a, 9b, 9c는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제1 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
상술한 것처럼, 제1 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 방식일 수 있다. 제1 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR 및 다른 장치와의 UWB TWR을 이용하는 제2 방식과 구별될 수 있다.
도 9a, 9b, 9c의 실시예에서, 제1 장치(Device #1)(910), 제2 장치(Device #2)(920) 및 제3 장치(Device #3)(930)는 각각 도 8a의 제1 장치(810), 제2 장치(820) 및 제3 장치(830)의 일 예일 수 있다.
도 9a, 9b, 9c의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 도시된 것처럼, 제1 장치(910)를 착용한 사용자의 시선 방향(기준 방향)을 X 축으로 가정하고, 제1 장치의 수평 축을 Y 축으로 가정하고, 제1 장치의 수직 축을 Z 축으로 가정한다.
도 9a는 제1 방식에 따르는 XY 평면 상의 신호 방향 그래프의 일 예를 나타낸다.
도 9a를 참조하면, 제1 전자 장치(910)의 XY 평면 상의 좌표는 (Xw,Yw)로 표기되고, 제2 전자 장치(920)의 XY 평면 상의 좌표는 (Xm,Ym)로 표기되고, 제3 전자 장치(930) 의 XY 평면 상의 좌표는 (Xa,Ya)로 표기될 수 있다. UWB 광고 메시지(입력 신호)는 제2 전자 장치(920)에서 제1 전자 장치(910)의 방향(direction)으로 전송된다.
도 9b는 제1 방식에 따라 획득된 AoA 방위각(azimuth) 값의 일 예를 나타낸다.
도 9b를 참조하면, UWB observer 장치인 제1 장치(910)는 UWB advertiser 장치인 제2 장치(920)로부터 수신된 UWB 광고 메시지에 대한 AoA azimuth 값(θa2w)을 측정/계산할 수 있다. 여기서, AoA azimuth 값(θa2w)은 제1 장치(910)를 착용한 사용자의 시선 방향(X 축)과 XY 평면 상에 투영된 UWB 광고 메시지(입력 신호)가 수신된 방향 사이의 상대적 각도일 수 있다. 한편, 본 개시에서, AoA azimuth는 기준 방향을 기준으로 신호의 송신 장치가 왼쪽에 위치하는 경우 (+) 부호로 표현하고, 오른쪽에 위치하는 경우 (-) 부호로 표현될 수 있으나, 반대의 경우도 가능하다.
도 9c는 제1 방식에 따라 획득된 AoA elevation 값의 일 예를 나타낸다.
도 9c를 참조하면, UWB observer 장치인 제1 장치(910)는 UWB advertiser 장치인 제2 장치(920)로부터 수신된 UWB 광고 메시지에 대한 AoA elevation 값(Φa2w)을 측정/계산할 수 있다. 여기서, AoA elevation 값(Φa2w)은 제1 장치(910)를 XY 평면과 UWB 광고 메시지(입력 신호)가 수신된 방향 사이의 상대적 각도일 수 있다. 한편, 본 개시에서, AoA elevation는 XY 평면을 기준으로 신호의 송신 장치가 위쪽에 위치하는 경우 (+) 부호로 표현하고, 아래쪽에 위치하는 경우 (-) 부호로 표현될 수 있으나, 반대의 경우도 가능하다.
제1 장치(910)는 주기적으로 수신되는 UWB 광고 메시지들에 대한 AoA azimuth 값 및 AoA elevation 값((θa2w, Φa2w))의 변화(궤적)를 분석하고, 분석 결과에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다. 예를 들면, AoA azimuth 값 및 AoA elevation 값의 변화의 패턴이 미리 정의된 사용자 제스처 입력의 패턴과 일치(또는, 맵핑)하는 경우, 제1 장치(910)는 사용자의 모션이 해당 사용자 제스처 입력에 대응하는 것으로 식별할 수 있다.
제1 장치(910)는 사용자 제스처 입력을 식별하는 경우, 사용자 제스처 입력의 데이터를 제3 장치(930)로 전송할 수 있다. 실시예로서, 제1 장치(910)는 사용자 제스처 입력의 데이터를 OOB를 통해 제3 장치(930)로 전송할 수 있다.
상술한 도 9의 실시예서는, 제1 방식이 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해, UWB TWR이 사용되지 않고, UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR 만이 사용되기 때문에, 전자 장치가 제2 방식에 비해 더 빠르고 더 적은 전력으로 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다.
[제2 방식(옵션 2)의 일 예]
도 10a, 10b는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제2 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다.
상술한 것처럼, 제2 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR 및 다른 장치와의 UWB TWR을 이용하는 방식일 수 있다. 제2 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 제1 방식과 구별될 수 있다.
도 10a, 10b의 실시예에서, 제1 장치(Device #1)(1010), 제2 장치(Device #2)(1020) 및 제3 장치(Device #3)(1030)는 각각 도 8b의 제1 장치(810), 제2 장치(820) 및 제3 장치(830)의 일 예일 수 있다.
도 10a, 10b의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 도시된 것처럼, 제1 장치(1010)를 착용한 사용자의 시선 방향(기준 방향)을 X 축으로 가정하고, 제1 장치의 수평 축을 Y 축으로 가정하고, 제1 장치의 수직 축을 Z 축으로 가정한다.
도 10a는 제2 방식에 따르는 XY 평면 상의 신호 방향 그래프의 일 예를 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 제1 전자 장치(1010)의 XY 평면 상의 좌표는 (Xw,Yw)로 표기되고, 제2 전자 장치(1020)의 XY 평면 상의 좌표는 (Xm,Ym)로 표기되고, 제3 전자 장치(1030)의 XY 평면 상의 좌표는 (Xa,Ya)로 표기될 수 있다. UWB 광고 메시지(입력 신호)는 제2 전자 장치(1020)에서 제1 전자 장치(1010)의 방향(direction), 그리고, 제2 전자 장치(1020)에서 제3 전자 장치(1030)의 방향으로 전송된다. UWB TWR를 위한, UWB 메시지(예컨대, RIM, RRM, RFM 등)는 제1 전자 장치(1010)와 제3 전자 장치(1030) 사이에서 교환될 수 있다.
도 10b는 제2 방식에 따라 획득된 AoA 정보 및 거리 정보의 일 예를 나타낸다.
도 10b를 참조하면, UWB observer 장치인 제1 장치(1010)는 UWB advertiser 장치인 제2 장치(1020)로부터 수신된 제1 UWB 광고 메시지에 대한 AoA azimuth 값(θa2w)을 측정/계산할 수 있다. 여기서, AoA azimuth 값(θa2w)은 제1 장치(1010)를 착용한 사용자의 시선 방향(X 축)과 XY 평면 상에 투영된 제1 UWB 광고 메시지(제1 입력 신호)가 수신된 방향 사이의 상대적 각도일 수 있다. AoA azimuth 값(θa2w)의 측정의 일 예는 도 9(b)에 예시된 것과 같을 수 있다.
또한, UWB observer 장치인 제1 장치(1010)는 UWB advertiser 장치인 제2 장치(1020)로부터 수신된 UWB 광고 메시지에 대한 AoA elevation 값(Φa2w)을 측정/계산할 수 있다. 여기서, AoA elevation 값(Φa2w)은 XY 평면과 UWB 광고 메시지(입력 신호)가 수신된 방향 사이의 상대적 각도일 수 있다. AoA elevation 값(Φa2w)의 측정의 일 예는 도 9(c)에 예시된 것과 같을 수 있다.
또한, UWB observer 장치인 제3 장치(1030)는 UWB advertiser 장치인 제2 장치(1020)로부터 수신된 제2 UWB 광고 메시지에 대한 AoA azimuth 값(θa2w)을 측정/계산할 수 있다. 여기서, AoA azimuth 값(θa2w)은 제3 장치(1030)의 기준 방향(예컨대, 제3 장치(1030)의 디스플레이에 직교하는 축)과 XY 평면 상에 투영된 제2 UWB 광고 메시지(제2 입력 신호)가 수신된 방향 사이의 상대적 각도일 수 있다. 이렇게 측정된 AoA azimuth 값(θa2w)은 UWB 메시지에 포함되어, 제1 장치(1010)로 전달될 수 있다.
또한, 제1 장치(1010)는 제3 장치(1030)와 UWB TWR을 위한 UWB 메시지(UWB TWR 메시지)를 교환할 수 있다.
이 경우, 제1 장치(1010)는 제3 장치(1030)로부터 수신된 UWB TWR 메시지(예컨대, RIM 또는 RRM)에 대한 AoA azimuth 값(θm2w)을 측정/계산할 수 있다. 여기서, AoA azimuth 값(θm2w)은 제1 장치(1010)를 착용한 사용자의 시선 방향(X 축)과 XY 평면 상에 투영된 UWB TWR 메시지(입력 신호)가 수신된 방향 사이의 상대적 각도일 수 있다. 또한, 제1 장치(1010)는 제3 장치(1030)로부터 수신된 UWB TWR 메시지(예컨대, RIM 또는 RRM)에 대한 AoA elevation 값(Φm2w)을 측정/계산할 수 있다. 여기서, AoA elevation 값(Φm2w)은 XY 평면과 UWB TWR 메시지가 수신된 방향 사이의 상대적 각도일 수 있다.
제3 장치(1030)는 제1 장치(1010)로부터 수신된 UWB TWR 메시지(예컨대, RIM 또는 RRM)에 대한 AoA azimuth 값(θw2m)을 측정/계산할 수 있다. 여기서, AoA azimuth 값(θw2m)은 제3 장치(1030)의 기준 방향(예컨대, 제3 장치(1030)의 디스플레이에 직교하는 축)과 XY 평면 상에 투영된 UWB TWR 메시지(입력 신호)가 수신된 방향 사이의 상대적 각도일 수 있다. 이렇게 측정된, AoA azimuth 값(θw2m)은 UWB TWR 메시지(예컨대, RRRM)에 포함되어, 제1 장치(1010)로 전달될 수 있다.
제1 장치(910)는 UWB OWR에 기초하여 획득된 제1 AoA 정보((θa2w, Φa2w)) 및 UWB TWR에 기초하여 획득된 제2 AoA 정보((θm2w, Φm2w))의 변화(궤적)를 분석하고, 분석 결과에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다. 예를 들면, 제1 AoA 정보 및 제2 AoA 정보의 변화의 패턴이 미리 정의된 사용자 제스처 입력의 패턴과 일치하는 경우, 제1 장치(1010)는 사용자의 모션이 해당 사용자 제스처 입력에 대응하는 것으로 식별할 수 있다.
제1 장치(1010)는 사용자 제스처 입력을 식별하는 경우, 사용자 제스처 입력의 데이터를 제3 장치(1030)로 전송할 수 있다. 실시예로서, 제1 장치(910)는 사용자 제스처 입력의 데이터를 In-band를 통해 제3 장치(930)로 전송할 수 있다.
상술한 도 10의 실시예서는, 제2 방식이 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해, UWB TWR가 UWR OWR와 함께 사용되기 때문에, UWB OWR을 위한 광고 주기가 사용자 제스처 감지에 요구되는 속도보다 느려 UWR OWR만으로 정확한 사용자 제스처 입력의 식별이 어려운 점이 보완될 수 있다.
한편, 제2 방식이 사용되는 경우, OWR의 결과 및 TWR의 결과에 기초하여, 제1 장치(1010) 및 제3 장치(1030)의 이동성(mobility)이 추정될 수 있다.
예컨대, 도 10(b)에 도시된 것처럼, 제1 장치(1010), 제2 장치(1020) 및 제3 장치(1030)의 위치가 동일 평면(기준 평면(XY 평면)) 상에서 삼각형을 이룬다. 이때, a는 기준 평면 상의 제1 장치(1010)와 제3 장치(1030) 사이의 거리를 나타내고, b는 기준 평면 상의 제3 장치(1030)와 제2 장치(1020) 사이의 거리를 나타내고, c는 기준 평면 상의 제2 장치(1020)와 제1 장치(1010) 사이의 거리를 나타낸다.
한편, 해당 삼각형의 내각은 UWR OWR에 기초하여 획득된 AoA azimuth 값과 UWB TWR에 기초하여 획득된 AoA elevation 값을 이용하여 획득될 수 있다. 이는 아래 수학식 1과 같을 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2023006660-appb-img-000001
한편, a는 UWB TWR의 결과(예컨대, DS-TWR에 의해 획득된 ToF 값)에 의해 획득될 수 있고, b와 c가 다음의 수학식 2를 통해 획득될 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2023006660-appb-img-000002
이 경우, 이 b와 c의 값(또는, 상대적인 비율) 및 UWB TWR 결과에 기초하여, 제1 장치(1010)와 제3 장치(1030)의 이동 여부 및/또는 상대적인 위치가 추정될 수 있다. 한편, 제2 장치(1020)의 위치는 고정된 것으로 가정된다.
도 11은 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제2 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법의 예시적인 절차를 나타낸다.
상술한 것처럼, 제2 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR 및 다른 장치와의 UWB TWR을 이용하는 방식일 수 있다. 제2 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 제1 방식과 구별될 수 있다.
도 11의 실시예에서, 제1 장치(Wearable Device #1)(1110), 제2 장치(Advertiser Device #2)(1120) 및 제3 장치(Mobile Device #3)(1130)는 각각 도 8b의 제1 장치(810), 제2 장치(820) 및 제3 장치(830)의 일 예일 수 있다.
<제1 UWB 광고 메시지(Advertisement#1)>
도 11을 참조하면, 동작 1101-1에서, 제2 장치(1120)는 제1 UWB 광고 메시지를 방송하고, 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)는 제1 UWB 광고 메시지를 수신할 수 있다. 제1 UWB 광고 메시지는 첫 번째로 수신되는 UWB 광고 메시지일 수 있다.
동작 1102a-1 및 동작 1102b-1에서, 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)는 각각 수신된 제1 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA 값을 계산할 수 있다. 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)의 AoA 값의 계산은 도 9 및 도 10의 설명을 참조할 수 있다.
동작 1103에서, 제1 장치(1110)는 사용자 제스처 식별을 위해 제2 방식을 사용할지 여부를 결정할 수 있다. 실시예로서, 제1 장치(1110)는 UWB 광고 메시지의 광고 인터벌(또는, 광고 주기)에 기초하여 제2 방식을 사용할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치(1110)는 UWB 광고 메시지의 광고 인터벌과 샘플링 레이트(속도)를 비교하고, 광고 인터벌이 샘플링 레이트 보다 큰 경우, 제2 방식을 사용함을 결정할 수 있다.
제2 방식이 사용되는 경우, 제1 장치(1110)와 제3 장치(1130) 간의 UWB TWR이 수행될 수 있다.
UWB TWR은 UWB TWR 세션 시작 요청이 제1 장치(1110)로부터 제3 장치(1130)로 전송되는 경우에 시작될 수 있다. 실시예로서, 제1 장치(1110)는 동작 1103에서 제2 방식을 사용함을 식별하는 경우, UWB TWR 세션 시작 요청을 전송할 수 있다.
UWB TWR은 UWB TWR 세션 정지 요청이 제1 장치(1110)로부터 제3 장치(1130)로 전송되는 경우에 종료될 수 있다.
상술한 실시예에서는, UWB TWR 세션 시작 요청 및 UWB TWR 세션 정지 요청이 제1 장치(1110)에 의해 전송되는 것으로 개시하고 있으나, 실시예가 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, UWB TWR 세션 시작 요청 및/또는 UWB TWR 세션 정지 요청이 제3 장치(1130)에 의해 전송될 수도 있다.
실시예로서, 제2 방식에서 사용되는 UWB TWR은 하이브리드 레인징 방식일 수 있다. 여기서, 하이브리드 레인징 방식은 스케쥴링 기반 레인징과 컨텐션 기반 레인징이 함께 사용되는 방식일 수 있다.
실시예로서, 제2 방식에서 사용되는 UWB TWR은 DS-TWR 방식일 수 있다.
동작 1104-1에서, 제1 장치(1110)는 UWR OWR의 결과 및 UWB TWR의 결과에 기초하여 사용자의 모션(motion#1)을 감지할 수 있다. 이를 통해, 제1 장치(1110)는 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다.
<제2 UWB 광고 메시지(Advertisement#2)>
동작 1101-2에서, 제2 장치(1120)는 제2 UWB 광고 메시지를 방송하고, 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)는 제2 UWB 광고 메시지를 수신할 수 있다.
동작 1102a-2 및 동작 1102b-2에서, 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)는 각각 수신된 제2 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA 값을 계산할 수 있다. 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)의 AoA 값의 계산은 도 10의 설명을 참조할 수 있다.
상술한 것처럼, UWB TWR은 UWB TWR 세션 정지 요청이 제1 장치(1110)로부터 제3 장치(1130)로 전송될 때까지 지속될 수 있다. 한편, UWB TWR이 종료되지 않은 상태에서, UWB 광고 메시지가 수신되었기 때문에, 제1 장치(1110)는 사용자 제스처 입력의 식별을 위해 제2 방식을 사용할지를 다시 결정할 필요가 없다.
동작 1104-2에서, 제1 장치(1110)는 UWR OWR의 결과 및 UWB TWR의 결과에 기초하여 사용자의 모션(motion#2)을 감지할 수 있다. 이를 통해, 제1 장치(1110)는 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다.
<제3 UWB 광고 메시지(Advertisement#3)>
동작 1101-3에서, 제2 장치(1120)는 제3 UWB 광고 메시지를 방송하고, 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)는 제3 UWB 광고 메시지를 수신할 수 있다.
동작 1102a-3 및 동작 1102b-3에서, 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)는 각각 수신된 제3 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA 값을 계산할 수 있다. 제1 장치(1110) 및 제3 장치(1130)의 AoA 값의 계산은 도 10의 설명을 참조할 수 있다.
한편, UWB TWR이 종료된 상태에서, UWB 광고 메시지가 수신되었기 때문에, 제1 장치(1110)는 사용자 제스처 입력의 식별을 위해 제1 방식을 사용할지 또는 제2 방식을 사용할지를 다시 결정할 수 있고, 결정된 방식에 따라 사용자 제스처 입력의 식별을 위한 동작들을 수행할 수 있다.
[제1 방식의 흐름도 및 예시적인 동작 상황]
도 12는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제1 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법의 흐름도를 나타낸다. 도 13은 도 12의 방법에 따른 예시적인 동작 상황을 나타낸다.
상술한 것처럼, 제1 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 방식일 수 있다. 제1 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR 및 다른 장치와의 UWB TWR을 이용하는 제2 방식과 구별될 수 있다.
도 12 및 13의 실시예에서, 웨어러블 장치, 광고(advertiser) 장치 및 모바일 폰은 각각 도 8a의 제1 장치(810) 제2 장치(820) 및 제3 장치(830)의 일 예일 수 있다.
도 12 및 13을 참조하면, 동작 1201에서, 제1 장치(웨어러블 장치)는 제2 장치(광고 장치)로부터 UWB 광고 메시지를 수신하고, 수신된 UWB 광고 메시지의 수신 신호 강도(RSSI) 및/또는 AoA 값을 측정할 수 있다. 예컨대, 동작 1301에서와 같이, 제1 장치는 제2 장치로부터 UWB 광고 메시지를 수신할 수 있다.
한편, 제1 장치는 UWB 광고 메시지(또는 제어 메시지)에 포함된 광고 주기 정보를 획득하고, 광고 주기 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력의 식별을 위해 제1 방식(option 1)을 수행할 것임을 결정할 수 있다. 사용자 제스처 입력의 식별을 위한 방식의 결정은, AoA 값 측정 이전 또는 이후에 수행될 수 있다.
제1 장치는 UWB 광고 메시지와 연관된 서비스의 개시를 위한 사용자의 의도(intention)가 있는지를 식별할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치는 주기적으로 수신되는 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA 값을 계속하여 측정하고, AoA 값이 특정 범위의 값인 상태로 특정 시간 이상 경과하면, 제1 장치는 서비스의 개시를 위한 사용자의 의도가 있는 것으로 식별할 수 있다. 이러한, 사용자 의도 식별을 위한 동작의 일 예는 아래 동작 1202 및 1203과 같을 수 있다.
동작 1202에서, 제1 장치는 AoA 값이 미리 설정된 스레시홀드(theta) 보다 작고, 수신 신호 강도가 미리 설정된 강도 스레시홀드(strengthThreshold) 보다 작은지를 식별할 수 있다. AoA 값이 미리 설정된 스레시홀드(theta) 보다 작고, 수신 신호 강도가 미리 설정된 강도 스레시홀드(strengthThreshold) 보다 작은 경우, 제1 장치는 시작 시간(start)을 현재 시간(current time)으로 설정할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 제1 장치는 동작 1201을 다시 수행할 수 있다.
동작 1203에서, 제1 장치는 현재 시간에서 시작 시간을 뺀 값이 시간 스레시홀드(timeThreshold) 보다 큰지를 결정할 수 있다. 현재 시간에서 시작 시간을 뺀 값이 시간 스레시홀드 보다 크지 않은 경우, 제1 장치는 현재 시간을 갱신하며 동작 1203을 다시 수행할 수 있다. 즉, 동작 1203에 머무를 수 있다. 현재 시간에서 시작 시간을 뺀 값이 시간 스레시홀드 보다 큰 경우, 1204가 진행될 수 있다.
예컨대, 동작 1302 및 1303에서와 같이, 제1 장치를 착용한 사용자는 제2 장치를 미리 설정된 시간 스레시홀드(예컨대, 3초) 동안 응시할 수 있다. 이 경우, 동작 1202 및 동작 1203의 조건이 모두 만족될 수 있고, 동작 1204이 진행될 수 있다.
동작 1204에서, 제1 장치는 수신된 UWB 광고 메시지를 파싱하고, 사용자에게 UWB 광고 메시지와 연관된 통지(예컨대, 음성, 문자 통지)를 제공할 수 있다. 예컨대, 동작 1304에서와 같이, 제1 장치는 UWB 광고 메시지의 컨텍스트를 파싱할 수 있다.
동작 1205에서, 제1 장치는 제3 장치(모바일 폰)으로 광고 컨텐트 획득을 위한 요청을 전송할 수 있다. 예컨대, 동작 1305에서와 같이, 제1 장치는 UWB 광고 메시지 내에 어플리케이션 데이터를 제3 장치로 전송할 수 있다.
동작 1206에서, 제3 장치는 모바일 네트워크를 통해 광고 컨텐트를 획득하고, 획득된 광고 컨텐트를 제1 장치로 전송할 수 있다. 예컨대, 동작 1306-1에서와 같이, 제3 장치는 수신된 어플리케이션 데이터를 이용하여 서비스 데이터를 서버(온라인 서버)로부터 획득할 수 있고, 동작 1306-2에서와 같이, 제3 장치는 획득된 서비스 데이터를 제1 장치로 전송할 수 있다.
동작 1207에서, 제1 장치는 광고 컨텐트와 연관된 서비스(광고 서비스)를 개시하고, 사용자 핸즈-프리(hands-free) 인터랙션(사용자 제스처 인터랙션)을 시작할 수 있다. 사용자 핸즈-프리 인터랙션은 UWB 광고 메시지에 기초하여 획득된 AoA 정보를 이용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 동작 1307에서와 같이, 제1 장치는 핸즈-프리 인터랙션을 시작할 수 있다.
동작 1208에서, 제1 장치는 사용자의 모션 감지 및 인터랙션을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치는 사용자 제스처 입력을 식별하고, 사용자 제스처 입력에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 실시예로서, 사용자 제스처 입력은 'Yes' 입력(고개 끄덕임 제스처), 'No' 입력(고개 저음 제스처), 및/또는 사용자 정의된 입력 (user defined #1,#2,…, #3)을 포함할 수 있다. 예컨대, 동작 1308에서와 같이, 제1 장치는 사용자 제스처 입력을 식별하고, 사용자 제스처 입력의 데이터를 제3 장치로 전송할 수 있다.
[제2 방식의 흐름도 및 예시적인 동작 상황]
도 14는 본 개시의 실시예에 따른, 전자 장치가 제2 방식에 따라, AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법의 흐름도를 나타낸다. 도 15는 도 14의 방법에 따른 예시적인 동작 상황을 나타낸다.
상술한 것처럼, 제2 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR 및 다른 장치와의 UWB TWR을 이용하는 방식일 수 있다. 제2 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 제1 방식과 구별될 수 있다.
도 14 및 15의 실시예에서, 웨어러블 장치, 광고(advertiser) 장치 및 모바일 폰은 각각 도 8b의 제1 장치(810), 제2 장치(820) 및 제3 장치(830)의 일 예일 수 있다.
도 14 및 15를 참조하면, 동작 1401에서, 제1 장치(웨어러블 장치)는 제2 장치(광고 장치)로부터 UWB 광고 메시지를 수신하고, 수신된 UWB 광고 메시지의 수신 신호 강도(RSSI) 및/또는 AoA 값을 측정할 수 있다. 예컨대, 동작 1501에서와 같이, 제1 장치는 제2 장치로부터 UWB 광고 메시지를 수신할 수 있다.
한편, 제1 장치는 UWB 광고 메시지에 포함된 광고 주기 정보를 획득하고, 광고 주기 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력의 식별을 위해 제2 방식(option 1)을 수행할 것임을 결정할 수 있다. 사용자 제스처 입력의 식별을 위한 방식의 결정은, AoA 값 측정 이전 또는 이후에 수행될 수 있다.
동작 1401a에서, 제1 장치 및 제3 장치(모바일 폰)에서 UWB TWR이 시작될 수 있다. 실시예로서, UWB TWR은 제1 장치의 UWB TWR 세션 시작 요청에 따라 시작될 수 있다.
제1 장치는 UWB 광고 메시지와 연관된 서비스의 개시를 위한 사용자의 의도(intention)가 있는지를 식별할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치는 주기적으로 수신되는 UWB 광고 메시지에 기초하여 AoA 값을 계속하여 측정하고, AoA 값이 특정 범위의 값인 상태로 특정 시간 이상 경과하면, 제1 장치는 서비스의 개시를 위한 사용자의 의도가 있는 것으로 식별할 수 있다. 이러한, 사용자 의도 식별을 위한 동작의 일 예는 아래 동작 1402 및 1403과 같을 수 있다.
동작 1402에서, 제1 장치는 AoA 값이 미리 설정된 스레시홀드(theta) 보다 작고, 수신 신호 강도가 미리 설정된 강도 스레시홀드(strengthThreshold) 보다 작은지를 식별할 수 있다. AoA 값이 미리 설정된 스레시홀드(theta) 보다 작고, 수신 신호 강도가 미리 설정된 강도 스레시홀드(strengthThreshold) 보다 작은 경우, 제1 장치는 시작 시간(start)을 현재 시간(current time)으로 설정할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 제1 장치는 동작 1401을 다시 수행할 수 있다.
동작 1403에서, 제1 장치는 현재 시간에서 시작 시간을 뺀 값이 시간 스레시홀드(timeThreshold) 보다 큰지를 결정할 수 있다. 현재 시간에서 시작 시간을 뺀 값이 시간 스레시홀드 보다 크지 않은 경우, 제1 장치는 현재 시간을 갱신하며 동작 1403을 다시 수행할 수 있다. 즉, 동작 1403에 머무를 수 있다. 현재 시간에서 시작 시간을 뺀 값이 시간 스레시홀드 보다 큰 경우, 1404가 진행될 수 있다.
예컨대, 동작 1502 및 1503에서와 같이, 제1 장치를 착용한 사용자는 제2 장치를 미리 설정된 시간 스레시홀드(예컨대, 3초) 동안 응시할 수 있다. 이 경우, 동작 1402 및 동작 1403의 조건이 모두 만족될 수 있고, 동작 1404이 진행될 수 있다.
동작 1404에서, 제1 장치는 수신된 UWB 광고 메시지를 파싱하고, 사용자에게 UWB 광고 메시지와 연관된 통지(예컨대, 음성, 문자 통지)를 제공할 수 있다. 예컨대, 동작 1504에서와 같이, 제1 장치는 UWB 광고 메시지의 컨텍스트를 파싱할 수 있다.
동작 1405에서, 제1 장치는 제3 장치(모바일 폰)으로 광고 컨텐트 획득을 위한 요청을 전송할 수 있다. 예컨대, 동작 1505에서와 같이, 제1 장치는 UWB 광고 메시지 내에 어플리케이션 데이터를 제3 장치로 전송할 수 있다.
동작 1406에서, 제2 장치는 모바일 네트워크를 통해 광고 컨텐트를 획득하고, 획득된 광고 컨텐트를 제1 장치로 전송할 수 있다. 예컨대, 동작 1506-1에서와 같이, 제3 장치는 수신된 어플리케이션 데이터를 이용하여 서비스 데이터를 서버(온라인 서버)로부터 획득할 수 있고, 동작 1506-2에서와 같이, 제3 장치는 획득된 서비스 데이터를 제1 장치로 전송할 수 있다.
동작 1407에서, 제1 장치는 광고 컨텐트와 연관된 서비스(광고 서비스)를 개시하고, 사용자 핸즈-프리(hands-free) 인터랙션(사용자 제스처 인터랙션)을 시작할 수 있다. 사용자 핸즈-프리 인터랙션은 UWB 광고 메시지에 기초하여 획득된 AoA 정보 및 UWB TWR을 통해 획득된 AoA 정보를 이용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 동작 1507에서와 같이, 제1 장치는 핸즈-프리 인터랙션을 시작할 수 있다.
동작 1408에서, 제1 장치는 사용자의 모션 감지 및 인터랙션을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 장치는 사용자 제스처 입력을 식별하고, 사용자 제스처 입력에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 실시예로서, 사용자 제스처 입력은 'Yes' 입력(고개 끄덕임 제스처), 'No' 입력(고개 저음 제스처), 및/또는 사용자 정의된 입력 (user defined #1,#2,…, #3)을 포함할 수 있다. 예컨대, 동작 1508에서와 같이, 제1 장치는 사용자 제스처 입력을 식별하고, 사용자 제스처 입력의 데이터를 제3 장치로 전송할 수 있다.
[사용자 제스처 등록의 실시예]
도 16은 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치가 사용자 정의된 제스처를 등록하는 방법을 나타낸다. 도 17은 도 16의 사용자 정의된 제스처를 등록하는 방법에 따라 획득된 AoA 정보에 대한 그래프를 나타낸다.
도 16의 실시예에서는, 웨어러블 장치인 제1 장치(1610)와 모바일 장치인 제3 장치(1630)를 이용한 사용자 정의된 제스처(사용자 정의 제스처)를 등록하는 방법을 예시적으로 설명한다. 다만, 실시예가 이에 한정되지 않고, 다른 종류의 장치를 이용하여 사용자 정의 제스처의 등록도 가능하다. 예를 들면, 웨어러블 장치인 제1 장치(1610)와 UWB advertiser 장치인 제2 장치를 이용한 사용자 정의 제스처 등록도 가능하다.
도 16을 참조하면, 제1 장치(1610)는 사용자 제스처 등록을 위해 제3 장치(1630)와의 UWB TWR를 이용할 수 있다.
UWB TWR을 이용한 사용자 제스처 등록을 위한 예시적인 절차는 다음의 단계들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단계 1: 제3 장치(1630)가 사용자 제스처 등록을 위한 모드 (사용자 제스처 등록 모드)로 진입할 수 있다.
단계 2: 제1 장치(1610)와 제3 장치(1630) 사이의 UWB TWR 세션이 시작될 수 있다. 즉, UWB TWR이 시작될 수 있다.
단계 3: 제1 장치(1610)의 사용자가 제1 장치(1610)를 착용하고, 임의의 위치에 고정된 제3 장치(1630)를 기준으로 특정 거리에 위치될 수 있다. 즉, 제1 장치(1610)가 제3 장치(1630)로부터 특정 거리에 위치될 수 있다.
단계 4: 특정 거리의 조건이 만족되는 경우, 제3 장치(1630)는 미리 설정된 방식(예컨대, 음성 서비스 방식)을 통해 사용자 제스처 등록을 위한 과정을 진행할 수 있다. 예를 들면, 제3 장치(1630)는 “제스처 이름을 지정하세요”, “제스처 동작을 지정하세요”, “제스처 녹화를 시작합니다. 3 2 1 시작!”,“n회 완료되었습니다.” 등과 같은 음성 알림을 제공할 수 있다.
단계 5: 제3 장치(1630)는 제1 장치(1610)에서 UWB TWR에 기초하여 획득된 AoA 정보를 기록할 수 있다. 예를 들면, 제3 장치(1630)는 제스처 녹화 시, 제1 장치(1610)에서 수신한 UWB TWR 기반 AoA 정보를 계속하여 기록할 수 있다.
미리 설정된 TWR 샘플링 주기(속도)에 따라 기록된, UWB TWR 기반 AoA 정보의 일 예는 도 17과 같을 수 있다.
도 17의 실시예에서는, 등록될 사용자 제스처 입력이 고개 저음 제스처 입력(No 입력)인 것으로 가정한다. 도 17을 참조하면, 미리 설정된 TWR 샘플링 주기(속도)에 따라, 등록될 사용자 제스처 입력에 대응하는 AoA 정보(예컨대, AoA azimuth 값)이 계속하여 기록될 수 있다. 예컨대, 도 17에서와 같이, 웨어러블 장치를 착용한 사용자가, 기준 방향에서 고개를 왼쪽으로 저은 경우 (+)의 AoA azimuth 값이 기록될 수 있고, 기준 방향에서 고개를 오른쪽으로 저은 경우 (-)의 AoA azimuth 값이 기록될 수 있다.
단계 6: 기록된 AoA 정보(또는, AoA 정보의 그래프(궤적))는 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 레퍼런스로 이용될 수 있다. 예컨대, 등록된 AoA 정보의 그래프에 대응하는 사용자 모션이 식별되는 경우, 전자 장치는 해당 사용자 제스처 입력이 입력된 것으로 식별할 수 있다. 이렇게 기록된 AoA 정보(또는, AoA 정보의 그래프)는 사용자 제스처에 대한 맵핑 테이블에 저장될 수 있다.
[복수의 UWB advertiser의 실시예]
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치가 복수의 UWB 광고 장치로부터 수신된 OWR 메시지에 기초하여 획득된 AoA 정보를 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타낸다. 도 19는 도 18의 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법에 따라 획득된 AoA 정보에 대한 그래프를 나타낸다.
도 18의 실시예는, 상술한 사용자 입력 식별을 위한 제1 방식의 확장 실시예일 수 있다.
도 18의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, UWB observer 장치인 제1 UWB 장치(또는, 제1 장치)(1810)가 복수의 UWB advertiser 장치인 제2-1 UWB 장치(또는, 제2-1 장치)(1820-1), 제2-2 UWB 장치(제2-2 장치)(1820-2) 및 제2-3 UWB 장치(또는, 제2-3 장치)(1830-3)로부터 수신된 OWR 메시지(예: UWB 광고 메시지)에 기초하여 획득된 AoA 정보를 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 예시적으로 설명한다. 다만, 실시예가 이에 한정되지 않고, UWB observer 장치가 다른 수(예컨대, 2개, 4개 등)의 UWB advertiser 장치들로부터 수신된 이용하여 OWR 메시지(예: UWB 광고 메시지)에 기초하여 획득된 AoA 정보를 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 것도 가능하다.
UWB OWR를 이용한 사용자 제스처 식별을 위한 예시적인 절차는 다음의 단계들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단계 1: 제1 장치(1810)는 복수의 제2 장치(제2-1 장치 내지 제2-3 장치(1820-1 내지 1820-3))로부터 OWR 메시지를 각각 수신할 수 있다.
단계 2: 제1 장치(1810)는 수신된 각 OWB 메시지에 기초하여, AoA 정보를 각각 획득하고, 이를 기록할 수 있다.
단계 3: 제1 장치(1810)는 특정 시점의 레인징 블록(또는, 레인징 라운드)의 각 제2 장치들로부터 수신된 OWR 메시지들(AoA 측정 메시지)을 이용하여, 각 제2 장치 별 AoA 정보를 기준으로 하여, 각 제2 장치 별 AoA 정보의 변화량을 시간 순으로 기록할 수 있다. 특정 시점의 레인징 블록에서 획득된 각 제2 장치 별 AoA 정보의 변화량을 나타내는 그래프의 일 예는 도 19와 같을 수 있다.
도 19의 실시예에서는, 사용자 제스처 입력이 고개 저음 제스처 입력(No 입력)인 것으로 가정한다. 도 19를 참조하면, 특정 시점의 레인징 블록(또는, 라운드)에서 각 제2 장치 별 AoA 정보의 변화량이 시간 순으로 기록될 수 있다.
단계 4: 제1 장치(1810)는 기록된 시간에 따른 AoA 정보의 변화량을 샘플링 데이터(sampling data)로 이용하여, 해당 샘플링 데이터에 대응하는 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다. 예를 들면, 도 19의 예시된 그래프의 패턴과 같은, 샘플링 값들을 시간 순으로 연결하는 그래프가 식별되는 경우, 전자 장치는 고개 저음 입력에 대응하는 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다.
단계 5: 제1 장치(1810)은 OOB를 통해 모바일 장치인 제3 장치로 사용자 제스처 입력의 데이터를 전달할 수 있다.
[복수의 이동 장치에 대한 예시적인 모션 감지 시나리오]
도 20은 본 개시의 실시예에 따른 UWB OWR을 이용한 모션 감지 시나리오를 나타낸다. 도 21은 도 20의 모션 감지 시나리오를 사용하여 수집된 AoA 정보에 대한 그래프를 나타낸다.
도 20의 실시예에서는, 복수의 이동 장치(예: 웨어러블 장치)에서 단일 고정 장치(예: 게임 장치)로 OWR 메시지가 전송되는 것으로 가정한다. 또한, 제1 이동 장치(2010a)가 사용자의 머리에 착용된 웨어러블 장치(예: 웨어러블 글래스)인 것으로 가정하고, 복수의 제2 이동 장치(2010b-1,2)가 사용자의 양 손목 또는 양 손가락에 착용된 링 타입 또는 손목 타입의 웨어러블 장치인 것으로 가정한다.
도 20을 참조하면, 제1 이동 장치(2010a) 및 복수의 제2 이동 장치(2010b-1,2)는 각각 OWB 메시지(AoA 측정 메시지)를 전송할 수 있다. 예를 들면, 제1 이동 장치(2010a)는 제2 OWR 메시지(OWR#2)를 방송하고, 제2-1 이동 장치(2010b-1)은 제1 OWB 메시지(OWR#1)를 방송하고, 제2-2 이동 장치(2010b-2)는 제3 OWR 메시지(OWR#3)을 방송할 수 있다.
고정 장치(예, 게임 장치)(2020)는 제1 OWB 메시지, 제2 OWB 메시지 및 제3 OWB 메시지를 수신할 수 있다.
예를 들면, VR(virtual reality) 게임의 손 동작을 인식하는 시나리오에서, 제2 이동 장치(2010b-1,2)를 각각 착용한 양손이 함께 움직여 하나의 제스처(예: 하트 제스처)를 그리는 경우, 제2 이동 장치들(2010b-1,2)은 AoA 측정을 위한 OWR 메시지를 고정 장치(2020)로 각각 전송할 수 있다. 이 경우, 고정 장치(2020)는 특정 레인징 블록(또는, 라운드), 예컨대, UWB AoA 측정 레인징 라운드(또는, 블록)에서 수집된 AoA 정보를 2차원 모션 감지를 위해 사용할 수 있다. 매 UWB AoA 측정 레인징 블록(또는, 라운드)에서 수집된 AoA 정보의 값을 나타내는 그래프의 일 예는 도 21과 같을 수 있다.
도 21은 양손에 각각 착용된 제2 이동 장치들(2010b-1,2)에서 전송된 OWB 메시지를 이용하여, 매 UWB AoA 측정 레인징 블록(또는, 라운드) 마다 계산된 AoA 정보의 값을 이용하여, 2D 공간 상에 추정한 제2 이동 장치들(2010b-1,2)의 상대적인 위치를 표시한 그래프일 수 있다. 구체적으로, 도 21의 왼쪽 도면은 오른쪽 손에 착용된 웨어러블 장치(2010b-1)에서 전송된 OWR 메시지(OWR#1)에 기초하여 매 레인징 블록 별로 획득된 AoA 값들을 이용하여 추정된 웨어러블 장치(2010b-1)의 상대적 위치를 2D 공간 상에 표시한 그래프에 해당하고, 도 21의 오른 쪽 도면은 왼손에 착용된 웨어러블 장치(2010b-2)에서 전송된 OWR 메시지(OWR#2)에 기초하여 매 레인징 블록 별로 획득된 AoA 값들을 이용하여 추정된 웨어러블 장치(2010b-1)의 상대적 위치를 2D 공간 상에 표시한 그래프에 해당한다. 도 20 및 21의 실시예의 경우, 두 제2 이동 장치(2010b-1,2)에서 OWR 메시지를 전송하기 위해 사용되는 레인징 블록 및/또는 라운드의 구조는 서로 동일하며, 서로 동기화될 수 있다. OWR 메시지를 전송하기 위한 레인징 블록/라운드의 구조의 일 예는 후술할 도 23과 같을 수 있다.
도 22a, 22b는 본 개시의 일 실시예에 따른 모션 센서에 기초하여 획득된 AoA 정보의 그래프와 OWR에 기초하여 획득된 AoA 정보의 그래프를 비교한 도면을 나타낸다.
도 22a, 22b의 실시예에서는, 복수의 웨어러블 장치가 사용자의 양 손(예컨대, 양 손가락 또는 양 손목)에 각각 착용되고, 복수의 웨어러블 장치를 착용한 사용자가 양손을 함께 움직여 하나의 제스처(예: 하트 제스처)를 그리는 것으로 가정한다.
도 22a는 모션 센서(예컨대, IMU 센서)를 이용하여 모션 감지 시, 획득되는 상대적 위치 추정 그래프를 나타낸다.
모션 센서를 이용하는 경우, 양 손에 착용된 웨어러블 장치로부터 각각 모션 데이터를 수집하고, 이 모션 데이터의 동기(sync)를 맞춘 뒤, 모션 감지가 수행될 수 있다. 이때, 모션 데이터의 동기를 맞추는 주체는 웨어러블 장치 중 하나가 될 수도 있고, 다른 장치가 될 수도 있다. 다만, 모션 데이터의 정확한 동기를 맞추기가 어렵기 때문에, 도 22a에 도시된 것처럼, 추정된 위치 그래프들을 결합한 전체 그래프는 상대적으로 큰 오차를 갖는다.
도 22b는 UWB OWR을 이용하여 모션 감지 시, 획득되는 상대적인 위치 추정 그래프를 나타낸다.
UWB OWR를 이용하는 경우, 연관된 장치들에서 OWR 메시지를 전송하기 위해 사용되는 레인징 블록 및/또는 라운드의 구조는 서로 동일하며, 서로 동기화되어 있기 때문에, 별도의 동기를 맞추는 동작이 필요 없다. 또한, 서로 동기화된 동일한 구조의 레인징 블록이 UWB OWR을 위해 사용되기 때문에, 도 22b에 도시된 것처럼, 추정된 위치 그래프들을 결합한 전체 그래프는 모션 센서를 이용하는 것에 비해 작은 오차를 갖는다. 이를 통해, 정확한 사용자 제스처 입력의 식별이 가능하다. OWR 메시지를 전송하기 위한 레인징 블록/라운드의 구조의 일 예는 후술할 도 23과 같을 수 있다.
[AoA 측정을 위한 OWR를 위해 사용되는 레인징 블록/라운드의 구조 및 OWR 메시지의 포맷의 실시예]
도 23은 본 개시의 실시예에 따른, UWB OWR을 위해 사용되는 레인징 블록의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 23의 UWB OWR을 위해 사용되는 레인징 블록의 구조는 도 1 내지 23에서 상술한 UWB OWR을 위해 사용되는 레인징 블록의 구조의 예시일 수 있다. 한편, 복수의 연관된 장치(예컨대, 한 쌍의 웨어러블 장치(예: 링1,2), 한 쌍의 웨어러블 장치(예: 링 1,2)와 다른 웨어러블 장치(예: 글래스))에서 사용되는 레인징 블록의 구조는 동일하며, 서로 동기화될 수 있다.
도 23에서는, 설명의 편의를 위해, AoA 측정을 위한 레인징 라운드(AoA 측정 레인징 라운드) 별 최소 RFRAME의 수가 4(MIN_FRAMES_PER_RR=4)인 것으로 가정하지만, 실시예가 이에 한정되지 않고, 상이한 수의 RFRAME이 AoA 측정 레인징 라운드에서 전송될 수 있다.
도 23을 참조하면, 복수의 RFRAME들이 레인징 블록들 동안 단일 UWB advertiser 장치에 의해 전송될 수 있다.
실시예로서, 하나의 레인징 블록은 단지 하나의 AoA 측정 레인징 라운드를 포함할 수 있다.
실시예로서, AoA 측정 레인징 라운드에서, 제1 RFRAME은 레인징 라운드의 시작에서 전송될 수 있다.
실시예로서, UWB advertise 장치는 레인징 라운드 별 최소 프레임(MIN_FRAMES_PER_RR) 설정 정보 및 프레임 간 인터벌 설정(Inter-Frame Interval configuration) 정보에 기초하여 AoA 측정 메시지(UWB 광고 메시지)를 설정할 수 있다.
MIN_FRAMES_PER_RR 설정 정보는 UWB advertise 장치가 레인징 블록에서 전송하는 AoA 측정 메시지(즉, RFRAME)의 최소 수를 지시할 수 있다. UWB advertise 장치가 레인징 라운드(AoA 측정 레인징 라운드)에서 전송하는 AoA 측정 메시지(즉, RFRAME)의 수에 대한 정보는 AoA 측정 메시지에 포함될 수 있다.
하나 이상의 AoA 측정 메시지가 레인징 라운드에서 UWB advertise 장치에 의해 전송되는 경우, 두 연속된 AoA 측정 메시지 사이의 전송 인터벌은 Inter-Frame Interval configuration 정보에 의해 지시되는 값과 동일할 수 있다. Inter-Frame Interval configuration 정보는 AoA 측정 메시지에 포함될 수 있다.
UWB observer 장치가 레인징 라운드에서 AoA 측정 메시지를 수신하는 경우, UWB observer 장치는 얼마나 많은 AoA 측정 메시지가 UWB advertise 장치에 의해 해당 레인징 라운드에서 전송되었는지 및 전송 인터벌을, AoA 측정 메시지에 포함되는 RRAME 수 정보(NUM of RFRAMEs) 및 Inter-Frame Interval configuration 정보에 기초하여 식별할 수 있다.
UWB advertise 장치는 AoA 측정 메시지에 어플리케이션 데이터를 포함시켜 전송할 수 있다. 실시예로서, 어플리케이션 데이터는 광고하고자 하는 서비스의 컨텍스트(예컨대, redirection 주소 또는 컨텐츠)를 포함할 수 있다.
어플리케이션 데이터는 하나 이상의 데이터 메시지 IE(Data Message IE)에 포함될 수 있다. 데이터 메시지 IE는 AoA 측정 메시지에 포함될 수 있다. UWB advertise 장치는 AoA 측정 메시지 내의 데이터 메시지 IE의 최대 사이즈를 설정할 수 있다. 첫 번째 데이터 메시지 IE는 첫 번째 RFRAME에 포함될 수 있다. 마지막 RFRAME(들)은 데이터 메시지 IE를 포함하지 않을 수 있다.
도 23에 도시된 것처럼, UWB observer 장치는 어플리케이션 데이터의 마지막 데이터 메시지 IE를 수신할 때, MAC 헤더(MHR)의 프레임 펜딩(FramePending) 필드의 값을 0으로 전환할 수 있다.
AoA 측정 메시지(즉, AoA 측정을 위한 OWR 메시지)의 일 예는 아래 표 1과 같을 수 있다.
Parameter Size (bits) Notes
Vendor OUI 24 0x5A18FF
UWB Message ID 4 0x7= OWR Message
OWR Message Type 4 0x5: AoA Measurement Message
OWR Message Type-dependent Payload X This field shall follow the specification under respective OWR Message Type Payload IE fields defined in the following subsections.
표 1을 참조하면, AoA 측정 메시지는 다른 OWR 메시지와 마찬가지로, 3개의 공통 필드(벤더 OUI 필드, UWB 메시지 ID 필드, 및 OWR 메시지 타입 필드)를 포함하고, OWR 메시지 타입 필드에 의존하여 설정되는 Payload IE 필드(OWR Message Type-dependent Payload)를 포함할 수 있다.AoA 측정 메시지의 Payload IE 필드의 일 예는 아래 표 2와 같을 수 있다.
Parameter Size (bits) Notes
Message Control 8 Configuration of the message
Inter-Frame Interval 8 Interval between the RFRAMES transmitted in the ranging block in the unit of 1200 RSTU (=1ms)
Block Index 16 Block index of the current ranging block
Block Duration 16 Block duration in the units of 1200 RSTU (=1ms).
표 2를 참조하면, AoA 측정 메시지의 Payload IE 필드는 메시지의 설정을 지시하는 메시지 제어 필드, 레인징 블록에서 전송되는 RFRAME들 사이의 인터벌을 지시하는 프레임 간 인터벌 필드, 현재 레인징 블록(즉, AoA 측정 메시지 또는 AoA 측정 메시지의 RFRAME이 전송되는 레인징 블록)의 블록 인덱스를 지시하는 블록 인덱스 필드 및/또는 블록 듀레이션을 지시하는 블록 듀레이션 필드를 포함할 수 있다. 레인징 블록 내에서 전송되는 RFRAME들은 동일한 블록 인덱스 필드의 값을 가질 수 있다.AoA 측정 메시지의 Payload IE 필드 내의 메시지 제어 필드의 일 예는 아래 표 3과 같을 수 있다.
Parameter Size (bits) Notes
Number of RFRAMEs 4 The number of RFRAMEs that are transmitted in the same ranging round in order to reduce the deviation of AoA values measured by FiRa Devices.
RFU 4 Reserved for future use
표 3을 참조하면, 메시지 제어 필드는 RFRAME 수 필드를 포함할 수 있다. RFRAME 수 필드는 동일한 레인징 라운드에서 전송되는 RFRAME의 수를 지시할 수 있다. RFRAME 수 필드의 값은 MIN_FRAMES_PER_RR의 값과 같거나 클 수 있다. UWB advertiser 장치는 RFRAME 수 필드에 의해 지시된 수만큼의 RFRAME을 전송할 수 있다. 이때, 두 연속된 RFRAME 수 필드는 프레임 간 인터벌 필드에 의해 결정될 수 있다.UWB observer 장치는 레인징 라운드의 첫 번째 AoA 메시지에 포함된 RFRAME 수 필드의 값에 기초하여, 해당 레인징 라운드 내의 RFRAME의 수를 식별할 수 있다.
레인징 라운드 내의 복수의 RFRAME가 UWB 장치에 의해 측정되는 AoA 측정 값의 편차를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
도 24는 본 개시의 실시예에 따른 UWB 장치가 OWR을 이용하여 사용자 제스처 입력을 식별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24의 실시예에서, UWB 장치는 도 8a 또는 8b의 제1 장치(UWB observer 장치)일 수 있다.
도 24를 참조하면, 동작 2410에서, UWB 장치는 AoA 측정을 위한 UWB 광고 메시지(AoA 측정 메시지)를 수신할 수 있다. 실시예로서, UWB 장치는 UWB advertiser 장치로부터 주기적으로 방송되는 UWB 광고 메시지를 수신할 수 있다. 실시예로서, UWB 광고 메시지는 UWB OWR을 위한 메시지이고, UWB 광고 메시지의 전송 주기에 대한 정보를 포함할 수 있다.
동작 2420에서, UWB 장치는 UWB 광고 메시지에 포함된 전송 주기에 대한 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정할 수 있다. 실시예로서, 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR만을 이용하는 제1 방식(옵션 1) 또는 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 UWB 광고 메시지에 기초한 UWB OWR와 함께, 다른 장치(예컨대, 제3 장치(730))와의 UWB TWR을 이용하는 제2 방식(옵션 2) 중 하나일 수 있다.
사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식이 제1 방식인 경우, 동작 2430이 진행될 수 있다. 동작 2430에서, UWB 장치는 수신된 복수의 UWB 광고 메시지에 대한 AoA 정보에 기초하여 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다. 실시예로서, AoA 정보는 AoA azimuth를 지시하는 정보 및 AoA elevation을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식이 제2 방식인 경우, 동작 2440이 진행될 수 있다. 동작 2440에서, UWB 장치는 다른 UWB 장치와의 TWR을 개시할 수 있다. 실시예로서, 다른 UWB 장치는 UWB observer 장치일 수 있다.
동작 2450에서, UWB 장치는 수신된 복수의 UWB 광고 메시지에 대한 제1 AoA 정보 및 TWR을 통해 획득된 복수의 UWB 메시지에 대한 제2 AoA 정보와 다른 UWB 장치와의 거리 정보에 기초하여 상기 사용자 제스처 입력을 식별할 수 있다.
실시예로서, UWB 장치는 수신된 복수의 UWB 광고 메시지에 대한 AoA 정보에 기초하여, UWB 광고 메시지와 연관된 서비스의 개시를 위한 사용자 의도(intention)가 있는지를 식별할 수 있다.
실시예로서, UWB 광고 메시지는 고정된 UWB 장치에서 주기적으로 방송될 수 있다.
실시예로서, 상기 UWB 광고 메시지는 상기 UWB 광고 메시지에 의해 개시될 서비스와 연관된 어플리케이션 데이터를 포함할 수 있다. 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식이 제1 방식인 경우, UWB 장치는 어플리케이션 데이터를 상기 다른 UWB 장치로 전송할 수 있다.
실시예로서, 상기 UWB 광고 메시지는 레인징 블록 내에 상기 AoA 측정을 위해 설정된 단일 레인징 라운드 내에서 전송될 수 있다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따른 UWB 장치의 장치도이다.
도 25의 실시예에서, UWB 장치는 UWB advertiser 장치 또는 UWB observe 장치의 기능을 수행할 수 있다.
도 25를 참고하면, UWB 장치는 송수신부(2510), 제어부(2520), 저장부(2530)를 포함할 수 있다. 본 개시에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.
송수신부(2510)는 다른 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(2510)는 예컨대, UWB 통신 또는 OOB 통신(예컨대, BLE 통신)을 이용하여 다른 UWB 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.
제어부(2520)은 본 개시에서 제안하는 실시예에 따른 전자 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(2520)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(2520)는, 예컨대, 도 1 내지 24를 참조하여 설명한 UWB OWR을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력 방법을 제공하기 위한 동작을 제어할 수 있다.
저장부(2530)는 상기 송수신부(2510)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (2520)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(2530)는 예컨대, 도 1 내지 24를 참조하여 설명한 방법을 위해, 예컨대, UWB OWR을 이용한 서비스 개시 및 사용자 제스처 입력 방법을 제공하기 위해 필요한 정보 및 데이터를 저장할 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 제1 UWB (ultra wide band) 장치의 방법에 있어서,
    제2 UWB 장치로부터, 제3 UWB 장치와의 AoA (angle of arrival) 측정을 위한 제1 UWB 광고 메시지를 수신하는 단계 -상기 UWB 광고 메시지는 UWB OWR(one-way ranging)을 위한 메시지이고, 상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기에 대한 정보를 포함함-; 및
    상기 전송 주기에 대한 정보에 기초하여, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR을 이용하는 제1 방식 또는 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR와 제3 UWB 장치와의 UWB TWR(two-way ranging)을 함께 이용하는 제2 방식 중 하나인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하는 것은,
    상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기가 상기 샘플링 속도 보다 큰 경우, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식으로 상기 제2 방식을 결정하는 것을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식이 상기 제2 방식인 경우, 수신된 복수의 UWB 광고 메시지에 대한 제1 AoA 정보 및 상기 TWR을 통해 획득된 복수의 UWB 메시지에 대한 제2 AoA 정보와 상기 제3 UWB 장치와의 거리 정보에 기초하여 상기 사용자 제스처 입력을 식별하는 단계;를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식이 상기 제2 방식인 경우,
    상기 제3 UWB 장치에게 UWB TWR 세션 시작 요청을 전송하는 단계;를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 UWB 광고 메시지는 고정된 UWB 장치에서 주기적으로 방송되는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 UWB 광고 메시지는 상기 UWB 광고 메시지에 의해 개시될 서비스와 연관된 어플리케이션 데이터를 포함하는 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 장치로부터, 제3 UWB 장치와의 AoA (angle of arrival) 측정을 위한 제2 UWB 광고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 UWB TWR의 세션이 종료되지 않은 경우, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 상기 제2 방식으로 결정하는 단계;를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 UWB 광고 메시지는 레인징 블록 내에 상기 AoA 측정을 위해 설정된 단일 레인징 라운드 내에서 전송되는 방법.
  9. 제1 UWB (ultra wide band) 장치에 있어서,
    송수신부; 및
    제어부;를 포함하고, 상기 제어부는,
    제2 UWB 장치로부터, 제3 UWB 장치와의 AoA (angle of arrival) 측정을 위한 제1 UWB 광고 메시지를 수신하고-상기 UWB 광고 메시지는 UWB OWR(one-way ranging)을 위한 메시지이고, 상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기에 대한 정보를 포함함-, 및
    상기 전송 주기에 대한 정보에 기초하여, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하도록 구성되고,
    상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식은, 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR을 이용하는 제1 방식 또는 상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위해 상기 UWB OWR와 제3 UWB 장치와의 UWB TWR(two-way ranging)을 함께 이용하는 제2 방식 중 하나인 제1 UWB 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 결정하는 것은,
    상기 UWB 광고 메시지의 전송 주기가 상기 샘플링 속도 보다 큰 경우, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식으로 상기 제2 방식을 결정하는 것을 포함하는 제1 UWB 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식이 상기 제2 방식인 경우, 수신된 복수의 UWB 광고 메시지에 대한 제1 AoA 정보 및 상기 TWR을 통해 획득된 복수의 UWB 메시지에 대한 제2 AoA 정보와 상기 제3 UWB 장치와의 거리 정보에 기초하여 상기 사용자 제스처 입력을 식별하도록 구성된 제1 UWB 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식이 상기 제2 방식인 경우,
    상기 제3 UWB 장치에게 UWB TWR 세션 시작 요청을 전송하도록 구성된 제1 UWB 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 UWB 광고 메시지는 고정된 UWB 장치에서 주기적으로 방송되는 제1 UWB 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 UWB 광고 메시지는 상기 UWB 광고 메시지에 의해 개시될 서비스와 연관된 어플리케이션 데이터를 포함하고, 및
    상기 UWB 광고 메시지는 레인징 블록 내에 상기 AoA 측정을 위해 설정된 단일 레인징 라운드 내에서 전송되는 제1 UWB 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 장치로부터, 제3 UWB 장치와의 AoA (angle of arrival) 측정을 위한 제2 UWB 광고 메시지를 수신하고, 및
    상기 UWB TWR의 세션이 종료되지 않은 경우, 상기 제1 UWB 장치의 사용자 제스처 입력을 식별하기 위한 방식을 상기 제2 방식으로 결정하도록 구성된 제1 UWB 장치.
PCT/KR2023/006660 2022-05-18 2023-05-17 Uwb 통신을 위한 방법 및 장치 WO2023224379A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220061139A KR20230161283A (ko) 2022-05-18 2022-05-18 Uwb 통신을 위한 방법 및 장치
KR10-2022-0061139 2022-05-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023224379A1 true WO2023224379A1 (ko) 2023-11-23

Family

ID=88835782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/006660 WO2023224379A1 (ko) 2022-05-18 2023-05-17 Uwb 통신을 위한 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230161283A (ko)
WO (1) WO2023224379A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200047271A (ko) * 2018-10-26 2020-05-07 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 대체 신호를 이용한 스케줄링 방법 및 장치
CN112925416A (zh) * 2021-02-24 2021-06-08 中国工商银行股份有限公司 用户视线跟踪方法、装置及系统
KR20210082549A (ko) * 2018-09-28 2021-07-05 애플 인크. 모바일 디바이스들 사이의 레인징
KR102284464B1 (ko) * 2020-09-09 2021-08-02 주식회사 피앤씨솔루션 Uwb와 imu 센서를 이용한 위치 추적 기능을 갖는 착용형 증강현실 장치
WO2021235893A1 (ko) * 2020-05-21 2021-11-25 삼성전자 주식회사 전자 디바이스 및 전자 디바이스가 레인징 기반 서비스를 제공하는 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210082549A (ko) * 2018-09-28 2021-07-05 애플 인크. 모바일 디바이스들 사이의 레인징
KR20200047271A (ko) * 2018-10-26 2020-05-07 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 대체 신호를 이용한 스케줄링 방법 및 장치
WO2021235893A1 (ko) * 2020-05-21 2021-11-25 삼성전자 주식회사 전자 디바이스 및 전자 디바이스가 레인징 기반 서비스를 제공하는 방법
KR102284464B1 (ko) * 2020-09-09 2021-08-02 주식회사 피앤씨솔루션 Uwb와 imu 센서를 이용한 위치 추적 기능을 갖는 착용형 증강현실 장치
CN112925416A (zh) * 2021-02-24 2021-06-08 中国工商银行股份有限公司 用户视线跟踪方法、装置及系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230161283A (ko) 2023-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020117012A1 (en) Method and device for transmitting and receiving data via uwb in wireless communication system
WO2016010347A1 (ko) 블루투스 le(low energy) 기술을 이용하여 디바이스의 위치를 측정하기 위한 방법 및 장치
WO2016039598A1 (ko) 블루투스 기술을 이용하여 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치
WO2022139514A1 (en) Method and device for device discovery using uwb
WO2016178542A1 (ko) 블루투스에서 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치
WO2023075440A1 (en) Method and device for uwb communication
WO2023101429A1 (en) Method and device for ultra wide band (uwb) communication
WO2018194428A1 (ko) 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하여 연결을 형성하기 위한 방법 및 장치
WO2023003434A1 (en) Method and device for ultra-wideband communication
WO2018169379A1 (ko) 블루투스 le 기술을 이용하여 디바이스를 탐색하기 위한 방법 및 장치
WO2023282706A1 (en) Method and device for uwb communication
WO2020184923A1 (en) Framework and methods to control exchange of ranging result
WO2022260495A1 (en) Method and device for performing uwb ranging
WO2022270922A1 (ko) 초광대역통신 기반 서비스를 제공하기 위한 방법 및 장치
WO2022260497A1 (en) Method and device for performing uwb ranging
WO2019199049A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
WO2023224379A1 (ko) Uwb 통신을 위한 방법 및 장치
WO2022260493A1 (en) Method and device for providing uwb service
WO2024085694A1 (ko) 초광대역 통신을 이용하여 결제 서비스를 제공하는 방법 및 장치
WO2024128337A1 (ko) 초광대역통신 기반 서비스를 제공하는 방법 및 장치
WO2024014836A1 (en) Method and device for providing service using uwb communication
WO2024122674A1 (ko) 초광대역통신 세션을 관리하는 방법 및 장치
WO2023096422A1 (en) Method and device for ultra wide band communication
WO2024151057A1 (ko) 복수의 패킷을 송수신하는 초광대역 장치 및 이의 동작 방법
WO2018080201A1 (ko) 블루투스 기술을 이용하여 디바이스를 인증하기 위한 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23807898

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1