WO2020171653A1 - 무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 타 디바이스간 연결 형성 제어 방법 및 이에 대한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 타 디바이스간 연결 형성 제어 방법 및 이에 대한 장치 Download PDF

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이현재
송종훈
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LG Electronics Inc
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for controlling connection formation between other devices using short-range wireless communication in a wireless communication system, and an apparatus therefor.
  • Bluetooth is a short-range wireless technology standard that can wirelessly connect various devices in a short distance to exchange data.
  • the user When performing wireless communication between two devices using Bluetooth communication, the user performs a procedure to search for Bluetooth devices to communicate with and request a connection. do.
  • a device may mean a device or a device.
  • the user may perform a connection after searching for a Bluetooth device based on the Bluetooth communication method to be used using the Bluetooth device.
  • Bluetooth communication methods include BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate) method and LE (Low Energy) method, which is a low power method.
  • the BR/EDR method may be referred to as Bluetooth Classic.
  • the Bluetooth classic method includes Bluetooth technology that has been inherited since Bluetooth 1.0 using Basic Rate and Bluetooth technology that uses Enhanced Data Rate supported from Bluetooth 2.0.
  • Bluetooth Low energy (hereinafter referred to as Bluetooth LE) technology has been applied since Bluetooth 4.0 and consumes little power and can stably provide hundreds of kilobytes (KB) of information.
  • This Bluetooth low power energy technology exchanges information between devices using an attribute protocol.
  • This Bluetooth LE method can reduce energy consumption by reducing header overhead and simplifying operation.
  • Some Bluetooth devices do not have a display or user interface.
  • Bluetooth can achieve relatively high speed with relatively low power and low cost, but since the transmission distance is generally limited to a maximum of 100 m, it is suitable for use in a limited space.
  • An object of the present specification is to provide a method for controlling connection formation between other devices using short-range wireless communication in a wireless communication system and an apparatus therefor.
  • an object of the present specification is to provide a method and an apparatus for forming a connection between devices without a control device in a short-range wireless communication system.
  • the present specification provides a method and apparatus for controlling connection formation between other devices using short-range wireless communication.
  • a method for a control device to control a connection between a first device and a second device using short-range wireless communication includes reconnection after an initial connection between the first device and the second device is established. Transmitting a first message including a first operation code to the first device, wherein the first operation code is added to a first white list including addresses of devices connected to the first device at least once or more.
  • a first code instructing to store an address of the device Transmitting a second message including a second operation code to the second device for the reconnection, wherein the second operation code is a second white list including addresses of devices connected to the second device at least once And a second code for instructing to store the address of the first device at; And instructing the first device and the second device to form a connection between the first device and the second device, wherein each of the first white list and the second white list is connected after the initial connection When this is released, the address of devices connected without the control device is included.
  • the first operation code includes a third code instructing to perform the reconnection when the first device is turned on, and the second operation code is the second operation code is turned on. It characterized in that it further comprises a fourth code instructing to perform the reconnection.
  • the first code and the second code instruct the device to store the address of the counterpart device in a white list
  • the second code When the bits of the first code and the second code are 0, the first code and the second code instruct the device not to store the address of the other device in the white list.
  • the present specification includes: transmitting a third message including a third operation code indicating the role of the first device to establish the connection to the first device; And transmitting a fourth message including a fourth operation code indicating a role of the second device for establishing the connection to the second device.
  • the third code when the role of the first device is a central device, when the bit value of the third code is 1, the third code is in an OFF state of the power of the first device.
  • the first device receives an advertisement message for establishing a connection between the first device and the second device from the second device after changing to the ON state, instructs to request a connection to the second device without the control device, and ,
  • the bit value of the third code is 0, the third code changes the power of the first device from an OFF state to an ON state, and then the first device and the second device under the control of the control device It is characterized by instructing to perform a connection formation procedure.
  • the second device when the role of the second device is a peripheral device, when the bit value of the fourth code is 1, the power of the second device is changed from an OFF state to an ON state.
  • the second device broadcasts an advertisement message for establishing a connection between the first device and the second device, and (ii) when receiving a connection request from the first device, the first device without the control device And instructing to form a connection, and when the bit value of the fourth code is 0, the fourth code changes the power of the second device from an OFF state to an ON state, and then the second device controls the control. It is characterized in that instructing to perform a connection establishment procedure with the first device under control of a device.
  • the present specification includes: receiving a first advertisement message from the first device to determine a role of the first device; Receiving a second advertisement message from the second device to determine a role of the second device; And determining a role of the first device and a role of the second device based on the first advertisement message and the second advertisement message, wherein the first advertisement message includes capability information of the first device.
  • the second advertisement message is characterized in that it includes the capability information of the second device.
  • the method performed by the first device comprises: the first device and the second device Receiving from the control device a first message including a first operation code for reconnection after the initial connection between the connection is established, the first operation code including addresses of devices connected to the first device at least once or more Including a first code instructing to store the address of the second device in a first white list; Receiving an instruction from the control device to establish a connection between the first device and the second device; And forming a connection with the second device based on the instruction, wherein the first white list includes addresses of devices connected without the control device when the connection is released after the initial connection. To do.
  • a control device for controlling a connection between a first device and a second device using short-range wireless communication includes: a transmitter for transmitting a wireless signal; A receiver for receiving a radio signal; And a processor functionally connected to the transmitter and the receiver, wherein the processor transmits a first message including a first operation code for reconnection after an initial connection between the first device and the second device is established.
  • a first for controlling the transmitter to transmit to a first device wherein the first operation code instructs to store the address of the second device in a first white list including addresses of devices connected to the first device at least once A device including a code
  • controlling the transmitter to transmit a second message including a second operation code to the second device for reconnection, wherein the second operation code is connected to the second device at least once Including a second code for instructing the storage of the address of the first device in a second white list including addresses of the devices, and forming a connection between the first device and the second device with the first device and the second device Control the transmitter to indicate, wherein each of the first white list and the second white list includes addresses of devices connected without the control device when the connection is released after the initial connection.
  • a first device that is controlled for connection between a first device and a second device by using short-range wireless communication includes: a transmitter for transmitting a wireless signal; A receiver for receiving a radio signal; And
  • a processor functionally connected to the transmitter and the receiver, wherein the processor controls the first message including a first operation code for reconnection after the first connection between the first device and the second device is established Controls the receiver to receive from a device, and the first operation code includes a first code for instructing to store the address of the second device in a first white list including addresses of devices connected to the first device at least once. Including, and controlling the receiver to receive an instruction to form a connection between the first device and the second device from the control device, and form a connection with the second device based on the instruction, wherein the first white list When the connection is released after the initial connection, addresses of devices connected without the control device are included.
  • the present specification has an effect of controlling connection formation between other devices using short-range wireless communication in a wireless communication system.
  • the present specification has an effect of forming a connection between other devices without a control device by using short-range wireless communication in a wireless communication system.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication system using the Bluetooth low power energy technology proposed in the present specification.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed in the present specification.
  • FIG 3 shows an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • GATT Bluetooth low power energy Generic Attribute Profile
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation in which a control device controls connection formation between two devices.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of parameters used in the LE central control procedure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of parameters used in a LE peripheral device control procedure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of an operation in which a control device controls connection formation between other devices.
  • 10 and 11 are flowcharts illustrating an example in which the method proposed in the present specification is performed.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a LE peripheral device control procedure parameter.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a method for controlling the formation of a connection between other devices by the control device proposed in the present specification.
  • 15 is a flowchart illustrating an example of an operation of a control device performing a method of controlling a connection between a first device and a second device by the control device proposed in the present specification.
  • 16 is a flowchart illustrating an example of an operation of a first device performing a method of controlling a connection between a first device and a second device proposed in the present specification.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication system using the Bluetooth low power energy technology proposed in the present specification.
  • the wireless communication system 100 includes at least one server device 120 and at least one client device 110.
  • the server device and the client device perform Bluetooth communication using Bluetooth Low Energy (BLE, hereinafter referred to as'BLE' for convenience) technology.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • BLE technology Compared to Bluetooth BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate) technology, BLE technology has a relatively small duty cycle, enables low-cost production, and can significantly reduce power consumption through a low-speed data rate. When using a coin cell battery, it can operate for more than 1 year.
  • BR/EDR Basic Rate/Enhanced Data Rate
  • the BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and the packet size is designed to be smaller than that of the Bluetooth BR/EDR technology.
  • the number of RF channels is 40
  • the data transmission rate supports 1Mbps
  • the topology is a scatternet structure
  • the latency is 3ms
  • the output power is less than 10mW (10dBm)
  • (7) is mainly used for applications such as mobile phones, watches, sports, healthcare, sensors, and device control.
  • the server device 120 may operate as a client device in a relationship with another device, and the client device may operate as a server device in a relationship with another device. That is, in the BLE communication system, any one device can operate as a server device or a client device, and if necessary, it is possible to simultaneously operate as a server device and a client device.
  • the server device 120 is a data service device, a slave device device, a slave device, a server, a conductor, a host device, a gateway, and a sensing device. It may be expressed as a (Sensing Device), a monitoring device, a first device, a second device, and the like.
  • the client device 110 is a master device, a master, a client, a member, a sensor device, a sink device, a collector, a third device, a fourth device, etc. Can be expressed.
  • the server device and the client device correspond to major components of the wireless communication system, and the wireless communication system may include other components in addition to the server device and the client device.
  • the server device refers to a device that provides data to the client device through a response when receiving a data request from the client device by receiving data from the client device and performing direct communication with the client device.
  • the server device sends a notification/notification message and an indication message to the client device in order to provide data information to the client device. Further, when the server device transmits an indication message to the client device, it receives a confirmation message corresponding to the indication message from the client.
  • the server device provides data information to a user through a display unit or receives a request input from a user through an input unit (User Input Interface) in the process of transmitting and receiving notification, instruction, and confirmation messages with the client device. can do.
  • an input unit User Input Interface
  • the server device may read data from a memory unit or write new data to the memory unit in the process of transmitting and receiving messages with the client device.
  • one server device may be connected to a plurality of client devices, and it is possible to easily reconnect (or connect) with the client devices by using bonding information.
  • the client device 120 refers to a device that requests data information and data transmission from a server device.
  • the client device receives data from the server device through a notification message, an instruction message, and the like, and when receiving an instruction message from the server device, sends a confirmation message in response to the instruction message.
  • the client device may provide information to a user through an output unit or receive an input from a user through an input unit in a process of transmitting and receiving messages with the server device.
  • the client device may read data from a memory or write new data to the memory in a process of transmitting and receiving a message with the server device.
  • Hardware components such as an output unit, an input unit, and a memory of the server device and the client device will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • the wireless communication system may configure Personal Area Networking (PAN) through Bluetooth technology.
  • PAN Personal Area Networking
  • files, documents, and the like can be exchanged quickly and safely by establishing a private piconet between devices.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device capable of implementing the methods proposed in the present specification.
  • the server device 110 includes an output unit 111, a user input interface 112, a power supply unit 113, a processor 114, and a memory. (Memory Unit, 115), a Bluetooth interface (Bluetooth Interface, 116), another communication interface (Other Interface, 117) and a communication unit (or transceiver, 118).
  • the output unit 111, the input unit 112, the power supply unit 113, the processor 114, the memory 115, the Bluetooth interface 116, the other communication interface 117 and the communication unit 118 are proposed in this specification. To do how to do it is functionally linked.
  • the client device 120 includes an output unit (Display Unit, 121), an input unit (User Input Interface, 122), a power supply unit (Power Supply Unit, 123), a processor (Processor, 124), a memory (Memory Unit) 125 , Bluetooth interface (Bluetooth Interface, 126) and a communication unit (or transceiver, 127).
  • Display Unit 121
  • input unit User Input Interface, 122
  • power supply unit Power Supply Unit
  • processor Processor
  • Memory Unit Memory
  • Bluetooth interface Bluetooth Interface
  • communication unit or transceiver, 127.
  • the output unit 121, the input unit 122, the power supply unit 123, the processor 124, the memory 125, the Bluetooth interface 126, and the communication unit 127 are used to perform the method proposed in this specification. Functionally connected.
  • the Bluetooth interfaces 116 and 126 refer to a unit (or module) capable of transmitting request/response, command, notification, instruction/confirmation message, etc. or data between devices using Bluetooth technology.
  • the memories 115 and 125 are units implemented in various types of devices, and refer to units in which various types of data are stored.
  • the processors 114 and 124 refer to a module that controls the overall operation of the server device 110 or the client device 120, and controls to process a message transmission request and received message through a Bluetooth interface and other communication interfaces.
  • the processors 114 and 124 may be expressed as a control unit, a control unit, and a controller.
  • the processors 114 and 124 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and/or a data processing device.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • the processor (114, 124) controls the communication unit to receive an advertising message from the server device (110), transmits a scan request message to the server device (110), and the server device (110) Controls the communication unit to receive a scan response message in response to the scan request from, and a Connect Request message to the server device 110 to establish a Bluetooth connection with the server device 110 Controls the communication unit to transmit.
  • the memories 115 and 125 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and/or other storage device.
  • the communication units 118 and 127 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) that performs the above-described functions.
  • the modules are stored in memory and can be executed by the processor.
  • the memories 115 and 125 may be inside or outside the processors 114 and 124, and may be connected to the processors 114 and 124 by various well-known means.
  • the output units 111 and 121 refer to modules for providing device status information and message exchange information to a user through a screen.
  • the power supply unit refers to a module that receives external power and internal power under the control of a control unit and supplies power necessary for the operation of each component.
  • BLE technology has a small duty cycle, and power consumption can be greatly reduced through a low data rate.
  • FIG 3 shows an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed in the present specification can be applied.
  • FIG. 3 shows an example of an architecture of Bluetooth Low Energy (LE).
  • LE Bluetooth Low Energy
  • the BLE structure includes a controller stack operable to process a timing-critical wireless device interface and a host stack operable to process high level data.
  • the controller stack may be referred to as a controller, but in order to avoid confusion with the processor, which is an internal component of the device mentioned in FIG. 2, hereinafter, it will be expressed as a controller stACK.
  • the controller stack may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth wireless device, and a processor module that may include a processing device such as a microprocessor, for example.
  • the host stack can be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instantiation of a package on the OS.
  • controller stack and the host stack may operate or run on the same processing device within a processor module.
  • the host stack includes Generic Access Profile (GAP) 310, GATT based Profiles (320), Generic Attribute Profile (GATT) 330, Attribute Protocol (ATT) 340, Security Manage (SM) 350), Logical Link Control and L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol, 360).
  • GAP Generic Access Profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • ATT Attribute Protocol
  • SM Security Manage
  • Logical Link Control and L2CAP Logical Link Control and L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol, 360).
  • GAP Generic Access Profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • ATT Attribute Protocol
  • SM Security Manage
  • Logical Link Control and L2CAP Logical Link Control and L2CAP
  • the host stack uses L2CAP to multiplex various protocols and profiles provided by the upper level of Bluetooth.
  • L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol, 360
  • L2CAP provides one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP may be operable to multiplex data between higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
  • BLE uses 3 fixed channels (1 for signaling CH, 1 for Security Manager, 1 for Attribute protocol).
  • BR/EDR Base Rate/Enhanced Data Rate
  • SM Security Manager
  • ATT Attribute Protocol, 340
  • ATT Application Protocol
  • ATT defines rules for accessing data of counterpart devices in a server-client structure.
  • ATT has 6 message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
  • Request message is a message for requesting specific information from the client device to the server device
  • Response message is a response message to the Request message, from the server device to the client device. Refers to the message sent to.
  • Command message This message is sent from the client device to the server device to instruct a command for a specific operation.
  • the server device does not transmit a response to the command message to the client device.
  • Notification message This message is transmitted from the server device to the client device for notification such as an event, and the client device does not transmit a confirmation message for the Notification message to the server device.
  • GAP Generic Access Profile
  • GAP is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, defines a method of providing information to users, and defines the following attribute types.
  • UUID Universal Unique Identifier, value type
  • GATT-based Profiles are profiles that depend on GATT and are mainly applied to BLE devices.
  • GATT-based Profiles may be Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service, and the like.
  • the specific contents of GATT-based Profiles are as follows.
  • GATT may be operable as a protocol describing how ATT is used when configuring services. For example, GATT may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with services.
  • GATT and ATT may use features to describe the state and services of a device, and how features relate to each other and how they are used.
  • the controller stack includes a physical layer 390, a link layer 380, and a host controller interface 370.
  • the physical layer (wireless transmission/reception module, 390) is a layer that transmits and receives 2.4 GHz radio signals, and uses GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation and a frequency hopping technique composed of 40 RF channels.
  • GFSK Gausian Frequency Shift Keying
  • the link layer 380 transmits or receives Bluetooth packets.
  • the link layer creates a connection between devices after performing the advertising and scanning functions using three advertising channels, and provides a function to send and receive data packets of up to 42 bytes through 37 data channels.
  • HCI Host Controller Interface
  • HCI provides an interface between the host stack and the controller stack, providing commands and data from the host stack to the controller stack, and providing events and data from the controller stack to the host stack.
  • the BLE procedure can be classified into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, and a connecting procedure.
  • the device filtering procedure is a method for reducing the number of devices that respond to requests, instructions, and notifications in the controller stack.
  • the controller stack can control the BLE controller stack to reduce power consumption by reducing the number of transmitting requests.
  • the advertising device or scanning device may perform the device filtering procedure to limit devices that receive an advertisement packet, a scan request, or a connection request.
  • the advertisement device refers to a device that transmits an advertisement event, that is, performs advertisement, and is also referred to as an advertiser.
  • the scanning device refers to a device that performs scanning and a device that transmits a scan request.
  • a scanning device when a scanning device receives some advertisement packets from an advertisement device, the scanning device must transmit a scan request to the advertisement device.
  • the scanning device may ignore advertisement packets transmitted from the advertisement device.
  • the device filtering procedure can also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is not necessary to transmit a response to the connection request by disregarding the connection request.
  • the advertisement device performs an advertisement procedure to perform non-directional broadcast to devices in the area.
  • non-directional broadcast refers to broadcast in all (all) directions, not broadcast in a specific direction.
  • Non-directional broadcast refers to broadcast in a specific direction.
  • Non-directional broadcast occurs without a connection procedure between an advertisement device and a device in a listening (or listening) state (hereinafter, referred to as a listening device).
  • the advertising procedure is used to establish a Bluetooth connection with a nearby initiating device.
  • the advertisement procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to scanning devices that are listening on the advertisement channel.
  • the advertisement devices may receive scan requests from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertisement device.
  • the advertisement device transmits a response to the scan request to the device that transmitted the scan request through the same advertisement physical channel as the advertisement physical channel receiving the scan request.
  • Broadcast user data sent as part of advertisement packets is dynamic data, while scan response data is generally static data.
  • the advertising device may receive a connection request from the initiating device on the advertising (broadcast) physical channel. If the advertisement device uses a connectable advertisement event and the initiating device is not filtered by the device filtering procedure, the advertisement device stops advertisement and enters a connected mode. The advertising device may start advertising again after the connected mode.
  • a device performing scanning that is, a scanning device, performs a scanning procedure to listen to a non-directional broadcast of user data from advertisement devices using an advertisement physical channel.
  • the scanning device transmits a scan request to the advertisement device through an advertisement physical channel in order to request additional data from the advertisement device.
  • the advertisement device transmits a scan response, which is a response to the scan request, including additional data requested by the scanning device through the advertisement physical channel.
  • the scanning procedure may be used while the BLE piconet is connected to another BLE device.
  • the scanning device If the scanning device receives a broadcast advertisement event and is in an initiator mode capable of initiating a connection request, the scanning device transmits a connection request to the advertisement device through the advertisement physical channel. And you can start a Bluetooth connection.
  • the scanning device When the scanning device transmits a connection request to the advertisement device, the scanning device stops scanning the initiator mode for additional broadcast and enters the connection mode.
  • Bluetooth devices capable of Bluetooth communication (hereinafter, referred to as'Bluetooth devices') perform an advertisement procedure and a scanning procedure to discover nearby devices or to be discovered by other devices within a given area.
  • the discovery procedure is performed asymmetrically.
  • a Bluetooth device that tries to find other devices around it is called a discovery device, and listens to find devices that advertise scannable advertising events.
  • a Bluetooth device that is discovered and available from another device is called a discoverable device, and actively broadcasts an advertisement event so that other devices can scan through an advertisement (broadcast) physical channel.
  • Both the discovering device and the discoverable device may already be connected to other Bluetooth devices in the piconet.
  • connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires that a specific Bluetooth device perform an advertisement procedure while another Bluetooth device performs a scanning procedure.
  • the advertising procedure may be the goal, and as a result, only one device will respond to the advertisement.
  • the connection After receiving an advertisement event accessible from the advertisement device, the connection may be initiated by sending a connection request to the advertisement device through an advertisement (broadcast) physical channel.
  • the link layer enters the advertisement state by the instruction of the host (stack).
  • the link layer transmits advertisement packet data units (PDUs) in advertisement events.
  • PDUs advertisement packet data units
  • Each advertisement event consists of at least one advertisement PDU, and advertisement PDUs are transmitted through used advertisement channel indexes.
  • the advertisement event may be terminated when each transmitted through advertisement channel indexes in which the advertisement PDU is used, or when the advertisement device needs to reserve space for performing other functions, the advertisement event may be terminated earlier.
  • the link layer enters the scanning state by the instruction of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertisement channel indexes.
  • scanning states There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning, and each scanning type is determined by the host.
  • a separate time or advertisement channel index for performing scanning is not defined.
  • the link layer listens for the advertisement channel index during the scanWindow duration.
  • the scanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.
  • the link layer must listen to complete all scan intervals of the scan window as indicated by the host. In each scan window, the link layer must scan a different advertising channel index. The link layer uses all available advertising channel indices.
  • the link layer In passive scanning, the link layer only receives packets and cannot transmit any packets.
  • the link layer performs listening to rely on the advertisement PDU type that can request advertisement PDUs and additional information related to the advertisement device to the advertisement device.
  • the link layer enters the start state by the instruction of the host (stack).
  • the link layer listens for advertisement channel indexes.
  • the link layer listens for the advertisement channel index during the scan window period.
  • the link layer enters the connected state when the device performing the connection request, that is, when the initiating device transmits a CONNECT_REQ PDU to the advertisement device or when the advertisement device receives a CONNECT_REQ PDU from the initiating device.
  • connection After entering the connected state, the connection is considered to be created. However, it does not need to be considered to be established when the connection enters the connected state. The only difference between a newly created connection and an established connection is the link layer connection supervision timeout value.
  • the link layer that plays the role of a master is called a master
  • the link layer that plays the role of a slave is called a slave.
  • the master controls the timing of the connection event, and the connection event refers to the timing of synchronization between the master and the slave.
  • BLE devices use packets defined below.
  • the Link Layer has only one packet format used for both advertising channel packets and data channel packets.
  • Each packet is composed of four fields: Preamble, Access Address, PDU and CRC.
  • the PDU When one packet is transmitted on an advertisement physical channel, the PDU will be an advertisement channel PDU, and when one packet is transmitted on a data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
  • the advertisement channel PDU Packet Data Unit
  • PDU Packet Data Unit
  • the PDU type field of the advertisement channel PDU included in the header indicates the PDU type as defined in Table 1 below.
  • advertisement channel PDU types below are called advertisement PDUs and are used in specific events.
  • ADV_IND Connectable non-directional advertising event
  • ADV_DIRECT_IND Connectable directional ad event
  • ADV_SCAN_IND scannable non-directional advertising event
  • the PDUs are transmitted in a link layer in an advertisement state, and received by a link layer in a scanning state or an initiating state.
  • the advertisement channel PDU type below is called a scanning PDU and is used in the state described below.
  • SCAN_REQ Sent by the link layer in the scanning state, and received by the link layer in the advertisement state.
  • SCAN_RSP transmitted by the link layer in the advertisement state, and received by the link layer in the scanning state.
  • the advertisement channel PDU type below is called an initiating PDU.
  • CONNECT_REQ transmitted by the link layer in the initiating state, and received by the link layer in the advertisement state.
  • the data channel PDU has a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a Message Integrity Check (MIC) field.
  • MIC Message Integrity Check
  • GATT Bluetooth low power energy Generic Attribute Profile
  • GATT Generic Attribute Profile
  • a peripheral device eg, a sensor device
  • GATT server acts as a GATT server, and has definitions of service and characteristic.
  • the GATT client In order to read or write data, the GATT client sends a data request to the GATT server, and all transactions are initiated by the GATT client and receive a response from the GATT server.
  • the GATT-based operation structure used in Bluetooth LE is based on a profile, a service, and a characteristic, and may form a vertical structure as shown in FIG. 5.
  • the Profile is composed of one or more services, and the service may be composed of one or more characteristics or other services.
  • the service serves to divide data into logical units, and may include one or more characteristics or other services.
  • Each service has a 16bit or 128bit identifier called UUID (Universal Unique Identifier).
  • the characteristic is the lowest unit in the GATT-based operation structure.
  • the feature contains only one piece of data, and similarly to the service, it has a 16-bit or 128-bit UUID.
  • the characteristic is defined as a value of various types of information, and one attribute is required to contain each information. Several consecutive properties can be used.
  • the attribute is composed of four components and has the following meanings.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
  • the server transmits an advertisement message to the client through three advertisement channels (S5010).
  • the server may be referred to as an advertiser before connection, and may be referred to as a master after connection.
  • a sensor such as a temperature sensor
  • the client may be referred to as a scanner before connection, and may be referred to as a slave after connection.
  • An example of a client may be a smart phone.
  • Bluetooth communicates by being divided into a total of 40 channels through the 2.4GHz band.
  • Three of the 40 channels are advertisement channels, and are used for exchange of packets exchanged for establishing a connection, including various advertisement packets.
  • the remaining 37 channels are used for data exchange after connection to the data channel.
  • the client may transmit a scan request message to the server to obtain additional data (eg, server device name) to the server.
  • additional data eg, server device name
  • the server transmits a scan response message including additional data to the client in response to a scan request message.
  • the scan request message and the scan response message are one end of the advertisement packet, and the advertisement packet may include only user data of 31 bytes or less.
  • the data is divided and sent twice using a scan request message/scan response message.
  • the client transmits a connection request message for establishing a Bluetooth connection with the server to the server (S5020).
  • LL Link Layer
  • the server and the client perform a security establishment procedure.
  • the security establishment procedure may be interpreted as or performed by including secure simple pairing.
  • the security establishment procedure may be performed through Phase 1 to Phase 3 steps.
  • phase 1 a pairing procedure (phase 1) is performed between the server and the client (S5030).
  • the client transmits a pairing request message to the server, and the server transmits a pairing response message to the client.
  • phase 2 legacy pairing or secure connections are performed between the server and the client (S5040).
  • phase 2 a 128-bits temporary key and a short term key (STK) for performing legacy pairing are generated.
  • STK Short Term Key
  • LTK Long Term Key
  • LTK Long Term Key
  • phase 3 a key distribution procedure between the server and the client is performed (S5050).
  • the procedure for establishing a connection between two devices using Bluetooth Low Energy technology is as follows.
  • the two devices may be devices with a user interface (UI).
  • UI user interface
  • peripheral device informs its address to the other device, a central device (hereinafter, referred to as a central device) through an advertising message.
  • the central device scans the data packet included in the advertisement message and obtains an address included in the advertisement message.
  • the central device requests a connection to the peripheral device based on the obtained address, and a connection between the two devices is established.
  • whether or not the addresses of each of the two devices used to establish the connection are stored in the whitelist of each device may be determined according to the selection of the host of each device.
  • the stored address may be used when the connection is re-established after the connection between the two devices is terminated.
  • two devices to establish a connection may not have a UI.
  • a third device serving as a control device may need to control the two devices.
  • the third device may be referred to as a connection manager.
  • a technology in which a third device performing the role of a control device controls the connection between two devices without a UI may be referred to as Easy pairing.
  • the third device may be referred to as a control device.
  • the initial connection may be terminated according to a specific situation.
  • a control device for controlling connection formation between the two devices may not exist.
  • the address of the counterpart device that made the initial connection is not cached in the white list of each of the two devices, the two devices cannot re-establish the disconnected connection without the control of the controlling device. There is this.
  • the present specification provides a method for a control device to control connection formation between other devices and a method for an apparatus therefor. More specifically, the present specification relates to a method in which a device that has formed an initial connection by a control device can re-establish a disconnected connection without the control of the control device when the initial connection is released. It relates to the device.
  • control device may be expressed as a first device, a second device, or the like.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation in which a control device controls connection formation between two devices.
  • An EPS (easy pairing service) client device (Central) 601, which is a connection manager, receives an advertisement message from two devices 602 and 603 (Peripheral) that operate as EPS server devices (611, 621). .
  • the advertisement message may include pairing and connection information.
  • the EPS client device may be a control device that controls the connection of the two devices.
  • the EPS client device 601 may make a connection request to the two devices and establish a connection with the two devices (612 and 622). In this case, the EPS client device may request a connection to the two devices at the same time.
  • the EPS client device determines a device having better performance than the other device among the two devices and having a smooth power supply as a central device.
  • the EPS client device may determine a device to operate as a central device among the two devices based on an advertisement message received from the EPS server device. More specifically, the advertisement message may include capability information of an EPS server device, and the like, and the EPS client device may determine the central device based on the capability information included in the advertisement message. Thereafter, the EPS client device performs an LE central control procedure with the central device.
  • the LE central control procedure may mean a procedure in which the EPS client device instructs commands for connection establishment to a device that will serve as a central device in a later connection establishment procedure among the EPS server devices.
  • the EPS client device determines a device with poor performance and poor power supply as a peripheral device among the two devices.
  • the EPS client device may determine a device to operate as a peripheral device among the two devices based on an advertisement message received from the EPS server device. More specifically, the advertisement message may include capability information of an EPS server device, and the like, and the EPS client device may determine a nearby device based on the capability information included in the advertisement message. Thereafter, the EPS client device performs a Peripheral Control Procedure of the peripheral device and the LE peripheral device.
  • the LE peripheral device control procedure may refer to a procedure in which the EPS client device instructs commands for connection establishment to a device that will serve as a peripheral device in a subsequent connection establishment procedure among the EPS server devices.
  • the EPS server device that performs the LE central control procedure plays the role of a central device in the procedure of establishing a connection with other devices.
  • the EPS server device, which performs the LE peripheral device control procedure plays a role of a peripheral device in the procedure of establishing a connection with another device.
  • the two EPS server devices establish a connection based on the role determined by the EPS client device.
  • the LE central control procedure described in FIG. 6 may be supported when the EPS server device supports the central role. That is, when the EPS server device plays a central role in a connection procedure with another EPS server device, the EPS client device may perform a central control procedure with the EPS server device.
  • the LE central control procedure may include parameters for controlling the operation of the EPS server device.
  • the parameter may consist of four fields.
  • the action field defines an action requested to be performed by the EPS server device.
  • the operation field is related to connection formation, address type, bondable mode, and out of band (OOB) data.
  • the EPS client device may transmit a message including parameters for controlling the operation of the EPS server device to the EPS server device.
  • the EPS server device receiving the message may perform an operation for establishing a connection with another EPS server device based on a parameter received from the EPS client device.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of parameters used in the LE central control procedure.
  • LE central control procedure parameters include an operations field, a Peer Device ID field, an Expire Time field, and a Peer Device IRK field (701).
  • the Peer Device IRK field is used to generate a private address of a peer device from an arbitrary address.
  • the operations field consists of 16 bits.
  • the operations field includes Initiator Address bits, Bonding procedure bits, Secure Connection mode bits, Connection establishment procedure bits, Expire Time bits, and Peer Device IRK bits (702).
  • the definition of each bit value is as follows.
  • the EPS server device uses the address of the EPS server device as a Resolvable Private Address. In other cases, the EPS server device uses the address of the EPS server device as a public or static identity address.
  • EPS server device When bit is set to 1, EPS server device only establishes LE Secure Connection. In other cases, the EPS server device does not form LE Secure Connection.
  • -Connection establishment procedure When the bit is set to 1, the EPS server device performs an automatic connection establishment procedure. In other cases, the EPS server device does not perform an automatic connection establishment procedure.
  • -Peer Device IRK When bit is set to 1, the Peer Device IRK field is present in the LE Central control procedure parameter. In other cases, the Peer Device IRK field is excluded from the LE Central control procedure parameter.
  • the LE peripheral device control procedure described in FIG. 6 may be supported when the EPS server device supports the peripheral device role. That is, when the EPS server device plays the role of a peripheral device in a connection procedure with another EPS server device, the EPS client device may perform the EPS server device and the LE peripheral device control procedure.
  • the LE peripheral device control procedure may include parameters for controlling the operation of the EPS server device.
  • the parameter may consist of four fields.
  • the action field defines an action requested to be performed by the EPS server device.
  • the operation field is related to connection formation, address type, bondable mode, and out of band (OOB) data.
  • the EPS client device may transmit a message including a parameter for controlling the operation of the EPS server device to the EPS server device.
  • the EPS server device receiving the message may perform an operation for establishing a connection with another EPS server device based on a parameter received from the EPS client device.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of parameters used in a LE peripheral device control procedure.
  • the parameters used in the LE peripheral device control procedure of FIG. 8 include an operations field, a Peer Device ID field, an Expire Time field, and a Peer Device IRK field (801).
  • the operations field consists of 16 bits.
  • the operations field includes an Advertiser Address bit, a Bondable mode bit, a Secure Connection mode bit, a Discoverable mode bit, a Connectable mode bit, a Peer Device ID bit, an Expire Time bit, and a Peer Device IRK bit (802).
  • the role of each bit is as follows.
  • the EPS server device uses the address of the EPS server device as a Resolvable Private Address. In other cases, the EPS server device uses the address of the EPS server device as a public or static identity address.
  • -Bondable mode If the bit is set to 1, the EPS server device operates in Bondable mode. In other cases, the EPS server device does not operate in Bondable mode.
  • -Secure Connection mode If the bit is set to 1, the EPS server device only accepts LE Secure Connection. In other cases, the EPS server device does not accept LE Secure Connection.
  • -Discoverable mode If bit is set to 1, the EPS server device operates in limited Discoverable mode. Otherwise, the EPS server device operates in the normal Discoverable mode.
  • EPS server device If the bit is set to 1, the EPS server device operates in a directional connectable mode. In other cases, the EPS server device operates in an undirected connectable mode.
  • -Peer Device ID When the bit is set to 1, the Peer Device ID field exists in the LE peripheral device control procedure parameter. In other cases, the Peer Device ID field is excluded from the LE peripheral device control procedure.
  • -Peer Device IRK When bit is set to 1, the Peer Device IRK field is present in the LE peripheral device control procedure parameter. In other cases, the Peer Device IRK field is excluded from the LE peripheral device control procedure parameter.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of an operation in which a control device controls connection formation between other devices.
  • the control device 901 may be an EPS client device serving as a connection manager.
  • each of the first device 902 and the second device 903 may be an EPS server device.
  • the operation of the control device 901 will be mainly described.
  • the control device 901 receives an advertisement message from the first device 902 (S910).
  • the advertisement message may include information related to an easy pairing service.
  • the first device 902 then performs a central device role in a connection procedure with the second device 903.
  • the control device 901 receives an advertisement message from the second device 903 (S910).
  • the advertisement message may include information related to an easy pairing service.
  • the second device 903 then plays a role of a peripheral device in a connection procedure with the first device 902.
  • control device 901 transmits a connection request message to the first device 902 to establish a connection with the first device 902 (S920).
  • control device 901 transmits a connection request message to the second device 903 in order to establish a connection with the second device 903 (S920).
  • the control device 901 may establish a connection with the first device 902 and the second device 903, respectively. Connections with the first device 902 and the second device 903 may be simultaneously formed.
  • the control device 901 controls the first device 902 to act as a central device and the second device 903 to act as a peripheral device through an EP (easy pairing) control operation.
  • the step S931 may be a LE central control procedure
  • the step S932 may be a LE peripheral device control procedure.
  • control device 901 instructs the first device 902 to connect with the second device 903, and the second device 903 to connect the first device ( 902) can be ordered.
  • the second device 903 transmits an advertisement message to establish a connection with the first device 902 based on the role set by the control device 901 (S940).
  • the advertisement message may be unicast to the first device 902 (Connectable Directed) or may be broadcast (Connectable Undirected Advertisement).
  • the first device 902 scans an advertising packet included in an advertisement message received from the second device 903, requests connection to the second device 903, and 2 A connection is made with the device 903 (S950).
  • the first device 902 may transmit a connection request message requesting connection establishment to the second device 903.
  • a control device 901 operating as a connection manager need.
  • the control device 901 may be a device on which a UI such as a screen UI or a touch UI is mounted.
  • the control device 901 may not always be present. That is, an initial connection is made between the first device 902 and the second device 903 through the control device 901, and when the initial connection is terminated, the first device 902 and the second device The connection between the devices 903 may have to be re-established. At this time, the connection between the first device 902 and the second device 903 needs to be re-established without the control device 901.
  • 10 and 11 are flowcharts illustrating an example in which the method proposed in the present specification is performed.
  • the 10 shows a control device 1001, a first device 1002 controlled by the control device 1001, and a third device 1003 controlled by the control device.
  • the control device 1001 may be an EPS client device serving as a connection manager.
  • each of the first device 1002 and the second device 1003 may be an EPS server device.
  • the description will focus on the operation of the control device 1001.
  • the control device 1001 receives an advertisement message from the first device 902 (S1010).
  • the advertisement message may include information related to an easy pairing service.
  • the first device 1002 then performs a central device role in a connection procedure with the second device 1003.
  • the control device 1001 receives an advertisement message from the second device 1003 (S1010).
  • the advertisement message may include information related to an easy pairing service.
  • the second device 1003 then plays a role of a peripheral device in a connection procedure with the first device 1002.
  • control device 1001 sends a connection request message to the first device 1002 to establish a connection with the first device 1002, and the control device 1001 transmits a connection request message to the second device 1003.
  • a connection request message is transmitted to the second device 1003 (S1020).
  • the control device 1001 may establish a connection with the first device 1002 and the second device 1003, respectively. Connections to the first device 1002 and the second device 1003 may be simultaneously formed.
  • the control device 1001 controls the first device 1002 to act as a central device and the second device 1003 to act as a peripheral device through an EP (easy pairing) control operation.
  • control device 1001 transmits a message including an operation code to the first device 1002 (S1041 and S1051).
  • the operation code is used for re-establishing the connection between the first device 1002 and the second device 1003 when the connection between the first device 1002 and the second device 1003 is disconnected. Can be used.
  • the operation code may include an operation code instructing to store the address of the counterpart device in a white list and an operation code instructing to re-establish the disconnected connection when the device is powered on.
  • control device 1001 transmits a message including an operation code to the second device 1003 (S1042 and S1052).
  • the operation code is used for re-establishing the connection between the first device 1002 and the second device 1003 when the connection between the first device 1002 and the second device 1003 is disconnected. Can be used.
  • the operation code may include an operation code instructing to store the address of the counterpart device in a white list, and an operation code instructing to re-establish the disconnected connection when the device is powered on.
  • Steps S1031, S1041, and S1051 may be LE central control procedures, and steps S1032, S1042, and S1052 may be LE peripheral device control procedures.
  • control device 1001 instructs the first device 1002 to connect to the second device 1003, and the second device 1003 to connect the first device ( 1002) can be ordered.
  • the second device 1003 transmits an advertisement message to establish a connection with the first device 1002 based on the role set by the control device 1001 (S1070).
  • the advertisement message may be unicast to the first device 902 (Connectable Directed) or may be broadcast (Connectable Undirected Advertisement).
  • the first device 1002 scans an advertising packet included in an advertisement message received from the second device 1003 and requests a connection to the second device 1003 to be connected to the second device 1003. 2 A connection is made with the device 1003 (S1070). In order to request a connection to the second device 1003, the first device 1002 may transmit a connection request message requesting connection establishment to the second device 1003.
  • FIG. 11 shows that after the connection between the first device 1002 and the second device 1003 is terminated, the connection between the first device 1002 and the second device 1003 is re-formed without the control device 1001. This is an example of an operation that is performed.
  • connection between the first device 1002 and the second device 1003 is terminated when the power of the first device 1002 and the second device 1003 is turned off. Although the first device 1002 and the second device 1003 are powered off, the connection between the first device 1002 and the second device 1003 is terminated, but is not limited thereto.
  • the connection between the first device 1002 and the second device 1003 may be terminated by turning off the power of at least one of the first device 1002 or the second device 1003.
  • the first device and the second device in a power-off state are turned on at a specific time (S1110).
  • the first device 1002 and the second device 1003 re-establish a connection based on an operation code instructing to re-establish the disconnected connection when the device received from the control device 1001 is turned on.
  • the procedure can be carried out.
  • the advertisement automatically Initiate with the device that transmitted the message can be performed.
  • the second device 1003 Peripheral which is a peripheral device, receives a connection request from a device stored in the white list based on an advertising state filter policy, it is automatically As a result, a connection can be established with the device that transmitted the connection request message.
  • the second device 1003 broadcasts an advertisement message based on an operation code indicating a role received from the control device 1001 of the device (S1120).
  • the advertisement message may include the address of the device that transmitted the advertisement message. That is, in the case of FIG. 11, the advertisement message may include the address of the second device 1003.
  • the first device 1002 transmits a connection request message to the second device 1003 based on an operation code indicating a role received from the control device 1001 of the device (S1130). ).
  • the first device 1002 based on an Initiating State Filter policy, the address included in the received advertisement message and the address stored in the white list of the first device 1002.
  • the connection request message may be transmitted.
  • the connection request message may include the address of the device that transmitted the connection request message.
  • the second device 1003 establishes a connection with the first device 1002 based on the received connection request message (S1140).
  • the second device 1003 includes the address included in the received connection request message and the second device 1002 stored in the white list of the second device 1002 based on an advertising state filter policy.
  • a connection may be established with the first device 1002 without an additional procedure for identifying the first device 1002.
  • the LE central control procedure described in FIGS. 10 and 11 may be supported when the EPS server device supports the central role. That is, when the EPS server device plays a central role in a connection procedure with another EPS server device, the EPS client device may perform a central control procedure with the EPS server device.
  • the LE central control procedure may include parameters for controlling the operation of the EPS server device.
  • the parameter may consist of four fields.
  • the action field defines an action requested to be performed by the EPS server device.
  • the operation field is related to connection formation, address type, bondable mode, and out of band (OOB) data.
  • the operations field of the LE central control procedure parameter shown in FIG. 12 further includes a Save Peer Address to Whitelist bit and an Auto Connect when Power On field in addition to the bits described in FIG. 7. Bits other than the further included bits will be omitted. The role of each bit is as follows.
  • the EPS server device stores the Peer Device Address received from another EPS server device (Peripheral) in its own Whitelist. In other cases, the EPS server device (central) does not store the Peer Device Address received from another EPS server device (Peripheral) in its whitelist.
  • the EPS server device When the bit is set to 1, the initial easy paring setting is finished and the next time there is no connection manager, the EPS server device operates as a central device. When the power is turned on, the central device receives an advertisement message from the peer device on the white list and automatically requests a connection to the peer device. In other cases, if the connection manager exists, the operation defined in bits 0-3 of FIG. 12 is performed.
  • the LE peripheral device control procedure described in FIGS. 10 and 11 may be supported when the EPS server device supports the peripheral device role. That is, when the EPS server device plays the role of a peripheral device in a connection procedure with another EPS server device, the EPS client device may perform the EPS server device and the LE peripheral device control procedure.
  • the LE peripheral device control procedure may include parameters for controlling the operation of the EPS server device.
  • the parameter may consist of four fields.
  • the action field defines an action requested to be performed by the EPS server device.
  • the operation field is related to connection formation, address type, bondable mode, and out of band (OOB) data.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a LE peripheral device control procedure parameter.
  • the operations field of the LE peripheral device control procedure parameter shown in FIG. 13 further includes a Save Peer Address to Whitelist bit and an Auto Connect when Power On field in addition to the bits described in FIG. 8. Bits other than the further included bits will be omitted. The role of each bit is as follows.
  • the EPS server device stores the peer device address received from another EPS server device (Central) in its own Whitelist. In other cases, the EPS server device (Peripheral) does not store the peer device address received from another EPS server device (Central) in its whitelist.
  • the EPS server device When the bit is set to 1, the initial easy paring setting is finished, and the next time the connection manager does not exist, the EPS server device operates as a peripheral device. When the power is turned on, the central device broadcasts an advertisement message and, upon receiving a connection request from the peer device, automatically establishes a connection with the peer device (central). In other cases, if the connection manager exists, the operation defined in bits 0-4 of FIG. 13 is performed.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a method for controlling the formation of a connection between other devices by the control device proposed in the present specification.
  • the method proposed in the present specification can be applied to a scenario in which a party speaker (onebody) and an LED bulb are connected to create a psychological lighting.
  • FIG. 14 illustrates a case where a plurality of LED bulbs are connected to a party speaker to implement psychological lighting.
  • the connection between the party speaker and the LED bulb may be controlled by the control device, and FIG. 14 corresponds to the case where the control device is a smartphone.
  • the party speaker is a central device
  • the EPS server is a peripheral device. It is assumed that the party speaker and the LED bulb have no UI.
  • an initial connection between the party speaker and the LED bulb can be formed through a smartphone as a control device.
  • the control device may instruct the party speaker and the LED bulb to perform operations necessary for re-establishing the connection through the operation described in FIG. 10.
  • connection After the connection between the party speaker and the LED bulb in FIG. 14(b) is formed, the connection may be terminated.
  • 14 (c) shows a case in which a smartphone, which is a control device, does not exist when the connection between the party speaker and the LED bulb is re-formed. At this time, based on the operations instructed by the control device to the party speaker and the LED bulb in the initial connection formation procedure of FIG. 14 (b), the party speaker and the LED bulb may form a connection without the control device.
  • 15 is a flowchart illustrating an example of an operation of a control device performing a method of controlling a connection between a first device and a second device by the control device proposed in the present specification.
  • a method for a control device to control a connection between a first device and a second device using short-range wireless communication wherein the control device performs reconnection after an initial connection between the first device and the second device is established.
  • a first message including a first operation code is transmitted to the first device (S1510).
  • the first operation code includes a first code instructing to store the address of the second device in a first white list including addresses of devices connected to the first device at least once.
  • the first operation code includes a third code instructing to perform the reconnection when the first device is turned on, and the second operation code is the reconnection when the second device is turned on It may further include a fourth code instructing to perform.
  • the first code and the second code instruct the device to store the address of the counterpart device in a white list
  • the first code and the second code may instruct the device not to store the address of the counterpart device in the white list
  • control device transmits a second message including a second operation code to the second device for the reconnection (S1520).
  • the second operation code includes a second code for instructing to store the address of the first device in a second white list including addresses of devices connected to the second device at least once.
  • control device instructs the first device and the second device to form a connection between the first device and the second device (S1530).
  • each of the first white list and the second white list includes addresses of devices connected without the control device when the connection is released after the initial connection.
  • control device transmits a third message including a third operation code indicating the role of the first device to establish the connection to the first device, and the second device for establishing the connection
  • a fourth message including a fourth operation code indicating the role of may be transmitted to the second device.
  • the third code when the role of the first device is a central device, when the bit value of the third code is 1, the third code changes the power of the first device from an OFF state to an ON state. After the change is made, when the first device receives an advertisement message for establishing a connection between the first device and the second device from the second device, it may instruct to request a connection to the second device without the control device. In addition, when the bit value of the third code is 0, the third code changes the power of the first device from an OFF state to an ON state, and then the first device is controlled by the control device. And can be instructed to perform a connection formation procedure.
  • the second device when the role of the second device is a peripheral device, when the bit value of the fourth code is 1, the power of the second device is changed from OFF to ON state (i) The second device broadcasts an advertisement message for establishing a connection between the first device and the second device, and (ii) establishes a connection with the first device without the control device when a connection request is received from the first device. Can be instructed to do.
  • the bit value of the fourth code is 0, the fourth code changes the power of the second device from an OFF state to an ON state, and then the second device is controlled by the control device. It can be instructed to perform a connection establishment procedure with the first device.
  • control device receives a first advertisement message from the first device to determine the role of the first device, and receives a second advertisement message from the second device to determine the role of the second device. And, the role of the first device and the role of the second device may be determined based on the first advertisement message and the second advertisement message.
  • the first advertisement message may include capability information of the first device
  • the second advertisement message may include capability information of the second device.
  • Step S1530 Operations additionally described after step S1530 may be performed before step S1510, between steps S1510 to S1530, or after step S1530.
  • 16 is a flowchart illustrating an example of an operation of a first device performing a method of controlling a connection between a first device and a second device proposed in the present specification.
  • the first device reconnects after an initial connection between the first device and the second device
  • a first message including a first operation code is received from the control device (S1610).
  • the first operation code includes a first code instructing to store the address of the second device in a first white list including addresses of devices connected to the first device at least once.
  • the first device is instructed by the control device to establish a connection between the first device and the second device (S1620).
  • the first device establishes a connection with the second device based on the instruction (S1630).
  • the first white list includes addresses of devices connected without the control device when the connection is released after the initial connection.
  • an embodiment of the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention provides one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in a memory and driven by a processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor through various known means.

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Abstract

근거리 무선 통신을 이용하여 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법은, 제어 디바이스가 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송하고, 상기 재 연결을 위해서 제 2 동작 코드를 포함하는 제 2 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송하고, 상기 제 1 동작 코드 및 제 2 동작 코드는 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 White list에 상기 디바이스들의 주소 저장을 지시하는 코드를 포함하고, 상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스로 연결의 형성을 지시하되, 상기 white list는 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

Description

무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 타 디바이스간 연결 형성 제어 방법 및 이에 대한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로써, 특히 무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 타 디바이스간 연결 형성 제어 방법 및 이에 대한 장치에 관한 것이다.
블루투스는 근거리에서 각종 디바이스들을 무선으로 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 근거리 무선 기술 규격이다. 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 두 기기간 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 사용자(User)는 통신하고자 하는 블루투스(Bluetooth) 디바이스(Device)들을 검색(Discovery)하고 연결(Connection)을 요청하는 절차를 수행한다. 본 발명에서 디바이스는 기기, 장치를 의미할 수 있다.
이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 기초하여 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.
블루투스 통신방법에는 BR/EDR (Basic Rate/Enhanced Data Rate)방식과 저전력 방식인 LE (Low Energy)방식이 있다. BR/EDR 방식은 블루투스 클래식 (Bluetooth Classic)라고 호칭될 수 있다. 블루투스 클래식 방식은 베이직 레이트(Basic Rate)를 이용하는 블루투스 1.0부터 이어져온 블루투스 기술과 블루투스 2.0에서부터 지원되는 인핸스드 데이터 레이트(Enhanced Data Rate)를 이용하는 블루투스 기술을 포함한다.
블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low energy, 이하 블루투스 LE라고 한다.)기술은 블루투스 4.0부터 적용되어 적은 전력을 소모하여 수백 키로바이트(KB)의 정보를 안정적으로 제공할 수 있다. 이러한 블루투스 저전력 에너지 기술은 속성 프로토콜(Attribute Protocol)을 활용해서 디바이스(Device) 간 정보를 교환하게 된다. 이러한 블루투스 LE 방식은 헤더의 오버헤드(overhead)를 줄이고 동작을 간단하게 해서 에너지 소비를 줄일 수 있다.
블루투스 기기들 중에는 디스플레이(Display)나 유저인터페이스(User Interface)가 없는 제품들도 있다. 다양한 종류의 블루투스 기기들과 그 중에서도 유사기술이 적용된 블루투스 기기들 간의 연결 / 관리 / 제어 / 분리 (Connection / Management / Control / Disconnection)의 복잡도가 증가하고 있다.
또한, 블루투스는 비교적 저전력, 저비용으로 비교적 빠른 속도를 낼 수 있으나, 전송 거리가 일반적으로 최대 100m로 한정적이므로, 한정된 공간에서 사용하기 적합하다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용한 타 디바이스 간의 연결 형성 제어 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 근거리 무선 통신 시스템에서 제어 디바이스 없이 디바이스 간의 연결을 형성하는 방법 및 이에 대한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서는 근거리 무선 통신을 이용한 타 디바이스간 연결 형성 제어 방법 및 이에 대한 장치를 제공한다.
보다 구체적으로, 본 명세서는, 근거리 무선 통신을 이용하여 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법은, 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송하는 단계, 상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함하고; 상기 재 연결을 위해서 제 2 동작 코드를 포함하는 제 2 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송하는 단계, 상기 제 2 동작 코드는 상기 제 2 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 2 White list에 상기 제 1 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 2 코드를 포함하고; 및 상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스로 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 white list 및 상기 제 2 white list 각각은 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원이 켜지면 상기 재 연결을 수행하도록 지시하는 제 3 코드를 포함하고, 상기 제 2 동작 코드는 상기 제 2 디바이스의 전원이 켜지면 상기 재 연결을 수행하도록 지시하는 제 4 코드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드의 비트 값이 1인 경우, 상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드는 디바이스가 White list에 상대방 디바이스의 주소를 저장하도록 지시하고, 상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드의 비트가 0인 경우, 상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드는 디바이스가 White list에 상대방 디바이스의 주소를 저장하지 않도록 지시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 연결을 형성하기 위한 상기 제 1 디바이스의 역할을 지시하는 제 3 동작 코드를 포함하는 제 3 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송하는 단계; 및 상기 연결을 형성하기 위한 상기 제 2 디바이스의 역할을 지시하는 제 4 동작 코드를 포함하는 제 4 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 디바이스의 역할이 센트럴(central) 디바이스인 경우, 상기 제 3 코드의 비트 값이 1인 경우, 상기 제 3 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 1 디바이스가 상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결 형성을 위한 광고 메시지를 수신하면 상기 제어 디바이스 없이 상기 제 2 디바이스로 연결을 요청하도록 지시하고, 상기 제 3 코드의 비트 값이 0인 경우, 상기 제 3 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 1 디바이스가 상기 제어 디바이스의 제어에 의하여 상기 제 2 디바이스와 연결 형성 절차를 수행하도록 지시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 2 디바이스의 역할이 주변(peripheral) 디바이스인 경우, 상기 제 4 코드의 비트 값이 1인 경우, 상기 제 2 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 (i) 상기 제 2 디바이스가 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결 형성을 위한 광고 메시지를 브로드캐스트 하고, (ii) 상기 제 1 디바이스로부터 연결 요청을 받으면 상기 제어 디바이스 없이 상기 제 1 디바이스와 연결을 형성하도록 지시하고, 상기 제 4 코드의 비트 값이 0인 경우, 상기 제 4 코드는 상기 제 2 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 2 디바이스가 상기 제어 디바이스의 제어에 의하여 상기 제 1 디바이스와 연결 형성 절차를 수행하도록 지시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 상기 제 1 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스의 역할을 결정하기 위해 제 1 광고 메시지를 수신하는 단계; 상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스의 역할을 결정하기 위해 제 2 광고 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제 1 광고 메시지 및 상기 제 2 광고 메시지에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 역할 및 상기 제 2 디바이스의 역할을 결정하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 광고 메시지는 상기 제 1 디바이스의 능력 정보를 포함하고, 상기 제 2 광고 메시지는 상기 제 2 디바이스의 능력 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 근거리 무선 통신을 이용하여 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법에 있어서, 제 1 디바이스에 의하여 수행되는 방법은, 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제어 디바이스로부터 수신하는 단계, 상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함하고; 상기 제어 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시 받는 단계; 및 상기 지시에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 연결을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 white list는 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 근거리 무선 통신을 이용하여 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 제어 디바이스는, 무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter); 무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및 상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하고, 상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함하고, 상기 재 연결을 위해서 제 2 동작 코드를 포함하는 제 2 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하고, 상기 제 2 동작 코드는 상기 제 2 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 2 White list에 상기 제 1 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 2 코드를 포함하고, 상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스로 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시하도록 상기 전송기를 제어하되, 상기 제 1 white list 및 상기 제 2 white list 각각은 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는, 근거리 무선 통신을 이용하여 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어 받는 제 1 디바이스는, 무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter); 무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및
상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제어 디바이스로부터 수신하도록 상기 수신기를 제어하고, 상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함하고, 상기 제어 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시 받도록 상기 수신기를 제어하고, 상기 지시에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 연결을 형성하되, 상기 제 1 white list는 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용하여 타 디바이스 간의 연결 형성을 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 근거리 무선 통신을 이용하여 제어 디바이스 없이 타 디바이스 간의 연결을 형성할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸다.
도 4는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 제어 디바이스가 두 디바이스간의 연결 형성을 제어하는 동작의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 LE 센트럴 제어 절차에서 사용되는 파라미터의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8은 LE 주변 디바이스 제어 절차에서 사용되는 파라미터의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9는 제어 디바이스가 다른 디바이스의 간의 연결 형성을 제어하는 동작의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 10 및 도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법이 수행되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 LE 센트럴 제어 절차 파라미터의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다
도 13은 LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 제어 디바이스가 타 디바이스간의 연결 형성을 제어하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법을 수행하는 제어 디바이스 동작의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어 받는 방법을 수행하는 제 1 디바이스 동작의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 본 발명과 관련된 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "유닛", "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
도 1은 본 명세서에서 제안하는 블루투스 저전력 에너지 기술을 이용하는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 개략도이다.
무선 통신 시스템(100)은 적어도 하나의 서버 디바이스(Server Device, 120) 및 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(Client Device, 110)를 포함한다.
서버 장치와 클라이언트 장치는 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE, 이하 편의상 'BLE'로 표현한다.) 기술을 이용하여 블루투스 통신을 수행한다.
먼저, BLE 기술은 블루투스 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate) 기술과 비교하여, 상대적으로 작은 duty cycle을 가지며 저 가격 생산이 가능하고, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 코인 셀(coin cell) 배터리를 이용할 경우 1년 이상 동작이 가능하다.
또한, BLE 기술에서는 디바이스 간 연결 절차를 간소화하였으며, 패킷 사이즈도 블루투스 BR/EDR 기술에 비해 작게 설계되어 있다.
BLE 기술에서, (1) RF 채널수는 40개이며, (2) 데이터 전송 속도는 1Mbps를 지원하며, (3) 토폴로지는 스캐터넷 구조이며, (4) latency는 3ms이며, (5) 최대 전류는 15mA 이하이며, (6) 출력 전력은 10mW(10dBm) 이하이며, (7) 휴대폰, 시계, 스포츠, 헬스케어, 센서, 기기제어 등의 어플리케이션에 주로 사용된다.
상기 서버 장치(120)는 다른 장치와의 관계에서 클라이언트 장치로 동작할 수 있고, 상기 클라이언트 장치는 다른 장치와의 관계에서 서버 장치로 동작할 수 있다. 즉, BLE 통신 시스템에서 어느 하나의 장치는 서버 장치 또는 클라이언트 장치로 동작하는 것이 가능하며, 필요한 경우, 서버 장치 및 클라이언트 장치로 동시에 동작하는 것도 가능하다.
상기 서버 장치(120)는 데이터 서비스 장치(Data Service Device), 슬레이브 디바이스(slave device) 디바이스, 슬레이브(slave), 서버, 컨덕터(Conductor), 호스트 디바이스(Host Device), 게이트웨이(Gateway), 센싱 장치(Sensing Device), 모니터링 장치(monitoring device), 제 1 디바이스, 제 2 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
상기 클라이언트 디바이스(110)는 마스터 디바이스(master device), 마스터(master), 클라이언트, 멤버(Member), 센서 디바이스, 싱크 디바이스(Sink Device), 콜렉터(Collector), 제 3 디바이스, 제 4 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
서버 장치와 클라이언트 장치는 상기 무선 통신 시스템의 주요 구성요소에 해당하며, 상기 무선 통신 시스템은 서버 장치 및 클라이언트 장치 이외에도 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
상기 서버 장치는 클라이언트 장치로부터 데이터를 제공 받고, 클라이언트 장치와 직접 통신을 수행함으로써, 클라이언트 장치부터 데이터 요청을 수신하는 경우, 응답을 통해 클라이언트 장치로 데이터를 제공하는 장치를 말한다.
또한, 상기 서버 장치는 클라이언트 장치로 데이터 정보를 제공하기 위해 클라이언트 장치에게 알림/통지(Notification) 메시지, 지시(Indication) 메시지를 보낸다. 또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치로 지시 메시지를 전송하는 경우, 상기 클라이언트로부터 상기 지시 메시지에 대응하는 확인(Confirm) 메시지를 수신한다.
또한, 상기 서버 장치는 알림, 지시, 확인 메시지들을 클라이언트 디바이스와 송수신하는 과정에서 출력부(Display Unit)을 통해서 사용자에게 데이터 정보를 제공하거나 입력부(User Input Interface)를 통해 사용자로부터 입력되는 요청을 수신할 수 있다.
또한, 상기 서버 장치는 상기 클라이언트 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리(memory unit)로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
또한, 하나의 서버 장치는 다수의 클라이언트 장치들과 연결될 수 있으며, 본딩(Bonding) 정보를 활용하여 클라이언트 장치들과 쉽게 재 연결(또는 접속)이 가능하다.
상기 클라이언트 장치 (120)는 서버 장치에게 데이터 정보 및 데이터 전송을 요청하는 장치를 말한다.
클라이언트 장치는 상기 서버 장치로부터 알림 메시지, 지시 메시지 등을 통해 데이터를 수신하고, 지시 메시지를 상기 서버 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 지시 메시지에 대한 응답으로 확인 메시지를 보낸다.
상기 클라이언트 장치도 마찬가지로 상기 서버 장치와 메시지들을 송수신하는 과정에서 출력부를 통해 사용자에게 정보를 제공하거나 입력부를 통해 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다.
또한, 상기 클라이언트 장치는 상기 서버 장치와 메시지를 송수신하는 과정에서 메모리로부터 데이터를 읽어 오거나 새로운 데이터를 해당 메모리에 쓸 수 있다.
상기 서버 장치 및 클라이언트 장치의 출력부, 입력부 및 메모리 등과 같은 하드웨어 구성요소에 대해서는 도 2에서 구체적으로 살펴보기로 한다.
또한, 상기 무선 통신 시스템은 블루투스 기술을 통해 개인 영역 네트워킹(Personal Area Networking:PAN)을 구성할 수 있다. 일 예로, 상기 무선 통신 시스템에서는 디바이스 간 개인적인 피코넷(private piconet)을 확립함으로써 파일, 서류 등을 신속하고 안전하게 교환할 수 있다.
도 2는 본 명세서에서 제안하는 방법들을 구현할 수 있는 디바이스의 내부 블록도의 일 예를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 서버 디바이스(110)는 출력부(Display Unit, 111), 입력부(User Input Interface, 112), 전력 공급부(Power Supply Unit, 113), 프로세서(Processor, 114), 메모리(Memory Unit, 115), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 116), 다른 통신 인터페이스(Other Interface, 117) 및 통신부(또는 송수신부, 118)를 포함한다.
상기 출력부(111), 입력부(112), 전력 공급부(113), 프로세서(114), 메모리(115), 블루투스 인터페이스(116), 다른 통신 인터페이스(117) 및 통신부(118)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.
또한, 클라이언트 디바이스(120)는 출력부(Display Unit, 121), 입력부(User Input Interface, 122), 전력 공급부(Power Supply Unit, 123), 프로세서(Processor, 124), 메모리(Memory Unit, 125), 블루투스 인터페이스(Bluetooth Interface, 126) 및 통신부(또는 송수신부, 127)를 포함한다.
상기 출력부(121), 입력부(122), 전력 공급부(123), 프로세서(124), 메모리(125), 블루투스 인터페이스(126), 및 통신부(127)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.
상기 블루투스 인터페이스(116,126)는 블루투스 기술을 이용하여 디바이스들 간의 요청/응답, 명령, 알림, 지시/확인 메시지 등 또는 데이터 전송이 가능한 유닛(또는 모듈)을 말한다.
상기 메모리(115,125)는 다양한 종류의 디바이스에 구현되는 유닛으로서, 다양한 종류의 데이터가 저장되는 유닛을 말한다.
상기 프로세서(114,124)는 서버 디바이스(110) 또는 클라이언트 디바이스(120)의 전반적인 동작을 제어하는 모듈을 말하며, 블루투스 인터페이스 및 다른 통신 인터페이스로 메시지를 전송 요청 및 수신받은 메시지를 처리하도록 제어한다.
상기 프로세서(114,124)는 제어부, 제어 유닛(Control Unit), 컨트롤러 등으로 표현될 수 있다.
상기 프로세서(114,124)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다.
상기 프로세서(114,124)는 서버 디바이스(110)로부터 광고(Advertising) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스(110)로 스캔 요청(Scan Request) 메시지를 전송하고, 상기 서버 디바이스(110)로부터 상기 스캔 요청에 대한 응답으로 스캔 응답(Scan Response) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스(110)와 블루투스 연결 설정을 위해 상기 서버 디바이스(110)로 연결 요청(Connect Request) 메시지를 전송하도록 상기 통신부를 제어한다.
또한, 상기 프로세서(114,124)는 상기 연결 절차를 통해 블루투스 LE 커넥션(Connection)이 형성된 이후, 상기 서버 디바이스(110)로부터 속성 프로토콜을 이용하여 데이터를 읽어오거나(Read), 기록(Write)할 수 있도록 상기 통신부를 제어한다.
상기 메모리(115,125)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.
상기 통신부(118,127)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
상기 메모리(115,125)는 프로세서(114,124) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(114,124)와 연결될 수 있다.
상기 출력부(111,121)는 디바이스의 상태 정보 및 메시지 교환 정보 등을 화면을 통해서 사용자에게 제공하기 위한 모듈을 말한다.
상기 전력 공급부(전원 공급부, 113, 123)는 제어부의 제어 하에 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급해주는 모듈을 말한다.
앞에서 살핀 것처럼, BLE 기술에서는 작은 duty cycle을 가지며, 저속의 데이터 전송률을 통해 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸다.
구체적으로, 도 3은 블루투스 LE(Low Energy)의 아키텍처의 일 예를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, BLE 구조는 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작가능한 컨트롤러 스택(Controller stACK)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작가능한 호스트 스택(Host stACK)을 포함한다.
상기 Controller stack은 Controller로 호칭될 수도 있으나, 앞서 도 2에서 언급한 디바이스 내부 구성요소인 프로세서와의 혼동을 피하기 위해 이하에서는 Controller stACK으로 표현하기로 한다.
먼저, 컨트롤러 스택은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈과, 예를 들어, 마이크로프로세서와 같은 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있는 프로세서 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.
호스트 스택은 프로세서 모듈 상에서 작동되는 OS의 일부로서, 또는 OS 위의 패키지(package)의 인스턴스 생성(instantiation)으로서 구현될 수 있다.
일부 사례들에서, 컨트롤러 스택 및 호스트 스택은 프로세서 모듈 내의 동일한 프로세싱 디바이스 상에서 작동 또는 실행될 수 있다.
호스트 스택은 GAP(Generic Access Profile,310), GATT based Profiles(320), GATT(Generic Attribute Profile,330), ATT(Attribute Protocol,340), SM(Security Manage,350), L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,360)을 포함한다. 다만, 호스트 스택은 이것으로 한정되지는 않고 다양한 프로토콜들 및 프로파일들을 포함할 수 있다.
호스트 스택은 L2CAP을 사용하여 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 다중화(multiplexing)한다.
먼저, L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol,360)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공한다.
L2CAP은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.
BLE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 사용한다.
반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다.
SM(Security Manager,350)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜이다.
ATT(Attribute Protocol,340)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.
즉, (1) 요청(Request) 및 응답(Response) 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보를 요청하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송되는 메시지를 말한다.
(2)Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.
(3)Notification 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, 클라이언트 디바이스는 Notification 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송하지 않는다.
(4)Indication 및 Confirm 메시지: 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 이벤트 등과 같은 통지를 위해 전송하는 메시지로, Notification 메시지와는 달리, 클라이언트 디바이스는 Indication 메시지에 대한 확인 메시지를 서버 디바이스로 전송한다.
GAP(Generic Access Profile)는 BLE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, BLE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.
또한, GAP는 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.
(1)Service : 데이터와 관련된 behavior의 조합으로 디바이스의 기본적인 동작을 정의
(2)Include : 서비스 사이의 관계를 정의
(3)Characteristics : 서비스에서 사용되는 data 값
(4)Behavior : UUID(Universal Unique Identifier, value type)로 정의된 컴퓨터가 읽을 수 있는 포맷
GATT-based Profiles은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 BLE 디바이스에 적용된다. GATT-based Profiles은 Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, Object Delivery Service 등일 수 있다. GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.
Battery : 배터리 정보 교환 방법
Time : 시간 정보 교환 방법
FindMe : 거리에 따른 알람 서비스 제공
Proximity : 배터리 정보 교환 방법
Time : 시간 정보 교환 방법
GATT는 서비스들의 구성 시에 ATT가 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, GATT는 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.
따라서, GATT 및 ATT는 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.
컨트롤러(Controller) 스택은 물리 계층(Physical Layer,390), 링크 계층(Link Layer,380) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface,370)를 포함한다.
물리 계층(무선 송수신 모듈,390)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.
링크 계층(380)은 블루투스 패킷을 전송하거나 수신한다.
또한, 링크 계층은 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 42bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.
HCI(Host Controller Interface)는 Host 스택과 Controller 스택 사이의 인터페이스를 제공하여, Host 스택에서 command와 Data를 Controller 스택으로 제공하게 하며, Controller 스택에서 event와 Data를 Host 스택으로 제공하게 해준다.
이하에서, 블루투스 저전력 에너지(Bluetooth Low Energy:BLE) 기술의 절차(Procedure)들에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
BLE 절차는 디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure), 광고 절차(Advertising Procedure), 스캐닝 절차(Scanning Procedure), 디스커버링 절차(Discovering Procedure), 연결 절차(Connecting Procedure) 등으로 구분될 수 있다.
디바이스 필터링 절차(Device Filtering Procedure)
디바이스 필터링 절차는 컨트롤러 스택에서 요청, 지시, 알림 등에 대한 응답을 수행하는 디바이스들의 수를 줄이기 위한 방법이다.
모든 디바이스에서 요청 수신 시, 이에 대해 응답하는 것이 불필요하기 때문에, 컨트롤러 스택은 요청을 전송하는 개수를 줄여서, BLE 컨트롤러 스택에서 전력 소비가 줄 수 있도록 제어할 수 있다.
광고 디바이스 또는 스캐닝 디바이스는 광고 패킷, 스캔 요청 또는 연결 요청을 수신하는 디바이스를 제한하기 위해 상기 디바이스 필터링 절차를 수행할 수 있다.
여기서, 광고 디바이스는 광고 이벤트를 전송하는 즉, 광고를 수행하는 디바이스를 말하며, 광고자(Advertiser)라고도 표현된다.
스캐닝 디바이스는 스캐닝을 수행하는 디바이스, 스캔 요청을 전송하는 디바이스를 말한다.
BLE에서는, 스캐닝 디바이스가 일부 광고 패킷들을 광고 디바이스로부터 수신하는 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 상기 광고 디바이스로 스캔 요청을 전송해야 한다.
하지만, 디바이스 필터링 절차가 사용되어 스캔 요청 전송이 불필요한 경우, 상기 스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 전송되는 광고 패킷들을 무시할 수 있다.
연결 요청 과정에서도 디바이스 필터링 절차가 사용될 수 있다. 만약, 연결 요청 과정에서 디바이스 필터링이 사용되는 경우, 연결 요청을 무시함으로써 상기 연결 요청에 대한 응답을 전송할 필요가 없게 된다.
광고 절차(Advertising Procedure)
광고 디바이스는 영역 내 디바이스들로 비지향성의 브로드캐스트를 수행하기 위해 광고 절차를 수행한다.
여기서, 비지향성의 브로드캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트가 아닌 전(모든) 방향으로의 브로드캐스트를 말한다.
이와 달리, 지향성 브로드 캐스트는 특정 방향으로의 브로드캐스트를 말한다. 비지향성 브로드캐스트는 광고 디바이스와 리스닝(또는 청취) 상태에 있는 디바이스(이하, 리스닝 디바이스라 한다.) 간에 연결 절차 없이 발생한다.
광고 절차는 근처의 개시 디바이스와 블루투스 연결을 확립하기 위해 사용된다.
또는, 광고 절차는 광고 채널에서 리스닝을 수행하고 있는 스캐닝 디바이스들에게 사용자 데이터의 주기적인 브로드캐스트를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
광고 절차에서 모든 광고(또는 광고 이벤트)는 광고 물리 채널을 통해 브로드캐스트된다.
광고 디바이스들은 광고 디바이스로부터 추가적인 사용자 데이터를 얻기 위해 리스닝을 수행하고 있는 리스닝 디바이스들로부터 스캔 요청을 수신할 수 있다. 광고 디바이스는 스캔 요청을 수신한 광고 물리 채널과 동일한 광고 물리 채널을 통해, 스캔 요청을 전송한 디바이스로 스캔 요청에 대한 응답을 전송한다.
광고 패킷들의 일 부분으로서 보내지는 브로드캐스트 사용자 데이터는 동적인 데이터인 반면에, 스캔 응답 데이터는 일반적으로 정적인 데이터이다.
광고 디바이스는 광고 (브로드캐스트) 물리 채널 상에서 개시 디바이스로부터 연결 요청을 수신할 수 있다. 만약, 광고 디바이스가 연결 가능한 광고 이벤트를 사용하였고, 개시 디바이스가 디바이스 필터링 절차에 의해 필터링 되지 않았다면, 광고 디바이스는 광고를 멈추고 연결 모드(connected mode)로 진입한다. 광고 디바이스는 연결 모드 이후에 다시 광고를 시작할 수 있다.
스캐닝 절차(Scanning Procedure)
스캐닝을 수행하는 디바이스 즉, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 사용하는 광고 디바이스들로부터 사용자 데이터의 비지향성 브로드캐스트를 청취하기 위해 스캐닝 절차를 수행한다.
스캐닝 디바이스는 광고 디바이스로부터 추가적인 데이터를 요청 하기 위해, 광고 물리 채널을 통해 스캔 요청을 광고 디바이스로 전송한다. 광고 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 스캐닝 디바이스에서 요청한 추가적인 데이터를 포함하여 상기 스캔 요청에 대한 응답인 스캔 응답을 전송한다.
상기 스캐닝 절차는 BLE 피코넷에서 다른 BLE 디바이스와 연결되는 동안 사용될 수 있다.
만약, 스캐닝 디바이스가 브로드캐스트되는 광고 이벤트를 수신하고, 연결 요청을 개시할 수 있는 개시자 모드(initiator mode)에 있는 경우, 스캐닝 디바이스는 광고 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 광고 디바이스와 블루투스 연결을 시작할 수 있다.
스캐닝 디바이스가 광고 디바이스로 연결 요청을 전송하는 경우, 스캐닝 디바이스는 추가적인 브로드캐스트를 위한 개시자 모드 스캐닝을 중지하고, 연결 모드로 진입한다.
디스커버링 절차(Discovering Procedure)
블루투스 통신이 가능한 디바이스(이하, '블루투스 디바이스'라 한다.)들은 근처에 존재하는 디바이스들을 발견하기 위해 또는 주어진 영역 내에서 다른 디바이스들에 의해 발견되기 위해 광고 절차와 스캐닝 절차를 수행한다.
디스커버링 절차는 비대칭적으로 수행된다. 주위의 다른 디바이스를 찾으려고 하는 블루투스 디바이스를 디스커버링 디바이스(discovering device)라 하며, 스캔 가능한 광고 이벤트를 광고하는 디바이스들을 찾기 위해 리스닝한다. 다른 디바이스로부터 발견되어 이용 가능한 블루투스 디바이스를 디스커버러블 디바이스(discoverable device)라 하며, 적극적으로 광고 (브로드캐스트) 물리 채널을 통해 다른 디바이스가 스캔 가능하도록 광고 이벤트를 브로드캐스트한다.
디스커버링 디바이스와 디스커버러블 디바이스 모두 피코넷에서 다른 블루투스 디바이스들과 이미 연결되어 있을 수 있다.
연결 절차(Connecting Procedure)
연결 절차는 비대칭적이며, 연결 절차는 특정 블루투스 디바이스가 광고 절차를 수행하는 동안 다른 블루투스 디바이스는 스캐닝 절차를 수행할 것을 요구한다.
즉, 광고 절차가 목적이 될 수 있으며, 그 결과 단지 하나의 디바이스만 광고에 응답할 것이다. 광고 디바이스로부터 접속 가능한 광고 이벤트를 수신한 이후, 광고 (브로트캐스트) 물리 채널을 통해 광고 디바이스로 연결 요청을 전송함으로써 연결을 개시할 수 있다.
다음으로, BLE 기술에서의 동작 상태 즉, 광고 상태(Advertising State), 스캐닝 상태(Scanning State), 개시 상태(Initiating State), 연결 상태(connection state)에 대해 간략히 살펴보기로 한다.
광고 상태(Advertising State)
링크 계층(LL)은 호스트 (스택)의 지시에 의해, 광고 상태로 들어간다. 링크 계층이 광고 상태에 있을 경우, 링크 계층은 광고 이벤트들에서 광고 PDU(Packet Data Unit)들을 전송한다.
각각의 광고 이벤트는 적어도 하나의 광고 PDU들로 구성되며, 광고 PDU들은 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 전송된다. 광고 이벤트는 광고 PDU가 사용되는 광고 채널 인덱스들을 통해 각각 전송되었을 경우, 종료되거나 광고 디바이스가 다른 기능 수행을 위해 공간을 확보할 필요가 있을 경우 좀 더 일찍 광고 이벤트를 종료할 수 있다.
스캐닝 상태(Scanning State)
링크 계층은 호스트 (스택)의 지시에 의해 스캐닝 상태로 들어간다. 스캐닝 상태에서, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들을 리스닝한다.
스캐닝 상태에는 수동적 스캐닝(passive scanning), 적극적 스캐닝(active scanning)의 두 타입이 있으며, 각 스캐닝 타입은 호스트에 의해 결정된다.
스캐닝을 수행하기 위한 별도의 시간이나 광고 채널 인덱스가 정의되지는 않는다.
스캐닝 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우(scanWindow) 구간(duration) 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다. 스캔인터벌(scanInterval)은 두 개의 연속적인 스캔 윈도우의 시작점 사이의 간격(인터벌)으로서 정의된다.
링크 계층은 스케쥴링의 충돌이 없는 경우, 호스트에 의해 지시되는 바와 같이 스캔윈도우의 모든 스캔인터벌 완성을 위해 리스닝해야한다. 각 스캔윈도우에서, 링크 계층은 다른 광고 채널 인덱스를 스캔해야한다. 링크 계층은 사용 가능한 모든 광고 채널 인덱스들을 사용한다.
수동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 단지 패킷들만 수신하고, 어떤 패킷들도 전송하지 못한다.
능동적인 스캐닝일 때, 링크 계층은 광고 디바이스로 광고 PDU들과 광고 디바이스 관련 추가적인 정보를 요청할 수 있는 광고 PDU 타입에 의존하기 위해 리스닝을 수행한다.
개시 상태(Initiating State)
링크 계층은 호스트(스택)의 지시에 의해 개시 상태로 들어간다.
링크 계층이 개시 상태에 있을 때, 링크 계층은 광고 채널 인덱스들에 대한 리스닝을 수행한다.
개시 상태 동안, 링크 계층은 스캔윈도우 구간 동안 광고 채널 인덱스를 리스닝한다.
연결 상태(connection state)
링크 계층은 연결 요청을 수행하는 디바이스 즉, 개시 디바이스가 CONNECT_REQ PDU를 광고 디바이스로 전송할 때 또는 광고 디바이스가 개시 디바이스로부터 CONNECT_REQ PDU를 수신할 때 연결 상태로 들어간다.
연결 상태로 들어간 이후, 연결이 생성되는 것으로 고려된다. 다만, 연결이 연결 상태로 들어간 시점에서 확립되도록 고려될 필요는 없다. 새로 생성된 연결과 기 확립된 연결 간의 유일한 차이는 링크 계층 연결 감독 타임아웃(supervision timeout) 값뿐이다.
두 디바이스가 연결되어 있을 때, 두 디바이스들은 다른 역할로 활동한다.
마스터 역할을 수행하는 링크 계층은 마스터로 불리며, 슬레이브 역할을 수행하는 링크 계층은 슬레이브로 불린다. 마스터는 연결 이벤트의 타이밍을 조절하고, 연결 이벤트는 마스터와 슬레이브 간 동기화되는 시점을 말한다.
이하에서, 블루투스 인터페이스에서 정의되는 패킷에 대해 간략히 살펴보기로 한다. BLE 디바이스들은 하기에서 정의되는 패킷들을 사용한다.
패킷 포맷(Packet Format)
링크 계층(Link Layer)은 광고 채널 패킷과 데이터 채널 패킷 둘 다를 위해 사용되는 단지 하나의 패킷 포맷만을 가진다.
각 패킷은 프리앰블(Preamble), 접속 주소(Access Address), PDU 및 CRC 4개의 필드로 구성된다.
하나의 패킷이 광고 물리 채널에서 송신될 때, PDU는 광고 채널 PDU가 될 것이며, 하나의 패킷이 데이터 물리 채널에서 전송될 때, PDU는 데이터 채널 PDU가 될 것이다.
광고 채널 PDU(Advertising Channel PDU)
광고 채널 PDU(Packet Data Unit)는 16비트 헤더와 다양한 크기의 페이로드를 가진다.
헤더에 포함되는 광고 채널 PDU의 PDU 타입 필드는 하기 표 1에서 정의된 바와 같은 PDU 타입을 나타낸다.
Figure PCTKR2020002557-appb-T000001
광고 PDU(Advertising PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입들은 광고 PDU로 불리고 구체적인 이벤트에서 사용된다.
ADV_IND: 연결 가능한 비지향성 광고 이벤트
ADV_DIRECT_IND: 연결 가능한 지향성 광고 이벤트
*ADV_NONCONN_IND: 연결 가능하지 않은 비지향성 광고 이벤트
ADV_SCAN_IND: 스캔 가능한 비지향성 광고 이벤트
상기 PDU들은 광고 상태에서 링크 계층(Link Layer)에서 전송되고, 스캐닝 상태 또는 개시 상태(Initiating State)에서 링크 계층에 의해 수신된다.
스캐닝 PDU(Scanning PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입은 스캐닝 PDU로 불리며, 하기에서 설명되는 상태에서 사용된다.
SCAN_REQ: 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
SCAN_RSP: 광고 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 스캐닝 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
개시 PDU(Initiating PDU)
아래 광고 채널 PDU 타입은 개시 PDU로 불린다.
CONNECT_REQ: 개시 상태에서 링크 계층에 의해 전송되며, 광고 상태에서 링크 계층에 의해 수신된다.
데이터 채널 PDU(Data Channel PDU)
데이터 채널 PDU는 16 비트 헤더, 다양한 크기의 페이로드를 가지고, 메시지 무결점 체크(Message Integrity Check:MIC) 필드를 포함할 수 있다.
앞에서 살펴본, BLE 기술에서의 절차, 상태, 패킷 포맷 등은 본 명세서에서 제안하는 방법들을 수행하기 위해 적용될 수 있다.
도 4는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.
구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치 간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고받는 방법을 정의한 것이다.
일반적으로, 페리페럴(Peripheral) 장치(예를 들면, 센서 장치)가 GATT 서버(Server)역할을 하며, 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 대한 정의를 가지고 있다.
데이터를 읽거나 쓰기 위해서 GATT 클라이언트는 GATT 서버로 데이터 요청을 보내게 되며, 모든 동작(Transaction)은 GATT client에서 시작되어 GATT 서버로부터 응답을 받게 된다.
블루투스 LE에서 사용하는 GATT 기반 동작구조는 프로파일(Profile), 서비스(Service), 특성(Characteristic)에 기초하며, 상기 도 5와 같은 수직 구조를 이룰 수 있다.
상기 프로파일(Profile) 하나 또는 그 이상의 서비스들로 구성되어 있으며, 상기 서비스는 하나 이상의 특성 또는 다른 서비스들로 구성되어 있을 수 있다.
상기 서비스(Service)는 데이터를 논리적인 단위로 나누는 역할을 하며 하나 이상의 특성(Characteristic) 또는 다른 서비스들을 포함하고 있을 수 있다. 각 서비스는 UUID(Universal Unique Identifier)라 불리는 16bit 또는 128bit의 구분자를 가지고 있다.
상기 특성(Characteristic)은 GATT 기반 동작 구조에서 가장 하위 단위이다. 상기 특성은 단 하나의 데이터를 포함하며, 상기 서비스와 유사하게 16 bit 또는 128 bit의 UUID를 가지고 있다.
상기 특성은 여러 가지 정보들의 값으로 정의되고, 각각의 정보를 담기 위해서 속성(Attribute)을 하나씩 필요로 한다. 상기 특성 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.
상기 속성(Attribute)은 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 갖는다.
- handle: 속성의 주소
- Type: 속성의 유형
- Value: 속성의 값
- Permission: 속성에 대한 접근 권한
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
서버는 클라이언트로 3개의 광고 채널을 통해 광고 메시지를 전송한다(S5010).
서버는 연결 전에는 광고자(Advertiser)로 호칭될 수 있고, 연결 이후에는 마스터(Master)로 호칭될 수 있다. 상기 서버의 일 예로, 센서(온도 센서 등)이 있을 수 있다.
또한, 클라이언트는 연결 전에는 스캐너(Scanner)로 호칭될 수 있고, 연결 이후에는 슬레이브(Slave)로 호칭될 수 있다. 클라이언트의 일 예로 스마트 폰 등이 있을 수 있다.
앞에서 살펴본 것처럼, 블루투스는 2.4GHz 밴드를 통해 총 40개의 채널로 나뉘어 통신을 한다. 40개의 채널 중 3개의 채널은 광고 채널로써, 각종 광고 패킷(Advertising Packet)을 비롯하여 연결을 맺기 위해 주고 받는 패킷들의 교환에 이용된다.
나머지 37개의 채널들은 데이터 채널로 연결 이후의 데이터 교환에 이용된다.
상기 클라이언트는 상기 광고 메시지를 수신한 후, 상기 서버로 추가적인 데이터(예: 서버 디바이스 이름 등)을 획득하기 위해 서버로 스캔 요청 메시지(Scan Request message)를 전송할 수 있다.
이 경우, 상기 서버는 상기 클라이언트로 스캔 요청 메시지(Scan Request message)에 대한 응답으로 추가적인 데이터를 포함하는 스캔 응답 메시지(Scan Response message)를 전송한다.
여기서, 스캔 요청 메시지(Scan Request message) 및 스캔 응답 메시지(Scan Response message)는 광고 패킷의 한 종료로써, 광고 패킷은 31 bytes 이하의 사용자 데이터(User Data)만을 포함할 수 있다.
따라서, 데이터의 크기가 3 bytes보다 크지만, 연결까지 맺어서 데이터를 보내기에는 오버헤드가 큰 데이터가 존재하는 경우, 스캔 요청 메시지/스캔 응답 메시지를 이용하여 두번에 걸쳐서 데이터를 나눠 보낸다.
다음, 클라이언트는 서버와 블루투스 연결 설정을 위한 연결 요청 메시지(Connection Request message)를 서버로 전송한다(S5020).
이를 통해, 서버와 클라이언트 간에 Link Layer(LL) 연결이 형성(establish)된다.
이후, 서버와 클라이언트는 보안 설립 절차를 수행한다.
보안 설립 절차는 보안 심플 페어링(Secure Simple Pairing)으로 해석되거나 이를 포함하여 수행될 수 있다.
즉, 보안 설립 절차는 페이즈(Phase) 1 단계 내지 페이즈 3 단계를 거쳐 수행될 수 있다.
구체적으로, 서버와 클라이언트 간에 페어링 절차(페이즈 1)를 수행한다(S5030).
페어링 절차는 클라이언트가 서버로 페어링 요청 메시지(Pairing Request message)를 전송하고, 서버가 클라이언트로 페어링 응답 메시지(Pairing Response message)를 전송한다.
페어링 절차를 통해서 장치간 인증 요건(authentication requirements)과 인풋/아웃풋 능력(I(Input)/O(Output) capabilities)과 키 사이즈(Key Size)정보를 주고 받는다. 이 정보를 통해 페이즈 2에서 어떤 키(Key) 생성 방법을 사용할지 결정하게 된다.
다음, 페이즈 2로서, 서버와 클라이언트 간에 레거시 페어링(Legacy pairing) 또는 보안 연결(Secure Connections)을 수행한다(S5040).
페이즈 2에서 레거시 페어링을 수행하는 128bits의 임시 키(Temporary Key) 및 쇼트 텀 키(Short Term Key(STK))를 생성한다.
- 임시 키(Temporary Key): STK를 생성하기 위해 만들어진 Key
- 쇼트 텀 키(Short Term Key(STK)): 기기간 암호화된 연결(Encrypted connection)을 만드는데 사용되는 Key 값
만약, 페이즈 2에서 보안 연결을 수행하는 경우, 128 bit의 롱 텀 키(Long Term Key(LTK))를 생성한다.
- 롱 텀 키(Long Term Key(LTK)): 기기간 암호화된 연결뿐만 아니라 추후의 연결에서도 사용되는 Key 값
다음, 페이즈 3으로서, 서버와 클라이언트 간에 키 분배(Key Distribution) 절차를 수행한다(S5050).
이를 통해, 서버와 클라이언트간에 보안 연결이 확립되고, 암호화된 링크를 형성하여 데이터를 송수신할 수 있게 된다.
블루투스 저전력(Bluetooth Low Energy)기술을 사용하여 두 디바이스 간의 연결을 형성하기 위한 절차는 다음과 같다. 상기 두 디바이스는 UI(user interface)가 존재하는 디바이스일 수 있다.
두 디바이스 중 하나의 디바이스인 Peripheral 디바이스(이하, 주변 디바이스)가 광고 메시지(Advertising message)을 통해 자신의 주소(address)를 다른 하나의 디바이스인 central 디바이스(이하, 센트럴 디바이스)로 알려 준다.
다음, 상기 센트럴 디바이스는 상기 광고 메시지에 포함된 데이터 패킷을 스캔(scan)하고, 상기 광고 메시지에 포함된 주소를 획득한다.
마지막으로, 상기 센트럴 디바이스는 획득된 상기 주소에 기초하여 상기 주변 기기로 연결을 요청하고, 두 디바이스 간의 연결이 형성된다.
이 때, 상기 두 디바이스간의 연결이 형성된 이후, 상기 연결 형성에 사용된 두 디바이스 각각의 주소가 각 디바이스의 화이트 리스트(Whitelist)에 저장될 지 여부는 각 디바이스의 호스트의 선택에 따라 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 각 디바이스의 화이트 리스트에 상대방 디바이스의 주소가 각각 저장된 경우, 두 디바이스 간의 연결이 해지된 후, 연결을 재형성할 때 상기 저장된 주소가 사용될 수 있다.
반대로, 각 디바이스의 화이트 리스트에 상대방 디바이스의 주소가 각각 저장되지 않은 경우, 두 디바이스 간의 연결이 해지된 후, 연결을 재형성할 때 마다 앞서 설명한 두 디바이스 간의 연결을 형성하기 위한 절차를 반복해야 한다.
앞서 설명한 두 디바이스 간의 연결을 형성하기 위한 절차와는 달리, 연결을 형성하고자 하는 두 디바이스에 UI가 없을 수 있다. 이 경우, 상기 두 디바이스간의 연결이 형성되기 위해서는, 제어 디바이스의 역할을 수행하는 제 3 디바이스가 상기 두 디바이스를 제어해야 할 수 있다. 이하에서, 상기 제 3 디바이스는 연결 관리자(Connection Manager)로 호칭될 수 있다.
제어 디바이스의 역할을 수행하는 제 3 디바이스가 UI가 없는 두 디바이스 간의 연결을 제어하는 기술은 Easy pairing 으로 호칭될 수 있다. 이하에서, 제 3 디바이스는 제어 디바이스로 호칭될 수 있다.
앞서 설명한 Easy pairing기술을 통하여 UI가 없는 두 디바이스 간의 초기 연결이 형성된 경우, 상기 초기 연결은 특정한 상황에 따라서 해지될 수 있다. 이 때, 상기 두 디바이스가 해지된 연결을 재형성할 경우, 상기 두 디바이스의 연결 형성을 제어하기 위한 제어 디바이스가 존재하지 않을 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 초기 연결을 형성했던 상대방 디바이스의 주소가 상기 두 디바이스 각각의 화이트 리스트에 저장(cache)되어 있지 않으면, 상기 두 디바이스는 제어 디바이스의 제어 없이는 해지된 연결을 재형성할 수 없는 문제점이 있다.
본 명세서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제어 디바이스가 타 기기간의 연결 형성을 제어하는 방법 및 이에 대한 장치에 관한 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 명세서는 제어 디바이스에 의하여 초기 연결을 형성한 디바이스가, 상기 초기 연결이 해지(release)된 경우에, 상기 제어 디바이스의 제어 없이도 해지된 연결을 재형성 할 수 잇는 방법 및 이에 대한 장치에 관한 것이다.
이하에서, 설명의 편의를 위해, 제어 디바이스가 제어하는 타 기기들은 제 1 디바이스, 제 2 디바이스 등으로 표현될 수 있다.
도 6은 제어 디바이스가 두 디바이스간의 연결 형성을 제어하는 동작의 일 예를 나타낸 도이다.
연결 관리자(Connection Manager)인 EPS(easy pairing service) 클라이언트 디바이스(Central)(601)는 EPS 서버 디바이스로 동작하는 두 디바이스들(602, 603)(Peripheral)로부터 광고 메시지를 수신한다(611, 621). 상기 광고메시지는 페어링(pairing) 및 연결 정보를 포함할 수 있다. 상기 EPS 클라이언트 디바이스는 상기 두 디바이스들의 연결을 제어하는 제어 디바이스일 수 있다.
상기 EPS 클라이언트 디바이스(601)은 상기 두 디바이스로 연결 요청을 하고, 상기 두 디바이스와 각각 연결을 형성할 수 있다(612,622). 이 때, 상기 EPS 클라이언트 디바이스의 상기 두 디바이스로의 연결 요청은 동시에 수행될 수 있다.
상기 EPS 클라이언트 디바이스는 상기 두 디바이스들 중에서 나머지 하나의 디바이스 보다 성능이 우수하고, 전력공급이 원활한 디바이스를 센트럴 디바이스로 결정한다. 상기 EPS 클라이언트 디바이스는 EPS 서버 디바이스로부터 수신한 광고 메시지에 기초하여 상기 두 디바이스들 중에서 센트럴 디바이스로 동작할 디바이스를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광고 메시지에는 EPS 서버 디바이스의 능력 정보(capability information) 등이 포함될 수 있고, 상기 EPS 클라이언트 디바이스는 상기 광고 메시지에 포함된 능력 정보 등에 기초하여 센트럴 디바이스를 결정할 수 있다. 이후, 상기 EPS 클라이언트 디바이스는 상기 센트럴 디바이스와 LE 센트럴 제어 절차(Central Control Procedure)를 수행한다. 상기 LE 센트럴 제어 절차는 상기 EPS 클라이언트 디바이스가 상기 EPS 서버 디바이스들 중 이후 연결 형성 절차에서 센트럴 디바이스 역할을 하게 되는 디바이스로 연결 형성을 위한 명령들을 지시하는 절차를 의미할 수 있다.
상기 EPS 클라이언트 디바이스는 상기 두 디바이스들 중에서 나머지 하나의 디바이스 보다 성능이 우수하지 못하고, 전력공급이 원활하지 않은 디바이스를 주변 디바이스(Peripheral)로 결정한다. 상기 EPS 클라이언트 디바이스는 EPS 서버 디바이스로부터 수신한 광고 메시지에 기초하여 상기 두 디바이스들 중에서 주변 디바이스로 동작할 디바이스를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광고 메시지에는 EPS 서버 디바이스의 능력 정보(capability information) 등이 포함될 수 있고, 상기 EPS 클라이언트 디바이스는 상기 광고 메시지에 포함된 능력 정보 등에 기초하여 주변 디바이스를 결정할 수 있다. 이후, 상기 EPS 클라이언트 디바이스는 상기 주변 디바이스와 LE 주변 디바이스 제어 절차(Peripheral Control Procedure)를 진행한다. 상기 LE 주변 디바이스 제어 절차는 상기 EPS 클라이언트 디바이스가 상기 EPS 서버 디바이스들 중 이후 연결 형성 절차에서 주변 디바이스 역할을 하게 되는 디바이스로 연결 형성을 위한 명령들을 지시하는 절차를 의미할 수 있다.
LE 센트럴 제어 절차를 수행하는 EPS 서버 디바이스는 다른 디바이스와 연결을 형성하는 절차에서 센트럴(Central) 디바이스의 역할을 수행한다. 또한, LE 주변 디바이스 제어 절차를 수행하는 EPS 서버 디바이스는 다른 디바이스와 연결을 형성하는 절차에서 주변 디바이스(Peripheral)의 역할을 수행한다.
상기 EPS 클라이언트 디바이스가 상기 두 EPS 서버 디바이스를 제어함에 따라, 두 EPS 서버 디바이스는 상기 EPS 클라이언트 디바이스에 의하여 결정된 역할에 기초하여 연결을 형성한다.
도 6에서 설명한 LE 센트럴 제어 절차는 EPS 서버 디바이스가 센트럴 역할을 지원하는 경우에 지원될 수 있다. 즉, EPS 서버 디바이스가 다른 EPS 서버 디바이스와의 연결 절차에서 센트럴 역할을 수행하는 경우, EPS 클라이언트 디바이스는 상기 EPS 서버 디바이스와 센트럴 제어 절차를 수행할 수 있다.
LE 센트럴 제어 절차는 EPS 서버 디바이스의 동작을 제어하기 위한 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 파라미터는 네 개의 필드로 구성될 수 있다. 특히 동작 필드는 EPS 서버 디바이스가 수행하도록 요청된 동작을 정의한다. 상기 동작 필드는 연결 형성, 주소 타입, 본딩 가능한 모드(bondable mode) 및 OOB(out of band) 데이터와 관련된다.
즉, LE 센트럴 제어 절차에서, EPS 클라이언트 디바이스는 EPS 서버 디바이스의 동작을 제어하기 위한 파라미터를 포함하는 메시지를 상기 EPS 서버 디바이스로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 수신한 EPS 서버 디바이스는 상기 EPS 클라이언트 디바이스로부터 수신한 파라미터에 기초하여 다른 EPS 서버 디바이스와의 연결 형성을 위한 동작을 수행할 수 있다.
도 7은 LE 센트럴 제어 절차에서 사용되는 파라미터의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7의 LE 센트럴 제어 절차에서 사용되는 파라미터(이하, LE 센트럴 제어 절차 파라미터)는 operations 필드, Peer Device ID 필드, Expire Time 필드 및 Peer Device IRK 필드를 포함한다(701). 상기 Peer Device IRK 필드는 임의의 주소로부터 peer 디바이스의 private address를 발생시키기 위해 사용된다.
상기 operations 필드는 16 비트로 구성된다. 상기 operations 필드는 Initiator Address 비트, Bonding procedure 비트, Secure Connection mode 비트, Connection establishment procedure 비트, Expire Time 비트 및 Peer Device IRK 비트를 포함한다(702). 각 비트 값들의 정의는 아래와 같다.
- Initiator Address: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 EPS 서버 디바이스의 주소를 Resolvable Private Address로 사용한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 EPS 서버 디바이스의 주소를 Public 또는 Static Identity Address로 사용한다.
- Bonding procedure: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 Bonding procedure를 수행한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 Bonding procedure를 수행하지 않는다.
- Secure Connection mode: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 오직 LE Secure Connection을 형성한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 LE Secure Connection을 형성하지 않는다.
- Connection establishment procedure: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 자동 연결 형성 절차를 수행한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 자동 연결 형성 절차를 수행하지 않는다.
- Expire Time: 비트가 1로 설정되면 LE 센트럴 제어 절차 파라미터에서 Expire time 필드가 존재한다. 이 외의 경우, LE 센트럴 제어 절차 파라미터에서 Expire time 필드가 제외된다.
- Peer Device IRK: 비트가 1로 설정되면 LE 센트럴 제어 절차 파라미터에서 Peer Device IRK 필드가 존재한다. 이 외의 경우, LE 센트럴 제어 절차 파라미터에서 Peer Device IRK 필드가 제외된다.
도 6에서 설명한 LE 주변 디바이스 제어 절차는 EPS 서버 디바이스가 주변 디바이스 역할을 지원하는 경우에 지원될 수 있다. 즉, EPS 서버 디바이스가 다른 EPS 서버 디바이스와의 연결 절차에서 주변 디바이스 역할을 수행하는 경우, EPS 클라이언트 디바이스는 상기 EPS 서버 디바이스와 LE 주변 디바이스 제어 절차를 수행할 수 있다.
LE 주변 디바이스 제어 절차는 EPS 서버 디바이스의 동작을 제어하기 위한 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 파라미터는 네 개의 필드로 구성될 수 있다. 특히 동작 필드는 EPS 서버 디바이스가 수행하도록 요청된 동작을 정의한다. 상기 동작 필드는 연결 형성, 주소 타입, 본딩 가능한 모드(bondable mode) 및 OOB(out of band) 데이터와 관련된다.
즉, LE 주변 디바이스 제어 절차에서, EPS 클라이언트 디바이스는 EPS 서버 디바이스의 동작을 제어하기 위한 파라미터를 포함하는 메시지를 상기 EPS 서버 디바이스로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 수신한 EPS 서버 디바이스는 상기 EPS 클라이언트 디바이스로부터 수신한 파라미터에 기초하여 다른 EPS 서버 디바이스와의 연결 형성을 위한 동작을 수행할 수 있다.
도 8은 LE 주변 디바이스 제어 절차에서 사용되는 파라미터의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8의 LE 주변 디바이스 제어 절차에서 사용되는 파라미터(이하, LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터)는 operations 필드, Peer Device ID 필드, Expire Time 필드 및 Peer Device IRK 필드를 포함한다(801).
상기 operations 필드는 16 비트로 구성된다. 상기 operations 필드는 Advertiser Address 비트, Bondable mode 비트, Secure Connection mode 비트, Discoverable mode 비트, Connectable mode 비트, Peer Device ID 비트, Expire Time 비트 및 Peer Device IRK 비트를 포함한다(802). 각 비트들의 역할은 아래와 같다.
- Advertiser Address: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 EPS 서버 디바이스의 주소를 Resolvable Private Address로 사용한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 EPS 서버 디바이스의 주소를 Public 또는 Static Identity Address로 사용한다.
- Bondable mode: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 Bondable mode에서 동작한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 Bondable mode에서 동작하지 않는다.
- Secure Connection mode: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 오직 LE Secure Connection을 수용(Accept)한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 LE Secure Connection을 수용(Accept)하지 않는다.
- Discoverable mode: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 제한된 Discoverable mode에서 동작한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 일반적인 Discoverable mode에서 동작한다.
- Connectable mode: 비트가 1로 설정되면 EPS 서버 디바이스는 지향성(directed) Connectable mode에서 동작한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스는 비지향성(undirected) Connectable mode에서 동작한다.
- Peer Device ID: 비트가 1로 설정되면 LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터에서 Peer Device ID 필드가 존재한다. 이 외의 경우, LE 주변 디바이스 제어 절차에서 Peer Device ID 필드가 제외된다.
- Expire Time: 비트가 1로 설정되면 LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터에서 Expire time 필드가 존재한다. 이 외의 경우, LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터에서 Expire time 필드가 제외된다.
- Peer Device IRK: 비트가 1로 설정되면 LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터에서 Peer Device IRK 필드가 존재한다. 이 외의 경우, LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터에서 Peer Device IRK 필드가 제외된다.
도 9는 제어 디바이스가 다른 디바이스의 간의 연결 형성을 제어하는 동작의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 제어 디바이스(901), 상기 제어 디바이스(901)가 제어하는 제 1 디바이스(902), 상기 제어 디바이스가 제어하는 제 3 디바이스(903)를 도시한다. 상기 제어디바이스(901)는 연결 관리자(Connection Manger)역할을 하는 EPS 클라이언트 디바이스 일 수 있다. 또한, 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903) 각각은 EPS 서버 디바이스일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 제어 디바이스(901)의 동작을 중심으로 설명하도록 한다.
제어 디바이스(901)는 제 1 디바이스(902)로부터 광고 메시지를 수신한다(S910). 상기 광고 메시지는 easy pairing 서비스와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 상기 제 1 디바이스(902)는 이후 제 2 디바이스(903)와의 연결 절차에서 센트럴 디바이스 역할(central)을 수행한다.
상기 제어 디바이스(901)는 상기 제 2 디바이스(903)로부터 광고 메시지를 수신한다(S910). 상기 광고 메시지는 easy pairing 서비스와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 상기 제 2 디바이스(903)는 이후 제 1 디바이스(902)와의 연결 절차에서 주변 디바이스(Peripheral) 역할을 수행한다.
다음, 상기 제어 디바이스(901)는 상기 제 1 디바이스(902)와 연결을 형성하기 위해 상기 제 1 디바이스(902)로 연결 요청 메시지를 전송한다(S920).
또한, 상기 제어 디바이스(901)는 상기 제 2 디바이스(903)와 연결을 형성하기 위해 상기 제 2 디바이스(903)로 연결 요청 메시지를 전송한다(S920).
상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제어 디바이스(901)는 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903)과 각각 연결을 형성할 수 있다. 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903)와의 연결을 동시에 형성될 수 있다.
다음, 상기 제어 디바이스(901)는 EP(easy pairing) 제어 동작(Control Operation)을 통해 상기 제 1 디바이스(902)는 센트럴 디바이스 역할을 하도록, 상기 제 2 디바이스(903)는 주변 디바이스 역할을 하도록 제어한다(S931, S932). 즉, 상기 제어 디바이스(901)는 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903) 역할을 지시하는 동작 코드(operation code)를 포함하는 메시지를 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903)로 각각 전송할 수 있다. 상기 동작 코드에 기초하여, 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903) 사이의 연결을 형성하기 위한 절차에서의 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903)의 역할이 결정될 수 있다. 상기 S931 단계는 LE 센트럴 제어 절차일 수 있고, 상기 S932 단계는 LE 주변 디바이스 제어 절차일 수 있다.
도 9에 도시되지는 않았지만, 상기 제어 디바이스(901)은 상기 제 1 디바이스(902)로 상기 제 2 디바이스(903)와의 연결을 지시하고, 상기 제 2 디바이스(903)로 상기 제 1 디바이스와(902)의 연결을 지시할 수 있다.
이후, 상기 제 2 디바이스(903)는 상기 제어 디바이스(901)가 설정한 역할에 기초하여 상기 제 1 디바이스(902)와의 연결 형성을 위해 광고 메시지를 전송한다(S940). 상기 광고메시지는 상기 제 1 디바이스(902)로 유니 캐스트 된 것일 수 있고(Connectable Directed), 또는 브로드캐스트 된 것일 수 있다(Connectable Undirected Advertisement).
이후, 상기 제 1 디바이스(902)는 상기 제 2 디바이스로(903)부터 수신한 광고 메시지에 포함된 광고 패킷(advertising packet)을 스캔하고, 상기 제 2 디바이스(903)로 연결을 요청하여 상기 제 2 디바이스(903)와 연결을 형성한다(S950). 상기 제 2 디바이스(903)로 연결을 요청하기 위해, 상기 제 1 디바이스(902)는 연결 형성을 요청하는 연결 요청 메시지를 상기 제 2 디바이스(903)으로 전송할 수 있다.
도 9에서 살펴본 것과 같이, UI가 존재하지 않는 디바이스들인 제 1 디바이스(902) 및 제 2 디바이스(903)사이에 연결을 형성하기 위해서는, 연결 관리자(Connection Manager)로 동작하는 제어 디바이스(901)가 필요하다. 상기 제어 디바이스(901)은 스크린(Screen) UI 또는 터치(touch) UI 등의 UI가 탑재된 디바이스일 수 있는데, 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903) 사이에 연결을 형성하고자 할 때, 상기 제어 디바이스(901)가 항상 존재하지 않을 수 있다. 즉, 상기 제어 디바이스(901)를 통하여 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903) 사이에 초기 연결이 되고, 상기 초기 연결이 해지되면, 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903) 사이의 연결이 재형성되어야 할 수 있다. 이 때, 상기 제어 디바이스(901)가 없이도 상기 제 1 디바이스(902) 및 상기 제 2 디바이스(903)사이에 연결이 재형성될 필요가 있다.
도 10 및 도 11은 본 명세서에서 제안하는 방법이 수행되는 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 10은 제어 디바이스(1001), 상기 제어 디바이스(1001)가 제어하는 제 1 디바이스(1002), 상기 제어 디바이스가 제어하는 제 3 디바이스(1003)를 도시한다. 상기 제어 디바이스(1001)는 연결 관리자(Connection Manger)역할을 하는 EPS 클라이언트 디바이스 일 수 있다. 또한, 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003) 각각은 EPS 서버 디바이스일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 제어 디바이스(1001)의 동작을 중심으로 설명하도록 한다.
제어 디바이스(1001)는 제 1 디바이스(902)로부터 광고 메시지를 수신한다(S1010). 상기 광고 메시지는 easy pairing 서비스와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 상기 제 1 디바이스(1002)는 이후 제 2 디바이스(1003)와의 연결 절차에서 센트럴 디바이스 역할(central)을 수행한다.
상기 제어 디바이스(1001)는 상기 제 2 디바이스(1003)로부터 광고 메시지를 수신한다(S1010). 상기 광고 메시지는 easy pairing 서비스와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 상기 제 2 디바이스(1003)는 이후 제 1 디바이스(1002)와의 연결 절차에서 주변 디바이스(Peripheral) 역할을 수행한다.
다음, 상기 제어 디바이스(1001)는 상기 제 1 디바이스(1002)와 연결을 형성하기 위해 상기 제 1 디바이스(1002)로 연결 요청 메시지를 하고, 상기 제어 디바이스(1001)는 상기 제 2 디바이스(1003)와 연결을 형성하기 위해 상기 제 2 디바이스(1003)로 연결 요청 메시지를 전송한다(S1020).
상기 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제어 디바이스(1001)는 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003)과 각각 연결을 형성할 수 있다. 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003)와의 연결을 동시에 형성될 수 있다.
다음, 상기 제어 디바이스(1001)는 EP(easy pairing) 제어 동작(Control Operation)을 통해 상기 제 1 디바이스(1002)는 센트럴 디바이스 역할을 하도록, 상기 제 2 디바이스(1003)는 주변 디바이스 역할을 하도록 제어한다(S1031, S1032). 즉, 상기 제어 디바이스(1001)는 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003) 역할을 지시하는 동작 코드(operation code)를 포함하는 메시지를 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003)로 각각 전송할 수 있다. 상기 동작 코드에 기초하여, 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003) 사이의 연결을 형성하기 위한 절차에서의 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003)의 역할이 결정될 수 있다.
이후, 상기 제어 디바이스(1001)는 동작 코드를 포함하는 메시지를 상기 제 1 디바이스(1002)로 전송한다(S1041, S1051). 상기 동작 코드는 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003) 사이의 연결이 해지된 경우, 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스 (1003) 사이의 연결의 재형성을 위해 사용될 수 있다.
상기 동작코드는 상대방 디바이스의 주소를 화이트 리스트(white list)에 저장하도록 지시하는 동작 코드 및 디바이스의 전원이 켜지면 상기 해지된 연결을 재형성하도록 지시하는 동작 코드를 포함할 수 있다.
다음, 상기 제어 디바이스(1001)는 동작 코드를 포함하는 메시지를 상기 제 2 디바이스(1003)로 전송한다(S1042, S1052). 상기 동작 코드는 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003) 사이의 연결이 해지된 경우, 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스 (1003) 사이의 연결의 재형성을 위해 사용될 수 있다.
상기 동작 코드는 상대방 디바이스의 주소를 화이트 리스트(white list)에 저장하도록 지시하는 동작코드 및 디바이스의 전원이 켜지면 상기 해지된 연결을 재형성하도록 지시하는 동작 코드를 포함할 수 있다.
상기 S1031, S1041, S1051 단계는 LE 센트럴 제어 절차일 수 있고, 상기 S1032, S1042, S1052 단계는 LE 주변 디바이스 제어 절차일 수 있다.
도 10에 도시되지는 않았지만, 상기 제어 디바이스(1001)은 상기 제 1 디바이스(1002)로 상기 제 2 디바이스(1003)와의 연결을 지시하고, 상기 제 2 디바이스(1003)로 상기 제 1 디바이스와(1002)의 연결을 지시할 수 있다.
이후, 상기 제 2 디바이스(1003)는 상기 제어 디바이스(1001)가 설정한 역할에 기초하여 상기 제 1 디바이스(1002)와의 연결 형성을 위해 광고 메시지를 전송한다(S1070). 상기 광고메시지는 상기 제 1 디바이스(902)로 유니캐스트 된 것일 수 있고(Connectable Directed), 또는 브로드캐스트 된 것일 수 있다(Connectable Undirected Advertisement).
이후, 상기 제 1 디바이스(1002)는 상기 제 2 디바이스로(1003)부터 수신한 광고 메시지에 포함된 광고 패킷(advertising packet)을 스캔하고, 상기 제 2 디바이스(1003)로 연결을 요청하여 상기 제 2 디바이스(1003)와 연결을 형성한다(S1070). 상기 제 2 디바이스(1003)로 연결을 요청하기 위해, 상기 제 1 디바이스(1002)는 연결 형성을 요청하는 연결 요청 메시지를 상기 제 2 디바이스(1003)으로 전송할 수 있다.
도 11은 제 1 디바이스(1002)와 제 2 디바이스(1003) 간의 연결이 해지된 후, 제어 디바이스(1001) 없이 상기 제 1 디바이스(1002)와 상기 제 2 디바이스(1003)사이에 연결이 재형성 되는 동작의 일 예이다.
도 11에서, 상기 제 1 디바이스(1002)와 상기 제 2 디바이스(1003) 간의 연결은 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003)의 전원이 OFF되어 해지된다. 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003)의 전원이 OFF되어 상기 제 1 디바이스(1002)와 상기 제 2 디바이스(1003) 간의 연결이 해지된 경우를 예시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 상기 제 1 디바이스(1002)와 상기 제 2 디바이스(1003) 간의 연결은 상기 제 1 디바이스(1002) 또는 상기 제 2 디바이스(1003) 중 적어도 하나의 디바이스의 전원이 OFF 됨으로써 해지될 수 있다.
전원이 OFF 된 상태에 있던 상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스는 특정한 시점에 전원이 ON 된다(S1110). 상기 제 1 디바이스(1002) 및 상기 제 2 디바이스(1003)는 상기 제어 디바이스로(1001)부터 수신한 디바이스의 전원이 켜지면 상기 해지된 연결을 재형성하도록 지시하는 동작 코드에 기초하여 연결 재형성 절차를 수행할 수 있다.
이 때, 센트럴 디바이스인 (Central) 상기 제 1 디바이스(1002)는 이니시이팅 상태 필터 정책(Initiating State Filter policy)에 기초하여, 화이트 리스트에 저장되어 있는 디바이스로부터 광고 메시지를 수신하면, 자동으로 광고 메시지를 전송한 디바이스와 이니시에이트(Initiate)를 진행할 수 있다. 또한, 주변 디바이스(Peripheral)인 상기 제 2 디바이스(1003) Peripheral)은 광고 상태 필터 정책(Advertising State Filter policy)에 기초하여 화이트 리스트에 저장되어 있는 디바이스로부터 연결 요청(Connection request)을 수신하면, 자동으로 연결 요청 메시지를 전송한 디바이스와 연결을 형성할 수 있다.
상기 제 2 디바이스(1003)는 디바이스의 상기 제어 디바이스(1001)로부터 수신한 역할을 지시하는 동작 코드(operation code)에 기초하여 광고 메시지를 브로드캐스트 한다(S1120). 상기 광고 메시지는 광고 메시지를 전송한 디바이스의 주소가 포함할 수 있다. 즉, 도 11의 경우 상기 광고 메시지는 상기 제 2 디바이스(1003)의 주소를 포함할 수 있다.
다음, 상기 제 1 디바이스(1002)는 디바이스의 상기 제어 디바이스(1001)로부터 수신한 역할을 지시하는 동작 코드(operation code)에 기초하여 연결 요청 메시지를 상기 제 2 디바이스(1003)으로 전송한다(S1130). 이 때, 상기 제 1 디바이스(1002)는, 이니시이팅 상태 필터 정책(Initiating State Filter policy)에 기초하여, 수신된 광고 메시지에 포함된 주소와 상기 제 1 디바이스(1002)의 화이트 리스트에 저장된 상기 제 2 디바이스(1003)의 주소가 일치하는 경우, 상기 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 상기 연결 요청 메시지는 상기 연결 요청 메시지를 전송한 디바이스의 주소를 포함할 수 있다.
이후, 상기 제 2 디바이스(1003)는 수신된 연결 요청 메시지에 기초하여 상기 제 1 디바이스(1002)와 연결을 형성한다(S1140). 이 때, 상기 제 2 디바이스(1003)는, 광고 상태 필터 정책(Advertising State Filter policy)에 기초하여, 수신된 연결 요청 메시지에 포함된 주소와 상기 제 2 디바이스(1002)의 화이트 리스트에 저장된 상기 제 1 디바이스(1003)의 주소가 일치하는 경우, 상기 제 1 디바이스(1002)를 식별하기 위한 추가적인 절차 없이 상기 제 1 디바이스(1002)와 연결을 형성할 수 있다.
도 10 및 11에서 설명한 LE 센트럴 제어 절차는 EPS 서버 디바이스가 센트럴 역할을 지원하는 경우에 지원될 수 있다. 즉, EPS 서버 디바이스가 다른 EPS 서버 디바이스와의 연결 절차에서 센트럴 역할을 수행하는 경우, EPS 클라이언트 디바이스는 상기 EPS 서버 디바이스와 센트럴 제어 절차를 수행할 수 있다.
LE 센트럴 제어 절차는 EPS 서버 디바이스의 동작을 제어하기 위한 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 파라미터는 네 개의 필드로 구성될 수 있다. 특히 동작 필드는 EPS 서버 디바이스가 수행하도록 요청된 동작을 정의한다. 상기 동작 필드는 연결 형성, 주소 타입, 본딩 가능한 모드(bondable mode) 및 OOB(out of band) 데이터와 관련된다.
도 12는 LE 센트럴 제어 절차 파라미터의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다
도 12에 도시된 LE 센트럴 제어 절차 파라미터의 operations 필드는 도 7에서 설명한 비트 외에, Save Peer Address to Whitelist 비트 및 Auto Connect when Power On필드를 더 포함한다. 더 포함된 비트 외의 비트는 설명을 생략하도록 한다. 각 비트의 역할은 다음과 같다.
- Save Peer Address to Whitelist: 비트가 1로 설정된 경우, EPS 서버 디바이스(central)가 다른 EPS 서버 디바이스(Peripheral)로부터 수신한 Peer Device Address를 자신의 Whitelist에 저장한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스(central)는 다른 EPS 서버 디바이스(Peripheral)로부터 수신한 Peer Device Address를 자신의 Whitelist에 저장하지 않는다.
- Auto Connect when Power On: 비트가 1로 설정된 경우, 초기 easy paring 설정이 완료(finish)되고, 다음 번에 연결 관리자가 존재하지 않으면, EPS 서버 디바이스는 센트럴 디바이스로 동작한다. 전원이 켜지면, 센트럴 디바이스는 화이트 리스트에 있는 peer 디바이스로부터 광고메시지를 수신하고, 자동으로 peer 디바이스에게 연결을 요청한다. 이 외의 경우, 연결 관리자가 존재하면 도 12의 0-3 번째 비트에 정의된 동작을 수행한다.
도 10 및 11에서 설명한 LE 주변 디바이스 제어 절차는 EPS 서버 디바이스가 주변 디바이스 역할을 지원하는 경우에 지원될 수 있다. 즉, EPS 서버 디바이스가 다른 EPS 서버 디바이스와의 연결 절차에서 주변 디바이스 역할을 수행하는 경우, EPS 클라이언트 디바이스는 상기 EPS 서버 디바이스와 LE 주변 디바이스 제어 절차를 수행할 수 있다.
LE 주변 디바이스 제어 절차는 EPS 서버 디바이스의 동작을 제어하기 위한 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 파라미터는 네 개의 필드로 구성될 수 있다. 특히 동작 필드는 EPS 서버 디바이스가 수행하도록 요청된 동작을 정의한다. 상기 동작 필드는 연결 형성, 주소 타입, 본딩 가능한 모드(bondable mode) 및 OOB(out of band) 데이터와 관련된다.
도 13은 LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 13에 도시된 LE 주변 디바이스 제어 절차 파라미터의 operations 필드는 도 8에서 설명한 비트 외에, Save Peer Address to Whitelist 비트 및 Auto Connect when Power On필드를 더 포함한다. 더 포함된 비트 외의 비트는 설명을 생략하도록 한다. 각 비트의 역할은 다음과 같다.
- Save Peer Address to Whitelist: 비트가 1로 설정된 경우, EPS 서버 디바이스(Peripheral)가 다른 EPS 서버 디바이스(Central)로부터 수신한 Peer Device Address를 자신의 Whitelist에 저장한다. 이 외의 경우, EPS 서버 디바이스(Peripheral)는 다른 EPS 서버 디바이스(Central)로부터 수신한 Peer Device Address를 자신의 Whitelist에 저장하지 않는다.
- Auto Connect when Power On: 비트가 1로 설정된 경우, 초기 easy paring 설정이 완료(finish)되고, 다음 번에 연결 관리자가 존재하지 않으면, EPS 서버 디바이스는 Peripheral 디바이스로 동작한다. 전원이 켜지면, 센트럴 디바이스는 광고메시지를 브로드 캐스트하고, peer 디바이스로부터 연결 요청을 수신하면, 자동으로 peer 디바이스(central)와 연결을 형성한다. 이 외의 경우, 연결 관리자가 존재하면 도 13의 0-4 번째 비트에 정의된 동작을 수행한다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 제어 디바이스가 타 디바이스간의 연결 형성을 제어하는 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
본 명세서에서 제안하는 방법은 파티용 스피커(onebody)와 LED 전구를 연결하여, 싸이키 조명을 만드는 시나리오에 적용될 수 있다.
도 14는 파티용 스피커에 복수의 LED 전구가 연결되어 싸이키 조명이 구현되는 경우를 예시한다.
파티용 스피커와 LED 전구의 연결이 제어 디바이스에 의하여 제어될 수 있으며, 도 14는 상기 제어 디바이스가 스마트폰인 경우에 해당한다. 또한, 도 14에서, 상기 파티용 스피커는 센트럴 디바이스이고, EPS 서버는 주변 디바이스이다. 상기 파티용 스피커와 LED 전구는 UI가 없는 것으로 한다.
도 14(b)에서, 파티용 스피커와 LED전구에는 UI(user interface)가 없기 때문에, 제어 디바이스인 스마트폰을 통하여 파티용 스피커와 LED 전구 사이의 초기 연결이 형성될 수 있다. 파티용 스피커와 LED 전구의 초기 연결을 형성하는 절차에서, 제어 디바이스는 도 10에서 설명된 동작을 통하여 연결 재형성에 필요한 동작들을 파티용 스피커와 LED 전구에 지시할 수 있다.
도 14(b)에서 파티용 스피커와 LED 전구 간의 연결이 형성된 후, 상기 연결이 해지될 수 있다.
도 14 (c)는 파티용 스피커와 LED 전구 사이의 연결이 재형성될 때, 제어 디바이스인 스마트폰이 존재하지 않는 경우를 나타낸다. 이 때, 도 14 (b)의 초기 연결 형성 절차에서 제어 디바이스가 파티용 스피커 및 LED 전구에 지시한 동작들에 기초하여, 파티용 스피커와 LED 전구는 제어 디바이스 없이 연결을 형성할 수 있다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법을 수행하는 제어 디바이스 동작의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
보다 구체적으로, 근거리 무선 통신을 이용하여 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법은, 상기 제어 디바이스는 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송한다(S1510).
여기서, 상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함한다.
또한, 상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원이 켜지면 상기 재 연결을 수행하도록 지시하는 제 3 코드를 포함하고, 상기 제 2 동작 코드는 상기 제 2 디바이스의 전원이 켜지면 상기 재 연결을 수행하도록 지시하는 제 4 코드를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드의 비트 값이 1인 경우, 상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드는 디바이스가 White list에 상대방 디바이스의 주소를 저장하도록 지시하고, 상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드의 비트가 0인 경우, 상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드는 디바이스가 White list에 상대방 디바이스의 주소를 저장하지 않도록 지시할 수 있다.
다음, 상기 제어 디바이스는 상기 재 연결을 위해서 제 2 동작 코드를 포함하는 제 2 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송한다(S1520).
여기서, 상기 제 2 동작 코드는 상기 제 2 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 2 White list에 상기 제 1 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 2 코드를 포함한다.
다음, 상기 제어 디바이스는 상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스로 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시한다(S1530).
이 때, 상기 제 1 white list 및 상기 제 2 white list 각각은 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함한다.
추가적으로, 상기 제어 디바이스는 상기 연결을 형성하기 위한 상기 제 1 디바이스의 역할을 지시하는 제 3 동작 코드를 포함하는 제 3 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송하고, 상기 연결을 형성하기 위한 상기 제 2 디바이스의 역할을 지시하는 제 4 동작 코드를 포함하는 제 4 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 디바이스의 역할이 센트럴(central) 디바이스인 경우, 상기 제 3 코드의 비트 값이 1인 경우, 상기 제 3 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 1 디바이스가 상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결 형성을 위한 광고 메시지를 수신하면 상기 제어 디바이스 없이 상기 제 2 디바이스로 연결을 요청하도록 지시할 수 있다. 또한, 상기 제 3 코드의 비트 값이 0인 경우, 상기 제 3 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 1 디바이스가 상기 제어 디바이스의 제어에 의하여 상기 제 2 디바이스와 연결 형성 절차를 수행하도록 지시할 수 있다.
또한, 상기 제 2 디바이스의 역할이 주변(peripheral) 디바이스인 경우, 상기 제 4 코드의 비트 값이 1인 경우, 상기 제 2 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 (i) 상기 제 2 디바이스가 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결 형성을 위한 광고 메시지를 브로드캐스트 하고, (ii) 상기 제 1 디바이스로부터 연결 요청을 받으면 상기 제어 디바이스 없이 상기 제 1 디바이스와 연결을 형성하도록 지시할 수 있다. 또한, 상기 제 4 코드의 비트 값이 0인 경우, 상기 제 4 코드는 상기 제 2 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 2 디바이스가 상기 제어 디바이스의 제어에 의하여 상기 제 1 디바이스와 연결 형성 절차를 수행하도록 지시할 수 있다.
추가적으로, 상기 제어 디바이스는 상기 제 1 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스의 역할을 결정하기 위해 제 1 광고 메시지를 수신하고, 상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스의 역할을 결정하기 위해 제 2 광고 메시지를 수신하고, 상기 제 1 광고 메시지 및 상기 제 2 광고 메시지에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 역할 및 상기 제 2 디바이스의 역할을 결정할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 광고 메시지는 상기 제 1 디바이스의 능력 정보를 포함하고, 상기 제 2 광고 메시지는 상기 제 2 디바이스의 능력 정보를 포함할 수 있다.
상기 S1530 단계 이후에 추가적으로 설명된 동작들은, S1510 단계 이전, S1510 단계 내지 S1530 단계 사이에서 또는 S1530 단계 이후에 수행될 수 있다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어 받는 방법을 수행하는 제 1 디바이스 동작의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
보다 구체적으로, 근거리 무선 통신을 이용하여 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법에 있어서, 상기 제 1 디바이스는 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제어 디바이스로부터 수신한다(S1610).
여기서, 상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함한다.
다음, 상기 제 1 디바이스는 상기 제어 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시 받는다(S1620).
다음, 상기 제 1 디바이스는 상기 지시에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 연결을 형성한다(S1630).
상기 제 1 white list는 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함한다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상에서 설명된 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 근거리 무선 통신을 이용하여 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법은,
    상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송하는 단계,
    상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함하고;
    상기 재 연결을 위해서 제 2 동작 코드를 포함하는 제 2 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송하는 단계,
    상기 제 2 동작 코드는 상기 제 2 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 2 White list에 상기 제 1 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 2 코드를 포함하고; 및
    상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스로 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 white list 및 상기 제 2 white list 각각은 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원이 켜지면 상기 재 연결을 수행하도록 지시하는 제 3 코드를 포함하고,
    상기 제 2 동작 코드는 상기 제 2 디바이스의 전원이 켜지면 상기 재 연결을 수행하도록 지시하는 제 4 코드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드의 비트 값이 1인 경우,
    상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드는 디바이스가 White list에 상대방 디바이스의 주소를 저장하도록 지시하고,
    상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드의 비트가 0인 경우,
    상기 제 1 코드 및 상기 제 2 코드는 디바이스가 White list에 상대방 디바이스의 주소를 저장하지 않도록 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결을 형성하기 위한 상기 제 1 디바이스의 역할을 지시하는 제 3 동작 코드를 포함하는 제 3 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송하는 단계; 및
    상기 연결을 형성하기 위한 상기 제 2 디바이스의 역할을 지시하는 제 4 동작 코드를 포함하는 제 4 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스의 역할이 센트럴(central) 디바이스인 경우,
    상기 제 3 코드의 비트 값이 1인 경우,
    상기 제 3 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 1 디바이스가 상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결 형성을 위한 광고 메시지를 수신하면 상기 제어 디바이스 없이 상기 제 2 디바이스로 연결을 요청하도록 지시하고,
    상기 제 3 코드의 비트 값이 0인 경우,
    상기 제 3 코드는 상기 제 1 디바이스의 전원이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 1 디바이스가 상기 제어 디바이스의 제어에 의하여 상기 제 2 디바이스와 연결 형성 절차를 수행하도록 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 디바이스의 역할이 주변(peripheral) 디바이스인 경우,
    상기 제 4 코드의 비트 값이 1인 경우,
    상기 제 2 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 (i) 상기 제 2 디바이스가 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결 형성을 위한 광고 메시지를 브로드캐스트 하고, (ii) 상기 제 1 디바이스로부터 연결 요청을 받으면 상기 제어 디바이스 없이 상기 제 1 디바이스와 연결을 형성하도록 지시하고,
    상기 제 4 코드의 비트 값이 0인 경우,
    상기 제 4 코드는 상기 제 2 디바이스의 전원(power)이 OFF 상태에서 ON 상태로 변경된 후 상기 제 2 디바이스가 상기 제어 디바이스의 제어에 의하여 상기 제 1 디바이스와 연결 형성 절차를 수행하도록 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스의 역할을 결정하기 위해 제 1 광고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제 2 디바이스로부터 상기 제 2 디바이스의 역할을 결정하기 위해 제 2 광고 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제 1 광고 메시지 및 상기 제 2 광고 메시지에 기초하여 상기 제 1 디바이스의 역할 및 상기 제 2 디바이스의 역할을 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 광고 메시지는 상기 제 1 디바이스의 능력 정보를 포함하고,
    상기 제 2 광고 메시지는 상기 제 2 디바이스의 능력 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 근거리 무선 통신을 이용하여 제어 디바이스가 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 방법에 있어서, 제 1 디바이스에 의하여 수행되는 방법은,
    상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제어 디바이스로부터 수신하는 단계,
    상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함하고;
    상기 제어 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시 받는 단계; 및
    상기 지시에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 연결을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 white list는 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 근거리 무선 통신을 이용하여 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어하는 제어 디바이스는,
    무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter);
    무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및
    상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 1 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하고,
    상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함하고,
    상기 재 연결을 위해서 제 2 동작 코드를 포함하는 제 2 메시지를 상기 제 2 디바이스로 전송하도록 상기 전송기를 제어하고,
    상기 제 2 동작 코드는 상기 제 2 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 2 White list에 상기 제 1 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 2 코드를 포함하고,
    상기 제 1 디바이스 및 상기 제 2 디바이스로 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시하도록 상기 전송기를 제어하되,
    상기 제 1 white list 및 상기 제 2 white list 각각은 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 디바이스.
  10. 근거리 무선 통신을 이용하여 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 간의 연결을 제어 받는 제 1 디바이스는,
    무선 신호를 송신하기 위한 전송기(transmitter);
    무선 신호를 수신하기 위한 수신기(receiver); 및
    상기 전송기 및 수신기와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스간의 최초 연결이 형성된 이후 재 연결을 위해서 제 1 동작 코드를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제어 디바이스로부터 수신하도록 상기 수신기를 제어하고,
    상기 제 1 동작 코드는 상기 제 1 디바이스와 적어도 한번 이상 연결된 디바이스들의 주소를 포함하는 제 1 White list에 상기 제 2 디바이스의 주소 저장을 지시하는 제 1 코드를 포함하고,
    상기 제어 디바이스로부터 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스 간의 연결의 형성을 지시 받도록 상기 수신기를 제어하고,
    상기 지시에 기초하여 상기 제 2 디바이스와 연결을 형성하되,
    상기 제 1 white list는 상기 최초 연결 이후 연결이 해제된 경우, 상기 제어 디바이스 없이 연결되는 디바이스들의 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 1 디바이스.
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