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WO2018074892A1 - 블루투스 기술을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

블루투스 기술을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Publication number
WO2018074892A1
WO2018074892A1 PCT/KR2017/011675 KR2017011675W WO2018074892A1 WO 2018074892 A1 WO2018074892 A1 WO 2018074892A1 KR 2017011675 W KR2017011675 W KR 2017011675W WO 2018074892 A1 WO2018074892 A1 WO 2018074892A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
devices
voice data
bluetooth
connection
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/011675
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
권영환
박장웅
Original Assignee
엘지전자(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자(주) filed Critical 엘지전자(주)
Priority to US16/343,929 priority Critical patent/US10863321B2/en
Publication of WO2018074892A1 publication Critical patent/WO2018074892A1/ko

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    • H04W4/08—User group management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
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    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving data using Bluetooth, which is a short-range technology in a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving voice data between groups using Bluetooth technology.
  • Bluetooth is a short-range wireless technology standard that can transmit and receive data by wirelessly connecting various devices in a short distance.
  • a user When performing wireless communication between two devices using Bluetooth communication, a user performs a procedure of searching for a Bluetooth device and requesting a connection. do.
  • the device may mean an apparatus and an apparatus.
  • the user may perform a connection after searching for the Bluetooth device according to the Bluetooth communication method to use using the Bluetooth device.
  • the Bluetooth communication method includes a basic rate / enhanced data rate (BR / EDR) method and a low energy (LE) method, which is a low power method.
  • the BR / EDR scheme may be referred to as Bluetooth Classic.
  • the Bluetooth classic includes Bluetooth technology that has been adopted since Bluetooth 1.0 using Basic Rate and Bluetooth technology that has used Enhanced Data Rate supported since Bluetooth 2.0.
  • Bluetooth Low energy (hereinafter referred to as Bluetooth LE) is applied from Bluetooth 4.0 and consumes less power and can provide hundreds of kilobytes (KB) of information reliably. Protocol is used to exchange information between devices This Bluetooth LE method can reduce energy consumption by reducing header overhead and simplifying operation.
  • Some Bluetooth devices do not have a display or a user interface.
  • the complexity of connection / management / control / disconnection between various kinds of Bluetooth devices and similarly applied Bluetooth devices is increasing.
  • Bluetooth can achieve a relatively high speed at a relatively low power, low cost, but the transmission distance is generally limited to a maximum of 100m, it is suitable for use in a limited space.
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for forming a group for a plurality of devices to transmit and receive voice data using Bluetooth technology.
  • the present invention provides a method and apparatus for transmitting and receiving data by a first apparatus using Bluetooth for solving the above problems.
  • a method for transmitting and receiving data by a first device using Bluetooth comprises the steps of: creating a group for group communication with a plurality of devices; Exchanging first configuration information of a group for the group communication with the plurality of devices; Establishing a Bluetooth connection with the plurality of devices based on the first configuration information, wherein the Bluetooth connection is formed using a broadcasting channel or time division technique for simultaneously forming a connection with the plurality of devices; And transmitting and receiving voice data with the plurality of devices using a specific channel.
  • the step of creating the group in the present invention forming a Bluetooth LE connection with the control device; And receiving a first write message comprising second configuration information for creating a group from the control device, wherein the second configuration information is role information indicating a role in the group, identifying the group.
  • the second configuration information is role information indicating a role in the group, identifying the group.
  • the forming of the group may further include receiving a second write message including additional information for transmitting and receiving the voice data from the control device.
  • the first configuration information includes at least one of a group ID for identifying the group or codec information for indicating a codec for modulation and demodulation of the voice data.
  • the present invention further includes exchanging an identity resolving key (IRK) for use of an encrypted address with each of the plurality of devices and an encryption key for secure transmission of the voice data.
  • IRS identity resolving key
  • the step of establishing a Bluetooth connection with the plurality of devices the step of transmitting an advertising message to the plurality of devices using the broadcasting channel or the time division technique, the advertising message is the group A group identifier for identifying the group ID; And receiving a connection request message in response to the advertisement message from each of the plurality of devices.
  • connection request message includes a connection interval parameter indicating an interval for transmitting and receiving data and a latency parameter indicating the number of deactivated connection events.
  • connection interval parameter and the delay parameter are set differently for each of the plurality of devices.
  • the voice data is transmitted to the plurality of devices through a write request message, and the voice data is transmitted to the plurality of devices. It is written in a specific characteristic.
  • the voice data is transmitted to the plurality of devices through an indication message, and for transmitting the voice data of the first device.
  • the specific characteristic includes a client descriptor configured to transmit the indication message when the voice data occurs.
  • the communication unit for communicating with the outside by wireless or wired;
  • a memory for storing data;
  • a processor operatively connected to the communication unit, wherein the processor generates a group for group communication with a plurality of devices and exchanges first configuration information of a group for group communication with the plurality of devices.
  • the processor is configured to form a Bluetooth LE connection with a control device and to receive a first write message including second configuration information for generating a group from the control device, wherein the second configuration information is And at least one of role information indicating a role in the group, a group ID for identifying the group, or a node ID for identifying the first device in the group.
  • the processor receives a second write message including additional information for transmitting and receiving the voice data from the control device.
  • the processor exchanges an IRK for use of an encrypted address with each of the plurality and an encryption key for secure transmission of the voice data.
  • the processor transmits an advertisement message to the plurality of devices by using the broadcasting channel or the time division scheme, wherein the advertisement message includes a group ID for identifying the group. And receiving a connection request message in response to the advertisement message from each of the plurality of devices.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating 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 that can implement the methods proposed herein.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed herein may be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) of Bluetooth low power energy.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in a Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture for transmitting and receiving voice data by forming a group using a Bluetooth device proposed in the present specification.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an operation for transmitting and receiving voice data by forming a group proposed in the present specification.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams showing an example for configuring a group proposed in the present specification.
  • 10 and 11 are flowcharts illustrating an example of a method and a data packet for establishing a Bluetooth connection between devices configuring a group proposed in the present specification.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting and receiving voice data between devices configuring a group proposed by the present invention.
  • FIGS. 13 and 14 are diagrams illustrating an example of a method for setting a device to perform a master role of creating and managing a group proposed by the present invention.
  • 15 and 16 illustrate an example of a method for adding a device to a group proposed by the present invention.
  • 17 is a diagram illustrating another example of a method for adding a device to a group proposed by the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of a method for leaving a device from a group proposed by the present invention.
  • 19 and 20 are diagrams showing still another example of a method for withdrawing a device from the group proposed by the present invention.
  • 21 is a flowchart illustrating an example of a method for deleting device information from a group proposed by the present invention.
  • 22 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting and receiving data by forming a group using Bluetooth proposed in the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating 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) technology.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • BLE technology Compared to Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate (BR / EDR) technology, BLE technology has a relatively small duty cycle, enables low-cost production, and significantly reduces power consumption through low data rates. If you use a coin cell battery, it can operate for more than a year.
  • BR / EDR Bluetooth Basic Rate / Enhanced Data Rate
  • the BLE technology simplifies the connection procedure between devices, and the packet size is smaller than that of the Bluetooth BR / EDR technology.
  • the number of RF channels is 40
  • the data rate supports 1Mbps
  • the topology is a scatternet structure
  • latency is 3ms
  • (6) output power is less than 10mW (10dBm)
  • (7) is mainly used in applications such as mobile phones, watches, sports, healthcare, sensors, device control.
  • the server device 120 may operate as a client device in relation to other devices, and the client device may operate as a server device in relation to other devices. That is, in the BLE communication system, any one device may operate as a server device or a client device, and if necessary, operate as a server device and a client device.
  • the server device 120 may include a data service device, a slave device device, a slave, a server, a conductor, a host device, a gateway, and a sensing device. (Sensing Device), a monitoring device (monitoring device) and the like.
  • the client device 110 may be a master device, a master, a client, a member, a sensor device, a sink device, a collector, a third device, a fourth device, or the like. Can be expressed.
  • the server device and the client device correspond to the main components of the wireless communication system, and the wireless communication system may include other components in addition to the server device and the client device.
  • the server device When the server device receives data from the client device and directly communicates with the client device, and receives a data request from the client device, the server device provides the data to the client device through a response.
  • the server device sends a notification message and an indication message to the client device to provide data information to the client device.
  • the server apparatus transmits an instruction message to the client apparatus, the server apparatus receives a confirmation message corresponding to the instruction message from the client.
  • the server device provides data information to the user through a display unit or receives a request input from the user through a user input interface in the process of transmitting and receiving notification, instruction, and confirmation messages with the client device. can do.
  • the server device may read data from a memory unit or write new data to a corresponding memory in a process of transmitting and receiving a message with the client device.
  • one server device may be connected to a plurality of client devices, and may be easily reconnected (or connected) with client devices by using bonding information.
  • the client device 120 refers to a device for requesting 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 the user through an output unit or receive an input from the user through an input unit in the process of transmitting and receiving messages with the server device.
  • the client device may read data from a memory or write new data to a corresponding memory 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
  • the wireless communication system by establishing a private piconet between devices, files, documents, and the like can be exchanged quickly and securely.
  • FIG. 2 shows an example of an internal block diagram of a device that can implement the methods proposed herein.
  • the server device may include an output unit 111, a user input interface 112, a power supply unit 113, a processor 114, and a memory unit. , 115), a Bluetooth interface 116, another communication interface 117, and a communication unit (or a transceiver unit 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 herein. It is functionally linked to perform the method.
  • the client device may include a display unit 121, a user input interface 122, a power supply unit 123, a processor 124, a memory unit 125, and a Bluetooth interface. (Bluetooth Interface) 126 and a communication unit (or a transceiver unit 127).
  • Bluetooth Interface Bluetooth Interface
  • 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 interface 116, 126 refers to a unit (or module) capable of transmitting data or request / response, command, notification, indication / confirmation message, etc. 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 kinds of data are stored.
  • the processor 114, 124 refers to a module that controls the overall operation of the server device or the client device, and controls to process a message request and a received message through a Bluetooth interface and another communication interface.
  • the processors 114 and 124 may be represented by a controller, a control unit, a controller, or the like.
  • the processors 114 and 124 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • ASICs application-specific integrated circuits
  • the processor 114, 124 controls the communication unit to receive an advertising message from a server device, transmits a scan request message to the server device, and scans in response to the scan request from the server device.
  • the communication unit controls the communication unit to receive a scan response message, and controls the communication unit to transmit a connect request message to the server device for establishing a Bluetooth connection with the server device.
  • the processor 114 and 124 may also read or write data from the server device using a property protocol after a Bluetooth LE connection is formed through the connection procedure. To control.
  • the memories 115 and 125 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and / or other storage devices.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards, storage media, and / or other storage devices.
  • the communication unit 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.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a 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 for supplying power required for the operation of the components by receiving the external power, the internal power under the control of the controller.
  • BLE technology has a small duty cycle, and the low data rate can significantly reduce power consumption.
  • the input units 112 and 122 refer to a module that provides a user's input to the controller like a screen button so that the user can control the operation of the device.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture to which the methods proposed herein may be applied.
  • FIG. 3 shows an example of a protocol stack of Bluetooth Basic Rate (BR) / Enhanced Data Rate (EDR), and (b) shows a protocol stack of Bluetooth Low Energy (LE). An example is shown.
  • BR Basic Rate
  • EDR Enhanced Data Rate
  • LE Bluetooth Low Energy
  • the Bluetooth BR / EDR protocol stack has an upper controller stack 10 and a lower controller stack based on a host controller interface HCI 18. It may include a host stack (20) of.
  • the host stack (or host module) 20 refers to a wireless transceiver module for receiving a 2.4 GHz Bluetooth signal and hardware for transmitting or receiving a Bluetooth packet. Control and perform actions.
  • the controller stack 10 may include a PHY layer 12, a link controller layer 14, and a link manager layer 16.
  • the PHY layer 12 is a layer that transmits and receives a 2.4 GHz radio signal.
  • PFS layer Global System for Mobile Communications
  • the PHY layer 12 may transmit data by hopping 79 RF channels.
  • the link controller layer 14 is responsible for transmitting a digital signal, selects a channel sequence hopping 1400 times per second, and transmits a 625us length time slot for each channel.
  • the link manager layer 16 controls the overall operation (link setup, control, security) of the Bluetooth connection by using a link manager protocol (LMP).
  • LMP link manager protocol
  • the link manager layer 16 may perform the following functions.
  • the host controller interface layer 18 provides an interface between the host module and the controller module so that the host can provide commands and data to the controller, and the controller can provide events and data to the host.
  • the host stack (or host module) 20 may include a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 21), an attribute protocol (Protocol, 22), a generic attribute profile (GATT, 23), and a generic access profile. Profile, GAP, 24), BR / EDR profile 25.
  • L2CAP logical link control and adaptation protocol
  • Protocol 22
  • GATT generic attribute profile
  • GAP BR / EDR profile
  • the logical link control and adaptation protocol (L2CAP) 21 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP 21 may multiplex various protocols, profiles, etc. provided by a higher layer of Bluetooth.
  • L2CAP of Bluetooth BR / EDR uses dynamic channel, supports protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode, and provides segmentation, reassembly, per-channel flow control, and error control.
  • the generic attribute profile (GATT) 23 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 22 is used in the construction of services.
  • the general attribute profile 23 may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with the services.
  • the generic attribute profile 23 and the attribute protocol ATT 22 may use features to describe the state and services of a device and to describe how features relate to each other and how they are used.
  • the attribute protocol 22 and the BR / EDR profile 25 define a service profile using Bluet BR / EDR and an application protocol for sending and receiving these data, and the Generic Access Profile. , GAP, 24) defines device discovery, connectivity, and security levels.
  • the Bluetooth LE protocol stack is a controller stack 30 operable to handle timing-critical radio interface and a host operable to process high level data. It contains a stack (Host stack, 40).
  • the controller stack 30 may be implemented using a communication module that may include a Bluetooth radio, for example, a processor module that may include a processing device such as a microprocessor.
  • the host stack may be implemented as part of an OS running on a processor module, or as an instance of a package on the OS.
  • controller stack and the host stack can be operated or executed on the same processing device in the processor module.
  • the controller stack 30 includes a physical layer (PHY) 32, a link layer 34, and a host controller interface 36.
  • PHY physical layer
  • link layer 34 link layer
  • host controller interface 36 host controller interface
  • the physical layer (PHY) 32 is a layer that transmits and receives a 2.4 GHz radio signal 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 34 which transmits or receives a Bluetooth packet, creates a connection between devices after performing advertising and scanning functions using three advertising channels, and generates up to 257 bytes of data packets through 37 data channels. Provides the ability to send and receive.
  • the host stack includes a logical link control and adaptation protocol (L2CAP, 41), a security manager (SM, 42), an attribute protocol (Attribute Protocol, ATT, 43), a generic attribute profile (GATT, 44). It may include a Generic Access Profile (45), LE Profile (46). However, the host stack 40 is not limited to this and may include various protocols and profiles.
  • the host stack uses L2CAP to multiplex the various protocols, profiles, etc. provided by Bluetooth.
  • L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol 41 may provide one bidirectional channel for transmitting data to a specific protocol or profile.
  • the L2CAP 41 may be operable to multiplex data among higher layer protocols, segment and reassemble packages, and manage multicast data transmission.
  • Bluetooth LE In Bluetooth LE, three fixed channels (one for the signaling channel, one for the Security Manager, and one for the Attribute protocol) are used by default. And, if necessary, the dynamic channel may be used.
  • BR / EDR Base Rate / Enhanced Data Rate
  • the SM (Security Manager) 42 authenticates the device and is in charge of overall security of Bluetooth LE as a protocol for providing key distribution.
  • Attribute Protocol (ATT) 43 defines a rule for accessing data of a counterpart device in a server-client structure. ATT has six message types (Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation).
  • the Request message is a message for requesting and delivering specific information from the client device to the server device
  • the Response message is a response message for the request message, which can be used for transmission from the server device to the client device.
  • Command message A message sent mainly from the client device to the server device to indicate a command of a specific operation.
  • the server device does not transmit a response to the command message to the client device.
  • Notification message This message is sent from the server device to the client device for notification such as an event.
  • the client device does not transmit a confirmation message for the notification message to the server device.
  • Indication and Confirm message This message is transmitted from the server device to the client device for notification such as an event. Unlike the notification message, the client device transmits a confirmation message for the Indication message to the server device.
  • the generic access profile 45 is a newly implemented layer for Bluetooth LE technology and is used to control role selection and multi-profile operation for communication between Bluetooth LE devices.
  • the general access profile 45 is mainly used for device discovery, connection creation, and security procedures, and defines a method of providing information to a user, and defines the type of an attribute as follows.
  • UUID Universal Unique Identifier, value type
  • the LE profile 46 is mainly applied to a Bluetooth LE device as profiles having a dependency on GATT.
  • the LE profile 46 may include, for example, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time, and the like. Details of GATT-based Profiles are as follows.
  • the generic attribute profile GATT 44 may be operable as a protocol describing how the attribute protocol 43 is used in the construction of services.
  • the generic attribute profile 44 may be operable to specify how ATT attributes are grouped together into services, and may be operable to describe features associated with the services.
  • the generic attribute profile 44 and the attribute protocol 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 BLE procedure may be classified into a device filtering procedure, an advertising procedure, a scanning procedure, a discovery procedure, a connecting procedure, and the like.
  • the device filtering procedure is a method for reducing the number of devices performing a response to a request, an indication, a notification, etc. in the controller stack.
  • the controller stack can control the number of requests sent, reducing power consumption in the BLE controller stack.
  • the advertising device or scanning device may perform the device filtering procedure to limit the device receiving the advertising packet, scan request or connection request.
  • the advertising device refers to a device that transmits an advertising event, that is, performs an 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.
  • the scanning device when the scanning device receives some advertising packets from the advertising device, the scanning device should send a scan request to the advertising device.
  • the scanning device may ignore the advertisement packets transmitted from the advertisement device.
  • the device filtering procedure may also be used in the connection request process. If device filtering is used in the connection request process, it is not necessary to transmit a response to the connection request by ignoring the connection request.
  • the advertising device performs an advertising procedure to perform a non-directional broadcast to the devices in the area.
  • non-directional broadcast refers to broadcast in all directions rather than broadcast in a specific direction.
  • Non-directional broadcasts refer to broadcasts in a particular direction. Non-directional broadcasts occur without a connection procedure between an advertising 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 advertising procedure may be used to provide periodic broadcast of user data to the scanning devices that are listening on the advertising channel.
  • the advertising devices may receive a scan request from listening devices that are listening to obtain additional user data from the advertising device.
  • the advertising device transmits a response to the scan request to the device that sent the scan request through the same advertising physical channel as the received advertising physical channel.
  • Broadcast user data sent as part of an advertisement packet 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 advertising device used a connectable advertising event and the initiating device was not filtered by the device filtering procedure, the advertising device stops the advertising and enters the connected mode. The advertising device may start advertising again after the connected mode.
  • the device performing the scanning i.e., the scanning device, performs a scanning procedure to listen to the non-directional broadcast of the user data from the advertising devices using the advertising physical channel.
  • the scanning device sends a scan request to the advertising device via the advertising physical channel to request additional data from the advertising device.
  • the advertising device transmits a scan response that is a response to the scan request, including additional data requested by the scanning device over the advertising physical channel.
  • the scanning procedure can be used while connected to other BLE devices in the BLE piconet.
  • the scanning device If the scanning device is in an initiator mode that can receive the broadcasted advertising event and initiate a connection request, the scanning device sends the connection request to the advertising device via the advertising physical channel to the advertising device. You can start a Bluetooth connection with.
  • the scanning device When the scanning device sends a connection request to the advertising device, the scanning device stops initiator mode scanning for further broadcast and enters the connected mode.
  • Bluetooth devices Devices capable of Bluetooth communication (hereinafter referred to as “Bluetooth devices”) perform an advertisement procedure and a scanning procedure to find devices that are nearby or to be found by other devices within a given area.
  • the discovery procedure is performed asymmetrically.
  • a Bluetooth device that attempts to find another device around it is called a discovering device and listens for devices that advertise a scannable advertisement event.
  • Bluetooth devices discovered and available from other devices are referred to as discoverable devices, and actively broadcast advertising events so that other devices can scan through an advertising (broadcast) physical channel.
  • Both the discovering device and the discoverable device may already be connected with other Bluetooth devices in the piconet.
  • connection procedure is asymmetric, and the connection procedure requires the other Bluetooth device to perform the scanning procedure while the specific Bluetooth device performs the advertisement procedure.
  • the advertising procedure can be the goal, so that only one device will respond to the advertising.
  • the connection may be initiated by sending a connection request to the advertising device via the advertising (broadcast) physical channel.
  • the link layer LL enters the advertisement state by the instruction of the host (stack). If the link layer is in the advertisement state, the link layer sends advertisement packet data units (PDUs) in the advertisement events.
  • PDUs advertisement packet data units
  • Each advertising event consists of at least one advertising PDU, which is transmitted via the advertising channel indexes used.
  • the advertisement event may terminate when the advertisement PDU is transmitted through each of the advertisement channel indexes used, or may terminate the advertisement event earlier when the advertisement device needs to make space for performing another function.
  • the link layer enters the scanning state by the indication of the host (stack). In the scanning state, the link layer listens for advertising channel indices.
  • scanning states There are two types of scanning states: passive scanning and active scanning, each scanning type being determined by the host.
  • ScanInterval is defined as the interval (interval) between the starting points of two consecutive scan windows.
  • the link layer must listen for completion of all scan intervals in the scan window as instructed 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 indexes.
  • the link layer When passive scanning, the link layer only receives packets and does not transmit any packets.
  • the link layer When active scanning, the link layer performs listening to rely on the advertising PDU type, which may request advertising PDUs and additional information related to the advertising device from the advertising device.
  • the link layer enters the initiation state by the indication of the host (stack).
  • the link layer When the link layer is in the initiating state, the link layer performs listening for the advertising channel indexes.
  • the link layer listens for the advertising channel index during the scan window period.
  • the link layer enters the connected state when the device performing the connection request, i.e., the initiating device, sends the CONNECT_REQ PDU to the advertising device or when the advertising device receives the 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 at the time the connection enters the connected state. The only difference between the newly created connection and the established connection is the link layer connection supervision timeout value.
  • the link layer that performs the master role is called a master, and the link layer that performs the slave role is called a slave.
  • the master controls the timing of the connection event, and the connection event is the point in time when the master and the slave are synchronized.
  • BLE devices use the packets defined below.
  • the link layer has only one packet format used for both advertisement channel packets and data channel packets.
  • Each packet consists of four fields: Preamble, Access Address, PDU, and CRC.
  • the PDU When one packet is sent on an advertising physical channel, the PDU will be an advertising channel PDU, and when one packet is sent on a data physical channel, the PDU will be a data channel PDU.
  • Advertising channel PDU (Advertising Channel PDU )
  • the advertising channel PDU Packet Data Unit
  • PDU Packet Data Unit
  • the PDU type field of the advertising channel PDU included in the header indicates a PDU type as defined in Table 1 below.
  • Advertising PDU (Advertising PDU )
  • advertising channel PDU types are called advertising PDUs and are used in specific events.
  • ADV_IND Connectable Non-Oriented Ads Event
  • ADV_DIRECT_IND Connectable Directional Advertising Event
  • ADV_NONCONN_IND Non-Connectable Non-Oriented Ads Event
  • ADV_SCAN_IND Scannable Non-Oriented Ads Event
  • the PDUs are transmitted at the link layer in the advertisement state and received by the link layer in the scanning state or initiating state.
  • the advertising 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 advertising state.
  • SCAN_RSP Sent by the link layer in the advertising state and received by the link layer in the scanning state.
  • the advertising channel PDU type below is called the initiating PDU.
  • CONNECT_REQ Sent by the link layer in the initiating state and received by the link layer in the advertising state.
  • the data channel PDU has a 16-bit header, payloads of various sizes, and may include a message integrity check (MIC) field.
  • MIC message integrity check
  • the procedure, state, packet format, etc. in the BLE technology may be applied to perform the methods proposed herein.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a structure of a GATT (Generic Attribute Profile) of Bluetooth low power energy.
  • GATT Generic Attribute Profile
  • the GATT Generic Attribute Profile
  • a peripheral device for example, a sensor device
  • a central device is a GATT. It acts as a client.
  • the GATT client sends a data request to the GATT server, and all transactions begin at the GATT client and receive a response from the GATT server.
  • the GATT-based operating structure used in the Bluetooth LE is based on Profile, Service, and Characteristic, and may form a vertical structure as shown in FIG. 5.
  • the profile consists of one or more services, and the service may consist of one or more features or other services.
  • the service divides data into logical units and may include one or more characteristics or other services.
  • Each service has a 16-bit or 128-bit identifier called the Universal Unique Identifier (UUID).
  • UUID Universal Unique Identifier
  • the characteristic is the lowest unit in the GATT based operation structure.
  • the property contains only one data and has a UUID of 16 bits or 128 bits similar to the service.
  • the property is defined as a value of various pieces of information and requires one attribute to contain each piece of information. Multiple properties of the above properties can be used.
  • the attribute consists of four components and has the following meaning.
  • Type the type of attribute
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a connection procedure method in a Bluetooth low power energy technology to which the present invention can be applied.
  • the server transmits an advertisement message to the client through the three advertising channels (S5010).
  • the server may be called an advertiser before connection, and may be called a master after connection.
  • An example of the server may be a sensor (temperature sensor, etc.).
  • the client may be called a scanner before the connection, and may be called a slave after the connection.
  • An example of the client may be a smartphone.
  • Bluetooth communicates over 40 channels across the 2.4 GHz band.
  • Three of the 40 channels are advertising channels, and are used for exchanging packets, including various advertising packets, to establish a connection.
  • 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, a server device name) to the server.
  • additional data eg, a 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 size is larger than 3 bytes, but there is a large data overhead for sending data through connection, the data is divided twice using 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).
  • the server and client then perform a security establishment procedure.
  • the security establishment procedure may be interpreted as or included in Secure Simple Pairing.
  • the security establishment procedure may be performed through Phase 1 to Phase 3 steps.
  • 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.
  • the pairing procedure exchanges authentication requirements, I (Input) / O (output) capabilities, and Key Size information between devices. This information determines which key generation method to use in Phase 2.
  • Phase 2 a legacy pairing or a secure connection is performed between the server and the client (S5040).
  • STK Temporary Key and Short Term Key
  • STK Short Term Key
  • LTK long term key
  • LTK Long Term Key
  • SSP Phase 3 a key distribution procedure is performed between the server and the client (S5050).
  • Bluetooth is a network technology capable of transmitting and receiving data based on a one-to-one connection.
  • Bluetooth is based on a one-to-one connection
  • a method for forming a group for a plurality of devices to provide a specific purpose or a specific service is not defined.
  • the present invention proposes a method for transmitting and receiving data (for example, voice data) between a plurality of devices forming a group using Bluetooth, and the devices constituting the formed group.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a Bluetooth communication architecture for transmitting and receiving voice data by forming a group using a Bluetooth device proposed in the present specification.
  • a new Bluetooth communication architecture for forming a group through Bluetooth and providing a service (hereinafter, referred to as a Push Talk over Bluetooth (PoB) service) for transmitting and receiving data between devices constituting the formed group Can be applied.
  • a service hereinafter, referred to as a Push Talk over Bluetooth (PoB) service
  • the Bluetooth communication architecture for providing PoB service may be composed of New Profile, New Service, Voice Codec, Gap, GATT, ATT, Security Manager, New Streaming Protocol, L2CAP, HCI, Link Layer, and PHY.
  • New Profile means a profile for providing PoB service
  • New Services means services for streaming setup, transmission authority setting, and / or group management for providing PoB service.
  • Voice Codec provides a codec function for encoding and decoding voice / video data transmitted and received through a PoB service.
  • each device may support one or a plurality of codecs for encoding / decoding voice data, and devices for transmitting and receiving voice data may encode / decode voice data using the same codec among supporting codecs.
  • the Security Manager provides security functions such as authentication and encryption engines for users and groups for providing PoB services.
  • New Streaming Protocol provides a new streaming protocol for transmitting and receiving voice data of PoB service.
  • the HCI provides an HCI command and an event for providing a PoB service in addition to the functions described with reference to FIG. 4.
  • the link layer provides functions for unicast, multicast, and time synchronization to provide PoB service in addition to the functions described in FIG. 4, and the PHY provides functions for transmitting and receiving voice data between devices that exist over a long distance of 100 m or more. to provide.
  • a group can be formed between devices that support Bluetooth, and devices in the same group can transmit and receive voice data.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an operation for transmitting and receiving voice data by forming a group proposed in the present specification.
  • a device for providing a specific service may transmit and receive data for providing a specific service by forming a group with a plurality of devices supporting Bluetooth.
  • PoB service will be described as an example.
  • the present invention is not limited thereto and may be applied to various services.
  • a device for transmitting voice data is called a sender
  • a device for receiving voice data is called a receiver.
  • Senders and receivers are called according to the data transmission and reception direction of each device, each device may be a sender and / or receiver.
  • the specific device which intends to provide PoB service may perform a configuration procedure for transmitting and receiving voice data with a plurality of devices supporting Bluetooth (S7010).
  • the configuration procedure is a procedure for forming a group for transmitting / receiving voice data and exchanging configuration information for Bluetooth connection between a plurality of devices, and a specific device forms a group for providing PoB service with a plurality of devices through the configuration procedure. Can be.
  • a specific device can exchange and store bonding information with a plurality of devices, and can quickly establish a Bluetooth connection because a pairing procedure is not required due to the stored bonding information in a subsequent connection procedure.
  • the specific device which has performed the configuration procedure with the plurality of devices may form a Bluetooth connection with the plurality of devices in order to transmit and receive voice data (S7020).
  • a specific device may form a Bluetooth connection through a time division technique with a plurality of devices in a group or through a broadcast channel for establishing a Bluetooth connection with the plurality of devices.
  • a specific device may form N Bluetooth connections.
  • the specific device may establish a Bluetooth connection with each of the plurality of devices at different times.
  • the specific device may set parameters related to a connection event and delay for data transmission after connection through a connection request message.
  • the parameters related to the connection event and the delay may be set in consideration of the minimum transmission amount to the maximum transmission amount of the voice data after the application of the codec for transmitting and receiving the voice data.
  • the specific device which has formed N Bluetooth connections with the plurality of devices may transmit / receive voice data with the plurality of devices based on the set parameter value (S7030).
  • the specific device may transmit voice data to each device based on a parameter set in the connection event section of each of the plurality of devices.
  • the specific device may encode the voice data using one of the codecs supported by the specific device and the sender receiving the voice data, and transmit the encoded voice data to the sender using the GATT protocol described above.
  • a specific device can form a group using a plurality of devices using Bluetooth, and can transmit and receive voice data with each device forming the group.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams showing an example for configuring a group proposed in the present specification.
  • FIG. 8 illustrates an example of a method for creating a group
  • FIG. 9 illustrates an example of a method for setting individual security among devices configuring the group.
  • FIG. 8 shows an example of a method for creating a group.
  • the GO the group owner (GO), which forms and manages a group, forms a group with the GPs, which are the group constituent devices (GPs). You can send Group IDs to GPs to advertise.
  • the same ID is transmitted to the Group ID transmitted to each GP.
  • the Group ID sent to each GP may then be used to indicate that it is the same group in the procedure for establishing a Bluetooth connection.
  • the GO may determine a codec for encoding and decoding voice data among the plurality of codecs, and may inform the GPs of the determined codec.
  • FIG. 9 shows an example of a method for setting individual security between devices forming a group.
  • the GOs and GPs constituting a group may each collect information (eg, device address, etc.) of all devices constituting the group except themselves to form a separate Bluetooth connection. Must be acquired.
  • each device may use an identity resolving key (IRK) to use an encrypted address through a privacy mode, and the IRK may be replaced with a group ID.
  • IRK identity resolving key
  • each device may encrypt and transmit data by exchanging encryption keys between individual devices when secure transmission is required.
  • 10 and 11 are flowcharts illustrating an example of a method and a data packet for establishing a Bluetooth connection between devices configuring a group proposed in the present specification.
  • a specific device in which a group is formed with a plurality of devices may form a Bluetooth connection with the plurality of devices to transmit and receive voice data.
  • All devices in the group can be senders or receivers.
  • a specific device is referred to as a group sender (GS) for transmitting voice data
  • a group receiver (GR) for receiving voice data.
  • the GS may form a Bluetooth connection based on scanning with the GRs.
  • an advertisement packet for Bluetooth connection may be transmitted to each GRs.
  • a specific device when using a broadcast channel for establishing a connection with GRs, a specific device may form a connection by transmitting an advertisement packet to a plurality of devices forming a group.
  • the advertisement packet may include both a Group ID and an address of each of a plurality of devices to form a connection.
  • the GS may form a Bluetooth connection through a separate connection procedure with each of the GRs.
  • the GS may transmit an advertising packet for the Bluetooth connection to the GR 1 (S10010).
  • the advertisement packet may include an AD type, an AD length, and a group ID.
  • Advertisement packets sent from the GS are all broadcast to neighboring devices, but because they contain a Group ID, only devices forming the group indicated by the Group ID can respond to the advertisement packets sent by the GS.
  • additional information may be obtained through a scan request message and a scan response message.
  • GR 1 may transmit a connection request message to the GS in response to the advertisement packet, and may form a Bluetooth connection (S10020).
  • connection request message may include the following connection parameter values for data transmission and reception after the Bluetooth connection is established.
  • Connection Interval Interval of connection events for data transmission and reception
  • SlaveLatency The number of inactive Connection events that do not send or receive data.
  • the GS may transmit and receive voice data with the GR 1 during a connection event interval set through a connection request message using a specific channel for transmitting and receiving voice data.
  • the specific channel may be an isochronous channel for transmitting and receiving voice data in Bluetooth.
  • the GS may transmit voice data to the GR 2 by performing the same procedure as the GR 2 (S10030 and S10040).
  • connection parameter values of GR 1 and GR 2 can be set differently to avoid collision of data transmission.
  • the GS may form a Bluetooth connection based on the GRs and the advertisement.
  • the GRs periodically broadcast the advertisement packet shown in FIG. 11 to the surrounding devices.
  • the GP may transmit a connection request message in response to an advertisement message transmitted from each of the GRs, thereby establishing a Bluetooth connection with the GRs.
  • the GP may know whether the GRs that transmit the advertisement packet belong to the same group through the Group ID included in the advertisement packet transmitted from the GRs.
  • an advertisement based connection may simultaneously transmit advertisement packets from a plurality of GRs, thereby causing collision between advertisement packets. Therefore, in order to avoid such a collision, the time and / or period for transmitting the advertisement packet between GRs may be set differently.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting and receiving voice data between devices configuring a group proposed by the present invention.
  • a GP having a Bluetooth connection with the GRs may transmit voice data to the GRs in a connection event period of each of the GRs.
  • the GS when the GS that has established a Bluetooth connection with the GRs based on the scanning or advertising described with reference to FIG. 10 may generate voice data to be transmitted to the GRs, the GS may transmit the voice data to the GR 1 during the connection event period for the GR 1. (S12010).
  • the GS may transmit voice data to the GR 1 through two methods.
  • the GS may transmit voice data to GR 1 through a write command or a write request.
  • GS sends voice data via a write command
  • GR 1 does not send a response.
  • GR 1 may transmit a response to the GS (S12020).
  • voice data may be retransmitted to GR 1 through a write request message. For example, if GS transmits voice data but GR 1 does not receive voice data successfully, GS may send the same voice data back to GR 1 via a write request.
  • the GS may transmit the same voice data to the GR 2 through the write command or the write request in the same manner as the GR 1 (S12030), and receive a response thereto (S12040).
  • the GS may transmit voice data to the GR 1 through notification or indication (S12010).
  • the client character descriptor when the voice data is generated, the client character descriptor must be set so that the GS operating as the GATT server can transmit the voice data to GR 1 and GR 2.
  • the voice data may be transmitted so that GS sends the value of the changed characteristic to a GR 1 and GR 2 operating as a GATT client by notification or instruction.
  • Client Characteristic Descriptor of saved characteristics should be set / added.
  • GS sends voice data via notification
  • GR 1 does not send a response.
  • GR 1 may transmit a response to the GS (S12020).
  • voice data may be retransmitted to GR 1 through a write request message. For example, if GS transmits voice data but GR 1 does not receive voice data successfully, GS may send the same voice data back to GR 1 via a write request.
  • the GS may transmit the same voice data to the GR 2 through the same notification or instruction as the GR 1 (S12030), and may receive a response thereto (S12040).
  • GS After completing the transmission of voice data to GR 1 and GR 2 through the above two methods, GS sends a message for disconnection (eg LL_Terminate message) to GR 1 and GR 2 to disconnect the Bluetooth connection.
  • a message for disconnection eg LL_Terminate message
  • the GS can transmit voice data to GRs in the same group.
  • FIGS. 13 and 14 are diagrams illustrating an example of a method for setting a device to perform a master role of creating and managing a group proposed by the present invention.
  • a control device for controlling a group for providing a PoB service may set a device for performing a master role for creating and managing a group.
  • Table 2 below shows an example of a group management protocol for creating and managing a group for providing a PoB service.
  • control device may be set to operate as a master for creating and managing a group by selecting a specific device.
  • the control device refers to a device capable of controlling all devices forming the group (for example, Phone, etc.).
  • the control device selects a device to serve as a master device based on capability information such as a battery, a processor power, and the like of each of the plurality of devices forming the group.
  • control device may establish a Bluetooth connection with each of the nodes that constitute the group, and read and obtain node information of each node (S14010).
  • control device may transmit a read request message for requesting reading of the node information to each node, and receive a read response message including the node information in response thereto.
  • the node information may include information (eg, capability information, etc.) indicating the functions and capabilities supported by each node.
  • Step S14010 may not be performed as an optional step.
  • control device may select a node to play a master role based on the obtained node information, and write group information of a group to be created as the selected node (S14020).
  • control device may transmit a write request message including group information to the selected node, and the selected node writes / stores each data included in the group information in a corresponding characteristic.
  • the group information may include a role representing a role in the group, a Group ID for identifying a group to be created, and a Node ID for identifying nodes for configuring the group.
  • control device may write additional information (Info in Table 1) to the selected node (S14030).
  • control device may transmit a write request message including additional information to the selected node, and the selected node writes / stores each data included in the additional information in the corresponding characteristic.
  • control device may determine a node to play the master role in the group, and by transmitting the group information of the group to be created to the determined node, the selected node may create a group for providing the PoB service.
  • 15 and 16 illustrate an example of a method for adding a device to a group proposed by the present invention.
  • a control device for controlling a group for providing PoB service may add a new device to a group by setting a node performing a slave role in the group.
  • control device may add a selected device as a node of the group by selecting a specific device and setting it to perform a slave role of the group.
  • control device may establish a Bluetooth connection with a node, which is a device to be added to a group, and then read and obtain node information (S16010).
  • control device may transmit a read request message requesting the node to read the node information, and receive a read response message including the node information in response thereto.
  • the node information may include information (eg, capability information, etc.) indicating a function and a performance supported by the node.
  • Step S16010 may not be performed as an optional step.
  • control device can write group information of the group to participate in the node (S16020).
  • control device may transmit a write request message including group information to a node to be added, and the node writes / stores each data included in the group information in a corresponding characteristic.
  • the group information may include a role representing a role in the group, a Group ID for identifying a group to be created, a Node ID for identifying nodes for configuring a group, and a Master ID for identifying a node acting as a master in the group. have.
  • control device may write additional information (Info in Table 1) to the node (S16030).
  • control device may transmit a write request message including additional information to the selected node, and the selected node writes / stores each data included in the additional information in the corresponding characteristic.
  • 17 is a diagram illustrating another example of a method for adding a device to a group proposed by the present invention.
  • control device may add a node to a group by transmitting node information of a node to be added as a master.
  • control device connected to the master through Bluetooth transmits a write request message requesting the writing of the control point characteristic indicating the addition of the node (S17010).
  • the write request message may include a value of '0x02' indicating addition of node information in Table 1 and information of a node to be added.
  • the master Receiving a write request message indicating the addition of a node from the control device, the master writes a value for adding the node to the control point property, and node information of the node to be added to the 'SlaveList' property representing nodes acting as slaves in the group.
  • control device can add a node to operate as a slave to a group to provide PoB service through the master.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of a method for leaving a device from a group proposed by the present invention.
  • the node may leave the group by transmitting a message requesting the group to leave the group.
  • the node when a node forming a group wants to leave the group, the node transmits an instruction for leaving the group to a control device connected through Bluetooth (S18010).
  • the indication may include node information of a node to withdraw.
  • the control device having received the instruction for withdrawing from the node may withdraw the node from the group, and if necessary, transmits a write request message to the node requesting writing of the control point characteristic instructing the withdrawal of the node (S18020).
  • the write request message may include a value of '0x04' indicating the withdrawal of the node from Table 1 and group information of a group to be withdrawn.
  • the node When the node receives the write request message indicating the withdrawal from the control device, the node writes a value for withdrawal in the control point characteristic and withdraws from the group.
  • control device may transmit the node information of the withdrawn node to the master to inform the master of the withdrawal of the node.
  • 19 and 20 are diagrams showing still another example of a method for withdrawing a device from the group proposed by the present invention.
  • the node constituting the group may leave the group by transmitting a message requesting the group to leave the group to the master managing the group.
  • the node when a node operating as a slave in a group wants to withdraw from the group, the node transmits a message requesting the withdrawal of the group to the master, and the master notifies the control device to withdraw the node from the group. .
  • the node when a node forming a group intends to leave the group, the node transmitting an instruction for leaving the group to the master managing the group (S20010).
  • the master which has received an instruction for withdrawing from the node, may transmit the same to the control device to notify the withdrawal of the node, and the control device may withdraw the node from the group (S20020).
  • the indication may include node information of the node to leave.
  • control device transmits a write request message to the node requesting writing of the control point characteristic instructing the withdrawal of the node (S20030).
  • the write request message may include a value of '0x04' indicating the withdrawal of the node from Table 1 and group information of a group to be withdrawn.
  • the node When the node receives the write request message indicating the withdrawal from the control device, the node writes a value for withdrawal in the control point characteristic and withdraws from the group.
  • the control device may not transmit the information of the node that has left.
  • 21 is a flowchart illustrating an example of a method for deleting device information from a group proposed by the present invention.
  • control device may delete the node information of the withdrawn node by transmitting information of a node serving as a slave who has left the group to the master.
  • control device connected to the master through Bluetooth transmits a write request message requesting the writing of the control point characteristic instructing deletion of the node information of the withdrawn node (S21010).
  • the write request message may include a value of '0x03' indicating deletion of node information in Table 1 and node information of a node to be deleted.
  • the master Upon receiving the write request message instructing the deletion of the node information from the control device, the master writes a value for deleting the node information in the control point property, and indicates that the node has left the 'SlaveList' property indicating the nodes acting as slaves in the group. Delete node information.
  • control device can delete the node information of the slave who has left the group to provide the PoB service through the master.
  • 22 is a flowchart illustrating still another example of a method for transmitting and receiving data by forming a group using Bluetooth according to the present invention.
  • a first device for providing a PoB service may transmit and receive voice data for providing a PoB service by forming a group with a plurality of devices supporting Bluetooth.
  • the first device to transmit voice data for providing PoB service creates a group for group communication with a plurality of devices (S22010).
  • the group may be created through the method described with reference to FIGS. 7 to 9.
  • the first device may exchange first configuration information of a group for the group communication with the plurality of devices (S22020).
  • the first configuration information includes a Group ID for identifying a group created to provide a PoB service, bonding information with each device, codec information for encoding and decoding voice data, and an IRK for using an encrypted address. ID may be replaced with an ID), or an encryption key for secure transmission.
  • the first device may form a Bluetooth connection with the plurality of devices based on the first configuration information (S22030).
  • the first device may be formed using the time division technique or the broadcasting channel described with reference to FIGS. 7 and 10.
  • the first device may form a Bluetooth connection based on advertising or scanning with the plurality of devices according to a role to be performed.
  • the first device may transmit / receive voice data for providing PoB service with the plurality of devices by using a specific channel for transmitting / receiving voice data (S22040).
  • Orientation-based device discovery method is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments are all or part of each of the embodiments is optional so that various modifications can be made It may be configured in combination.
  • the direction-based device search method of the present specification may be implemented as processor-readable code in a processor-readable recording medium provided in a network device.
  • the processor-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by the processor. Examples of the processor-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave such as transmission over the Internet. .
  • the processor-readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the processor-readable code is stored and executed in a distributed fashion.

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Abstract

본 발명은 블루투스를 이용하여 제 1 장치가 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제 1 장치는 복수의 장치들과 그룹 통신을 위한 그룹을 생성하고, 상기 복수의 장치들과 상기 그룹 통신을 위한 그룹의 제 1 구성 정보를 교환하며, 상기 제 1 구성 정보에 기초하여 상기 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성하되, 상기 블루투스 연결은 상기 복수의 장치들과 동시에 연결을 형성하기 위한 브로드캐스팅 채널 또는 시분할 기법을 이용하여 형성되고, 특정 채널을 이용하여 상기 복수의 장치들과 음성 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

블루투스 기술을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신시스템에서 근거리 기술인 블루투스를 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 블루투스 기술을 이용하여 그룹간 음성 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
블루투스는 근거리에서 각종 디바이스들을 무선으로 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 근거리 무선 기술 규격이다. 블루투스(Bluetooth) 통신을 이용하여 두 기기간 무선 통신을 수행하고자 하는 경우, 사용자(User)는 통신하고자 하는 블루투스(Bluetooth) 디바이스(Device)들을 검색(Discovery)하고 연결(Connection)을 요청하는 절차를 수행한다. 본 발명에서 디바이스는 기기, 장치를 의미할 수 있다.
이때, 사용자는 블루투스 디바이스를 이용하여 사용하고자 하는 블루투스 통신방법에 따라 블루투스 디바이스를 검색한 후 연결을 수행할 수 있다.
블루투스 통신방법에는 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. 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 발명은, 블루투스 기술을 이용하여 음성 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 복수의 디바이스가 블루투스 기술을 이용하여 음성 데이터를 송수신하기 위한 그룹을 형성하는 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 블루투스 기술을 이용하여 그룹을 형성하기 위한 마스터 장치를 결정 및 설정하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 그룹을 구성하는 슬레이브 장치를 설정하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 블루투스 기술을 이용하여 형성된 그룹에 장치를 추가 및/또는 삭제하기 위한 방법 및 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 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 블루투스를 이용하여 제 1 장치가 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스를 이용하여 제 1 장치가 데이터를 송수신하기 위한 방법은 복수의 장치들과 그룹 통신을 위한 그룹을 생성하는 단계; 상기 복수의 장치들과 상기 그룹 통신을 위한 그룹의 제 1 구성 정보를 교환하는 단계; 상기 제 1 구성 정보에 기초하여 상기 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성하는 단계, 상기 블루투스 연결은 상기 복수의 장치들과 동시에 연결을 형성하기 위한 브로드캐스팅 채널 또는 시분할 기법을 이용하여 형성되고; 및 특정 채널을 이용하여 상기 복수의 장치들과 음성 데이터를 송수신하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 그룹을 생성하는 단계는, 제어 장치와 블루투스 LE 연결을 형성하는 단계; 및 상기 제어 장치로부터 그룹을 생성하기 위한 제 2 구성 정보를 포함하는 제 1 기입 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 2 구성 정보는 상기 그룹에서 역할을 나타내는 역할 정보, 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID), 또는 상기 그룹에서 상기 제 1 장치를 식별하기 위한 노드 식별자(Node ID) 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 그룹을 형성하는 단계는, 상기 제어 장치로부터 상기 음성 데이터의 송수신을 위한 추가 정보를 포함하는 제 2 기입 메시지를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 구성 정보는 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID) 또는 상기 음성 데이터의 변조 및 복조를 위한 코덱을 나타내는 코덱 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 복수의 장치들 각각과 암호화된 주소의 사용을 위한 IRK(Identity Resolving key) 및 상기 음성 데이터의 보안 전송을 위한 암호화 키를 교환하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성하는 단계는, 상기 브로드캐스팅 채널 또는 상기 시분할 기법을 이용하여 상기 복수의 장치들로 광고 메시지를 전송하는 단계, 상기 광고 메시지는 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID)를 포함하고; 및 상기 복수의 장치들 각각으로부터 상기 광고 메시지에 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연결 요청 메시지는 데이터를 송수신하는 간격을 나타내는 연결 간격 파라미터(connection interval parameter) 및 비활성화된 연결 이벤트의 수를 나타내는 지연 파라미터(latency parameter)를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 연결 간격 파라미터 및 상기 지연 파라미터는 상기 복수의 장치들 마다 서로 다르게 설정된다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 장치가 클라이언트 역할을 수행하는 경우, 상기 음성 데이터는 기입 요청 메시지(Write request message)를 통해서 상기 복수의 장치들로 전송되며, 상기 음성 데이터는 상기 복수의 장치들의 특정 특성(characteristic)에 기입된다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 장치가 서버 역할을 수행하는 경우, 상기 음성 데이터는 지시 메시지(Indication message)를 통해서 상기 복수의 장치들로 전송되며, 상기 제 1 장치의 음성 데이터를 전송하기 위한 특정 특성은 상기 음성 데이터가 발생한 경우 상기 지시 메시지를 전송하도록 설정된 클라이언트 디스크립터(Client Descriptor)를 포함한다.
또한, 본 발명은, 외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 데이터를 저장하기 위한 메모리; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 복수의 장치들과 그룹 통신을 위한 그룹을 생성하고, 상기 복수의 장치들과 상기 그룹 통신을 위한 그룹의 제 1 구성 정보를 교환하며, 상기 구성 정보에 기초하여 상기 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성하되, 상기 블루투스 연결은 상기 복수의 장치들과 동시에 연결을 형성하기 위한 브로드캐스팅 채널 또는 시분할 기법을 이용하여 형성되고, 특정 채널을 이용하여 상기 복수의 장치들과 음성 데이터를 송수신하는 포함하는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 프로세서는, 제어 장치와 블루투스 LE 연결을 형성하고, 상기 제어 장치로부터 그룹을 생성하기 위한 제 2 구성 정보를 포함하는 제 1 기입 메시지를 수신하되, 상기 제 2 구성 정보는 상기 그룹에서 역할을 나타내는 역할 정보, 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID), 또는 상기 그룹에서 상기 제 1 장치를 식별하기 위한 노드 식별자(Node ID) 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 프로세서는, 상기 제어 장치로부터 상기 음성 데이터의 송수신을 위한 추가 정보를 포함하는 제 2 기입 메시지를 수신한다.
또한, 본 발명에서, 상기 프로세서는, 상기 복수의 각각과 암호화된 주소의 사용을 위한 IRK 및 상기 음성 데이터의 보안 전송을 위한 암호화 키를 교환한다.
또한, 본 발명에서, 상기 프로세서는, 상기 브로드캐스팅 채널 또는 상기 시분할 기법을 이용하여 상기 복수의 장치들로 광고 메시지를 전송하되, 상기 광고 메시지는 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID)를 포함하고, 상기 복수의 장치들 각각으로부터 상기 광고 메시지에 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 수신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 기술을 이용하여 음성 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치에 따르면, 블루투스 기술을 이용하여 장치간에 음성 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 블루투스를 이용하여 그룹을 구성하는 장치들 간에 음성 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 블루투스를 이용하여 음성 데이터를 송수신하기 위한 그룹을 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 그룹을 관리하기 위한 마스터 장치를 결정 및 설정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 그룹을 구성하는 슬레이브 장치를 설정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 블루투스를 통해서 형성된 그룹에 장치를 추가 또는 삭제할 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 나타낸 도이다.
도 4는 블루투스 저전력 에너지의 GATT(Generic Attribute Profile)의 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 블루투스 저전력 에너지 기술에서 연결 절차 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 블루투스를 이용하여 복수의 장치들이 그룹을 형성하여 음성 데이터를 송수신하기 위한 블루투스 통신 아키텍처의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 그룹을 형성하여 음성 데이터를 송수신하기 위한 동작의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 8 및 도 9는 본 명세서에서 제안하는 그룹을 구성하기 위한 일 예를 나타낸 도이다.
도 10 및 도 11은 본 명세서에서 제안하는 그룹을 구성하는 장치들 간에 블루투스 연결을 형성하기 위한 방법 및 데이터 패킷의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명에서 제안하는 그룹을 구성하는 장치들 간에 음성 데이터를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에서 제안하는 그룹을 생성하고 관리하는 마스터 역할을 수행할 장치를 설정하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명에서 제안하는 그룹에 장치를 추가하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 17은 본 발명에서 제안하는 그룹에 장치를 추가하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 18은 본 발명에서 제안하는 그룹에서 장치가 탈퇴하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 19 및 도 20은 본 발명에서 제안하는 그룹에서 장치가 탈퇴하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 21는 본 발명에서 제안하는 그룹에서 장치의 정보를 삭제하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 22는 본 발명에서 제안하는 블루투스를 이용하여 그룹을 형성하여 데이터를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 순서도이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 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.
이하, 본 발명과 관련된 방법 및 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
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 3ms 이며, (5) 최대 전류는 15mA이하이며, (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) 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(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 디바이스는 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 디바이스는 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 또는 클라이언트 디바이스의 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 디바이스로부터 광고(Advertising) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스로 스캔 요청(Scan Request) 메시지를 전송하고, 상기 서버 디바이스로부터 상기 스캔 요청에 대한 응답으로 스캔 응답(Scan Response) 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 서버 디바이스와 블루투스 연결 설정을 위해 상기 서버 디바이스로 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 디바이스로부터 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.
상기 입력부(112,122)는 화면 버튼과 같이 사용자의 입력을 제어부에게 제공하여 디바이스의 동작을 사용자가 제어할 수 있게 하는 모듈을 말한다.
도 3은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 블루투스 통신 아키텍처(Architecture)의 일 예를 나타낸 도이다.
상기 도 3을 참고하면, 상기 도 3의 (a)는 블루투스 BR(Basic Rate)/EDR(Enhanced Data Rate)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타내며, (b)는 블루투스 LE(Low Energy)의 프로토콜 스택의 일 예를 나타낸다.
구체적으로, 상기 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 블루투스 BR/EDR 프로토콜 스택은 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI, 18)를 기준으로 상부의 컨트롤러 스택(Controller stack, 10)과 하부의 호스트 스택(Host Stack, 20)을 포함할 수 있다.
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈)(20)은 2.4GHz의 블루투스 신호를 받는 무선 송수신 모듈과 블루투스 패킷을 전송하거나 수신하기 위한 하드웨어를 말하며, 상기 컨트롤러 스택(10)인 블루투스 모듈과 연결되어 블루투스 모듈을 제어하고 동작을 수행한다.
상기 컨트롤러 스택(10)은 PHY 계층(12), 링크 컨트롤러 계층(Link Controller, 14), 링크 매니저 계층(Link Manager, 16)을 포함할 수 있다.
상기 PHY 계층(12)은 2.4GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로, GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation을 사용하는 경우 79 개의 RF 채널을 hopping 하여 데이터를 전송할 수 있다.
상기 링크 컨트롤러 계층(14)은 Digital Signal을 전송하는 역할을 담당하며, 초당 1400번 hopping 하는 채널 시퀀스를 선택하며, 각 채널 별 625us 길이의 time slot을 전송한다.
상기 링크 매니저 계층(16)은 LMP(Link Manager Protocol)을 활용하여 Bluetooth Connection의 전반적인 동작(link setup, control, security)을 제어한다.
상기 링크 매니저 계층(16)은 아래와 같은 기능을 수행할 수 있다.
- ACL/SCO logical transport, logical link setup 및 control을 한다.
- Detach: connection을 중단하고, 중단 이유를 상대 디바이스에게 알려준다.
- Power control 및 Role switch를 한다.
- Security(authentication, pairing, encryption) 기능을 수행한다.
상기 호스트 컨트롤러 인터페이스 계층(18)은 Host 모듈과 Controller 모듈 사이의 인터페이스 제공하여 Host 가 command와 Data를 Controller에게 제공하게 하며, Controller가 event와 Data를 Host에게 제공할 수 있도록 해준다.
상기 호스트 스택(또는 호스트 모듈, 20)은 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21), 속성 프로토콜(Protocol, 22), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 23), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 24), BR/EDR 프로파일(25)을 포함한다.
상기 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 21)은 특정 프로토콜 또는 포로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.
상기 L2CAP(21)은 블루투스 상위에서 제공하는 다양한 프로토콜, 프로파일 등을 멀티플렉싱(multiplexing)할 수 있다.
블루투스 BR/EDR의 L2CAP에서는 dynamic 채널 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode를 지원하고, Segmentation 및 reassembly, per-channel flow control, error control을 제공한다.
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 23)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(22)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(23)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(23) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 22)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.
상기 속성 프로토콜(22) 및 상기 BR/EDR 프로파일(25)은 블루트스 BR/EDR를 이용하는 서비스 (profile)의 정의 및 이들 데이터를 주고 받기 위한 application 프로토콜을 정의하며, 상기 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, GAP, 24)은 디바이스 발견, 연결, 및 보안 수준을 정의한다.
상기 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 블루투스 LE 프로토콜 스택은 타이밍이 중요한 무선장치 인터페이스를 처리하도록 동작 가능한 컨트롤러 스택(Controller stack, 30)과 고레벨(high level) 데이터를 처리하도록 동작 가능한 호스트 스택(Host stack, 40)을 포함한다.
먼저, 컨트롤러 스택(30)은 블루투스 무선장치를 포함할 수 있는 통신 모듈, 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.
상기 컨트롤러 스택(30)은 물리 계층(Physical Layer, PHY, 32), 링크 레이어(Link Layer, 34) 및 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, 36)를 포함한다.
상기 물리 계층(PHY, 무선 송수신 모듈, 32)은 2.4 GHz 무선 신호를 송수신하는 계층으로 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) modulation과 40 개의 RF 채널로 구성된 frequency hopping 기법을 사용한다.
블루투스 패킷을 전송하거나 수신하는 역할을 하는 상기 링크 레이어(34)는 3개의 Advertising 채널을 이용하여 Advertising, Scanning 기능을 수행한 후에 디바이스 간 연결을 생성하고, 37개 Data 채널을 통해 최대 257bytes 의 데이터 패킷을 주고 받는 기능을 제공한다.
상기 호스트 스택은 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP, 41), 보안 매니저(Security Manager, SM, 42), 속성 프로토콜(Attribute Protocol, ATT, 43), 일반 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT, 44), 일반 접근 프로파일(Generic Access Profile, 45), LE 프로파일(46)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 호스트 스택(40)은 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, 41)은 특정 프로토콜 또는 프로파일에게 데이터를 전송하기 위한 하나의 양방향 채널을 제공할 수 있다.
상기 L2CAP(41)은 상위 계층 프로토콜들 사이에서 데이터를 다중화(multiplex)하고, 패키지(package)들을 분할(segment) 및 재조립(reassemble)하고, 멀티캐스트 데이터 송신을 관리하도록 동작 가능할 수 있다.
블루투스 LE 에서는 3개의 고정 채널(signaling CH을 위해 1개, Security Manager를 위해 1개, Attribute protocol을 위해 1개)을 기본적으로 사용한다. 그리고, 필요에 따라 동적 채널을 사용할 수도 있다.
반면, BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Data Rate)에서는 동적인 채널을 기본적으로 사용하며, protocol service multiplexer, retransmission, streaming mode 등을 지원한다.
SM(Security Manager, 42)은 디바이스를 인증하며, 키 분배(key distribution)를 제공하기 위한 프로토콜로써 블루투스 LE의 보안(Security) 전반을 담당한다.
ATT(Attribute Protocol, 43)는 서버-클라이언트(Server-Client) 구조로 상대 디바이스의 데이터를 접근하기 위한 규칙을 정의한다. ATT에는 아래의 6가지의 메시지 유형(Request, Response, Command, Notification, Indication, Confirmation)이 있다.
① Request 및 Response 메시지: Request 메시지는 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 특정 정보 요청 및 전달하기 위한 메시지이며, Response 메시지는 Request 메시지에 대한 응답 메시지로서, 서버 디바이스에서 클라이언트 디바이스로 전송하는 용도로 사용할 수 있는 메시지를 말한다.
② Command 메시지: 클라이언트 디바이스에서 서버 디바이스로 주로 특정 동작의 명령을 지시하기 위해 전송하는 메시지로, 서버 디바이스는 Command 메시지에 대한 응답을 클라이언트 디바이스로 전송하지 않는다.
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 메시지(Confirm message)를 서버 디바이스로 전송한다.
상기 일반 접근 프로파일(45)은 블루투스 LE 기술을 위해 새롭게 구현된 계층으로, 블루투스 LE 디바이스들 간의 통신을 위한 역할 선택, 멀티 프로파일 작동이 어떻게 일어나는지를 제어하는데 사용된다.
또한, 상기 일반 접근 프로파일(45)은 디바이스 발견, 연결 생성 및 보안 절차 부분에 주로 사용되며, 사용자에게 정보를 제공하는 방안을 정의하며, 하기와 같은 attribute의 type을 정의한다.
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
상기 LE 프로파일(46)은 GATT에 의존성을 가지는 profile 들로 주로 블루투스 LE 디바이스에 적용된다. LE 프로파일(46)은 예를 들면, Battery, Time, FindMe, Proximity, Time 등이 있을 수 있으며, GATT-based Profiles의 구체적인 내용은 하기와 같다.
① Battery: 배터리 정보 교환 방법
② Time: 시간 정보 교환 방법
③ FindMe: 거리에 따른 알람 서비스 제공
④ Proximity: 배터리 정보 교환 방법
⑤ Time: 시간 정보 교환 방법
상기 일반 속성 프로파일(GATT, 44)은 서비스들의 구성 시에 상기 속성 프로토콜(43)이 어떻게 이용되는지를 설명하는 프로토콜로서 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 일반 속성 프로파일(44)은 ATT 속성들이 어떻게 서비스들로 함께 그룹화되는지를 규정하도록 동작 가능할 수 있고, 서비스들과 연계된 특징들을 설명하도록 동작 가능할 수 있다.
따라서, 상기 일반 속성 프로파일(44) 및 상기 속성 프로토콜(ATT, 43)은 디바이스의 상태와 서비스들을 설명하고, 특징들이 서로 어떻게 관련되며 이들이 어떻게 이용되는지를 설명하기 위하여, 특징들을 사용할 수 있다.
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 PCTKR2017011675-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 나타낸 도이다.
도 4를 참조하면 블루투스 저전력 에너지의 프로파일 데이터(Profile Data) 교환을 위한 구조를 살펴볼 수 있다.
구체적으로, GATT(Generic Attribute Profile)는 블루투스 LE 장치간의 서비스(Service), 특성(Characteristic)을 이용해서 데이터를 주고 받는 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 있으며, 센트럴(Central) 장치가 GATT 클라이언트(Client) 역할을 한다.
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) 하나씩을 필요로 한다. 상기 특성 여러 개의 연속된 속성을 사용할 수 있다.
상기 속성(Attribute)는 네 개의 구성 요소로 이루어지며, 아래와 같은 의미를 가진다.
- 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 Scan Request message를 전송할 수 있다.
이 경우, 상기 서버는 상기 클라이언트로 Scan Request message에 대한 응답으로 추가적인 데이터를 포함하는 Scan Response message를 전송한다.
여기서, Scan Request message 및 Scan Response message는 광고 패킷의 한 종료로써, 광고 패킷은 31 bytes 이하의 User Data만을 포함할 수 있다.
따라서, 데이터의 크기가 3 bytes보다 크지만, 연결까지 맺어서 데이터를 보내기에는 오버헤드가 큰 데이터가 존재하는 경우, Scan Request message/Scan Response message를 이용하여 두번에 걸쳐서 데이터를 나눠 보낸다.
다음, 클라이언트는 서버와 블루투스 연결 설정을 위한 Connection Request message를 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 Secure Simple Pairing으로 해석되거나 이를 포함하여 수행될 수 있다.
즉, 보안 설립 절차는 Phase 1 단계 내지 Phase 3 단계를 거쳐 수행될 수 있다.
구체적으로, 서버와 클라이언트 간에 페어링 절차(Phase 1)를 수행한다(S5030).
페어링 절차는 클라이언트가 서버로 Pairing Request message)를 전송하고, 서버가 클라이언트로 Pairing Response message를 전송한다.
페어링 절차를 통해서 장치간 authentication requirements와 I(Input)/O(Output) capabilities와 Key Size정보를 주고 받는다. 이 정보를 통해 Phase 2에서 어떤 Key 생성 방법을 사용할지 결정하게 된다.
다음, Phase 2로서, 서버와 클라이언트 간에 레거시 페어링 또는 보안 연결을 수행한다(S5040).
Phase 2에서 레거시 페어링을 수행하는 128bits의 Temporary Key 및 Short Term Key(STK)를 생성한다.
- Temporary Key: STK를 생성하기 위해 만들어진 Key
- Short Term Key(STK): 기기간 암호화된 연결(Encrypted connection)을 만드는데 사용되는 Key 값
만약, Phase 2에서 보안 연결을 수행하는 경우, 128 bit의 Long Term Key(LTK)를 생성한다.
- Long Term Key(LTK): 기기간 암호화된 연결뿐만 아니라 추후의 연결에서도 사용되는 Key 값
다음, SSP Phase 3으로서, 서버와 클라이언트 간에 키 분배(Key Distribution) 절차를 수행한다(S5050).
이를 통해, 서버와 클라이언트 간에 보안 연결이 확립되고, 암호화된 링크를 형성하여 데이터를 송수신할 수 있게 된다.
이와 같이 블루투스는 일대일 연결을 기반으로 하여 데이터를 송수신할 수 있는 네트워크 기술이다.
하지만, 블루투스는 일대일 연결을 기반으로 하기 때문에 복수의 장치들이 특정 목적 또는 특정 서비스를 제공하기 위한 그룹을 형성하는 방법은 정의되어 있지 않다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 블루투스를 이용하여 복수의 장치들이 그룹을 형성하고, 형성된 그룹을 구성하는 장치들 간에 데이터(예를 들면, 음성 데이터)를 송수신하기 위한 방법을 제안한다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 블루투스를 이용하여 복수의 장치들이 그룹을 형성하여 음성 데이터를 송수신하기 위한 블루투스 통신 아키텍처의 일 예를 나타낸 도이다.
도 6을 참조하면, 블루투스를 통해서 그룹을 형성하고, 형성된 그룹을 구성하는 장치들간에 데이터를 송수신하기 위한 서비스(이하, PoB(Push Talk over Bluetooth) 서비스라 한다)를 제공하기 위한 새로운 블루투스 통신 아키텍처가 적용될 수 있다.
이하, 도 3에서 설명한 블루투스 아키텍처와 동일한 부분을 제외하고 다른 부분을 위주로 설명하도록 한다.
구체적으로, PoB 서비스를 제공하기 위한 블루투스 통신 아키텍처는 New Profile, New Service, Voice Codec, Gap, GATT, ATT, Security Manager, New Streaming Protocol, L2CAP, HCI, Link Layer, 및 PHY로 구성될 수 있다.
먼저, New Profile은 PoB 서비스를 제공하기 위한 프로파일을 의미하고, New Services은 PoB 서비스를 제공하기 위한 스트리밍 설정(Streaming Setup), 송신 권한 설정, 및/또는 그룹 관리 등을 위한 서비스들을 의미한다.
Voice Codec은 PoB 서비스를 통해서 송수신되는 음성/비디오 데이터들의 인코딩 및 디코딩을 위한 코덱 기능을 제공한다.
이때, 각 장치는 음성 데이터의 인코딩/디코딩을 위한 하나 또는 다수의 코덱을 지원할 수 있으며, 음성 데이터를 송수신하는 장치들은 지원하는 코덱들 중에서 동일한 코덱을 이용하여 음성 데이터를 인코딩/디코딩할 수 있다.
Security Manager는 도 4에서 살펴본 기능 외에 PoB 서비스를 제공하기 위한 사용자 및 그룹의 인증, 암호화 엔진 등 보안 기능을 제공한다.
New Streaming Protocol은 PoB 서비스의 음성 데이터를 송수신하기 위한 새로운 스트리밍 프로토콜을 제공한다.
HCI는 도 4에서 살펴본 기능 외에 PoB 서비스를 제공하기 위한 HCI Command 및 이벤트 등을 제공한다.
Link Layer는 도 4에서 살펴본 기능 외에 PoB 서비스를 제공하기 위한 유니 캐스트, 멀티 캐스트 및 시간 동기를 위한 기능을 제공하고, PHY는 100m 이상의 긴 거리에 존재하는 장치들 간에 음성 데이터를 송수신하기 위한 기능을 제공한다.
이와 같은 프로토콜 스택을 통해서 블루투스를 지원하는 장치들 간에 그룹을 형성할 수 있으며, 동일한 그룹을 구성하고 있는 장치들은 음성 데이터를 송수신할 수 있다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 그룹을 형성하여 음성 데이터를 송수신하기 위한 동작의 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면 특정 서비스를 제공하기 위한 장치는 블루투스를 지원하는 복수의 장치들과 그룹을 형성하여 특정 서비스를 제공하기 위한 데이터를 송수신할 수 있다.
이하, 앞에서 살펴본 PoB 서비스를 예로 들어 설명하도록 한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 다양한 서비스에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 음성 데이터를 전송하는 장치를 센더(Sender)라 호칭하고, 음성 데이터를 수신하는 장치를 리시버(Receiver)라 호칭하도록 한다. 센더와 리시버는 각 장치들의 데이터 송수신 방향에 따른 호칭으로 각 장치들은 센더 및/또는 리시버가 될 수 있다.
구체적으로, PoB 서비스를 제공하고자 하는 특정 장치는 블루투스를 지원하는 복수의 장치들과 음성 데이터를 송수신하기 위한 구성(configuration) 절차를 수행할 수 있다(S7010).
구성 절차는 복수의 장치들 간에 음성 데이터 송수신을 위한 그룹 형성 및 블루투스 연결을 위한 구성 정보를 교환하는 절차로써, 특정 장치는 구성 절차를 통해서 복수의 장치들과 PoB 서비스를 제공하기 위한 그룹을 형성할 수 있다.
이때, 정보 교환은 특정 장치 및 복수의 장치가 N+1개일 경우, N(N+2)/2번 만큼 수행될 필요가 있다.
구성 절차를 통해서 특정 장치는 복수의 장치들과 본딩 정보를 교환하여 저장할 수 있으며, 추후 연결절차에서 저장된 본딩 정보로 인하여 페어링 절차를 수행하지 않아도 되기 때문에 신속하게 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
복수의 장치들과 구성 절차를 수행한 특정 장치는 음성 데이터를 송수신하기 위해서 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성할 수 있다(S7020).
구체적으로, 특정 장치는 그룹을 형성한 복수의 장치들과 시분할 기법 또는 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성하기 위한 브로드캐스트 채널을 통해서 각각 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
복수의 장치가 N개인 경우, 특정 장치는 N개의 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
특정 장치가 시분할 기법을 사용하여 블루투스 연결을 형성하는 경우, 특정 장치는 각각 서로 다른 시간에 복수의 장치들 각각과 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
이 경우, 특정 장치는 연결 요청 메시지를 통해서 연결 이후 데이터 전송을 위한 연결 이벤트 및 지연과 관련된 파라미터들을 설정할 수 있다.
이때, 연결 이벤트 및 지연과 관련된 파라미터들은 음성 데이터를 송수신하기 위한 코덱의 적용 이후, 음성 데이터의 최소 전송양부터 최대 전송양을 고려하여 설정될 수 있다.
복수의 장치들과 N개의 블루투스 연결을 형성한 특정 장치는 설정된 파라미터 값에 기초하여 복수의 장치들과 음성 데이터를 송수신할 수 있다(S7030).
구체적으로 특정 장치는 복수의 장치들 각각의 연결 이벤트 구간에서 설정된 파라미터에 기초하여 각각의 장치에게 음성 데이터를 전송할 수 있다.
이때, 특정 장치는 특정 장치 및 음성 데이터를 수신하는 센더가 지원하는 코덱들 중 하나를 이용하여 음성 데이터를 인코딩할 수 있으며, 인코딩된 음성 데이터를 앞에서 살펴본 GATT 프로토콜을 이용하여 센더에게 전송할 수 있다.
이와 같은 방법을 이용하여 특정 장치는 복수의 장치들과 블루투스를 이용하여 그룹을 형성할 수 있으며, 그룹을 형성한 각각의 장치들과 음성 데이터를 송수신할 수 있다.
구성 절차(Configuration Procedure)
도 8 및 도 9는 본 명세서에서 제안하는 그룹을 구성하기 위한 일 예를 나타낸 도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 도 8은 그룹을 생성하기 위한 방법의 일 예를 나타내고, 도 9는 그룹을 구성하는 장치들 간에 개별적인 보안을 설정하기 위한 방법의 일 예를 나타낸다.
도 8은 그룹을 생성하기 위한 방법의 일 예를 나타낸다.
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이 그룹을 형성하고 관리하는 그룹 오너(Group Owner, GO)인 GO는 그룹을 구성하는 장치(Group Participant, GP)인 GP들에게 하나의 그룹을 형성하고 있음을 알리기 위해서 GP들에게 Group ID를 전송할 수 있다.
이때, 각각의 GP들에게 전송되는 Group ID는 동일한 ID가 전송된다.
각각의 GP들에게 전송된 Group ID는 이후, 블루투스 연결을 형성하기 위한 절차에서 동일한 그룹임을 나타내기 위해서 사용될 수 있다.
또한, GO는 GP들이 복수의 코덱들을 지원하는 경우, 복수의 코덱들 중에서 음성 데이터의 인코딩 및 디코딩을 위한 코덱을 결정할 수 있으며, 결정된 코덱을 GP들에게 알릴 수 있다.
도 9는 그룹을 구성하는 장치들 간에 개별적인 보안을 설정하기 위한 방법의 일 예를 나타낸다.
구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이 하나의 그룹을 구성하는 GO 및 GP들은 각각 개별적인 블루투스 연결을 형성하기 위해서 자신을 제외한 그룹을 형성하는 모든 장치들의 정보(예를 들면, 장치의 주소 등)를 획득하고 있어야 한다.
이때, 각 장치들은 Privacy mode를 통해서 암호화된 주소를 사용하기 위해 IRK(Identity Resolving Key)를 사용할 수 있으며, IRK는 Group ID로 대체될 수 있다.
또한, 각 장치들은 보안 전송이 필요한 경우, 개별 장치간에 암호화 키(encryption key)를 교환하여 데이터를 암호화하여 송수신할 수 있다.
연결 절차(Connection Procedure)
도 10 및 도 11은 본 명세서에서 제안하는 그룹을 구성하는 장치들 간에 블루투스 연결을 형성하기 위한 방법 및 데이터 패킷의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 복수의 장치와 그룹을 형성한 특정 장치는 음성 데이터를 송수신 하기 위해 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
그룹을 구성하고 있는 모든 장치들은 센더 또는 리시버가 될 수 있다.
이하, 특정 장치는 음성 데이터를 전송하기 위한 그룹 센더(Group Sender, GS)라 호칭하고, 복수의 장치들 각각은 음성 데이터를 수신하기 위한 그룹 리시버(Group Receiver, GR)이라 호칭한다.
도 10에 도시된 바와 같이 GS는 GR들과 Scanning에 기반하여 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
구체적으로, 모든 GR들이 Scanning을 하고, GS가 PoB 서비스를 제공하기 위한 음성 데이터가 발생한 경우, 각 GR들에게 블루투스 연결을 위한 광고 패킷을 전송할 수 있다.
이때, GR들과 연결을 형성하기 위한 브로드캐스트 채널을 이용하는 경우, 특정 장치는 그룹을 형성하고 있는 복수의 장치들에게 광고 패킷을 전송하여 연결을 형성할 수 있다.
이 경우, 광고 패킷은 Group ID 및 연결을 형성하고자하는 복수의 장치들 각각의 주소를 모두 포함할 수 있다.
하지만, 시분할 기법을 이용하여 연결을 형성하는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 GS는 GR들 각각과 개별적인 연결 절차를 통해서 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
구체적으로, GS는 GR 1에게 블루투스 연결을 위한 광고 패킷(Advertising Packet)을 전송할 수 있다(S10010).
이때, 광고 패킷은 도 10에 도시된 바와 같이, AD type, AD length 및 Group ID를 포함할 수 있다.
GS로부터 전송된 광고 패킷은 주변의 장치들에게 모두 브로드 캐스팅 되지만, Group ID를 포함하고 있기 때문에 Group ID가 나타내는 그룹을 형성하고 있는 장치들 만 GS가 전송하는 광고 패킷에 대해 응답할 수 있다.
이때, 추가적인 정보가 필요한 경우, 앞에서 살펴본 바와 같이 스캔 요청 메시지 및 스캔 응답 메시지를 통해서 추가적인 정보를 획득할 수 있다.
GR 1은 광고 패킷에 대한 응답으로 GS로 연결 요청 메시지를 전송할 수 있으며, 블루투스 연결을 형성할 수 있다(S10020).
이때, 연결 요청 메시지는 블루투스 연결 형성 이후, 데이터 송수신을 위한 아래와 같은 연결 파라미터 값들을 포함할 수 있다.
- Connection Interval: 데이터 송수신을 위한 Connection event 의 간격
- SlaveLatency: 데이터를 송수신하지 않는 비활성 Connection event 의 수
GR 1과 블루투스 연결을 형성한 GS은 음성 데이터 송수신을 위한 특정 채널을 이용하여 연결 요청 메시지를 통해서 설정된 연결 이벤트 구간 동안 GR 1과 음성 데이터를 송수신할 수 있다.
이때, 상기 특정 채널은 블루투스에서 음성 데이터를 송수신하기 위한 등시 채널(Isochronous Channel)일 수 있다.
이후, GS는 GR 2와 동일한 절차를 수행하여 GR 2로 음성 데이터를 전송할 수 있다(S10030, S10040).
GR 1과 GR 2의 연결 파라메터 값들은 데이터 전송의 충돌을 피하기 위해서 각각 서로 다르게 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예로 GS는 GR들과 Advertising에 기초하여 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
구체적으로, GR들은 주기적으로 도 11에 도시된 광고 패킷을 주변의 장치들에게 브로드캐스팅한다.
GP는 음성 데이터가 발생한 경우, GR들 각각으로부터 전송된 광고 메시지에 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 전송하여 GR들과 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
이때, GP는 GR들로부터 전송된 광고 패킷에 포함된 Group ID를 통해서 광고 패킷을 전송한 GR들이 동일한 그룹에 속해 있는지 여부를 알 수 있다.
하지만, Advertising에 기초한 연결은 동시에 복수의 GR들로부터 광고 패킷이 전송될 수 있어 광고 패킷들 간에 충돌이 발생할 수 있다. 따라서 이러한 충돌을 회피 하기 위해서 GR들 간에 광고 패킷을 전송하는 시간 및/또는 주기를 다르게 설정할 수 있다.
도 12는 본 발명에서 제안하는 그룹을 구성하는 장치들 간에 음성 데이터를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 12를 참조하면, GR들과 블루투스 연결을 형성한 GP는 GR들 각각의 연결 이벤트 구간에서 GR들에게 음성 데이터를 전송할 수 있다.
구체적으로, 도 10에서 설명한 Scanning 또는 Advertising에 기초하여 GR들과 블루투스 연결을 형성한 GS는 GR들로 전송할 음성 데이터가 발생한 경우, GR 1을 위한 연결 이벤트 구간 동안 GR 1에게 음성 데이터를 전송할 수 있다(S12010).
이때, GS은 두 가지 방법을 통해서 GR 1에게 음성 데이터를 전송할 수 있다.
첫 번째로, GS가 GATT Client로 동작하고, GR 1이 GATT Server로 동작하는 경우, GS는 기입 커맨드(Write Command) 또는 기입 요청(Write Request)를 통해서 GR 1으로 음성 데이터를 전송할 수 있다.
GS가 기입 커맨트를 통해서 음성 데이터를 전송하는 경우, GR 1은 이에 대한 응답을 전송하지 않는다.
하지만, GS가 기입 요청을 통해서 음성 데이터를 전송하는 경우, GR 1은 이에 대한 응답을 GS에게 전송할 수 있다(S12020).
또한, 기입 요청 메시지를 통해서 GR 1으로 음성 데이터를 재 전송할 수 있다. 예를 들어, GS가 음성 데이터를 전송하였지만, GR 1이 음성 데이터를 성공적으로 수신하지 못한 경우, GS는 기입 요청을 통해서 동일한 음성 데이터를 GR 1으로 다시 전송할 수 있다.
이후, GS는 GR 2에게 GR 1과 동일하게 기입 커맨드 또는 기입 요청을 통해서 동일한 음성 데이터를 전송할 수 있으며(S12030), 이에 대한 응답을 수신할 수 있다(S12040).
두 번째로, GS가 GATT Server로 동작하고, GR 1이 GATT Client로 동작하는 경우, GS는 통지(Notification) 또는 지시(Indication)를 통해서 GR 1으로 음성 데이터를 전송할 수 있다(S12010).
이 경우, 음성 데이터가 발생한 경우, GATT Server로 동작하는 GS가 GR 1 및 GR 2로 음성 데이터를 전송할 수 있도록 Client Character Descriptor가 설정되어야 한다.
예를 들면, 음성 데이터가 발생하여 GS의 음성 데이터가 저장되는 특성의 값이 변경된 경우, GS가 변경된 특성의 값을 통지 또는 지시로 GATT Client로 동작하는 GR 1 및 GR 2에게 전송하도록 음성 데이터가 저장되는 특성의 Client Characteristic Descriptor가 설정/추가 되어야 한다.
GS가 통지를 통해서 음성 데이터를 전송하는 경우, GR 1은 이에 대한 응답을 전송하지 않는다.
하지만, GS가 지시을 통해서 음성 데이터를 전송하는 경우, GR 1은 이에 대한 응답을 GS에게 전송할 수 있다(S12020).
또한, 기입 요청 메시지를 통해서 GR 1으로 음성 데이터를 재 전송할 수 있다. 예를 들어, GS가 음성 데이터를 전송하였지만, GR 1이 음성 데이터를 성공적으로 수신하지 못한 경우, GS는 기입 요청을 통해서 동일한 음성 데이터를 GR 1으로 다시 전송할 수 있다.
이후, GS는 GR 2에게 GR 1과 동일하게 통지 또는 지시을 통해서 동일한 음성 데이터를 전송할 수 있으며(S12030), 이에 대한 응답을 수신할 수 있다(S12040).
위의 두 가지 방법을 통해서 GR 1 및 GR 2에게 음성 데이터의 전송을 완료하면 GS는 GR 1 및 GR 2에게 연결 해제를 위한 메시지(예를 들면, LL_Terminate 메시지)를 전송하여 블루투스 연결을 해제한다.
이와 같은 방법을 통해서 GS는 같은 그룹의 GR들에게 음성 데이터를 전송할 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명에서 제안하는 그룹을 생성 및 관리하는 마스터 역할을 수행할 장치를 설정하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, PoB 서비스를 제공하기 위한 그룹을 제어하는 제어 장치는 그룹을 생성 및 관리하는 마스터 역할을 수행하는 장치를 설정할 수 있다.
아래 표 2는 PoB 서비스를 제공하기 위한 그룹을 생성 및 관리하기 위한 그룹 관리 프로토콜(Group Management Protocol)의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2017011675-appb-T000002
도 13에 도시된 바와 같이 제어 장치는 특정 장치를 선택하여 그룹을 생성 및 관리하기 위한 마스터로 동작하도록 설정할 수 있다.
제어 장치는 그룹을 형성하는 모든 장치들을 제어할 수 있는 장치를 의미한다(예를 들면, Phone 등).
제어 장치는 그룹을 형성하는 복수의 장치들 각각의 배터리, 및 프로세서 파워 등과 같은 능력 정보에 기초하여 마스터 장치의 역할을 수행할 장치를 선택한다.
구체적으로 도 14에 도시된 바와 같이 제어 장치는 그룹을 구성할 각 장치 들인 각 노드들과 블루투스 연결을 형성한 뒤, 각 노드들의 노드 정보를 판독 하여 획득할 수 있다(S14010).
예를 들면, 제어 장치는 각 노드들에게 노드 정보의 판독을 요청하는 판독 요청 메시지를 전송하고, 이에 대한 응답으로 노드 정보를 포함하는 판독 응답 메시지를 수신할 수 있다.
노드 정보는 각 노드들이 지원하는 기능 및 성능 등을 나타내는 정보(예를 들면, 능력 정보 등)을 포함할 수 있다.
상기 단계 S14010은 선택적인 단계로써 수행되지 않을 수 있다.
이후, 제어 장치는 획득한 노드 정보에 기초하여 마스터 역할을 수행할 노드를 선택하고, 선택한 노드로 생성할 그룹의 그룹 정보를 기입할 수 있다(S14020).
예를 들면, 제어 장치는 선택된 노드로 그룹 정보를 포함하는 기입 요청 메시지를 전송할 수 있으며, 선택된 노드는 그룹 정보에 포함된 각각의 데이터를 해당 특성에 기입/저장한다.
그룹 정보는 그룹에서의 역할을 나타내는 Role, 생성할 그룹을 식별하기 위한 Group ID 및 그룹을 구성할 노드들을 식별하기 위한 Node ID를 포함할 수 있다.
이후, 제어 장치는 PoB 서비스를 제공하기 위한 데이터를 전송하기 위해 필요한 추가적인 데이터가 존재하는 경우, 선택한 노드로 추가 정보(표 1에서의 Info)를 기입할 수 있다(S14030).
예를 들면, 제어 장치는 선택된 노드로 추가 정보를 포함하는 기입 요청 메시지를 전송할 수 있으며, 선택된 노드는 추가 정보에 포함된 각각의 데이터를 해당 특성에 기입/저장한다.
이와 같이 제어 장치를 통해서 그룹에서 마스터 역할을 수행할 노드를 결정할 수 있으며, 결정된 노드로 생성할 그룹의 그룹 정보를 전송함으로써 선택된 노드는 PoB 서비스를 제공하기 위한 그룹을 생성할 수 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명에서 제안하는 그룹에 장치를 추가하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, PoB 서비스를 제공하기 위한 그룹을 제어하는 제어 장치는 그룹에서 슬레이브 역할을 수행하는 노드를 설정함으로써, 그룹에 새로운 장치를 추가할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이 제어 장치는 특정 장치를 선택하여 그룹의 슬레이브 역할을 수행하도록 설정함으로써, 선택된 장치를 그룹의 노드로 추가할 수 있다.
구체적으로 도 16에 도시된 바와 같이 제어 장치는 그룹에 추가할 장치인 노드와 블루투스 연결을 형성한 뒤, 노드 정보를 판독 하여 획득할 수 있다(S16010).
예를 들면, 제어 장치는 노드에게 노드 정보의 판독을 요청하는 판독 요청 메시지를 전송하고, 이에 대한 응답으로 노드 정보를 포함하는 판독 응답 메시지를 수신할 수 있다.
노드 정보는 노드가 지원하는 기능 및 성능 등을 나타내는 정보(예를 들면, 능력 정보 등)을 포함할 수 있다.
상기 단계 S16010은 선택적인 단계로써 수행되지 않을 수 있다.
이후, 제어 장치는 노드로 참여할 그룹의 그룹 정보를 기입할 수 있다(S16020).
예를 들면, 제어 장치는 추가할 노드로 그룹 정보를 포함하는 기입 요청 메시지를 전송할 수 있으며, 노드는 그룹 정보에 포함된 각각의 데이터를 해당 특성에 기입/저장한다.
그룹 정보는 그룹에서의 역할을 나타내는 Role, 생성할 그룹을 식별하기 위한 Group ID, 그룹을 구성할 노드들을 식별하기 위한 Node ID 및 그룹에서 마스터로 동작하는 노드를 식별하기 위한 Master ID를 포함할 수 있다.
이후, 제어 장치는 PoB 서비스를 제공하기 위한 데이터를 전송하기 위해 필요한 추가적인 데이터가 존재하는 경우, 노드로 추가 정보(표 1에서의 Info)를 기입할 수 있다(S16030).
예를 들면, 제어 장치는 선택된 노드로 추가 정보를 포함하는 기입 요청 메시지를 전송할 수 있으며, 선택된 노드는 추가 정보에 포함된 각각의 데이터를 해당 특성에 기입/저장한다.
도 17은 본 발명에서 제안하는 그룹에 장치를 추가하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 17을 참조하면, 도 16과는 다르게 제어 장치는 마스터로 추가할 노드의 노드 정보를 전송함으로써, 그룹에 노드를 추가할 수 있다.
구체적으로, 마스터와 블루투스를 통해 연결되어 있는 제어 장치는 노드의 추가를 지시하는 제어 포인트 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 전송한다(S17010).
이때, 기입 요청 메시지는 상기 표 1에서 노드 정보의 추가를 지시하는 ‘0x02’의 값 및 추가할 노드의 정보를 포함할 수 있다.
제어 장치로부터 노드의 추가를 지시하는 기입 요청 메시지를 수신한 마스터는 제어 포인트 특성에 노드 추가를 위한 값을 기입하고, 그룹에서 슬레이브로 동작하는 노드들을 나타내는 ‘SlaveList’ 특성에 추가할 노드의 노드 정보를 추가한다.
이와 같은 방법을 통해서 제어 장치는 마스터를 통해서 PoB 서비스를 제공할 그룹에 슬레이브로 동작할 노드를 추가할 수 있다.
도 18은 본 발명에서 제안하는 그룹에서 장치가 탈퇴하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 그룹을 구성하는 노드는 그룹에서 탈퇴하고자 하는 경우, 제어 장치에게 그룹의 탈퇴를 요청하는 메시지를 전송하여 그룹에서 탈퇴할 수 있다.
구체적으로, 그룹을 형성하고 있는 노드는 그룹에서 탈퇴하고자 하는 경우, 블루투스를 통해서 연결되어 있는 제어 장치로 그룹의 탈퇴를 위한 지시를 전송한다(S18010).
이때, 지시는 탈퇴할 노드의 노드 정보를 포함할 수 있다.
노드로부터 탈퇴를 위한 지시를 수신한 제어 장치는 노드를 그룹에서 탈퇴시킬 수 있으며, 필요한 경우, 노드의 탈퇴를 지시하는 제어 포인트 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 노드로 전송한다(S18020).
이때, 기입 요청 메시지는 상기 표 1에서 노드의 탈퇴를 지시하는 ‘0x04’의 값 및 탈퇴할 그룹의 그룹 정보를 포함할 수 있다.
노드는 제어 장치로부터 탈퇴를 지시하는 기입 요청 메시지를 수신한 경우, 제어 포인트 특성에 탈퇴를 위한 값을 기입하고, 그룹에서 탈퇴하게 된다.
또한, 제어 장치는 필요한 경우, 탈퇴한 노드의 노드 정보를 마스터로 전송하여 노드의 탈퇴를 마스터에게 알릴 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 발명에서 제안하는 그룹에서 장치가 탈퇴하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 그룹을 구성하는 노드는 그룹에서 탈퇴하고자 하는 경우, 그룹을 관리하는 마스터로 그룹의 탈퇴를 요청하는 메시지를 전송하여 그룹에서 탈퇴할 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이 그룹에서 슬레이브로 동작하는 노드는 그룹에서 탈퇴하고자 하는 경우, 마스터로 그룹의 탈퇴를 요청하는 메시지를 전송하고, 마스터는 이를 제어 장치에게 알려 노드를 그룹에서 탈퇴시킬 수 있다.
구체적으로, 도 20에 도시된 바와 같이 그룹을 형성하고 있는 노드는 그룹에서 탈퇴하고자 하는 경우, 그룹을 관리하는 마스터로 그룹의 탈퇴를 위한 지시를 전송한다(S20010).
노드로부터 탈퇴를 위한 지시를 수신한 마스터는 이를 제어 장치로 전송하여 노드의 탈퇴를 알릴 수 있으며, 제어 장치는 노드를 그룹에서 탈퇴시킬 수 있다(S20020).
지시는 탈퇴할 노드의 노드 정보를 포함할 수 있다.
또한, 필요한 경우, 제어 장치는 노드의 탈퇴를 지시하는 제어 포인트 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 노드로 전송한다(S20030).
이때, 기입 요청 메시지는 상기 표 1에서 노드의 탈퇴를 지시하는 ‘0x04’의 값 및 탈퇴할 그룹의 그룹 정보를 포함할 수 있다.
노드는 제어 장치로부터 탈퇴를 지시하는 기입 요청 메시지를 수신한 경우, 제어 포인트 특성에 탈퇴를 위한 값을 기입하고, 그룹에서 탈퇴하게 된다.
이 경우, 마스터는 이미 탈퇴한 노드의 정보를 인식하고 있기 때문에 제어 장치는 마스터로 탈퇴한 노드의 정보를 전송하지 않을 수 있다.
도 21는 본 발명에서 제안하는 그룹에서 장치의 정보를 삭제하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 21을 참조하면, 제어 장치는 그룹에서 탈퇴한 슬레이브 역할을 수행하는 노드의 정보를 마스터로 전송하여 탈퇴한 노드의 노드 정보를 삭제할 수 있다.
구체적으로, 마스터와 블루투스를 통해 연결되어 있는 제어 장치는 탈퇴한 노드의 노드 정보 삭제를 지시하는 제어 포인트 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 전송한다(S21010).
이때, 기입 요청 메시지는 상기 표 1에서 노드 정보의 삭제를 지시하는 ‘0x03’의 값 및 삭제할 노드의 노드 정보를 포함할 수 있다.
제어 장치로부터 노드 정보의 삭제를 지시하는 기입 요청 메시지를 수신한 마스터는 제어 포인트 특성에 노드 정보 삭제를 위한 값을 기입하고, 그룹에서 슬레이브로 동작하는 노드들을 나타내는 ‘SlaveList’ 특성에서 탈퇴한 노드의 노드 정보를 삭제한다.
이와 같은 방법을 통해서 제어 장치는 마스터를 통해서 PoB 서비스를 제공할 그룹에서 탈퇴한 슬레이브의 노드 정보를 삭제할 수 있다.
도 22는 본 발명에서 제안하는 블루투스를 이용하여 그룹을 형성하여 데이터를 송수신하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 순서도이다.
도 22를 참조하면, PoB 서비스를 제공하기 위한 제 1 장치는 블루투스를 지원하는 복수의 장치들과 그룹을 형성하여 PoB 서비스를 제공하기 위한 음성 데이터를 송수신할 수 있다.
구체적으로, PoB 서비스를 제공하기 위한 음성 데이터를 전송하고자 하는 제 1 장치는 복수의 장치들과 그룹 통신을 위한 그룹을 생성한다(S22010). 이때, 그룹은 도 7 내지 도 9에서 설명한 방법을 통해서 생성될 수 있다.
이후, 제 1 장치는 상기 복수의 장치들과 상기 그룹 통신을 위한 그룹의 제 1 구성 정보를 교환할 수 있다(S22020). 제 1 구성 정보는 PoB 서비스를 제공하기 위해서 생성된 그룹을 식별하기 위한 Group ID, 각 장치들과의 본딩 정보, 음성 데이터를 인코딩 및 디코딩하기 위한 코덱 정보, 암호화된 주소를 사용하기 위한 IRK(Group ID로 대체될 수 있음), 또는 보안 전송을 위한 암호화 키 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후, 제 1 장치는 제 1 구성 정보에 기초하여 상기 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성할 수 있다(S22030). 이때, 제 1 장치는 도 7 및 도 10에서 설명한 시분할 기법 또는 브로드 캐스팅 채널을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 제 1 장치는 수행하는 역할에 따라 복수의 장치들과 Advertising 또는 Scanning에 기초하여 블루투스 연결을 형성할 수 있다.
이후, 제 1 장치는 음성 데이터를 송수신하기 위한 특정 채널을 이용하여 상기 복수의 장치들과 PoB 서비스를 제공하기 위한 음성 데이터를 송수신할 수 있다(S22040).
나아가, 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시 예들을 병합하여 새로운 실시 예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 그리고, 당업자의 필요에 따라, 이전에 설명된 실시 예들을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 설계하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.
본 명세서에 따른 방향 기반 기기 검색 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 명세서의 방향 기반 기기 검색 방법은 네트워크 디바이스에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
그리고, 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수가 있다.
본 발명의 데이터 송수신 방법은 블루투스 LE에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 블루투스 LE 시스템 외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (20)

  1. 블루투스를 이용하여 제 1 장치가 데이터를 송수신하기 위한 방법에 있어서,
    복수의 장치들과 그룹 통신을 위한 그룹을 생성하는 단계;
    상기 복수의 장치들과 상기 그룹 통신을 위한 그룹의 제 1 구성 정보를 교환하는 단계;
    상기 제 1 구성 정보에 기초하여 상기 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성하는 단계,
    상기 블루투스 연결은 상기 복수의 장치들과 동시에 연결을 형성하기 위한 브로드캐스팅 채널 또는 시분할 기법을 이용하여 형성되고; 및
    특정 채널을 이용하여 상기 복수의 장치들과 음성 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 그룹을 생성하는 단계는,
    제어 장치와 블루투스 LE 연결을 형성하는 단계; 및
    상기 제어 장치로부터 그룹을 생성하기 위한 제 2 구성 정보를 포함하는 제 1 기입 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 2 구성 정보는 상기 그룹에서 역할을 나타내는 역할 정보, 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID), 또는 상기 그룹에서 상기 제 1 장치를 식별하기 위한 노드 식별자(Node ID) 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 그룹을 형성하는 단계는,
    상기 제어 장치로부터 상기 음성 데이터의 송수신을 위한 추가 정보를 포함하는 제 2 기입 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 구성 정보는 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID) 또는 상기 음성 데이터의 변조 및 복조를 위한 코덱을 나타내는 코덱 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 장치들 각각과 암호화된 주소의 사용을 위한 IRK(Identity Resolving key) 및 상기 음성 데이터의 보안 전송을 위한 암호화 키를 교환하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성하는 단계는,
    상기 브로드캐스팅 채널 또는 상기 시분할 기법을 이용하여 상기 복수의 장치들로 광고 메시지를 전송하는 단계,
    상기 광고 메시지는 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID)를 포함하고; 및
    상기 복수의 장치들 각각으로부터 상기 광고 메시지에 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결 요청 메시지는 데이터를 송수신하는 간격을 나타내는 연결 간격 파라미터(connection interval parameter) 및 비활성화된 연결 이벤트의 수를 나타내는 지연 파라미터(latency parameter)를 포함하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연결 간격 파라미터 및 상기 지연 파라미터는 상기 복수의 장치들마다 서로 다르게 설정된 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 장치가 클라이언트 역할을 수행하는 경우, 상기 음성 데이터는 기입 요청 메시지(Write request message)를 통해서 상기 복수의 장치들로 전송되며,
    상기 음성 데이터는 상기 복수의 장치들의 특정 특성(characteristic)에 기입되는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 장치가 서버 역할을 수행하는 경우, 상기 음성 데이터는 지시 메시지(Indication message)를 통해서 상기 복수의 장치들로 전송되며,
    상기 제 1 장치의 음성 데이터를 전송하기 위한 특정 특성은 상기 음성 데이터가 발생한 경우 상기 지시 메시지를 전송하도록 설정된 클라이언트 디스크립터(Client Descriptor)를 포함하는 방법.
  11. 블루투스를 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 제 1 장치에 있어서,
    외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부;
    데이터를 저장하기 위한 메모리; 및
    상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    복수의 장치들과 그룹 통신을 위한 그룹을 생성하고,
    상기 복수의 장치들과 상기 그룹 통신을 위한 그룹의 제 1 구성 정보를 교환하며,
    상기 구성 정보에 기초하여 상기 복수의 장치들과 블루투스 연결을 형성하되,
    상기 블루투스 연결은 상기 복수의 장치들과 동시에 연결을 형성하기 위한 브로드캐스팅 채널 또는 시분할 기법을 이용하여 형성되고,
    특정 채널을 이용하여 상기 복수의 장치들과 음성 데이터를 송수신하는 포함하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    제어 장치와 블루투스 LE 연결을 형성하고,
    상기 제어 장치로부터 그룹을 생성하기 위한 제 2 구성 정보를 포함하는 제 1 기입 메시지를 수신하되,
    상기 제 2 구성 정보는 상기 그룹에서 역할을 나타내는 역할 정보, 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID), 또는 상기 그룹에서 상기 제 1 장치를 식별하기 위한 노드 식별자(Node ID) 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제어 장치로부터 상기 음성 데이터의 송수신을 위한 추가 정보를 포함하는 제 2 기입 메시지를 수신하는 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 구성 정보는 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID) 또는 상기 음성 데이터의 변조 및 복조를 위한 코덱을 나타내는 코덱 정보 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 각각과 암호화된 주소의 사용을 위한 IRK 및 상기 음성 데이터의 보안 전송을 위한 암호화 키를 교환하는 장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 브로드캐스팅 채널 또는 상기 시분할 기법을 이용하여 상기 복수의 장치들로 광고 메시지를 전송하되,
    상기 광고 메시지는 상기 그룹을 식별하기 위한 그룹 식별자(Group ID)를 포함하고,
    상기 복수의 장치들 각각으로부터 상기 광고 메시지에 대한 응답으로 연결 요청 메시지를 수신하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 연결 요청 메시지는 데이터를 송수신하는 간격을 나타내는 연결 간격 파라미터(connection interval parameter) 및 비활성화된 연결 이벤트의 수를 나타내는 지연 파라미터(latency parameter)를 포함하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 연결 간격 파라미터 및 상기 지연 파라미터는 상기 복수의 장치들 마다 서로 다르게 설정된 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 장치가 클라이언트 역할을 수행하는 경우, 상기 음성 데이터는 기입 요청 메시지(Write request message)를 통해서 상기 복수의 장치들로 전송되며,
    상기 음성 데이터는 상기 복수의 장치들의 특정 특성(characteristic)에 기입되는 장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 장치가 서버 역할을 수행하는 경우, 상기 음성 데이터는 지시 메시지(Indication message)를 통해서 상기 복수의 장치들로 전송되며,
    상기 제 1 장치의 음성 데이터를 전송하기 위한 특정 특성은 상기 음성 데이터가 발생한 경우 상기 지시 메시지를 전송하도록 설정된 클라이언트 디스크립터(Client Descriptor)를 포함하는 장치.
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