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WO2018066925A1 - 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
WO2018066925A1
WO2018066925A1 PCT/KR2017/010952 KR2017010952W WO2018066925A1 WO 2018066925 A1 WO2018066925 A1 WO 2018066925A1 KR 2017010952 W KR2017010952 W KR 2017010952W WO 2018066925 A1 WO2018066925 A1 WO 2018066925A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
server
information
characteristic
state information
combined state
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/010952
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
권영환
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
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 LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Priority to US16/339,643 priority Critical patent/US10887762B2/en
Publication of WO2018066925A1 publication Critical patent/WO2018066925A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/50—Secure pairing of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/12—Messaging; Mailboxes; Announcements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/005—Discovery of network devices, e.g. terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • 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 mass information 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 transmitting and receiving association information associated with a plurality of devices coupled to a device.
  • an object of the present invention is to provide a method and apparatus for storing and transmitting and receiving specific information among combination information of a plurality of devices combined with a device.
  • an object of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting and receiving data exceeding the size that can be stored in one characteristic (Characteristic).
  • the present invention provides a method and apparatus for a client to send and receive data with a server in Bluetooth for solving the above problems.
  • a method for a client to transmit and receive data with a server in Bluetooth comprises the steps of forming a Bluetooth Low Energy (LE) connection with the server; Sending a first read request message requesting a read of a first characteristic comprising first combined state information to the server, wherein the first combined state information indicates a combined state of the server with at least one device; Is part of specific binding state information; Receiving a first read response message including the first combined state information from the server; And when the combined state is changed, receiving an indication message including changed combined state information included in a second characteristic from the server, wherein the changed combined state information is changed between the server and the at least one device. It provides a method of indicating a binding state.
  • LE Bluetooth Low Energy
  • the present invention also provides a method comprising: transmitting a write request message to the server requesting writing of a configuration characteristic for configuring the indication message; And receiving a write response message in response to the write request message, wherein the write request message includes configuration information of the indication message.
  • the configuration information includes at least one of period information indicating a transmission period of the indication message, coupling type information indicating a coupling type indicated, or number information indicating the number of coupling states included in the indication message. do.
  • the present invention includes the steps of performing a change procedure for changing the information stored in the first characteristic to the second combined state information; Sending a second read request message to the server requesting reading of the first characteristic; And receiving a second read response message including the second combined state information from the server, wherein the first combined state information and the second combined state information are determined according to the magnitude of the first characteristic.
  • Information divided from specific binding state information is not limited to specific binding state information.
  • the performing of the change procedure may include: sending a second write request message requesting writing of a control characteristic for indicating a change of information included in the first characteristic to the server; And receiving a second write response message from the server indicating that the information of the first characteristic has changed in response to the second write request message.
  • the present invention also provides a method comprising: transmitting a second write request message requesting writing of a control characteristic for initializing an order of the combined states included in the specific combined state information; And receiving, from the server, a second write response message indicating that the order of the combined states is initial.
  • the present invention includes the steps of transmitting to the server a second write request message requesting the writing of a control characteristic indicating a pairing with a specific device; And receiving a second write response message in response to the second write request message, wherein the second write request message includes control information for setting a search mode for the server to search for neighboring devices.
  • the search mode is a search mode that uses low power for a short range of search.
  • 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 forms a Bluetooth Low Energy (LE) connection with a server and requests the server to read a first characteristic including first coupling state information.
  • LE Bluetooth Low Energy
  • Send a read request message wherein the first combined state information is part of specific combined state information indicating a combined state of the server and at least one device, and includes the first combined state information from the server;
  • Receiving a read response message, and when the combined state is changed receiving an indication message including changed combined state information included in a second characteristic from the server, wherein the changed combined state information is determined by the server and the at least one;
  • Provided is a device that represents a changed state of engagement between devices.
  • the divided data can be alternately stored in one characteristic by dividing the data exceeding the size of data that can be stored in one characteristic.
  • connection relationship of the device when the connection relationship of the device is changed, only the changed connection relationship information may be transmitted and received through a separate characteristic.
  • 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 view briefly illustrating a method for controlling a connection of another device through a control device proposed in the present specification.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a profile structure for providing a service for controlling a device proposed in the present specification.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a characteristic for transmitting and receiving coupling state information of a device proposed in the present specification.
  • 9 and 10 are diagrams illustrating an example of a data format and characteristics for transmitting / receiving large combined state information and / or related information through specific characteristics proposed in the present specification.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting and receiving changed coupling state information when the coupling state information proposed in the present specification is changed.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a method for initializing an order of binding state information stored in a server proposed in the present specification.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a method for controlling connection of devices based on coupling state information proposed in the present specification.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting and receiving coupling state information proposed in the present specification.
  • 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 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, and the like 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 serves as a GATT server, has a definition of services, characteristics, and a central device is a GATT server. 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).
  • ATT_MTU-1 octets The longest attribute that can be sent in a single packet.
  • ATT_MTU means the maximum size of a packet transmitted between the client and the server.
  • an attribute opcode is included in an attribute PDU.
  • the attribute value may be defined larger than the ATT_MTU-1 octet, and this attribute is called a long attribute.
  • a read blob request message is used to read the entire value of an attribute larger than ATT_MTU-1 octets.
  • the read request message can be used to read the first ATT_MTU-1 octet of the long attribute value.
  • a ready write request message and an execute write request message may be used to write the entire value of an attribute greater than ATT_MTU-3 octets.
  • the write request message can be used to write the first ATT_MTU-3 octets of the long attribute value.
  • the maximum length of an attribute value is 512 octets. That is, the maximum length of data that can be stored in one property is 512 octets.
  • the present invention proposes a method of transmitting and receiving data through one characteristic by dividing the data when the maximum length that can be stored in one characteristic is exceeded to solve this problem.
  • FIG. 6 is a view briefly illustrating a method for controlling a connection of another device through a control device proposed in the present specification.
  • a third device 500 is required to control an operation between the first device 300 and the second device 400, and the third device 500 is the first device.
  • a new control protocol is needed to control the association of 300 and the second device 400.
  • a device for controlling the operations of the first device 300 and the second device 400 will be referred to as a control device or a third device 500.
  • the third device 500 needs to know information of the devices (eg, coupling information, interface information, service information, etc.) in order to control the operation of the devices.
  • information of the devices eg, coupling information, interface information, service information, etc.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a profile structure for providing a service for controlling a device proposed in the present specification.
  • Bluetooth a service that allows a specific device to control and manage pairing and / or connection of another Bluetooth device is called an Easy Pairing Service.
  • the third device 500 may control pairing and / or connection between the first device 300 and the second device 400 using an easy pairing service.
  • the third device 500 may connect the first device 300 and the second device 400 through an easy pairing service.
  • the third device 500 searches for the GATT services of the first device 300 through the Primary Service Discovery procedure, the third device 500 is a peer device of the first device 300. You can find GATT Clients with their properties.
  • the third device 500 may know the GATT service available between the first device 300 and the second device 400.
  • the third device 500 controls pairing and / or connection of the first device 300 and the second device 400 based on the GATT service available between the first device 300 and the second device 400. can do.
  • the third device 500 may manage pairing and / or connection based on which device the first device 300 and the second device 400 form with which device. .
  • Bluetooth is based on a one-to-one combination, but in the future, a plurality of devices can form a bonding relationship in one device through Bluetooth. That is, one-to-many combination may be possible.
  • a plurality of devices may be coupled to each other.
  • the server device is coupled with multiple sensors (eg, window sensor, temperature sensor, illuminance sensor and humidity sensor, etc.), the server device includes all information related to the devices combined in one characteristic. You can't.
  • a method of dividing specific information into a plurality of pieces and alternately storing the divided information in one characteristic transmits all the divided information to the client device.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting and receiving coupling state information and / or related information of a device proposed in the present specification.
  • the server may divide the specific data into a plurality of data and store the characteristic data in the characteristic.
  • the client and the server may form a BLE connection through the connection procedure described above.
  • the client After the client establishes a BLE connection with the server, the client performs a configuration procedure with the server to set the binding state information to be stored in the server and the indication behavior of the server to inform the changed binding state when the binding state is changed. .
  • the client transmits a write request message for requesting writing to the coupling state information of the server and the configuration property for configuring the indication operation (S8010).
  • the write request message includes configuration information for configuring the coupling state information.
  • the configuration information includes coupling type information indicating a coupling type such as connection, bonding, or pairing, count information indicating the number of coupling states to be stored, and changed coupling states.
  • Indicated association type information (Indicated Association Type) indicating the association status to be transmitted to the client, the maximum number information indicating the maximum number of association types to be transmitted through the indication message and interval information indicating the transmission interval of the indication message may be included.
  • the server After receiving the write request message from the client, the server transmits a write response message to the client in response (S8020).
  • the server stores the binding state information and / or related information based on the write request message received from the client, and generates the plurality of data by dividing the stored binding state information and / or related information according to the size of the characteristic. can do.
  • the server may configure the association information to be stored in the property from all of its association information (All Association Information).
  • the composition of the association information may receive configuration information related to the configuration of the association information from the client or the server may directly configure the association information.
  • the server when the server receives configuration information related to the configuration of the combined information from the client, the server acquires and configures only the connection information related to the connected device.
  • the server device may obtain and configure combination information of all devices coupled with the server device, or may obtain and configure combination information including at least one of connection information, bonding information, and / or pairing information.
  • the server may divide the configured binding information into a plurality of data according to the maximum size.
  • each of the plurality of divided data is referred to as a bank.
  • the server selects each divided bank in order and stores them in the property. That is, the divided banks are selected in a specific order, and the selected banks are stored in related properties (hereinafter, referred to as a joining state property).
  • the client may obtain the binding information stored in the server through the reading procedure.
  • the client transmits a request message for requesting the attribute value of the characteristic in which the binding information is stored to the server (S8030).
  • the client sends a read blob request message to the server to display the attribute value of the attribute.
  • the first ATT_MTU-1 octet of can be read.
  • the server When the server receives a message requesting the attribute value of the combined state characteristic from the client, the server transmits the attribute value of the combined state characteristic to the client through a read response or read blob response messages (S8040).
  • the client may repeatedly perform steps S8030 and S8040 with the server to receive all the attribute values stored in the property.
  • the server When the server sends all the attribute values of the combined state property to the client, the server selects the next bank in a specific order and updates (or replaces) the attribute values of the property with the selected bank.
  • a write request message requesting the writing of a specific characteristic for example, a control point characteristic
  • a specific characteristic for example, a control point characteristic
  • the server When the server receives the write request message from the client, the server transmits a write response message to the client in response (S8060), and updates (or replaces) the attribute value of the combined state property to another bank (S8070).
  • the client may change the attribute value of the coupling state property to a specific bank regardless of the order by transmitting a value indicating a bank (eg, a specific number of the order) indicating the bank to be changed in the write request message.
  • a value indicating a bank eg, a specific number of the order
  • the server may transmit the updated property value of the property to the client by performing the same operations as steps S8030 and S8040 (S8080 and S8090).
  • data when data exceeding the maximum size that can be stored in one characteristic occurs, data can be divided according to the maximum size and stored in one characteristic, and the divided data are alternately stored in one characteristic in a specific order.
  • One characteristic is that data exceeding the maximum size can be sent to the client.
  • 9 and 10 are diagrams illustrating an example of a data format and characteristics for transmitting / receiving large combined state information and / or related information through specific characteristics proposed in the present specification.
  • 9 is a diagram illustrating an example of each message and characteristic for transmission and reception of association status information.
  • FIG. 9 (a) shows a header of a read blob response message for transmitting an attribute value of a coupling state property and a header of a read response message or a separate message for notifying a client of what type of coupling information the server has configured. An example is shown.
  • Association Status Info This field provides summary information of the configured Association Status Information and includes the following information. This field can be repeated for each bank.
  • Paired Device List (4 bit): Information indicating whether information on a paired device is included and a coupling state, and each bit represents LE Secure Connection Pairing, Authenticated MITM Protection, Unauthenticated no MITM protection, and No Security requirements.
  • Connected Device List (1 bit): Indicates whether or not connected device information is included.
  • Bonded Device List (1 bit): Indicates whether or not bonded device information is included.
  • Association Order Information indicating the order of the divided association information, and may indicate the following order according to the bit.
  • -Bank Counter The number of banks stored in the current join status.
  • the maximum value of the bank counter is the same as that of the Number of Bank.
  • Number of Bank Total number of banks divided
  • Association Number The number of associations in the currently selected bank (the number of devices combined according to the selected bank).
  • 9B illustrates an example of a write request message transmitted from a client or a configuration property of a server to configure information to be stored in the combined state property.
  • Flag a field that provides information related to the next field (for example, if the 0th value is set to '0', the configuration for the reading procedure is the information and binding state property; if it is set to '1', the changed binding state It may be a configuration and characteristics for transmitting the).
  • -Reading Behavior Configuration indicates the property information of the property and the configuration information for configuring the reading procedure and includes the following subfields (included in the configuration property depending on the value of the flag field):
  • Selected Association Type indicates the type of connection status information the server will configure (for example, connection, bonding, or pairing)
  • Association Number indicates the number of association status information.
  • Indication Behavior Configuration Represents attribute values of configuration information and characteristics related to an indication procedure for transmitting changed association status information and includes the following subfields (included in the configuration characteristics according to the value of the flag field).
  • Indicated Associated Type The type of changed association status information to be sent through an indication message.
  • Four pairing types Secure connection, Authenticated, Unauthenticated, No security required), connection and / or bonding.
  • Maximum Indicated Association Number The maximum number of combined state information that can be sent through the indication message.
  • This field contains the interval of sending the indication message. By default, the server sends the changed binding state information through the indication message. If there is no changed binding state, the server may send an indication message without data.
  • Tables 2 and 3 below show examples of transmission intervals that can be set.
  • Time field 1 byte 1 byte 0x00 No time Field0x01: second0x02: minute0x03: hour0x04: Day0x05: Week0x06: Month0x07-0xFF: Reserved for Future Use 0x00-0xFF (255)
  • the detailed value of the transmission interval is determined at the upper layer and may be longer than 1 second.
  • FIG. 9C illustrates an example of a write request message and a control point characteristic for changing an attribute value stored in the combined state characteristic.
  • -Opcode Action code for initializing Association Order or changing attribute value of association status property. If the opcode is a value that changes the attribute value of the join state property, the server changes the attribute value of the join state property from the previous bank to the next bank according to the Bank Number field. If the opcode is an action code to initialize the association order, the server initializes the association order after a certain time.
  • Table 4 shows an example of an opcode and parameters for initializing an association order.
  • Opcode Parameter 0x0B (may change) Reset time 1 byte 2 bytes
  • the server may initialize the attribute value of the association order.
  • -Bank Number A parameter indicating the number of the bank to be changed. If the bank indicates a specific number, the server changes the attribute value of the coupling state property to the corresponding bank. If no value is indicated, the server changes the attribute value of the join state property to Bank in the following order.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a characteristic and a message for providing list information of clients related to a combined state of a server.
  • the client list property illustrated in (a) of FIG. 10 is a property including an attribute value indicating the UUID of at least one client coupled to the server.
  • Client list properties are identified using UUID ⁇ GATT Client List >>.
  • the client list property is optionally used to provide client list information of the server.
  • the Client List Info field indicates whether the client list property provides a list of all clients and the type of the client list property such as the type of service UUID (16 bit, 32 bit and / or 128 bit) included in the client list property. Contains information.
  • CL Completed List (1 bit): Indicates whether the server provides all client list information through the client list property.
  • 16 bit UUID List (1 bit): Indicates whether the server provides a client list corresponding to 16 bit UUID services.
  • 128 bit UUID List (1 bit): Indicates whether the server provides a client list corresponding to 128 bit UUID services.
  • Client UUID Selected Policy (2 bits): Information indicating the selection criteria of the divided client list information, and may indicate the following criteria according to the bit.
  • Bank Counter The number of the bank stored in the current property. The maximum value of the bank counter is equal to the value of the Number of Bank.
  • Number of 16 bits UUID This indicates the number of clients using a 16 bit UUID.
  • the length of the 16 bit UUID Client List field is determined by the value of this field.
  • 16 bits UUID List Contains a 16 bit service UUID list of client functions implemented in the server. The number of 16 bit UUIDs is equal to the number of 16 bit UUID fields.
  • Number of 32 bits UUID This indicates the number of clients using a 128 bit UUID.
  • the length of the 32 bit UUID Client List field is determined by the value of this field.
  • 32 bits UUID List Contains a 32 bit service UUID list of client functions implemented in the server. The number of 32 bit UUIDs is equal to the number of 32 bit UUID fields.
  • Number of 128 bits UUID This indicates the number of clients using a 128 bit UUID.
  • the length of the 128-bit UUID Client List field is determined by the value of this field.
  • 128 bits UUID List Contains a 128 bit service UUID list of client functions implemented in the server. The number of 128 bit UUIDs is equal to the number of 128 bit UUID fields.
  • 10B illustrates an example of a write request message and a control point characteristic for changing an attribute value stored in the client list characteristic.
  • Opcode The action code for changing the attribute value of the client list property. If the opcode is a value that changes the attribute value of the client list attribute, the server changes the attribute value of the client list attribute from the previous bank to the next bank according to the Bank Number field.
  • -Bank Number a parameter indicating the number of the bank to be changed.
  • the server changes the attribute value of the client list property to the corresponding bank. If no value is indicated, the server changes the attribute value of the join state property to Bank in the following order.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting and receiving changed coupling state information when the coupling state information proposed in the present specification is changed.
  • the server when the combined state and / or related information of the server described with reference to FIGS. 8 through 10 is changed, the server stores the changed combined state and / or related information in a specific property, and changes the combined state and / or Alternatively, only relevant information may be transmitted to the client.
  • step S11010 to step S11050 of FIG. 11 is the same as step S8010 to step S8040 of FIG. 8, description thereof will be omitted.
  • the server that has transmitted its combined state and / or related information to the client updates the changed information among the combined state information stored in the combined state property when some of the combined state information is changed among the combined state information stored in the combined state property. do.
  • only the changed coupling state information is stored in a separate specific characteristic (S11060).
  • the server may change the changed combined state information and related information stored in the specific property to the client according to the configuration configured through the indication message described with reference to FIGS. 8 to 10. It transmits (S11070).
  • the server may transmit only the changed binding state information and the related information to the client except the unchanged binding state information.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a method for initializing an order of binding state information stored in a server proposed in the present specification.
  • the client transmits a write request message requesting the writing of control point characteristics to the server in order to initialize the order of the combined state information or the changed combined state information of the server (S12010).
  • the write request message may include the opcodes and parameters described with reference to FIGS. 9 and 4.
  • the server transmits a write response message to the client in response to the write request message.
  • the reset time value which is a parameter of the written Opcode
  • the server resets the sequence of the combined state information or the changed combined state information (S12020 and S12030).
  • the client may initialize and change the order of the binding state information and related information stored in the characteristics of the server.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a method for controlling connection of devices based on coupling state information proposed in the present specification.
  • a client may control servers to form a secure connection by using an easy pairing service.
  • the client securely establishes a BLE connection with Server 1 and Server 2.
  • the client, server 1 and server 2 form a secure connection to the hacking of the third device.
  • the client may then obtain a pairing feature message from server 1 and server 2 including the security mode and security level supported by server 1 and server 2.
  • the client may obtain a pairing feature message through a read procedure. That is, the client sends a read request message requesting the attribute value of the pairing characteristic attribute to the server 1 and the server 2, and reads from the server 1 and the server 2 including the security mode and security level corresponding to the attribute value of the pairing characteristic characteristic.
  • a response message may be received (S13010).
  • the client may recognize the security mode and the security level supported by the server 1 and the server 2 through the pairing feature message or the read response message sent from the server 1 and the server 2.
  • the client then sends a write request message to the server 1 and / or server 2 requesting the writing of the pairing control point properties to indicate connection establishment through a security mode and security level commonly supported by server 1 and server 2. .
  • the write request message may include an operation code indicating a connection establishment and parameters related thereto.
  • Server 1 and server 2 transmits a write response message to the client in response to the write request message (S13020).
  • the server 1 and the server 2 discover each other through a discovery procedure (S13030) and perform a connection procedure according to a common security mode and security level (S13040).
  • the server 1 and the server 2 may form a secure connection pairing.
  • Server 1 transmits a Confirm Value Indication message to the client to form a secure connection pairing with Server 2 (S13050).
  • the confirm value indication message may include an address of server 1, an arbitrary value, and a confirm value 1 generated by an address and an arbitrary value of server 1.
  • the client includes the address, the random value, and the confirmation value 1 of the server 1 received from the server 1 in the confirmation value relay message and transmits it to the server 2 (S13060).
  • the server 2 generates the confirm value 2 based on the address and the arbitrary value of the server 1 included in the confirm value relay message, and compares the confirm value 1 with the confirm value 2.
  • the server 2 does not form a connection with the server 1, and if the confirm value 1 and the confirm value 2 are the same, the server 2 establishes a secure connection with the server 1.
  • the server 1 and / or the server 2 transmits a connection indication message indicating that a secure connection is established to the client (S13070).
  • server 1 and server 2 can establish a secure connection from the third device through the client.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a method for transmitting and receiving coupling state information proposed in the present specification.
  • the client may form a BLE connection with the server through the method described with reference to FIG. 5 (S14010).
  • the client which has established a BLE connection with the server, transmits an indication message for transmitting the changed binding state information and / or a write request message requesting the writing of configuration characteristics for configuring the binding state information (S14020).
  • the write request message may include the same information as the write request message for configuring the combined state property and the indication message described with reference to FIGS. 8 to 11.
  • the client receives a write response message in response to the write request message from the server (S14030).
  • the client transmits a first read request message to the server to request reading of the first characteristic (or the combined state characteristic) including the first combined state information of the server to control the coupling of the server by using the Easy Pairing Service. (S14040).
  • the client In response to the first read request message, the client receives a first read response message including first combined state information that is an attribute value of the first characteristic (S14050).
  • the client receives an indication message including the changed binding state information from the server (S14060).
  • the changed coupling state information is included in the second characteristic, and the second characteristic includes only the changed coupling state information as an attribute value.
  • 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

블루투스에서 클라이언트가 서버와 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 서버와 블루투스 LE(Low Energy)연결을 형성하고, 상기 서버로 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 특성의 판독을 요청하는 제 1 판독 요청 메시지를 전송하되, 상기 제 1 결합 상태 정보는 상기 서버와 적어도 하나의 장치들과의 결합 상태를 나타내는 특정 결합 상태 정보의 일부이고, 상기 서버로부터 상기 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 판독 응답 메시지를 수신하며, 상기 결합 상태가 변경된 경우, 상기 서버로부터 제 2 특성에 포함된 변경된 결합 상태 정보를 포함하는 지시 메시지를 수신하되, 상기 변경된 결합 상태 정보는 상기 서버와 상기 적어도 하나의 장치간에 변경된 결합 상태를 나타내는 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 대용량 정보를 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 크기가 큰 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 디바이스와 결합된 복수의 디바이스들과 관련된 결합 정보(Association Information)를 송수신하는 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 디바이스와 결합된 복수의 디바이스들의 결합 정보 중 특정 정보를 저장하고 송수신하는 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 하나의 특성(Characteristic)에 저장될 수 있는 크기를 초과하는 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 일정 크기 이상의 데이터를 분할하여 하나의 특성에 저장하는 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 특성에 포함되어 있는 분할된 데이터를 분할된 다른 데이터로 변경하는 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 블루투스에서 클라이언트가 서버와 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스에서 클라이언트가 서버와 데이터를 송수신하는 방법은 서버와 블루투스 LE(Low Energy)연결을 형성하는 단계; 상기 서버로 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 특성의 판독을 요청하는 제 1 판독 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 제 1 결합 상태 정보는 상기 서버와 적어도 하나의 장치들과의 결합 상태를 나타내는 특정 결합 상태 정보의 일부이고; 상기 서버로부터 상기 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 판독 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 결합 상태가 변경된 경우, 상기 서버로부터 제 2 특성에 포함된 변경된 결합 상태 정보를 포함하는 지시 메시지를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 변경된 결합 상태 정보는 상기 서버와 상기 적어도 하나의 장치간에 변경된 결합 상태를 나타내는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 서버로 상기 지시 메시지의 구성을 위한 구성 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 기입 요청 메시지는 상기 지시 메시지의 구성 정보를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 구성 정보는 상기 지시 메시지의 전송 주기를 나타내는 주기 정보, 지시되는 결합 타입을 나타내는 결합 타입 정보, 또는 지시 메시지에 포함되는 결합 상태의 개수를 나타내는 개수 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 제 1 특성에 저장된 정보를 제 2 결합 상태 정보로 변경하기 위한 변경 절차를 수행하는 단계; 상기 서버로 상기 제 1 특성의 판독을 요청하는 제 2 판독 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 서버로부터 상기 제 2 결합 상태 정보를 포함하는 제 2 판독 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 1 결합 상태 정보 및 상기 제 2 결합 상태 정보는 상기 제 1 특성의 크기에 따라 상기 특정 결합 상태 정보로부터 분할된 정보이다.
또한, 본 발명에서, 상기 변경 절차를 수행하는 단계는, 상기 서버로 상기 제 1 특성에 포함된 정보의 변경을 지시하기 위한 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 서버로부터 상기 제 2 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 제 1 특성의 정보가 변경되었다는 것을 나타내는 제 2 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 특정 결합 상태 정보에 포함된 상기 결합 상태의 순서를 초기화 하기 위한 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 서버로부터 상기 결합 상태의 순서가 초기와 되었다는 것을 나타내는 제 2 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 서버로 특정 장치와의 페어링을 지시하는 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 제 2 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 제 2 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 2 기입 요청 메시지는 상기 서버가 인접 장치들을 탐색하기 위한 탐색 모드를 설정하기 위한 제어 정보를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 탐색 모드는 짧은 범위의 탐색을 위해서 저 전력을 사용하는 탐색 모드이다.
또한, 본 발명은, 외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 데이터를 저장하기 위한 메모리; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 서버와 블루투스 LE(Low Energy)연결을 형성하고, 상기 서버로 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 특성의 판독을 요청하는 제 1 판독 요청 메시지를 전송하되, 상기 제 1 결합 상태 정보는 상기 서버와 적어도 하나의 장치들과의 결합 상태를 나타내는 특정 결합 상태 정보의 일부이고,상기 서버로부터 상기 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 판독 응답 메시지를 수신하며, 상기 결합 상태가 변경된 경우, 상기 서버로부터 제 2 특성에 포함된 변경된 결합 상태 정보를 포함하는 지시 메시지를 수신하되, 상기 변경된 결합 상태 정보는 상기 서버와 상기 적어도 하나의 장치간에 변경된 결합 상태를 나타내는 디바이스를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 기술을 이용하여 데이터를 송수신하기 위한 방법에 따르면, 일정 크기 이상의 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나의 특성에 저장할 수 있는 데이터의 크기를 초과하는 데이터를 분할하여 분할된 데이터들을 하나의 특성에 번갈아 가며 저장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나의 특성에 분할된 데이터들을 번갈아 가며 저장함으로써, 하나의 특성을 통해서 크기가 큰 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 하나의 특성을 통해서 크기가 큰 데이터를 전송할 수 있기 때문에, 디바이스와 결합된 복수의 디바이스들이 많이 존재하더라도 복수의 디바이스들과의 결합 정보를 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 디바이스와 결합된 복수의 디바이스들 중 특정 결합관계를 형성하고 있는 디바이스들의 정보만을 하나의 특성을 통해 송수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 디바이스의 결합관계가 변경된 경우, 변경된 결합관계 정보만을 별도의 특성을 통해 송수신할 수 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 제어 디바이스를 통해서 다른 디바이스의 연결을 제어하기 위한 방법을 간략히 나타낸 도이다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 디바이스를 제어하기 위한 서비스를 제공하기 위한 프로파일 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 결합 상태 정보를 송수신하기 위한 특성의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9 및 도 10은 본 명세서에서 제안하는 특정 특성을 통해서 크기가 큰 결합 상태 정보 및/또는 이와 관련된 정보를 송수신하기 위한 데이터 포맷 및 특성의 일 예를 나타낸 도이다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 결합 상태 정보가 변경된 경우, 변경된 결합 상태 정보를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 서버에 저장된 결합 상태 정보의 순서를 초기화하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 결합 상태 정보에 기초하여 디바이스들의 연결을 제어하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 결합 상태 정보를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 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 PCTKR2017010952-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.
이하, 긴 속성값을 송수신하기 위한 방법에 대해서 살펴본다.
단일 패킷으로 전송할 수 있는 가장 긴 속성은 ATT_MTU-1 옥텟이다. 여기서 ATT_MTU는 클라이언트와 서버간에 전송되는 패킷의 최대 크기를 의미한다.
최소한, 속성 동작 코드(Attribute Opcode)는 Attribute PDU에 포함된다. 속성 값은 ATT_MTU-1 옥텟보다 더 크게 정의될 수 있으며, 이러한 속성을 긴 속성(Long Attribute)이라 한다.
ATT_MTU-1 옥텟보다 큰 속성의 전체 값을 판독하기 위해서는 판독 블럽 요청 메시지(Read Blob Request message)가 사용된다. 판독 요청 메시지를 사용하여 긴 속성 값의 첫 번째 ATT_MTU-1 옥텟을 판독할 수 있다.
ATT_MTU-3 옥텟보다 큰 속성의 전체 값을 기입하기 위해서 준비 기입 요청 메시지와 실행 기입 요청 메시지가 사용될 수 있다. 기입 요청 메시지를 사용하여 긴 속성 값의 첫 번째 ATT_MTU-3 옥텟을 기입할 수 있다.
속성 값이 특정 프로토콜을 사용하는 ATT_MTU-3 옥텟보다 긴지 판별하는 것은 어렵다. 상위 계층 사양은 주어진 속성이 ATT_MTU-3 옥텟보다 큰 최대 길이를 가질 수 있다고 명시한다.
속성 값의 최대 길이는 512 octet이다. 즉, 하나의 특성에 저장될 수 있는 데이터의 최대 길이는 512 octet이다.
하지만, 하나의 특성에 저장될 수 있는 최대 길이를 초과하는 데이터가 발생한 경우, 이를 ATT Protocol을 통해서 송수신할 수 있는 방법이 존재하지 않는다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 하나의 특성에 저장할 수 있는 최대 길이를 초과하는 경우, 데이터를 분할하여 하나의 특성을 통해서 데이터를 송수신하는 방법을 제안한다.
도 6은 본 명세서에서 제안하는 제어 디바이스를 통해서 다른 디바이스의 연결을 제어하기 위한 방법을 간략히 나타낸 도이다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 디바이스(300)와 제 2 디바이스(400)간의 동작을 제어 하기 위해 제 3 디바이스(500)가 필요하며, 상기 제 3 디바이스(500)는 상기 제 1 디바이스(300) 및 상기 제 2 디바이스(400)의 결합(Association)을 제어하기 위해서 새로운 제어 프로토콜이 필요하다.
이하, 상기 제 1 디바이스(300)와 상기 제 2 디바이스(400)의 동작을 제어하기 위한 디바이스를 제어 디바이스 또는 제 3 디바이스(500)라고 한다.
이때, 상기 제 3 디바이스(500)는 디바이스들의 동작을 제어하기 위해서는 상기 디바이스들의 정보(예를 들면, 결합 정보, 인터페이스 정보, 서비스 정보 등)를 알고 있어야 한다.
또한, 이러한 디바이스들의 정보가 일정 크기 이상인 경우, 이를 송수신하기 위한 별도의 방법이 필요하다.
도 7은 본 명세서에서 제안하는 디바이스를 제어하기 위한 서비스를 제공하기 위한 프로파일 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
블루투스에서 특정 장치가 다른 블루투스 장치의 페어링 및/또는 연결을 제어하고 관리할 수 있는 서비스를 Easy Pairing Service라고 한다. 도 7에서 제 3 디바이스(500)는 Easy Pairing Service를 이용하여 제 1 디바이스(300)와 제 2 디바이스(400)의 페어링 및/또는 연결을 제어할 수 있다.
도 7일 참조하면, 제 3 디바이스(500)는 Easy Pairing Service를 통해서 제 1 디바이스(300)와 제 2 디바이스(400)를 연결할 수 있다.
구체적으로, 제 3 디바이스(500)는 Primary Service Discovery 절차를 통해서 제 1 디바이스(300)의 GATT Service들을 탐색한 뒤, 제 3 디바이스는 제 1 디바이스(300)의 피어 디바이스인 제 2 디바이스(400)의 GATT Client들을 특성과 함께 발견할 수 있다.
이를 통해, 제 3 디바이스(500)는 제 1 디바이스(300) 및 제 2 디바이스(400)간에 이용할 수 있는 GATT 서비스를 알 수 있다.
제 3 디바이스(500)는 제 1 디바이스(300) 및 제 2 디바이스(400)간에 이용할 수 있는 GATT 서비스에 기초하여 제 1 디바이스(300) 및 제 2 디바이스(400)의 페어링 및/또는 연결을 제어할 수 있다.
이와 같은 Easy Pairing Service에서 제 3 디바이스(500)는 제 1 디바이스(300) 및 제 2 디바이스(400)가 어떤 장치와 어떤 결합관계를 형성하고 있는지에 기초하여 페어링 및/또는 연결을 관리할 수 있다.
블루투스는 1대 1결합을 기본으로 하고 있지만, 추후 하나의 장치에 다수의 장치가 블루투스를 통해 결합 관계를 형성할 수 있다. 즉, 1대 다의 결합도 가능할 수 있다.
하지만, 서버 디바이스와 본딩, 페어링 또는 연결된 장치들의 수가 많은 경우, 현재 정의되어 있는 특성의 크기로는 장치의 결합 정보를 모두 제공할 수 없는 문제점이 존재한다.
예를 들어, 홈 네트워크가 구성된 경우, 복수의 장치들이 서로 결합되어 있을 수 있다. 만약, 서버 디바이스가 다수의 센서(예를 들면, 윈도우 센서, 온도 센서, 조도 센서 및 습도 센서 등등)들과 결합되어 있는 경우, 서버 디바이스는 하나의 특성에 결합된 디바이스들과 관련된 정보를 모두 포함시킬 수 없다.
또한, 장치간의 결합 상태가 변경된 경우, 변경된 결합 상태 정보 및/또는 이와 관련된 정보만을 제어 장치에 전송하기 위한 방법 및 메시지 포맷이 정의되어 있지 않다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 특정 정보를 복수 개로 분할하고, 분할된 정보를 하나의 특성에 번갈아 저장하여 클라이언트 디바이스에게 분할된 정보를 모두 전송하는 방법을 제안한다.
또한, 일부 결합 상태가 변경된 경우, 변경된 결합 상태 정보 및/또는 이와 관련된 정보만을 전송하기 위한 방법을 제안한다.
도 8은 본 명세서에서 제안하는 디바이스의 결합 상태 정보 및/또는 이와 관련된 정보를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 흐름도이다.
도 8를 참조하면, 특정 데이터가 하나의 특성에 저장할 수 있는 크기를 초과하는 경우, 서버는 특정 데이터를 복수의 데이터로 분할하여 특성에 저장할 수 있다.
구체적으로, 클라이언트와 서버는 앞에서 살펴본 연결 절차를 통해서 BLE연결을 형성할 수 있다.
클라이언트는 서버와 BLE 연결을 형성한 뒤, 서버에 저장될 결합상태 정보 및 결합 상태가 변경된 경우, 변경된 결합 상태를 알리기 위한 서버의 지시 동작(indication behavior)을 설정하기 위해서 서버와 구성절차를 수행한다.
클라이언트는 서버의 결합상태 정보 및 지시 동작의 구성을 위한 구성 특성에 기입을 요청하는 기입 요청 메시지(write request message)를 전송한다(S8010).
기입 요청 메시지는 결합상태 정보의 구성을 위한 구성정보를 포함하고 있으며, 구성정보는 연결, 본딩 또는 페어링과 같은 결합 타입을 나타내는 결합 타입 정보, 저장할 결합 상태의 개수를 나타내는 개수 정보, 변경된 결합 상태 중에서 클라이언트로 전송할 결합 상태를 나타내는 지시된 결합 타입 정보(Indicated Association Type), 지시 메시지를 통해서 전송할 결합 타입의 최대 개수를 나타내는 최대 개수 정보 및 지시 메시지의 전송 간격을 나타내는 간격 정보를 포함할 수 있다.
클라이언트로부터 기입 요청 메시지를 수신한 서버는 이에 대한 응답으로 클라이언트로 기입 응답 메시지(write response message)전송한다(S8020).
이후, 서버는 클라이언트로부터 전송 받은 기입 요청 메시지에 기초하여 결합 상태 정보 및/또는 이와 관련된 정보를 저장하고, 저장된 결합 상태 정보 및/또는 이와 관련된 정보를 특성의 크기에 따라 분할하여 복수의 데이터를 생성할 수 있다.
구체적으로, ① 서버는 자신의 모든 결합 정보(All Association Information) 중에서 특성에 저장할 결합 정보를 구성할 수 있다. 결합 정보의 구성은 클라이언트로부터 결합 정보의 구성과 관련된 구성 정보를 수신하거나 서버가 직접 결합 정보를 구성할 수 있다.
예를 들면, 서버는 클라이언트로부터 결합 정보 중 결합 정보의 구성과 관련된 구성 정보를 수신하면, 연결된 디바이스와 관련된 연결 정보만을 획득하여 구성한다. 이를 통해 서버 디바이스는 자신과 결합된 모든 디바이스들의 결합 정보를 획득하여 구성하거나, 연결 정보, 본딩 정보, 및/또는 페어링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 결합 정보를 획득하여 구성할 수 있다.
서버는 구성된 결합 정보가 하나의 특성에 저장될 수 있는 최대 크기를 초과하는 경우, 최대 크기에 따라 구성된 결합 정보를 복수의 데이터로 분할할 수 있다. 이하, 분할된 복수의 데이터 각각을 Bank라 호칭하도록 한다.
② 이후, 서버는 분할된 각각의 Bank를 순서에 따라 선택하여 특성에 저장한다. 즉, 분할된 Bank들을 특정 순서에 따라 선택하고, 선택된 Bank를 관련 특성(이하, 결합 상태 특성)에 저장한다.
클라이언트는 판독 절차를 통해서 서버에 저장된 결합 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로, 클라이언트는 서버로 결합 정보가 저장된 특성의 속성 값을 요청하는 요청 메시지를 전송한다(S8030).
이때, 특성에 저장된 속성 값이 단일 패킷으로 전송할 수 있는 가장 긴 속성 값의 길이인 ATT_MTU-1 옥텟보다 긴 경우, 클라이언트는 서버로 판독 블럽 요청 메시지(Read Blob Request message)를 전송하여 특성의 속성 값의 첫 번째 ATT_MTU-1 옥텟을 판독할 수 있다.
서버는 클라이언트로부터 결합 상태 특성의 속성 값을 요청하는 메시지를 수신하면, 결합 상태 특성의 속성 값을 판독 응답 또는 판독 블럽 응답 메시지들을 통해서 클라이언트로 전송한다(S8040).
이후, 클라이언트는 서버와 S8030 단계 및 S8040 단계를 반복적으로 수행하여 특성에 저장된 속성 값을 모두 전송 받을 수 있다.
서버는 결합 상태 특성의 속성 값을 클라이언트에게 모두 전송하면, 특정 순서에 따라 다음 뱅크를 선택하고, 특성의 속성 값을 선택된 뱅크로 업데이트(또는 교체)한다.
예를 들면, 클라이언트로부터 특성의 속성 값의 교체를 지시하는 특정 특성(예를 들면, 제어 포인트 특성)의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 서버로 전송한다(S8050).
서버는 클라이언트로부터 기입 요청 메시지를 수신하면, 이에 대한 응답으로 클라이언트로 기입 응답 메시지를 전송하고(S8060), 결합 상태 특성의 속성 값을 다른 Bank로 업데이트(또는 교체)한다(S8070).
이때, 클라이언트는 기입 요청 메시지에 변경될 뱅크를 나타내는 값(예를 들면, 순서의 특정 번호 등)을 포함시켜 전송함으로써 순서와 상관없이 결합 상태 특성의 속성 값을 특정 뱅크로 변경할 수 있다.
서버는 결합 상태 특성의 속성 값을 변경한 뒤, S8030 단계 및 S8040와 동일한 동작을 수행하여 특성의 업데이트 된 속성 값을 클라이언트로 전송할 수 있다(S8080, S8090).
이와 같이 하나의 특성에 저장할 수 있는 최대 크기를 초과하는 데이터가 발생한 경우, 데이터를 최대 크기에 따라 분할하여 하나의 특성에 저장할 수 있으며, 분할된 데이터를 특정 순서에 따라 하나의 특성에 번갈아 저장함으로써 하나의 특성을 통해서 최대 크기를 초과하는 데이터를 클라이언트로 전송할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 명세서에서 제안하는 특정 특성을 통해서 크기가 큰 결합 상태 정보 및/또는 이와 관련된 정보를 송수신하기 위한 데이터 포맷 및 특성의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9는 결합 상태 정보(Association Status Information)의 송수신을 위한 각 메시지 및 특성의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9의 (a)는 결합 상태 특성의 속성 값을 전송하기 위한 판독 블럽 응답 메시지의 헤더 및 서버가 어떤 타입의 결합 정보를 구성하였는지 여부를 클라이언트에게 알리기 위한 판독 응답 메시지 또는 별도의 메시지의 헤더의 일 예를 나타낸다.
각 필드의 정의는 아래와 같다.
- Association Status Info: 구성된 결합 상태 정보(Association Status Information)의 요약된 정보를 제공하는 필드로써 아래와 같은 정보를 포함한다. 이 필드는 각 Bank에서 반복될 수 있다.
CL(Completed List)(1 bit): 모든 결합 정보가 분할되었는지 여부를 나타낸다.
Paired Device List(4 bit): 페어링된 디바이스의 정보가 포함되었는지 여부 및 결합 상태를 나타내는 정보로써, 각 bit는 LE Secure Connection Pairing, Authenticated MITM Protection, Unauthenticated no MITM protection, No Security requirements를 나타낸다.
Connected Device List(1 bit): 연결된 디바이스의 정보가 포함되었는지 여부를 나타낸다.
Bonded Device List(1 bit): 본딩된 디바이스의 정보가 포함되었는지 여부를 나타낸다.
Association Order(2 bits): 분할된 결합 정보들의 순서를 나타내는 정보로써, bit에 따라 아래와 같은 순서를 나타낼 수 있다.
No Order: 순서 없음
Recently Used: 최근에 사용된 순서
Past Used: 과거에 사용된 순서
Frequently Used: 빈번히 사용된 순서
Least Used: 적게 사용된 순서
- Bank Counter: 현재 결합 상태 특성에 저장된 뱅크의 번호로써, Bank Counter의 최대 값은 Number of Bank의 값과 동일하다.
- Number of Bank: 분할된 뱅크의 총 개수
- Association Number: 현재 선택된 뱅크의 결합 수(선택된 뱅크에 따라 결합된 디바이스들의 수)
도 9의 (b)는 결합 상태 특성에 저장될 정보를 구성하기 위해서 클라이언트 가 전송하는 기입 요청 메시지 또는 서버의 구성 특성의 일 예를 나타낸다.
각 필드의 정의는 아래와 같다.
- Flag: 다음 필드와 관련된 정보를 제공하는 필드(예를 들면, 0th 값이 ‘0’설정되어 있으면, 판독 절차를 위한 구성이 정보 및 결합 상태 특성이며, ‘1’로 설정되어 있으면 변경된 결합 상태를 전송하기 위한 구성 및 특성일 수 있다).
- Reading Behavior Configuration: 판독 절차를 구성하기 위한 구성 정보 및 특성의 속성 값을 나타내며, 아래와 같은 서브 필드를 포함함(flag 필드의 값에 따라 구성 특성에 포함됨)
Selected Association Type: 서버가 구성할 연결 상태 정보의 타입을 나타냄(예를 들면, 연결, 본딩 또는 페어링 등)
Association Number: 연결 상태 정보의 개수를 나타냄.
- Indication Behavior Configuration: 변경된 결합 상태 정보를 전송하기 위한 지시 절차와 관련된 구성 정보 및 특성의 속성 값을 나타내며, 아래와 같은 서브 필드를 포함한다(flag 필드의 값에 따라 구성 특성에 포함됨).
Indicated Associated Type: 지시 메시지를 통해서 전송할 변경된 결합 상태 정보의 타입으로 4가지 페어링 타입(Secure connection, Authenticated, Unauthenticated, No security required), 연결 및/또는 본딩 등.
Maximum Indicated Association Number: 지시 메시지를 통해서 전송 가능한 최대 결합 상태 정보의 개수.
Indicated Interval: 지시 메시지의 전송 간격을 포함하는 필드로써 기본적으로 서버는 모든 간격바다 변경된 결합 상태 정보를 지시 메시지를 통해서 전송한다. 만약, 변경된 결합 상태가 없는 경우, 서버는 데이터가 없는 지시 메시지를 전송할 수 있다.
아래 표 2 및 표 3은 설정될 수 있는 전송 간격의 일 예를 나타낸다.
Index Natural Max Allocated bits Allocated Max
Month 12 5 bits 31
Day/Mon. 31 5 bits 31
Hour/Day 24 5 bits 31
Min/Hour 60 6 bits 63
Sec/Min 60 6 bits 63
Total 27 bits(<4bytes)
Unit flag Time field
1byte 1byte
0x00: No time Field0x01: second0x02: minute0x03: hour0x04: Day0x05: Week0x06: Month0x07-0xFF: Reserved for Future Use 0x00-0xFF(255)
전송 간격의 세부적인 값은 상위 계층에서 결정되며, 1초보다 더 길 수 있다.
도 9의 (c)는 결합 상태 특성에 저장된 속성 값을 변경하기 위한 기입 요청 메시지 및 제어 포인트 특성의 일 예를 나타낸다.
각 필드의 정의는 아래와 같다.
- Opcode: 결합 상태 특성의 속성 값의 변경 또는 Association Order를 초기화 시키기 위한 동작 코드. Opcode가 결합 상태 특성의 속성 값을 변경하는 값인 경우, 서버는 Bank Number 필드에 따라 결합 상태 특성의 속성 값을 이전 Bank에서 다음 Bank로 변경한다. Opcode가 Association Order를 초기화 시키기 위한 동작 코드인 경우, 서버는 특정 시간 뒤에 Association Order를 초기화 시킨다.
아래 표 4는 Association Order를 초기화 시키기 위한 Opcode 및 파라미터의 일 예를 나타낸다
Opcode Parameter
0x0B(변경될 수 있음) Reset Time
1byte 2 bytes
Association Order를 초기화 시키기 위한 Opcode 및 파라미터를 포함하는 제어 포인트 특성의 기입 요청 메시지를 수신한 서버는 Reset time이 0이 되면 Association Order의 속성 값을 초기화 시킬 수 있다.
- Bank Number: 변경될 Bank의 번호를 나타내는 파라미터, 특정 번호의 Bank를 나타내는 경우, 서버는 해당 Bank로 결합 상태 특성의 속성 값을 변경한다. 아무 값도 나타내지 않은 경우, 서버는 다음 순서의 Bank로 결합 상태 특성의 속성 값을 변경한다.
도 10은 서버의 결합 상태와 관련된 클라이언트들의 리스트 정보를 제공하기 위한 특성 및 메시지의 일 예를 나타낸 도이다.
도 10의 (a)에 도시된 클라이언트 리스트 특성은 서버와 결합된 적어도 하나의 클라이언트의 UUID를 나타내는 속성 값을 포함하는 특성이다.
클라이언트 리스트 특성은 UUID <<GATT Client List>>를 사용하여 식별된다. 클라이언트 리스트 특성은 서버의 클라이언트 리스트 정보를 제공하기 위해서 선택적으로 사용된다.
각 필드의 정의는 아래와 같다.
- Client List Info: Client List Info 필드는 클라이언트 리스트 특성이 모든 클라이언트 리스트를 제공하는지 여부 및 클라이언트 리스트 특성에 포함된 서비스 UUID(16 bit, 32 bit 및/또는 128 bit)의 타입과 같은 클라이언트 리스트 특성의 정보를 포함한다.
CL(Completed List)(1 bit): 서버가 모든 클라이언트 리스트 정보를 클라이언트 리스트 특성을 통해서 제공하는지 여부를 나타낸다.
16 bit UUID List(1 bit): 서버가 16 bit UUID 서비스들에 해당하는 클라이언트 리스트를 제공하는지 여부를 나타낸다.
32 bit UUID List(1 bit): 서버가 32 bit UUID 서비스들에 해당하는 클라이언트 리스트를 제공하는지 여부를 나타낸다.
128 bit UUID List(1 bit): 서버가 128 bit UUID 서비스들에 해당하는 클라이언트 리스트를 제공하는지 여부를 나타낸다.
Client UUID Selected Policy(2 bits): 분할된 클라이언트 리스트 정보의 선택 기준을 나타내는 정보로써, bit에 따라 아래와 같은 기준을 나타낼 수 있다.
- Policy Not Defined: 기준 없음
- Most Recently Used Client UUID First: 가장 최근에 사용된 Client UUID 우선
- Most Frequently Used Client UUID First: 가장 빈번히 사용되는 클라이언트 UUID 우선
- Bank Counter: 현재 특성에 저장된 뱅크의 번호로써, Bank Counter의 최대 값은 Number of Bank의 값과 동일하다.
- Total Bank Number: 분할된 뱅크의 총 개수
- Number of 16 bits UUID: 16 bit UUID를 사용하는 클라이언트의 수를 나타낸다. 16 bit UUID 클라이언트 리스트 필드의 길이는 이 필드의 값에 의해서 결정된다.
- 16 bits UUID List: 서버에 구현된 클라이언트 기능의 16 bit 서비스 UUID 리스트를 포함한다. 16 비트 UUID의 수는 16 비트 UUID 필드의 수와 같다.
- Number of 32 bits UUID: 128 bit UUID를 사용하는 클라이언트의 수를 나타낸다. 32 bit UUID 클라이언트 리스트 필드의 길이는 이 필드의 값에 의해서 결정된다.
- 32 bits UUID List: 서버에 구현된 클라이언트 기능의 32 bit 서비스 UUID 리스트를 포함한다. 32 비트 UUID의 수는 32 비트 UUID 필드의 수와 같다.
- Number of 128 bits UUID: 128 bit UUID를 사용하는 클라이언트의 수를 나타낸다. 128 bit UUID 클라이언트 리스트 필드의 길이는 이 필드의 값에 의해서 결정된다.
- 128 bits UUID List: 서버에 구현된 클라이언트 기능의 128 bit 서비스 UUID 리스트를 포함한다. 128 비트 UUID의 수는 128 비트 UUID 필드의 수와 같다.
도 10의 (b)는 클라이언트 리스트 특성에 저장된 속성 값을 변경하기 위한 기입 요청 메시지 및 제어 포인트 특성의 일 예를 나타낸다.
각 필드의 정의는 아래와 같다.
- Opcode: 클라이언트 리스트 특성의 속성 값의 변경을 위한 동작 코드. Opcode가 클라이언트 리스트 특성의 속성 값을 변경하는 값인 경우, 서버는 Bank Number 필드에 따라 클라이언트 리스트 특성의 속성 값을 이전 Bank에서 다음 Bank로 변경한다.
- Bank Number: 변경될 Bank의 번호를 나타내는 파라미터, 특정 번호의 Bank를 나타내는 경우, 서버는 해당 Bank로 클라이언트 리스트 특성의 속성 값을 변경한다. 아무 값도 나타내지 않은 경우, 서버는 다음 순서의 Bank로 결합 상태 특성의 속성 값을 변경한다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 결합 상태 정보가 변경된 경우, 변경된 결합 상태 정보를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 도 8 내지 도 10에서 설명한 서버의 결합 상태 및/또는 이와 관련된 정보가 변경된 경우, 서버는 변경된 결합 상태 및/또는 이와 관련된 정보를 특정 특성에 저장하고, 변경된 결합 상태 및/또는 이와 관련된 정보만을 클라이언트로 전송할 수 있다.
먼저, 도 11의 단계 S11010 내지 단계 S11050은 도 8의 단계 S8010 내지 단계 S8040과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
클라이언트로 자신의 결합 상태 및/또는 이와 관련된 정보를 전송한 서버는, 결합 상태 특성에 저장된 결합 상태 정보들 중에서 일부 결합 상태 정보가 변경된 경우, 결합 상태 특성에 저장된 결합 상태 정보들 중에서 변경된 정보를 업데이트 한다. 또한, 변경된 결합 상태 정보만을 별도의 특정 특성에 저장한다(S11060).
이후, 서버는 클라이언트로부터 결합 상태 특성의 판독을 요청하는 메시지를 수신하지 않더라도 상기 특정 특성에 저장된 변경된 결합 상태 정보 및 이와 관련된 정보를 도 8내지 도 10에서 설명한 지시 메시지를 통해서 구성된 설정에 따라 클라이언트로 전송한다(S11070).
따라서, 서버는 변경되지 않은 결합 상태 정보는 제외하고 변경된 결합 상태 정보 및 이와 관련된 정보 만을 클라이언트로 전송할 수 있다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 서버에 저장된 결합 상태 정보의 순서를 초기화하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 클라이언트는 서버의 결합 상태 정보 또는 변경된 결합 상태 정보의 순서를 초기화 시키기 위해서 서버로 제어 포인트 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 전송한다(S12010).
기입 요청 메시지는 도 9 및 표 4에서 설명한 Opcode 및 파라미터를 포함할 수 있다.
서버는 클라이언트로 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 전송하고, 기입된 Opcode의 파라미터인 reset time 값이 0이 되면 결합 상태 정보 또는 변경된 결합 상태 정보의 순서를 리셋한다(S12020, S12030).
이와 같은 방법을 통해서 클라이언트는 서버의 특성에 저장된 결합 상태 정보 및 이와 관련된 정보의 순서를 초기화 시켜 변경할 수 있다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 결합 상태 정보에 기초하여 디바이스들의 연결을 제어하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 클라이언트는 Easy Pairing Service를 이용하여 서버들이 보안 연결을 형성할 수 있도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 클라이언트는 서버 1 및 서버 2와 안전하게 BLE 연결을 형성한다. 즉, 클라이언트와 서버 1 및 서버 2는 제 3 장치의 해킹에 안전한 연결을 형성한다.
이후, 클라이언트는 서버 1 및 서버 2가 지원하는 보안 모드 및 보안 레벨을 포함하는 페어링 특징 메시지를 서버 1 및 서버 2로부터 획득할 수 있다. 이때, 클라이언트는 판독 절차를 통해서 페어링 특징 메시지를 획득할 수 있다. 즉, 클라이언트는 서버 1 및 서버 2로 페어링 특징 특성의 속성 값을 요청하는 판독 요청 메시지를 전송하고, 서버 1 및 서버 2로부터 페어링 특징 특성의 속성 값에 해당하는 보안 모드 및 보안 레벨을 포함하는 판독 응답 메시지를 수신할 수 있다(S13010).
클라이언트는 서버 1 및 서버 2로부터 전송된 페어링 특징 메시지 또는 판독 응답 메시지를 통해서 서버 1 및 서버 2가 지원하는 보안 모드 및 보안 레벨을 인식할 수 있다.
이후, 클라이언트는 서버 1 및 서버 2가 공통으로 지원하는 보안 모드 및 보안 레벨을 통해서 연결 형성을 지시하기 위해 서버 1 및/또는 서버 2로 페어링 제어 포인트 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 전송한다.
이때, 기입 요청 메시지는 연결 형성을 지시하는 동작 코드 및 이와 관련된 파라메터들을 포함할 수 있다.
서버 1 및 서버 2는 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 클라이언트로 전송한다(S13020).
이후, 서버 1 및 서버 2는 탐색 절차를 통해서 서로를 발견하고(S13030), 공통된 보안 모드 및 보안 레벨에 따라 연결 절차를 수행한다(S13040).
이때, 서버 1 및 서버 2가 Secure Connection Only Mode를 지원하는 경우, 서버 1 및 서버 2는 보안 연결 페어링을 형성할 수 있다.
서버 1은 서버 2와 보안 연결 페어링을 형성하기 위해서 클라이언트로 컨펌 값 지시 메시지(Confirm Value Indication message)를 전송한다(S13050).
서버 1과 클라이언트간에는 안전한 연결이 형성되어 있기 때문에 외부 디바이스들은 서버 1과 클라이언트간에 송수신되는 메시지를 확인할 수 없다.
컨펌 값 지시 메시지는 서버 1의 주소, 임의 값 및 서버 1의 주소와 임의 값에 의해서 생성된 컨펌 값 1을 포함할 수 있다.
클라이언트는 서버 1로부터 전송 받은 서버 1의 주소, 임의 값 및 컨펌 값 1을 컨펌 값 릴레이 메시지(Confirm Value Relay message)에 포함시켜 서버 2로 전송한다(S13060).
서버 2와 클라이언트간에는 안전한 연결이 형성되어 있기 때문에 외부 디바이스들은 서버 2와 클라이언트간에 송수신되는 메시지를 확인할 수 없다.
서버 2는 컨펌 값 릴레이 메시지에 포함된 서버 1의 주소 및 임의 값에 기초하여 컨펌 값 2를 생성하고, 컨펌 값 1과 컨펌 값 2를 비교한다.
컨펌 값 1과 컨펌 값 2가 다르면, 서버 2는 서버 1과 연결을 형성하지 않고, 컨펌 값 1과 컨펌 값 2가 동일하면 서버 2는 서버 1과 보안 연결을 형성하게 된다.
이후, 서버 1 및/또는 서버 2는 클라이언트로 보안 연결이 형성되었다는 것을 나타내는 연결 지시 메시지(Connection Indication message)를 전송한다(S13070).
이와 같은 방법을 이용하여 서버 1 및 서버 2는 클라이언트를 통해서 제 3 장치로부터 안전한 연결을 형성할 수 있다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 결합 상태 정보를 송수신하기 위한 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
클라이언트는 서버와 도 5에서 살펴본 방법을 통해서 BLE 연결을 형성할 수 있다(S14010).
서버와 BLE 연결을 형성한 클라이언트는 서버로 변경된 결합 상태 정보의 전송을 위한 지시 메시지 및/또는 결합 상태 정보의 구성을 위한 구성 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지 전송한다(S14020).
이때, 기입 요청 메시지는 도 8 내지 도 11에서 설명한 결합 상태 특성 및 지시 메시지를 구성하기 위한 기입 요청 메시지와 동일한 정보를 포함할 수 있다.
클라이언트는 서버로부터 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 수신 한다(S14030).
이후, 클라이언트는 Easy Pairing Service를 이용하여 서버의 결합을 제어하기 위해서 서버의 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 특성(또는 결합 상태 특성)의 판독을 요청하는 제 1 판독 요청 메시지를 서버로 전송한다(S14040).
클라이언트는 제 1 판독 요청 메시지에 대한 응답으로 제 1 특성의 속성 값인 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 판독 응답 메시지를 수신한다(S14050).
제 1 특성에 포함된 제 1 결합 상태 정보의 일부 또는 전부가 변경된 경우, 클라이언트는 서버로부터 변경된 결합 상태 정보를 포함하는 지시 메시지를 수신한다(S14060).
이때, 변경된 결합 상태 정보는 제 2 특성에 포함되어 있으며, 제 2 특성은 변경된 결합 상태 정보만을 속성 값으로 포함하고 있다.
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 (14)

  1. 블루투스에서 클라이언트가 서버와 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
    서버와 블루투스 LE(Low Energy)연결을 형성하는 단계;
    상기 서버로 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 특성의 판독을 요청하는 제 1 판독 요청 메시지를 전송하는 단계,
    상기 제 1 결합 상태 정보는 상기 서버와 적어도 하나의 장치들과의 결합 상태를 나타내는 특정 결합 상태 정보의 일부이고;
    상기 서버로부터 상기 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 판독 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 결합 상태가 변경된 경우, 상기 서버로부터 제 2 특성에 포함된 변경된 결합 상태 정보를 포함하는 지시 메시지를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 변경된 결합 상태 정보는 상기 서버와 상기 적어도 하나의 장치간에 변경된 결합 상태를 나타내는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버로 상기 지시 메시지의 구성을 위한 구성 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 기입 요청 메시지는 상기 지시 메시지의 구성 정보를 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구성 정보는 상기 지시 메시지의 전송 주기를 나타내는 주기 정보, 지시되는 결합 타입을 나타내는 결합 타입 정보, 또는 지시 메시지에 포함되는 결합 상태의 개수를 나타내는 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 특성에 저장된 정보를 제 2 결합 상태 정보로 변경하기 위한 변경 절차를 수행하는 단계;
    상기 서버로 상기 제 1 특성의 판독을 요청하는 제 2 판독 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 서버로부터 상기 제 2 결합 상태 정보를 포함하는 제 2 판독 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 1 결합 상태 정보 및 상기 제 2 결합 상태 정보는 상기 제 1 특성의 크기에 따라 상기 특정 결합 상태 정보로부터 분할된 정보인 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 변경 절차를 수행하는 단계는,
    상기 서버로 상기 제 1 특성에 포함된 정보의 변경을 지시하기 위한 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 서버로부터 상기 제 2 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 제 1 특성의 정보가 변경되었다는 것을 나타내는 제 2 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 결합 상태 정보에 포함된 상기 결합 상태의 순서를 초기화 하기 위한 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 서버로부터 상기 결합 상태의 순서가 초기와 되었다는 것을 나타내는 제 2 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버로 특정 장치와의 페어링을 지시하는 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 제 2 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 제 2 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 2 기입 요청 메시지는 상기 서버가 인접 장치들을 탐색하기 위한 탐색 모드를 설정하기 위한 제어 정보를 포함하는 방법.
  8. 블루투스에서 서버와 데이터를 송수신하는 클라이언트에 있어서,
    외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부;
    데이터를 저장하기 위한 메모리; 및
    상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    서버와 블루투스 LE(Low Energy)연결을 형성하고,
    상기 서버로 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 특성의 판독을 요청하는 제 1 판독 요청 메시지를 전송하되,
    상기 제 1 결합 상태 정보는 상기 서버와 적어도 하나의 장치들과의 결합 상태를 나타내는 특정 결합 상태 정보의 일부이고,
    상기 서버로부터 상기 제 1 결합 상태 정보를 포함하는 제 1 판독 응답 메시지를 수신하며,
    상기 결합 상태가 변경된 경우, 상기 서버로부터 제 2 특성에 포함된 변경된 결합 상태 정보를 포함하는 지시 메시지를 수신하되,
    상기 변경된 결합 상태 정보는 상기 서버와 상기 적어도 하나의 장치간에 변경된 결합 상태를 나타내는 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 서버로 상기 지시 메시지의 구성을 위한 구성 특성의 기입을 요청하는 기입 요청 메시지를 전송하고,
    상기 기입 요청 메시지는 상기 지시 메시지의 구성 정보를 포함하는 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 구성 정보는 상기 지시 메시지의 전송 주기를 나타내는 주기 정보, 지시되는 결합 타입을 나타내는 결합 타입 정보, 또는 지시 메시지에 포함되는 결합 상태의 개수를 나타내는 개수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 디바이스.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제 1 특성에 저장된 정보를 제 2 결합 상태 정보로 변경하기 위한 변경 절차를 수행하고,
    상기 서버로 상기 제 1 특성의 판독을 요청하는 제 2 판독 요청 메시지를 전송하며,
    상기 서버로부터 상기 제 2 결합 상태 정보를 포함하는 제 2 판독 응답 메시지를 수신하되,
    상기 제 1 결합 상태 정보 및 상기 제 2 결합 상태 정보는 상기 제 1 특성의 크기에 따라 상기 특정 결합 상태 정보로부터 분할된 정보인 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 서버로 상기 제 1 특성에 포함된 정보의 변경을 지시하기 위한 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하고,
    상기 서버로부터 상기 제 2 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 제 1 특성의 정보가 변경되었다는 것을 나타내는 제 2 기입 응답 메시지를 수신하는 디바이스.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 특정 결합 상태 정보에 포함된 상기 결합 상태의 순서를 초기화 하기 위한 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하고,
    상기 서버로부터 상기 결합 상태의 순서가 초기와 되었다는 것을 나타내는 제 2 기입 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 디바이스.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 서버로 특정 장치와의 페어링을 지시하는 제어 특성의 기입을 요청하는 제 2 기입 요청 메시지를 전송하고,
    상기 제 2 기입 요청 메시지에 대한 응답으로 제 2 기입 응답 메시지를 수신하되,
    상기 제 2 기입 요청 메시지는 상기 서버가 인접 장치들을 탐색하기 위한 탐색 모드를 설정하기 위한 제어 정보를 포함하는 디바이스.
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