KR100538946B1 - Wireless communication method capable of connectionless broadcast - Google Patents
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Abstract
비연결 브로드캐스트가 가능한 무선통신방법이 개시된다. 본 무선통신방법은, (a) 적어도 하나 이상의 수신자와의 동기화를 위한 동기정보, 및 브로드캐스트 데이터를 포함하는 브로드캐스트 데이터패킷을 생성하는 단계, (b) 상기 동기정보를 브로드캐스트하여 상기 수신자와 채널을 동기화하는 단계, 및 (c) 상기 브로드캐스트 데이터패킷을 상기 수신자에 전송하는 단계를 구비한다. 이에 의해, 연결설정절차를 거치는 시간의 낭비없이, 신속하게 브로드캐스트 데이터를 수신자에게 전송할 수 있다. A wireless communication method capable of connectionless broadcast is disclosed. The wireless communication method includes the steps of: (a) generating a broadcast data packet including synchronization information for synchronization with at least one or more receivers, and broadcast data; and (b) broadcasting the synchronization information with the receiver. Synchronizing channels, and (c) sending the broadcast data packet to the receiver. As a result, broadcast data can be quickly transmitted to the receiver without wasting time passing through the connection establishment procedure.
Description
본 발명은 비연결 브로드캐스트(connectionless broadcast)가 가능한 무선통신방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블루투스(Bluetooth) 시스템에서 연결설정절차 이전에 브로드캐스트 데이터를 전달할 수 있는 비연결 브로캐스트가 가능한 무선통신방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication method capable of connectionless broadcast, and more particularly to a wireless communication capable of connectionless broadcast capable of transmitting broadcast data before a connection establishment procedure in a Bluetooth system. It is about a method.
블루투스는 본래 이동전화 핸드셋, 헤드셋, 및 휴대용 컴퓨터 등과 같은 장치를 연결하는 케이블을 제거하기 위해 개발된 것으로, 저가, 저전력, 단거리의 무선기술이다. 그러나, 블루투스 장치간에 표준화된 무선통신이 가능하게 됨으로써, 블루투스는 근거리 무선망의 일종인 PAN(Personal Area Network)의 개념을 창안하게 하였다. 블루투스는 2.4GHz 무허가 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 대역을 사용하여 운용되며, 블루투스가 만드는 네트워크에서 데이터 교환을 초기화하는 블루투스 장치를 마스터(master)라 하고, 마스터에 대하여 응답하는 블루투스 장치를 슬레이브(slave)라고 한다. 하나의 마스터는 최대 7개의 액티브한 슬레이브와 접속할 수 있으며, 이와 같이 하나의 마스터에 대해 하나 이상의 슬레이브가 연결설정절차를 거쳐 형성된 네트워크를 피코넷(Piconet) 이라 한다. Bluetooth was originally developed to eliminate cables connecting devices such as mobile phone handsets, headsets, and portable computers, and is a low cost, low power, short range wireless technology. However, by enabling standardized wireless communication between Bluetooth devices, Bluetooth has created the concept of a personal area network (PAN), which is a kind of short-range wireless network. Bluetooth operates using the 2.4GHz unlicensed Industrial, Scientific and Medical (ISM) band, and the Bluetooth device that initiates data exchange in the network created by the Bluetooth is called a master, and the Bluetooth device that responds to the master is called a slave ( slave). One master can connect with up to seven active slaves. In this way, a network in which one or more slaves are connected to one master through a connection establishment procedure is called a piconet.
한편, 블루투스 PAN 프로파일(profile)을 지원하는 블루투스단말(PAN User : PANU)들은 블루투스 네트워크 접속장치(Network Access Point, 이하 'NAP'라 함)들로부터 위치정보를 수집하는 것이 필요하다. 블루투스단말들이 이동함에 따라 하나의 NAP가 담당하는 블루투스단말의 개수가 수시로 변하게 되므로, NAP 들은 OSI(Open System Interconnection) 계층 2(Data link layer)와 계층 3(Network layer)의 정보를 주기적으로 브로드캐스트하는 것이 필요하다. 블루투스 표준문서 에 의하면, 블루투스는 데이터 전송이전에, 조회(inquiry), 조회스캔(inquiry scan), 호출(page), 호출스캔(page scan) 등과 같은 연결설정에 많은 시간이 소요되는 연결 지향의(connection oriented) 시스템이다. 따라서, 브로드캐스트를 통한 정보의 전달 역시, 하나의 피코넷을 구성하는 블루투스 장치들간에 연결설정이 완료된 후에야 가능하게 된다. On the other hand, Bluetooth terminals (PAN User: PANU) that supports the Bluetooth PAN profile (pan user) needs to collect location information from the Bluetooth network access point (hereinafter referred to as "NAP"). As Bluetooth terminals move, the number of Bluetooth terminals in charge of one NAP changes from time to time. Therefore, NAPs periodically broadcast information of Open System Interconnection (OSI) Layer 2 (Data link layer) and Layer 3 (Network layer). It is necessary to do According to the Bluetooth standard document, Bluetooth is a connection-oriented method that takes a lot of time to set up a connection such as inquiry, inquiry scan, page, page scan, etc. before data transmission. connection oriented) system. Therefore, transmission of information through broadcast is also possible only after the connection setup is completed between Bluetooth devices constituting one piconet.
이와 함께, 블루투스단말들은 하나의 피코넷에서 다른 피코넷으로 이동하는 경우 발생하는 핸드오버(handover)를 위해 많은 무선자원을 사용하게 된다. 예컨대, 자발적인 핸드오버에서 몇몇 NAP 들은 오직 하나의 블루투스단말에 대한 핸드오버를 위해 호출절차를 수행해야 한다. 이러한 호출과정동안 NAP 들은 기존에 연결되어 서비스를 받고 있던 블루투스단말들에 대해 오랜 시간동안 서비스를 중단하여야 하는데, 이러한 서비스의 중단은 실시간 서비스를 지원할 수 없게 만든다. 그러나, 대부분의 블루투스단말들은 아이들(idle) 상태에 있기 때문에 블루투스단말이 이동할때 마다 핸드오버를 수행하는 것은 자원의 낭비가 된다. NAP의 입장에서는 단지 아이들 상태에 있는 블루투스단말의 위치를 대략적으로만 알고 있어도 충분하기 때문이다.In addition, Bluetooth terminals use a lot of radio resources for the handover (handover) that occurs when moving from one piconet to another. For example, in voluntary handover, some NAPs must perform a calling procedure for handover to only one Bluetooth terminal. During this call process, NAPs must interrupt the service for a long time for Bluetooth devices that are connected and receiving services. This interruption of service makes it impossible to support real-time services. However, since most Bluetooth terminals are in an idle state, performing a handover every time the Bluetooth terminal moves is a waste of resources. This is because it is enough for NAP to know the approximate location of the Bluetooth terminal in the idle state.
블루투스 PAN 워킹그룹이나, 위치정보 프로파일 워킹그룹(Local Positioning Working Group)에서는, 마스터와 슬레이브가 결정되기 이전에 많은 정보들이 교환되고 브로드캐스트 되어질 필요성을 언급하고 있다. 그러나, 상기한 바와 같이, 블루투스 시스템에서 정보를 브로드캐스트 하기 위해서는 마스터와 슬레이브로 구성된 피코넷이 결정된 상황하에서만 가능하므로, 연결설정절차 이전에 브로드캐스트를 지원하기 위한 방법이 필요해진다.The Bluetooth PAN Working Group or the Local Positioning Working Group addresses the need for much information to be exchanged and broadcast before the master and slave are determined. However, as described above, in order to broadcast information in a Bluetooth system, since a piconet consisting of a master and a slave is possible only under a determined situation, a method for supporting broadcast before a connection establishment procedure is required.
이를 위해, 필립스(Phillips)사는 조회과정(inquiry process) 동안 위치정보(local position)를 브로드캐스트 하기 위해, ID 패킷을 확장시키는 방안을 제안한바 있다. 그러나, 이러한 방법은 브로드캐스트 정보가 여러개의 패킷들로 나누어 전달될 때 문제가 발생한다. 즉, 확장된 ID 패킷(Extended Identifier)에 포함되는 위치정보는 300 바이트이고, IP 계층 핸드오버 프로토콜에 의해 접속점(access point)은 주기적으로 알림메지시(advertisement message)를 브로드캐스트 해야 하는데, 이러한 브로드캐스트 메시지를 어떻게 효율적으로 배치하는가 하는 문제가 발생한다.To this end, Philips has proposed a way to extend the ID packet to broadcast local position during the inquiry process. However, this method causes a problem when broadcast information is delivered in pieces. That is, the location information included in the extended ID packet (Extended Identifier) is 300 bytes, and by the IP layer handover protocol, the access point should periodically broadcast an advertisement message. The question arises: how to efficiently arrange cast messages.
필립스사의 제안은 각 슬롯 패킷이 16개의 호핑 주파수마다 반복되어야 하기 때문에 너무 많은 시간을 소비해야 하는 문제도 있다. 또한, 확장된 ID 패킷을 수신함으로써 NAP 와 동기를 맞추는 동시에 정보를 받아야 하기 때문에, 동기후에 정보를 받는 경우에 비해 하나의 패킷만 잘못 받게 되더라도 그 패킷에 포함된 정보를 잃게 되어, 전체 브로드캐스트 정보의 재조립이 불가능하게 된다.The Philips proposal also has the problem of spending too much time because each slot packet must be repeated every 16 hopping frequencies. In addition, since it is necessary to synchronize with NAP and receive information by receiving an extended ID packet, even if only one packet is received incorrectly, information contained in the packet is lost, compared to the case of receiving information after synchronization, and thus the entire broadcast information is received. Reassembly becomes impossible.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 위드컴(Widcomm)은 확장된 ID 패킷에, NAP의 블루투스 디바이스 어드레스(Bluetooth Device Address, 이하 'BD_ADDR' 이라 함)를 추가시키는 방안을 제안하였다. 이에 의하면, 확장된 ID 패킷을 수신한 블루투스단말은 확장된 ID 패킷에 포함되어 있는 BD_ADDR 과 클럭정보를 이용하여 해당 NAP에 동기를 맞출 수 있게 되어, 빠른 핸드오버를 지원할 수 있다. 그러나, 이러한 방식에서도 블루투스단말은 연결설정을 위해 수신한 ID 패킷에 대한 응답을 수행해야 하므로, 데이터 전송이 가능한 상태에 이르기까지는 여전히 많은 시간을 소비한다는 문제가 있다.To solve this problem, Widcomm proposed a method of adding a Bluetooth device address (hereinafter referred to as 'BD_ADDR') of the NAP to the extended ID packet. According to this, the Bluetooth terminal receiving the extended ID packet can synchronize with the corresponding NAP using the BD_ADDR and the clock information included in the extended ID packet, thereby supporting fast handover. However, even in this method, since the Bluetooth terminal must perform a response to the ID packet received to establish a connection, there is a problem that it still takes a long time until the data transmission is possible.
상기한 바와 같은 여러 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은, 국내 출원번호 2002-63829 의 '비연결지향의 브로드캐스트가 가능한 무선통신장치 및 그 방법'에 대한 특허를 출원한 바 있다. 여기에는 비이콘 원도우와 브로드캐스트 원도우로 구성되는 브로드캐스트 채널을 사용하여, 연결설정절차를 거치지 않고 브로드캐스가 가능한 무선통신장치 및 그 방법이 개시되어 있다.In order to solve the various problems as described above, the present applicant has filed a patent for the 'connection-free wireless communication device and method thereof' of the domestic application number 2002-63829. The present invention discloses a wireless communication device capable of broadcasting without a connection establishment procedure using a broadcast channel including a beacon window and a broadcast window, and a method thereof.
그러나, 기존에 제안된 방식은, 기본적으로 ID 패킷을 사용하여 동기화 하는 방식을 사용함으로써, 브로드캐스트를 통해 전달할 수 있는 데이터의 크기에 한계가 존재한다는 문제점이 있다. 따라서, 사용자가 더 많은 정보를 얻기 위해서는 전체 연결설정절차를 진행해야 한다는 문제점이 있게 된다.However, the conventionally proposed method has a problem in that there is a limit in the size of data that can be transmitted through broadcast by using a method of synchronizing basically using an ID packet. Therefore, there is a problem that a user must proceed with the entire connection setup procedure to obtain more information.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 블루투스 시스템에서 연결설정절차 이전에 많은 양의 정보를 브로드캐스트할 수 있는 비연결 브로드캐스트가 가능함과 동시에, 연결설정이 필요한 경우에는 신속하게 연결설정절차를 수행할 수 있는 비연결 브로드캐스트가 가능한 무선통신방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable a connectionless broadcast that can broadcast a large amount of information prior to a connection establishment procedure in a Bluetooth system, and connection establishment In this case, the present invention provides a wireless communication method capable of connectionless broadcasting that can perform a connection establishment procedure quickly.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비연결 지향 브로드캐스트가 가능한 무선통신방법은, (a) 적어도 하나 이상의 수신자와의 동기화를 위한 동기정보, 및 브로드캐스트 데이터를 포함하는 브로트캐스트 데이터패킷을 생성하는 단계, (b) 상기 동기정보를 브로드캐스트하여 상기 수신자와 채널을 동기화하는 단계, 및 (c) 상기 브로드캐스트 데이터패킷을 동기화된 상기 수신자에 전송하는 단계를 포함한다. A wireless communication method capable of connectionless oriented broadcast according to the present invention for achieving the above object, (a) generates a broadcast data packet including synchronization information for synchronization with at least one or more receivers, and broadcast data; (B) synchronizing the channel with the receiver by broadcasting the synchronization information, and (c) transmitting the broadcast data packet to the synchronized receiver.
바람직하게는, (d) 연결을 요청하는 수신자와의 연결을 설정하기 위한 커넥션 원도우를 실행하는 단계를 더 포함한다. 이때, 상기 (d) 단계는, 상기 연결을 요청하는 수신자로부터 LMP 메시지를 수신하는 단계, 및 상기 연결을 요청한 수신자와 POLL 패킷을 교환하여 연결을 설정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the method further includes (d) executing a connection window for establishing a connection with a receiver requesting a connection. In this case, step (d) preferably includes receiving an LMP message from the receiver requesting the connection, and establishing a connection by exchanging a POLL packet with the receiver requesting the connection.
상기 동기정보 및 상기 브로드캐스트 데이터 패킷은, 각각 비이콘 원도우 및 데이터 윈도우를 통해 전송되는 것이 바람직하다. 상기 동기정보는, BID(Broadcast IDentifier) 패킷에 의해 전달되는 것이 가능하다. Preferably, the synchronization information and the broadcast data packet are transmitted through a beacon window and a data window. The synchronization information can be delivered by a BID (Broadcast IDentifier) packet.
상기 BID 패킷은, 블루투스 디바이스 어드레스(BD_ADDR) 및 클럭정보를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하며, 상기 BID 패킷은, 상기 데이터 원도우 구성정보, 상기 커넥션 원도우의 위치 정보, 에러 체크 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 데이터 원도우 설정정보는, ACL 패킷 타입, 반복횟수, 브로드캐스트 프로파일, 데이터의 오프셋 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 수신자와는 블루투스 프로토콜을 사용하여 데이터를 송수신하는 것이 바람직하다.Preferably, the BID packet is configured to include a Bluetooth device address (BD_ADDR) and clock information. The BID packet further includes at least one of the data window configuration information, the location information of the connection window, and an error check. It is desirable to. In this case, the data window setting information preferably includes at least one of an ACL packet type, a repetition number, a broadcast profile, and an offset of data. In addition, it is preferable to transmit and receive data with the receiver using a Bluetooth protocol.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
도 1은 본 발명에 따른 비연결 브로드캐스트가 가능한 무선통신방법이 적용되는 무선통신 환경을 도시하고 있다. 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명이 적용되는 무선통신환경은, 하나의 송신자(sender)(10) 및 다수의 수신자(receiver)(30a ~ 30n)로 구성된다. 이러한 구성에서, 송신자(10)는 조회(inquiry), 조회스캔 (inquiry scan), 호출(page), 호출스캔(page scan) 등과 같은 일반적인 연결설정절차를 거치지 않고도, 비연결지향의 브로드캐스트 채널을 사용하여 송신자(30a ~ 30b)에게 데이터를 브로드캐스트할 수 있다. 1 illustrates a wireless communication environment to which a wireless communication method capable of connectionless broadcasting according to the present invention is applied. As shown in the figure, the wireless communication environment to which the present invention is applied is composed of one sender 10 and a plurality of receivers 30a to 30n. In this configuration, the sender 10 can access a connectionless broadcast channel without going through the usual connection establishment procedures such as inquiry, inquiry scan, page, page scan, and the like. Can be used to broadcast data to senders 30a-30b.
도 2는 본 발명에서 따른 비연결 브로드캐스트가 가능한 무선통신방법에서 사용되는 비연결지향의 브로드캐스트 채널의 계층적 구조와 시간정보를 도시한 도면이다. 도면에 도시한 바와 같이, 비연결지향의 브로드캐스트 채널은, 비이콘 윈도우(beacon window), 데이터 윈도우(data window), 및 커넥션 원도우(connection window)로 구성된다. 비이콘 원도우는 동기화에 사용되며, 비이콘 원도우에 뒤따르는 데이터 원도우에 대한 색인(index)을 포함한다. 데이터 원도우는 여러 프로파일(profile)로부터 사용자가 정의한 데이터를 브로드캐스트하기 위해 사용된다. 커넥션 원도우는 선택적이며, 연결이 필요한 경우 조회와 호출절차를 거치지 않고 바로 연결절차를 수행하고자 장치의 요청에 의해 수행된다. 비이콘 원도우 및 데이터 원도우에서 마스터-슬레이브(M-S) 슬롯은 송신자에 의해 사용되며, 커넥션 원도우에서 슬레이브-마스터(S-M) 슬롯은 연결을 요청하는 수신자에 의해 사용된다. 2 is a diagram illustrating a hierarchical structure and time information of a connectionless-oriented broadcast channel used in a wireless communication method capable of connectionless broadcasting according to the present invention. As shown in the figure, a connectionless broadcast channel is composed of a beacon window, a data window, and a connection window. The beacon window is used for synchronization and contains an index to the data window following the beacon window. Data windows are used to broadcast user-defined data from various profiles. The connection window is optional, and if a connection is required, it is performed at the request of the device to perform the connection procedure immediately without going through the inquiry and call procedure. In beacon and data windows, the master-slave (M-S) slot is used by the sender, and in the connection window, the slave-master (S-M) slot is used by the receiver requesting a connection.
비이콘 원도우에서는 BID(Broadcast ID) 패킷 트레인들이 마스터-슬레이브 (M-S) 슬롯동안 각각 다른 주파수 홉(hop)으로 전송된다. 도면에 도시한 바와 같이, BID 패킷 트레인은 트레인 A와 트레인 B를 포함하며, 조회절차와 비슷하게 트레인 A와 트레인 B는 22.5 ms 동안 지속되며, 각각 16 주파수 홉을 처리한다. 각 패킷 트레인은 1.28s 동안 반복함으로, 비이콘 원도우는 2.56s 동안 지속된다. In beacon windows, Broadcast ID (BID) packet trains are transmitted on different frequency hops during the master-slave (M-S) slots. As shown in the figure, the BID packet train includes Train A and Train B. Similar to the inquiry procedure, Train A and Train B last for 22.5 ms, each processing 16 frequency hops. Each packet train repeats for 1.28 s, so the beacon window lasts for 2.56 s.
비이콘 원도우에서의 BID 패킷 트레인은 연속되지 않을 수도 있다. 즉, SCO(Synchronous Connection Oriented) 링크나 eSCO 링크와 같이 보다 높은 우선순위의 트래픽 패킷이 그 사이에 삽입되는 경우도 존재한다. BID 패킷은 새로 정의된 1 슬롯 패킷으로, 최대 240 비트까지의 정보필드를 포함할 수 있다. BID 패킷은 동기화 정보, 데이터 원도우의 구성, 커넥션 윈도우의 위치, 에러 체커 등의 항목을 포함한다. 다음의 [표 1]은 BID 패킷에 포함되는 정보를 나타낸다.The BID packet train in the beacon window may not be contiguous. In other words, higher priority traffic packets such as a SCO link or an eSCO link may be inserted therebetween. The BID packet is a newly defined 1 slot packet and may include an information field of up to 240 bits. The BID packet contains items such as synchronization information, configuration of the data window, location of the connection window, error checker, and the like. Table 1 below shows information included in a BID packet.
[표 1]의 항목에서, BD_ADDR, 및 클럭(clock)은 BID 패킷에 필수적으로 포함되는 항목이다. 그러나 ACL 패킷 타입, 반복 횟수는 데이터 원도우에 ACL 패킷 타입이 사용되는 경우에 사용된다. 브로드캐스트 프로파일(broadcast profile) 및 데이터 오프셋은, 브로드캐스트 데이터 서비스 타입 및 그것의 서비스 오프셋을 나타낸다. 브로드캐스트 프로파일 항목에 8비트가 할당되는 경우, 모두 256 개의 서비스 타입에 대한 정의가 가능하다. 오프셋(offset) 필드는 커넥션 윈도우가 사용되는 경우, 커넥션 윈도우의 오프셋 위치를 나타낸다. 그리고, FEC 및 CRC 체크 필드는 오류정정을 위해 사용된다.In the item of Table 1, BD_ADDR and clock are items included in the BID packet. However, the ACL packet type and the number of repetitions are used when the ACL packet type is used for the data window. The broadcast profile and data offset indicate the broadcast data service type and its service offset. If 8 bits are allocated to the broadcast profile item, all 256 service types can be defined. The offset field indicates the offset position of the connection window when the connection window is used. The FEC and CRC check fields are used for error correction.
도 3은 비이콘 원도우의 구성을 나타낸도면이다. 도면에 도시한 바와 같이, 수신이 가능한 수신자는 스캔 윈도우(scan window)를 열고, 하나 혹은 두개의 주파수 홉을 청취(listen)한다. 블루투스 표준문서 1.2 에서 규정된 바와 같이, 듀얼 스캔(dual scan)을 지원한다면, 스캔 윈도우의 크기는 두배가 되어, 22.5ms 가 된다. 이 경우, 첫번째의 절반 원도우 동안 수신자는 트레인 A의 주파수 홉을 청취하고, 나머지 절반 원도우 동안 트레인 B의 주파수 홉을 청취한다. 최대 스캔 간격은 2.56s 이며, 수신자는 아무것도 전송할 필요가 없으므로, 수신자의 수에는 제한이 없게 된다. 비이콘 원도우에서 BID 패킷을 받은 수신자는, BID 패킷에서 BD_ADDR 과 클럭을 추출하여 동기화 한다. 3 is a view showing the configuration of the beacon window. As shown in the figure, a receiver capable of receiving opens a scan window and listens to one or two frequency hops. As defined in Bluetooth standard 1.2, if the dual scan is supported, the size of the scan window is doubled to 22.5 ms. In this case, during the first half window, the receiver listens to the frequency hop of train A and listens to the frequency hop of train B for the other half window. The maximum scan interval is 2.56 s, and the receiver does not need to send anything, so there is no limit to the number of receivers. The receiver receiving the BID packet in the beacon window extracts and synchronizes the clock with the BD_ADDR from the BID packet.
도 4는 데이터 원도우의 구성을 나타낸 도면이다. 도 4에서는, 서로 다른 프로파일에서 분할된 데이터 원도우를 도시하고 있다. ACL 데이터 타입 및 패킷의 반복횟수는 비이콘 원도우에서 정의된다. 만약 모든 프로파일에서 나온 브로드캐스트 데이터를 수용할 공간이 충분하지 않다면 서로 다른 프로파일을 서브할 수 있도록 이웃한 비연결 브로드캐스트 채널과 다르게 구성된다. 수신자의 주파수 홉은 연결상태에서와 같다. 데이터는 L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol) ACL 패킷으로 분할되거나 캡슐화된다. 4 is a diagram illustrating a configuration of a data window. In Fig. 4, data windows divided in different profiles are shown. The ACL data type and the number of iterations of the packet are defined in the beacon window. If there is not enough space to accommodate broadcast data from all profiles, it is configured differently from neighboring unconnected broadcast channels to serve different profiles. The receiver's frequency hop is the same as in the connected state. Data is partitioned or encapsulated into Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) ACL packets.
만일, 수신자로부터 연결 요청이 없는 경우, 비이콘 원도우와 데이터 원도우가 종료하면, 비연결 브로드캐스트의 절차는 종료한다. 이 경우, 수신자측에서는 어떠한 패킷도 송신자에 전송하지 않으므로, 비이콘 원도우와 데이터 원도우의 슬레이브-마스터(S-M) 슬롯은 피코넷에 참여하기를 원하는 장치들의 일반적인 연결절차의 수행에 사용가능하다. If there is no connection request from the receiver, when the beacon window and the data window are terminated, the procedure of the unconnected broadcast ends. In this case, since no packet is transmitted to the sender at the receiver side, the slave-master (S-M) slots of the beacon window and the data window can be used to perform a general connection procedure of devices wishing to participate in the piconet.
도 6은 본 발명에 따른 비연결 브로드캐스트가 가능한 무선통신방법의 동작방법을 설명하기 위한 메시지 시퀀스 차트(MSC)이다. 6 is a message sequence chart (MSC) for explaining an operation method of a wireless communication method capable of connectionless broadcasting according to the present invention.
도 6을 참조하면, 송신자는 앞서 설명한 바와 같이, 채널 동기를 위한 동기정보 등을 포함하는 BID 패킷을 생성하여, 비이콘 원도우를 통해 각 수신자에 브로드캐스트한다(S100, S110). 이러한 과정은 수회 반복된다(S120, S130). Referring to FIG. 6, as described above, the transmitter generates a BID packet including synchronization information for channel synchronization and broadcasts it to each receiver through a beacon window (S100 and S110). This process is repeated several times (S120, S130).
BID 패킷을 수신한 수신자들은 BID 패킷에 포함된 BD_ADDR, 클럭 정보를 참조하여 동기화하며, 데이터 원도우의 구성에 대한 정보를 추출하여 데이터 원도우의 구성을 파악한다. 만일 수신자가 송신자와 연결을 원하는 경우, FHS(Frequency Hop Synchronisation) 패킷을 송신자에 전송하여 응답한다(S140). 이 경우, 0 부터 RANDMAX 사이의 임의의 숫자를 생성하여, 비이콘 원도우와 데이터 원도우가 종료할 때까지 백오프(backoff) 방식으로 응답하게 되는데, 이는 서로 다른 수신자간의 메시지 충돌을 방지하기 위함이다. 만약, 수신자가 BID 패킷이 아닌 일반 ID 패킷이 수신된다면, 수신자는 이를 일반적인 조회절차로 인식하고 그에 맞는 절차를 수행하면 된다.Recipients receiving the BID packet synchronize with reference to the BD_ADDR and the clock information included in the BID packet, and extract the information on the configuration of the data window to determine the configuration of the data window. If the receiver wants to connect with the sender, the receiver responds by transmitting a Frequency Hop Synchronization (FHS) packet to the sender (S140). In this case, a random number is generated between 0 and RANDMAX, and responds in a backoff manner until the beacon window and the data window are terminated, in order to prevent message collision between different receivers. If the receiver receives a general ID packet instead of a BID packet, the receiver may recognize this as a general inquiry procedure and perform a procedure accordingly.
비이콘 원도우가 종료하고 데이터 원도우가 시작되면, 피코넷에서의 브로드캐스트처럼, 서로 다른 프로파일로부터의 데이터 패킷이 송신자로부터 수신자에 전송된다(S200, S210, S220, S230). 이때, 송신자는 마스터와 같이 행동하고, 수신자는 슬레이브와 같이 행동한다. 데이터는 L2CAP ACL 패킷으로 분할되거나 캡슐화된다. 이때, PSM (Protocol/Service Multiplexor)이 비연결 브로드캐스트 데이터임을 나타내기 위해 사용된다. 비연결 브로드캐스트 동안 수신자의 응답은 필요없고, 수신자는 단지 관심있는 데이터만 추출하고, 나머지는 무시하면 된다. 만일, 관심있는 어플리케이션이나 없거나, 혹은 같은 송신자로부터 비연결 데이터를 수신한 경우, 최초의 상태를 유지한다. 이와 동시에 데이터 원도우의 슬레이브-마스터 (S-M) 슬롯은 수신자로부터 연결요청을 위해 사용될 수도 있다. 이 경우, 수신자는 마지막 마스터-슬레이브 슬롯이 비연결 데이터 패킷에 의해 사용되는지를 확인하여야 한다. 수신자는 L2CAP 패킷의 PSM을 모니터함으로써 이러한 사실을 알 수 있다.When the beacon window ends and the data window starts, data packets from different profiles are transmitted from the sender to the receiver, such as broadcast in the piconet (S200, S210, S220, S230). At this point, the sender behaves like a master and the receiver behaves like a slave. Data is partitioned or encapsulated into L2CAP ACL packets. At this time, PSM (Protocol / Service Multiplexor) is used to indicate that the connectionless broadcast data. During the connectionless broadcast, the receiver's response is not needed, the receiver just extracts the data of interest and ignores the rest. If no applications are of interest, or no connection data is received from the same sender, the original state is maintained. At the same time, the slave-master (S-M) slot of the data window may be used for connection request from the receiver. In this case, the receiver must check whether the last master-slave slot is used by unconnected data packets. The receiver can know this by monitoring the PSM of the L2CAP packet.
수신자로부터 연결요청이 있는 경우, 수신자는 데이터 원도우 다음으로, 도 5에 도시한 바와 같은, 커넥션 원도우를 시작할 것인지를 결정하여야 한다. 즉, 송신자가 연결을 원하는 경우, 새로운 LMP(Link Management Protocol) 메시지를 수신자에게 전송하여(S300), 커넥션 원도우가 시작된다. 만일, 자원이 충분하지 못한 경우 등과 같이, 송신자가 연결을 원하지 않는 경우에는 LMP 메시지를 수신자에게 전송하지 않는다. When there is a connection request from the receiver, the receiver must decide whether to start the connection window, as shown in FIG. 5, next to the data window. That is, when the sender wants to connect, a new Link Management Protocol (LMP) message is transmitted to the receiver (S300), and the connection window is started. If the sender does not want to connect, such as when there are not enough resources, the LMP message is not sent to the receiver.
LMP 메시지는 BD_ADDR 과 AM_ADDR(Active Member ADDRess)을 포함하며, LMP 메시지의 전송 후, 수신자는 특정 장치를 구별하는 코드인 DAC(Device Access Code)를 포함하는 ID 패킷을 송신자에 전송한다(S310). 송신자가 수신자로부터 ID 패킷을 전송받은 후, POLL 패킷이 교환되어, 연결을 확인한다(S320). 이후, 수신자는 피코넷에서의 마스터가 되고, 수신자가 슬레이브가 되어 슬레이브 패킷이 전송된다(S330). 따라서, 수신자는 조회나 호출절차 없이 피코넷에 합류하게 된다. 커넥션 원도우는 송신자로부터 첫번째 링크 데이터가 어떤 슬레이브로 전송되는 경우 종료한다. 따라서, 만일 하나 이상의 수신자가 연결을 요청하는 경우, 송신자는 ACL 패킷을 전송하기 전에 연결을 원하는 모든 수신자와 커넥션 원도우를 설정하여야 한다. 만일 커넥션 원도우 후에도, 수신자가 여전히 연결을 원하는 경우에는 수신자가 송신자를 호출하는 절차가 수행될 수 있다. The LMP message includes BD_ADDR and AM_ADDR (Active Member ADDRess). After the transmission of the LMP message, the receiver transmits an ID packet including a device access code (DAC), which is a code for identifying a specific device, to the sender (S310). After the sender receives the ID packet from the receiver, the POLL packet is exchanged to confirm the connection (S320). Thereafter, the receiver becomes a master in the piconet, and the receiver becomes a slave and a slave packet is transmitted (S330). Thus, the recipient joins the piconet without inquiry or call procedure. The connection window ends when the first link data from the sender is sent to any slave. Thus, if more than one receiver requests a connection, the sender must establish a connection window with all receivers that want to connect before sending the ACL packet. If after the connection window, the receiver still wants to connect, a procedure may be performed in which the receiver calls the sender.
도 7은 비이콘 원도우와 데이터 원도우만이 사용되어 브로드캐스트 하는 경우를 나태내는 메시지 시퀸스 차트이다. 이 경우에는, 수신자로부터 연결 요청이 없어서 커넥션 원도우가 사용되는 않는 다는 점외에는, 앞서 도 6에서 설명한 바와 같은 방식으로 동작한다.7 is a message sequence chart showing a case in which only a beacon window and a data window are used for broadcasting. In this case, it operates in the same manner as described in FIG. 6 except that the connection window is not used because there is no connection request from the receiver.
상기한 바와 같은 과정에 의해, 연결설정절차 없이 신속하게 브로드캐스트 데이터를 전달할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 새롭게 정의된 BID 패킷을 사용하기 때문에 일반적인 블루투스 장치는 아무런 응답없이 해당 패킷을 폐기함으로써 기존의 블루투스 통신에 영향을 주지 않는다. 그리고, 본 발명에 따른 무선통신방법에서, 비이콘 원도우 동안 일반적인 조회 메시지를 수신하였다면, 기존 블루투스 프로토콜에 맞는 동작을 수행하게 되므로, 기존 블루투스 프로토콜을 준수하는 블루투스 장치와의 통신에도 아무런 문제를 발생하지 않는다.By the above process, it is possible to quickly transmit broadcast data without a connection establishment procedure. In addition, since the present invention uses the newly defined BID packet, the general Bluetooth device does not affect the existing Bluetooth communication by discarding the packet without any response. In the wireless communication method according to the present invention, if a general inquiry message is received during the beacon window, an operation corresponding to the existing Bluetooth protocol is performed, and thus no problem occurs in communication with a Bluetooth device that complies with the existing Bluetooth protocol. Do not.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 비이콘 원도우, 데이터 원도우, 및 커넥션 원도우로 구성되는 브로드캐스트 채널을 사용하여, 연결설정절차를 거치지 않고, 데이터를 브로드캐스트할 수 있다. 이에 따라, 연결설정절차에 소요되는 시간의 낭비없이 신속하게 브로드캐스트 데이터를 전달할 수 있다. 그리고, 연결이 필요한 경우, 커넥션 원도우를 통해 연결이 가능하다. As described above, according to the present invention, a broadcast channel including a beacon window, a data window, and a connection window can be used to broadcast data without going through a connection setup procedure. Accordingly, broadcast data can be quickly delivered without wasting time required for the connection establishment procedure. And, if a connection is required, the connection is possible through the connection window.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 비연결 브로드캐스트가 가능한 무선통신방법이 적용되는 무선통신 환경을 설명하기 위한 도면, 1 is a view illustrating a wireless communication environment to which a wireless communication method capable of connectionless broadcasting according to the present invention is applied;
도 2는 브로드캐스트 채널의 계층적 구조와 시간정보를 도시한 도면,2 illustrates a hierarchical structure and time information of a broadcast channel;
도 3은 비이콘 원도우의 구성을 나타낸 도면,3 is a view showing the configuration of a beacon window,
도 4는 데이터 원도우의 구성을 나타낸 도면4 is a diagram showing the configuration of a data window;
도 5는 커넥션 원도우의 구성을 나타낸 도면, 그리고5 is a diagram illustrating a configuration of a connection window; and
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 비연결 브로드캐스트가 가능한 무선통신방법의 설명에 제공되는 메시지 시퀸스 차트이다. 6 and 7 are message sequence charts provided for explaining a wireless communication method capable of connectionless broadcasting according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 송신자 30a ~ 30n : 수신자 10: sender 30a to 30n: receiver
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