WO2021215686A1 - Uwb를 통해 레인징을 수행하는 전자 디바이스 및 전자 디바이스의 동작 방법 - Google Patents
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- G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
- G01S13/765—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted with exchange of information between interrogator and responder
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- G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
- G16Y40/60—Positioning; Navigation
Definitions
- the present disclosure relates to an electronic device that performs ranging using an Ultra Wide Band (UWB) communication method, and an operating method of the electronic device.
- UWB Ultra Wide Band
- the Internet is evolving from a human-centered connection network where humans create and consume information, to an Internet of Things (IoT) network that exchanges and processes information between distributed components such as objects.
- IoT Internet of Things
- IoE Internet of Everything
- sensing technology in which big data processing technology through connection with cloud servers, etc. is combined with IoT technology
- wired/wireless communication and network infrastructure in which service interface technology, and security technology are required.
- technologies such as a sensor network, Machine to Machine (M2M), and MTC (Machine Type Communication) for connection between objects are being studied.
- M2M Machine to Machine
- MTC Machine Type Communication
- an intelligent IT (Internet Technology) service that collects and analyzes data generated from connected objects and creates new values in human life can be provided.
- IoT through the convergence and complex between existing IT (information technology) technology and various industries, is a smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliance, advanced medical service, etc. can be applied in the field of
- UWB Ultra Wide Band
- MAC medium access control
- UWB Ultra Wide Band
- UWB is a wireless communication technology that uses a very wide frequency band of several GHz or more in a baseband without using a wireless carrier.
- the UWB ranging technology may be utilized in a system for tracking the location of personnel or goods within a factory or company.
- a procedure in which a device for location measurement participates in a ranging group that performs ranging between a plurality of devices may be required.
- first ranging control including information for controlling a ranging procedure of a ranging group by the first electronic device
- the first RCM includes time information configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group, the first RCM transmitting; receiving a ranging request from a second electronic device based on the time information; transmitting a second RCM including information on a slot allocated to the second electronic device; and performing ranging with the second electronic device based on the second RCM.
- DS-TWR Double-Sided Two-Way Ranging
- 2A shows an example of ranging using a ranging control frame.
- 2B shows an example of a time structure within a ranging interval.
- 2C shows a timing diagram illustrating an example of a DS-TWR procedure.
- FIG. 3 illustrates an example of a process in which an electronic device participates in a ranging group.
- RCAP Rading Contention Access Period
- RCFP Radio Resource Function
- RD 6 shows a format of a Ranging Descriptor (RD) Information Element (IE).
- RD Ranging Descriptor
- IE Information Element
- RRF 8 illustrates an example of a time structure in which an electronic device transmits a Ranging Request Frame (RRF) in an RCAP and receives an ACK in response to the RRF according to an embodiment.
- RRF Ranging Request Frame
- FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a first electronic device according to an embodiment.
- FIG. 10 shows a format of a modified RR (Ranging Round) IE according to an embodiment.
- FIG. 11 illustrates an example of a time structure in which a first electronic device receives an RRF in a ranging slot by utilizing a modified RR IE according to an embodiment.
- RDM Ranging Device Management
- FIG. 13 illustrates an example of a time structure of a ranging period (RP) to which an additional slot for RRF reception is allocated according to an embodiment.
- FIG. 14 illustrates an example of an RDM IE including information on a slot designated for receiving a ranging request according to an embodiment.
- FIG. 15 illustrates an example of an RDM IE including a slot allocated to an electronic device from which a ranging request is received and an address of the electronic device according to an embodiment.
- 16 is a flowchart of a method of operating a second electronic device according to an embodiment.
- FIG. 17 shows a block diagram of a first electronic device according to an embodiment.
- FIG. 18 shows a block diagram of a second electronic device according to an embodiment.
- first ranging control including information for controlling a ranging procedure of a ranging group by the first electronic device
- the first RCM includes time information configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group, the first RCM transmitting; receiving a ranging request from a second electronic device based on the time information; transmitting a second RCM including information on a slot allocated to the second electronic device; and performing ranging with the second electronic device based on the second RCM.
- a method of operating a second electronic device that performs ranging through UWB in the step of receiving a first RCM from a first electronic device that controls a ranging procedure of a ranging group, Receiving the first RCM, the first RCM including time information configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group; transmitting a ranging request to the first electronic device based on the time information; Receiving a second RCM including information on a slot allocated to a second electronic device; and performing ranging with the ranging group based on the second RCM.
- a first electronic device for performing ranging through UWB includes: a communication unit; Memory; and at least one processor controlling an operation of the first electronic device by executing a program stored in the memory, wherein the at least one processor is configured to allow the first electronic device to control a ranging procedure of a ranging group transmits a first RCM including information for Receiving a ranging request from an electronic device, transmitting a second RCM including information on a slot allocated to the second electronic device, and performing ranging with the second electronic device based on the second RCM can be characterized as
- a second electronic device for performing ranging through UWB includes: a communication unit; Memory; and at least one processor for controlling an operation of the second electronic device by executing a program stored in the memory, wherein the at least one processor is configured to receive a first from the first electronic device for controlling a ranging procedure of a ranging group.
- 1 RCM is received, and the first RCM includes time information configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group, and ranging from the first electronic device based on the time information Transmitting a request, receiving a second RCM including information on a slot allocated to the second electronic device, and performing ranging with the ranging group based on the second RCM.
- An embodiment of the present disclosure may be represented by functional block configurations and various processing steps. Some or all of these functional blocks may be implemented in various numbers of hardware and/or software configurations that perform specific functions.
- the functional blocks of the present disclosure may be implemented by one or more microprocessors, or by circuit configurations for a given function.
- the functional blocks of the present disclosure may be implemented in various programming or scripting languages.
- the functional blocks may be implemented as an algorithm running on one or more processors.
- the present disclosure may employ prior art for electronic configuration, signal processing, and/or data processing, and the like.
- connecting lines or connecting members between the components shown in the drawings only exemplify functional connections and/or physical or circuit connections.
- a connection between components may be represented by various functional connections, physical connections, or circuit connections that are replaceable or added.
- wireless sensor network technology is largely divided into a wireless local area network (WLAN) technology and a wireless personal area network (WPAN) technology according to a recognition distance.
- the wireless LAN is a technology based on IEEE 802.11, and it is a technology that can connect to a backbone network within a radius of 100 m.
- the wireless private network is a technology based on IEEE 802.15, and includes Bluetooth, ZigBee, and ultra wide band (UWB).
- a wireless network in which such a wireless network technology is implemented may include a plurality of communication electronic devices. In this case, a plurality of communication electronic devices perform communication in an active period using a single channel. That is, the communication electronic devices may collect packets and transmit the collected packets in the active period.
- UWB may refer to a short-range high-speed wireless communication technology using a wide frequency band of several GHz or more, a low spectral density, and a short pulse width (1 to 4 nsec) in a baseband state.
- UWB may mean a band itself to which UWB communication is applied.
- a ranging method between electronic devices will be described based on the UWB communication method, but this is only an example and various wireless communication technologies may be used in practice.
- An electronic device may include a fixed terminal implemented as a computer apparatus or a mobile terminal, and may communicate with other devices and/or servers using a wireless or wired communication method.
- the electronic device includes a smart phone, a mobile terminal, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, and a slate PC. ), a tablet PC, a desktop computer, a digital TV, a refrigerator, an artificial intelligence speaker, a wearable device, a projector, a smart key, a smart car, a printer, and the like, but are not limited thereto.
- D2D communication refers to a method in which geographically close electronic devices communicate directly without going through an infrastructure such as a base station.
- Various embodiments of the present disclosure relate to medium access control (MAC) based on D2D communication.
- MAC medium access control
- a distance between electronic devices needs to be measured.
- a UWB ranging technique may be used to measure a distance between electronic devices.
- the UWB ranging method may be used in an indoor positioning system.
- the indoor positioning system refers to a system for measuring a position of a moving object existing indoors.
- UWB ranging technology may be used in a system that tracks the location of people or goods within a factory or company.
- the location of the predetermined electronic device in the indoor positioning system may be obtained through message exchange between at least one electronic device that knows the location in advance and the predetermined electronic device.
- At least one electronic device having a location and a predetermined electronic device may estimate a time of flight (TOF) by exchanging a message including a timestamp.
- TOF time of flight
- the location of a given electronic device may be estimated based on the TOF.
- DS-TWR Double-Sided Two-Way Ranging
- FIG. 1 shows a DS-TWR method for obtaining a TOF through an exchange of a poll frame and a response frame between a first electronic device and a second electronic device.
- RMARKER is the time the receiving antenna receives the message
- Tround1 is the time it takes to receive a response back to the first message sent by the first electronic device to the second electronic device
- Treply1 is the time the second electronic device receives from the first electronic device It represents the time taken to send a response to the received first message
- Tround2 is the time taken for the second electronic device to receive a response to the second message sent to the first electronic device again
- Treply2 is the time taken for the first electronic device to send a response to the second message received from the second electronic device. indicates time.
- the values of Tround1, Tround2, Treply1, and Treply2 can be calculated using the timestamp in the message.
- the first electronic device or the second electronic device may estimate a Tprop value corresponding to TOF based on Tround1, Tround2, Treply1, and Treply2 according to Equation 1 below.
- the distance between the first electronic device and the second electronic device may be calculated by multiplying Tprop by the speed of light (eg, 3 ⁇ 10 6 m/s).
- the electronic device may use a ranging control message before performing a ranging procedure.
- the two device types related to ranging control may be referred to as “controllers” or “controllers”.
- 2A shows an example of ranging using a ranging control message.
- the controller may be defined as a device that controls ranging in a ranging group by transmitting a ranging control message (RCM) to a plurality of electronic devices included in the ranging group.
- the controller may broadcast a ranging control message including various information elements (IEs) such as ranging parameters and scheduling information.
- IEs information elements
- the scheduling information included in the RCM broadcasted by the controller may include information about when and which electronic device transmits a message while performing the role of an initiator or a responder.
- the initiator is an electronic device that transmits the ranging initiation message, which is the first transmission message in the ranging message exchange process.
- the responder is an electronic device that responds to the ranging initiation message. .
- the controller may be defined as a device using ranging parameters received from the controller. At least one controller may be managed by the controller. The controller may perform ranging based on the received information in the RCM.
- a method of determining a role of a device eg, a role of a controller or a role of a controller, a role of an initiator or a role of a responder
- selection of ranging parameters may be implemented in various ways. If the controller sets the controller to transmit the ranging start message as shown in the flowchart 201 of FIG. 2A , the controller may become an initiator and transmit the ranging start message. On the other hand, as shown in the flowchart 202 of FIG. 2A , when the controller sets the controller to transmit the ranging start message, the controller may become an initiator and transmit the ranging start message.
- the electronic device may perform ranging in units of ranging blocks.
- 2B shows an example of a time structure within a ranging interval.
- the ranging block is the largest time unit in the ranging time structure.
- the ranging block consists of a plurality of ranging rounds.
- a ranging round indicates a period required for one entire range-measurement cycle for TOF measurement between ranging devices participating in a ranging exchange to be completed. .
- a ranging round allocated to electronic devices and in which electronic devices transmit actual messages is defined as an active ranging round.
- a ranging round consists of a plurality of ranging slots.
- the ranging slot indicates a period for transmitting one ranging frame.
- one MAC frame eg, ranging control frame, poll frame, response frame, etc.
- HRP high rate pulse repetition frequency
- ranging and localization for ranging and localization (Localization), OWR (One-Way Ranging), single-sided two-way ranging (Single-Sided Two-Way Ranging, SS- TWR) or Double-Sided Two-Way Ranging (DS-TWR) may be used.
- Ranging frames for OWR, SS-TWR or DS-TWR may be transmitted in the ranging slots of the ranging round.
- 2C shows a timing diagram illustrating an example of a DS-TWR procedure.
- the ranging round, ranging control phase (Ranging Control Phase, RCP), ranging initiation phase (Ranging Initiation Phase, RIP), ranging response phase (Ranging Response Phase, RRP), lane It consists of a Ranging Final Phase (RFP), a Measurement Report Phase (MRP), and a Ranging Control Update Phase (RCUP).
- the RCM is a control message that the controller broadcasts when a ranging round starts.
- the controller of the ranging group controls other electronic devices belonging to the corresponding ranging group by using ranging parameters and scheduling information included in the RCM.
- Im is a ranging start message transmitted from the initiator m.
- Rn is a ranging response message transmitted from responder n.
- Fm is a ranging end message transmitted from initiator m.
- MRm is a measurement report sent from initiator m or responder m.
- a ranging control update message (RCUM) is a message additionally transmitted at the end of a ranging round in order to update a ranging parameter, etc. previously transmitted through the RCM by the controller.
- the initiator After the controller sends the RCM in the ranging control phase, the initiator transmits a ranging initiation message to the responders in the ranging initiation phase.
- each responder transmits a response message to the initiator as a response to the ranging initiation message transmitted in the previous RIP.
- the electronic devices report the ranging measurement report in the measurement reporting step.
- an RCUM including update information on ranging parameters and the like is transmitted.
- a device in which a tag node, which is a location measurement target, participates in ranging (hereinafter, a participating RDEV) (referred to as a ranging device)
- a procedure of participating in a neighboring ranging group consisting of anchor nodes located in the vicinity may be required.
- FIG. 3 illustrates an example of a process in which an electronic device participates in a ranging group.
- Participating RDEVs may take a strategy of transmitting the RRF at a time pre-scheduled by the controller of a specific ranging group or transmitting in a contention manner at an arbitrary time.
- the present disclosure proposes a contention-based RRF transmission method and a scheduling-based RRF transmission method as a method for a participating RDEV to transmit RRF.
- Scheduling-based RRF transmission is performed in a ranging period (RP), which is a time interval in which the actual ranging is performed, whereas contention-based RRF transmission is a ranging separately allocated for transmission of a management frame other than RP. This is done in a ranging management period (RMP).
- RP ranging period
- RMP ranging management period
- the entire time structure used by the ranging group may be divided into an RMP allocated for management frame transmission and an RP allocated so that actual ranging is performed through a ranging message exchange.
- An enhanced beacon frame (EBF) including a ranging descriptor (RD) IE including full time structure information may be defined as a beacon.
- the beacon may be repeatedly transmitted at beacon intervals by the controller of the ranging group.
- the length of the beacon interval is defined as a multiple of a ranging beacon slot (RBS), and the RBS is again defined as a multiple of a ranging scheduling time unit (RSTU), which is the smallest unit of transmission.
- RSTU ranging scheduling time unit
- 1 RSTU may be 833.33ns.
- the RMP and the RP are composed of the RBSs defined above, and each length can be expressed in RBS units.
- the RMP may be composed of a ranging contention access period (RCAP) and a ranging contention free period (RCFP), which are smaller time units according to a frame transmission method.
- RCAP ranging contention access period
- RCFP ranging contention free period
- 5 shows the time structure of RCAP or RCFP.
- RCAP and RCFP may consist of one or more RBSs.
- the electronic device of the ranging group may transmit the management frame in a contention manner in RCAP, whereas in RCFP, the electronic device may transmit the management frame at a time predetermined by the controller.
- the management frame may refer to a frame transmitted for managing a ranging group or managing a ranging device within a group.
- the management frame may include a beacon frame transmitted from the controller to the controller, RRF transmitted from the controller to the controller, and the like.
- the RD IE carries information on the ranging time structure.
- the RD IE may be included in the beacon of the ranging time structure.
- the content field of the RD IE is configured as shown in FIG. 6 .
- RD IE is, the beacon interval duration (beacon interval duration), the transmission time information of the first ranging control message (ranging control message (RCM)) meaning the start time of the RP, and the time for RCAP and RCFP constituting the RMP It may further include structure information.
- a slot size multiplier for RBS field is a multiplier of RSTU.
- Information about ranging slot duration. carry
- the slot size multiplier for RBS field expresses the RBS length in units of RTSUs.
- the Beacon interval field carries information about a time interval until the next beacon.
- the beacon interval can be expressed as a multiple of RBS or multiple of RSTU. Therefore, the length of the beacon interval field may vary according to which unit the beacon interval is expressed.
- the First RCM slot field means a transmission position of the first RCM within the beacon interval of the ranging time structure, and may be expressed as a multiple of RBS or multiple of RSTU. If a ranging period does not exist within the current beacon interval, the value of the first RCM slot becomes 0.
- the ranging management (RM) table length field indicates the number of rows of the ranging management table. Each column of the RM table may be configured as shown in the table 602 of FIG. 6 . If there is no RMP in the current ranging interval, the value of RM Table length is 0.
- the table 602 indicates row elements constituting the RM table in the RD IE.
- Each column element of the RM table designates a start RBS number and an end RBS number of an RCAP or RCFP existing in the RMP.
- the RCAP/RCFP indicator field in each column element indicates whether a set of slots designated in the corresponding column uses RCAP or RCFP. For example, if the value of the RCAP/RCFP indicator field is 0, the corresponding column element is time information for RCAP, and conversely, if the value of the RCAP/RCFP indicator is 1, the corresponding column element is time information for RCFP.
- a method for transmitting and receiving control frames including a ranging request frame (RRF) between a participating RDEV and a controller is proposed.
- RRF ranging request frame
- the participating RDEV may transmit the RRF based on contention in any RCAP in the RMP without separate scheduling.
- the controller pre-schedules the time resource in the RP, and the participating RDEV may transmit the RRF at the scheduled time.
- the electronic device capable of ranging receives an ACK message for the transmitted frame before a predetermined timeout period elapses after transmitting the frame, it may recognize that the transmission of the corresponding frame has been successfully performed.
- Table 701 of FIG. 7 shows the format of the ACK IE constituting the ACK message. If the frame transmitted by the electronic device is a normal data frame, the value of the RRF indicator field of the ACK message may be 0. On the other hand, when the frame transmitted by the electronic device is RRF, the RRF indicator value of the ACK message may be 1, and the value of the ACK field value field may include the result of the ranging request as shown in Table 702 . For example, when the value of the ACK field value field is 0, it may mean that the controller rejects the ranging request of the electronic device. When the value of the ACK field value field is 1, it may mean that the controller approves the ranging request of the electronic device.
- FIG. 8 illustrates an example of a time structure for an electronic device to transmit an RRF within an RCAP and receive an ACK in response to the RRF according to an embodiment.
- the electronic device may transmit a frame including RRF in a contention manner in RCAP within RMP.
- the electronic device may send a frame to the controller in a contention manner in RCAP in RMP.
- the electronic device After transmitting the frame, the electronic device waits for receiving the ACK message for a predetermined ACK timeout time. If the ACK message is not received until the ACK timeout time elapses, the electronic device may consider that transmission of the corresponding frame has failed. The electronic device may retransmit the frame after a random backoff time has elapsed when transmission of the frame is considered a failure.
- the participating RDEV can check whether the controller approves the ranging request by checking the ACK field value included in the ACK message. If it is confirmed that the controller has approved the ranging request of the participating RDEV, the participating RDEV may participate in the corresponding ranging group and perform a ranging procedure based on the RCM transmitted by the controller in the RP.
- the RMP in order to transmit the RRF in the RCAP in the RMP, the RMP must exist in the beacon interval in addition to the RP in which the actual ranging is performed.
- the beacon interval may be configured only with one or more RPs without an RMP. Therefore, since the method shown in FIG. 8 cannot be used in the beacon interval consisting of only RPs, the participating RDEV may have to wait for a long time until the beacon interval in which the RMP exists.
- the participating RDEV to transmit the RRF must receive the beacon to determine when the RCAP is released. Therefore, the participating RDEV may have to wait about 1/2 of the beacon interval on average to receive the beacon.
- the participating RDEV may need to listen to the medium more frequently to receive the beacon. That is, if the controller broadcasts a beacon in a short period, the participating RDEV may have to wake up more frequently to receive the beacon. Therefore, when the beacon transmission period is shortened, the power consumption of the participating RDEV increases, and the power consumption of the controller also increases.
- a method for a participating device to participate in a ranging group is proposed. That is, by scheduling the RRF using the IEs defined in the RP, the participation procedure is performed with a relatively small overhead and the power consumption of the controller and the participating RDEV can be minimized.
- the controller may perform scheduling for transmitting the RRF within the RP.
- the controller may schedule a time resource in the RP in advance, and the participating RDEV may transmit the RRF to the controller at the scheduled time.
- a controller for controlling a ranging group and an operation method of a participating RDEV to participate in the ranging group will be described in detail.
- one of the plurality of electronic devices may become a controller, and the other electronic devices may become a controller.
- an electronic device participating in a predetermined ranging group may be a participating RDEV to newly participate in another ranging group.
- a controller of a ranging group may be referred to as a first device
- a participating RDEV that intends to participate in the corresponding ranging group may be referred to as a second device.
- the first and second terms are used for the purpose of distinguishing devices from each other, and the embodiment is not limited to the following description.
- FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a first electronic device that performs ranging through UWB according to an embodiment.
- the first electronic device may transmit a first ranging control message (RCM) including information for controlling a ranging procedure of a ranging group.
- the first electronic device may broadcast the first RCM to neighboring electronic devices.
- the first electronic device may broadcast the first RCM to an electronic device participating in the ranging group and an electronic device wishing to participate in the ranging group.
- the first RCM according to an embodiment may include time information configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group.
- the time information configured to receive the ranging request may include transmission offset information for RRF.
- the first RCM may include a Ranging Round Information Element (RR IE) used for ranging of a ranging group.
- the RR IE may contain information of the current ranging round, and may further include an offset configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group.
- the format of the RR IE modified according to an embodiment of the present disclosure is shown in FIG. 10 .
- time information configured to receive the ranging request may include transmission slot information for RRF.
- the first RCM may include a Ranging Device Management Information Element (RDM IE) including information on slots allocated to devices included in the ranging group.
- RDM IE may further include information on a slot designated for receiving the ranging request.
- an address for a slot designated for receiving a ranging request may be designated as a predetermined value.
- an address for a slot designated for receiving a ranging request may be designated as 0xFFFF.
- the format of the RDM IE according to an embodiment of the present disclosure is shown in FIG. 12 .
- the first electronic device may receive a ranging request from the second electronic device based on time information.
- the second electronic device may transmit the RRF to the first electronic device at a time determined based on transmission offset information for the RRF included in the first RCM.
- the first electronic device may receive the RRF as a ranging request.
- the second electronic device may transmit the RRF to the first electronic device at a time determined based on transmission slot information for the RRF included in the first RCM.
- the first electronic device may receive the RRF as a ranging request.
- the first electronic device may transmit a second RCM including information on a slot allocated to the second electronic device.
- the first electronic device may determine whether to approve the ranging request of the second electronic device.
- the first electronic device may allocate a predetermined slot to the second electronic device based on a determination of approving the ranging request of the second electronic device.
- the first electronic device may generate and transmit the second RCM including the slot allocated to the second electronic device and the address of the second electronic device.
- the second RCM may include an RDM IE including information about a slot assigned to each of the devices of the ranging group including the second electronic device, an assigned role, and an address of each device.
- the first electronic device may perform ranging with the second electronic device based on the second RCM.
- the first electronic device and the second electronic device transmit and receive a frame for ranging, measure a time required to transmit the ranging frame, and , a distance between the first electronic device and the second electronic device may be calculated based on the measured time.
- the first electronic device When the first electronic device is configured to transmit the poll frame by the second RCM, the first electronic device may become an initiator and transmit the poll frame.
- the second electronic device when the second electronic device is configured to transmit the poll frame by the second RCM, the second electronic device may become an initiator and transmit the poll frame.
- electronic devices may perform ranging in various ways. For example, single-sided bi-directional ranging or double-sided bi-directional ranging may be performed between electronic devices participating in a ranging group.
- the single-sided bidirectional ranging is a method of performing ranging by measuring a round-trip delay of a message from one electronic device to another and a response returned to the electronic device.
- Double-sided bi-directional ranging is an extension of single-sided bi-directional ranging, and is a method of deriving a Time-Of-Flight (TOF) result by performing two round trip time measurements and combining two round trip time measurements. .
- TOF Time-Of-Flight
- the first electronic device and the second electronic device perform one-sided bidirectional ranging based on the second RCM
- the first electronic device is set as the initiator and the second electronic device is set as the responder
- the following Ranging can be performed as
- the first electronic device may transmit the first ranging frame to the second electronic device and receive the second ranging frame from the second electronic device in response to the first ranging frame.
- the first electronic device may calculate a time required for the second ranging frame to be transmitted from the second electronic device to the first electronic device based on the first ranging frame and the second ranging frame.
- the first electronic device may calculate a distance between the first electronic device and the second electronic device based on the calculated time.
- FIG. 10 the format of the RR IE modified according to an embodiment of the present disclosure is shown.
- scheduling information regarding a ranging round in which a Transmission offset for RRF field is added to an existing RR IE may be transmitted.
- the Ranging block index field of the RR IE shown in FIG. 10 includes index information of the ranging block to which the ranging round belongs, and the range of the value is 0 to 65535.
- the hopping mode field is an indicator bit indicating whether the ranging block to which the ranging round belongs uses the hopping mode. If the value of the hopping mode field is 0, the electronic device uses the no hopping mode, and if it is 1, the electronic device uses the hopping mode.
- the transmission offset field includes a transmission offset value of a ranging round in a ranging block, and the transmission offset for RRF field means a transmission offset value for RRF transmission of a ranging round, and the unit is RSTU.
- the RR IE modified according to an embodiment of the present disclosure is included in RCM and transmitted at the start of a ranging round, and information on the next ranging round is a Ranging Control Update Message (RCUM) at the end of the current ranging round. Alternatively, it is transmitted together with a Ranging Interval Update Message (RIUM).
- RCUM Ranging Control Update Message
- RIUM Ranging Interval Update Message
- An RRF scheduling method using a transmission offset adds a transmission time point for RRF transmission in a ranging slot.
- a transmission offset for RRF field is added to the existing RR IE.
- FIG. 11 illustrates an example of a time structure in which a first electronic device receives an RRF in a ranging slot by utilizing a modified RR IE according to an embodiment.
- the second electronic device may receive the RCM broadcast by the controller of the surrounding ranging group (hereinafter, the first electronic device) through a listening process. Based on the received RCM, the second electronic device may determine transmission information (eg, time structure, RRF transmission possible transmission offset, etc.) of the corresponding ranging group. The second electronic device transmits the RRF to the first electronic device by using information identified through RCM reception. The second electronic device that has transmitted the RRF may determine whether the ranging request is successful by checking that its address is included in the RDM IE of the next RCM sent by the first electronic device. The second electronic device may use the RDM IE as a Block ACK for the RRF. If it is determined that the RRF transmission has failed, the second electronic device may retransmit the RRF after a random backoff time or may transmit the RRF to a controller of another ranging group.
- transmission information eg, time structure, RRF transmission possible transmission offset, etc.
- RDM Ranging Device Management
- transmission slot information for RRF may be added to the existing RDM IE and transmitted.
- Table 1201 of FIG. 12 shows the format of the RDM IE included in the RCM and transmitted.
- the RDM IE includes scheduling for electronic devices included in the ranging group and type information of each of the electronic devices.
- the Slot Index Present (SIP) field of the RDM IE indicates whether the slot index field is used in the RDM table column element 1202 .
- the RDM table column element 1202 excludes the slot index field, and when the SIP value is 1, the RDM table column element 1202 includes the slot index field.
- the RDM table length field defines the number of RDM table column elements 1202 . Therefore, if the SIP value is 1, the RDM table length value is equal to the number of allocated time slots. Conversely, when the SIP value is 0, the RDM table length value is equal to the number of electronic devices included in the ranging group.
- the device type field of the RDM table column element 1202 defines a type (eg, initiator or responder) of a ranging electronic device, and the address field contains address information of the corresponding ranging electronic device.
- the address information may be expressed in a short format with a size of 2 octets or an extended format with a size of 8 octets.
- FIG. 13 shows an example of a time structure of an RP to which an additional slot for RRF reception is allocated according to an embodiment.
- the first electronic device may designate the slots 1303 and 1306 for transmitting the RRF in the RP.
- the RDM IE in the RCM may designate the address of the slot as 0xFFFF instead of the address of a specific electronic device. That is, the slots 1303 and 1306 having an address of 0xFFFF in the RDM IE are slots allocated so that the participating RDEV can send the RRF to the controller.
- FIG. 14 illustrates an example of an RDM IE including information on a slot designated for receiving a ranging request according to an embodiment.
- the second electronic device when the RDM IE in the first RCM includes the RDM table shown in FIG. 14 , the second electronic device sends the RRF to the first electronic device in slots 3 and 6, which are addressed as 0xFFFF in the RDM IE. can
- FIG. 15 An example of the RDM IE included in the second RCM transmitted by the first electronic device when two participating RDEVs succeed in participating in the first block of FIG. 13 is shown in FIG. 15 .
- FIG. 15 illustrates an example of an RDM IE including a slot allocated to an electronic device from which a ranging request is received and an address of the electronic device according to an embodiment.
- slot 1 and slot 2 may be allocated to each of the participating RDEVs.
- the first electronic device may transmit a second RCM including a slot assigned to the participating RDEVs that have successfully participated, an assigned role, and an address of the participating RDEVs.
- the RDM IE of the second RCM designates the addresses of slots 3 and 6 as 0xFFFF in the same way as the RDM IE of the first RCM, so that the newly participating RDEV can transmit the RRF.
- Participating RDEVs that have sent the RRF in the first block may determine that they have successfully participated in the ranging group if the RDM IE of the second RCM includes a slot assigned to them.
- 16 is a flowchart of a method of operating a second electronic device according to an embodiment.
- the second electronic device may receive the first RCM from the first electronic device that controls the ranging procedure of the ranging group.
- the first RCM may include time information configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group.
- the time information configured to receive the ranging request may include transmission offset information for RRF.
- the first RCM may include an RR IE used for ranging of a ranging group.
- the RR IE may contain information of the current ranging round, and may further include an offset configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group.
- the format of the RR IE modified according to an embodiment of the present disclosure is illustrated in FIG. 10 , and a redundant description thereof will be omitted.
- time information configured to receive the ranging request may include transmission slot information for RRF.
- the first RCM may include an RDM IE including information on slots allocated to devices included in the ranging group.
- the RDM IE may further include information on a slot designated for receiving the ranging request.
- an address for a slot designated for receiving a ranging request may be designated as a predetermined value.
- an address for a slot designated for receiving a ranging request may be designated as 0xFFFF.
- the format of the RDM IE according to an embodiment of the present disclosure is illustrated in FIG. 12 , and overlapping descriptions are omitted.
- the second electronic device may transmit a ranging request to the first electronic device based on time information.
- the second electronic device may transmit the RRF to the first electronic device at a time determined based on transmission offset information for the RRF included in the first RCM.
- the second electronic device may transmit the RRF to the first electronic device at a time determined based on transmission slot information for the RRF included in the first RCM.
- the second electronic device may receive, from the first electronic device, a second RCM including information on a slot allocated to the second electronic device.
- the second RCM may include an RDM IE including information about a slot assigned to each of the devices of the ranging group including the second electronic device, an assigned role, and an address of each device.
- the second electronic device may determine that it has successfully participated in the ranging group if the slot allocated to it is included in the RDM IE of the second RCM.
- the second electronic device may perform ranging with a ranging group based on the second RCM.
- the second electronic device When the second electronic device according to an embodiment participates in the ranging group, the second electronic device and other electronic devices in the ranging group transmit and receive a ranging frame, and a time required for the ranging frame to be transmitted may be measured, and a position of the second electronic device may be measured based on the measured time.
- a method of performing ranging may be variously modified according to an implementation method, and the content overlapping with the description of FIG. 9 above will be omitted.
- 17 is a block diagram of a first electronic device according to an embodiment.
- the first electronic device 100 may be a fixed terminal or a mobile terminal.
- the first electronic device 100 is, for example, a smart phone, a navigation system, a computer, a digital broadcasting terminal, a smart home appliance, an artificial intelligence speaker, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a smart It may be at least one of a key and a wearable device, but is not limited thereto.
- the first electronic device 100 may communicate with another device and/or a server through a network using a wireless or wired communication method.
- the first electronic device 100 may include a communication unit 110 , a processor 120 , and a memory 130 .
- the first electronic device 100 may be implemented with more or fewer components than those shown in FIG. 17 .
- the first electronic device 100 is illustrated as including one processor in FIG. 17 , the embodiment is not limited thereto, and the first electronic device 100 may include a plurality of processors. At least some of the operations and functions of the processor 120 described below may be performed by a plurality of processors.
- the first electronic device 100 illustrated in FIG. 17 may perform the method of operating the first electronic device 100 according to various embodiments of the present disclosure, and the descriptions of FIGS. 1 to 16 may be applied. . Therefore, the content overlapping with the above is omitted.
- the communication unit 110 may perform wired/wireless communication with other devices or networks.
- the communication unit 110 may include a communication module that supports at least one of various wired and wireless communication methods.
- the communication module may be in the form of a chipset, or may be a sticker/barcode (eg, a sticker including an NFC tag) including information necessary for communication.
- Wireless communication may include, for example, at least one of cellular communication, Wireless Fidelity (Wi-Fi), Wi-Fi Direct, Bluetooth, Ultra Wide Band (UWB), or Near Field Communication (NFC).
- Wired communication may include, for example, at least one of USB and High Definition Multimedia Interface (HDMI).
- HDMI High Definition Multimedia Interface
- the communication unit 110 may include a communication module for short range communication.
- the communication unit 110 is a communication module for performing various short-distance communication such as infrared communication, MST (Magnetic Secure Transmission, magnetic secure communication) in addition to UWB, Wi-Fi, Wi-Fi Direct, Bluetooth, and NFC described above.
- MST Magnetic Secure Transmission, magnetic secure communication
- the processor 120 controls the overall operation of the first electronic device 100 by executing a program stored in the memory 130, and may include at least one processor such as a CPU or GPU. can The processor 120 may control other components included in the first electronic device 100 to perform UWB ranging.
- the description of FIG. 9 may be applied, and a redundant description will be omitted.
- the processor 120 may broadcast the first RCM including information for controlling a ranging procedure of a ranging group.
- the processor 120 may transmit the first RCM to the electronic device participating in the ranging group and the electronic device wishing to participate in the ranging group through the communication unit 110 .
- the first RCM may include time information configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group.
- the time information configured to receive the ranging request may include transmission offset information for RRF.
- the first RCM may include an RR IE used for ranging of a ranging group.
- the RR IE may contain information of the current ranging round, and may further include an offset configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group.
- the format of the RR IE modified according to an embodiment of the present disclosure is shown in FIG. 10 .
- time information configured to receive the ranging request may include transmission slot information for RRF.
- the first RCM may include an RDM IE including information on slots allocated to devices included in the ranging group.
- the RDM IE may further include information on a slot designated for receiving the ranging request.
- an address for a slot designated for receiving a ranging request may be designated as a predetermined value.
- an address for a slot designated for receiving a ranging request may be designated as 0xFFFF.
- the format of the RDM IE according to an embodiment of the present disclosure is shown in FIG. 12 .
- the processor 120 may receive a ranging request from the second electronic device based on time information included in the first RCM.
- the processor 120 may receive the RRF from the second electronic device at a time determined based on transmission offset information for the RRF included in the first RCM.
- the processor 120 may receive the RRF from the second electronic device at a time determined based on the transmission slot information for the RRF included in the first RCM.
- the processor 120 may determine whether to approve the ranging request of the second electronic device.
- the processor 120 may determine to approve the ranging request of the second electronic device, and allocate a predetermined slot to the second electronic device.
- the processor 120 may transmit the second RCM including the slot allocated to the second electronic device and the address of the second electronic device.
- the processor 120 is configured to include a slot assigned to each of the devices of the ranging group including the second electronic device, an assigned role, and a second RDM IE including information about an address of each device. RCM can be transmitted.
- the processor 120 may perform ranging with the second electronic device based on the second RCM.
- the processor 120 transmits and receives a frame for ranging with the second electronic device, measures a time required to transmit the ranging frame, and , a distance between the first electronic device and the second electronic device may be calculated based on the measured time.
- FIG. 18 is a block diagram of a second electronic device according to an embodiment.
- the second electronic device 200 may be a fixed terminal or a mobile terminal.
- the second electronic device 200 is, for example, a smart phone, a navigation system, a computer, a digital broadcasting terminal, a smart home appliance, an artificial intelligence speaker, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a smart It may be at least one of a key and a wearable device, but is not limited thereto.
- the second electronic device 200 may communicate with another device and/or a server through a network using a wireless or wired communication method.
- the second electronic device 200 may include a communication unit 210 , a processor 220 , and a memory 230 .
- the second electronic device 200 may be implemented with more or fewer components than those shown in FIG. 18 .
- the second electronic device 200 is illustrated as including one processor in FIG. 18 , the embodiment is not limited thereto, and the second electronic device 200 may include a plurality of processors. At least some of the operations and functions of the processor 220 described below may be performed by a plurality of processors.
- the second electronic device 200 illustrated in FIG. 18 may perform an operation method according to various embodiments of the present disclosure, and the descriptions of FIGS. 1 to 16 may be applied. Therefore, the content overlapping with the above is omitted.
- the communication unit 210 may perform wired/wireless communication with other devices or networks.
- the communication unit 210 may include a communication module that supports at least one of various wired and wireless communication methods.
- the communication module may be in the form of a chipset, or may be a sticker/barcode (eg, a sticker including an NFC tag) including information necessary for communication.
- Wireless communication may include, for example, at least one of cellular communication, Wireless Fidelity (Wi-Fi), Wi-Fi Direct, Bluetooth, Ultra Wide Band (UWB), or Near Field Communication (NFC).
- Wired communication may include, for example, at least one of USB and High Definition Multimedia Interface (HDMI).
- HDMI High Definition Multimedia Interface
- the communication unit 210 may include a communication module for short range communication.
- the communication unit 210 is a communication module for performing various short-distance communication such as infrared communication, MST (Magnetic Secure Transmission, magnetic secure communication) in addition to UWB, Wi-Fi, Wi-Fi Direct, Bluetooth, and NFC described above.
- MST Magnetic Secure Transmission, magnetic secure communication
- the processor 220 controls the overall operation of the second electronic device 200 by executing a program stored in the memory 130, and may include at least one processor such as a CPU or GPU. can The processor 220 may control other components included in the second electronic device 200 to perform UWB ranging. For a specific method in which the processor 220 controls the overall operation of the second electronic device 200 to perform ranging, the description of FIG. 16 may be applied and a redundant description will be omitted.
- the processor 220 may receive the first RCM from the first electronic device that controls the ranging procedure of the ranging group.
- the first RCM according to an embodiment may include time information configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group.
- the time information configured to receive the ranging request may include transmission offset information for RRF.
- the first RCM may include an RR IE used for ranging of a ranging group.
- the RR IE may contain information of the current ranging round, and may further include an offset configured to receive a ranging request from a device not participating in the ranging group.
- the format of the RR IE modified according to an embodiment of the present disclosure is shown in FIG. 10 .
- time information configured to receive the ranging request may include transmission slot information for RRF.
- the first RCM may include an RDM IE including information on slots allocated to devices included in the ranging group.
- the RDM IE may further include information on a slot designated for receiving the ranging request.
- an address for a slot designated for receiving a ranging request may be designated as a predetermined value.
- an address for a slot designated for receiving a ranging request may be designated as 0xFFFF.
- the format of the RDM IE according to an embodiment of the present disclosure is shown in FIG. 12 .
- the processor 220 may transmit a ranging request to the first electronic device based on time information included in the first RCM.
- the processor 220 may transmit the RRF to the first electronic device at a time determined based on transmission offset information for the RRF included in the first RCM.
- the processor 220 may transmit the RRF to the first electronic device at a time determined based on transmission slot information for the RRF included in the first RCM.
- the processor 220 may receive a second RCM including information on a slot allocated to the second electronic device from the first electronic device.
- the second RCM may include an RDM IE including information about a slot assigned to each of the devices of the ranging group including the second electronic device, an assigned role, and an address of each device.
- the second electronic device may determine that it has successfully participated in the ranging group if the slot allocated to it is included in the RDM IE of the second RCM.
- the processor 220 may perform ranging with a ranging group based on the second RCM.
- the processor 220 When the second electronic device according to an embodiment participates in a ranging group, the processor 220 according to an embodiment transmits and receives a ranging frame with other electronic devices of the ranging group, and a ranging frame It is possible to measure a time required for the transmission, and calculate a distance between other electronic devices and the second electronic device based on the measured time.
- Various embodiments of the present disclosure may be implemented as a S/W program including instructions stored in a computer-readable storage medium.
- a computer is an apparatus capable of calling a command stored from a storage medium and operating according to the disclosed embodiment according to the called command, and may include an image transmitting apparatus and an image receiving apparatus according to the disclosed embodiments.
- the computer-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
- 'non-transitory' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, and does not distinguish that data is semi-permanently or temporarily stored in the storage medium.
- the electronic device or method according to the disclosed embodiments may be provided by being included in a computer program product.
- Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
- the computer program product may include a S/W program and a computer-readable storage medium in which the S/W program is stored.
- computer program products may include products (eg, downloadable apps) in the form of software programs distributed electronically through manufacturers of electronic devices or electronic markets (eg, Google Play Store, App Store). have.
- the S/W program may be stored in a storage medium or may be temporarily generated.
- the storage medium may be a server of a manufacturer, a server of an electronic market, or a storage medium of a relay server temporarily storing a SW program.
- the computer program product may include a storage medium of a server or a storage medium of a terminal in a system including a server and a terminal (eg, ranging electronic device).
- a terminal eg, ranging electronic device
- the computer program product may include a storage medium of the third device.
- the computer program product may include the S/W program itself transmitted from the server to the terminal or the third device, or transmitted from the third device to the terminal.
- one of the server, the terminal, and the third device may execute the computer program product to perform the method according to the disclosed embodiments.
- two or more of the server, the terminal, and the third device may execute the computer program product to distribute the method according to the disclosed embodiments.
- a server eg, a cloud server or an artificial intelligence server
- the third device may execute a computer program product to control the terminal communicatively connected to the third device to perform the method according to the disclosed embodiment.
- the third apparatus may remotely control the ranging device to perform ranging.
- the third device may download the computer program product from the server and execute the downloaded computer program product.
- the third device may execute the computer program product provided in a preloaded state to perform the method according to the disclosed embodiments.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
본 개시는 UWB 통신 방식을 이용하여 레인징을 수행하는 전자 디바이스 및 전자 디바이스의 동작 방법에 관한 것이다. 일 실시예에 따라 제1 전자 디바이스가 동작하는 방법은, 제1 전자 디바이스가 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하기 위한 정보를 포함하는 제1 레인징 컨트롤 메시지(Ranging Control Message, RCM)을 전송하는 단계에 있어서, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하는, 상기 제1 RCM을 전송하는 단계; 상기 시간 정보에 기초하여 제2 전자 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하는 단계; 상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 전송하는 단계; 및 상기 제2 RCM에 기초하여 상기 제2 전자 디바이스와 레인징을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 개시는 UWB(Ultra Wide Band) 통신 방식을 이용하여 레인징을 수행하는 전자 디바이스 및 전자 디바이스의 동작 방법에 관한 것이다.
인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT (Internet of Things, 사물 인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터 (Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서는, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구된다. 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는, 기존의 IT(information technology) 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여, 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
무선 통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 효과적으로 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다. 예를 들어, 매체 접근 제어(medium access control, MAC)에 있어서, UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 전자 디바이스들 간의 거리를 측정하는 레인징(ranging) 기술이 사용될 수 있다. UWB는, 무선 반송파를 사용하지 않고 기저 대역에서 수 GHz이상의 매우 넓은 주파수 대역을 사용하는 무선 통신 기술이다. 예를 들어, UWB 레인징 기술은 공장 또는 회사 내에서 인력 또는 물품의 위치를 추적하는 시스템 등에 활용될 수 있다.
인력 또는 물품의 위치를 추적하는 시스템에 UWB 레인징을 활용하기 위해서는, 복수의 디바이스들 간의 레인징을 수행하는 레인징 그룹에 위치 측정 대상 디바이스가 참여하는 절차가 요구될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라 UWB를 통해 레인징을 수행하는 제1 전자 디바이스의 동작 방법은, 제1 전자 디바이스가 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하기 위한 정보를 포함하는 제1 레인징 컨트롤 메시지(Ranging Control Message, RCM)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하는, 상기 제1 RCM을 전송하는 단계; 상기 시간 정보에 기초하여 제2 전자 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하는 단계; 상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 전송하는 단계; 및 상기 제2 RCM에 기초하여 상기 제2 전자 디바이스와 레인징을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른 양면 양방향 레인징(Double-Sided Two-Way Ranging, DS-TWR) 절차를 도시한다.
도 2a는, 레인징 제어 프레임을 이용한 레인징의 예를 도시한다.
도 2b는 레인징 구간 내의 시간 구조의 예를 도시한다.
도 2c는, DS-TWR 절차의 예를 도시하는 타이밍 다이어그램을 도시한다.
도 3은 전자 디바이스가 레인징 그룹에 참여하는 과정의 예를 도시한다.
도 4는 비컨-가능 레인징에 이용되는 시간 구조를 도시한다.
도 5는 RCAP(Ranging Contention Access Period) 또는 RCFP(Ranging Contention Free Period)의 시간 구조를 도시한다.
도 6은 RD(Ranging Descriptor) IE(Information Element)의 형식(Format)을 도시한다.
도 7은 ACK(Acknowledgement) IE의 형식을 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따라 전자 디바이스가 RCAP 내에 RRF(Ranging Request Frame)를 전송하고 RRF에 응답하는 ACK를 수신하는 시간 구조의 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 제1 전자 디바이스의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따라 수정된 RR(Ranging Round) IE의 형식을 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따라 제1 전자 디바이스가 수정된 RR IE를 활용하여 레인징 슬롯 내에 RRF를 수신하는 시간 구조의 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 RDM(Ranging Device Management) IE의 형식을 도시한다.
도 13은 일 실시예에 따라 RRF 수신을 위한 추가 슬롯이 할당되는 레인징 구간(Ranging Period, RP)의 시간 구조의 예를 도시한다.
도 14는 일 실시예에 따라 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 RDM IE의 예를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따라 레인징 요청이 수신된 전자 디바이스에게 할당된 슬롯 및 전자 디바이스의 주소를 포함하는 RDM IE의 예를 도시한다.
도 16은 일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 제1 전자 디바이스의 블록도를 도시한다.
도 18은 일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스의 블록도를 도시한다.
본 개시의 일 실시예에 따라 UWB를 통해 레인징을 수행하는 제1 전자 디바이스의 동작 방법은, 제1 전자 디바이스가 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하기 위한 정보를 포함하는 제1 레인징 컨트롤 메시지(Ranging Control Message, RCM)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하는, 상기 제1 RCM을 전송하는 단계; 상기 시간 정보에 기초하여 제2 전자 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하는 단계; 상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 전송하는 단계; 및 상기 제2 RCM에 기초하여 상기 제2 전자 디바이스와 레인징을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 일 실시예에 따라 UWB를 통해 레인징을 수행하는 제2 전자 디바이스의 동작 방법은, 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하는 제1 전자 디바이스로부터 제1 RCM을 수신하는 단계에 있어서, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하는, 상기 제1 RCM을 수신하는 단계; 상기 시간 정보에 기초하여 상기 제1 전자 디바이스에게 레인징 요청을 전송하는 단계; 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 수신하는 단계; 및 상기 제2 RCM에 기초하여 상기 레인징 그룹과 레인징을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 일 실시예에 따라 UWB를 통해 레인징을 수행하는 제1 전자 디바이스는, 통신부; 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 상기 제1 전자 디바이스의 동작을 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 전자 디바이스가 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하기 위한 정보를 포함하는 제1 RCM을 전송하고, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하고, 상기 시간 정보에 기초하여 제2 전자 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하고, 상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 전송하고, 상기 제2 RCM에 기초하여 상기 제2 전자 디바이스와 레인징을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 다른 일 실시예에 따라 UWB를 통해 레인징을 수행하는 제2 전자 디바이스는, 통신부; 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 상기 제2 전자 디바이스의 동작을 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하는 제1 전자 디바이스로부터 제1 RCM을 수신하고, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하고, 상기 시간 정보에 기초하여 상기 제1 전자 디바이스에게 레인징 요청을 전송하고, 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 수신하고, 상기 제2 RCM에 기초하여 상기 레인징 그룹과 레인징을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 언급되는 기능을 고려하여 현재 사용되는 일반적인 용어로 기재되었으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 다양한 다른 용어를 의미할 수 있다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 용어의 명칭만으로 해석되어서는 안되며, 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 이 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다.
또한, 본 개시에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 개시를 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수를 뜻하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서 전반에 걸쳐 사용된 "상기" 및 이와 유사한 지시어는 단수 및 복수 모두를 지시하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 방법을 설명하는 단계들의 순서를 명백하게 지정하는 기재가 없다면, 기재된 단계들은 적당한 순서로 행해 질 수 있다. 기재된 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 다양한 곳에 등장하는 "일 실시 예에서" 등의 어구는 반드시 모두 동일한 실시 예를 가리키는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어 질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어 질 수 있다.
일반적으로 무선 센서 네트워크 기술은 인식 거리에 따라 크게 무선랜(WLAN; Wireless Local Area Network; WLAN) 기술과 무선 사설망(Wireless Personal Area Network; WPAN) 기술로 구분된다. 이 때 무선랜은 IEEE 802.11에 기반한 기술로서, 반경 100m 내외에서 기간망(backbone network)에 접속할 수 있는 기술이다. 그리고 무선 사설망은 IEEE 802.15에 기반한 기술로서, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 초광대역 통신(ultra wide band, UWB) 등이 있다. 이러한 무선 네트워크 기술이 구현되는 무선 네트워크는 다수 개의 통신 전자 장치들로 이루어질 수 있다. 이 때 다수 개의 통신 전자 장치들은 단일 채널을 이용하여 액티브 구간(ACTIVE period)에서 통신을 수행한다. 즉 통신 전자 장치들은 액티브 구간에서, 패킷을 수집할 수 있고, 수집된 패킷을 전송할 수 있다.
UWB는 기저 대역 상태에서 수 GHz 이상의 넓은 주파수 대역, 낮은 스펙트럼 밀도 및 짧은 펄스 폭(1~4 nsec)을 이용하는 단거리 고속 무선 통신 기술을 의미할 수 있다. UWB는 UWB 통신이 적용되는 대역 자체를 의미할 수도 있다. 이하에서는 전자 디바이스들간의 레인징 방법을 UWB 통신 방식에 기초하여 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과하고 실제로는 다양한 무선 통신 기술들이 이용될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따른 전자 디바이스는 컴퓨터 장치로 구현되는 고정형 단말이거나 이동형 단말을 포함할 수 있으며, 무선 또는 유선 통신방식을 이용하여 다른 디바이스 및/또는 서버와 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스는, 스마트 폰(smart phone), 이동 단말기, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿PC(tablet PC), 데스크탑 컴퓨터, 디지털 TV, 냉장고, 인공 지능 스피커, 웨어러블 디바이스, 프로젝터, 스마트 키, 스마트 카, 프린터 등을 포함할 수 있으며, 이러한 예에 제한되지 않는다.
D2D 통신이란 기지국과 같은 인프라를 거치지 않고 지리적으로 근접한 전자 디바이스들이 직접적으로 통신하는 방식을 말한다. 본 개시의 다양한 실시 예들은 D2D 통신에 기초한 매체 접근 제어(medium access control, MAC)에 관한 것으로서, 매체 접근 제어를 위해서는 전자 디바이스들 간의 거리가 측정될 필요가 있다. 이때, 전자 디바이스들 간의 거리를 측정하기 위하여 UWB 레인징(ranging) 기술이 사용될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 UWB 레인징 방법은, 실내 측위 시스템(Indoor Positioning System)에 이용될 수 있다. 실내 측위 시스템은, 실내에서 존재하는 이동 객체에 대한 위치를 측정하는 시스템을 의미한다. 예를 들어, 공장 또는 회사 내에서 인력 또는 물품의 위치를 추적하는 시스템에 UWB 레인징 기술이 이용될 수 있다.
실내 측위 시스템에서 소정 전자 디바이스의 위치는, 미리 위치를 알고 있는 적어도 하나의 전자 디바이스와 소정 전자 디바이스 간의 메시지 교환을 통해 획득될 수 있다. 위치를 알고 있는 적어도 하나의 전자 디바이스와 소정 전자 디바이스는, 타임스탬프(timestamp)를 포함한 메시지를 교환함으로써 양방향 전달 시간(Time of Flight, TOF)을 추정할 수 있다. 소정 전자 디바이스의 위치는 TOF에 기초하여 추정될 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른 양면 양방향 레인징(Double-Sided Two-Way Ranging, DS-TWR) 절차를 도시한다.
도 1은, 제1 전자 디바이스와 제2 전자 디바이스 간의 폴 프레임(poll frame) 및 응답 프레임(response frame) 교환을 통해 TOF를 획득하는 DS-TWR 방법을 도시한다.
RMARKER는 수신 안테나가 메시지를 수신한 시간, Tround1는 제1 전자 디바이스가 제2 전자 디바이스에게 전송한 제1 메시지에 대한 응답을 다시 받기까지 걸린 시간, Treply1는 제2 전자 디바이스가 제1 전자 디바이스로부터 받은 제1 메시지에 대한 응답을 보내기까지 걸린 시간을 나타낸다. Tround2는 제2 전자 디바이스가 제1 전자 디바이스에게 전송한 제2 메시지에 대한 응답을 다시 받기까지 걸린 시간, Treply2는 제1 전자 디바이스가 제2 전자 디바이스로부터 받은 제2 메시지에 대한 응답을 보내기까지 걸린 시간을 나타낸다. Tround1, Tround2, Treply1, Treply2 값은 메시지 내의 타임스탬프를 이용해 계산 가능하다. 제1 전자 디바이스 또는 제2 전자 디바이스는, Tround1, Tround2, Treply1, Treply2 에 기초하여 TOF에 해당하는 Tprop 값을 아래의 [수학식 1]에 따라 추정할 수 있다. 예를 들어, Tprop에 빛의 속도(예: 3x10
6 m/s)를 곱함으로써 제1 전자 디바이스 및 제2 전자 디바이스 간의 거리가 계산될 수 있다.
[수학식 1]
본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 디바이스는, 레인징 절차를 수행하기에 앞서 레인징 제어 메시지를 이용할 수 있다. 레인징 제어와 관련된 두 가지 디바이스 타입들은 "컨트롤러" 또는 "컨트롤리"라고 지칭될 수 있다.
도 2a는, 레인징 제어 메시지를 이용한 레인징의 예를 도시한다.
먼저, 컨트롤러는, 레인징 그룹에 포함되는 복수의 전자 디바이스들에게 레인징 제어 메시지(Ranging Control Message, RCM)를 전송함으로써 레인징 그룹 내의 레인징을 제어하는 디바이스로 정의될 수 있다. 컨트롤러는, 레인징 파라미터들, 스케쥴링 정보 등 여러 정보 요소(Information Elements, IEs)를 담은 레인징 제어 메시지를 방송할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러가 방송하는 RCM에 포함된 스케쥴링 정보에는 언제 어떤 전자 디바이스가 개시자(Initiator) 또는 응답자(Responder)의 역할을 수행하면서 메시지를 전송할지에 대한 정보가 포함될 수 있다. 개시자는, 레인징 메시지 교환 과정에서 첫 전송 메시지인 레인징 개시 메시지를 전송하는 전자 디바이스이다. 응답자는, 레인징 개시 메시지에 응답하는 전자 디바이스이다. .
한편, 컨트롤리는, 컨트롤러로부터 수신되는 레인징 파라미터들을 이용하는 디바이스로 정의될 수 있다. 컨트롤러에 의해 적어도 하나의 컨트롤리가 관리될 수 있다. 컨트롤리는, 수신한 RCM 내 정보에 기초하여 레인징을 수행할 수 있다. 디바이스의 역할(예를 들어, 컨트롤러의 역할 또는 컨트롤리의 역할, 개시자의 역할 또는 응답자의 역할)의 결정 및 레인징 파라미터들의 선택 방법은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 만약, 도 2a의 순서도(201)에 도시된 바와 같이, 컨트롤러가 레인징 개시 메시지를 전송하도록 컨트롤러가 설정하는 경우, 컨트롤러는 개시자가 되어 레인징 개시 메시지를 전송할 수 있다. 반면에, 도 2a의 순서도(202)에 도시된 바와 같이, 컨트롤리가 레인징 개시 메시지를 전송하도록 컨트롤러가 설정하는 경우, 컨트롤리는 개시자가 되어 레인징 개시 메시지를 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 디바이스는, 레인징 블록 단위로 레인징을 수행할 수 있다.
도 2b는 레인징 구간 내의 시간 구조의 예를 도시한다.
레인징 블록은 레인징 시간 구조 내에서 가장 큰 시간 단위이다. 레인징 블록은 복수의 레인징 라운드들로 구성된다. 레인징 라운드는, 레인징 교환(ranging exchange)에 참여하고 있는 레인징 디바이스들 간의 TOF 측정을 위한 하나의 온전한 거리 측정(one entire range-measurement) 사이클이 완료되는 데 소요되는 구간(period)을 나타낸다. 레인징 라운드들 중에서, 전자 디바이스들에게 할당되어 전자 디바이스들이 실제 메시지를 전송하는 레인징 라운드는 액티브 레인징 라운드로 정의된다.
레인징 라운드는 복수의 레인징 슬롯들로 구성된다. 레인징 슬롯은 하나의 레인징 프레임 전송을 위한 구간을 나타낸다. 예를 들어, 레인징 슬롯에서는, 표준문서 IEEE 802.15.4z에서 정의하는 하나의 MAC 프레임(예를 들어, 레인징 제어 프레임, 폴 프레임, 응답 프레임 등)이 전송될 수 있다. 레인징 슬롯은, MAC 계층에서의 정의하는 최소 전송단위인 RSTU(Ranging Scheduling Time Unit)의 배수이며, RSTU 값은 PHY 계층에 따라 달라진다. 예를 들어, HRP (high rate pulse repetition frequency) UWB PHY일 때, 1 RSTU=833.33 ns 이다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 하나의 레인징 라운드에 있어서, 레인징 및 로컬라이제이션(Localization)을 위해서 OWR(One-Way Ranging), 단면 양방향 레인징(Single-Sided Two-Way Ranging, SS-TWR) 또는 양면 양방향 레인징(Double-Sided Two-Way Ranging, DS-TWR) 등이 사용될 수 있다. OWR, SS-TWR 또는 DS-TWR을 위한 레인징 프레임들이 레인징 라운드의 레인징 슬롯들 내에 전송될 수 있다.
도 2c는, DS-TWR 절차의 예를 도시하는 타이밍 다이어그램을 도시한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 레인징 라운드는, 레인징 제어 단계(Ranging Control Phase, RCP), 레인징 개시 단계(Ranging Initiation Phase, RIP), 레인징 응답 단계(Ranging Response Phase, RRP), 레인징 종료 단계(Ranging Final Phase, RFP), 측정 보고 단계(Measurement Report Phase, MRP), 및 레인징 제어 갱신 단계(Ranging Control Update Phase, RCUP)로 구성된다.
앞서 설명한 바와 같이, RCM은 컨트롤러가 레인징 라운드가 시작될 때 방송하는 제어 메시지이다. 레인징 그룹의 컨트롤러는, RCM 내에 포함된 레인징 파라미터, 스케쥴링 정보 등을 이용하여, 해당 레인징 그룹에 속한 다른 전자 디바이스들을 제어한다. 도 2c에서 Im은 개시자 m으로부터 전송되는 레인징 개시 메시지이다. Rn은 응답자 n으로부터 전송되는 레인징 응답 메시지이다. Fm은 개시자 m으로부터 전송되는 레인징 종료 메시지이다. MRm은 개시자 m 또는 응답자 m으로부터 전송되는 측정 보고이다. 레인징 제어 갱신 메시지(Ranging control update message, RCUM)는, 컨트롤러가 이 전에 RCM을 통해 전송하였던 레인징 파라미터등을 갱신하기 위해, 레인징 라운드의 끝에 추가적으로 전송하는 메시지이다.
레인징 제어 단계에서 컨트롤러가 RCM을 보낸 후, 레인징 개시 단계에는 개시자가 레인징 개시 메시지를 응답자들에게 전송한다. 레인징 응답 단계에서 각 응답자는, 이전의 RIP에서 전송된 레인징 개시 메시지에 대한 응답으로서 개시자에게 응답 메시지를 전송한다. 레인징 종료 단계에서 개시자가 레인징 종료 메시지를 응답자들에게 보내면, 측정 보고 단계에 전자 디바이스들은 레인징 측정 보고를 보고한다. 레인징 제어 갱신 단계에는 레인징 파라미터 등에 대한 갱신 정보를 담은 RCUM을 전송한다.
UWB 레인징을 실내 측위 시스템(예를 들어, 회사 내 인력 또는 물품의 위치를 추적하는 시스템)에 적용하기 위해서는, 위치 측정 대상인 태그 노드가 레인징에 참여(joining)하는 디바이스(이하에서는, 참여 RDEV(ranging device)라고 함)로서 주변에 위치한 앵커 노드들로 이루어진 주변 레인징 그룹에 참여하는 절차가 요구될 수 있다.
도 3은 전자 디바이스가 레인징 그룹에 참여하는 과정의 예를 도시한다.
참여 RDEV가 레인징 절차를 수행하기 위해서는, 도 3과 같이 먼저 레인징 요청 프레임(ranging request frame, RRF)을 레인징 그룹을 관리하는 컨트롤러에게 전송하여 해당 레인징 그룹에 참여할 필요가 있다. 참여 RDEV는, 특정 레인징 그룹의 컨트롤러에 의해 미리 스케쥴링된 시간에 RRF를 전송하거나 임의의 시간에 경쟁 방식으로 전송하는 전략을 취할 수 있다.
본 개시에서는 참여 RDEV가 RRF를 전송하기 위한 방안으로 경쟁 기반의 RRF 전송 방법과 스케쥴링 기반의 RRF 전송 방법을 제안한다. 스케쥴링 기반의 RRF 전송은 실제 레인징이 이루어지는 시간 구간인 레인징 구간(ranging period, RP)에서 이루어지는데 반해, 경쟁 기반의 RRF 전송은 RP 이외에 관리 프레임(management frame) 전송을 위해 별도로 할당된 레인징 관리 구간(ranging management period, RMP)에서 이루어진다.
이하에서는, RP 및 RMP에 관한 시간 구조, RMP에서의 비컨 전송, 그리고 비컨-가능(beacon-enabled) 전송에 관해 설명한 후, 본 개시의 다양한 실시예들에 따라 참여 디바이스가 RRF를 전송하는 방법에 관해 기술한다.
도 4는 비컨-가능 레인징에 이용되는 시간 구조를 도시한다.
본 개시의 일 실시예에 따라 레인징 그룹이 이용하는 전체 시간 구조는, 관리 프레임 전송을 위해 할당한 RMP 및 레인징 메시지 교환을 통해 실제 레인징이 이루어지도록 할당한 RP로 나뉘어질 수 있다.
전체 시간 구조 정보를 포함한 레인징 기술(ranging descriptor(RD)) IE를 담은 강화된 비컨 프레임(enhanced beacon frame(EBF))은 비컨이라고 정의될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 비컨은 레인징 그룹의 컨트롤러에 의해 비컨 인터벌(beacon interval) 간격으로 반복적으로 전송될 수 있다. 비컨 인터벌의 길이는 레인징 비컨 슬롯(ranging beacon slot(RBS))의 배수로 정의되며, RBS는 다시 전송의 최소 단위인 RSTU(ranging scheduling time unit)의 배수로 정의된다. 예를 들어, 1 RSTU 는 833.33ns일 수 있다. 이 때, RMP와 RP는 앞서 정의한 RBS들로 구성되어 각각의 길이를 RBS 단위로 표현 가능하다.
RMP는 프레임 전송 방법에 따라 더 작은 시간 단위인 레인징 경쟁 접근 구간(ranging contention access period (RCAP))과 레인징 비경쟁 구간(ranging contention free period (RCFP))으로 구성될 수 있다.
도 5는 RCAP 또는 RCFP의 시간 구조를 도시한다.
RCAP와 RCFP는 RMP와 마찬가지로 한 개 이상의 RBS들로 구성될 수 있다. 레인징 그룹의 전자 디바이스는, RCAP에서는 경쟁 방식으로 관리 프레임을 전송하는데 반해, RCFP에서는 컨트롤러가 미리 정해준 시간에 관리 프레임을 전송할 수 있다. 관리 프레임은 레인징 그룹 관리 또는 그룹 내 레인징 디바이스 관리를 위해 전송되는 프레임을 의미할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러로부터 컨트롤리에게 전달되는 비콘 프레임, 컨트롤리로부터 컨트롤러에게 전달되는 RRF 등이 관리 프레임에 포함될 수 있다.
도 6은 RD IE 형식을 도시한다.
RD IE는 레인징 시간 구조에 대한 정보를 운반한다. RD IE는 레인징 시간 구조의 비컨 내에 포함될 수 있다. RD IE의 컨텐트 필드는 도 6에 도시된 바와 같이 구성된다. RD IE는, 비컨 인터벌 지속 시간(beacon interval duration), RP의 시작 시점을 의미하는 첫번째 레인징 제어 메시지(ranging control message(RCM))의 전송 시간 정보, 및 RMP를 구성하는 RCAP와 RCFP에 대한 시간 구조 정보를 더 포함할 수 있다.
먼저, 도 6에 도시된 RD IE(601)를 참조하면, RBS에 대한 슬롯 사이즈 승수(Slot size multiplier for RBS) 필드는, RSTU의 승수로서 레인징 슬롯 지속 시간(ranging slot duration)에 대한 정보를 운반한다. Slot size multiplier for RBS 필드는, RBS 길이를 RTSU 단위로 표현한다. Beacon interval 필드는, 다음 비컨까지의 시간 구간에 대한 정보를 운반한다. 비컨 인터벌은, RBS의 배수 또는 RSTU의 배수로 표현 가능하다. 따라서, 어떠한 단위로 비컨 인터벌을 표현하느냐에 따라, Beacon interval 필드의 길이가 달라질 수 있다.
First RCM slot 필드는, 레인징 시간 구조의 비컨 인터벌 내의 첫 RCM의 전송 위치를 의미하며, RBS의 배수 혹은 RSTU의 배수로 표현될 수 있다. 만일 현재 비컨 인터벌 내에 레인징 구간이 존재하지 않으면 first RCM slot의 값은 0이 된다. Ranging management(RM) table length 필드는, ranging management table의 열(row)의 개수를 나타낸다. RM table의 각 열은 도 6의 테이블(602)에 도시된 것과 같이 구성될 수 있다. 만일 현재 레인징 인터벌 내에 RMP가 존재하지 않으면, RM Table length의 값은 0이다.
테이블(602)은, RD IE 내 RM table을 구성하는 열 요소(row element)를 나타낸다. RM table의 각 열 요소는, RMP 내에 존재하는 RCAP 또는 RCFP의 시작 RBS number 및 종료 RBS number를 지정한다. 각 열 요소 내의 RCAP/RCFP indicator 필드는, 해당 열 내에서 지정되는 슬롯들의 세트가 RCAP를 이용하는지 또는 RCFP를 이용하는지 여부를 가리킨다. 예를 들어, RCAP/RCFP indicator 필드의 값이 0이면, 해당 열 요소는 RCAP에 대한 시간 정보이며, 반대로 RCAP/RCFP indicator의 값이 1이면 해당 열 요소는 RCFP의 시간 정보이다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 참여 RDEV와 컨트롤러 사이에 RRF(ranging request frame)를 비롯한 제어 프레임들을 송수신 하는 방법이 제안된다. 특히, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 참여 RDEV가 레인징 그룹에 참여하기 위해서, 비컨 인터벌 내의 어떠한 시점에 RRF를 보낼 수 있는지가 설계된다.
일 실시예에 따르면, 참여 RDEV는, 별도의 스케쥴링 없이 RMP 내의 임의의 RCAP에서 경쟁 기반으로 RRF를 전송할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 컨트롤러가 RP 내의 시간 자원을 미리 스케쥴링하고, 참여 RDEV는 스케쥴된 시간에 RRF를 전송할 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라 RCAP에서 경쟁 기반으로 RRF를 전송하는 방법을 설명하기에 앞서, RMP 내의 프레임 전송에 사용되는 ACK IE에 대해 기술한다.
도 7은 ACK(Acknowledgement) IE의 형식을 도시한다.
레인징이 가능한 전자 디바이스는, 프레임을 전송한 후, 미리 결정된 타임아웃(timeout) 시간이 지나기 전에 전송된 프레임에 대한 ACK 메시지를 수신하면 해당 프레임의 전송이 성공적으로 이루어졌음을 인지할 수 있다.
도 7의 표(701)는 ACK 메시지를 구성하는 ACK IE의 형식을 도시한다. 만일 전자 디바이스가 전송한 프레임이 일반 데이터 프레임인 경우, ACK 메시지의 RRF indicator 필드 값은 0일 수 있다. 반면에, 전자 디바이스가 전송한 프레임이 RRF인 경우, ACK 메시지의 RRF indicator 값은 1이며, ACK field value 필드의 값은 표(702)와 같이 레인징 요청에 대한 결과를 포함할 수 있다. 예를 들어, ACK field value 필드의 값이 0인 경우, 컨트롤러가 전자 디바이스의 레인징 요청을 거절한다는 것을 의미할 수 있다. ACK field value 필드의 값이 1인 경우, 컨트롤러가 전자 디바이스의 레인징 요청을 승인한다는 것을 의미할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 전자 디바이스가 RCAP 내에 RRF를 전송하고 RRF에 응답하는 ACK를 수신하는 시간 구조의 예를 도시한다.
도 8과 같이, 일 실시예에 따른 전자 디바이스는, RMP 내 RCAP에서 경쟁 방식으로 RRF를 비롯한 프레임을 전송할 수 있다. 전자 디바이스는, RMP 내 RCAP에서 경쟁 방식으로 컨트롤러에게 프레임을 전송할 수 있다.
전자 디바이스는, 프레임을 전송한 후, 미리 결정된 ACK timeout 시간동안 ACK 메시지 수신을 기다린다. 만일 ACK timeout 시간이 경과할 때까지 ACK 메시지를 수신하지 못하면, 전자 디바이스는 해당 프레임의 전송이 실패한 것으로 간주할 수 있다. 전자 디바이스는, 프레임의 전송이 실패로 간주되는 경우, 랜덤 백오프(random backoff) 시간이 지난 후에 프레임을 재전송할 수 있다.
만약 참여 RDEV가 RRF를 전송하고 ACK timeout 시간 내에 ACK 메시지를 수신했다면, 참여 RDEV는 ACK 메시지 내에 포함된 ACK field value를 확인하여 컨트롤러가 레인징 요청을 승인하였는 지 여부를 확인할 수 있다. 컨트롤러가 참여 RDEV의 레인징 요청을 승인한 것으로 확인되면, 참여 RDEV는 해당 레인징 그룹에 참여하여 RP 내에 컨트롤러가 전송하는 RCM에 기초하여 레인징 절차를 수행할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, RMP 내의 RCAP에서 RRF를 전송하기 위해서는, 실제 레인징이 수행되는 RP 외에 RMP가 비컨 인터벌 내에 존재해야 한다. 그러나, 도 4에 도시된 비컨-가능 레인징 시간 구조에서 비컨 인터벌은 RMP 없이 하나 이상의 RP로만 구성될 수 있다. 따라서 RP들로만 구성되는 비컨 인터벌에서는 도 8에 도시된 방식을 사용할 수 없으므로, 참여 RDEV는 RMP가 존재하는 비컨 인터벌이 나올 때까지 오랜 시간 동안 대기하여야 할 수 있다.
한편, 매 비컨 인터벌마다 RMP가 존재하더라도, RRF를 전송하려는 참여 RDEV는, 비컨을 수신하여야 RCAP가 언제 나오는지를 파악할 수 있다. 그러므로 참여 RDEV는 비컨 수신을 위하여 평균적으로 비컨 인터벌의 1/2 정도를 기다려야 할 수 있다.
빠른 참여를 위하여 컨트롤러가 짧은 주기로 비컨을 방송하는 경우, 참여 RDEV는 비컨 수신을 위해 매체를 좀 더 자주 들어야 할 수 있다. 즉, 컨트롤러가 짧은 주기로 비컨을 방송하는 경우, 참여 RDEV는 비컨 수신을 위해 좀 더 자주 깨어야 할 수 있다. 그러므로 비컨 전송 주기가 짧아지는 경우, 참여 RDEV의 전력 소모가 증가하며, 컨트롤러의 전력 소모 또한 증가하게 된다.
따라서, 본 개시의 다른 일 실시예에 따르면, RMP가 아닌 RP 내에서, 참여 디바이스가 레인징 그룹에 참여 할 수 있는 방법이 제안된다. 즉, RP 내에서 정의된 IE들을 이용하여 RRF가 스케쥴링 됨으로써, 비교적 적은 오버헤드로 참여 절차가 수행되고 컨트롤러 및 참여 RDEV의 전력 소모를 최소화할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 컨트롤러는 RP 내에서 RRF를 전송하기 위한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 컨트롤러가 RP 내의 시간 자원을 미리 스케쥴링하고, 참여 RDEV는 스케쥴된 시간에 컨트롤러에게 RRF를 전송할 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 일부 실시 예들에 따라 레인징 그룹을 제어하는 컨트롤러와 해당 레인징 그룹에 참여하고자 하는 참여 RDEV의 동작 방법을 구체적으로 살펴본다. 레인징 그룹에 포함되는 복수의 전자 디바이스들 간에 레인징이 수행됨에 있어서, 복수의 전자 디바이스들 중 하나는 컨트롤러가 되고, 나머지 전자 디바이스들은 컨트롤리가 될 수 있다. 또한, 소정 레인징 그룹에 참여하고 있는 전자 디바이스는, 다른 레인징 그룹에 새롭게 참여하려는 참여 RDEV가 될 수도 있다. 따라서, 이하의 설명에서는, 레인징 그룹의 컨트롤러가 제1 디바이스라고 지칭되고, 해당 레인징 그룹에 참여하려는 참여 RDEV가 제2 디바이스라고 지칭될 수 있다. 그러나 제1, 제2의 용어는 디바이스들을 서로 구별하는 목적으로 사용되는 것으로, 실시 예는 이하의 설명에 제한되지 않는다.
도 9는 일 실시예에 따라 UWB를 통해 레인징을 수행하는 제1 전자 디바이스의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 S910에서 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 전자 디바이스는, 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하기 위한 정보를 포함하는 제1 레인징 컨트롤 메시지(Ranging Control Message, RCM)를 전송할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, 주변 전자 디바이스들에게 제1 RCM을 방송할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, 레인징 그룹에 참여하고 있는 전자 디바이스 및 레인징 그룹에 참여하고자 하는 전자 디바이스에게 제1 RCM을 방송할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 RCM은, 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함할 수 있다.
일 예로서, 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보는, RRF에 대한 전송 오프셋 정보를 포함할 수 있다.
제1 RCM은, 레인징 그룹의 레인징에 이용되는 레인징 라운드 정보 요소(Ranging Round Information Element, RR IE)를 포함할 수 있다. RR IE는, 현재 레인징 라운드의 정보를 담을 수 있고, 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 오프셋을 더 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 수정된 RR IE의 형식은 도 10에 도시된다.
다른 예로서, 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보는, RRF를 위한 전송 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
제1 RCM은, 레인징 그룹에 포함된 디바이스들에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 레인징 디바이스 관리 정보 요소(Ranging Device Management Information Element, RDM IE)를 포함할 수 있다. RDM IE는, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 RDM IE 내에서, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 소정 값으로 지정될 수 있다. 예를 들어, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 0xFFFF 로 지정될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 RDM IE의 형식은 도 12에 도시된다.
단계 S920에서 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 전자 디바이스는, 시간 정보에 기초하여 제2 전자 디바이스로부터 레인징 요청을 수신할 수 있다.
일 예로서, 제2 전자 디바이스는, 제1 RCM에 포함되는 RRF에 대한 전송 오프셋 정보에 기초하여 결정된 시점에, 제1 전자 디바이스에게 RRF를 전송할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, RRF를 레인징 요청으로서 수신할 수 있다.
다른 예로서, 제2 전자 디바이스는, 제1 RCM에 포함되는 RRF를 위한 전송 슬롯 정보에 기초하여 결정된 시점에, 제1 전자 디바이스에게 RRF를 전송할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, RRF를 레인징 요청으로서 수신할 수 있다.
단계 S930에서 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 전자 디바이스는, 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제1 전자 디바이스는, 제2 전자 디바이스의 레인징 요청을 승인할 지 여부를 결정할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, 제2 전자 디바이스의 레인징 요청을 승인하는 결정에 기초하여, 제2 전자 디바이스에게 소정 슬롯을 할당할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯 및 제2 전자 디바이스의 주소를 포함하는 제2 RCM을 생성하고 전송할 수 있다. 예를 들어, 제2 RCM은, 제2 전자 디바이스를 포함하는 레인징 그룹의 디바이스들 각각에게 할당된 슬롯, 할당된 역할 및 각 디바이스의 주소에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함할 수 있다.
단계 S940에서 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 전자 디바이스는, 제2 RCM에 기초하여 제2 전자 디바이스와 레인징을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스가 레인징 그룹에 참여하게 되면, 제1 전자 디바이스와 제2 전자 디바이스는, 레인징을 위한 프레임을 송수신하고, 레인징 프레임이 전달되는데 소요되는 시간을 측정하고, 측정된 시간에 기초하여 제1 전자 디바이스와 제2 전자 디바이스 간의 거리를 계산할 수 있다.
제2 RCM에 의해 제1 전자 디바이스가 폴 프레임을 전송하도록 설정되는 경우, 제1 전자 디바이스는 개시자가 되어 폴 프레임을 전송할 수 있다. 반면에, 제2 RCM에 의해 제2 전자 디바이스가 폴 프레임을 전송하도록 설정되는 경우, 제2 전자 디바이스는 개시자가 되어 폴 프레임을 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면 전자 디바이스들은 다양한 방법으로 레인징을 수행할 수 있다. 예를 들어, 레인징 그룹에 참여하는 전자 디바이스들 간에는 단면 양방향 레인징, 또는 양면 양방향 레인징이 수행될 수 있다.
단면 양방향 레인징은, 하나의 전자 디바이스로부터 다른 전자 디바이스로의 하나의 메시지 및 전자 디바이스에게 회신되는 응답의 왕복 딜레이(round-trip delay)를 측정하여 레인징을 수행하는 방법이다. 양면 양방향 레인징은, 단면 양방향 레인징의 확장(extension)으로서, 두 번의 왕복 시간 측정을 수행하고 두 번의 왕복 시간 측정을 조합하여 전송 시간(Time-Of-Flight, TOF) 결과를 도출하는 방법이다.
예를 들어, 제2 RCM에 기초하여 제1 전자 디바이스와 제2 전자 디바이스가 단면 양방향 레인징을 수행하고, 제1 전자 디바이스가 개시자로서 설정되고 제2 전자 디바이스가 응답자로서 설정되는 경우, 다음과 같이 레인징을 수행할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, 제1 레인징 프레임을 제2 전자 디바이스에게 전송하고, 제1 레인징 프레임에 응답하여 제2 전자 디바이스로부터 제2 레인징 프레임을 수신할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, 제1 레인징 프레임 및 제2 레인징 프레임에 기초하여, 제2 레인징 프레임이 제2 전자 디바이스로부터 제1 전자 디바이스에게 전달되는 데에 소요되는 시간을 계산할 수 있다. 제1 전자 디바이스는, 계산된 시간에 기초하여, 제1 전자 디바이스와 제2 전자 디바이스 간의 거리를 계산할 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따라 수정된 RR IE의 형식이 도시된다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 기존의 RR IE에 Transmission offset for RRF 필드가 추가된, 레인징 라운드에 관한 스케쥴링 정보가 전달될 수 있다.
도 10에 도시된 RR IE의 Ranging block index 필드는 레인징 라운드가 속한 레인징 블록의 인덱스 정보를 포함하며 그 값의 범위는 0~65535이다. Hopping mode 필드는 레인징 라운드가 속한 레인징 블록이 호핑 모드를 사용하는지 여부를 나타내는 지시자(indicator) 비트이다. 전자 디바이스는, Hopping mode 필드의 값이 0이면 no hopping 모드를 사용하고, 1이면 hopping 모드를 사용한다. Transmission offset 필드는 레인징 블록 내의 레인징 라운드의 전송 오프셋 값을 포함하고, transmission offset for RRF 필드는 레인징 라운드의 RRF 전송을 위한 전송 오프셋 값을 의미하며, 단위는 RSTU이다.
본 개시의 일 실시예에 따라 수정된 RR IE는 RCM에 포함되어 레인징 라운드의 시작 시에 전송되며, 다음 레인징 라운드에 대한 정보는 현재 레인징 라운드의 종료 시에 RCUM(Ranging Control Update Message) 또는 RIUM(Ranging Interval Update Message)와 함께 전송된다.
일 실시예에 따라 전송 오프셋을 활용한 RRF 스케쥴링 방법은, 레인징 슬롯 내에 RRF 전송을 위한 전송 시점을 추가한다. 도 10에 도시된 바와 같이 본 개시의 일 실시예에 따라 수정된 RR IE는 기존 RR IE에 transmission offset for RRF 필드가 추가되어 있다.
도 11은 일 실시예에 따라 제1 전자 디바이스가 수정된 RR IE를 활용하여 레인징 슬롯 내에 RRF를 수신하는 시간 구조의 예를 도시한다.
제2 전자 디바이스는 청취(listening) 과정을 통해 주변 레인징 그룹의 컨트롤러(이하에서는, 제1 전자 디바이스)가 방송하는 RCM을 수신할 수 있다. 제2 전자 디바이스는, 수신된 RCM에 기초하여, 해당 레인징 그룹의 전송 정보(예를 들어, 시간 구조, RRF 전송 가능한 transmission offset 등)를 파악할 수 있다. 제2 전자 디바이스는, RCM 수신을 통해 파악한 정보를 활용해 제1 전자 디바이스에게 RRF를 전송한다. RRF를 전송한 제2 전자 디바이스는 제1 전자 디바이스가 보내는 다음 RCM의 RDM IE에 자신의 주소가 포함되어 있음을 확인하여 레인징 요청의 성공 여부를 판단할 수 있다. 제2 전자 디바이스는, RDM IE를 RRF에 대한 Block ACK로 이용할 수 있다. 만약, RRF 전송이 실패하였다고 판단된다면, 제2 전자 디바이스는, 랜덤 백오프 시간 후 RRF를 재전송하거나, 다른 레인징 그룹의 컨트롤러에게 RRF 를 전송할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 RDM(Ranging Device Management) IE의 형식을 도시한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면 기존의 RDM IE에 RRF를 위한 전송 슬롯 정보가 추가되어 전달될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 RRF 전송을 위한 슬롯을 할당하는 방법에 있어서, RP 내에서 RRF 전송을 위해 할당된 슬롯들이 RRF 전송을 위한 전용 슬롯이라는 점이 나타나야 한다. 따라서, 슬롯의 스케쥴링 정보를 담고 있는 RDM IE가 본 개시의 일 실시예에 따라 수정된다.
도 12의 표(1201)는, RCM에 포함되어 전송되는 RDM IE의 형식을 도시한다. RDM IE는, 레인징 그룹에 포함되는 전자 디바이스들에 대한 스케쥴링 및 전자 디바이스들 각각의 유형 정보를 포함한다.
RDM IE의 SIP (Slot Index Present) 필드는 RDM 테이블 열 요소(1202)에서 slot index 필드의 사용여부를 나타낸다. SIP 값이 0이면, RDM 테이블 열 요소(1202)는 slot index 필드를 제외하고, SIP 값이 1이면, RDM 테이블 열 요소(1202)는 slot index 필드를 포함한다. RDM table length 필드는, RDM table 열 요소(1202)의 수를 정의한다. 따라서, SIP 값이 1이면, RDM table length 값은 할당된 time slot의 수와 같다. 반대로 SIP 값이 0이면, RDM table length 값은 레인징 그룹에 포함되는 전자 디바이스들의 수와 같다. 또한, RDM 테이블 열 요소(1202)의 device type 필드는 레인징 전자 디바이스의 유형(예를 들어, 개시자 또는 응답자)을 정의하며, address 필드는 해당 레인징 전자 디바이스의 주소 정보를 담는다. 주소 정보는 2 옥텟 크기의 숏(short) 형식 또는 8 옥텟 크기의 확장(extended) 형식에 의해 표현될 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따라 RRF 수신을 위한 추가 슬롯이 할당되는 RP의 시간 구조의 예를 도시한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 제1 전자 디바이스는, RP 내에 RRF를 전송하기 위한 슬롯(1303, 1306)을 지정할 수 있다. RRF 전송을 위해 할당되는 슬롯(1303, 1306)에 대하여, RCM 내의 RDM IE가 해당 슬롯의 주소를 특정 전자 디바이스의 주소가 아니라 0xFFFF로 지정할 수 있다. 즉, RDM IE 내에서 0xFFFF의 주소를 갖는 슬롯들(1303, 1306)은, 참여 RDEV가 컨트롤러에게 RRF를 보낼 수 있도록 할당된 슬롯들이다.
도 14는 일 실시예에 따라 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 RDM IE의 예를 도시한다.
도 13에서 제1 RCM 내의 RDM IE 가 도 14에 도시된 RDM 테이블을 포함하는 경우, 제2 전자 디바이스는 RDM IE 내에서 주소가 0xFFFF로 지정된 슬롯 3과 슬롯 6에서 RRF를 제1 전자 디바이스에게 보낼 수 있다.
도 13의 제1 블록에서 2개의 참여 RDEV들이 참여에 성공했을 때, 제1 전자 디바이스가 전송하는 제2 RCM에 포함되는 RDM IE의 예가 도 15에 도시된다.
도 15는 일 실시예에 따라 레인징 요청이 수신된 전자 디바이스에게 할당된 슬롯 및 전자 디바이스의 주소를 포함하는 RDM IE의 예를 도시한다.
참여에 성공한 참여 RDEV들의 주소가 각각 0x1234 및 0x42AD인 경우, 참여 RDEV들 각각에 대해서 슬롯 1과 슬롯 2가 할당될 수 있다. 제1 전자 디바이스는, 참여에 성공한 참여 RDEV들에게 할당된 슬롯, 할당된 역할 및 참여 RDEV들의 주소를 포함하는 제2 RCM을 전송할 수 있다. 제2 RCM의 RDM IE는, 제1 RCM의 RDM IE와 동일하게 슬롯 3 및 슬롯 6의 주소를 0xFFFF로 지정함으로써, 새롭게 참여하는 참여 RDEV가 RRF를 전송할 수 있도록 한다.
제1 블록에서 RRF를 보낸 참여 RDEV들은, 제2 RCM의 RDM IE에 자신에게 할당된 슬롯이 포함되어 있다면 레인징 그룹 참여에 성공한 것으로 판단할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 S1610에서 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스는, 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하는 제1 전자 디바이스로부터 제1 RCM을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 RCM은, 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함할 수 있다.
일 예로서, 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보는, RRF에 대한 전송 오프셋 정보를 포함할 수 있다.
제1 RCM은, 레인징 그룹의 레인징에 이용되는 RR IE를 포함할 수 있다. RR IE는, 현재 레인징 라운드의 정보를 담을 수 있고, 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 오프셋을 더 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 수정된 RR IE의 형식은 도 10에 도시되며, 중복되는 설명은 생략한다.
다른 예로서, 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보는, RRF를 위한 전송 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
제1 RCM은, 레인징 그룹에 포함된 디바이스들에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함할 수 있다. RDM IE는, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 RDM IE 내에서, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 소정 값으로 지정될 수 있다. 예를 들어, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 0xFFFF 로 지정될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 RDM IE의 형식은 도 12에 도시되며 중복되는 설명은 생략한다.
단계 S1620에서 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스는, 시간 정보에 기초하여 제1 전자 디바이스에게 레인징 요청을 전송할 수 있다.
일 예로서, 제2 전자 디바이스는, 제1 RCM에 포함되는 RRF에 대한 전송 오프셋 정보에 기초하여 결정된 시점에, 제1 전자 디바이스에게 RRF를 전송할 수 있다.
다른 예로서, 제2 전자 디바이스는, 제1 RCM에 포함되는 RRF를 위한 전송 슬롯 정보에 기초하여 결정된 시점에, 제1 전자 디바이스에게 RRF를 전송할 수 있다.
단계 S1630에서 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스는, 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 제1 전자 디바이스로부터 수신할 수 있다.
예를 들어, 제2 RCM은, 제2 전자 디바이스를 포함하는 레인징 그룹의 디바이스들 각각에게 할당된 슬롯, 할당된 역할 및 각 디바이스의 주소에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함할 수 있다. 제2 전자 디바이스는, 제2 RCM의 RDM IE에 자신에게 할당된 슬롯이 포함되어 있다면 레인징 그룹 참여에 성공한 것으로 판단할 수 있다.
단계 S1640에서 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스는, 제2 RCM에 기초하여 레인징 그룹과 레인징을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스가 레인징 그룹에 참여하게 되면, 제2 전자 디바이스와 레인징 그룹의 다른 전자 디바이스들은, 레인징을 위한 프레임을 송수신하고, 레인징 프레임이 전달되는데 소요되는 시간을 측정하고, 측정된 시간에 기초하여 제2 전자 디바이스의 위치를 측정할 수 있다. 레인징을 수행하는 방식은 구현 방식에 따라 다양하게 변형될 수 있으며, 앞서 도 9에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
도 17은 일 실시 예에 따른 제1 전자 디바이스의 블록도를 도시한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제1 전자 디바이스(100)는 고정형 단말이거나 이동형 단말일 수 있다. 제1 전자 디바이스(100)는, 예를 들어, 스마트 폰(smart phone), 내비게이션, 컴퓨터, 디지털방송용 단말, 스마트 가전, 인공 지능 스피커, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 스마트 키 및 웨어러블 디바이스 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 전자 디바이스(100)는, 무선 또는 유선 통신 방식을 이용하여 네트워크를 통해 다른 디바이스 및/또는 서버와 통신할 수 있다.
도 17를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제1 전자 디바이스(100)는, 통신부(110), 프로세서(120), 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 17에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 제1 전자 디바이스(100)가 구현될 수 있다.
도 17에서는 제1 전자 디바이스(100)가 하나의 프로세서를 포함하는 것으로 도시되었으나, 실시 예는 이에 제한되지 않으며, 제1 전자 디바이스(100)는 복수의 프로세서들을 포함할 수 있다. 이하, 서술되는 프로세서(120)의 동작 및 기능들의 적어도 일부는 복수의 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 도 17에 도시된 제1 전자 디바이스(100)는, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제1 전자 디바이스(100)의 동작 방법을 수행할 수 있으며, 도 1 내지 도 16에 대한 설명들이 적용될 수 있다. 따라서, 상술한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 통신부(110)는, 다른 디바이스 또는 네트워크와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(110)는 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 칩셋(chipset)의 형태일 수도 있고, 또는 통신에 필요한 정보를 포함하는 스티커/바코드(e.g. NFC tag를 포함하는 스티커)등일 수도 있다.
무선 통신은, 예를 들어, 셀룰러 통신, Wi-Fi(Wireless Fidelity), Wi-Fi Direct, 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 또는 NFC(Near Field Communication) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유선 통신은, 예를 들어, USB 또는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 통신부(110)는 근거리 통신(short range communication)을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(110)는 위에서 설명한 UWB, Wi-Fi, Wi-Fi Direct, 블루투스, NFC 외에 적외선 통신, MST(Magnetic Secure Transmission, 마그네틱 보안 통신과 같은 다양한 근거리 통신을 수행하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 프로세서(120)는, 메모리(130)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 제1 전자 디바이스(100)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU, GPU 등과 같은 프로세서를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 UWB 레인징을 수행하기 위하여 제1 전자 디바이스(100)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다.
프로세서(120)가 제1 전자 디바이스(100)의 전체적인 동작을 제어하여 레인징을 수행하는 구체적인 방법에 대해서는 도 9에 대한 설명이 적용될 수 있고 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에 따른 프로세서(120)는, 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하기 위한 정보를 포함하는 제1 RCM을 방송할 수 있다. 프로세서(120)는, 통신부(110)를 통해, 레인징 그룹에 참여하고 있는 전자 디바이스 및 레인징 그룹에 참여하고자 하는 전자 디바이스에게 제1 RCM을 전송할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 RCM은, 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함할 수 있다.
일 예로서, 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보는, RRF에 대한 전송 오프셋 정보를 포함할 수 있다.
제1 RCM은, 레인징 그룹의 레인징에 이용되는 RR IE를 포함할 수 있다. RR IE는, 현재 레인징 라운드의 정보를 담을 수 있고, 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 오프셋을 더 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 수정된 RR IE의 형식은 도 10에 도시된다.
다른 예로서, 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보는, RRF를 위한 전송 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
제1 RCM은, 레인징 그룹에 포함된 디바이스들에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함할 수 있다. RDM IE는, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 RDM IE 내에서, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 소정 값으로 지정될 수 있다. 예를 들어, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 0xFFFF 로 지정될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 RDM IE의 형식은 도 12에 도시된다.
일 실시 예에 따른 프로세서(120)는, 제1 RCM 내에 포함되는 시간 정보에 기초하여 제2 전자 디바이스로부터 레인징 요청을 수신할 수 있다. 프로세서(120)는, 제1 RCM에 포함되는 RRF에 대한 전송 오프셋 정보에 기초하여 결정된 시점에 제2 전자 디바이스로부터 RRF를 수신할 수 있다.
다른 일 실시 예에 따른 프로세서(120)는, 제1 RCM에 포함되는 RRF를 위한 전송 슬롯 정보에 기초하여 결정된 시점에, 제2 전자 디바이스로부터 RRF를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(120)는, 제2 전자 디바이스의 레인징 요청을 승인할 지 여부를 결정할 수 있다. 프로세서(120)는, 제2 전자 디바이스의 레인징 요청을 승인할 것을 결정하고, 제2 전자 디바이스에게 소정 슬롯을 할당할 수 있다. 프로세서(120)는, 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯 및 제2 전자 디바이스의 주소를 포함하는 제2 RCM을 전송할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는, 제2 전자 디바이스를 포함하는 레인징 그룹의 디바이스들 각각에게 할당된 슬롯, 할당된 역할 및 각 디바이스의 주소에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함하는 제2 RCM을 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(120)는, 제2 RCM에 기초하여 제2 전자 디바이스와 레인징을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스가 레인징 그룹에 참여하게 되면, 프로세서(120)는, 제2 전자 디바이스와 레인징을 위한 프레임을 송수신하고, 레인징 프레임이 전달되는데 소요되는 시간을 측정하고, 측정된 시간에 기초하여 제1 전자 디바이스와 제2 전자 디바이스 간의 거리를 계산할 수 있다.
도 18은 일 실시 예에 따른 제2 전자 디바이스의 블록도를 도시한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제2 전자 디바이스(200)는 고정형 단말이거나 이동형 단말일 수 있다. 제2 전자 디바이스(200)는, 예를 들어, 스마트 폰(smart phone), 내비게이션, 컴퓨터, 디지털방송용 단말, 스마트 가전, 인공 지능 스피커, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 스마트 키 및 웨어러블 디바이스 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 전자 디바이스(200)는, 무선 또는 유선 통신 방식을 이용하여 네트워크를 통해 다른 디바이스 및/또는 서버와 통신할 수 있다.
도 18을 참조하면, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 제2 전자 디바이스(200)는, 통신부(210), 프로세서(220), 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 18에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 제2 전자 디바이스(200)가 구현될 수 있다.
도 18에서는 제2 전자 디바이스(200)가 하나의 프로세서를 포함하는 것으로 도시되었으나, 실시 예는 이에 제한되지 않으며, 제2 전자 디바이스(200)는 복수의 프로세서들을 포함할 수 있다. 이하, 서술되는 프로세서(220)의 동작 및 기능들의 적어도 일부는 복수의 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 도 18에 도시된 제2 전자 디바이스(200)는, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 동작 방법을 수행할 수 있으며, 도 1 내지 도 16에 대한 설명들이 적용될 수 있다. 따라서, 상술한 바와 중복되는 내용은 생략한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 통신부(210)는, 다른 디바이스 또는 네트워크와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(210)는 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 칩셋(chipset)의 형태일 수도 있고, 또는 통신에 필요한 정보를 포함하는 스티커/바코드(e.g. NFC tag를 포함하는 스티커)등일 수도 있다.
무선 통신은, 예를 들어, 셀룰러 통신, Wi-Fi(Wireless Fidelity), Wi-Fi Direct, 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 또는 NFC(Near Field Communication) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유선 통신은, 예를 들어, USB 또는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 통신부(210)는 근거리 통신(short range communication)을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(210)는 위에서 설명한 UWB, Wi-Fi, Wi-Fi Direct, 블루투스, NFC 외에 적외선 통신, MST(Magnetic Secure Transmission, 마그네틱 보안 통신과 같은 다양한 근거리 통신을 수행하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 프로세서(220)는, 메모리(130)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 제2 전자 디바이스(200)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU, GPU 등과 같은 프로세서를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 프로세서(220)는 UWB 레인징을 수행하기 위하여 제2 전자 디바이스(200)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다. 프로세서(220)가 제2 전자 디바이스(200)의 전체적인 동작을 제어하여 레인징을 수행하는 구체적인 방법에 대해서는 도 16에 대한 설명이 적용될 수 있고 중복되는 설명은 생략한다.
일 실시 예에 따른 프로세서(220)는, 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하는 제1 전자 디바이스로부터 제1 RCM을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따른 제1 RCM은, 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함할 수 있다.
일 예로서, 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보는, RRF에 대한 전송 오프셋 정보를 포함할 수 있다. 제1 RCM은, 레인징 그룹의 레인징에 이용되는 RR IE를 포함할 수 있다. RR IE는, 현재 레인징 라운드의 정보를 담을 수 있고, 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 오프셋을 더 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 수정된 RR IE의 형식은 도 10에 도시된다.
다른 예로서, 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보는, RRF를 위한 전송 슬롯 정보를 포함할 수 있다. 제1 RCM은, 레인징 그룹에 포함된 디바이스들에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함할 수 있다. RDM IE는, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 RDM IE 내에서, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 소정 값으로 지정될 수 있다. 예를 들어, 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 0xFFFF 로 지정될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 RDM IE의 형식은 도 12에 도시된다.
일 실시 예에 따른 프로세서(220)는, 제1 RCM 내에 포함되는 시간 정보에 기초하여 제1 전자 디바이스에게 레인징 요청을 전송할 수 있다.
일 예로서, 프로세서(220)는, 제1 RCM에 포함되는 RRF에 대한 전송 오프셋 정보에 기초하여 결정된 시점에, 제1 전자 디바이스에게 RRF를 전송할 수 있다.
다른 예로서, 프로세서(220)는, 제1 RCM에 포함되는 RRF를 위한 전송 슬롯 정보에 기초하여 결정된 시점에, 제1 전자 디바이스에게 RRF를 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(220)는, 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 제1 전자 디바이스로부터 수신할 수 있다.
예를 들어, 제2 RCM은, 제2 전자 디바이스를 포함하는 레인징 그룹의 디바이스들 각각에게 할당된 슬롯, 할당된 역할 및 각 디바이스의 주소에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함할 수 있다. 제2 전자 디바이스는, 제2 RCM의 RDM IE에 자신에게 할당된 슬롯이 포함되어 있다면 레인징 그룹 참여에 성공한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(220)는, 제2 RCM에 기초하여 레인징 그룹과 레인징을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 전자 디바이스가 레인징 그룹에 참여하게 되면, 일 실시 예에 따른 프로세서(220)는, 레인징 그룹의 다른 전자 디바이스들과 레인징을 위한 프레임을 송수신하고, 레인징 프레임이 전달되는데 소요되는 시간을 측정하고, 측정된 시간에 기초하여 다른 전자 디바이스들과 제2 전자 디바이스 간의 거리를 계산할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 S/W 프로그램으로 구현될 수 있다.
컴퓨터는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 개시된 실시 예에 따른 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 영상 전송 장치 및 영상 수신 장치를 포함할 수 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
또한, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치 또는 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은 S/W 프로그램, S/W 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 전자 장치의 제조사 또는 전자 마켓(예, 구글 플레이 스토어, 앱 스토어)을 통해 전자적으로 배포되는 S/W 프로그램 형태의 상품(예, 다운로더블 앱)을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, S/W 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 제조사의 서버, 전자 마켓의 서버, 또는 SW 프로그램을 임시적으로 저장하는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은, 서버 및 단말(예로, 레인징 전자 디바이스)로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 단말의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 서버 또는 단말과 통신 연결되는 제3 장치(예, 스마트폰)가 존재하는 경우, 컴퓨터 프로그램 제품은 제3 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 컴퓨터 프로그램 제품은 서버로부터 단말 또는 제3 장치로 전송되거나, 제3 장치로부터 단말로 전송되는 S/W 프로그램 자체를 포함할 수 있다.
이 경우, 서버, 단말 및 제3 장치 중 하나가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시 예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 서버, 단말 및 제3 장치 중 둘 이상이 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시 예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 서버(예로, 클라우드 서버 또는 인공 지능 서버 등)가 서버에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 서버와 통신 연결된 단말이 개시된 실시 예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 제3 장치와 통신 연결된 단말이 개시된 실시 예에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다. 구체적인 예로, 제3 장치는 레인징 디바이스를 원격 제어하여, 레인징을 수행하도록 제어할 수 있다.
제3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 경우, 제3 장치는 서버로부터 컴퓨터 프로그램 제품을 다운로드하고, 다운로드된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행할 수 있다. 또는, 제3 장치는 프리로드된 상태로 제공된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시 예들에 따른 방법을 수행할 수도 있다.
Claims (15)
- UWB를 통해 레인징을 수행하는 제1 전자 디바이스의 동작 방법에 있어서,제1 전자 디바이스가 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하기 위한 정보를 포함하는 제1 레인징 컨트롤 메시지(Ranging Control Message, RCM)를 전송하는 단계에 있어서, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않은 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하는, 상기 제1 RCM을 전송하는 단계;상기 시간 정보에 기초하여 제2 전자 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하는 단계;상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 전송하는 단계; 및상기 제2 RCM에 기초하여 상기 제2 전자 디바이스와 레인징을 수행하는 단계를 포함하는, 제1 전자 디바이스의 동작 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제1 RCM은, 상기 레인징 그룹의 레인징에 이용되는 레인징 라운드 정보 요소(Ranging Round Information Element, RR IE)를 포함하고,상기 RR IE는, 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 오프셋을 포함하는, 제1 전자 디바이스의 동작 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제1 RCM은, 상기 레인징 그룹에 포함된 디바이스들에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 레인징 디바이스 관리 정보 요소(Ranging Device Management Information Element, RDM IE)를 포함하고,상기 RDM IE는, 상기 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 정보를 더 포함하는, 제1 전자 디바이스의 동작 방법.
- 제3 항에 있어서,상기 RDM IE 내에서 상기 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 0xFFFF 로 지정된 것을 특징으로 하는, 제1 전자 디바이스의 동작 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제2 RCM을 전송하는 단계는,상기 제2 전자 디바이스로부터 수신된 레인징 요청을 승인할 지 여부를 결정하는 단계; 및상기 제2 전자 디바이스로부터 수신된 레인징 요청을 승인할 것을 결정하는 경우, 상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 상기 제2 RCM을 생성하는 단계를 포함하는, 제1 전자 디바이스의 동작 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제2 RCM을 전송하는 단계는,상기 제2 전자 디바이스에게 슬롯을 할당하는 단계; 및상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯 및 상기 제2 전자 디바이스의 주소를 포함하는 상기 제2 RCM을 전송하는 단계를 포함하는, 제1 전자 디바이스의 동작 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 제2 RCM은,상기 제2 전자 디바이스를 포함하는 상기 레인징 그룹의 디바이스들 각각에게 할당된 슬롯, 할당된 역할 및 각 디바이스의 주소에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함하는, 제1 전자 디바이스의 동작 방법.
- 제1 항에 있어서,상기 레인징을 수행하는 단계는,제1 레인징 프레임을 상기 제2 전자 디바이스에게 전송하는 단계;제2 레인징 프레임을 상기 제2 전자 디바이스로부터 수신하는 단계;상기 제1 레인징 프레임 및 상기 제2 레인징 프레임에 기초하여, 상기 제2 레인징 프레임이 상기 제2 전자 디바이스로부터 상기 제1 전자 디바이스에게 전달되는 데에 소요되는 시간을 계산하는 단계; 및상기 계산된 시간에 기초하여, 상기 제1 전자 디바이스와 상기 제2 전자 디바이스 간의 거리를 계산하는 단계를 포함하는, 제1 전자 디바이스의 동작 방법.
- UWB를 통해 레인징을 수행하는 제2 전자 디바이스의 동작 방법에 있어서,레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하는 제1 전자 디바이스로부터 제1 RCM을 수신하는 단계에 있어서, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하는, 상기 제1 RCM을 수신하는 단계;상기 시간 정보에 기초하여 상기 제1 전자 디바이스에게 레인징 요청을 전송하는 단계;제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 수신하는 단계; 및상기 제2 RCM에 기초하여 상기 레인징 그룹과 레인징을 수행하는 단계를 포함하는, 제2 전자 디바이스의 동작 방법.
- UWB를 통해 레인징을 수행하는 제1 전자 디바이스에 있어서,통신부;메모리; 및상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 상기 제1 전자 디바이스의 동작을 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,상기 적어도 하나의 프로세서는,상기 제1 전자 디바이스가 레인징 그룹의 레인징 절차를 제어하기 위한 정보를 포함하는 제1 RCM을 전송하고, 상기 제1 RCM은 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 시간 정보를 포함하고,상기 시간 정보에 기초하여 상기 제2 전자 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하고,상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 제2 RCM을 전송하고,상기 제2 RCM에 기초하여 상기 제2 전자 디바이스와 레인징을 수행하는 것을 특징으로 하는, 제1 전자 디바이스.
- 제10 항에 있어서,상기 제1 RCM은, 상기 레인징 그룹의 레인징에 이용되는 레인징 라운드 정보 요소(Ranging Round Information Element, RR IE)를 포함하고,상기 RR IE는, 상기 레인징 그룹에 참여하고 있지 않는 디바이스로부터 레인징 요청을 수신하기 위해 설정된 오프셋을 포함하는, 제1 전자 디바이스.
- 제10 항에 있어서,상기 제1 RCM은, 상기 레인징 그룹에 포함된 디바이스들에게 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함하고,상기 RDM IE는, 상기 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 정보를 더 포함하는, 제1 전자 디바이스.
- 제12 항에 있어서,상기 RDM IE 내에서 상기 레인징 요청을 수신하기 위해 지정된 슬롯에 대한 주소는 0xFFFF 로 지정된 것을 특징으로 하는, 제1 전자 디바이스.
- 제10 항에 있어서,상기 적어도 하나의 프로세서는,상기 제2 전자 디바이스에게 슬롯을 할당하고, 상기 제2 전자 디바이스에게 할당된 슬롯 및 상기 제2 전자 디바이스의 주소를 포함하는 상기 제2 RCM을 전송하는 것을 특징으로 하는, 제1 전자 디바이스.
- 제10 항에 있어서,상기 제2 RCM은,상기 제2 전자 디바이스를 포함하는 상기 레인징 그룹의 디바이스들 각각에게 할당된 슬롯, 할당된 역할 및 각 디바이스의 주소에 대한 정보를 포함하는 RDM IE를 포함하는, 제1 전자 디바이스.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114302328A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 智能设备的控制方法、装置及*** |
WO2023101429A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device for ultra wide band (uwb) communication |
EP4198562A1 (fr) * | 2021-12-16 | 2023-06-21 | Orange | Procede d estimation de du temps de vol entre un premier equipement et un deuxieme equipement |
EP4231048A1 (en) * | 2022-02-18 | 2023-08-23 | Qorvo US, Inc. | Method of skipping uwb ranging rounds to reduce the mobile phone power consumption |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230135456A (ko) * | 2022-03-16 | 2023-09-25 | 삼성전자주식회사 | Uwb 통신을 이용한 레인징 방법 및 장치 |
CN115932812A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-04-07 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 超宽带测距方法、装置和*** |
WO2024122674A1 (ko) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | 삼성전자주식회사 | 초광대역통신 세션을 관리하는 방법 및 장치 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100050809A (ko) * | 2008-11-06 | 2010-05-14 | 삼성전자주식회사 | Supl을 이용한 단말기의 위치 결정 방법 및 시스템 |
KR20160046801A (ko) * | 2013-09-18 | 2016-04-29 | 인텔 코포레이션 | Tof 포지셔닝을 위한 정밀 타이밍 측정 |
KR20170054862A (ko) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 삼성전자주식회사 | 장치들의 위치 측정을 위한 장치 및 방법 |
US20190208387A1 (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Qualcomm Incorporated | System and method for ranging-assisted vehicle positioning |
KR20190092548A (ko) * | 2016-12-14 | 2019-08-07 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | 포지셔닝 방법 및 시스템, 및 관련 디바이스 |
-
2020
- 2020-04-22 KR KR1020200048859A patent/KR20210130521A/ko unknown
-
2021
- 2021-03-30 US US17/918,488 patent/US20230141919A1/en active Pending
- 2021-03-30 WO PCT/KR2021/003943 patent/WO2021215686A1/ko active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100050809A (ko) * | 2008-11-06 | 2010-05-14 | 삼성전자주식회사 | Supl을 이용한 단말기의 위치 결정 방법 및 시스템 |
KR20160046801A (ko) * | 2013-09-18 | 2016-04-29 | 인텔 코포레이션 | Tof 포지셔닝을 위한 정밀 타이밍 측정 |
KR20170054862A (ko) * | 2015-11-10 | 2017-05-18 | 삼성전자주식회사 | 장치들의 위치 측정을 위한 장치 및 방법 |
KR20190092548A (ko) * | 2016-12-14 | 2019-08-07 | 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 | 포지셔닝 방법 및 시스템, 및 관련 디바이스 |
US20190208387A1 (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Qualcomm Incorporated | System and method for ranging-assisted vehicle positioning |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023101429A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device for ultra wide band (uwb) communication |
EP4198562A1 (fr) * | 2021-12-16 | 2023-06-21 | Orange | Procede d estimation de du temps de vol entre un premier equipement et un deuxieme equipement |
CN114302328A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 智能设备的控制方法、装置及*** |
CN114302328B (zh) * | 2021-12-24 | 2023-02-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 智能设备的控制方法、装置及*** |
EP4231048A1 (en) * | 2022-02-18 | 2023-08-23 | Qorvo US, Inc. | Method of skipping uwb ranging rounds to reduce the mobile phone power consumption |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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