Bluetooth 및 WPAN 기술 서비스

Bluetooth 및 WPAN 기술 서비스

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Bluetooth 및 WPAN 기술 서비스

1. Bluetooth 서비스 - Bluetooth 유래 및 역사 - Bluetooth 기술요약 - Bluetooth Protocol - Bluetooth Profile - Bluetooth 향후 전망2. WPAN 기술 - IEEE 802.15 - IEEE 802.15.2 - IEEE 802.15.3 - IEEE 802.15.3a and IEEE 802.15.4

목 차

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블루투스 기술은 2.4GHz 의 비인가 ISM(Unlicensed Industrial Science Medical) 주파수 대역을사용하여 , 10m 이내의 개인거리 내에서 다양한 기기간에 통신을 할 수 있도록 하는 저전력(RF 전력 : 1mW, 100mW), 저가 (5 달러 ) 의 무선 통신 시스템이다 .

Bluetooth 의 유래 및 역사

구분 Description

블루투스 유래• 초기 프로젝트 명에 불과• 10 세기 덴마크와 노르웨이를 통일시킨 유명한 바이킹의 왕 헤럴드 블루투스에서 유래• SIG 에 의해 공식명칭으로 결정

블루투스 역사

• 복잡한 유선케이블을 대체할 목적으로 시작• 멀티미디어 데이터 송수신을 무선으로 할 수 있도록 하는 기술로 진화

1994 • 에릭슨의 이동통신사 그룹이 휴대폰과 주변기기사이의 소비전력이 낮고 가격이 싼 무선 인터페이스를 연구하기 시작

1996 • 1996 년 6 월에 블루투스 규격버젼 1.0 제정• 1996 년 12 월에 1.0B 제정

1997 • 에릭슨이 다른 휴대기기 메이커와 접촉

1998 • 에릭슨 , 노키아 , IBM, 도시바 , 인텔로 구성된 SIG 가 최초 결성됨

1999• 9 개사 1 그룹에 의해 사양이 확대 , 상호교환 검증의 테스트베드 제공을 위한 포럼을 결성하고 SIG 을 주도• IrDA( 근거리 무선 데이터 통신기술 ) 이 MS 윈도 95 에 탑재

2000 • 회원기업은 2000 개 이상이며 , 국내기업도 70 여 회사 참여• 2000 년 11 월 Bluetooth Specification version 1.1 제정

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블루투스 성장과정은 아래와 같다 .

1998

1999

2000

2001

2002

2004

2003

Spec 1.2 D2

•Faster Connection

•Extended Scatter Mode

•SCO Links

•Absense Masks

•L2CAP Flow and Error control

•Anonymity Mode

•LMP Improvements

Spec 1.2 v0.7

Sepec 1.1

Spec 1.0b

Spec 0.8

Spec 0.9

Spec 1.0a

Spec 1.2

10Mbps

Radio 2.0 (High Rate) v0.5

2.4MbpsMedium Rate

v0.5

6 1 127 2 2 3 12 1

Bluetooth 성장과정

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블루투스는 다른 기기와의 간섭을 없애기 위해 스펙트럼 확산 방식의 일종인 ‘ 주파수 호핑’ 방식을채용 , 이 방식은 1 슬롯 ( 단위마다 ) 무작위로 주파수를 전환하여 고정 송신 주파수에 의한 간섭을 방지하는 동작을 하게 된다 .

크기 가격 소모전력 전송속도 주파수 거리0.5 제곱인치 5 달러 ( 칩 ) 100mW 1Mbps 2.4GHz 10m

전송방식 대역폭 / 채널 캐리어센스주파수 호핑 방식 1MHz 폭의 79 채널을 이용해 초당 1600 회 채널을 바꿀수 있음 필요 없음송신출력 ( 기본출력 ) 송신출력 ( 최대출력 )0 dBm/10m +20 dBm/100m

• Bluetooth 의 신뢰성 있는 데이터 송수신을 가능하게 하기 위한 방법

- 송신측에서 보낸 데이터를 수신 측에서 제대로 받지 못했을 경우 , 송신측에서 이전에 전송한 데이터를

재전송하는 방법인 ARQ (Automatic Repeat Request) 사용

- 전송 중에 생긴 패킷헤더나 데이터의 비트오류를 스스로 감지하고 보정해 주는 방법인 HEC (Header

Error Correction) 와 PEC (Forward Error Correction) 을 사용

• 주파수 호핑방식의 장점

- 라디오 주파수 간섭이 적음 ( 주파수 변환 ), 충돌 발생시 해당 패킷 재전송 ,

- 송신자와 수신자만 주파수 호핑 패턴을 알고 있으므로 보안 정도가 높음

• 캐리어 센스 (Carrier Sense) : 근거리 통신망에서 여러 기계가 동시에 통신회선을 사용하려고 경쟁할 때 발생하는 충돌을 해결하는 방법

Bluetooth 기술 요약

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마스터 (Master) 와 슬레이브 (Slave) 기기들로 구성된 작은 네트워크인 피코넷을 구성할 수 있으며 ,여러 개의 피코넷이 있을 경우 피코넷의 데이터 송수신을 위해 스케터넷을 구성할 수 있다 .

Piconet

slave1

slave2

slave3

master

slave1

slave2

slave3

master

slave5

slave4

master

Scatternet

• 하나의 피코넷은 1 개의 마스트와 7 개까지의 활성 슬레이브를 지원가능

• 2 개 이상의 피코넷으로 구성 , 100 개까지의 피코넷 연결가능• 하나의 피코넷의 마스터는 다른 피코넷의 슬레이브가 될 수 있음• Bluetooth V1.1 은 지원하지 않음

• 마스트와 슬레이브간에 데이터 송수신을 위한 커넥션

- 데이터 송수신을 위한 ACL (Asynchronous Connection-Less) 커넥션

- 음성 전송을 위한 SCO (Synchronous Connection-Oriented) 커넥션

• 마스터 : 연결을 시작하는 쪽 => 주파수 호핑 패턴 ( 주소를 이용 ) 과 호핑 순서 (클럭 이용 ) 제어

• 슬레이브 : 연결을 당하는 쪽

Bluetooth 기술 요약 (+)

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링크의 유형은 접속 중에도 변경하는 것이 가능하며 , 두 종류의 물리 링크가 음성과 데이터가 혼합된 멀티미디어 어플리케이션을 지원하기 위해 정의되었다 .

SCO 커넥션 ACL 커넥션

• SCO 커넥션은 보통 음성에 사용되는 대칭형의 회선 교환방식 , 점 - 대 - 점 연결을 제공한다 . • Point to Point(1:1) 의 접속으로서 동기의 회선 교환통신을 한다 . • 통신속도는 보장하지만 깨진 패킷은 다시 보내지 않는다 . • 동시에 3 개까지 의 음성 , 혹은 동시에 비동기의 데이터와 동기의 음성통신이 가능하며 양방향으로 64Kbit/sec 의 통신이 가능하다 .• SCO링크에는 세 종류의 단일 슬롯 음성 패킷이 정의되었고 각각이 64 Kbps 의 속도로 음성을 전송한다 . 음성은 보호되지 않은 채 전달되지만 SCO 간격이 줄어들면 2/3 또는 1/3 율의 전 방향 오류 수정이 적용될 수 있다 .

• ACL링크는 보통 data 전송에 사용되며 대칭 또는 비대칭 , 패킷 교환 , 점 - 대 - 다점의 접속으로서 비 동기의 패킷통신을 한다 .• 하나의 채널을 복수의 디바이스가 공유하기 때문에 통신속도는 보장되지 않지만 깨진 패킷은 다시 보내진다 . • Master 유닛은 ACL 연결을 제어하기 위해 폴링 (polling) 기법을 사용한다 . • 브로드 캐스트 메시지 송수신은 ACL링크로부터 지원되고 있다 .• ACL링크에는 1- 슬롯 , 3- 슬롯 , 5- 슬롯 데이터 패킷이 정의되었다 . • 데이터는 2/3 FEC rate 으로 보호되거나 또는 보호되지 않은 채 전송될 수 있다 . • 한 방향에서의 최대 데이터 전송률은 보호되지 않은 5- 슬롯 패킷이 사용되었을 때 , 다른 방향이 57.6 Kbps 일 경우 721 Kbps 까지 제공된다 .

SCO 링크

SCO 링크

SCO 링크

ACL 링크

Bluetooth 기술 요약 (+)

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블루투스는 기본적으로 각기 다른 회사의 다양한 특성의 기기들이 서로 통신을 할 수 있도록 하는것을 목적으로 한다 . 따라서 특정 기능마다 필요한 프로토콜들이 명확히 정의되어 각 회사들이 그 정의에 따라 프로토콜 계층을 구현해야 한다 .

WAP

TCP/UDP

IP

PPP

RFCOMM

L2CAP

SDP

LMP

Baseband

RF

AUDIO

Host Controller Interface

Protocol Layer Protocols in the stack

Bluetooth Core Protocols

Baseband, LMP, L2CAP, SDP

Cable Replacement

ProtocolRFCOMM

Telephony Control Protocols

TCS Binary, AT-commands

Adopted Protocols

PPP, UDP/TCP/IP, OBEX, WAP, vCard,

vCal, IrMC, WAE

Bluetooth Protocol

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블루투스 specification 는 블루투스 무선 기술을 이용하는 다양한 장비들이 세계 어디서나 상호통신할 수 있도록 하기 위해 요구되는 정보들을 담고 있는 표준이다 .

Protocol Description

Baseband

베이스 밴드는 물리적으로 RF(물리층 : 무선부분 ) 와 블루투스 탑재기기를 접속할 때에 사용된다 . 블루투스는 패킷 상태의 데이터가 시분할된 주파수 대역을 전송하는 주파수 호핑 스펙트럼 확산 방식을 이용하고 있기 때문에 , 블루투스 기기의 호핑 주파수와 클럭의 동기를 맞추는 역할을 한다 . 베이스밴드는 두 가지 물리적인 접속방법을 제공하는데 , Synchronous Connection Oriented (SCO) - 데이터 통신과 음성 - 와 Asynchronous ConnectionLess (ACL) - 주로 데이터 통신 - 이다 .

LINK Manager Protocol (LMP)

링크 매니저 프로토콜은 블루투스 기기간의 링크를 설정하는 역할을 한다 . 이 프로토콜은 security 역할을 담당하며 , link 나 암호 키의 생성 , 교환 , 체크와 베이스 밴드의 패킷 사이즈를 제어한다 . 또한 , Power mode, 피코넷의 접속상태를 컨트롤하는 역할도 수행한다 .

Logical Link Control and Adaptation

Protocol (L2CAP)

L2CAP 은 Baseband 의 상위에 위치하는 프로토콜이며 상위의 프로토콜 스택에 대하여 다중통신기능 ,데이터의 분할과 조합 , 그룹의 추상화 역할을 담당하는 서비스를 제공한다 . L2CAP 에 의해 상위의 프로토콜 및 Application 은 64k 바이트까지의 길이를 가지는 L2CAP 패킷 데이터를 송수신하는 것이 가능하다

Service Discovery Protocol (SDP)

SDP 는 블루투스의 이용 용도를 미리 결정하는 서비스를 제공하고 중요한 역할을 담당한다 . SDP 를 이용함으로써 각각의 기기가 가진 정보 , 서비스의 내용을 파악하여 기기간의 접속을 할 수 있게 된다 .

Bluetooth Protocol(+)

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블루투스 specification 는 블루투스 무선 기술을 이용하는 다양한 장비들이 세계 어디서나 상호통신할 수 있도록 하기 위해 요구되는 정보들을 담고 있는 표준이다 .(~ 계속 )

Protocol Description

Cable Replacement

Protocol (RFCOMM)

RFCOMM 은 Cable Replacement 프로토콜이라는 것에서도 알 수 있듯이 모뎀을 연결하는 RS-232C 등의 시리얼 송신을 대체하는 프로토콜이며 , ETSI 07.10 의 사양을 베이스로 하고 있다 . RFCOMM 은 OBEX 등 시리얼 송신기능을 필요로 하는 상위 프로토콜에 대해 RS-232C 의 컨트롤이나베이스 밴드상의 데이터 신호를 서포트하는 역할을 맡고 있다 .

PPP 블루투스에서는 1 대 1 의 접속을 확립하기 위하여 RFCOMM 의 상위에 PPP 가 정의되어 있으며 , PPP 는 IETF 의 Point-to-Point Protocol 이다 . PPP 의 네트워크가 확립된다고 하는 것은 PPP 사이에서 IP 팔레트가 이용된다는 것을 의미한다 .

TCP/UDP/IP 이 프로토콜 스택들이 블루투스에 이용된다는 말은 블루투스 기기가 인터넷에 액세스가 가능하게 되는 것을 의미한다 .

WAP Wireless Application Protocol (WAP) 은 WAP forum 에 의해 사양이 진행되고 있는 것으로 , 광범위한 무선네트워크에서 이용되어 휴대전화나 그 외의 무선단말기에 인터넷 컨텐츠나 전화의 부가서비스를 제공하는 것을 목적을 한다 .

Host Control Interface (HCI) 블루투스 모듈과의 표준 인터페이스 방법 정의

Bluetooth Protocol(+)

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Profile 은 블루투스를 최상위 Application 에서 어떻게 사용할 지를 정의한 규격이다 .

Generic Access Profile 기본 접속사양 모든 Bluetooth대응기기가 탑재 해야 할 프로파일Service Discovery Profile Application Profile

서비스 discovery 프로토콜을 사용한 기본 접속사양 ( 유효한 서비스 검출 )Cordless Telephony

Profile 무선전화기 전화의 기능을 실현할 때 필요한 프로파일Intercom Profile 무전기Serial Port profile 시리얼포트를 사용한 기본 접속사양

기존 시리얼포트를 장착한 기기 접속에 필요한 프로파일Headset Profile 헤드셋

Dial-up Networking Profile 모뎀 등

Fax Profile FAXLan Access Profile 라우터

Generic Object Exchange Profile 기본 오브젝트 교환 정의 IrDA 의 오브젝트 교환 프로토콜

(OBEX) 를 사용하여 오브젝트 교환이나 파일전송을 할 때에 필요한 프로파일

Object Push Profile 명함교환 등File Transfer Pro PC 외의 파일 전송

Synchronization Profile PC 외의 동기를 꾀함

Generic Access Profile

Service Discovery

Application Profile

SerialProt Profile

Dial-upNetworking Profile

Fax Profile

Headset Profile

LAN Access Profile

Car Profile

Generic Object Exchange

ProfileFile Transfer

Profile

Object Push Profile

Synchronization Profile

TCS_BIN_baseed profiles

CordlessPhone Profile

Intercom Profile

Bluetooth Profile

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블루투스 응용분야를 간단히 요약하면 다음과 같다 .

3-in-1 phone 사무실에서는 내선전화 , 댁내에서는 무선전화 , 밖에서는 휴대전화가 되는 3-in-1 전화 인터넷 브리지 인터넷 접속 가능한 휴대전화기와 무선 네트워크가 되므로 언제 어디서나 노트북으로도 인터넷 접속가능

신속한 데이터 교환 회의 도중 , 연결 케이블 없이도 곧바로 데이터를 교환

데이터 동기화 PDA, 휴대단말기 등과 노트북 , PC등의 파일 및 데이터들이 일일이 새로 업데이트하거나 유선으로 연결해서 파일 및 데이터를 전송하지 않아도 서로 같아 질 수 있게 됨

무선 데스크 탑 컴퓨터 마우스 , 키보드 , 프린터 , 스캐너 등의 각종 컴퓨터 주변기기들이 무선으로 연결되므로 컴퓨터 주변의 복잡한 전선들이 없어지고 기기의 이동성 및 사용 편리성이 증대됨

노트북 전화 유선전화와 무선 네트워크로 노트북에 핸드 셋을 연결하여 휴대전화 없이도 사용 가능함

Briefcase trick 가방 속에 넣어둔 노트북에서 휴대폰 또는 인터넷 브리지를 통하여 미리 작성해 둔 e-mail 등을 송수신할 수 있는 기능

무선 헤드 셋 블루투스가 탑재된 헤드 셋을 착용하면 선이 연결되었을 때 생길 수 있는 행동이나 이동의 제약으로부터자유로워진다 . 블루투스 탑재 제품 중 가장 활발히 개발되고 있다고 볼 수 있다

Bluetooth 응용분야

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WPAN (Wireless Personal Area Networks) 은 비교적 짧은 거리 내에서 비교적 적은 사용자간에정보를 전달하는 데 목적이 있으며 , 블루투스가 대표적인 기술이다 .

구 분 Description

Task Group 1(IEEE 802.15.1)

블루투스를 기반으로 WPAN 규격을 제안하는 그룹으로서 , 블루투스 규격을 IEEE 표준에 맞도록 변환하는 작업을 수행하였다 .

Task Group 2(IEEE 802.15.2)

WPAN 과 WLAN 을 동시에 사용하기 위한 방식을 제안하기 위한 그룹이다 . WPAN 과 WLAN 이 동일한 대역에서 상호 간섭을 최소화하면서 동작할 수 있는 방식을 제안하고 있다

Task Group 3(IEEE 802.15.3)

고속 률 (20Mbps 이상 ) WPAN 의 규격을 제정하고 배포하기 위한 작업 그룹이다 . TG3 에서 제안하는 WPAN 의 서비스 영역은 반경 10m 정도이며 , 대략 20Mbps 이상의 고속 률 데이터 전송을 지원한다 .

Task Group 4(IEEE 802.15.4)

수 개월 , 또는 수 년간 배터리를 사용할 수 있고 , 복잡도가 낮은 저속 률 WPAN 의 규격을 제정하고 배포하기 위한 작업 그룹이다 .

WPAN 기술

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IEEE 802.15.2WPAN 과 WLAN 이 2.4GHz 의 동일 대역을 사용함으로 인해 네트워크 성능의 한계점이 야기되어TG2 에서는 동일 주파수 대역을 여러 무선 기기들이 사용함으로 인한 상호 간섭 문제와 진보된 멀티미디어 서비스를 위한 고속 데이터 전송 등을 해결하기 위한 연구를 진행하였다 .

IEEE 802.15.2

상호 공존 (Coexistence) 모델의 개발과 이를 이용한 상호 공존 방안의 개발이라는 2 가지 목표를 가지고 연구를 추진

상호 협조적 (Collaborative) 상호 공존 방안 비협조적 (Non-collaborative) 상호 공존 방안

• IEEE 802.15.2 기기와 블루투스 기기가 사전에 서로의 정보를 미리 나누어 각각의 기능과 사용 주파수 채널에 대해 파악한 후 최적의 통신방식을 사용

• 어느 한쪽이 통신을 시작한 이후 다른 기기가 이를 사용하려면 서로에 대한 정보의 교류 없이 같은 주파수 대역을 피하여 사용

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IEEE 802.15.3최대 1Mbps 의 전송률과 세 개의 음성 채널로 매우 제한된 데이터 전송을 지원하는 블루투스의취약점을 극복 , 멀티미디어 전송이 가능한 기기들간의 ad hoc 형태의 연결을 지원하기 위하여 ,IEEE802.15.3 에서 새로운 표준안인 고속 전송 WPAN(HR-WPAN) 이 연구 및 개발하였다 .

PNC/DEV

DEV

DEV

DEV

DEV

데이터데이터

데이터

데이터

데이터

비컨

비컨

비컨

비컨

IEEE 802.15.3 피코넷

• 가장 기본적인 구성요소 : 디바이스 (DEV)

• 두 개 이상의 디바이스 또는 스테이션이 POS (Personal

Operating Space) 내에서 동일한 물리채널로 통신하면 WPAN 이 구축된다 .

• 피코넷을 구성하기 위해서는 PNC (Piconet Coordinator)

역할을 하는 DEV 가 반드시 있어야 하며 PNC 는 채널타임관리 , 채널접근제어 , 전력관리 등을 담당한다 .

• POS : 일반적으로 반경 10m 이내에 있는 영역을 가리키며 , 정지하거나 이동중인 개인의 커버리지 영역을 나타낸다 . 그러나 , 무선 물리계층에서 전파 특성은 시간에 따라 변하고 예측 불가능하므로 커버리지 영역을 정확히 정의하기가 어렵다 . • Ad hoc 네트워크 : IEEE 802.15.3 WPAN 은 미리 설계되는 것이 아니고 , WPAN 이 필요할 때 형성되는 이런 종류의 동작을 ad hoc 네트워크라 한다 . Ad hoc 네트워킹은 언제 , 어디서나 중앙 인프라의 도움 없이도 디바이스간 통신을 할 수 있는 방식이다 .

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IEEE 802.15.3IEEE 802.15.3 피코넷에서 타이밍은 슈퍼프레임 (SuperFrame) 을 기반으로 한다 .

슈퍼프레임 #m-1 슈퍼프레임 #m 슈퍼프레임 #m-1

비컨 #mContenti

on Access Period

Channel Time Allocation Period

MCTA1

MCTA2 CTA1 CTA1 ㅇㅇㅇ CTA n-1 CTA n

Guard Time : 동기를 맞추기 위한 여유

CTAP 는 CTA, MCTA 로 구성

• PNC : Piconet Coordinator• CAP : Contention Access Period• CTAP : Channel Time Allocation Period• CTA : Channel Time Allocation• MCTA : Management CTA

MCTA 는 DEV 와 PNC 간의 통신에 사용되는 CTA형태

CTA 는 커맨드 , 등시성 데이터 , 비동기 데이터 전송 가능

CAP 의 길이는 PNC 가 결정

• WPAN 은 coordinator 역할을 하는 디바이스가 superframe 을 전송하면서 WPAN 형성

• Superframe 은 비컨 (beacon), CAP (Contention Access Period), CTAP (Channel Time Allocation Period) 로 구성

• Coordinator 의 주요 기능 중 하나는 WPAN 에 관련된 정보와 타이밍을 실은 비컨을 전송하는 것이다 .

• CAP 은 CSMA/CA 방식을 사용 , CTAP 는 TDMA 방식을 사용

• 각 슈퍼 프레임은 비컨을 시작하여 CAP, CTAP 로 구성

• PNC 는 슈퍼프레임 내의 원하는 위치에 원하는 번호의 MCTA, CTA 를

위치시킬 수 있음

• PNC 는 CAP 에게 제공되는 기능을 MCTA 로 변경할 수 있다 .

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IEEE 802.15.3a and IEEE 802.15.4

구 분 설 명IEEE 802.15.3a

• IEEE 802.15.3 기술이 사용하는 MAC (Medium Access Control) 을 그대로 이용하며 , PHY 기술만 UWB (Ultra Wide Band) 기술을 이용하여 보다 놓은 대역폭을 가지도록 함으로써 고속의 데이터 전송을 요구하는 오디오 , 비디오 기기들을 무선으로 연결하는데 초점을 맞추고 있다 .

IEEE 802.15.4

• IEEE 802.15.4 기술은 20kbps 와 40kbps, 그리고 250kbps만을 지원하는 WPAN기술로 낮은 전력을 소모하며 , 초저가의 센서 네트워크를 구현하기에 최적의 방안을 제공하는 기술이다• IEEE 802.15.4 기술의 주요 적용 분야는 무선 센서를 응용하는 화학 공정이나 응급 상황 감지 시스템 , 자동차 타이어 감지 시스템 , 건강 감지 센서 및 모니터링 , 대화형 장난감 , Security, 창문 개폐 , 냉난방 등의 홈 오토메이션 등이다 .

무선기술 최대 데이터전송속도 일반적인 송신출력Bluetooth1.1 1Mbps 1mW

무선 LAN(802.11b) 10Mbps 100mW무선 LAN(802.11a) 100Mbps 100mW

UWB 1Gbps 0.1mW

• 기저대역 신호로 전송하므로 송신기의 제작이 매우 쉽고 싼 가격으로 구현할 수 있다 .• ISI(잡음의 한 형태 ) 를 일으킬 확률이 낮으므로 UWB 는 GPS 나 PCS 그리고 WLAN 기능과 함께 하나의 기기에 통합될 수 있다 .• 매우 낮은 감지 확률로 인하여 신호레벨에서 데이터의 안정성이 보장되며 저전력을 소모한다 .• 넓은 대역폭을 사용하므로 다중반사로 인한 다중 페이딩 문제에 매우 강한 특징을 가지고 있어 홈 네트워크 기술로 적합하다 .

UWB (Ultra Wide Band)

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Bluetooth Security블루투스는 3 가지 보안모드를 갖고 있으며 각 블루투스 장비는 한번에 한 모드로만 동작할 수 있다 .

보안모드

보안모드 1 보안모드 2 보안모드 3비 보안 서비스 수준 보안

- 유동적 / 정책기반링크수준 보안- 고정적

인증 기밀성 인가 인증 기밀성

구 분 Description

보안모드 1 어떤 보안절차도 진행시키지 않는다 . 이 모드는 보안이 요구되지 않는 어플리케이션을 위해 사용된다 .

보안모드 2 L2CAP(Link Control and Adaptation Protocol) 레벨의 채널이 생성된 후에 보안 프로시저가 수행

보안모드 3 채널이 생성되기 전에 보안 프로시저가 수행

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블루투스 인증 프로시저는 challenge-response 형태이다 .Bluetooth Security(+)

• 검증자 : 다른 장비의 정체성을 검증하는 장비

• 요청자 : 그 정체성을 증명하려고 시도하는 장비

• 인증 프로시저 : 클라이언트가 인증을 받기 위해 서버에 접속을 하면 서버는 바이트 스트링 , 즉 challenge를 랜덤하게 생성해서 클라이언트에게 전송한다 . 클라이언트는 challenge 를 자신이 갖고 있는 패스워드와 결합해서 response 를 서버에게 전송한다 . 서버는 response 가 자신이 인증하고자 하는 사용자의 패스워드와 결합이 된 것인지 검사해서 인증을 결정 .

1. 요청자가 자신의 48 비트 주소 (BD_ADDR) 을 검증자에게 전송

2. 검증자는 128 비트 랜덤 challenge(AU_RAND) 를 요청자에게

전송

3. 검증자와 요청자는 E1 알고리즘을 사용해서 response 를

계산하는데 , 입력으로 주소 , 링크키 , 랜덤 challenge 를 사용

4. 요청자는 계산된 response(SRES) 를 검증자에게 return

5. 검증자는 요청자로부터 받은 SRES 를 자신이 계산한 SRES와

비교

6. 만약 두 32 비트 SRES값이 동일하다면 Allow Connection

인증 프로세서

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블루투스 암호화 ( 기밀성 ) 프로시저는 스트림 암호알고리즘 E0 에 기반하고 있다 .

Bluetooth Security(+)

• 블루투스 암호화 프로시져는 스트림 암호알고리즘

E0 에 기반

• 키스트림은 패킷의 페이로드와 XOR되어서 수신

장비에게 전송

• 키스트림은 LFSR(linear feedback shift registers)

에 기반한 암호화 알고리즘을 사용하여 생성

• 키스트림 = DB_ADDR+EN_BAND+Slot Number

+ Encryption key

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Bluetooth 전자파

전자파는 출력전력과 밀접한 관련이 있는데 , 블루투스에서 사용하는 출력 전력은

최대가 10mW 이하 ( 최대 100mW 이하 ) 이며 , 이 전력은 일상적으로 사용하는

휴대폰 (300mW, 난청지역은 최대 600mW) 보다 훨씬 적다 .

dBm : dBm 은 1mW 를 기준으로한 전력값이다 . 절대 레벨 P mW 의 전력은dBm = 10log10(pmW/1mW)

Ex) 1mW=>0dBm, 10mW=>10dBm, 100mW=>20dBm, 1000mW=>30dBm

크기 가격 소모전력 전송속도 주파수 거리0.5 제곱인치 5 달러 ( 칩 ) 100mW 1Mbps 2.4GHz 10m

송신출력 ( 기본출력 ) 송신출력 ( 최대출력 )0 dBm/10m +20 dBm/100m