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최근 근거리 무선 통신으로 각광받고 있는 BLE에 대해 정리하였습니다.

먼저 BLE를 얘기하기 전에 BT의 특성에 대해 간단히 알아보겠습니다.

BT는 근거리 무선통신 중 하나이며 ISM 주파수 대역을 사용하고 있습니다.

ISM대역은 Unlicense 주파수로서 무료로 사용할 수 있는 주파수대역을 말합니다.

BT는 2.4GHz 대역을 사용하고 79개 채널, 1Mhz BW, 5.5MHz 가드밴드로 구성되어 있습니다.

번조방식은 GFSK(Guassian Frequency Shift keying)을 사용하고, TX Power 출력은 보통 6dBm 까지 출력하는 Class2

를 사용하고 있습니다.

Receiver sensitivity는 -70dBm @ 0.1% BER로 비교적 noise에 강한 편입니다.

또한 TDD(Time Division Duplex)와 Frequency Hopping 방식을 사용하는데 TDD 방식으로 기기 하나에 여러개의 기기를

연결할 수 있습니다.

Frequency Hopping은 시간에 따라 주파수를 바꿔가며 전송하는 개념인데, 현재는 adaptive hopping 사용하고 있으며,

이것은 Good channel만 골라서 쓰는 개념입니다.

Bluetooth 버젼은 현재 4.1까지 나와있고, 4.0부터 BLE(Bluetooth low Energy)를 지원하고 있습니다.

1.2의 특징은 AFH(Adaptive Frequency Hopping)을 적용하고, eSCO(Extended Synchronous Connections)

즉 NO ACK packet에 대해 재전송 해줌으로써 안정화가 되었습니다.

2.0에선 EDR(Enhanced Data rate)을 적용, RF modulation 방식을 개선하여 기존보다 3배 빨라진 2.1Mbps를 구현하게

되었습니다.

2.1버젼은 2.0에서 보안이 강화되고, simple pairing 방식 도입 및 소모전류도 개선한 버젼입니다.

3.0 에선 HS (high speed) 방식을 도입하는데 이것은 연결은 Bluetooth를 사용하고, 실제 data전송은 WIFI 를 이용하는

개념입니다. 지존 EDR의  8배인 24Mbps 전송속도를 갖게 됩니다. 하지만 현재 mobile의 많은 회사들이 여러가지 이유로

사용하고 있지 않습니다.

4.0에서 BLE 개념이 도입되었는데 평균 전력과 대기 전력을 줄여 battery 수명을 늘리는 버젼입니다.

이제 BLE에 대해 자세히 설명하겠습니다.

이 BLE는 Bluetooth에 Wibree 개념을 도입한 것인데, 이 Wibree는 경량의 protocal stack을 사용하여

소비 전력을 bluetooth 대비 1/10 정도로 낮춘 근거리 통신 방식입니다.

BLE의 특징으로는 음성 data 지원이 안되고, 범위가 50meter까지 넓어졌다는 점입니다.

또한 2MHz spacing으로 채널수가 40개로 줄었으며 TX power 가 +10dbm 까지 사용하는 한가지 모드밖에 없습니다.

packet format도 6개에서 2개로 줄었고, 전송속도도 0.3Mbps 이하입니다.

전원 사용을 줄이기 위해 동작 사이클을 줄여, sleep 모드 기간을 늘렸고, 작은 패킷을 짧은 시간에 전송

하는 profile을 사용했습니다. 또한 통신을 하지 않을 때엔 링크유지를 하지 않는 특징이 있습니다.

이렇게 low power를 구현하여 작은 battery 용량으로도 오랜 기간 사용할 수 있는 특징이 있어서

현재 wearable device나 기타 health 기기들에 BLE가 많이 사용되고 있습니다.