BLUE TOOTH

1. BLUE TOOTH 2005135058 인터넷미디어공학부 배지태

2. 목 차 • Overview • Protocols • Profiles • Applications

3. Overview Bluetooth 란 ? • Bluetooth기술은 작고, 저렴한 가격, 저전력 소모로 근거리 송.수신기를 Mobile device에 직접 또는 PC카드와 같은 어댑터를 통해 탑재되어 무선환경을 제공해 주는 하나의 기술적인 규격 사양이다.

4. Overview Bluetooth 특징 • 근거리통신 (10m 이내) • 비허가 주파수 대역 • 저전력 • 소형 • 저가격 • 케이블 대체 • 다양한 응용 서비스

5. Overview Bluetooth 이름의 유래 • 바이킹으로 유명한 헤럴드 블루투스의 이름에서 유래되었다. 헤럴드가 스칸디나비아를 통일한 것처럼 블루투스 기술이 서로 다른 통신장치들 간에 선이 없고 단일화된 연결장치를 이룰 것이라는 뜻을 지니고 있다.

6. Overview Shopping center etc. Local area broadcast Alarm & Mail view )))) (((( Health care Weather info. Data synchronize Instant postcard Internet Data down road LAN Access Point Bluetooth 연결 장치

7. Overview Bluetooth 시스템 스펙 • 1Mbps의 전송 속도 • 간섭방지를 위한 주파수 호핑 방식 (79/23 hop, 1600 hop/sec) • 저소비전력 (대기상태 0.3mA, 송수신시 최대 30mA) • 전송거리 10m 및 Option으로 100m까지 가능 • Class 1,2,3의 송신 파워 (각 100mW, 2.5mW, 1mW) • 변조방식 : GFSK (Guassian Frequency Shift Keying) • 3채널의 Voice 지원 (A-Law, u-Law PCM, CVSD) • Point to Point, Point to Multi 방식의 연결 가능

8. Overview Bluetooth 무선 구조 • 사용주파수 대역 : 2.4GHz ISM band • 소모전력 : 1mW(class 3) • 전송범위 : 0.1 ~ 10m(class 3) • 듀플렉스 방식 : TDD(Time Division Duplex) 양방향 통신을 위해 단 하나의 주파수가 사용 • 무선링크 특징 • 짧은 패킷 : 최대 Payload 2745bits • 전송률 : 1초에 1600홉 • 하나의 물리적채널을 Master와 Slave가 공유하는 구조

9. Overview f(2k) f(2k+1) f(2k+2) master t slave t 625ms TDD에 의한 엑세스 제어

10. Overview Bluetooth 물리 링크 • 음성채널(3개)와 데이터채널(1개) 모두 지원 • SCO link(Synchronous Connection Oriented) • 음성에 사용되는 대칭형의 회선 교환 방식 • 점-대-점 연결을 제공 • ACL link(Asynchronous Connectionless) • 데이터 전송에 사용되며 대칭 또는 비대칭, 패킷 교환, 점-대-다점 연결을 지원

11. Overview 0-2745b 72b 54b access code packet header payload 패킷 구조 • Access code : piconet에서 장치들을 동기화하고 인증하는데 사용된다. (호출, 탐색) • 패킷헤더 : 멤버주소(3) 형태코드(4), 흐름제어(1), 탐지에 대한 응답(1) 시퀀스 번호(1), 헤더에러제어(8)로 구성 총 18bit이며 각 비트마다 3번 반복하여 54bit로 만든다.

12. Overview 블루투스 동작 : piconet과 scatternet • 피코넷 : 정보를 교환하기 위해 같은 채널을 공유하고 있는 장치들의 집합이다 • Piconet : .1개 마스터 + 최대 7개 슬레이브 구성 • Scatternet : 2개 이상의 Piconet이 연결 • Link 제어 : Standby, Inquiry, Page, Connection state • 48bits Bluetooth Device Address(IEEE 802 Standard) • 인증 및 암호화 지원 • 동작 모드 : Active, Hold, Sniff, Park mode • 마스터와 슬레이브가 서로통신하기 위해 주파수와 시간이 반드시 동기화 되어야 한다.

13. Overview Slave 이 경우 단 2개의 장치가 통신 Point-to-Point통신 Master

14. Overview 하나의 마스터와 여러 개의 슬레이브를 갖는다. Point-to-multipoint 통신 몇몇의 블루투스 장치는 채널을 공유할 것 이다 Slave Slave Slave Master Slave

15. Overview Scatternet피코넷들이 한 슬레이브유니트를 공유하면서 통신범위를 확장한 형태 Piconet b Piconet a Slave 3 Slave 5 Slave 1 Master b Master a Slave 4 Slave 6 Slave 2

16. Overview master active slave parked slave standby 동작 모드

17. 블루투스상태 및 연결 Unconnected Standby Standby Connecting States Inquiry Page Transmit data Connected Active States PARK HOLD SNIFF Low Poser Modes

18. Bluetooth 주파수 변조 방식 • 전송 Rate 1Mbps의 GFSK ( Gaussian Frequency Shift Keying)라 불리는 방법을 사용 • 긍정 주파수 편차는 1 부정 주파수 편차는 0을 나타낸다 • 무선 통신 수신기는 반스시 최소 0.1%의 BER(Bit Error Rate)이 되도록 설계해야한다.->매 1000 bit마다하나 이상의 에러를 발생시키지 않도록 하는 링크를 제공해야한다

19. Overview Applications TCS SDP RFCOMM Control Data S/W Audio L2CAP Link Manager Baseband H/W RF Bluetooth 호스트 & 장치 분류 HCI Interface

20. Protocol WAE vCard/vCal WAP OBEX TCS - AT Command UDP TCP TCS BIN SDP IP PPP RFCOMM Audio L2CAP Host Controller Interface LMP Baseband Bluetooth Radio Bluetooth 프로토콜 스택

21. Protocol • Core Protocol • Baseband • LMP(Link Manager Protocol) • L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol) • SDP(Service Discovery Protocol) • Cable Replacement Protocol : RFCOMM • Telephony Control Protocol • TCS BIN(Telephony Control Binary) • TCS-AT command • Adopted Protocol • PPP • TCP/UDP/IP • OBEX • WAP • Profiles : combination of protocols • Cordless Phone, LAN Access Profile 등 13개

22. Protocol • Baseband • Physical Channel • Physical Links • Packets • Error Correction • Channel Control • Hop selection • Bluetooth Audio • Bluetooth Addressing • Bluetooth Security

23. Protocol • LMP(Link Manager Protocol) • Setup & Management of Baseband Connection • Piconet management • Link configuration • Security function

24. Protocol • L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol) • Protocol Multiplexing • Segmentation/Reassembly • Quality of Service

25. Protocol • SDP(Service Discovery Protocol) • 블루투스 장치를 통해서 제공되는 서비스의 위치와 유효성 여부를 파악하는데 사용된다.

26. Profile Generic Access Profile TCS-BIN-based Profiles Service Discovery Cordless Phone Intercom Profile Application Profile Profile Serial Port Profile Generic Object Exchange Dial-up Networking Profile Profile File Transfer Fax Profile Profile Object Push Profile Headset Profile Synchronization Profile LAN Access Profile Blue tooth Profile

27. Profile GAP(Generic Access Profile) • 다른 모든 프로파일의 기본이 되는 프로파일이다. • 두 장치 사이의 연결생성, 블루투스 장치의 발견, 링크관리 및 설정과 관련된 일반적인 프로시저를 정의한다.

28. Profile SDAP (Service Discovery Application Profile) • 서비스 디스커버리에 필요한 기본적인 동작을 정의한다. • 블루투스를 사용하며, 무선 네트워크상에 존재하는 다른 장치에서 실행되고 있는 서비스를 발견하기 위해 어플리케이션이사용하는 프로토콜과 프로시져를 정의한다.

29. Profile SPP (Serial Port Profile) • 두 블루투스 장치에서 직렬연결을 설정하는데에 필요한 요구사항을 정의한다.

30. Profile GOEP(Generic Object Exchange Profile) • 필요에 따라서 직접 구현하여 사용할 수 있는 추상 프로파일이다. • Ex) 파일 전송, 동기화, 또는 객체 전송 등을 지원하기 위해 필요한 모든 요소를 정의한다.

31. 적용 분야 • 피코넷 응용 • Peer to Peer 데이터 통신 • 피코넷 대 LAN • PDA 동기화 • 휴대폰 동기화 • 음성 무선링크 • Headset 연결 • 음성 명령 • 보안 및 감시

32. 텔레마틱스 • 기계 대 기계 • 원격 제어 : 자동차키, 차고문, 보안등 • 인포마틱스 • 박물관/박람회 • 멀티미디어/엔터테인먼트 • 비디오 게임 • 극장

33. 유.무선 통합 서비스 (HomeBluetooth 서비스) • Cordless Phone 서비스 • 인터넷 접속 서비스 • 홈 환경 서비스 • 보안 및 출입통제 서비스 • 조명 및 난방 제어 서비스 • 조리 서비스 • 가족 통신 서비스 • 음악 및 오락 서비스

34. 여행 서비스 • 출발/도착 스케줄 서비스 • 예약 및 변경 서비스 • 전자 티켓 서비스 • 미래 서비스 • 슈퍼마켓 쇼핑 서비스 • 전자 주방 서비스 • 군사분야 • 야전 시스템 • 차내 명령 • 무기 제어

35. 출 처 • Cracking the Code WAP, 블루투스, 3G프로그래밍 • 블루투스 어플리케이션 프로그래밍 with JAVA API • user.chol.com/~ascbbs/bluetooth/bluetooth_hg.pdf

36. 감사합니다.