최근 무선 통신 기술의 발전으로 무선 매체를 통한 다양한 서비스가 활발해지고 있다. 그 중 블루투스를 기반으로 하는 스마트 폰 어플리케이션 시장이 증가하고 있다. 블루투스는 근거리 무선 네트워킹 기술로서 무선이라는 요소와 빠른 전송속도라는 요소를 갖추고 있다는 장점이 있는 반면, 높은 전력소모와 다채널의 갯수 제한 등과 같은 단점이 존재한다. 이러한 블루투스의 단점을 보완하여 부상되고 있는 것이 지그비(Zigbee) 무선통신기술이다. 지그비는 블루투스나 와이파이 등의 기술보다도 저전력, 저가격, 다채널, 브로드캐스팅, 사용의 용이성을 지원하고 있다. 본 논문에서는 센서와 스마트 폰 사이의 무선통신기술로서 지그비를 이용하여서 근거리 무선 네트워크 시스템을 설계하여서 블루투스에 비해 낮은 전력소모와 다채널의 지원을 이용하여 다수의 다양한 센서를 스마트 폰과 근거리에서 실시간으로 무선 네트워크를 제어할 수 있는 시스템을 설계하였다.
블루투스는 출발 당시 가정 혹은 사무실에서 자주 사용하는 PC.프린터.PDA와 같은 정보기기, TV.냉장고 등 가전제품의 복잡한 선을 말끔히 없앨 수 있는 근거기 무선 통신의 대표 주자로 주목을 받았다. 하지만 무선랜.적외선 통신 등 다른 무선 기술과의 공존 문제, 호환 등의 기술적 장벽으로 상용화에 큰 어려움을 겪어왔다. 최근 블루투스 기술은 이러한 문제를 하나씩 해결하며 무선 통신의 강자로 화려하게 부활하고 있다.
무선 통신상의 비디오 전송은 가정과 사무실 같은 실내 환경에서 많은 활용성을 가지고 있다. 무선 데이터 통신에는 블루투스를 사용하였으며, 블루투스의 낮은 대역폭으로 인하여 MPEG-2 압축기술을 사용하였다. 블루투스를 사용하여 영상을 전송하는데 MPEG기술이 가지는 효율성과 필요성을 압축된 영상 전송과 압축되지 않은 영상의 전송을 비교하여 보여준다.
블루투스란 근거리에 놓여 있는 컴퓨터와 이동단말기 가전제품 등을 무선으로 연결하여 쌍방향으로 실시간 통신을 가능하게 해주는 규격을 말하거나 그 규격에 맞는 제품을 이르는 말이다. 가정 및 사무실에서 사용되는 모든 정보기기에 장착되는 것을 목표로 무선망을 구성하여 어떠한 유/무선망과도 연동할 수 있게 한다. 따라서, 블루투스를 이용한 무선 네트워크가 완성되면 모든 정보기기간의 자유로운 데이터 교환이 이루어지며, 인터넷 브리지를 구성하면 현재 광케이블이나 ADSL, 모뎀 등을 통해 데스크탑 컴퓨터에 도달해 있는 인터넷 정보가 비로소 사용자의 손안에까지 도달할 수 있게 된다. 즉, 무선통신의 궁극적인 목표인 언제, 어디서나, 누구나, 어떤 형태의 정보도 교환한다는 목표에 대한 완성으로까지 볼 수 있다. 미국 시장조사 회사 가트너의 "블루투스 시장의 3단계 발전 전망"이라는 보고서에 따르면, 첫 단계에서는 어댑터 카드나 USB 단자 부착 PC, 고기능 휴대폰 등에 채택되고, 두 번째 단계에는 저가의 Mobile 제품, 무선전화, 개인휴대단말기, 가정용 네트워킹기기, 자동차 등으로 블루투스 탑재기기가 크게 증가할 것이고, 세 번째 단계에는 거의 모든 휴대기기에 채택되어 시장규모가 확대될 것으로 전망하고 있다. 블루투스는 현재 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 디지털카메라, 휴대 게임기 등 휴대기기 제조업체는 물론 자동차 제조업체 등 전자, 정보홍신 이외 기업의 지지도 받고 있다.
무선 정보 환경의 변화에 따라 다양한 정보에 대한 풍족감이 요구되고 이에 따라 많은 근거리 무선 통신 기술들이 개발 연구되어 왔으며, 그 중에서도 최근 근거리 무선 통신의 표준으로 각광받고 있는 Bluetooth는 많은 관심을 받고 있는 실정이다. 그러나 블루투스가 자체 보안 요소는 좀 더 큰 네트워크에 적용하기엔 많은 취약점을 보이고 있다. 따라서 본 논문에서는 블루투스의 일반적인 개요 및 블루투스의 보안에 관해서 알아보고 취약점을 분석한 뒤 이를 바탕으로 안전한 블루투스 조회과정에서의 안전한 연결을 거쳐 ECDSA와 그룹 키를 이용한 블루투스 피코넷의 형성과 유지 과정을 제안함으로써 블루투스가 가지는 자체 보안성의 취약점을 보완한 안전한 블루투스 시나리오를 제시하였다.
본 논문에서는 블루투스 기술을 사용하여 휴대용 심전계로부터 취득한 심전도 신호를 무선으로 전송하는 시스템을 구현하였다. 블루투스란 2.4GHz 대의 무선 주파수를 사용하는 근거리 무선 통신 기술로서 매우 적은 전력 소모특성과 고속의 주파수 호핑 방식에 따른 높은 신뢰성 및 자체 에러 정정 기술을 갖추고 있다. 블루투스 프로토콜을 사용하는 모든 기기간에는 서로 통신이 가능하기 때문에 구현된 시스템과 블루투스 모듈을 탑재한 휴대용 전화, 노트북 및 개인 휴대용 단말기 등간의 연동이 가능하다. 한편, 본 연구에서는 휴대용 의료기기에서 취득한 의료정보신호를 각종 무선 통신 기기를 통하여 병원 서버로 전송할 수 있는 가능성을 제시하였다. 구현한 시스템은 블루투스 모듈과 호스트 부로 구성한 하드웨어 부, 블루투스 프로토콜 스택으로 구성한 소프트웨어 부로 구성된다 호스트 부에서 다른 블루투스 기기와의 연결 설정을 수행하고 외부로부터 입력되는 심전도 신호를 블루투스 프로토콜에 적합한 패킷으로 바꾸어 모듈로 전송한다. 블루투스 모듈은 에러 정정 코드를 추가하고 블루투스 주파수 호핑 방식에 따라 무선으로 전송한다.
무선 통신 기술의 발전으로 유선 네트워크의 단점들을 해결 할 수 있는 방법들이 계속 연구되고 있다. 본 논문에서는 유동성과 간편성 등의 장점이 있는 무선 네트워크를 블루투스 기술을 이용해 구현하는 것을 목적으로 한다. 블루투스는 소형 및 저전력의 낮은 대역폭을 갖는 개방된 무선 통신 규격으로서 패킷 형태의 데이터 전송을 통해 보안과 같은 중요한 부분에 대해서도 정의하고 있다. 블루투스는 데이터 전송을 위해서 호스트의 역할을 개인용 컴퓨터에 의존하는 경향이 많아 설치의 어려움과 높은 비용으로 인해 무선 네트워크 구현시 많은 수의 중계기 설치가 어려운 단점이 있다. 본 논문에서는 소형마이크로프로세서를 블루투스 호스트로 사용함으로써 무선 네트워크를 구현한다. 따라서 소형화뿐만 아니라 내장된 전원을 통해서 충분한 작업 시간의 확보가 가능하다. 임베디드 시스템 기반의 블루투스를 사용 하므로써 다양한 장소에 중계기 설치가 가능하며, 시스템의 효율성도 높일 수 있다. 또한 무선을 필요로 하는 많은 분야로 확대 적용도 가능할 것이다.
블루투스는 IETE 802.15 BAN스터디그룹에서 제안하는 다양한 WBAN 응용 시나리오를 이미 지원하고 있는 매우 성숙된 기술로서 향후 새로운 WBAN MAC/PHY의 시장 진입을 위해 블루투스 응용 방식에 대한 분석이 필요하다. 본 고에서는 블루투스를 활용한 WBAN 응용 서비스로서 생체 정보 모니터링, 원격 제어/IO와 착용형 멀티미디어 스트림 시스템 개발에 대하여 살펴본다. 생체 정보 모니터링이나 원격 제어/IO의 경우는 시스템 개발 초기엔 블루투스를 많이 활용하였으나 저전력을 위해 지그비 사용이 증가하고 있으며 더 나아가 새로운 WBAN 기술이 활용될 것으로 기대된다. 착용형 멀티미디어 스트림의 경우는 블루투스가 계속 발전할 것으로 예상된다. 본 고에서 기술하는 착용형 블루투스 오디오 시스템에서는 웨어러블 MP3 플레이어와 같은 개인용 음악 재생기를 확장하여 복수의 사용자가 무선으로 오디오를 공유한다. 착용형 블루투스 멀티미디어 시스템에서는PMP와 같은 국지 동영상 파일 재생기의 발전된 모습으로 비디오는 안경형이나 손목시계형 무선 디스플레이 장치에서 재생하고 오디오는 무선 헤드폰에서 비디오와 동기적으로 재생한다. 또한 국지 미디어뿐만 아니라 근거리 IP 무선망에 있는 미디어도 UPnP-Bluetooth 브리지를 통하여 스트리밍된다.
본 논문에서는 블루투스 기술을 사용하여 휴대용 심전계로부터 취득한 심전도 신호를 무선으로 전송하는 시스템을 구현하였다. 블루투스란 2.4GHz 패의 무선 주파수를 사용하는 근거리 무선 통신 기술로서 매우 적은 전력 소모특성과 고속의 주파수 호핑 방식에 따른 높은 신뢰성 및 자체 에러 정정 기술을 갖추고 있다. 블루투스 프로토콜을 사용하는 모든 기기간에는 서로 통신이 가능하기 때문에 구현된 시스템과 블루투스 모듈을 탑재한 휴대용 전화, 노트북 및 개인 휴대용 단말기등간의 연동이 가능하다. 한편, 본 연구에서는 휴대용 의료기기에서 취득한 의료정보신호를 각종 무선 통신 기기를 통하여 병원 서버로 전송할 수 있는 가능성을 제시하였다. 구현한 시스템은 블루투스 모듈과 호스트 부로 구성한 하드웨어 부, 블루투스 프로토콜 스택으로 구성한 소프트웨어 부로 구성된다. 호스트 부에서 다른 블루투스 기기와의 연결 설정을 수행하고 외부로부터 입력되는 심전도 신호를 블루투스 프로토콜에 적합한 패킷으로 바꾸어 모듈로 전송한다. 블루투스 모듈은 에리 정정 코드를 추가하고 블루투스 주파수 호핑 방식에 따라 무선으로 전송한다.
항해통신장비는 수년간 유선형 핸드마이크를 사용하여 왔다. 시대 변화에 맞추어 근거리 통신기술을 접목한 무선형 핸드마이크개발로 사용자의 편의성을 증대하였다. 저전력근거리 통신기술 접목으로 무선화 가능성 확인 및 유선형 핸드마이크 겸용으로 가청능력 향상 및 통신감도에 대한 차이점 식별을 최소화 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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