스마트폰에 사용되는 센서들의 용도

스마트폰이 차세대 센서 기술의 총집합체로 주목받고 있는 가운데 기능적인 측면에서 차별화 포인트를 찾기 위해 다양한 센서들을 탑재하기를 원하고 있는 추세입니다.

온·습도 센서	주변 환경의 온도와 습도를 파악 주변 환경의 쾌적도를 보여주는데 활용
기압 센서 (Barometer)	현재 위치의 기압을 파악 주변 환경의 기압차를 측정, 경사도를 계산해 산을 오를 때나 계단을 오르내릴 때 칼로리 소모량을 정확하게 측정 높이에 따라 달라지는 기압의 변화량을 측정해 이용자가 위치한 층수까지 정확하게 측정
가속도 센서 (Accelerometer)	단말기 이동 상태를 측정 만보계나 칼로리 계산기 등에 응용
RGB 센서	광원의 세기를 측정해 화면 밝기를 조정에 사용
지자기 센서 (Geomagnetic Sensor)	자기장 세기를 감지해 방위를 측정
자이로 센서 (Gyro Sensor)	기기의 기울임을 인식 X,Y,Z 3축의 회전각을 측정해 핸들링을 이용한 드라이빙 게임 등에 주로 활용
제스쳐 센서	손바닥에 반사되는 적외선을 감지해 손동작을 인식 갤럭시S4에서 처음 구현된 '에어제스쳐' 기능에 응용돼 별도의 터치 없이 손동작 만으로 다양한 기능을 구현

FD-LTE vs TD-LTE

구분	FD-LTE	TD-LTE
통신방식	▶ 주파수 분할 (데이터를 송수신할 때 업로드와 다운로드 주파수를 따로 사용)	▶ 시 분할 (업로드와 다운로드를 같은 주파수에서 시간차를 두고 나누어 처리)
주도국가/지역	유럽	중국
특징	▶ LTE 사용자는 업로드보다 다운로드를 많이 이용하므로 TD-LTE는 신호가 약해질 수 있는 단점이 있지만 FD-LTE는 상대적으로 다운로드에서 안정적 ▶ 전 세계 90%의 이동통신사가 FD-LTE를 도입	▶ 업로드와 다운로드를 거의 동시에 처리할 수 있어 데이터 트래픽이 몰려도 유연하게 대처

캐리어 애그리게이션(Carrier Aggregation) 이란?

주파수라는 자원을 통해 다양한 무선통신이 가능하지만, 용도와 기술의 발전에 따라 여러 대역과 다양한 기술 방식이 존재하며, 이러한 것들이 서로 독립적으로 사용되고 있습니다. GSM망은 지역에 따라 850MHz, 900MHz, 1800MHz 및 1900MHz로 나누어져 사용되고 있고, LTE망은 850MHz, 1800MHz 등으로 통신을 합니다. 와이파이, 와이브로 등 다양한 무선통신도 각자 할당된 대역을 통해 사용되고 있습니다.

그러나 최근에는 파편화된 주파수를 융합해 마치 하나의 기술로 활용할 수 있는 기술이 본격적으로 상용화되고 있는데, 그것을 캐리어 애그리게이션(Carrier Aggregation)이라고 합니다.

주파수 묶음기술 또는 이종주파수 접속기술로도 불리는 캐리어 애그리게이션(Carrier Aggregation, CA)은 2개 이상의 주파수를 함께 이용해 속도를 이용대역폭에 비례해 향상시키는 기술입니다. 즉 서로 다른 2개의 주파수를 합쳐 마치 하나의 주파수인 것처럼 활용하는 것입니다.

CA는 LTE-FDD의 2개의 서로 다른 대역을 합치는 방식으로 2013년 우리나라에서 처음 상용화됐습니다. 이제 LTE-TDD 끼리 3개 이상의 주파수를 합치는 것은 물론 LTE-FDD와 LTE-FDD간, LTE와 와이파이를 합치는 등 다중 주파수, 이종망 등 다양한 방식으로 확산되며 진화해가고 있습니다.

서로 다른 네트워크에서 데이터가 전송될 수 있도록 하는 방식은 이제는 대중화된 '토렌트'의 원리를 주파수에 적용했다고 볼 수 있습니다. 이용자가 애플리케이션(앱)을 주고받는 데이터는 LTE 또는 와이파이, 서로 다른 주파수 상에서 비어 있는 데이터 전송로를 단말기와 네트워크장비가 자동으로 인지하여  데이터를 실어보냅니다.

예를 들어, LTE와 와이파이 간 CA를 살펴보면, 와이파이 서비스 전송로가 단말기 상에서 선택이 되고 이를 통해 LTE 서비스를 이용할 때에는 A루트를 사용하고, LTE와 와이파이 동시 다운로드시에는 B1과 B2 루트, 와이파이를 이용할때에는 C루트를 사용하도록 자동으로 전송로가 정해집니다. 이에 따라, 데이터 트래픽 정체가 사라지며 빠른 전송이 가능해지는 것입니다.

CDN (Contents Delivery Network)

동영상, 이미지 등의 콘텐츠를의 수요가 있을때 콘텐츠를 사용자에게 전달하기 위한 콘텐츠 전송 네트워크입니다. 인터넷 사이트에서는 대용량 콘텐츠를 많은 사람들이 동시에 이용할 경우 콘텐츠 전송속도의 저하를 막고 불안정성 문제를 해결하기 위해 고안된 기술입니다.

즉, 콘텐츠를 여러대의 캐시서버에 미리 옮겨놓고 컨텐츠가 여러 ISP망을 경유하면서 발생하는 부하를 줄이고, 이동 경로를 최적화해 트래픽이 한 곳에 집중되는 것을 막아줍니다. 이로 인해 인터넷 접속품질과 속도 문제를 개선할 수 있습니다.

또 장애 우회기술을 통해 특정 서버의 장애 시에 장애가 없는 다른 서버를 이용하도록 자동으로 유도하는 기능을 갖추고 있습니다. 최근 동영상 관련 서비스가 늘면서 활용 분야와 성장 가능성이 더욱 늘어나고 있습니다.

블루투스 프로파일 개요 (Bluetooth Profiles Overview)

블루투스 무선 기술을 사용하기 위해서는 장치는 특정 블루투스 프로파일 (Bluetooth Profile)을 해석할 수 있어야 합니다.

블루투스 프로파일은 가능한 응용 프로그램를 정의하며, 블루투스 장치가 다른 블루투스 장치와 통신하는데 사용하는 일반적인 특성을 규정합니다.

장치의 다양한 응용 또는 사용 사례의  종류를 설명하는 다양한 종류의 블루투스 프로파일이 있습니다.

블루투스 규격에서 제공하는 지침을 준수함으로써, 개발자는 다른 블루투스 장치와 함께 작동하는 응용 프로그램을 만들 수 있습니다.

최소한, 각각의 블루투스 프로파일은 다음과 같은 내용을 포함합니다.

▲ 다른 프로파일에 대한 종속성

▲ 제안된 유저 인터페이스 형식

▲ 프로파일에 의해 사용되느 블루투스 프로토콜 스택 (Bluetooth Protocol Stack) 부분. 각 프로파일은 스택의 각 레이터 (Layer)에서 특정 옵션 및 매개 변수를 사용하며, 적절하다면, 필요한 서비스 레코드를 포함할 수 있습니다.

Adopted Bluetooth Profiles, Services and Protocols

▲ GATT based

▲ BR/EDR Profiles

▲ BR/EDR Protocols

GATT Based

▲ ANP (Alert Notification Profile) : 알림 (Alert) 및 이벤트 정보의 종류뿐만 아니라 서버 장치에 존재하는 새로운 알림 (Alert) 및 읽지 않은 항목의 수의 정보를 클라이언트 장치가 수신할 수 있게 합니다.

▲ ANS (Alert Notification Service) : 다양한 경보 (Alert)의 종류를 제공합니다.

▲ BAS (Battery Service) : 장치내의 배터리의 상태를 제공합니다.

▲ BLP (Blood Pressure Profile) : 소비자용 또는 전문 헬스케어에서의 사용을 위해 협압센서 (Blood Pressure Sensor)와의 연결과 작동하도록 장치를 가능하게 합니다.

▲ BLS (Blood Pressure Service) : 소비자용 또는 전문 헬스케어에서의 사용을 위해 협압 (Blood Pressure) 모니터로부터의 데이타 및 혈압을 제공합니다.

▲ CTS (Current Time Service) : Generic Attribute Profile (GATT)를 사용하여 현재 시간을 어떻게 제공할 수 있는지 정의합니다.

▲ DIS (Device Information Service) : 장치에 대한 제조회사 정보를 제공합니다.

▲ FMP (Find Me Profile) : 하나의 장치에서 버튼을 눌렀을때 다른 장치에 알림 신호를 가게 하는 동작을 정의합니다.

▲ HTP (Health Thermometer Profile) : 헬스케어 응용에서의 사용을 위해 수집 장치 (Collector Device)가 온도계 센서 (Thermometer Sensor)와 연결 및 상호 작용할 수 있도록 해줍니다.

▲ HRP (Heart Rate Profile) : 헬스케어 응용에서의 사용을 위해 수집 장치 (Collector Device)가 심박 센서 (Heart Rate Sensor)와 연결 및 상호 작용할 수 있도록 해줍니다.

▲ HRS (Heart Rate Service) : 피트니스에서의 사용을 위해 심박 센서 (Heart Rate Sensor)로부터의 데이타 및 심박 정보를 제공합니다.

▲ HIDS (HID Service) : HID 보고서 (HID Report)를 제공하며, HID 호스트 (HID Host) 및 HID 장치를 위한 다른 HID 데이터를 제공합니다.

▲ HOGP (HID Over GATT Profile) : 저에너지 블루투스 무선 통신 (Bluetooth Low Energy Wireless Communications)을 가진 장치가 Generic Attribute Profile (GATT)을 사용하여 저에너지 블루투스 프로토콜 스택 (Bluetooth Low Energy Protocol Stack)을 통해 HID 서비스를 지원하는 방법을 정의합니다.

▲ IAS (Immediate Alert Service) : 장치간에서 즉시 알림이 발생하도록 제어점 (Controll Point)를 제공합니다.

▲ LLS (Link Loss Service) : 두 장치 사이에 링크가 손실된 경우 동작을 정의합니다.

▲ NDCS (Next DST Change Service) : Generic Attribute Profile (GATT)을 사용하여 DST 변경에 대한 정보가 제공될 수 있는 방법을 정의합니다.

▲ PASP (Phone Alert Status Profile) : PUID 장치에 연결된 전화기의 경보 상태 (Alert Status)에 대해 사용자에게 알려주기 위한 PUID 장치를 가능하게 합니다.

▲ PASS (Phone Alert Status Service) : 연결때 전화 알림 상태 (Phone Alert Status)를 제공합니다.

▲ PXP (Proximity Profile) : 두 장치 사이에 근접 모니터링 (Proximity Monitoring)을 할 수 있게 합니다.

▲ RTUS (Reference Time Update Service) : Generic Attribute Profile (GATT)을 사용하여 클라이언트가 시간 서버 (Time Server)로부터 기준 시간 소스로부터 업데이트를 요청할 수 있는 방법을 정의합니다.

▲ ScPP (Scan Parameters Profile) : 블루투스 저에너지 무선 통신 (Bluetooth Low Energy Wireless Communications)의 스캔 클라이언트 장치 (Scan Client Device)가 스캔 서버 (Scan Server)로의 스캔 동작을 쓰는 방법 및 스캔 서버 (Scan Server)가 스캔 클라이언트 스캔 동작 (Scan Client Scanning Behavior)의 업데이트를 요청할 수 있는 방법을 정의합니다.

▲ ScPS (Scan Parameters Service) : GATT 서버 (GATT Server)가 전력 소비 (Power Consumption) 및/또는 재접속 지연 시간 (Reconnection Latency)을 최적화하는 동작을 조정하기 위해 정보를 이용할 수 있도록 GATT 서버 장치 (GATT Server Device)에서 사용되는 LE 매개 변수를 GATT 클라이언트 (GATT Client)가 저장할 수 있게 합니다.

▲ TIP (Time Profile) : 장치가 날짜, 시간, 시간대 (Time Zone) 및 DST 정보를 얻거나 시간 관련 기능을 제어 가능하게 합니다.

▲ TPS (Tx Power Service) : 연결할때 장치의 현재 전송 전력 레벨을 제공합니다.

BR/EDR Profiles

▲ A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) : 스테레오 음질 수준의 오디오가 스트리밍될 수있는 방법을 설명합니다.

▲ AVRCP (Audio/Video Remote Control Profile) : 텔레비전, 스테레오 오디오 장비 (Stereo Audio Equipment) 또는 다른 A/V 기기를 제어하기 위한 표준 인터페이스 (Standard Interface)를 제공하기 위해 설계되었습니다. 이 프로파일은 하나의 리모컨 (또는 다른 장치)로 사용자가 액세스할 수 있는 모든 A/V 기기를 제어 가능하게 합니다.

▲ BIP (Basic Imaging Profile) : 이미징 장치 (Imaging Device)가 원격으로 제어될 수 있는 방법, 인쇄하는 방법 및 저장 장치에 영상을 전송할 수있는 방법을 정의합니다.

▲ BPP (Basic Printing Profile) : 장치가 인쇄 작업에 따라 프린터에 텍스트, 이메일, V-카드, 이미지 또는 기타 정보를 보낼 수 있게 해줍니다.

▲ DI (Device ID Profile) : 장치의 블루투스 클래스 (Bluetooth Class)를 넘어서거나 서비스 검색 프로필 (SDP) 레코드 및 응답 모두에 정보를 통합하기 위한 추가적인 정보를 제공합니다.

▲ DUN (Dial-Up Network Profile) : 블루투스 기술을 통해 인터넷 및 다른 전화 서비스를 액세스할 수있는 기준을 제공합니다.

▲ FTP (File Transfer Profile) : 서버 장치의 폴더 및 파일을 클라이언트 장치에 의해 탐색될 수 있는 방법을 정의합니다.

▲ GAVDP (Generic Audio/Video Distribution Profile) : 블루투스 기술을 이용하여 비디오 및 오디오 스트림 (Audio Stream)을 배포하도록 설계된 시스템의 기반인 A2DP 및 VDP를 위한 기초를 제공합니다.

▲ GOEP (Generic Object Profile) : 하나의 장치에서 다른 장치로 객체를 전송하는데 사용됩니다.

▲ HFP (Hands-Free Profile) : 게이트웨이 장치 (Gateway Device)가 핸즈프리 장치 (Hand-free Device)를 위해 전화를 송신하고 수신하는 방법을 제공합니다.

▲ HCRP (Hard Copy Cable Replacement Profile) : 드라이버 기반의 인쇄 (Driver-based Printing)가 Bluetooth 무선 링크 (Bluetooth Wireleass Link)를 통해 수행되는 방법을 정의합니다.

▲ HDP (Health Device Profile) : 헬스케어 및 피트니스 장치 사용 모델을 가능하게 합니다.

▲ HSP (Headset Profile) : Bluetooth 지원 헤드셋 (Bluetooth Enabled Headset)이 Bluetooth 지원 장치와 통신하는 방법을 설명합니다.

▲ HID (Human Interface Device Profile) : 블루투스 키보드 (Bluetooth Keyboard), 마우스, 포인팅 (Pointing) 및 게임 장치 (Gaming Device) 그리고 원격 감시 장치 (Remote Monitoring Device)에 의해 사용되는 프로토콜, 절차 (Procedure) 및 기능을 정의합니다.

▲ MAP (Message Access Profile) : 장치들간에 메시지를 교환하는 절차와 기능들을 정의합니다.

▲ MPS (Multi Profile) : 복수 프로필 단일 장치 (Multiple Profiles Single Device) 및 복수 프로필 복수 장치 (Multiple Profiles Multiple Device)들간의 기능과 절차의 집합을 정의합니다.

▲ OPP (Object Push Profile) : 푸시 서버 (Push Server) 및 푸시 클라이언트 (Push Client)의 역할을 정의합니다.

▲ PBAP (Phone Book Access Profile) : 장치간의 전화 번호부 객체를 교환하기 위한 절차 및 프로토콜을 정의합니다.

▲ PAN (Personal Area Networking Profile) : 두개 이상의 블루투스 지원 장치가 애드혹 네트워크 (Ad-Hoc Network)를 형성하는 방법과 동일한 메커니즘이 네트워크 액세스 포인트 (Network Access Point)를 통해 원격 네트워크 (Remote Network)에 액세스하는 방법을 기술합니다.

▲ SAP (SIM Access Profile) : 블루투스 링크 (Bluetooth Link)를 통해 GSM SIM 카드, UICC 카드 또는 R-UIM 카드를 액세스하기 위해 사용되는 프로토콜 및 절차를 정의합니다.

▲ SDAP (Service Discovery Application Profile) : 응용 프로그램이 원격 장치에서의 서비스를 검색할 SDP를 사용하는 방법에 대해 설명합니다.

▲ SPP (Serial Port Profile) : 가상 직렬 포트 (Virtual Serial Port)를 설정하고 두 개의 Bluetooth 지원 장치를 연결하는 방법을 정의합니다.

▲ SYNC (Synchronization Profile) : 블루투스 가능 장치 (Bluetooth Enabled Device)간에서 캘린더와 주소 정보 (개인 정보 관리 (PIM) 항목)의 동기화를 가능하게 하기 위해 GOEP와 함께 사용됩니다.

▲ VDP (Video Distribution Profile) : Bluetooth 지원 장치 (Bluetooth Enabled Device)가 블루투스 무선 기술 (Bluetooth Wireless Technology)을 통해 어떻게 비디오를 스트리밍하는지 정의합니다.

BR/EDR Protocols

▲ AVCTP (Audio/Video Control Transport Protocol) : A/V 기기를 제어하기 위한 메시지를 교환하는 전송 메카니즘 (Transport Mechanism)을 설명합니다.

▲ AVDTP (Audio/Video Distribution Transport Protocol) : A/V 스트림 협상 (A/V Stream Negotiation), 설정 (Establishment) 및 전송 절차 (Transmission Procedure)를 정의합니다.

▲ BNEP (Bluetooth Network Encapsulation Protocol) : IPv4 및 IPv6와 같이 블루투스 매체 (Bluetooth Media)를 통해 공통의 네트워킹 프로토콜 (Networking Protocol)을 전송하기 위해 사용합니다.

▲ IrDA (IrDA Interoperability) : 블루투스 프로토콜 스택 (Bluetooth Protocol Stack)뿐만 아니라 IrDA 스택 (IrDA Stack)에서도 작동하도록 해주면서 IrDA 프로토콜 계층 구조 (IrDA Protocol Hierarchy)내에서 응용 프로그램에 대해 동일한 기능을 제공합니다.

▲ OBEX (Object Exchange) : 데이타 객체 (Data Object)를 정의하는 전송 프로토콜 (Transfer Protocol)이며 두개의 장치가 객체를 교환하기 위해 사용될 수 있는 통신 프로토콜 (Communication Protocol)입니다.

▲ RFCOMM (RFCOMM with TS 07.10) : RS-232 직렬 포트 (Serial Port)의 상태와 직렬 케이블 라인 설정 (Serial Cable Line Setting)을 에뮬레이트 (Emulate)하고, 직렬 데이타 전송 (Serial Data Transfer)을 위해 사용됩니다.

블루투스 버젼별 특장점 요약

블루투스(Bluetooth)는 1994년 에릭슨 (Ericsson)이 최초로 개발한 IEEE 802.15.1 규격을 사용하는 개인 근거리 무선 통신 (PAN : Personal Area Networks)의 산업 표준입니다.

블루투스는 ISM 대역인 2.45GHz를 사용합니다.

아래는 Bluetooth Version별 속도 또는 특징을 요약한 내용입니다.

▲ Ver 1.1과 1.2

   - 전송 속도는 723.1kbps임.

▲ Ver 2.0

   - EDR (Enhanced Data Rate)을 사용하여 2.1Mbps의 속도를 내고 있음.

   - EDR 미표시시에는 723.1Kbps 속도를 가짐.

▲ Ver 2.0+EDR

   - 이론상 3.0Mbit/s의 향상된 데이터 속도 (Enhanced Data Rate, EDR)를 지원

   - 실제는 2.1Mbit/s의 속도를 냅니다 (기기간 호환성 부족).

▲ Ver 2.1+EDR

   - Bluetooth Ver 1.2 버전과 완벽하게 호환 구현.

▲ Ver 3.0+HS

   - 802.11 PAL (Protocol Adaptation Layer)를 채용해서 속도를 최대 24Mbps로 향상

   - HS 고속통신은 Bluetooth 망이 아닌 Bluetooth Data를 전송할 기기를 확인한후 더 빠른 속도의 802.11 (WiFi)로 대신 접속해서 데이터를 전송하는 방식입니다.

▲ Ver 4.0

   - 클래식 BT (Classic Bluetooth)는 1.0부터 2.1로 이어져온 기존 BT 기술 지원

   - 고속 BT (Bluetooth High Speed)는 3.0에서 추가된 WiFi를 활용한 HS 고속전송 기술 지원

   - 블루투스 저전력 (Bluetooth Low Energy, 약어: BLE) 기술을 지원하는데 전력소모를 최소화하고 배터리 수명을 연장하는데 중점을 둡니다.

2가지 분류의 블루투스(Bluetooth) 기기 구현

블루투스의 가장 일반적인 2가지 기기 구현방법은 'Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR)'과 'Bluetooth with low energy (LE)'입니다.

'Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR)'는 블루투스 규격 2.0/2.1에 기반하고 있으며, 'Bluetooth with low energy (LE)'는 블루투스 규격 4.0/4.1/4.2에 기반하고 있습니다. 이들 구현방법은 다른 유저케이스를 가지며, 필수적인 하드웨어 요구사항을 만족하기 위해 각각 다른 칩셋을 사용합니다. 양쪽 유저케이스를 포함하는 응용을 위해서 듀얼모드 칩셋도 가능합니다.

차이점은 무엇인가?

Bluetooth BR/EDR

스트리밍 오디오와 같은 유저케이스에 적합한 구현방법으로 상대적으로 짧은 커버리지와 연속적인 무선 연결을 지원합니다.

Bluetooth LE

보다 긴 커버리지를 지원하며, 연속적인 무선 연결을 필요치 않지만 짧은 시간동안의 디지털 데이타 전송을 하는 사물인터넷 (IoT : Internet of Things)에 적합합니다. 그리고 장시간 사용을 위해서는 긴 배터리 수명을 필요로 합니다.

Dual-Mode

듀얼모드 칩셋(Dual-mode chipset)도 가능한데, 오디오 헤드셋과 같은 BR/EDR 기기와 웨어러블(Wearable) 또는 비컨(Beacon)과 같은 LE 기기 모두와 연결이 필요한 스마트폰 또는 태블릿을 위해 필요합니다.