<BLE 이해하기_5> 핵심 개념_광고 및 스캔_1

출처 및 인용: INTRO TO BLUETOOTH LOW ENERGY (by Mohammad Afaneh)


https://lazyju.tistory.com/42

BLE 이해하기_BLE 핵심 개념_주변장치 및 중앙장치_4

BLE의 핵심 개념인 주변장치 및 중앙 장치에 대한 설명에 이어 이번 포스팅에서는 Adverstising과 Scanning에 대해 정리하고자 한다.

1. Basics of Bluetooth Low Energy

2. BLE Peripherals and Centrals : BLE 주변장치 및 중앙 장치

3. Advertising and Scanning : 광고 및 스캔

3.1 Generic Access Profile (GAP) : 일반 접속 프로파일

Generic Access Profile (GAP)를 직역하면 일반 접속 프로파일이다. GAP는 BLE 장치들이 어떻게 서로 상호 작용을 하는지를 정의하는 프레임워크(framework)를 제공한다. 이는 다음과 같은 특징들을 포함한다.

• BLE 장치의 모드와 역할
• 광고 (광고, 검색, 광고 매개 변수, 광고 데이터, 검색 매개 변수)
• 연결 설정 (개시, 수락, 연결 매개 변수)
• 보안

이 프레임워크의 구현은 공식 사양에 따라 의무적이며, 두 개 이상의 BLE 장치가 상호 운용, 통신 및 서로 데이터를 교환할 수 있도록 하는 것이다. 광고 장치가 연결을 지원하고 중앙 장치가 이를 발견하는 경우, 연결을 설정하도록 선택할 수 있다. 챕터 3에서는 광고와 스캔이라는 초기 상태에 초점을 맞춰 이야기해볼 예정이다.

3.2 Advertising State : 광고 상태

광고 상태에서 장치는 다른 사람이 수신하고 처리할 수 있는 유용한 데이터를 포함하는 패킷을 보낸다. 패킷들은 광고 간격으로 정의된 고정된 간격으로 전송된다.

BLE에는 다음 그림과 같이 각각 2MHz(중앙 대 중앙)로 분리된 40개의 RF채널이 있다. 이러한 채널 중 3개는 1차 광고 채널이라고 불리며, 나머지 37개 채널은 2차 광고와 연결 중 데이터 패킷 전송에 사용된다.

BLE에서의 RF 채널

*이 세 가지 1차 광고 채널은 장치가 광고를 통해 시작하고, 대개 이들 사이를 전환하기 때문에 주파수 스펙트럼에 분산되어 한 채널에서 광고하는 장치와 다른 채널에서 광고하는 다른 채널 간의 무선 간섭을 방지한다. 또한, 이러한 1차 채널(RF 채널 37, 38, 39)의 위치는 가장 일반적으로 사용되는 WiFi 채널과의 간섭을 피하기 위해 스펙트럼 내에서 선택되었다.

광고는 항상 3개의 주요 광고 채널(또는 이러한 채널의 하위 집합)에서 전송되는 광고 패킷으로 시작한다. 이를 통해 중앙에서 광고 장치(주변 장치)를 찾고, 광고 패킷을 구문 분석할 수 있다. 그 뒤 중앙 장치의 광고주가 허용을 해주면 연결을 시작할 수 있다.

또한 중앙 장치는 스캔 요청이라고 불리는 것을 요청할 수 있으며, 광고주가 이를 지원하는 경우 스캔 응답으로 응답한다. 검색 요청 및 응답을 통해 광고주는 초기 광고 패킷에 맞지 않는 추가 광고 데이터를 전송할 수 있다.

*기본 광고 데이터는 31바이트로 제한되고, 2차 광고 데이터는 최대 254바이트의 데이터를 지원한다.

3.3 Scanning State : 스캔 상태

중앙 장치에서는 세 개의 주요 광고 채널을 한 번에 하나씩 튜닝한다. 그래서 중앙 장치가 주변장치를 발견하기 위해서, 중앙 장치는 그 주변 장치가 그 지점에서 광고하고 있는 동안 동일한 채널에 맞춰져야 한다. 이러한 현상이 발생할 가능성을 높이고, 신속하게 발생할 수 있도록 몇 가지 광고 및 스캔 매개 변수를 조정할 수 있다.

• 활성 스캔 모드 (active scanning mode) : 광고를 청취한 다음 광고주로부터 스캔 요청을 보내는 장치
• 수동 스캔 모드 (passive scanning mode): 광고 패킷을 수동적으로 청취하고 스캔 요청을 전송하지 않는 장치

수동 vs 활성 스캔 모드 비교

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이번 포스팅을 통해 BLE 광고 및 스캔의 GAP, 광고 상태, 스캔 상태에 대해 알아보았다. 다음 포스팅에서는 광고 이벤트들과 광고 파라미터, 스캔 파라미터에 대해 설명할 예정이다.