Bluetooth Low Energy

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1. 개요

Bluetooth Low Energy (BLE)는 기존 블루투스 기술의 한계를 극복하기 위해 개발된 무선 기술로, 2001년 노키아 연구원들에 의해 시작되었다. 2010년 코어 사양 버전 4.0에 통합되었으며, 2011년 아이폰 4S에 처음 탑재되면서 상용화되었다. BLE는 기존 블루투스와 달리 에너지 절약, 단순성, 저비용에 초점을 맞춰 개발되었으며, Bluetooth 5와 같은 업데이트를 통해 통신 속도와 도달 거리가 향상되었다. BLE는 브로드캐스트와 커넥션 방식을 사용하며, 센트럴과 페리페럴, 브로드캐스터와 옵저버 역할을 통해 통신한다. GAP, GATT와 같은 프로토콜과 다양한 프로파일을 통해 스마트 홈, 헬스케어, 스포츠, 피트니스, 오디오 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

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Bluetooth Low Energy
개요
종류	근거리 무선 통신 기술
표준	IEEE 802.15
명칭
약칭	BLE
기술
전력 소비	저전력
통신 범위	단거리
주파수 대역	2.4 GHz
변조 방식	FSK
데이터 전송 속도	1 Mbps
연결 방식	피코넷
보안	AES-CCM
특징
낮은 전력 소비	배터리 수명 연장
빠른 연결 설정	3ms 내외
다양한 프로파일 지원	GATT
메시 네트워크 지원	다대다 통신
활용 분야
사물 인터넷 (IoT)	스마트 홈, 웨어러블 기기, 헬스케어
비콘 (Beacon)	위치 기반 서비스, 광고
산업 자동화	센서 네트워크, 모니터링
의료 기기	혈당 측정기, 심박수 모니터
자동차	스마트 키, 차량용 센서
장점
낮은 전력 소비	에너지 효율적
저렴한 비용	칩셋 및 모듈 가격 저렴
넓은 활용 분야	다양한 기기에 적용 가능
간단한 개발	개발 도구 및 라이브러리 제공
단점
짧은 통신 거리	제한적인 통신 범위
낮은 데이터 전송 속도	대용량 데이터 전송에 부적합
보안 취약점	해킹 위험 존재
역사
초기 개발	노키아의 "Wibree" 프로젝트 (2006년)
블루투스 표준 통합	Bluetooth 4.0 (2010년)
블루투스 SIG	블루투스 기술 표준 관리 단체
관련 기술
블루투스	기존 블루투스 기술과의 호환
Zigbee	또 다른 저전력 무선 통신 기술
ANT+	스포츠 및 피트니스 기기용 무선 통신 기술

2. 역사

노키아가 "Wibree"라는 사양을 제정했고, 이는 Bluetooth Special Interest Group^영어 (Bluetooth SIG)에 인수되었다. 2009년 12월, Bluetooth 4.0에 BLE가 처음 추가되었다. 이후 2013년 12월에 Bluetooth 4.1, 2014년 12월에 4.2, 2016년 12월에 5.0, 2019년 1월에 5.1, 2020년 1월에 5.2, 2021년 7월에 5.3이 각각 제정·발표되었다^[68]. BLE 4.0, 4.1, 4.2 사이에는 하위 호환성이 보장된다.

BLE는 기존 BR/EDR의 메이저 버전 업그레이드판이 아니라, 별개의 규격으로 제정된 사양이다. BR/EDR과 비교하여 "에너지 절약", "복잡하지 않음", "저비용" 등을 내세우며, 이러한 특징을 확보하는 데 목적이 있다.^[70]^[71] 실제로 저렴한 하드웨어, 간소하고 확장 가능한 데이터 모델이 BLE 보급의 원동력이 되고 있다.^[72]

2011년, 블루투스 SIG는 새로운 저에너지 장치와 다른 블루투스 장치 간의 호환성을 명확히 하기 위해 Bluetooth Smart 로고를 발표했다.^[6] 2016년 5월, 블루투스 SIG는 Bluetooth Smart 및 Bluetooth Smart Ready 로고 및 워드마크를 단계적으로 폐지하고, 새로운 파란색 블루투스 로고와 워드마크를 다시 사용하기 시작했다.^[8]

2. 1. 초기 개발

2001년, 노키아 연구원들은 기존 무선 기술이 충족하지 못하는 다양한 시나리오를 파악했다.^[10] 노키아는 블루투스 표준을 기반으로 전력 소비와 비용을 절감하면서 블루투스 기술과의 차이점을 최소화하는 무선 기술 개발을 시작했다. 이 기술은 2004년에 Bluetooth Low End Extension이라는 이름으로 발표되었다.^[11]

로지텍 등 파트너사들과의 추가 개발, 특히 유럽 프로젝트 MIMOSA (Microsystems platform for mobile services and applications^영어^[12], 연구 및 기술 개발을 위한 프레임워크 프로그램에서 자금을 지원받는 프로젝트 중 하나) 내에서 이루어졌고, ST마이크로일렉트로닉스의 적극적인 홍보 및 지원(ST마이크로일렉트로닉스는 표준 구현을 지원하는 프로세서를 출시했다^영어^[13])을 받았다. 이 기술은 2006년 10월 Wibree라는 브랜드로 공개되었다.^[14] 블루투스 SIG 회원과의 협상 끝에 2007년 6월, Wibree를 차후 블루투스 사양에 초저전력 블루투스 기술로 포함시키기로 합의했다.^[15]^[16]

이 기술은 Bluetooth Smart로 마케팅되었으며, 코어 사양 버전 4.0에 통합되어 2010년 초에 완료되었다.^[17] 이 사양을 구현한 최초의 스마트폰은 2011년 10월에 출시된 아이폰 4S였다.^[18]

2. 2. 블루투스 4.0 채택

2001년, 노키아의 연구원들은 당시 무선 기술이 해결하지 못하는 다양한 시나리오를 파악했다.^[10] 노키아는 블루투스 표준을 기반으로 전력 소비와 비용을 절감하면서 블루투스 기술과의 차이점을 최소화하는 무선 기술 개발을 시작했다. 그 결과는 2004년에 Bluetooth Low End Extension이라는 이름으로 발표되었다.^[11]

로지텍을 비롯한 파트너사들과의 추가 개발, 특히 유럽 프로젝트 MIMOSA (Microsystems platform for mobile services and applications^영어의 약자^[12], 유럽 연구 및 기술 개발을 위한 프레임워크 프로그램에서 자금을 지원받는 프로젝트 중 하나이다.) 내에서, 그리고 초창기부터 ST마이크로일렉트로닉스의 적극적인 홍보 및 지원을 받아(ST마이크로일렉트로닉스는 표준 구현을 지원하는 프로세서를 출시했다^[13]), 이 기술은 2006년 10월 Wibree라는 브랜드로 대중에게 공개되었다.^[14] 블루투스 SIG 회원과의 협상 끝에 2007년 6월, Wibree를 차후 블루투스 사양에 초저전력 블루투스 기술로 포함시키기로 합의했다.^[15]^[16]

이 기술은 Bluetooth Smart로 마케팅되었으며, 코어 사양 버전 4.0에 통합되어 2010년 초에 완료되었다.^[17] 4.0 사양을 구현한 최초의 스마트폰은 2011년 10월에 출시된 아이폰 4S였다.^[18] 2012년에는 여러 다른 제조업체에서 Bluetooth Low Energy Ready 기기를 출시했다.

BLE의 기초가 된 것은 노키아(Nokia)가 제정한 "Wibree"라는 사양이다. 이후 Bluetooth Special Interest Group^영어 (Bluetooth SIG)에 인계되어 2009년 12월에 Bluetooth 4.0에 추가된 것이 최초의 BLE이다.

2. 3. 버전 업데이트

BLE의 기초가 된 것은 노키아가 제정한 "Wibree"라는 사양이다. 이후 Bluetooth Special Interest Group^영어 (Bluetooth SIG)에 인계되어 2009년 12월에 Bluetooth 4.0에 추가된 것이 최초의 BLE이다. 이후 업데이트 버전으로 2013년 12월에 Bluetooth 4.1, 2014년 12월에 4.2, 2016년 12월에 5.0, 2019년 1월에 5.1, 2020년 1월에 5.2, 2021년 7월에 5.3이 각각 제정·발표되었다^[68](Bluetooth^일본어 문서도 참조). BLE 4.0 및 4.1, 4.2 사이에는 하위 호환성이 보장된다.

BLE는 기존 BR/EDR의 메이저 버전 업그레이드판이 아니라, 애초에 별개의 규격으로 제정된 사양이다. BR/EDR과 비교하여 "에너지 절약", "복잡하지 않음", "저비용" 등을 내세우고 있으며, 이러한 특징을 확보하는 데 사양 제정의 목적이 집중되어 있다^[70]^[71]。실제로 저렴한 하드웨어, 간소하고 확장 가능한 데이터 모델이 실현되어 BLE 보급의 원동력이 되고 있다^[72]。

블루투스 SIG는 2016년 6월 16일 런던에서 열린 미디어 행사에서 블루투스 5를 공식 발표했다. 마케팅 측면에서 변경된 사항 중 하나는 소수점 숫자가 삭제되어 이제 블루투스 5라고만 불린다는 것이다(블루투스 4.0처럼 블루투스 5.0 또는 5.0 LE가 아님). 이 결정은 "마케팅을 단순화하고 사용자에게 이점을 보다 효과적으로 전달"하기 위해 내려졌다.^[19] 기술적인 측면에서 블루투스 5는 전송 전력을 높이거나 코딩된 물리 계층을 사용하여 범위를 4배로 늘리고, 블루투스 4.x에 비해 기호 시간을 절반으로 줄여 속도를 2배로 높이며, 광고 데이터 길이를 늘려 데이터 방송 용량을 8배 증가시킬 것이다^[20] (이는 전체 가정에 노드가 연결되는 IoT 애플리케이션에 중요할 수 있다). 블루투스 용어에서 '광고 패킷'은 페어링 ''전''에 두 장치 간에 교환되는 정보, 즉 연결되지 않은 상태에서 교환되는 정보를 의미한다. 예를 들어, 광고 패킷을 사용하면 장치가 다른 블루투스 장치와 페어링하기 전에 사용자에게 해당 장치의 이름을 표시할 수 있다.^[21] 블루투스 5는 이 광고 패킷의 데이터 길이를 늘릴 것이다. 블루투스 4.x에서 이 패킷의 길이는 31바이트였다(방송 토폴로지의 경우).

2. 4. 명칭 변화

2011년, 블루투스 SIG(Bluetooth SIG)는 새로운 저에너지 장치와 다른 블루투스 장치 간의 호환성을 명확히 하기 위해 Bluetooth Smart 로고를 발표했다.^[6]

Bluetooth Smart Ready는 클래식 및 저에너지 주변 기기와 모두 호환되는 듀얼 모드 장치를 나타낸다.^[7]
Bluetooth Smart는 저에너지 전용 장치를 나타내며, 작동하려면 Smart Ready 또는 다른 Bluetooth Smart 장치가 필요하다.

2009년에 Bluetooth 버전 4.0 (Bluetooth 4.0)이 출시되었을 당시, "Bluetooth Smart" 및 "Bluetooth Smart Ready" 등의 명칭이 사용되었다. 기존 Bluetooth BR/EDR만 구현된 것을 "Bluetooth", Bluetooth LE만 구현된 것을 "Bluetooth Smart", Bluetooth LE 및 BR/EDR을 모두 구현한 것을 "Bluetooth Smart Ready"라고 칭하는 것이 제안되었다.^[73]

2016년 5월, 블루투스 SIG는 Bluetooth Smart 및 Bluetooth Smart Ready 로고 및 워드마크를 단계적으로 폐지하고, 새로운 파란색 블루투스 로고와 워드마크^[8]를 다시 사용하기 시작했다.

3. 특징

BLE는 기존의 클래식 블루투스와는 다른 별개의 규격으로, "에너지 절약", "복잡하지 않음", "저비용" 등을 특징으로 내세운다.^[70]^[71] 이러한 특징을 확보하는 데 사양 제정의 목적이 집중되어 있다.^[70]^[71]

저전력 소비: BLE는 버튼형 전지 1개로도 수년간 구동 가능할 정도로 전력 소비를 최소화했다.
소형화 및 저비용: 노키아가 제정한 "Wibree"를 기반으로 하며, 저렴한 하드웨어와 간소화된 데이터 모델을 통해 BLE 보급에 기여하고 있다.^[72]
호환성: 클래식 블루투스와 동일한 2.4GHz 주파수 대역을 사용하지만, 변조 방식이 달라 직접적인 호환은 되지 않는다. 블루투스 4.0 규격부터는 장치가 BLE와 클래식 블루투스(BR/EDR) 중 하나 또는 둘 다를 지원할 수 있도록 허용한다.
통신 속도 및 도달 거리: 통신 속도는 1Mbps(블루투스 4.0) 또는 2Mbps, 1Mbps, 500kbps, 125kbps(블루투스 5)를 지원하지만, 실제 속도는 여러 제약으로 인해 10kbps 정도이다. 도달 거리는 5m(실제) 정도로 짧지만, 블루투스 5에서는 통신 속도를 낮춰 최대 400m까지 늘릴 수 있다.

버전	데이터 속도 (Mbit/s)	도달 거리
블루투스 4.0	1	약 5m (실제)
블루투스 5	2, 1, 0.5, 0.125	최대 400m (0.125 Mbit/s)

3. 1. 저전력 소비

Bluetooth Low Energy는 장치가 매우 낮은 전력을 소비하도록 설계되었다. 캠브리지 실리콘 라디오(Cambridge Silicon Radio), 다이얼로그 세미컨덕터(Dialog Semiconductor), 노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor), ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics), 사이프레스 세미컨덕터(Cypress Semiconductor), 실리콘 랩스(Silicon Labs), 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments) 등 여러 칩 제조업체는 2014년까지 Bluetooth Low Energy 최적화 칩셋을 출시했다. 주변 장치와 중앙 장치 역할의 장치는 서로 다른 전력 요구 사항을 갖는다. 비콘 소프트웨어 회사 에슬랩스(Aislelabs)의 연구에 따르면, 근접 비콘과 같은 주변 장치는 일반적으로 1,000mAh 코인 셀 배터리로 1~2년 동안 작동한다.^[57] 이는 오디오 및 고대역폭 데이터에도 적합한 Bluetooth Classic에 비해 작은 패킷만 전송하는 Bluetooth Low Energy 프로토콜의 전력 효율성 덕분이다.

반대로, 중앙 장치 역할에서 동일한 비콘을 지속적으로 스캔하면 몇 시간 안에 1,000mAh를 소모할 수 있다. Android 및 iOS 장치도 스캔 유형 및 주변 Bluetooth Low Energy 장치 수에 따라 배터리 소모량에 큰 차이가 있다.^[58] 2014년까지 새로운 칩셋과 소프트웨어의 발달로 Android 및 iOS 휴대폰은 실제 Bluetooth Low Energy 사용에서 무시할 만한 전력 소비량을 보였다.^[59]

Bluetooth SIG 공개자료에 의하면, 종래의 버전과 비교해 대폭적으로 소비전력을 낮춘 Bluetooth Low Energy는 버튼형 전지 1개만으로도 수년간 구동 가능하도록 되어 있다.

3. 2. 소형화 및 저비용

Bluetooth Low Energy (BLE)는 노키아가 제정한 "Wibree"라는 사양을 기초로 한다. 이후 Bluetooth Special Interest Group^영어 (Bluetooth SIG)에 인계되어 2009년 12월에 Bluetooth 4.0에 추가되었다. BLE는 기존의 BR/EDR (클래식 블루투스)과는 별개의 규격으로 제정되었으며, "에너지 절약", "복잡하지 않음", "저비용"을 특징으로 내세운다.^[70]^[71]

Bluetooth SIG 공개자료에 따르면, BLE는 버튼형 전지 1개만으로도 수년간 구동 가능할 정도로 소비 전력이 낮다. 이는 저렴한 하드웨어, 간소하고 확장 가능한 데이터 모델을 실현하여 BLE 보급의 원동력이 되고 있다.^[72]

3. 3. 호환성

Bluetooth Low Energy (BLE)는 블루투스 기본 속도/향상된 데이터 속도(BR/EDR)와는 다른 규격이므로 호환되지 않는다. 하지만, 블루투스 4.0 규격에서는 장치가 LE 및 BR/EDR 시스템 중 하나 또는 둘 다를 구현할 수 있도록 허용한다. 장치 유형으로는 BR/EDR, LE only, BR/EDR/LE의 세 가지가 있다. BLE는 BR/EDR과 동일한 2.4 GHz 주파수 대역을 사용하므로, 듀얼 모드 장치는 하나의 무선 안테나를 공유할 수 있다.^[10]

Bluetooth SIG는 [http://www.bluetooth.com/Pages/Bluetooth-Smart-Devices-List.aspx 호환 장치 목록]을 공개하고 있다.
PC

운영체제	센트럴 역할 지원	페리페럴 역할 지원
마이크로소프트 윈도우	Windows 8 이후^[103]^[104]^[105]	Windows 10 크리에이터스 업데이트 (버전 1703, 빌드 15063) 이후^[108]^[109]^[110]
macOS	버전 10.7 이후^[111]	버전 10.9 이후^[112]^[113]
리눅스	3.4 이후 (BlueZ 5.0 지원)^[114]	3.4 이후 (BlueZ 5.0 지원)^[114]

모바일

운영체제	센트럴 역할 지원	페리페럴 역할 지원	Bluetooth 5 지원
안드로이드	버전 4.3 이후^[115]	버전 5.0 이후^[116]	버전 8.0 이후^[117]
iOS	버전 5.0 이후^[118]	버전 6.0 이후^[119]^[120]	해당 없음
Windows Phone	8.1 이후^[121]	해당 없음	해당 없음
BlackBerry	10^[122]	해당 없음	해당 없음

BLE 주변 장치와 연결 및 통신하기 위한 기능을 웹 브라우저에서 제공하기 위한 실험적인 기술로, Web Bluetooth API도 제정되었다.^[123]

3. 4. 통신 속도 및 도달 거리

Bluetooth Low Energy(BLE)는 블루투스 4.0에서 1Mbps,^[78] 블루투스 5에서 2Mbps, 1Mbps, 500kbps, 125kbps의 통신 속도 규격 값을 갖는다.^[68] 하지만 여러 제약으로 인해 실제 통신 속도는 10kbps 정도에 불과하다.^[78]^[79] 이는 BLE가 "에너지 절약"을 중시하여 "통신 속도를 최소한으로 억제하면 소비 에너지도 적다"는 상충 관계를 따르기 때문이다.

도달 거리 역시 30미터 이상 설정 가능하지만, 실제로는 5미터 정도로 짧다. 이 또한 통신 속도와 같은 이유 때문이다. 블루투스 5에서는 통신 속도를 125kbps로 낮춰 최대 도달 거리를 400m까지 늘렸다.^[62]

블루투스 5는 심볼 속도를 두 배로 늘린 새로운 전송 모드를 도입했다. 기존에는 심볼당 1비트를 전송하여 이론적으로 데이터 속도도 두 배가 된다. 그러나 이 새로운 모드는 대역폭을 약 1MHz에서 2MHz로 늘려 가장자리 영역에서 간섭을 일으킬 수 있다. ISM 주파수 대역은 2MHz 간격의 40개 채널로 분할되어 있다.^[60]

블루투스 기본 속도에서 1Mbit의 전송은 블루투스 5에서 1M PHY로 변경되었다. 두 배의 심볼 속도를 가진 새로운 모드는 2M PHY로 도입되었다. BLE에서 모든 전송은 1M PHY에서 시작하여 애플리케이션에서 2M PHY로 전환할 수 있다. 송신자와 수신자는 전송을 위해 2M PHY로 전환한다. 이는 오류 발생 시 애플리케이션이 기존 1M PHY로 다시 전환할 수 있도록 펌웨어 업데이트를 용이하게 하기 위함이다.

블루투스 5는 더 낮은 데이터 속도를 가진 두 가지 새로운 모드를 추가했다. "Coded PHY"의 심볼 속도는 Base Rate 1M PHY와 동일하지만, S=2 모드에서는 데이터 비트당 두 개의 심볼이 전송된다. S=8 모드에서는 데이터 비트당 8개의 심볼이 있으며, 패턴 매핑을 통해 대비되는 심볼 시퀀스를 생성한다.^[61] S=2 모드에서는 범위가 대략 두 배로 증가하고, S=8 모드에서는 네 배로 증가한다.^[62]

"LE Coded" 전송은 오류 정정 방식을 변경하고 새로운 패킷 형식을 사용한다. 각 "LE Coded" 버스트는 세 개의 블록으로 구성된다. 스위치 블록은 LE 1M PHY에서 전송되지만, 특정 패턴이 반복되는 것으로 구성된다. 헤더 블록은 S=8 모드로 전송되며, 대상 주소와 인코딩 플래그를 포함한다. 코딩 표시기는 페이로드 블록에 사용되는 패턴 매핑을 정의한다.^[63]

블루투스 5의 새로운 패킷 형식은 2바이트에서 최대 256바이트까지 페이로드를 전송할 수 있다. 이는 블루투스 4의 최대 31바이트보다 훨씬 크다. 범위 측정과 함께 위치 파악 기능을 사용할 수 있다. 전송 전력은 동일하게 유지하면서 범위를 네 배로 늘리면 데이터 속도는 125kbit로 8분의 1로 줄어든다. 이전 전송 패킷 형식은 1M PHY 및 2M PHY 모드에서 "Uncoded"로 명명되어 계속 사용된다. "LE Coded" S=2 모드를 사용하면 페이로드에서 500kbit의 데이터 속도를 얻을 수 있어 대기 시간과 전력 소비를 줄일 수 있다.

버전	데이터 속도 (Mbit/s)	도달 거리
블루투스 4.0	1	약 5m (실제)
블루투스 5	2, 1, 0.5, 0.125	최대 400m (0.125 Mbit/s)

4. 기술 사양

BLE(Bluetooth Low Energy)는 클래식 블루투스와 동일한 2.4GHz 무선 주파수를 사용하지만, 더 간단한 변조 시스템을 사용한다.^[47] 종래의 버전과 비교해 소비전력을 대폭 낮춰, 버튼형 전지 1개만으로도 수년간 구동이 가능하다. 전송 속도는 1Mbps(블루투스 5에서는 2Mbps 옵션)이며, 최대 전송 전력은 10mW(블루투스 5에서는 100mW)이다.

BLE는 40개의 2MHz 채널을 사용하며, 채널 내에서 데이터는 가우스 주파수 편이 변조를 사용하여 전송된다. 협대역 간섭 문제를 해결하기 위해 주파수 도약을 사용한다.^[47]

블루투스 5는 데이터 속도를 두 배로 늘린 새로운 전송 모드를 도입했다. 또한, 더 낮은 데이터 속도를 가진 두 가지 새로운 모드를 도입하여, S=2 모드에서는 범위를 대략 두 배로, S=8 모드에서는 네 배로 증가시켰다.^[62]

사양	기본/향상된 데이터 속도	로우 에너지
일반 최대 범위	100m	100m 미만
무선 데이터 속도	1–3 Mbit/s	125 kbit/s, 500 kbit/s, 1 Mbit/s, 2 Mbit/s
애플리케이션 처리량	0.7–2.1 Mbit/s	0.27–1.37 Mbit/s^[48]
활성 슬레이브	7	정의되지 않음; 구현에 따라 다름
보안	56/128비트 및 애플리케이션 계층 사용자 정의	128비트 고급 암호화 표준 CCM 모드 및 애플리케이션 계층 사용자 정의
견고성	적응형 빠른 주파수 도약, FEC, 빠른 ACK	적응형 주파수 도약, 느린 응답, 24비트 CRC, 32비트 메시지 무결성 검사
깨우기 지연 시간(비연결 상태에서)	일반적으로 100 ms	6 ms
데이터를 전송하는 데 걸리는 최소 총 시간	0.625 ms	3 ms^[49]
음성 기능	예	예^[50]
네트워크 토폴로지	분산 네트워크	분산 네트워크
전력 소비	1 W를 기준으로 함	0.01–0.50 W(사용 사례에 따라 다름)
최대 전류 소비	<30 mA	<15 mA
주요 사용 사례	휴대폰, 게임, 헤드셋, 스테레오 오디오 스트리밍, 스마트 홈, 웨어러블, 자동차, PC, 보안, 근접 통신, 헬스케어, 스포츠 및 피트니스 등	휴대폰, 게임, 스마트 홈, 웨어러블, 자동차, PC, 보안, 근접 통신, 헬스케어, 스포츠 및 피트니스, 산업 등

BLE는 장치 간 통신 방법으로 브로드캐스트^[80]와 커넥션^[81]이라는 두 가지 방법을 정의하고 있다.^[82] 브로드캐스트 통신 방식은 데이터를 보내는 장치를 브로드캐스터, 데이터를 받는 장치를 옵저버라고 부르며, iBeacon이 대표적인 예이다.^[84] 커넥션 통신 방식은 연결을 시작하는 장치를 센트럴(또는 마스터), 연결 요청을 받아 데이터를 주고받는 장치를 페리페럴(또는 슬레이브)이라고 부른다.

BLE에는 프로토콜과 프로파일이라는 두 가지 사양 정의가 존재한다. 프로토콜은 모든 BLE 기기가 사용하는 정의를 포함하고, 프로파일은 특정 BLE 기기에서 사용되는 데이터 송수신 정의 및 사용 사례 등을 포함한다. 프로토콜의 종류는 다음과 같다.

계층	역할
컨트롤러	물리 계층(PHY), 링크 계층(LL), 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI)
호스트	호스트 컨트롤러 인터페이스, 보안 관리자(SM), 속성(Attribute) 프로토콜(ATT), 논리 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP), 범용 속성 프로파일(GATT), 범용 액세스 프로파일(GAP)
애플리케이션	BLE를 사용하는 애플리케이션

BLE는 암호화된 광고 데이터(EAD) 기능을 통해 광고 패킷으로 전송되는 데이터의 일부 또는 전체를 암호화할 수 있다.^[53] 또한, 전송되는 모든 블루투스 LE PDU에는 순환 중복 검사(CRC)가 포함되어 데이터 무결성을 확인한다.^[53]

4. 1. 무선 인터페이스

블루투스 로우 에너지는 클래식 블루투스와 동일한 2.4GHz 무선 주파수를 사용하지만, 더 간단한 변조 시스템을 사용한다.^[47]

블루투스 로우 에너지 기술은 클래식 블루투스 기술과 동일한 주파수 대역(2.400–2.4835 GHz ISM 대역)에서 작동하지만, 서로 다른 채널 세트를 사용한다. 클래식 블루투스의 79개의 1MHz 채널 대신, 블루투스 로우 에너지는 40개의 2MHz 채널을 사용한다. 채널 내에서 데이터는 클래식 블루투스의 기본 속도 방식과 유사한 가우스 주파수 편이 변조를 사용하여 전송된다. 비트 전송률은 1 Mbit/s(블루투스 5에서는 2 Mbit/s 옵션)이며, 최대 전송 전력은 10 mW(블루투스 5에서는 100 mW)이다.

블루투스 로우 에너지는 협대역 간섭 문제를 해결하기 위해 주파수 도약을 사용한다. 클래식 블루투스도 주파수 도약을 사용하지만, 세부 사항이 다르다. 결과적으로, FCC와 ETSI 모두 블루투스 기술을 FHSS 방식으로 분류하지만, 블루투스 로우 에너지는 디지털 변조 기술 또는 직접 시퀀스 스펙트럼 확산을 사용하는 시스템으로 분류된다.^[47]

사양	기본/향상된 데이터 속도	로우 에너지
일반 최대 범위	100m	100m 미만
무선 데이터 속도	1–3 Mbit/s	125 kbit/s, 500 kbit/s, 1 Mbit/s, 2 Mbit/s
애플리케이션 처리량, 또는 '굿풋'	0.7–2.1 Mbit/s	0.27–1.37 Mbit/s^[48]
활성 슬레이브	7	정의되지 않음; 구현에 따라 다름
보안	56/128비트 및 애플리케이션 계층 사용자 정의	128비트 고급 암호화 표준 CCM 모드 및 애플리케이션 계층 사용자 정의
견고성	적응형 빠른 주파수 도약, FEC, 빠른 ACK	적응형 주파수 도약, 느린 응답, 24비트 CRC, 32비트 메시지 무결성 검사
깨우기 지연 시간(비연결 상태에서)	일반적으로 100 ms	6 ms
데이터를 전송하는 데 걸리는 최소 총 시간(배터리 수명 결정)	0.625 ms	3 ms^[49]
음성 기능	예	예^[50]
네트워크 토폴로지	분산 네트워크	분산 네트워크
전력 소비	1 W를 기준으로 함	0.01–0.50 W(사용 사례에 따라 다름)
최대 전류 소비	<30 mA	<15 mA
주요 사용 사례	휴대폰, 게임, 헤드셋, 스테레오 오디오 스트리밍, 스마트 홈, 웨어러블, 자동차, PC, 보안, 근접 통신, 헬스케어, 스포츠 및 피트니스 등	휴대폰, 게임, 스마트 홈, 웨어러블, 자동차, PC, 보안, 근접 통신, 헬스케어, 스포츠 및 피트니스, 산업 등

블루투스 5는 두 배의 심볼 속도를 가진 새로운 전송 모드를 도입했다. 블루투스 LE는 전통적으로 심볼당 1 비트를 전송하여 이론적으로 데이터 속도도 두 배가 된다. 그러나 새로운 모드는 대역폭을 약 1 MHz에서 약 2 MHz로 두 배로 늘려 가장자리 영역에서 더 많은 간섭을 일으킨다. ISM 주파수 대역의 분할은 2 MHz 간격으로 40개의 채널로 여전히 변경되지 않았다.^[60] 이는 데이터 속도를 두 배로 늘렸지만 1 MHz 채널에서 π/4-DQPSK 또는 8-DPSK 위상 변조를 사용했던 블루투스 2 EDR과 본질적인 차이점이 있는 반면, 블루투스 5는 주파수 편이 변조만 계속 사용한다.

블루투스 기본 속도에서 1 Mbit의 전통적인 전송은 블루투스 5에서 1M PHY로 이름이 변경되었다. 두 배의 심볼 속도를 가진 새로운 모드는 2M PHY로 도입되었다. 블루투스 저에너지에서 모든 전송은 1M PHY에서 시작하여 애플리케이션에서 2M PHY로의 전환을 시작하도록 한다. 이 경우 송신자와 수신자는 전송을 위해 2M PHY로 전환한다. 이는 오류 발생 시 애플리케이션이 기존 1M PHY로 다시 전환할 수 있는 펌웨어 업데이트를 용이하게 하도록 설계되었다.

블루투스 5는 더 낮은 데이터 속도를 가진 두 가지 새로운 모드를 도입했다. 새로운 "Coded PHY"의 심볼 속도는 Base Rate 1M PHY와 동일하지만, S=2 모드에서는 데이터 비트당 두 개의 심볼이 전송된다. S=8 모드에서는 데이터 비트당 8개의 심볼이 있으며, 패턴 매핑은 대비되는 심볼 시퀀스를 생성한다.^[61] S=2 모드에서는 범위가 대략 두 배로 증가하고, S=8 모드에서는 네 배로 증가한다.^[62]

"LE Coded" 전송은 오류 정정 방식을 변경했을 뿐만 아니라 근본적으로 새로운 패킷 형식을 사용한다. 각 "LE Coded" 버스트는 세 개의 블록으로 구성된다. 스위치 블록("확장 프리앰블")은 LE 1M PHY에서 전송되지만, 평소처럼 FEC 인코딩되지 않고 라디오 채널로 직접 전송된다. 그 뒤에는 S=8 모드로 항상 전송되는 헤더 블록("FEC 블록 1")이 이어진다. 헤더 블록에는 대상 주소와 인코딩 플래그만 포함되어 있다. 코딩 표시기는 다음 페이로드 블록("FEC 블록 2")에 사용되는 패턴 매핑을 정의한다.^[63]

블루투스 5의 새로운 패킷 형식은 단일 버스트에서 2바이트에서 최대 256바이트까지 페이로드를 전송할 수 있다. 이는 블루투스 4의 최대 31바이트보다 훨씬 더 많은 양이다. 전반적으로 동일한 전송 전력에서 네 배로 증가된 범위는 125 kbit로 8분의 1로 줄어든 낮은 데이터 속도를 희생하여 달성된다. 중간 "LE Coded" S=2 모드를 사용하면 페이로드에서 500 kbit의 데이터 속도를 얻을 수 있으며, 이는 버스트 시간이 짧아져 대기 시간이 짧아지고 전력 소비가 줄어드는 데 도움이 된다.

4. 2. 네트워크 구성

BLE는 장치 간 통신 방법으로 브로드캐스트^[80]와 커넥션^[81]이라는 두 가지 방법을 정의하고 있다^[82]. 이 두 방식은 특정 BLE 네트워크 내에서 혼합되어 사용될 수 있다^[83].

BLE 장치는 광고 패킷을 브로드캐스팅하는 절차를 통해 감지된다. 간섭을 줄이기 위해 3개의 개별 채널(주파수)을 사용하며, 광고 장치는 광고 간격이라고 하는 반복 주기로 이 세 채널 중 하나 이상에 패킷을 전송한다. 여러 번의 연속적인 충돌 가능성을 줄이기 위해 각 광고 간격에 최대 10밀리초의 임의 지연이 추가된다. 스캐너는 스캔 윈도우라고 하는 기간 동안 채널을 수신하며, 이는 스캔 간격마다 주기적으로 반복된다.

검색 지연 시간은 확률적 프로세스에 의해 결정되며 세 가지 매개변수(광고 간격, 스캔 간격, 스캔 윈도우)에 따라 달라진다. BLE의 검색 방식은 주기적 간격 기반 기술을 채택하여, 대부분의 매개변수 설정에 대해 검색 지연 시간에 대한 상한을 추론할 수 있다. 그러나 각 광고 간격에 추가된 임의 지연 및 3 채널 검색은 이러한 예측에서 벗어나거나 특정 매개변수 설정에 대해 무제한 지연을 초래할 수 있다.^[52]

브로드캐스트 통신 방식은 데이터를 보내는 장치를 브로드캐스터, 데이터를 받는 장치를 옵저버라고 부른다. 커넥션 통신 방식은 연결을 시작하는 장치를 센트럴(또는 마스터), 연결 요청을 받아 데이터를 주고받는 장치를 페리페럴(또는 슬레이브)이라고 부른다.

4. 2. 1. 브로드캐스터와 옵저버

BLE 장치는 광고 패킷을 브로드캐스팅하여 다른 장치에 의해 감지된다. 이 통신 방법에서 데이터를 발신하는 장치를 '''브로드캐스터''', 데이터를 수신하는 장치를 '''옵저버'''라고 한다. 브로드캐스터가 발신하는 데이터를 '''애드버타이즈먼트 패킷'''이라고 부르며, 이 패킷에는 정해진 범위 내에서 자유로운 데이터를 설정할 수 있다.^[84]

하나의 브로드캐스터는 불특정 다수의 옵저버에게 동시에 동일한 데이터를 보낼 수 있어, 기밀 유지가 필요한 데이터 교환에는 적합하지 않다. 예를 들어, 측정된 온도 데이터를 일정 주기로 계속 발신하는 온도계(브로드캐스터)와 수신된 온도 데이터를 사용자에게 알리는 애플리케이션(옵저버)과 같은 방식으로 사용될 수 있다.

실제로 사용되는 예로는 애플이 제정한 iBeacon이 있다.^[84]

4. 2. 2. 센트럴과 페리페럴

커넥션은 BLE (Bluetooth Low Energy) 장치 간에 데이터를 주고받기 위한 통신 방법이다. 브로드캐스트와 달리 데이터 송수신은 커넥션에 참여한 장치 사이에서만 비공개로 이루어진다.

이 통신 방법에서 통신의 호스트(커넥션을 시작하는 쪽)가 되는 장치를 '''센트럴''' 또는 '''마스터'''라고 부른다. 센트럴로부터 커넥션 시작 요청을 받아 이후 센트럴에 의해 정해진 시점에 데이터를 주고받는 장치를 '''페리페럴''' 또는 '''슬레이브'''라고 부른다. 일반적으로 센트럴은 스마트폰, 태블릿, PC가 담당한다. 페리페럴은 이러한 장치에서 사용되는 주변기기가 담당한다^[85]. 의도적으로 센트럴보다 페리페럴의 구현 요건이 쉽고 저렴하도록 설계되었으며, 이는 페리페럴 장치(BLE를 지원하는 주변기기)가 많이 개발되는 이유이기도 하다^[85]. 하나의 센트럴은 여러 페리페럴과 연결할 수 있다. 최대 연결 수에 BLE 사양상의 제한은 없지만, 리소스 관계상 실제로는 최대 8대 등으로 제한된다^[86]. 반면, 하나의 페리페럴은 하나의 센트럴에만 연결할 수 있다.

통신에는 범용 속성(어트리뷰트) 프로파일(Generic Attribute Profile, GATT)이라는 데이터 구조 정의를 사용하며, GATT는 광범위한 확장성을 가지므로 다양한 장치는 여러 목적으로 커넥션이라는 통신 방법을 사용할 수 있다.

PC, 스마트폰, 태블릿에 사용되는 OS 및 Bluetooth 어댑터는 일반적으로 센트럴 역할을 지원하지만, 페리페럴 역할을 지원하는지는 각 장치의 OS 및 하드웨어에 따라 다르다^[87]^[88]^[89]. 서버용 OS는 Bluetooth 자체를 지원하지 않는 경우도 있다.

대부분의 애플리케이션에서 연결 처리가 완료되면 센트럴과 페리페럴은 한쪽이 서버가 되고 다른 한쪽이 클라이언트가 된다. 일반적으로 페리페럴 쪽이 서버가 되고 센트럴 쪽이 클라이언트가 되지만, 용도에 따라 반대가 될 수도 있다^[90]^[86]. GAP의 센트럴/페리페럴과 GATT의 클라이언트/서버 역할은 서로 독립적이다^[108].

4. 3. 프로토콜 및 프로파일

BLE(Bluetooth Low Energy)에는 Bluetooth BR/EDR과 마찬가지로 '''프로토콜'''과 '''프로파일'''이라는 두 가지 사양 정의가 존재한다.

프로토콜에는 "모든 BLE 기기가 사용하는" 정의가 포함되어 있으며^[92], 다음과 같다.

계층	역할
컨트롤러	물리 계층(PHY), 링크 계층(LL), 호스트 컨트롤러 인터페이스(HCI)
호스트	호스트 컨트롤러 인터페이스, 보안 관리자(SM), 속성(Attribute) 프로토콜(ATT), 논리 링크 제어 및 적응 프로토콜(L2CAP), 범용 속성 프로파일(GATT), 범용 액세스 프로파일(GAP)
애플리케이션	BLE를 사용하는 애플리케이션

이러한 정의에는 기기 간의 페어링 연결 및 데이터 송수신 방법, 통신 주파수 정의 및 제어 등 하드웨어적 정의가 포함되어 있다^[93]。

프로파일에는 "특정 BLE 기기에서 사용되는 데이터 송수신 정의 및 사용 사례 등"이 포함된다. 프로파일 중 GATT와 GAP는 프로토콜에 포함되는 특수한 프로파일이며, 그 외의 프로파일과는 구분된다. 또한, Bluetooth BR/EDR에서의 프로파일과는 완전히 별개의 것이며, 정의 등에서 호환성은 없다.

Bluetooth SIG는 저전력 장치를 위해 여러 블루투스 프로파일을 정의한다. 이러한 프로파일은 특정 응용 분야에서 장치가 어떻게 작동하는지에 대한 사양이다. 제조업체는 호환성을 보장하기 위해 해당 장치에 적절한 사양을 구현해야 한다. 기기는 여러 프로파일을 포함할 수 있다.

대부분의 저전력 응용 프로파일은 GATT를 기반으로 한다. 블루투스 메시 프로파일은 GAP을 기반으로 하는 예외이다.

4. 3. 1. GAP (Generic Access Profile)

범용 액세스 프로파일(Generic Access Profile, GAP)은 브로드캐스트, 검색 방법, 연결 확립 및 관리 방법 등을 정의한다.^[93] BLE 사양에서 최상위 정의이며, 모든 BLE 장치는 이 정의를 준수하고 지원 및 구현해야 한다.

4. 3. 2. GATT (Generic Attribute Profile)

블루투스 로우 에너지 장치는 일반 속성 프로파일(GATT)를 사용한다. 블루투스 로우 에너지 지원 운영 체제에서 제공하는 응용 프로그래밍 인터페이스는 일반적으로 GATT 개념을 기반으로 한다.^[54] GATT는 다음과 같은 용어를 사용한다.

'''클라이언트''': GATT 명령과 요청을 시작하고 응답을 수락하는 장치로, 예를 들어 컴퓨터나 스마트폰이 있다.
'''서버''': GATT 명령과 요청을 수신하고 응답을 반환하는 장치로, 예를 들어 온도 센서가 있다.
'''특성''': 클라이언트와 서버 간에 전송되는 데이터 값으로, 예를 들어 현재 배터리 전압이 있다.
'''서비스''': 특정 기능을 수행하기 위해 함께 작동하는 관련 특성의 모음이다. 예를 들어, "건강 온도계" 서비스에는 온도 측정 값과 측정 간격에 대한 특성이 포함된다.
'''디스크립터''': 디스크립터는 특성에 대한 추가 정보를 제공한다. 예를 들어, 온도 값 특성은 단위(예: 섭씨)와 센서가 측정할 수 있는 최대 및 최소 값을 나타낼 수 있다. 디스크립터는 선택 사항이며, 각 특성은 원하는 수의 디스크립터를 가질 수 있다.

일부 서비스 및 특성 값은 관리 목적으로 사용된다. 예를 들어, 모델 이름과 일련 번호는 "일반 접근" 서비스 내에서 표준 특성으로 읽을 수 있다. 서비스는 하위 기능으로 다른 서비스를 포함할 수도 있다. 장치의 주요 기능은 소위 "기본" 서비스이고, 참조하는 보조 기능은 "보조" 서비스이다.

범용 속성 프로파일(Generic Attribute Profile, '''GATT''')은 어떤 기기가 가지고 있는 데이터 요소의 검색 방법, 쓰기·읽기·푸시를 수행하기 위한 기본적인 데이터 모델을 정의하고 있다. 모든 BLE 기기는 GATT에서 정의된 사양을 바탕으로 데이터를 주고받는다.예를 들어, 체온계 프로파일의 경우, "온도"라는 데이터 속성이 정의되어 있으며, 이 속성을 주고받음으로써 데이터를 송수신한다.^영어 그 외의 프로파일에서 수행되는 데이터 정의의 기저가 되며, 데이터 계층의 최상위 정의이다.

4. 3. 3. 기타 프로파일

Bluetooth SIG는 저전력 장치를 위해 여러 블루투스 프로파일을 정의한다. 이러한 프로파일은 특정 응용 분야에서 장치가 어떻게 작동하는지에 대한 사양이다. 제조업체는 호환성을 보장하기 위해 해당 장치에 적절한 사양을 구현해야 한다.

대부분의 저전력 응용 프로파일은 Generic Attribute Profile (GATT)을 기반으로 한다.^[23] 블루투스 메시 프로파일은 General Access Profile (GAP)을 기반으로 하는 예외이다.^[24]

Bluetooth 메시 프로파일은 네트워크 내의 다른 Bluetooth Low Energy 장치와 통신하기 위해 Bluetooth Low Energy를 사용한다. 각 장치는 정보를 다른 Bluetooth Low Energy 장치로 전달하여 "메시" 효과를 낸다. 예를 들어, 단일 스마트폰으로 건물 전체의 조명을 끌 수 있다.^[25]

MESH (메시 프로파일) – 기본 메시 네트워킹용.
MMDL (메시 모델) – 애플리케이션 계층 정의용.
HOGP (HID over GATT 프로파일)는 블루투스 LE 지원 무선 마우스, 키보드 및 기타 장치에서 오래 지속되는 배터리 수명을 제공한다.

GAP 및 GATT 이외의 프로파일은 특정 사용 사례에서 각 장치의 동작 및 데이터 구성을 정의하는 사양 세트이다. Bluetooth SIG 자체에서 제정한 프로파일은 다음과 같다^[94]。

Find Me Profile - 특정 장치의 위치를 찾기 위한 프로파일
HID over GATT Profile - Bluetooth BR/EDR의 Human Interface Device Profile에 해당하는 프로파일. 마우스, 키보드 등에 사용
Health Thermometer Profile - 체온계 프로파일

모든 제정된 프로파일은 [https://www.bluetooth.com/specifications/adopted-specifications Bluetooth SIG Adopted Specifications]에서 확인할 수 있다^[95]。

Bluetooth SIG가 제정하지 않은 사용 사례를 위해 제조업체가 자체적으로 프로파일을 제정하는 것도 허용된다. iBeacon은 이러한 프로파일 중 하나이다.

4. 4. 보안

Bluetooth Low Energy는 암호화된 광고 데이터(EAD, Encrypted Advertising Data) 기능을 가지고 있어, 광고 패킷으로 전송되는 일부 또는 전체 애플리케이션 데이터 페이로드를 암호화할 수 있다. 또한, 이 데이터를 수신하려는 방송 장치와 관찰자 간의 키 자료 공유를 위한 표준 메커니즘이 정의되어 있어, 수신 시 데이터를 해독할 수 있다.^[53]

전송되는 모든 블루투스 LE PDU에는 순환 중복 검사(CRC, Cyclic Redundancy Check)가 포함되어 있으며, 수신 장치는 이를 통해 PDU가 변경되었는지 확인하고 재계산한다.^[53]

5. 응용 분야

블루투스 SIG는 스마트 홈, 헬스케어, 스포츠, 피트니스 분야를 BLE(저전력 기술)의 주요 시장으로 보고 있다.^[9] BLE의 장점은 다음과 같다.

버튼 셀 전지 하나로 수개월에서 수년까지 작동 가능할 정도로 전력 소비가 적다.
크기가 작고 비용이 저렴하다.
휴대폰, 태블릿, 컴퓨터 등 널리 보급된 기기와의 호환성이 높다.

Bluetooth SIG는 기존 블루투스 규격을 바탕으로 BLE 장치를 위한 여러 블루투스 프로파일을 정의한다. 제조업체는 호환성을 위해 장치에 적절한 사양을 구현해야 하며, 장치는 여러 프로파일을 동시에 포함할 수 있다.

대부분의 BLE 애플리케이션 프로파일은 GATT(Generic Attribute Profile)를 기반으로 한다.^[96] GATT는 BLE 링크를 통해 속성(attribute)이라고 불리는 짧은 데이터를 송수신하는 일반적인 사양이다. 블루투스 메시 프로파일은 GAP(General Access Profile)을 기반으로 한다는 점에서 예외이다.^[97]

BLE 기술은 "전자 목줄"과 같은 근접 센싱 응용 분야에도 적합하며, 아이비콘 장치는 애플의 iOS 장치에서 지원하는 근접 감지 기능을 활용한다. 2020년 1월에는 LE 오디오가 발표되어, 여러 오디오 소스에 하나의 헤드폰을 연결하거나 하나의 소스에 여러 헤드폰을 연결하는 기능과 보청기 지원이 추가되었다.^[29]^[30]^[31] 2022년 7월에 LE Audio의 전체 사양이 완성되었다.^[101]

5. 1. 스마트 홈

스마트 홈 분야에서, 블루투스 SIG는 저전력 기술을 활용한 여러 시장을 제시하고 있다.^[9] 특히, Bluetooth 메쉬 프로파일은 Bluetooth Low Energy를 사용하여 네트워크 내의 다른 BLE 장치와 통신하며, 각 장치는 정보를 "메쉬"를 구성한 다른 BLE 장치를 경유하여 전송한다. 예를 들어, 스마트폰 하나로 건물 전체의 조명을 끌 수 있다.^[9]

스마트 홈 응용 분야에서 사용되는 주요 기술은 다음과 같다.

MESH (메쉬 프로파일) - 베이스 메쉬 네트워킹용.
MMDL (메쉬 모델) - 애플리케이션 계층 정의용. 메쉬 사양에서는 "프로파일" 대신 "모델"이라는 용어를 사용한다.^[9]

5. 2. 헬스케어

블루투스 SIG는 저전력 기술을 활용하는 여러 시장 중에서도 특히 헬스케어 분야를 주목하고 있다.^[9] 컨티뉴아 헬스 얼라이언스 컨소시엄은 Bluetooth SIG와 협력하여 헬스케어 애플리케이션을 위한 다양한 프로파일을 개발하고 홍보한다.

프로파일	설명
BLP (Blood Pressure Profile)	혈압 측정용
HTP (Health Thermometer Profile)	의료용 온도 측정 기기용
GLP (Glucose Profile)	혈당 측정기용
CGMP (Continuous Glucose Monitor Profile)	연속 혈당 측정기용

5. 3. 스포츠 및 피트니스

블루투스 SIG는 저전력 기술의 여러 시장을 식별하며, 특히 스포츠 및 피트니스 분야를 꼽는다.^[9]

스포츠 및 피트니스 액세서리를 위한 프로필은 다음과 같다.

프로필	설명
BCS (체성분 서비스)
CSCP (사이클링 속도 및 케이던스 프로필)	자전거 또는 운동용 자전거에 부착되어 케이던스와 바퀴 속도를 측정하는 센서용.
CPP (사이클링 파워 프로필)
HRP (심박수 프로필)	심박수를 측정하는 장치용
LNP (위치 및 내비게이션 프로필)
RSCP (달리기 속도 및 케이던스 프로필)
WSP (체중계 프로필)

5. 4. 근접 센싱

"전자 목줄" 응용 프로그램은 '상시 켜짐' 장치에 가능한 긴 배터리 수명에 적합하다.^[26] 아이비콘 장치 제조업체는 애플의 iOS 장치에서 지원하는 근접 감지 기능을 사용하기 위해 해당 장치에 적합한 사양을 구현한다.^[27]

관련 애플리케이션 프로필은 다음과 같다.

FMP – "나 찾기" 프로필 – 한 장치가 분실된 두 번째 장치에 경고를 보낼 수 있다.^[28]
PXP – 근접 프로필 – 근접 모니터가 근접 보고자가 근접 범위 내에 있는지 감지할 수 있다. 물리적 근접성은 무선 수신기의 RSSI 값을 사용하여 추정할 수 있지만, 이는 거리에 대한 절대적인 보정을 갖지 않는다. 일반적으로 장치 간의 거리가 설정된 임계값을 초과하면 알람이 울릴 수 있다.

5. 5. 오디오

2020년 1월에 발표된 LE 오디오는 여러 오디오 소스에 하나의 헤드폰을 연결하거나 하나의 소스에 여러 헤드폰을 연결하는 기능^[29]^[30]과 보청기 지원을 추가하여 프로토콜이 사운드를 전송할 수 있도록 한다.^[31] 이는 기본 코덱으로 LC3를 도입했다.^[32] 표준 블루투스 오디오에 비해 배터리 수명이 더 길다.^[32]

2022년 7월에 LE Audio의 전체 사양이 완성되었다.^[101] LE 오디오는 기존의 Bluetooth 음성 규격(Classic Audio)을 재정의하는 것이 될 것이다.^[99]^[100] LC3를 기본 코덱으로 채용했다. Bluetooth 5.2의 비동기 전송과 함께 저지연이 되었으며, 멀티 스트림의 사양도 표준화되었다. 음원 장치로부터 하나 또는 여러 개의 음성 스트림을 무제한 수의 헤드폰으로 동시에 수신할 수 있다.

5. 6. 접촉 추적 및 알림

블루투스 SIG는 2020년 12월, 코로나19 범유행에 대응하기 위해 웨어러블 접촉 알림 서비스의 사양 초안을 발표했다.^[38] 이 서비스를 통해 웨어러블 기기의 접촉 알림 서비스는 스마트폰 등 클라이언트 기기와 통신하여 제어할 수 있게 된다.

참조

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_[2] 논문 Overview and Evaluation of Bluetooth Low Energy: An Emerging Low-Power Wireless Technology 2012-08-29
_[3] 웹사이트 beacons https://web.archive.[...] 2014-11-21
_[4] 웹사이트 bluetooth.com: Bluetooth Smart http://www.bluetooth[...]
_[5] 웹사이트 Is Wibree going to rival Bluetooth? https://electronics.[...] 2020-04-10
_[6] 간행물 Bluetooth SIG Extends Bluetooth Brand, Introduces Bluetooth Smart Marks http://www.bluetooth[...] Bluetooth SIG 2016-01-31
_[7] 웹사이트 Bluetooth Smart Marks FAQ https://www.bluetoot[...] Bluetooth SIG 2016-01-31
_[8] 웹사이트 Brand Your Product – Bluetooth Technology Website https://www.bluetoot[...]
_[9] 웹사이트 Bluetooth Technology Website http://www.bluetooth[...]
_[10] 웹사이트 Nokia's Wibree and the Wireless Zoo http://thefutureofth[...] The Future of Things 2006-11-16
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_[13] 웹사이트 BlueNRG-MS – Bluetooth Low Energy Network Processor supporting Bluetooth 4.1 core specification – STMicroelectronics http://www.st.com/bl[...] 2016-08-18
_[14] 뉴스 Bluetooth rival unveiled by Nokia http://news.bbc.co.u[...] BBC News 2018-04-27
_[15] 간행물 Wibree forum merges with Bluetooth SIG http://www.wibree.co[...] Nokia 2007-06-12
_[16] 뉴스 Wibree becomes ULP Bluetooth http://www.electroni[...] Reed Business Information Limited 2008-09-09
_[17] 웹사이트 Bluetooth SIG unveils Smart Marks, explains v4.0 compatibility with unnecessary complexity https://www.engadget[...] Engadget 2018-04-17
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