5주차_참고 : 무선통신 핵심 기술 개념 - dhryu60/SmartDevice_2025-1 GitHub Wiki
📡 무선통신 핵심 기술 개념
(채널, 주파수, 주파수 호핑 등)
1. 무선통신의 기본 개념
📌 주파수 (Frequency)
- 의미: 전파가 1초 동안 진동하는 횟수 (단위: Hz)
- 특징:
- 주파수가 높을수록 데이터 전송 속도 ↑, 거리 ↓
- 주파수가 낮을수록 통신거리 ↑, 데이터 속도 ↓
| 주파수 대역 |
예시 |
특징 |
| 13.56 MHz |
NFC |
매우 근거리, 낮은 속도, 높은 보안성 |
| 2.4 GHz |
Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi |
비교적 넓은 커버리지, 간섭 가능성 ↑ |
| 5 GHz |
Wi-Fi |
높은 속도, 짧은 거리 |
| 3~10 GHz |
UWB |
초정밀 위치인식 가능 |
📌 채널 (Channel)
- 의미: 주파수 대역 내에서 데이터 전송을 위해 사용되는 세부 주파수 영역
- 예시:
- Bluetooth: 2.4 GHz 대역에서 1 MHz 폭의 79개 채널 사용 (Classic)
- Wi-Fi: 2.4 GHz 대역에서 20 MHz 폭의 13~14개 채널
- NFC: 채널 구분 없음, 단일 주파수 사용
✅ 채널 분할 이유:
여러 사용자가 같은 주파수 대역을 동시에 사용할 수 있도록 하기 위해
2. 무선통신에서의 간섭과 대응 기술
📌 간섭(Interference)
- 여러 기기가 같은 주파수 대역에서 통신할 때 신호 충돌이 발생하는 현상
→ 데이터 손실, 연결 불안정 발생
3. 간섭 방지 및 보안을 위한 기술
🎯 주파수 호핑 (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS)
- 원리: 짧은 시간 간격으로 통신 주파수를 랜덤하게 변경하며 데이터 송수신
- Bluetooth Classic의 핵심 기술
| 특징 |
내용 |
| 장점 |
간섭에 강함, 도청·해킹 방지 |
| 방식 |
Bluetooth Classic: 1600회/초 주파수 변경 |
| BLE |
Low Energy에서는 Adaptive Frequency Hopping (AFH) 사용 → 혼잡 채널 회피 |
🎯 확산 대역 통신 (Spread Spectrum)
- FHSS와 더불어 사용하는 방식
- 의도적으로 신호를 넓은 주파수 대역에 분산시켜 도청, 간섭 방지
4. 블루투스의 통신 구조 예시
✅ Bluetooth Classic
- 주파수 대역: 2.402 GHz ~ 2.480 GHz
- 채널: 1 MHz 폭, 79개 채널
- 호핑 속도: 초당 1600회
✅ Bluetooth Low Energy (BLE)
- 주파수 대역: 2.402 GHz ~ 2.480 GHz
- 채널: 2 MHz 폭, 40개 채널
- Adaptive Frequency Hopping 사용:
- 사용 중인 환경에서 혼잡한 채널을 피하고, 안정적인 채널만 사용
5. 통신 품질 향상 기술
| 기술 |
목적 |
적용 사례 |
| Frequency Hopping |
간섭 회피, 보안성 강화 |
Bluetooth Classic |
| Adaptive Frequency Hopping |
간섭 채널 자동 회피 |
Bluetooth BLE |
| Channel Bonding |
채널을 묶어 대역폭 확장 |
Wi-Fi 802.11n 이후 |
| Beamforming |
특정 방향으로 신호 집중 |
Wi-Fi 5, 6, 7 |
📌 요약
무선통신 품질 = 주파수 대역 + 채널 활용 + 간섭 방지 기술 조합
| 요소 |
역할 |
| 주파수 |
속도와 커버리지 결정 |
| 채널 |
여러 사용자 간의 구분 |
| 주파수 호핑 |
간섭 회피, 보안성 향상 |
| 채널 선택 |
혼잡 회피, 데이터 효율 ↑ |