KIPS Tr. Comp. and Comm. Sys. Vol.4, No.9 pp.321~326 pissn: 2287-5891 가청주파수영역의고주파와순환중복검사를이용한무선데이터전송알고리즘 321 http://dx.doi.org/10.3745/ktccs.2015.4.9.321 Wireless Data Transmission Algorithm Using Cyclic Redundancy Check and High Frequency of Audible Range Myoungbeom Chung ABSTRACT In this paper, we proposed an algorithm which could transmit reliable data between smart devices by using inaudible high frequency of audible frequency range and cyclic redundancy check method. The proposed method uses 18 khz 22 khz as high frequency which inner speaker of smart device can make a sound in audible frequency range (20 Hz 22 khz). To increase transmission quantity of data, we send mixed various frequencies at high frequency range 1 (18.0 khz 21.2 khz). At the same time, to increase accuracy of transmission data, we send some mixed frequencies at high frequency range 2 (21.2 khz 22.0 khz) as checksum. We did experiments about data transmission between smart devices by using the proposed method to confirm data transmission speed and accuracy of the proposed method. From the experiments, we showed that the proposed method could transmit 32 bits data in 235 ms, the transmission success rate was 99.47%, and error detection by using cyclic redundancy check was 0.53%. Therefore, the proposed method will be a useful for wireless transmission technology between smart devices. Keywords : Audible Frequency, Cyclic Redundancy Check, Data Transmission, Signal Processing 가청주파수영역의고주파와순환중복검사를이용한무선데이터전송알고리즘 정명범 요 약 본논문에서는가청주파수영역중사람들에게거의들리지않는고주파와순환중복검사기법을이용하여스마트기기간의신뢰성있는데이터를무선으로전송하는알고리즘을제안한다. 제안알고리즘은스마트기기의내장스피커에서출력할수있는가청주파수영역 (20 Hz 22 khz) 중고주파영역인 18 khz 22 khz 를사용한다. 이때데이터의전송량을높이기위해고주파영역 1(18.0 khz 21.2 khz) 에서여러개의주파수를혼합하여전달하며, 이와동시에전송데이터의정확성을높이기위해고주파영역 2(21.2 khz 22.0 khz) 에서순환중복검사를위한체크섬을전달한다. 제안방법의데이터전송속도와정확성을확인하기위해스마트북과스마트기기간에데이터전달실험을하였다. 그결과평균 235 ms 에 32 bits 데이터를전송할수있었으며, 전송성공률은 99.47%, 그리고순환중복검사에의한에러검출률은 0.53% 인것을확인하였다. 따라서제안방법은스마트기기간에무선으로데이터를전송할수있는유용한기술이될것이다. 키워드 : 가청주파수, 순환중복검사, 데이터전송, 신호처리 1. 서론 1) 최근스마트기기와무선통신기술의급격한발달로미디어콘텐츠및다양한정보들이스마트기기사용자들에게서비스되고있다. 특히스마트폰, 스마트패드, 스마트북 ( 노트북 PC) 등과같이휴대가편리한스마트기기들은 Wireless fidelity(wifi), Near Field Communication(NFC), Bluetooth 등과같은추가적인센서를내장하고있기때문에스마트기기들간에원거리및근거리통신을할수있 종신회원 : 성결대학교컴퓨터학부조교수 Manuscript Received : August 3, 2015 First Revision : September 2, 2015 Accepted : September 2, 2015 * Corresponding Author : Myoungbeom Chung(nzin@ssu.ac.kr) 다 [1-3]. 원거리통신기술은대부분 WiFi와데이터전송서버를이용한것으로, 대표적인데이터공유서비스로는 KakaoTalk, Whatsapp, Viber 등이있다 [4-6]. 즉, 스마트기기사용자는위와같은특정서비스앱을다운로드받아친구들과데이터를공유할수있다. 근거리통신기술로써 NFC를이용한서비스는결제시스템, 광고를위한멀티미디어주소전송등이있으며 [7-8], Bluetooth를이용한서비스는스마트폰과스마트패드를연결하여제어하는게임, 근거리채팅등이있다 [9-10]. 또한, 무선랜을이용한근거리서비스로는 Apple 사의 Airdrop과 WiFi direct 등이있어특정앱없이스마트기기간에직접데이터를통신할수있기때문에, 이와같은근거리통신기술은스마트기기간에사진, 데이터, 동영상등과같은멀티미디어데이터
322 정보처리학회논문지 / 컴퓨터및통신시스템제 4 권제 9 호 (2015. 9) 를공유하는데주로사용된다. 그러나기존의근거리통신기술들은단점들이존재한다. NFC는 NFC를읽는모듈이내장된스마트기기에서만사용이가능하기때문에 Apple 사의 iphone, ipad 등과같은기기와스마트북에서는사용할수없는문제점이있다. Bluetooth와 WiFi direct의경우에도스마트기기의운영체제 (OS: Operating system) 가동일한경우에만통신이가능하며, Airdrop의경우에도 ios 운영체제에서만사용가능한단점이있다. 이러한문제점을극복하고자원거리통신에서사용되는서비스들을근거리통신에사용할수도있다. 그러나원거리통신에사용되는서비스들은특정서비스앱을다운로드받은후, 회원가입및통신을위해각자의아이디를친구로추가해야하는불편함이있다. 따라서본논문에서는스마트기기에내장되어있는스피커와마이크를이용하여가청주파수영역의고주파와순환중복검사를통한근거리무선데이터전송알고리즘을제안한다. 제안알고리즘은스마트기기의내장스피커에서출력할수있는가청주파수영역 (20 Hz 22 khz) 중사람들이거의들을수없는고주파영역인 18 khz 22 khz를전송신호로사용한다. 그리고시간대비데이터전송량과전송데이터의정확도를높이기위해고주파영역 1(18.0 khz 21.2 khz) 과고주파영역 2(21.2 khz 22.0 khz) 두부분으로나눈뒤, 고주파영역 1은여러개의주파수를혼합하여실제전송할데이터값을전달하며, 고주파영역 2 는순환중복검사 (CRC, Cyclic Redundancy Check) 를위한체크섬 (Checksum) 을전달한다 [11]. 이때고주파영역 1의데이터값과고주파영역 2의체크섬값은근거리무선데이터전송프로토콜을정의하여사용하여데이터를전송하는스마트기기에서는정의된프로토콜에따라인코딩을실행후전송하며, 데이터를수신하는스마트기기에서는프로토콜에따른디코딩을실행하여수신한데이터를확인하게된다. 우리는제안방법의정확성과효율성을확인하기위해스마트북과스마트기기간에데이터전달실험을진행하였으며, 그결과 235 ms에 32 bits 데이터를전송할수있었으며, 전송성공률은 99.47%, 순환중복검사에의한에러검출률은 0.53% 인것을확인하였다. 즉, 제안방법은근거리에위치한스마트기기간에별도의모듈, 스마트기기의 OS에무관하게무선으로데이터를전송할수있는유용한기술이될것이다. 본논문의구성은다음과같다. 2절에서는가청주파수영역에서고주파를이용한기존통신연구들을설명하며, 3절에서는제안기법의무선데이터전송프로토콜과고주파를이용한전송알고리즘및데이터전송흐름과절차를설명한다. 4절에서는제안방법의정확성과효율성을확인하기위한실험및그결과를보이며, 5절에서는결론과향후연구방향을제시한다. 2. 관련연구본절에서는스마트기기간의무선데이터전송방법중 가청주파수범위에서고주파를사용한기존연구들을소개한다. 가청주파수범위의고주파는 Ultra sonic, Ultrasound 라불리며가청주파수라정의되어있는범위에있음에도일반사람들에게들리지않는 18 khz~22 khz를의미한다. 초창기고주파를이용한연구는 V. Filonenko, L. Patrick 등이스마트기기의내장 GPS가동작하기어려운실내에서스마트기기의위치를찾아내는연구에서시작되었다 [12-13]. 이때고주파를발생하는기기로는대부분스마트기기의내장스피커를사용하였으며, 실내에설치된 3 4개의마이크를사용하여고주파를분석한후스마트기기의위치를예측하였다. 그리고여기서사용되었던고주파는점차근거리에서스마트기기에특정신호를보내는방법, 스마트기기와 PC 간의인증방법등다양한연구에활용되었다. Bihler는고주파를사용하여스마트기기사용자에게정보를전송할수있는트리거신호 (Trigger signal) 를제안하였으며, WiFi와함께사용하여박물관에서스마트가이드 (SmartGuide) 를제공하는시스템을개발하였다 [14]. 이시스템은안드로이드기기에서동작하며, 박물관의각전시물위치에스피커가설치되어스피커로부터발생하는트리거신호를스마트기기가인식하여그에맞는정보를웹서버로부터전송받는구조이다. Bihler가트리거신호로사용한고주파는 20 khz와 22 khz이며, 이두주파수를이용하여 signaling bits로 Frequency Shift Keying(FSK) 기술을제안하였다. 이방법은 1 bit에 26 ms를사용하며, 208 ms 동안총 8 bits의데이터를보낼수있다. 그리고데이터전송시전송에러를방지하고자총 8 bits 안에해밍코드를적용하였다. 그러나 Bihler의트리거신호는짧은시간동안고주파를빠르게변환하기때문에스피커에서발생하는잡음이심하여주변사람들에게트리거신호가들리는문제점이있으며, 2m 이상거리가멀어질수록데이터의전송정확도가급격히낮아지는단점이있다. Kim이제안한고주파를이용한스마트기기와 PC 간의인증방법은 PC 사용을위한스마트폰인증방법과스마트폰사용을위한 PC 인증방법두가지를제안하였다 [15]. 이때 PC와스마트폰간의통신방법에고주파를이용하였으며, 여기에사용된고주파는 15.8 khz~20.0 khz 영역에서두개의주파수를선택하여 2채널방식의비트신호를구성하였다. 여기서사용된신호는 1초간격을두고 4번의비프음을발생시키며, 8초동안인증아이디 ( 토큰 : Token) 에해당하는 2 byte의데이터를보낼수있다. 그러나이방법은데이터통신을위한시간에비해전달되는데이터가적은문제점이있으며, 전송한데이터에대한오류를판단할수없기때문에근거리무선통신에는적합하지않다. 다음으로 Chung은 Bihler가제안한고주파신호전송방식을응용하여원격으로스마트기기를제어할수있는방법을제안하였 [16]. 이방법은 19 khz와 22 khz 고주파를기본신호로하였으며, 제어를위한고주파를 19.6 khz 21.4 khz 범위내에서설정하여세개의주파수를발생하는방식이다. 이방법은 Bihler의방법에비해단위시간당고주파발생시간이길며, Kim의방법에비해고주파발생시간이짧아간단한제어신호를보내는데에는유용하다. 그리
가청주파수영역의고주파와순환중복검사를이용한무선데이터전송알고리즘 323 고 3개의고주파를일정시간동안발생시키고있어주변환경의소음에의해노이즈가간섭하더라도제어신호를보내는데큰영향을받지않는장점이있다. 그러나이방법은스마트기기간의제어에중점을두고있어, 다량의데이터를보내기어렵기때문에, 짧은시간안에무선통신을하기에는적합하지않다. 3. 고주파와순환중복검사를통한근거리무선데이터전송알고리즘본절에서는스마트기기에내장되어있는스피커와마이크를이용하여가청주파수영역의고주파와순환중복검사를통한근거리무선데이터전송알고리즘을설명하며, 제안알고리즘의무선데이터전송흐름및절차에대하여설명한다. 먼저제안알고리즘의무선데이터전송흐름은 Fig. 1과같다. Smart book Smart phone Protocol definition Data setting for transmission Receiving high frequency FFT analysis Add checksum Data decoding by protocol Data encoding by protocol Checking data using checksum Generating high frequency Confirm the received data High frequency signal Process in smart device Fig. 1. Wireless Data Transmission Flow of the Proposed Algorithm Fig. 1에서무선데이터전송을위해각각의스마트기기는먼저통신을위한프로토콜을정의한다. 본논문에서는고주파영역중 18.0 khz 21.2 khz를실제데이터를갖는고주파영역 1로설정하며, 21.2 khz 22.0 khz 범위는체크섬으로사용할고주파영역 2로프로토콜을설정한다. 무선데이터전송을위한프로토콜이정의되면, 데이터를전송할스마트기기에서는전송하고자하는데이터를설정하며, 데이터전송시정확도향상을위한체크섬을데이터에추가한다. 체크섬이추가된데이터는정의된프로토콜에따라고주파영역 1에맞추어인코딩되며, 인코딩된데이터는스마트기기의스피커를통해일정시간동안해당고주파들을생성하여무선데이터를전송하게된다. 데이터를수신하는스마트기기는내장마이크를통해주변의소리들을수신하며, 이때수신한소리들은 Fast Fourier Transform (FFT) 분석을통해의미있는고주파를분류한다. 고주파들이분류되면, 고주파들은프로토콜에따라디코딩되고, 체크섬을통해수신한데이터의정확성을판단한후, 전달받은데이터를확인한다. Table 1. A Matching Example of Data According to Protocol Setting Bit 1 0 0 1 1 1 0 0 18.05 18.15 18.25 18.35 18.45 18.55 18.65 18.75 Bit 1 0 1 1 0 1 0 0 18.85 18.95 19.05 19.15 19.25 19.35 19.45 19.55 Bit 0 1 1 0 0 1 1 1 19.65 19.75 19.85 19.95 20.05 20.15 20.25 20.35 Bit 0 1 1 0 0 0 1 1 20.45 20.55 20.65 20.75 20.85 20.95 21.05 21.15 이때, 프로토콜로정의된고주파영역 1과고주파영역 2 는 32 bits 전송데이터와 8 bits 체크섬을설정하기위해 100 Hz 간격으로각각하나의 bit를표현한다. 예를들어, 10011100 10110100 01100111 01100011이라는 32 bits 데이터는고주파영역 1에대해 Table 1과같이각각의고주파에대응하여인코딩한다. Table 1에서와같이 10011100 10110100 01100111 01100011 데이터는정의된프로토콜에따라 Table 1의 Bit 에 1이표시된부분인 18.05 khz, 18.35 khz, 18.45 khz, 18.55 khz,, 20.05 khz, 20.15 khz 고파수에해당되며, 이값을전달하기위해스마트기기에서는해당고주파를동시에내장스피커를통해발생하게된다. 다음으로체크섬은 32 bits 데이터이후에추가되는데이터확인을위한값으로 8 bits 데이터를사용하며, Table 1과동일한형태로고주파영역 2에해당고주파가적용된다. 앞선예시의 10011100 10110100 01100111 01100011 데이터에해당되는체크섬은 00001101 이므로, 고주파영역 2의범위에서 Table 2와같이매칭하여인코딩한다. 즉, Table 1에서의 32 bits 전송데이터와 Table 2에서의 8 bits 체크섬이합쳐져스마트기기의스피커는 Fig. 2와같은형태의고주파를지닌소리로다른스마트기기에데이터를전송하게된다. Table 2. A Matching Example of Checksum According to Protocol Bit 0 0 0 0 1 1 0 1 21.25 21.35 21.45 21.55 21.65 21.75 21.85 21.95 Fig. 2에서 x축은고주파영역 1과고주파영역 2의주파수값을나타내며, y축은스마트기기의스피커를통해발생되는소리를 FFT로분석하여나타낸주파수들의 Bin 값을나타낸다. 이때 1 bit로표현되는 18.05 khz, 18.35 khz, 18.45 khz,, 21.65 khz, 21.75 khz, 21.95 khz 등이동일한값을가지지못하는이유는스피커에서동시에다양한주파수를합하여나타내기때문이다.
324 정보처리학회논문지 / 컴퓨터및통신시스템제 4 권제 9 호 (2015. 9) Frequency bin 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 High frequency CRC frequency 18.05 18.15 18.25 18.35 18.45 18.55 18.65 18.75 18.85 18.95 19.05 19.15 19.25 19.35 19.45 19.55 19.65 19.75 19.85 19.95 20.05 20.15 20.25 20.35 20.45 20.55 20.65 20.75 20.85 20.95 21.05 21.15 21.25 21.35 21.45 21.55 21.65 21.75 21.85 21.95 Fig. 2. An Example of High Frequency Sound which Include Transmission Data and Checksum 무선데이터를수신하는스마트기기는마이크를통해고주파신호를받아데이터로디코딩한다. 이때데이터의수신시간은수신하는스마트기기가소리샘플을얼마나많이사용하여 FFT 분석을하는지에따라인식률및정확도가달라질수있다. 스마트디바이스는녹음시초당소리샘플의수를조절할수있는데, 이값을샘플링레이트 (Sampling rate) 라한다. 일반적으로초당샘플링레이트를 48,000으로사용하며, 이값은나이퀴스트-섀넌이론에따라 48000/2=24 khz까지의주파수를인식할수있다 [17]. 따라서본논문에서도이와같이샘플링레이트를 48,000을사용한다. 그리고수신받은고주파에서데이터를추출하기위해일정개수이상의소리샘플이필요한데, 이를샘플사이즈 (Simple size) 라한다. 이때샘플사이즈의크기에따라 FFT 분석시정확한주파수와진폭을추정하는정확도가달라지며, 이크기와샘플링레이트에따라 Equation (1) 과같이무선데이터전송시간에영향을미친다. khz (1) khz임을확인할수있다. 따라서정의된프로토콜에의해디코딩된전송데이터값은 10011100 10110100 01100111 01100011이며, 체크섬값은 00001101으로데이터가제대로전송된경우임을확인할수있다. Frequency bin 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 18.05 18.15 18.25 18.35 18.45 18.55 18.65 18.75 18.85 18.95 19.05 19.15 19.25 19.35 19.45 19.55 19.65 19.75 19.85 19.95 20.05 20.15 20.25 20.35 20.45 20.55 20.65 20.75 20.85 20.95 21.05 21.15 21.25 21.35 21.45 21.55 21.65 21.75 21.85 21.95 Fig. 3. An Example of FFT Analysis Result at the Smart Device which is Received High Frequency Data 4. 고주파와순환중복검사를이용한무선데이터전송알고리즘의실험및평가 본절에서는가청주파수영역의고주파와순환중복검사를이용한무선데이터전송알고리즘의정확성과효율성을확인하기위해개발한애플리케이션을소개하며, 이를이용한실험및결과를분석한다. 먼저무선데이터전송을위한스마트기기는스마트북을사용하였으며, 전송데이터및체크섬을인코딩하여혼합고주파소리를출력하기위한자바스크립트기반웹페이지를제작하였다. Fig. 4는무선데이터전송실험을위해제작한웹페이지의화면예시이다. khz Equation (1) 에서 T는무선데이터추출에필요한소리샘플인식에요구되는시간이며, SS는샘플사이즈, SR은샘플링레이트를의미한다. 즉, 샘플사이즈가커질수록정확한주파수와진폭을추정할수있으나, 요구되는시간이늘어날수있으며, 반대로샘플사이즈가작아질수록데이터전송시간이짧아질수있으나, 데이터전송오류발생이증가할수있다. 따라서본논문에서는기존연구들에서주로사용하는비교적정확한주파수와진폭을추정할수있는 8192개 (8 K: 1024 8) 를사용한다 [18-19]. 다음으로 FFT 변환을마친데이터를수신한스마트기기는비트데이터추출을위해정의한프로토콜에따른디코딩을수행한다. 디코딩은 On-off keying 기법을변형하여사용하며 [20], 앞서언급한 Table 1과 Table 2에따라해당고주파가포함되어있는경우그비트값을 1로, 포함되지않은경우그비트값을 0으로설정한다. 예를들어, Fig. 3 은 Fig. 2에고주파를수신한소리를 FFT 분석한결과예시그래프이다. Fig. 3에서유효한 Frequency bin을갖는위치는 18.05 khz, 18.35 khz, 18.45 khz, 18.55 khz, 18.85 khz, 19.05 khz, 19.15 khz, 19.35 khz, 19.75 khz, 19.85 khz, 20.15 khz, 20.25 khz, 20.35 khz, 20.55 khz, 20.65 khz, 21.05 khz, 21.15 khz, 21.65 khz, 21.75 khz, 21.95 Fig. 4. Web Site for Wireless Data Transmission Using High Frequency Fig. 4에서와같이 3가지데이터와그에해당하는체크섬을만들었으며, 오른쪽에있는 Signal 1, Signal 2, Signal 3 버튼을클릭하면, 해당고주파를스마트북에서발생시키게된다. 각고주파에대한 16진수값은 0xC42234AAFA, 0xC42234AAFA, 0xA6EDD291A2이며, 각고주파신호는한번클릭에 0.5초동안혼합고주파소리를출력한다. 다음으로무선데이터를수신하는스마트기기는 iphone 5s 를사용하였으며, 이에해당하는애플리케이션을개발하였다. FFT 분석을위한알고리즘은 48,000 샘플링레이트를사용하였으며, Baoshe Zhang이구현한 FFT library 를이용하였다 [21]. 즉, Fig. 5는무선데이터를수신하는스마트기기에서
가청주파수영역의고주파와순환중복검사를이용한무선데이터전송알고리즘 325 개발한애플리케이션을실행하여무선데이터를전송받아제안알고리즘을실행하여수신데이터를보여주는화면이다. Fig. 5. Screen Shot of the Application which Receives Wireless Data Fig. 5에서와같이 Start Data Share 버튼을터치하면애플리케이션은무선데이터를수신하기시작하며, 주변소리를지속적으로수집하면서데이터처리가가능한고주파가있는지를파악한다. 그리고입력받은데이터값과체크섬을통해올바른데이터를인식하는경우전송받은데이터값, 체크섬값, 그리고그데이터를인식하고디코딩하는데사용된시간을결과로보여준다. 즉, Fig. 5에서수신한데이터는 11000100 00100010 00110100 10101010이며, 체크섬은 11111010, 그리고데이터를인식하고디코딩하는데사용된시간은 242 ms임을알수있다. 이제앞서제작한데이터전송웹페이지와개발한애플리케이션을이용하여, 데이터의전송정확도와전송속도에관한실험을하였다. 실험환경은일상생활에서조용한수준이라할수있는 50 db 소음이존재하는연구실이며, 스마트북에서무선데이터전송을위해발생하는소리가데이터를수신하는스마트기기에도달하게하기위한소리의크기는 70 db로하였다. 무선전송에사용한데이터는 Signal 1, Signal 2, Signal 3 모두각각 1,000회씩전송하였으며, 스마트기기에서수신한데이터별결과는 Table 3과같다. Table 3. The Result of Wireless Data Transmission Experiment at the Smart Device Using the Proposed Method 은 0.53% 이며, 전체실험에대해무선데이터전송을위한시간은 235 ms가사용된것을확인할수있다. 그리고본실험에서나타난오류검출률 0.53% 는무선데이터전송시간을단축하기위해샘플사이즈를 8,192로하였기때문으로예상된다. 즉, 수신성공률을높이고, 오류검출률을낮추기위해서는제안방법에사용한샘플사이즈를 8,192에서두배, 또는네배로늘일경우보다정확한주파수와진폭을추정할수있으므로수신성공률을높일수있을것이다. 마지막으로제안방법과기존방법의성능비교를위해, Bihler가제안한 Smart Guide 시스템에서구현한신호와동일한데이터를이용하여성능평가를실시하였다 [14]. Bihler 의제안시스템은 208 ms 동안총 8 bits의데이터를보낼수있기때문에, 아래 Table 4와같이 Bihler의제안시스템에서사용할해밍코드를포함한 8 bits 데이터 3개를만들어각신호별 1,000회를전송하게하였다. Table 4. 8 bits Data for Performance Evaluation of the Proposed System of Bihler 8 bits data Including Hamming Code Real 4 bits Data which is Sending Signal 1 10011001 0100 Signal 2 10101010 1101 Signal 3 00101101 1110 그리고이 8 bits 데이터를수신하는애플리케이션은위에개발한것과같이동일하게 Baoshe Zhang이구현한 FFT library를이용하여순환중복검사방법이아닌, 해밍코드를이용한오류처리를하는애플리케이션으로개발하여실험을진행하였다. Fig. 6은 Bihler의제안무선전송을이용하여애플리케이션에서데이터를수신한결과이다. 50% 40% Signal 1 Signal 2 Signal 3 Receive success Receive fail Error detection Average time Signal 1 995 0 5 243 ms Signal 2 994 0 6 228 ms Signal 3 995 0 5 235 ms Total 994.66 0 5.33 235.33 ms 30% 20% 10% 0% Success Fail Error detection Table 3에서와같이각각의신호에대하여수신성공횟수는 995 회, 994회, 995회이며, 수신실패데이터는없다. 그리고수신성공이되지않은각신호에대한 5회, 6회, 5 회는체크섬을이용한순환중복검사에의해오류로검출된것을확인할수있다. 즉전체 3개의신호에대한데이터전송성공률은 99.47% 임을볼수있으며, 수신실패데이터는 0% 이다. 그리고순환중복검사에의한오류검출율 Fig. 6. The Result of Wireless Data Transmission Experiment Using Bihler Signal Method Fig. 6에서와같이 Bihler의방법각각의신호전송성공률은 30.8%, 29.7%, 28.6% 이며, 전송실패율은 29.3%, 26.8%, 31.2% 임을알수있다. 그리고해밍코드에의한전송오류검출은각각 39.9%, 43.5%, 40.2% 이다. 따라서 Bihler의방법은전체전송성공률은 29.7%, 전송실패율은
326 정보처리학회논문지 / 컴퓨터및통신시스템제 4 권제 9 호 (2015. 9) 29.1%, 전송오류검출률은 41.2% 이다. 즉, Bihler의방법에비해제안한방법이전송성공률과전송오류검출률에서보다높으며, 전송실패율이없으므로무선데이터전송에보다효과적임을볼수있다. 5. 결론 본논문에서는가청주파수영역의고주파와순환중복검사를이용하여근거리에위치한스마트기기간에무선데이터를전송하는새로운알고리즘을제안하였다. 그리고제안한방법은기존고주파를이용한연구들에비해빠른시간안에높은전송정확도를유지하는, 효과적인근거리무선데이터전송방법임을실험을통해확인하였다. 즉, 이방법은기존스마트기기들이내장한모듈에관계없이, 그리고스마트기기의 OS에관여치않고내장스피커와마이크를통해무선데이터를전송할수있는효과적인방법이될것이며, 이방법을통해가청주파수영역의고주파를활용한무선통신은다양한분야에서활용가능할것이다. 추후로는빠른시간안에전송성공률을높이면서, 오류검출률을줄일수있는보다효과적인알고리즘을연구할것이며, 본논문에서사용되는무선전송알고리즘의지속적인데이터전송방법을개발할것이다. 즉, 단한번의신호가아닌지속적으로전송되는신호들에대하여전송성공률이높은근거리무선데이터전송알고리즘을개발함으로써고주파를활용한무선통신기술발전에기여할것이다. References [1] C. Y. Leong, K. C. Ong, K. K. Tan, and O. P. Gan, Near field communication and bluetooth bridge system for mobile commerce, in Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Industrial Informatics, Singapore, pp.50-55, 2006. [2] S. Jung, U. Lee, A. Chang, D. K. Cho, and M. Gerla, Bluetorrent: Cooperative content sharing for bluetooth users, Pervasive and Mobile Computing, Vol.3, No.6, pp.609-634, 2007. [3] H. Yoon and J. W. Kim, Collaborative streaming-based media content sharing in WiFi-enabled home networks, IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol.56, No.4, pp.2193-2200, 2010. [4] C. Eunjeong, Kakaotalk, a mobile social platform pioneer, SERI Quarterly, Vol.6, No.1, pp.63-69, 2013. [5] K. Church and R. Oliveira, What s up with whatsapp?: comparing mobile instant messaging behaviors with traditional SMS, in Proceedings of the 15th International Conference on Human-computer Interaction with Mobile Devices and Services, Munich, Germany, pp.352-361, 2013. [6] J. D. Rachid, Global communication apps, Network Journal, Vol.21, No.1, pp.61, 2014. [7] V. Coskun, B. Ozdenizci, and K. Ok, A survey on near field communication (NFC) technology, Wireless personal communications, Vol.71, No.3, pp.2259-2294, 2013. [8] A. Kumar, A. Arora, and C. J. Islam, Near field communication (NFC): an expertise primer, Discovery, Vol.2, No.4, pp.20-25, 2012. [9] R. Ballagas, J. Borchers, M. Rohs, and J. G. Sheridan, The smart phone: a ubiquitous input device, Pervasive Computing, IEEE, Vol.5, No.1, pp.70-77, 2006. [10] M. Gang, Bluetooth Chat System Based on Android Platform, Information Security and Technology, Vol.6, pp.28, 2012. [11] T. Weiss, J. Hillenbrand, A. Krohn, and F. K. Jondral, Efficient signaling of spectral resources in spectrum pooling systems, in Proceeding of the 10th Symposium on Communications and Vehicular Technology, Benelux, 2003. [12] V. Filonenko, C. Cullen, and J. D. Carswell, Indoor positioning for smartphones using asynchronous ultrasound trilateration, ISPRS International Journal of Geo- Information, Vol.2, No.3, pp.598-620, 2013. [13] B. Thiel, K. Kloch, and P. Lukowicz, Sound-based proximity detection with mobile phones, in Proceedings of the Third International Workshop on Sensing Applications on Mobile Phones, Toronto, Canada, pp.4, 2012, [14] P. Bihler, P. Imhoff, and A. B. Cremers, SmartGuide A smartphone museum guide with ultrasound control, Procedia Computer Science, Vol.5, pp.586-592, 2011. [15] J. B. Kim, J. E. Song, and M. K. Lee, Authentication of a smart phone user using audio frequency analysis, Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, Vol.22, No.2, pp.327-336, 2012. [16] M. B. Chung and H. S. Choo, Near wireless-control technology between smart devices using inaudible highfrequencies, Multimedia Tools and Applications, Vol.74, No.15, pp.5955-5971, 2015. [17] R. J. I. Marks, Advanced topics in Shannon sampling and interpolation theory, Springer Science & Business Media, 2012. [18] E. Bidet, D. Castelain, C. Joanblanq, and P. Senn, A fast single-chip implementation of 8192 complex point FFT, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.30, No.3, pp. 300-305, 1995. [19] R. M. Jiang, An area-efficient FFT architecture for OFDM digital video broadcasting, IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol.53, No.4, pp.1322-1326, 2007. [20] J. S. Chitode, Digital Communication, Technical Publications, 2009. [21] L. Xue, Efficient Mapping of Fast Fourier Transform on the Cyclops-64 Multithreaded Architecture, ProQuest, 2007. 정명범 e-mail : nzin@ssu.ac.kr 2004년숭실대학교미디어학부 ( 학사 ) 2006년숭실대학교미디어학과 ( 석사 ) 2010년숭실대학교미디어학과 ( 박사 ) 2010년 2012년숭실대학교 BK21 전임연구원 2012년 2015년성균관대학교연구교수 2015년 현재성결대학교컴퓨터학부조교수관심분야 : 저작권보호기술, 모바일컴퓨팅, 신호처리, 추천시스템