[Ktech 이슈리포트] 무선통신 인프라를 통해 좋네요

무선측위란 이동통신망, WLAN, Bluetooth, UWB(Ultra Wide Band, 초광대역) 등의 무선통신용 인프라를 사용하여 전파의 세기 및 전파 도달 시 간헐적인 측위 기법에 적용하여 단내용의 위치를 측정하는 기술입니다. 무선통신을 통해 통신방식으로부터 정밀한 위치정보를 수집하기 위한 물리계층기술, 네트워킹기술, 위치정보처리기술도 포함됩니다. 무선 측위는 전자신호를 사용하는 많은 분야의 기술이 응용되고 측위에 사용되는 기술이나 환경 특성에 따라 정밀도 변화가 크기 때문에 다양한 기술간 융복합에 의한 정밀도 보완도 연구되고 있습니다.​ ​ 무선 측위 기술의 개요 군용 측량과 항법 체계 때문에 개발된 GPS(Global Positioning System)은 무선 측위 방식 중 하그와잉로 하나 983년 민간 부분에 개방되면서 항공기와 선박의 항법 장치 등 야외 공간에서의 제한된 용도로 이용되어 왔습니다. 이에 스마트폰 보급과 함께 GPS 정보의 민간 활용과 스마트폰을 가운데로 한 이동통신망 기지국 기반의 Cell-ID 측위 기술 적용을 시작으로 옥외 위치 기반 서비스(LBS, Location Based Service) 시장이 본격적으로 확대되었습니다. 이로 인해 실내공간에서의 위치정보 활용서비스에 대한 수요가 증가하였으며, 증거리 및 실내와 같은 제한된 공간에서의 위치서비스를 의미하는 때때로 위치추적시스템(RTLS, Real-Time Location System)이 발전하였습니다.​

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최근 안전·안심 분야에서 사회적 관념과 스마트한 산업현장 구축 요구가 거의 매일 늘어나고 무선 측위 기술을 통해 산업현장을 중심으로 위치기반 인원의 안전 관리와 자산관리 서비스 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 그러나 나쁘지 않은 저가격 고품질 위치 데이터를 사용하고 싶은 산업의 견해와는 달리 현장에 필요한 고정밀 위치 데이터를 얻기 위해서는 고가의 AP, Tag 디바이스 등 추가 통신 인프라 도입 비용이 필요하다. 도 현장의 특성에 관계 없이, 균 1 한 품질의 위치 정보를 얻을 수 있는 단 1측위 기술은 아직 극복해야 하는 상황이 많아 기존 인프라를 활용한 측위 기술을 복합적으로 사용하여 위치 데이터의 정확도를 높이고 복합 측위 기반 서비스를 활성화하려는 요구가 있습니다.​

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무선 측위 기술 시장의 동향 분석 및 전망 무선 측위 기술은 위치 정보를 기반으로 다양한 서비스를 재공하는 LBS 사업과 밀접하게 이루어지고 있으나, 스마트폰 및 IoT 디바이스 등 모바하나 디바이스의 보급 확대 및 위치 기반 서비스의 수요 증가로 인해 수년간 LBS 시장이 급속하게 성장하여 앞으로도 성장할 것으로 전망됩니다.​

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구글, Apple, Alibaba Group, HERE 및 Foursquare 등 주요 기업들 간의 치열한 시장 경쟁 구도가 형성되어 있고, 다양한 측위 기술의 발전을 통해 스마트폰의 위치정보 이용 권한을 동의받는 것만으로 위치기반 서비스를 공급할 수 있게 되어 접근성이 크게 향상되었고, 벤처기업의 시장 진입도 활발해졌습니다. 또한 1명의 자율주행차나 드론과 같은 무인이동체 주행을 허브로 만들기 위한 측위기술이 큰 관심을 받고 있으며, 위치정보 기반의 안전관리, 공정관리, 보안관리, 원격제어 등을 목적으로 산업현장을 허브로 만들기 위한 솔루션 수요도 증가하고 있습니다.​

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무선측위기술 개발 동향 및 실내 무선측위기술은 실내 무선측위기술에 사용되는 주요기술로는 WiFi, BLE, UWB, 관성항법장치 등이 있으며 이밖에도 빛을 이용한 통신기술이 본인의 카메라 이미지를 활용한 측위기술이 개발되고 있습니다. 실내측위기술은 측위시스템 도입을 위한 전용 AP, beacon 등의 통신인프라 구축 및 유지보수에 비용이 많이 드는 경우가 많아 비용절감을 위한 기술개발이 요구되고 있습니다. - Wi-Fi기반의 Wi-Fi기반 측위기술은 스마트폰 보급 및 Wi-FiAP 대중화에 가장 많이 사용되는 기술입니다. 기존의 WiFi 측위기술에서는 수신된 신호의 강도를 본인에게 나타내는 RSSI(Received Signal Strength indicator) 정보를 이용한 Fingerprint 측위기법이 주로 사용되었으나 측위오차를 극복하기 위해 신호 도착시간 정보인 RTT(Round Trip Time)를 활용한 기술이 등장했습니다.RTT기반 측위는 WiFi 신호 왕복 시간을 측정하여 위치를 측위하는 기술로, Google Android 파이 바 전체터를 지원해, Google 지도를 활용해 실내 공간까지 사업 영역을 확대했습니다. 현재 올해 안드로이드 파이 버전을 탑 지한 스마트 폰에서는 WiFi측위 기술을 적용하지 않지만 내년에 출시되는 대부분의 안드로이드 스마트 폰에는 기술이 적용될 것으로 예상되며 이 때문에 2020년은 실내 위치 확인 위치의 앱 및 실내 위치 확인 활용 분야의 시장이 폭발적으로 한 시오 하는 것으로 보고 있습니다.​

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​-BLE기반 BLE기기는 전력 절약의 우수한 특징과 너무나도 오전에는 비용이 장점으로 이런 특성에 의해서, 블루투스 시장 성장의 재연과 2022년까지 측위 서비스를 위한 디바이스가 연간 4억개의 규모로 성장할 것으로 예측하고 있습니다. 초기에는 beacon*을 기반으로 신호 범위별로 배치된 beacon의 수신 신호를 비교하는 방식으로 측위 정밀도를 높이기 위해 통신 신호의 각도를 이용하는 AoA(Angle of arrival) 기술과 융합된 측위 기술이 개발되었습니다. 최근 반사파의 위상차를 이용한 Phaseranging 기술에 기초한 High Accuracy Distance Measurement 연구가 진행 중입니다.*beacon (비콘):단기등에서 발사되는 전파를 수신하는 것으로, 위치를 시작해 각종 정보를 습득하기 위한 설비의 의의한다.

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​-UWB기반 UWB는 500MHz이상의 광대역 주파수를 사용, 약 2쟈싱의 조 길이의 펄스(pulse)을 이용하는 통신 기술에 넓은 주파수 대역에 걸쳐서 moning은 전력으로 송수신하는 것이 특징 이프니다니다. 이론상 수십mm 범위의 정밀도로 거리를 측정할 수 있어 고정밀 측위 시스템을 위한 통신기술로 주목 받고 있으며, 넓은 대역폭을 사용하는 기술의 특성상 다른 무선통신기술과 대역폭 사용의 중복이 발생하기 때문에 국내에서 사용 가능한 UWB 대역의 확보가 주요 과제입니다.​

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UWB 통신을 이용한 측위는 전파가 전송되는 때때로/가끔 차이를 이용하여 거리를 측정하는 ToA(Time of Arrival)와 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식이 주로 사용됩니다.​

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-기타 기반 가시광선 파장에 데이터를 전송하는 통신기술인 라이파이를 통한 측위기술도 있습니다. LED 점등 상태를 디지털 신호로 인식, 변환하여 데이터를 전송, 기존의 무선 주파수 대역을 사용하지 않아 주파수 고갈 문제의 해결책으로 주목받고 있는 기술입니다. LED 조명장치 및 제어 인프라 구축만으로 측위 및 위치기반 서비스를 제공할 수 있다는 점에서 폭넓은 분야에서 활용될 것으로 예상하고 있습니다.이미지 기반 측위기술의 경우 이미지 처리 및 데이터베이스 비교를 통해 특정 위치를 표시하는 기술입니다. 사용자의 카메라로 획득한 이미지와 기존에 누적된 화상 데이터베이스와 비교 매칭하여 위치를 추정하는 기술과 공간에 설치된 CCTV 등의 카메라로 획득한 이미지에서 머신러닝을 통해 특정 대상을 추적하는 오브젝트 기술이 활용됩니다.​

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실외 무선 측위 기술 실외 무선 측위에 사용되는 주요 기술로는 이동통신 기지국, LPWA, GPS 등이 있으며 스마트폰과 IoT 기술의 발전에 따라 서비스 응용기술의 개발에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 측위대상범위에 제한이 없기 때문에 새로운 하드웨어를 구성하기 보다는 기존 무선통신 인프라를 최대한 활용하는 조사가 활발합니다. - 이동통신기기국 기반 휴대폰 보급과 함께 개발된 측위기술로, 단내용기가 통신하고 있는 기지국의 위치정보를 이용하는 개념을 기반으로 위치정밀도는 아침이지만 보급률이 높습니다. 기존 통신기기국의 ID 정보를 활용하는 Cell-ID 측위 기술을 사용하여 최근에는 측위 정밀도를 높이기 위해 enchanced Cell-ID를 활용하고 있습니다.​

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​-LWPA(Low-Power Wide-Area)기반 LWPA는 사물 인터넷(IoT)을 구성하는 10km이상의 범위의 전력 절약 광역 통신 기술로서, 전력 절약, 저가 다만 이야기기, 낮은 구축 비용, 안정적인 커버리지, 대규모 접속 등 기존의 가족용 LAN나 이동 통신과는 다른 필요에 의해서 등장했습니다. 국내 이동통신 대표 기업이 사물인터넷에 적합한 통신망을 구축 중이며, 기술별 활용 예정 및 서비스 방식의 차이로 서로 주도권 다툼이 진행 중이며, 대표적인 기술로 SK텔레콤의 LoRA와 KT/U+NB-IoT가 있습니다.​

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GPS 기반 GPS는 본래 미쿡의 군사 목적으로 개발되었으나, 다양한 분야의 활용성이 증가하여 민간에 개방된 측위 기술입니다. 스마트폰이 대중화되기 전에는 차량, 선박 등의 현재 위치와 이동경로를 측정하는 내비게이션 전용 단말기용으로 주로 활용되고, 이후 이동통신망 기반 측위와 연계해 다양한 위치기반 서비스에 활용되고 있습니다.기존 정밀측량 분야에서는 육지 국토지리정보원 기지국의 정보를 추가하여 GPS 오차를 수cm 수준으로 보정하는 OSR(Observation Space Representation, 관측공간 보정) 기술이 무상 서비스로 제공되어 왔지만, 아쉽게도 SSR(State Space Representation, 상태공간 보정) 기반의 측위 기술로 고가의 전용기기가 필요한 전문용 서비스로 이용되었습니다.​

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▶'실내외 무선 측위 기술 동향과 전망'에 대 한자 세항이야키웅2019년 10월호에서 확인할 수 있는 슴니다.현재 세계적으로 공통적으로 사용되고 있는 GPS 기반의 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술의 경우 대표적인 것이 많고 위치 정확도 확보를 위해 해결해야 할 요소들이 있습니다. 최근 실내 무선 측위 기술이 스마트폰 기반 서비스에서 RTLS 영역으로 확장되는 등 고정밀 위치 데이터에 기반한 위치 기반 서비스 시장의 수요가 확대되고 있으며, 이에 맞춘 새로운 방식의 실내 무선 측위 기술이 제안되고 있습니다. 특히 산업현장의 무선 측위 기술로 인해 간혹 위치 추적에 대한 수요가 증가하지만, 사용화를 위해서는 AP, Tag 디바이스의 추가 통신 인프라 도입 비용 절감과 위치 데이터 신뢰도 확보를 위한 현장 통신 특성 극복 등 고려해야 할 사항들이 많이 있습니다.이처럼 다양한 분야에서 무선 측위 기술이 활용되고 있지만, 아직 측위 정확도와 비용 등의 문제로 시장을 성공시키지 못하고 있습니다. 그러한 작금의 기술 발전과 시장의 수요를 볼 때 미래 핵심기술로 성장할 현실성이 큰 분야인 만큼 정책 및 지원이 필요한 시기입니다. 기존 인프라를 사용하는 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술은 추가 인프라 구축이 진입 장벽이기 때문에 기존 인프라를 당신으로 활용할 수 있는 기술을 가진 최근 기법이 적용된 통신 인프라의 지원 확대가 필수적입니다. 또 해당 기술이 다양한 분야를 거쳐서 사용되는 요소 기술의 성격이 강한 만큼 사업화를 염두에 둔 응용 영역의 R&D사업 정책 1환으로 사업화, 트럭 등의 신설을 연구할 필요가 있슴니다. ​ ​ ​ ​ ​

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