무선 측위는 이동 통신망, WLAN, Bluetooth, UWB(Ultra Wide Band, 초광대역)등 무선 통신용 인프라를 사용하여 전파 신호의 세기와 전파 도달 시간 등을 처리하는 각종 측위 기술이 적용하고 단말기의 위치를 측정하는 기술입니다. 무선 전파 통신을 통해서 통신 방식에서 정밀한 위치 정보를 수집하기 위한 물리 계층 기술, 네트워킹 기술, 위치 정보 처리 기술도 포함됩니다. 무선 측위는 전자 신호를 사용하는 많은 분야의 기술을 응용할 수 있고 위치 확인에 사용되는 기술 및 환경 특성에 의해서 정밀도의 변화가 크기 때문에 다양한 기술 간 융합·복합에 의한 정밀도 보완도 연구되고 있습니다.무선 측위 기술의 개요 군용 측량 및 항법 체계 때문에 개발된 GPS(Global Positioning System)은 무선 측위 방식의 하나로 1983년에 민간 부분에 개방되면서 항공기와 선박 항법 장치 등 야외 공간의 제한된 용도로 사용되었습니다. 하지만 스마트 폰의 보급과 함께 GPS정보의 민간 활용과 스마트 폰을 중심으로 한 이동 통신망 기지국 기반의 Cell-ID측위 기법의 적용을 시작으로 실외 위치 기반 서비스(LBS, Location Based Service)시장이 본격적으로 확대했습니다. 이에 따른 실내 공간에서의 위치 정보 활용 서비스에 대한 수요가 증가하고 근거리 및 실내의 같은 한정된 공간에서 위치 서비스를 의미하는 실시간 위치 추적 시스템(RTLS, Real-Time Location System)이 발전했습니다.
최근 안전·안심 분야에 대한 사회적 관심과 스마트한 산업 현장 구축의 요구가 늘어나면서 무선 측위 기술을 통해서 산업 현장을 중심으로 위치 기반 인력 안전 관리와 자산 관리 서비스 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 그러나 저 가격으로 고품질의 위치 데이터를 사용하고 싶다는 업계의 생각과 달리 현장에 필요한 고 정밀 위치 데이터를 얻기 위해서는 고가의 AP, 태그 장치 등 추가 통신 인프라의 도입 비용이 필요합니다. 또 현장의 특성에 관계 없이 균일한 품질의 위치 정보를 얻을 수 있는 단일 측위 기술은 아직 극복해야 하는 상황이 많이 기존 인프라를 활용한 측위 기술을 복합적으로 사용하여 위치 데이터의 밀도를 높이고 복합 측위 기반 서비스를 활성화하라는 요구가 있습니다.
▲ 산업현장의 측위기술 적용 <출처: Riplesindustrial IoT Solution> 무선 측위기술의 시장동향 분석 및 전망 무선 측위기술은 위치정보를 기반으로 다양한 서비스를 제공하는 LBS사업과 밀접하지만 스마트폰과 IoT 디바이스 등 모바일 디바이스 보급 확대 및 위치기반 서비스 수요 증가로 최근 몇 년간 LBS시장이 빠르게 성장하여 앞으로도 성장세가 유지될 것으로 전망됩니다.
▲ 전 세계 LBS시장의 매출 규모 추이<출처:국내외 LBS산업 동향 보고서>Google, Apple, Alibaba Group, HERE및 Foursquare등 주요 기업 간의 치열한 시장 경쟁 구도가 형성되어 있어 다양한 측위 기술의 발전을 통해서 스마트 폰의 위치 정보 이용 권한을 동의할 뿐에서도 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다, 접근성이 크게 증가하고 벤처 기업의 시장 참여도 활발하게 되었습니다. 또한 자동 운전 차량이나 드론의 같은 무인 이동의 주행을 위한 측위 기술이 큰 관심을 끌고 있으며 위치 정보 기반의 안전 관리 공정 관리, 보안 관리, 원격 제어 등을 목적으로 산업 현장을 위한 솔루션의 수요도 증가하고 있습니다.
▲ 실내, 실외 타입별 LBS시장 매출액 규모 추이<출처:국내외 LBS산업 동향 보고서>무선 측위 기술 개발 동향, 실내 무선 측위 기술 실내 무선 측위 기술에 사용되는 주요 기술은 WiFi, BLE, UWB, 관성 항법 장치 등이 있으며 그 외에도 빛을 이용한 통신 기술과 카메라 영상을 활용한 측위 기술이 개발되고 있습니다. 실내 측위 기술의 경우 위치 확인 시스템 도입을 위한 전용 AP, beacon등의 통신 인프라 구축 및 보수에 고 비용이 요구되는 경우가 많고 비용을 낮추기 위한 기술 개발이 요구되고 있습니다.-Wi-Fi기반의 Wi-Fi기반 측위 기술은 스마트 폰의 보급과 Wi-Fi AP의 대중화에서 가장 많이 쓰이는 기술로 들 수 있습니다. 기존 WiFi측위 기술은 수신한 신호의 세기를 나타내는 RSSI(Received Signal Strengthindicator)정보를 이용한 Fingerprint위치 확인 방법이 주로 이용되고 있었지만, 측위 오차를 극복하기 위해서 신호 도착 시간 정보인 RTT(Round Trip Time)을 활용한 기술이 등장했습니다.RTT기반 측위는 WiFi신호의 왕복 시간을 측정하여 위치를 위치 확인하는 기술에서 구글 안드로이드 파이 버전에서 지원하고, 구글 지도를 활용하고 실내 공간까지 사업 영역을 확대했습니다. 현재 올해 안드로이드 파이 버전을 탑재한 스마트 폰에서는 WiFi측위 기술을 적용하고 있지 않겠지만 내년 발매되는 거의 대부분의 안드로이드 스마트 폰에는 기술이 적용될 것으로 예상되며 이에 따른 2020년은 실내 위치 확인 위치 앱과 실내 위치 확인 활용 분야의 시장이 폭발적으로 늘어날 것으로 예상하고 있습니다.
▲ RTT기반의 WIFI측위 원리<출처:GPS World>-BLE기반의 BLE기기는 저전력의 뛰어난 특징과 매우 낮은 비용이 장점이며, 이러한 특성에 의해서 블루투스 시장의 성장 재점화와 2022년까지 측위 서비스를 위한 디바이스가 연간 4억개의 규모로 성장할 것으로 예측하고 있습니다. 초기에는 beacon*를 기반으로 신호 범위별로 배치된 beacon의 수신 신호를 비교하는 방식으로, 측위 정확도를 높이기 위해서 통신 신호의 각도를 이용하는 AoA(Angle of arrival)기술과 융합한 측위 기술이 개발되었습니다. 최근 반사파의 위상차를 이용한 Phase ranging기술에 근거한 High Accuracy Distance Measurement연구가 진행 중입니다.*beacon(비콘):단말 등으로부터 발사되는 전파를 수신함으로써 위치를 비롯한 각종 정보를 습득하기 위한 설비를 말한다.
▲ AoA 방식 측위 방법-UWB 기반 UWB는 500MHz 이상 광대역 주파수를 사용해 약 2나노초 길이의 펄스를 이용하는 통신 기술로 넓은 주파수 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 송수신하는 것이 특징입니다. 이론상 수십 mm 범위 수준의 정확도로 거리를 측정할 수 있어 고정밀 측위 시스템을 위한 통신 기술로 주목받고 있으며 넓은 대역폭을 사용하는 기술 특성상 다른 무선통신 기술과 대역폭 사용 중복이 발생하기 때문에 국내에서 사용 가능한 UWB 대역 확보가 주요 이슈입니다.
▲ 국내 UWB 통신 주파수 이용 도표 <출처: 대한민국 주파수 이용 현황 도로> UWB 통신을 이용한 측위는 전파가 전송되는 시간/시간 차이를 이용하여 거리를 측정하는 ToA(Time of Arrival)와 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식이 주로 사용됩니다.
▲ ToA정보 기반 측위 방식의 예-기타 기반 가시 광선의 파장에 데이터를 전송하는 통신 기술인 Li-Fi에 의한 측위 기술도 있습니다. LED점등 상태를 디지털 신호로 인식·변환하고 데이터를 전송하는 기존의 무선 주파수 대역을 사용하지 않고, 주파수 고갈 문제의 해결책으로 관심을 받는 기술입니다. LED조명 장치 및 제어 인프라 구축에만 위치 확인 및 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다는 점에서 폭넓은 분야에서 활용될 것으로 예상하고 있습니다.화상 기반 측위 기술의 경우, 화상 처리 및 데이터베이스 비교를 통해서 특정 위치를 표시하는 기술입니다. 사용자의 카메라에서 획득한 화상과 기존에 누적된 화상 데이터베이스와 비교 매칭 되어 위치를 추정하는 기술과 공간에 설치된 CCTV등의 카메라로 구현된 화상에서 기계 학습을 통해서 특정 대상을 추적하는 객체 기술이 활용됩니다.
▲ 이미지 매칭 기반의 실내 위치 기술<출처:nawis.com>·옥외 무선 측위 기술 실외 무선 측위에 사용되는 주요 기술은 이동 통신 기지국, LPWA, GPS등이 있는 스마트 폰과 IoT기술이 발전할수록 서비스 응용 기술 개발에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 위치 확인 대상 범위에 제한이 없기 때문에, 새로운 하드웨어를 구성하기보다는 기존의 무선 통신 인프라를 최대한 활용하려는 연구가 활발합니다.-이동 통신 기기국 기반의 휴대 전화의 보급과 함께 개발된 측위 기술에서 단말기가 통신하는 기지국의 위치 정보를 이용하는 개념에 근거하고 있으며, 위치 정확도는 낮지만 보급율이 높습니다. 기존의 통신 기기사 ID정보를 활용하는 Cell-ID측위 기술을 사용했고, 최근에는 측위 정확도를 높이기 위해서 enchanced Cell-ID를 활용하고 있습니다.
-LWPA(Low-PowerWide-Area)기반의 LWPA는 사물 인터넷(IoT)을 구성하는 10km이상의 범위의 저전력 광역 통신 기술로 저전력, 저가 단말기, 낮은 구축 비용, 안정적인 커버리지, 대규모 접속 등 기존의 가정용 LAN나 이동 통신과는 다른 필요에 응하고 등장했습니다. 국내 이동 통신 대표 기업들이 사물의 인터넷에 적합한 통신망을 구축 중인 기술별 활용 방안 및 서비스 방식의 차이에 의한 서로 주도권 경쟁이 진행 중인 대표적인 기술로 SK텔레콤의 LoRA와 KT/유 플러스 NB-IoT가 있습니다.
▲ LPWA기술 경쟁의 현상-GPS기반의 GPS는 원래 미국의 군사 목적으로 개발되었으나 여러 분야의 활용성 증가에 따른 민간에 개방된 측위 기술입니다. 스마트 폰이 대중화하기 전에는, 차량, 선박 등의 현재 위치와 이동 경로를 측정하는 내비게이션 전용 단말로서 주로 활용되고 이후 이동 통신망 기반 측위와 연계하고 다양한 위치 기반 서비스에 활용되고 있습니다.기존의 정밀 측량 분야에서는 지상의 국토 지리 정보원 기지국의 정보를 추가 이용하고 GPS오차를 수 cm수준에 보정한 OSR(Observation Space Representation, 관측 공간 보정)기술이 무상 서비스로 제공됐는데, SSR(State Space Representation, 상태 공간 보정)기반 측위 기술에서 비싼 전용 기기가 필요한 전문가용 서비스로서 이용되었습니다.
▲ OSR 방식과 SSR 방식의 차이 <출처 : 국토교통부 국토지리정보원>
▲ OSR 방식과 SSR 방식의 차이 <출처 : 국토교통부 국토지리정보원>”방 안팎 무선 측위 기술 동향과 전망”에 대한 상세에 대해서는,<KEITPD이슈 리포트>2019년 10월호에서 확인하실 수 있습니다.현재 전 세계에서 공통적으로 사용되는 GPS기반 옥외 무선 측위 기술과는 달리 실내 무선 측위 기술의 경우 대표적인 표준이 없는 위치 정도 확보 때문에 아직 해결해야 할 기술 요소가 많습니다. 최근 실내 무선 측위 기술이 스마트 폰 기반 서비스에서 RTLS영역에 확장되는 등, 고 정밀 위치 데이터를 기반으로 한 위치 기반 서비스 시장의 수요가 확대되고 있으며 이에 맞춘 새로운 방식의 실내 무선 측위 기술이 제안하고 있습니다. 특히 산업 현장에서 무선 측위 기술을 통한 실시간 위치 추적에 대한 수요가 증가하는데 사용화를 위해서는 AP, Tag디바이스 추가 통신 인프라 도입 비용 절감과 위치 데이터 신뢰도 확보를 위한 현장 통신 특성 극복 등 고려해야 할 사항이 많습니다.이처럼 다양한 분야에서 무선 측위 기술이 활용되고 있지만 아직 측위 정확도와 비용 등의 이슈에서 성공적으로 시장을 창출할 수 없었습니다. 그러나 최근의 기술 발전과 시장의 수요를 조사하면 미래 핵심 기술로 성장할 가능성이 높은 분야인 만큼 정책 및 지원이 필요한 시점입니다. 기존 인프라를 사용하는 옥외 무선 측위 기술과는 달리 실내 무선 측위 기술은 추가 인프라 구축이 진입 장벽이기 때문에 기존 인프라를 그대로 활용할 수 있는 기술이나 최신 기술이 적용된 통신 인프라 지원 확대가 필수입니다. 또 해당 기술이 다양한 분야를 거쳐서 사용되는 요소 기술의 성격이 강한 만큼 사업화를 염두에 둔 응용 영역의 R&D사업 정책의 일환으로 사업화 트랙 등의 신설을 검토할 필요가 있습니다.’실내외 무선 측위 기술 동향과 전망’에 대한 자세한 내용은 <KEITPD 이슈 리포트> 2019년 10월호에서 확인할 수 있습니다.현재 전 세계에서 공통적으로 사용되고 있는 GPS 기반 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술의 경우 대표적인 표준이 없어 위치 정확도 확보를 위해 아직 해결해야 할 기술 요소가 많습니다. 최근 실내 무선 측위 기술이 스마트폰 기반 서비스에서 RTLS 영역으로 확장되는 등 고정밀 위치 데이터를 기반으로 한 위치 기반 서비스 시장의 니즈가 확대되고 있으며, 이에 맞춘 새로운 방식의 실내 무선 측위 기술이 제안되고 있습니다. 특히 산업현장에서의 무선 측위 기술을 통한 실시간 위치추적에 대한 수요가 증가하는데 사용화를 위해서는 AP, Tag 디바이스의 추가 통신 인프라 도입 비용 절감과 위치 데이터 신뢰도 확보를 위한 현장통신 특성 극복 등 고려해야 할 사항이 많습니다.이처럼 다양한 분야에서 무선 측위 기술이 활용되고 있지만 아직 측위 정확도와 비용 등의 이슈로 성공적으로 시장을 창출하지 못했습니다. 그러나 최근 기술 발전과 시장의 니즈를 살펴보면 미래 핵심 기술로 성장할 가능성이 높은 분야인 만큼 정책 및 지원이 필요한 시점입니다. 기존 인프라를 사용하는 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술은 추가 인프라 구축이 진입 장벽이기 때문에 기존 인프라를 그대로 활용할 수 있는 기술이나 최신 기술이 적용된 통신 인프라 지원 확대가 필수입니다. 또한 해당 기술이 다양한 분야를 거쳐 사용되는 요소 기술의 성격이 강한 만큼 사업화에 염두를 둔 응용 영역 R&D 사업 정책의 일환으로 사업화 트랙 등의 신설을 검토해야 합니다.’실내외 무선 측위 기술 동향과 전망’에 대한 자세한 내용은 <KEITPD 이슈 리포트> 2019년 10월호에서 확인할 수 있습니다.현재 전 세계에서 공통적으로 사용되고 있는 GPS 기반 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술의 경우 대표적인 표준이 없어 위치 정확도 확보를 위해 아직 해결해야 할 기술 요소가 많습니다. 최근 실내 무선 측위 기술이 스마트폰 기반 서비스에서 RTLS 영역으로 확장되는 등 고정밀 위치 데이터를 기반으로 한 위치 기반 서비스 시장의 니즈가 확대되고 있으며, 이에 맞춘 새로운 방식의 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분야에서 무선 측위 기술이 활용되고 있지만 아직 측위 정확도와 비용 등의 이슈로 성공적으로 시장을 창출하지 못했습니다. 그러나 최근 기술 발전과 시장의 니즈를 살펴보면 미래 핵심 기술로 성장할 가능성이 높은 분야인 만큼 정책 및 지원이 필요한 시점입니다. 기존 인프라를 사용하는 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술은 추가 인프라 구축이 진입 장벽이기 때문에 기존 인프라를 그대로 활용할 수 있는 기술이나 최신 기술이 적용된 통신 인프라 지원 확대가 필수입니다. 또한 해당 기술이 다양한 분야를 거쳐 사용되는 요소 기술의 성격이 강한 만큼 사업화에 염두를 둔 응용 영역 R&D 사업 정책의 일환으로 사업화 트랙 등의 신설을 검토해야 합니다.’실내외 무선 측위 기술 동향과 전망’에 대한 자세한 내용은 <KEITPD 이슈 리포트> 2019년 10월호에서 확인할 수 있습니다.현재 전 세계에서 공통적으로 사용되고 있는 GPS 기반 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술의 경우 대표적인 표준이 없어 위치 정확도 확보를 위해 아직 해결해야 할 기술 요소가 많습니다. 최근 실내 무선 측위 기술이 스마트폰 기반 서비스에서 RTLS 영역으로 확장되는 등 고정밀 위치 데이터를 기반으로 한 위치 기반 서비스 시장의 니즈가 확대되고 있으며, 이에 맞춘 새로운 방식의 실내 무선 측위 기술이 제안되고 있습니다. 특히 산업현장에서의 무선 측위 기술을 통한 실시간 위치추적에 대한 수요가 증가하는데 사용화를 위해서는 AP, Tag 디바이스의 추가 통신 인프라 도입 비용 절감과 위치 데이터 신뢰도 확보를 위한 현장통신 특성 극복 등 고려해야 할 사항이 많습니다.이처럼 다양한 분야에서 무선 측위 기술이 활용되고 있지만 아직 측위 정확도와 비용 등의 이슈로 성공적으로 시장을 창출하지 못했습니다. 그러나 최근 기술 발전과 시장의 니즈를 살펴보면 미래 핵심 기술로 성장할 가능성이 높은 분야인 만큼 정책 및 지원이 필요한 시점입니다. 기존 인프라를 사용하는 옥외 무선 측위 기술과 달리 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위치 정확도 확보를 위해 아직 해결해야 할 기술 요소가 많습니다. 최근 실내 무선 측위 기술이 스마트폰 기반 서비스에서 RTLS 영역으로 확장되는 등 고정밀 위치 데이터를 기반으로 한 위치 기반 서비스 시장의 니즈가 확대되고 있으며, 이에 맞춘 새로운 방식의 실내 무선 측위 기술이 제안되고 있습니다. 특히 산업현장에서의 무선 측위 기술을 통한 실시간 위치추적에 대한 수요가 증가하는데 사용화를 위해서는 AP, Tag 디바이스의 추가 통신 인프라 도입 비용 절감과 위치 데이터 신뢰도 확보를 위한 현장통신 특성 극복 등 고려해야 할 사항이 많습니다.이처럼 다양한 분야에서 무선 측위 기술이 활용되고 있지만 아직 측위 정확도와 비용 등의 이슈로 성공적으로 시장을 창출하지 못했습니다. 그러나 최근 기술 발전과 시장의 니즈를 살펴보면 미래 핵심 기술로 성장할 가능성이 높은 분야인 만큼 정책 및 지원이 필요한 시점입니다. 기존 인프라를 사용하는 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술은 추가 인프라 구축이 진입 장벽이기 때문에 기존 인프라를 그대로 활용할 수 있는 기술이나 최신 기술이 적용된 통신 인프라 지원 확대가 필수입니다. 또한 해당 기술이 다양한 분야를 거쳐 사용되는 요소 기술의 성격이 강한 만큼 사업화에 염두를 둔 응용 영역 R&D 사업 정책의 일환으로 사업화 트랙 등의 신설을 검토해야 합니다.’실내외 무선 측위 기술 동향과 전망’에 대한 자세한 내용은 <KEITPD 이슈 리포트> 2019년 10월호에서 확인할 수 있습니다.현재 전 세계에서 공통적으로 사용되고 있는 GPS 기반 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술의 경우 대표적인 표준이 없어 위치 정확도 확보를 위해 아직 해결해야 할 기술 요소가 많습니다. 최근 실내 무선 측위 기술이 스마트폰 기반 서비스에서 RTLS 영역으로 확장되는 등 고정밀 위치 데이터를 기반으로 한 위치 기반 서비스 시장의 니즈가 확대되고 있으며, 이에 맞춘 새로운 방식의 실내 무선 측위 기술이 제안되고 있습니다. 특히 산업현장에서의 무선 측위 기술을 통한 실시간 위치추적에 대한 수요가 증가하는데 사용화를 위해서는 AP, Tag 디바이스의 추가 통신 인프라 도입 비용 절감과 위치 데이터 신뢰도 확보를 위한 현장통신 특성 극복 등 고려해야 할 사항이 많습니다.이처럼 다양한 분야에서 무선 측위 기술이 활용되고 있지만 아직 측위 정확도와 비용 등의 이슈로 성공적으로 시장을 창출하지 못했습니다. 그러나 최근 기술 발전과 시장의 니즈를 살펴보면 미래 핵심 기술로 성장할 가능성이 높은 분야인 만큼 정책 및 지원이 필요한 시점입니다. 기존 인프라를 사용하는 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술은 추가 인프라 구축이 진입 장벽이기 때문에 기존 인프라를 그대로 활용할 수 있는 기술이나 최신 기술이 적용된 통신 인프라 지원 확대가 필수입니다. 또한 해당 기술이 다양한 분야를 거쳐 사용되는 요소 기술의 성격이 강한 만큼 사업화에 염두를 둔 응용 영역 R&D 사업 정책의 일환으로 사업화 트랙 등의 신설을 검토해야 합니다.’실내외 무선 측위 기술 동향과 전망’에 대한 자세한 내용은 <KEITPD 이슈 리포트> 2019년 10월호에서 확인할 수 있습니다.현재 전 세계에서 공통적으로 사용되고 있는 GPS 기반 옥외 무선 측위 기술과 달리 실내 무선 측위 기술의 경우 대표적인 표준이 없어 위치 정확도 확보를 위해 아직 해결해야 할 기술 요소가 많습니다. 최근 실내 무선 측위 기술이 스마트폰 기반 서비스에서 RTLS 영역으로 확장되는 등 고정밀 위치 데이터를 기반으로 한 위치 기반 서비스 시장의 니즈가 확대되고 있으며, 이에 맞춘 새로운 방식의 실내 무선 측위 기술이 제안되고 있습니다. 특히 산업현장에서의 무선 측위 기술을 통한 실시간 위치추적에 대한 수요가 증가하는데 사용화를 위해서는 AP, Tag 디바이스의 추가 통신 인프라 도입 비용 절감과 위치 데이터 신뢰도 확보를 위한 현장통신 특성 극복 등 고려해야 할 사항이 많습니다.이처럼 다양한 분야에서 무선 측위 기술이 활용되고 있지만 아직 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