[지오플랜 기술 이야기] UWB의 위치 정밀도

안녕하세요. 지오플랜입니다. 

 

오늘은, 차세대 무선통신으로 주목 받고 있는 UWB에 대한 이야기를 하려고 합니다. 

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우선 UWB는 무엇일까요? 

 

UWB 기술은 고주파수에서 전파를 통해 작동하는 단거리 무선 통신 프로토콜. 매우 정밀한 공간 인식과 방향성이 특징으로, 모바일 기기가 주변 환경을 잘 인지할 수 있도록 작동한다. UWB를 통해 다양한 기기들이 인텔리전트하게 연결돼, 안전한 원격 결제부터 리모컨의 위치 찾기까지 다양한 기능을 수행할 수 있다. 또한 넓은 면적의 공간에서 정확한 위치 탐색이 가능하기 때문에 스마트폰을 이용해 공항에서 음식점을 찾거나 주차된 자동차 위치를 파악할 수 있다. 원래는 군용으로 개발되었던 기술로 등장한지는 20년이 넘었으며 군용 레이더와 첩보 통신에 주로 쓰였다. 최근에는 소비자용으로 상용화 되고 있는 중이다. 

[위키백과에서 발췌한 내용]

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블루투스와는 뭐가 다르다고? 

 

BLE(Bluetooth Low Energy)는 Bluetooth 4.0부터 채택된 기술로, 블루투스 표준화 그룹 Bluetooth SIG에 의해 개발되기 전까지는 노키아라는 회사의 사내 프로젝트 Wibree에서 시작된 무선통신 기술이다. BLE의 가장 큰 차이점은 기존 방식인 블루투스 클래식보다 훨씬 적은 전력을 사용하여 통신하다는 것!  수치로 보면 대략 10분의 1 정도이다.

이 정도면 작은 셀 전지로도 1년 이상 통신을 할 수 있는 수준이 된다. 이러한 획기적인 전력 소비량 변화는 블루투스 시장에 큰 반향을 일으켰고 오늘날의 웨어러블 기기나 IoT 센서 대부분이 BLE 방식 무선 통신을 활용하고 있으며 오랫동안 엄청난 생태계를 형성 해 왔으며 실내 포지셔닝 기술에서 사용되고 있다. 

 

하지만, 

BLE가 포지셔닝 기술에서 사용될 때 RSSI를 통해 장치의 위치를 찾는데, 이 RSSI는 장치가 센서에 비해 강한 신호를 전송하는지 약한 신호를 전송하는지 그  신호의 강약 세기 수준을 통해 위치를 제공하기 때문에  UWB보다 범위와 데이터 속도가 훨씬 짧고 신호 간섭에 더 영향을 많이 받으며 상대적으로 보안에 취약하다는 단점이 있다. 

하지만, UWB는 ㎓폭의 넓은 주파수 대역을 사용한다. 2400~2483㎒ 범위에서 동작하는 블루투스보다 활용범위가 넓다.

데이터 송수신 가능거리도 100m 수준으로, 10m 안팎인 블루투스보다 훨씬 길다. UWB의 기술 구조를 간단히 보자면 주파수 신호를 다른 기기를 향해 쏘면 이 신호가 오가는 비행시간을 측정해 해당 기기의 정확한 위치를 계산한다는 것이다.

 

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그러면, 어디에 쓸 수 있다는 거야?

 

1. 실내 환경에선 제대로 돌아가지 않는 GPS를 대신할 수 있다. UWB를 이용하면 실내에서도 나의 위치를 정확하게 알 수 있고  개인의 위치 기반 턴-바이-턴 네비게이션 기능도 할 수 있다. 

2. 비접촉, 핸즈프리, 태그리스 기능으로 우리의 일상 생활 중 하나로 자리 잡고 있는 카드나 휴대전화 태깅을 통해 대중교통을 이용하고 결제 하는 것을 UWB 기술이 적용되면 이러한 태깅이 불필요 해진다는 것이다. 굳이 태그를 하거나 접촉을 하지 않아도 UWB 신호로 위치와 방향을 측정하여 특정 거리만큼 가까워지면 자동으로 인식되거나 결제도 가능하다. 

가장 쉬운 예로 고급 세단과 수입 자동차에서 활용되는 Digital car key가 그 예시이다. 

3. RTLS(실시간위치측위시스템)에 적용된 UWB는 실내 자산 위치 관리, 물류나 창고에서 재고의 실시간 위치와 선입선출관리, 건설현장의 작업자 위치 관리를 통한 사고 예방과 응급상황 시 빠른 대처, 테마파크와 미술관에서 위치기반 고객 마케팅, 위치 기반 도슨트서비스 등  다양한 형태로 서비스가 가능하다.