공승현 교수팀, LTE 신호 이용해 실제 환경에서 30미터 이내 정확도 구현
공승연 교수(가운데) 연구팀
[대전=일요신문] 육심무 기자 = KAIST 조천식녹색교통대학원 공승현 교수 연구팀이 LTE 신호만을 이용해 실제 환경에서 평균 30미터 이내의 정확도를 갖는 스마트폰 위치 측정 기술을 개발했다.
4차 산업혁명과 더불어 사물인터넷 (IoT), 광고 및 마케팅, 위치추적 및 내비게이션과 같은 위치 기반 서비스 (LBS) 시장의 활성화와 응급 및 긴급 구조 시스템을 위한 스마트폰의 위치 측위 기술은 매우 높은 수준의 정확도 및 정밀도를 요구하고 있다.
위성 항법 시스템 (GPS)은 현재 스마트폰에서 가장 많이 사용되고 있는 측위 시스템으로 가장 범용적으로 사용되고 있지만, 도심이나 아파트 단지 등 고층 건물이 밀집한 곳에서 극심한 신호의 난반사로 인해 위치 측정 시 수백 미터 이상의 큰 오차가 발생하기도 한다.
연구팀은 스마트폰에서 얻을 수 있는 LTE 기지국 신호에 대한 다양한 측정치를 일정 위치마다 수집해 이를 LTE 핑거프린트(Fingerprint) 데이터베이스로 저장했다.
이후 임의의 사용자 스마트폰에서 측정한 LTE 신호 측정치를 서버로 전달하면 그 측정치를 LTE 핑거프린트 데이터베이스와 비교해 스마트폰의 위치를 파악했다.
이 기술은 LTE 신호를 측정해 얻은 다양한 데이터로부터 각 데이터의 특성에 따라 효과적으로 데이터베이스를 구성하고, 변화가 많은 이동통신 신호 환경에 강인한 최적의 패턴 매칭 기법을 활용한다.
연구팀은 개발한 LTE 핑거프린트 기술을 KAIST 교내, 주변 아파트 및 상업 단지를 포함 대전지역과 광화문 일대부터 인사동에 이르는 서울 도심에서 시연해 평균 30m의 오차를 갖는 성능을 확인했다.
공승현 교수는 “현재 개발된 기술보다 더 높은 정확도를 갖는 LTE 핑거프린트 기술을 개발하는 것도 가능하며 5G에서는 LTE보다 2배 높은 평균 15m 내외의 측위 정확도를 얻을 수 있다”며 “머신러닝 기술을 이용해 기지국이나 중계기의 이설과 추가 등으로 LTE 신호 환경이 바뀌었을 때 이를 자동 탐지하고 LTE 핑거프린트 데이터베이스를 신속히 갱신하는 기술을 추가 연구할 계획”이라고 밝혔다.
김태선 연구원과 조상재, 김보성, 정승환 석사과정이 참여한 연구팀은 KT와 이 기술을 이동통신 시스템에 적용하기 위한 기술 상용화를 추진하고 있다.
ilyo08@ilyo.co.kr