공승현 KAIST 교수팀, LTE 핑거프린트 기술 개발
대전 일대와 광화문 서울 도심서 성능 확인···KT와 상용화 추진

스마트폰 위치를 수십 미터 오차 범위에서 찾아내는 기술이 등장했다. 

KAIST(총장 신성철)는 공승현 조천식녹색교통대학원 교수팀이 LTE 신호를 이용해 평균 30 미터 이내의 정확도를 갖는 스마트폰 위치 측정 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 

GPS 등 위성항법 시스템으로 스마트폰 위치를 측정할 때, 고층 건물이 밀집한 곳에서는 심한 신호 난반사로 인해 수백 미터 이상 오차가 자주 발생한다.

연구팀은 LTE 핑거프린트(Fingerprint) 기술을 이용해 오차를 줄였다. 이 기술은 스마트폰이 갈 수 있는 다양한 지점에서 LTE 신호의 전파 패턴을 미리 수집해뒀다가, 실제 사용자의 스마트폰이 측정한 LTE 신호와 비교해 위치를 파악한다. 

이 기술은 와이파이 신호를 이용하는 RF 핑거프린트보다 고도화됐다. RF 핑거프린트 기술은 여러 와이파이 공유기의 신호를 받을 수 있는 공간에서만 적은 오차로 위치를 측정할 수 있다. 또, 공유기가 없는 곳에서는 추적이 불가능하거나 정확도가 현저히 떨어지는 한계가 있다.

LTE 핑거프린트 기술은 변화가 많은 이동통신 신호 환경에 강한 패턴 매칭 기법을 활용한다는 장점이 있다. 연구팀은 KAIST 교내, 주변 아파트, 상업 단지 등 대전 일대과 광화문, 인사동 등 서울 도심에서 기술의 성능을 확인했다.

공승현 교수는 "5G에서는 LTE보다 2배 높은 평균 15 미터 내외의 측위 정확도를 얻을 수 있다"며 "머신러닝 기술을 이용해 기지국이나 중계기 이설·추가 등 LTE 신호 환경 변화를 자동으로 탐지하고 LTE 핑거프린트 데이터베이스를 빠르게 갱신하는 기술을 추가로 연구할 계획"이라고 말했다. 연구팀은 현재 KT와 기술 상용화를 추진 중이다. 

서울 종로구에서 축적한 LTE 핑거프린트 데이터베이스 중 특정 기지국의 신호 세기 핑거프린트를 표시한 그림. 알고리즘에서 사용된 데이터베이스에는 위와 같은 형태로 실험 영역 내 모든 기지국에서 수집한 다양한 핑거프린트 데이터가 저장됐다. 위에 표시한 신호 세기 데이터베이스와 LTE의 여러 데이터를 이용하면 사용자의 위치를 정확히 계산할 수 있다. <그림=KAIST 제공>
서울 종로구에서 축적한 LTE 핑거프린트 데이터베이스 중 특정 기지국의 신호 세기 핑거프린트를 표시한 그림. 알고리즘에서 사용된 데이터베이스에는 위와 같은 형태로 실험 영역 내 모든 기지국에서 수집한 다양한 핑거프린트 데이터가 저장됐다. 위에 표시한 신호 세기 데이터베이스와 LTE의 여러 데이터를 이용하면 사용자의 위치를 정확히 계산할 수 있다. <그림=KAIST 제공>

공승현 교수(가운데)와 연구원들. 이번 연구에는 김태선 연구원, 조상재·김보성·정승환 석사과정생이 참여했다. <사진=KAIST 제공>
공승현 교수(가운데)와 연구원들. 이번 연구에는 김태선 연구원, 조상재·김보성·정승환 석사과정생이 참여했다. <사진=KAIST 제공>
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