KAIST(총장 신성철)는 조천식녹색교통대학원 공승현 교수 연구팀이 LTE 신호만을 이용해 실제 환경에서 30m 이내의 정확도를 갖는 스마트폰 위치 측정 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

최근 전 세계적으로 도심 내에서의 신뢰도 높은 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 다양한 기술 개발이 이뤄지고 있다.

일반적으로 GPS 등의 위성항법 시스템은 도심이나 아파트 단지 등 고층 건물이 밀집한 곳에서 극심한 신호의 난반사로 위치 측정 오차가 발생하고 이로 인해 수백m 이상의 큰 오차가 발생하기도 한다.

이 같은 문제로 최근에는 도심이나 실내에서 와이파이 신호의 RF 핑거프린트를 이용해 스마트폰의 위치를 파악하는 기술이 많이 사용된다.

그러나 이 기술은 여러 대의 와이파이 공유기 신호가 수신되는 특정 공간에서만 높은 신뢰도를 갖고, 공유기가 구축되지 않은 곳에서는 측정할 수 없거나 정확도가 현저하게 떨어진다는 한계가 있다.

연구팀은 스마트폰에서 얻을 수 있는 LTE 기지국 신호에 대한 다양한 측정치를 일정 위치마다 수집해 이를 LTE 핑거프린트(Fingerprint) 데이터베이스로 저장했다.

임의의 사용자 스마트폰에서 측정한 LTE 신호 측정치를 서버로 전달하면 그 측정치를 LTE 핑거프린트 데이터베이스와 비교해 스마트폰의 위치를 파악하는 방식이다.

이 기술의 특징은 LTE 신호를 측정해 얻은 다양한 데이터로부터 각 데이터의 특성에 따라 효과적으로 데이터베이스를 구성하고, 변화가 많은 이동통신 신호 환경에 강한 최적의 패턴 매칭 기법을 활용한다.

연구팀은 이 LTE 핑거프린트 기술을 KAIST 교내, 주변 아파트 및 상업 단지를 포함 대전 지역과 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 가능하고, 5G에서는 LTE보다 2배 높은 평균 15m 안팎의 측위 정확도를 얻을 수 있다”고 말했다.

이어 “머신러닝 기술을 이용해 기지국이나 중계기의 이설과 추가 등으로 LTE 신호 환경이 바뀌었을 때 이를 자동 탐지하고 LTE 핑거프린트 데이터베이스를 신속히 갱신하는 기술 개발에 주력할 계획”이라고 덧붙였다.