Beidou+ 4G/5G 실내 위치 측정 기술 및 응용 분야

실내 위치 측정 기술은 현재 매우 활발한 연구 및 탐색 단계에 있으며, 백여백화가 만개한 듯한 양상을 보이고 있습니다.이 분야의 주요 문제점은 운영 비용과 투자 비용입니다.이동통신 네트워크는 통신 서비스 제공뿐만 아니라 4G 및 5G의 대규모 네트워크 구축 기회를 활용하여 베이더우 시스템과 연계한 시공간 통합형 저비용 고정밀 위치확인 시스템 연구 개발에도 활용될 수 있다.

산업계에서 실내 위치 추적 기술이 점차 인기를 얻는 이유는 무엇일까요? 와이파이 기반 위치 추적 기술부터 현재까지, 실내 위치 추적 기술은 10년이 넘는 역사를 가지고 있지만, 항상 운영 비용 문제가 존재해 왔습니다. 2019년은 5G 시대가 시작된 해입니다. 현재 5G는 사물 인터넷(IoT)을 중심으로 모든 산업 분야에 혁신을 가져오고 있습니다. 이는 사람뿐만 아니라 사물의 위치 추적 필요성을 야기하며, 응급 및 화재 관련 애플리케이션, 의료 산업의 로봇 내비게이션, 의료 유통 물류 등 다양한 분야에서 실내 위치 추적 기술이 필수적입니다.

지하철, 특히 5G와 STO가 협력하는 스마트 지하철 분야에서 차이나텔레콤의 익명화된 사용자 데이터는 동선 히트맵을 생성하여 사람들의 이동 흐름을 파악할 수 있습니다. 신소매 분야에서는 차이나리소스와 완다그룹이 실내 위치 추적 기술 연구를 시작했습니다. 신소매는 원래 전통적인 소매업을 혁신하는 것을 목표로 했지만, 현재 미국의 월마트는 고객의 상품 선택 동선을 분석하여 운영 모델을 바꾸려는 계획을 세우고 있으며, 이는 신소매의 필수 요소이기도 합니다. 전시장 분야에서도 중국은 미래에 거대한 시장을 창출할 것으로 예상됩니다. 예를 들어 상하이 국제전시센터에서는 수많은 전시회와 전시 관련 행사가 개최됩니다. 현재는 주로 도로 표지판을 길 안내에 사용하지만, 때로는 도로 표지판이 있더라도 원하는 전시장을 찾기 어려운 경우가 있습니다. 따라서 대형 전시장의 위치 추적 기술이 절실히 필요합니다.

이미지 인식 및 AI 위치 측정을 포함하지 않는 영역에서는 무선 통신 기술과 관련된 실내 위치 측정 기술이 사용됩니다. 무선 통신 기술은 주로 통신 사업자를 통해 제공됩니다. 예를 들어, 상하이 텔레콤은 4G 및 5G 네트워크를 가장 광범위하게 구축했으며, 체인넷(chainNET)도 구축했습니다. 사물 인터넷 분야에서도 관련 연구를 진행하는 사람들이 많습니다. 그중에서도 UWB(초광대역) 기술이 가장 주목받고 있습니다. 애플은 아이폰 11 출시 기자 회견에서 UWB 기술을 언급하기도 했습니다. 차이나 텔레콤의 강점은 무엇일까요? 바로 5G 네트워크입니다. 화웨이와 협력하여 5G 시뮬레이션 데이터를 통해 약 1미터의 실내 위치 정확도를 달성할 수 있다는 것을 확인했습니다. 이것이 상하이 텔레콤이 고려 중인 실내 위치 측정 솔루션입니다. 우리의 강점은 데이터 수집 단계에 있습니다. 기지국, Wi-Fi, 유선 네트워크 모두 데이터 수집 단계이며, 데이터 업로드 상황을 정확히 파악할 수 있습니다. 또한, CAD 도면과 같은 기본 데이터도 필요합니다. 건물 CAD 도면에 네트워크 포인트 정보를 표시하여 각 건물의 네트워크 배전망을 구축합니다. 이러한 데이터들이 위치 측정의 기초가 됩니다. 이를 바탕으로 실내 작업자를 위한 지리정보시스템(GIS)이 먼저 구축됩니다. 주요 알고리즘은 지문 데이터베이스, TODA, 그리고 자기장 세기 삼각측량법의 세 가지 유형이 있습니다. 위치 데이터는 이 단말기를 통해 지속적으로 업로드되며, 알고리즘 엔진을 통해 위치가 계산됩니다. 현재는 모든 기능이 내부 애플리케이션으로 운영되고 있으며 플랫폼은 전산실에 있습니다. 향후에는 탐색을 통해 데이터 민감도 완화를 추진할 계획입니다. 보안 측면에서도 기능 개방 방안을 모색해야 합니다.

GIS 솔루션 구축과 관련하여, 우선 베이더우 시스템과 결합하여 끊김 없는 실내외 지도 네트워크를 개발해야 합니다. 이 지도는 먼저 통합 좌표계를 구축해야 합니다. 인터넷 지도가 기본 지도가 됩니다. 이 기본 지도에 좌표 매칭을 통해 실내 정보를 연결하여 기본적인 지도 GIS 시스템을 구축합니다. 또한, 위치 측정 솔루션의 경우 가장 기본적인 네트워크를 사용하며, 모든 아키텍처는 기본적으로 2차 기반입니다. 즉, PRU(위치 측정 장치)가 기지국 역할을 하여 사물과 사람의 단말기를 스캔하여 업로드된 데이터를 컴퓨터실로 수집합니다. 이는 우리의 장점 중 하나입니다. 이 데이터는 위치 측정 엔진에 추가되어 중앙 집중식으로 배포되어 모든 휴대폰이나 사물의 위치를 ​​계산합니다. 상하이텔레콤은 실내 위치 측정을 위한 몇 가지 주요 기술을 테스트했습니다. 그중 하나가 초기 위치 측정 기술입니다. 2~3년의 노력 끝에 이 기술이 구현되었습니다. 초기 위치 측정 데이터에는 강도 정보 등이 포함됩니다. 층별 위치 측정이 가능합니다. 또한, 정밀 위치 측정에는 세 가지 주요 방법이 있습니다. 첫 번째는 업링크 표준입니다. 모든 기지국은 무선 네트워크의 광대역 신호를 스캔할 수 있습니다. 데이터가 전송된 후, 경로를 따라 지점 위치와 시간 차이가 계산됩니다. 데이터에는 실외 GPS 신호뿐만 아니라 일부 기지국 정보 및 신호 강도 정보가 포함될 수 있습니다. 이 계획은 먼저 정보 지도를 생성한 다음, 이를 다른 정보와 결합하여 최종적으로 주거 지역의 층수와 구획 시스템의 층수를 파악하는 방식으로 구현되었습니다.

5G의 위치 측정 장점은 여러 가지가 있습니다. 첫째, 표준화가 잘 되어 있다는 점입니다. 3GPP에서 Rel-15 및 Rel-16 버전에서 표준 위치 측정 네트워크 소스와 표준 이점을 정의했기 때문에 기지국 측에서 이동통신 단말기 측으로의 정보 전송 방식을 변경할 필요가 없습니다. 향후 이러한 데이터를 계산하는 컴퓨팅 플랫폼을 추가할 예정입니다. 5G는 또한 두 가지 주요 장점을 가지고 있습니다. 첫째, 높은 대역폭입니다. 대역폭이 클수록 더 많은 신호를 식별하고 시간 차이를 계산하기가 쉬워집니다. 따라서 지연 오류가 없어지고 정확도가 향상됩니다. 둘째, 5G는 다중 안테나를 활용하여 새로운 계산 방식을 도입할 수 있습니다. 5G는 각 사용자에게 서로 다른 안테나를 할당하여 더욱 정확한 위치 측정이 가능합니다. 현재로서는 5G가 실내에서 특히 강점을 보이는 것으로 판단됩니다. 따라서 올해 저희는 베이더우(Beidou)와의 협력을 통해 5G+베이더우 실내외 위치 측정 연구를 진행하고 이를 확대하는 방안에 대해서도 논의했습니다.

통신 분야의 장점은 무엇일까요? 상하이텔레콤은 모든 기본 네트워크 구축에 참여할 것입니다. 네트워크 규모나 상하이 시장 규모를 막론하고 상하이텔레콤은 선두 자리를 지키고 있습니다. 베이더우(Beidou)를 통해 더욱 강력한 통합 지상·공간 네트워크를 구축할 것입니다. 5G 개발 과정에서 클라우드, AI, 보안을 기반으로 한 지원 시스템을 구축하고 생태계를 조성하고자 합니다. 5G 시대가 도래하면 통신사 간 경쟁은 곧 생태계 경쟁으로 바뀔 것이므로, 우리는 자체 역량을 강화해야 합니다. 위치 정보 활용은 물론, 기존의 대규모 네트워크 자원과 클라우드 자원을 활용하여 시스템과 생태계를 구축하고 역량을 확장해 나가고자 합니다.

다음은 상하이 텔레콤의 적용 사례를 소개합니다.

케이스 1 :네트워크 계획실내 위치 측정을 통한 네트워크 최적화의 비즈니스 응용 분야는 3차원 시뮬레이션, 온라인 반복 및 정확한 예측을 활용하여 목표에 맞는 건설 투자를 지원하고, 실내 위치 측정을 통해 사용자 위치를 파악하고, 사용자 불만을 효율적으로 처리하며, 실내 위치 측정을 통해 가상 CQT 테스트를 수행하고, 비용을 절감하고 효율성을 높이며, 물품 위치를 파악하고 장비 자산을 정확하게 관리합니다.

케이스 2 :의료용 실내 위치 추적 기술의 비즈니스 응용은 5G의 고대역폭, 저지연 지능형 파이프라인을 기반으로 하며, 로봇과 빅데이터 플랫폼을 연결합니다. 클라우드 플랫폼의 빅데이터 분석 기능을 통해 데이터 수집 및 분석 능력과 학습 능력을 신속하게 확보하여 다양한 시나리오의 응용 프로그램 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

세 번째 사례:산업용 실내 위치 추적 기술의 비즈니스 응용 분야. 일부 대규모 제조 조립 공정에서 실내 위치 추적 시스템을 통해 부품과 공구를 관리하면 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

네 번째 사례:상용 4G/WIFI 위치 정보의 비즈니스 응용 분야는 다음과 같습니다. 예를 들어, 실내 지도에 로고를 표시하여 사용자가 복잡한 지도에서 자신의 위치를 ​​쉽게 찾을 수 있도록 할 수 있습니다. 사용자는 애플리케이션에 댓글을 달고 공유할 수 있으며, 신제품 알림, 공동 구매 알림 등을 단말기로 즉시 전송하여 잠재 고객을 발굴하고 확보할 수 있습니다. 또한, 기존 고객을 유지하기 위한 우대 전략을 결합하는 동시에 사용자의 소셜 네트워크를 활용하여 신규 고객을 확보할 수 있습니다.

다섯 번째 사례:실내 위치 추적 기술을 활용한 사람 흐름 모니터링의 비즈니스 적용 사례는 크게 네 가지입니다. 도시 승객 흐름 모니터링: 실외 데이터와 결합하여 도시 내 승객 흐름 분포 및 추세를 파악하고 이동 경로 제안을 제공합니다. 역내 승객 흐름 모니터링: 역내 승객 흐름 상황을 실시간으로 모니터링하여 안전한 승객 흐름 관리를 위한 데이터 자료를 제공합니다. 노선 간 승객 흐름 모니터링: 역 간 승객 흐름을 계산하고 신호등으로 열차 혼잡도를 표시합니다. 정밀 회계: 각 지하철 노선의 연간 승객 흐름 비율을 계산하여 수익 배분 기준을 마련합니다.

여섯 번째 사례:스마트 지하철 실내 위치 추적 기술의 비즈니스 적용 사례. 10월 31일, 상하이 STO 지하철 그룹이 상하이 텔레콤, CASCO, 화웨이, 상하이 컴서비스 등과 공동 개발한 "5G+ 스마트 지하철 플랫폼"이 상하이 지하철 쉬징둥역에서 공식 출범했습니다. 고화질 모바일 영상, 고화질 인터콤, 고객 서비스 담당자 위치 추적 등 5G 고대역폭 네트워크 기반 애플리케이션을 활용하는 이 플랫폼은 지하철 운영사가 대규모 승객 흐름에 대비한 비상 계획을 수립하고, 중국 국제 수입 박람회(CIIE)와 같은 대규모 승객 유입 상황에서 승객 흐름 대피 안내 등의 서비스를 제공할 수 있도록 지원합니다. 이 플랫폼은 "3개 노선 3개 역"과 CIIE 행사장의 승객 흐름 데이터를 실시간으로 모니터링하고, 과거 데이터를 기반으로 분석하여 향후 15분간의 승객 흐름 상황을 정확하게 예측합니다. 이를 통해 운영 책임자는 당일 운영 조직 및 작업 계획을 더욱 효율적으로 판단하고, 필요한 경우 승객 흐름 비상 관리 계획을 사전에 수립할 수 있습니다. 예를 들어, 버스 노선 변경을 승객에게 미리 알리는 등의 조치를 취할 수 있습니다.

케이스 7 :실내 와이파이 위치 추적 기술을 활용한 공공 안전 분야 비즈니스 애플리케이션입니다. 모니터링할 층을 선택하여 위치 추적 단말기의 위치 정보를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 휴대폰과 시간 범위를 선택하여 휴대폰의 위치 이동 과정을 재생할 수 있습니다.

저희는 베이더우와 5G의 통합이 향후 산업 분야에 더 많은 이점과 수익 성장 기회를 가져다주기를 기대합니다!

본 기사는 상하이 베이더우 내비게이션 혁신 연구소의 자료를 재인쇄한 것으로, 지적 재산권 보호를 지지합니다. 재인쇄 시 원문 출처와 저자를 명시해 주시기 바랍니다. 저작권 침해 사항이 있을 경우 삭제를 위해 저희에게 연락해 주십시오.