비즈니스 기회
무선통신으로 사람과 물체의 위치를 정확하게 찾아낸다
집안에서 물건을 어디에 두었는지 몰라 찾아 헤매는 경우가 줄어들 수도 있겠네요.
글래스고 대학의 엔지니어와 영국과 호주의 동료들은 실내에 있는 사람과 물체의 위치를 정확하게 찾아내는 데 도움이 될 수 있는 무선 통신 개발 형태의 획기적인 연구를 진행하고 있습니다.
그들의 작업은 응급 구조대가 연기로 가득 찬 건물에 갇힌 사람들을 신속하게 찾도록 돕는 것부터 시각 장애인 및 부분 시력을 가진 사람들을 위해 공공장소에서 장치 지원 내비게이션을 제공하는 것까지 광범위한 미래 응용 분야에 적용될 수 있습니다.
또한 휴대전화 통화를 하기에 가장 좋은 장소를 찾기 위해 실내를 돌아다닐 필요가 없어지는 데도 도움이 될 수 있습니다.
Communications Engineering 저널에 발표된 새로운 논문에서 연구팀은 RIS(Reconfigurable Intelligent Surfaces)라는 새로운 무선 통신 기술의 성능을 개선하기 위해 어떻게 협력했는지 설명합니다.
RIS는 다양한 응용 분야에서 무선 통신의 고주파 신호와 같은 전자기파를 조작할 수 있는 프로그래밍 가능한 요소를 사용하는 평평한 표면의 형태를 취합니다.
실내 벽과 천장에 RIS 시트를 배치하면 외부의 무선 신호를 가로채고 필요에 따라 지능적으로 반사, 방향 전환 및 초점을 맞춰 성능을 향상시킬 수 있습니다.
RIS 개발이 진행되고 이 기술이 기존 5G 및 미래의 6G 통신 네트워크에 통합됨에 따라 GPS와 같은 보다 확립된 포지셔닝 기술의 성능으로 인한 오랜 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
글래스고 대학교 제임스 와트 공과대학의 카머 아바시(Qammer Abbasi) 교수는 "GPS는 실외에서 매우 잘 작동하여 지도 앱을 사용하여 도보나 차량에서 효율적으로 길을 찾는 데 도움이 되지만 실내 환경에서는 훨씬 덜 작동합니다. 포지셔닝 통신 신호는 두꺼운 벽에 의해 약화되거나 다른 전자 신호에 의해 방해를 받아 GPS의 정확도가 떨어질 수 있습니다“라고 말합니다.
"RIS는 실내에서 적극적인 위치 찾기를 크게 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 주어진 시간에 휴대폰과 같은 장치에서 송수신되는 통신 신호를 인식하여 장치와 사용자를 정확하게 찾을 수 있습니다.
이를 통해 사용자가 실내 어디에 있든 상관없이 신호를 휴대폰의 안테나로 직접 전달하여 통화 품질을 개선하기 위해 신호를 집중시키는 RIS의 기능을 활용하는 등 광범위한 응용 분야가 가능합니다.
우리의 연구는 미래의 통신 네트워크에서 실내 현지화 작업을 수행할 수 있는 RIS 기술의 능력을 미세 조정하는 데 있어 중요한 진전입니다."
이 기술의 위치 찾기 잠재력을 탐구하고 개선하기 위해 그들은 글래스고 대학의 한 공간에 4,096개의 요소가 포함된 1.3m 정사각형 RIS를 설치했습니다. 그들은 그것을 범용 직렬 라디오 주변 장치라고 하는 두 개의 장치와 페어링했습니다. 하나는 무선 신호의 수신기 역할을 하고 다른 하나는 송신기 역할을 했습니다.
실험의 첫 번째 단계에서 연구원들은 9개의 서로 다른 위치 사이에서 빔을 조정하고 각 위치에서 테스트 신호를 전송하여 송신기에서 수신기로 신호를 효과적으로 반사하는 RIS의 기능을 구성했습니다.
두 번째 단계에서는 일련의 다양한 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 각 위치에서 RIS에 최적화된 무선 신호의 고유한 "지문"을 분석하여 어떤 알고리즘이 신호를 가장 정확하게 찾아낼 수 있는지 테스트했습니다.
한 알고리즘은 다른 알고리즘보다 성능이 뛰어나 82.4%의 시간 동안 수신기의 위치를 정확하게 결정할 수 있음을 입증했습니다.
Shah 박사는 "이 연구는 RIS 장치가 발전하고 통신 네트워크에서 더 널리 채택되면 RIS가 많은 흥미로운 미래 응용 프로그램을 가진 방식으로 무선 신호를 형성하고 지시하는 데 사용될 수 있음을 보여줍니다.
우리가 프로토타입을 제작한 시스템은 대규모 공공 행사에서 휴대전화를 들고 다니는 사람들의 군중을 관리하는 데 도움이 될 수 있으며, 창고 관리자가 무선 송신기로 태그가 지정된 재고를 더 잘 추적할 수 있도록 할 수 있습니다. 무선 장치에서 신호의 능동적 위치 지정이 필요한 모든 상황에 적용할 수 있습니다."라고 말합니다.
글래스고 대학의 통신, 감지 및 이미징 허브(Communications, Sensing and Imaging Hub)의 리더인 무흐마드 임란(Muhmmad Imran) 교수는 "이 작업은 실내 환경에서 복잡한 현지화 문제를 해결하는 데 중요한 이정표가 될 것입니다. 이는 향후 몇 년 동안 6G 통신 네트워크의 추가 이점 중 하나가 될 것입니다."라고 말합니다.
이상의 기사는 2024년 5월 16일 TechXplore에 게재된 “New advance in wireless communications could help precisely pinpoint the locations of people and objects”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : https://techxplore.com/news/2024-05-advance-wireless-communications-precisely-people.html
* 추가정보 출처 : https://www.nature.com/articles/s44172-024-00209-0