WPS(Wi-Fi Positioning System)의 기술요소

출저 : http://www.mobizen.pe.kr/724

Wifi로 들어오는 무선 ap의 정보를 이용해서 위치값을 얻어내는서비스

기술요소

- 무선 AP 정보를 얻어내는 기술

- 얻어낸 data를 최적화하여 database를 구축하는 기술

- 사용자 모바일 디바이스에서 필요한 정보를 얻어내는기술

- 얻어낸 무선 AP 정보와 구축된 database내의 정보를 비교하여 위치를 얻어내는 기술

1. WPS란?

IT용어 중에 WPS를 찾아보면 Web Processing Service, Welding Procedure Specification, Wi-Fi Protected Setup 등 다양한 용어가 검색이 된다. 이번 포스팅에서 소개할 WPS(Wi-Fi Positioning System)는 이중에서 Wi-Fi로 들어오는 무선 AP의 정보를 이용해서 위치값을 얻어내는 서비스이다. 

WPS가 일반인들에게 인식되기 시작한 것은 iPhone에서 해당 솔루션을 기본으로 탑재하면서부터이다. 이를 통하여 GPS나 이통사 LBS의 이용이 불가능한 iPod Touch에서도 위치를 얻어낼 수 있게 되었다. iPhone에 내장되어 있는 WPS는 'Skyhook Wireless' 의 제품이다.  위키피디아에서 'Wi-Fi Positioning System'으로 검색하면 'Skyhook Wireless'으로 redirect를 해줄만큼 이 회사는 WPS에서 중요한 존재이다. WPS라는 용어를 가장 먼저 사용했으며, 시장에서 가장 선두에 있는 기업이기도 하다.

2. WPS의 기술요소

WPS는 크게 무선 AP 정보를 얻어내는 기술, 얻어낸 Data를 최적화하여 Database를 구축하는 기술, 사용자의 모바일 디바이스에서 필요한 정보를 얻어내는 기술, 얻어낸 무선 AP 정보와 구축된 Database내의 정보를 비교하여 위치를 얻어내는 기술 등으로 구성되어 있다. Skyhook Wireless를 비롯하여 Sony, 국내외 네트워크 사업자들이 구성 기술들에게 다양한 특허를 걸어 놓았다.


2.1.무선 AP 정보를 얻어내는 기술

흔히 솔루션 사업자들은 스캐닝 차량 등을 통해 무선 AP의 정보를 얻어낸다. 이때 얻어내는 정보는 SSID, MAC Address, Channel, Signal Strength, Noise Strength 등 매우 다양하다. 이러한 정보를 GPS가 내장된 디바이스를 통해 위치값과 함께 수집한다. 아래는 'Skyhook Wireless'가 특허 공개한 '위치 표지 데이터베이스와 서버, 위치 표지 데이터베이스구축 방법 및 이것을 이용한 위치 기반 서비스(공개번호 : 10-2007-0120085)'의 일부분이다.

2.2.얻어낸 Data를 최적화하여 Database를 구축하는 기술

대부분의 서비스들은 위치 정보를 Key로 해서 AP의 정보를 가지는 것은 아니고, AP를 Key로 Database를 구축한다. WPS는 스캐닝 차량등을 통해 들어오는 다양한 정보(이동함에 따라 변하는 신호강도 등)를 조합해서 AP의 위치를 추정한다. AP의 정보외에 Tagging, Height 값 등 다양한 정보가 같이 Database에 쌓이게 되는데, AP의 위치를 계산하는 알고리즘이나 기타 정보들은 서비스별로 매우 다양한다.


2.3. 사용자의 모바일 디바이스에서 필요한 정보를 얻어내는 기술

2.1.에서 얻어낸 정보의 종류에 따라 모바일 디바이스에서 얻어내야 정보가 달라진다. 하지만, 플랫폼에 따라 필요한 정보를 얻어낼 수 없을 때가 있다. 예를 들면 무선 AP의 Signal Strength와 같은 정보를 클라이언트가 설치된 플랫폼에서 제공하지 않는다면 WPS는 사용할 수 없게 된다. 불행히도 대부분의 모바일 플랫폼들이 Wi-Fi를 통해 들어오는 다양한 정보들을 접근할 수 있는 API들을 모두 제공하지는 않는다. 

그런 이유로 WPS의 기본 타겟 디바이스는 노트북이나 넷북이 되고, 대부분 브라우저 툴바 형태로 제공된다. Windows Mobile, Android등 일부 스마트폰 플랫폼에서 다양한 WPS들이 지원하고 있기는 하다. Mobile Browser의 경우는 아직까지는 iPhone Safari외에는 쉽지 않고 툴바설치가 되지 않으면 사용이 쉽지 않다. 아래는 'Skyhook Wireless'가 특허 공개한 '인터넷 검색 및 통신을 위한 위치 툴바(공개번호 : 10-2008-0087798)'의 일부분이다.

2.4. 얻어낸 무선 AP 정보와 구축된 Database내의 정보를 비교하여 위치를 얻어내는 기술

같은 위치라고 해도 AP의 정보가 항상 동일할 수가 없다. 상황에 따라서 AP의 일부분이 Power Off 되어 있는 경우도 있을테고, 한 건물내에서 이동을 했을 경우도 있고, 그날 날씨에 따라서 Noise의 강도가 달라질 수도 있는 등 다양한 변수가 있다. 이러한 변수를 고려한 복잡한 알고리즘을 거쳐서 현재 위치를 추정하게 된다.

알고리즘이 100% 정확하지는 않아서 때로는 잘못된 결과를 낼때도 있다. iPod Touch에서도 종종 강남에 있는데도 종로에 있다고 나오는 경우를 경험해 보았을 것이다. 현재 상용화 제품들은 Database에 해당 지역의 정보가 있다면 90%이상의 정확도를 가지고 있으며, 오차 범위도 실내에서는 5M, 실외에서는 10M 정도를 유지하고 있다. 아래는 'Skyhook Wireless'가 특허 공개한 '위치 확인 시스템의 연속 데이터 최적화(공개번호 : 10-2007-0118607)'의 일부분이다.

3. 주요 플레이어

현재 WPS 시장은 거의 'Skyhook Wireless'의 독주에 가깝다. 하지만 WPS를 지원하는 다른 업체들이 없는 것은 아니다. CISCO, Herecast, Koozyt 등 다양한 업체들이 각각의 차별화 포인트를 가지고 시장을 넓혀가고 있다.(물론 이들은 'WPS'라는 용어를 직접적으로 사용하지는 않는다.) 이들의 차별화 포인트들은 기술의 차별화보다는 응용에 있다. 서비스에 따라서 서버응용 API, 다양한 Tagging 기법, 대형 지하 쇼핑몰 지원 등 재미난 것들이 많으니 관심을 가지고 비교해보면 재미있을 것이다.



4. GPS를 보완하는 기술

'무선 Air의 보완재, WiFi'포스트에서도 언급했지만 Wi-Fi 내장 디바이스들의 수요는 갈수록 증가하고 있으며 위치 정보에 대한 필요성은 더 이상 이야기 하지 않아도 될 것이다. WPS를 이용하면 사용자의 현재 위치를 얻어내고 다양한 응용서비스에 적용할 수 있다. 하지만, GPS를 완전히 대체하는 기술로서의 접근은 조금 위험하다. GPS가 아직 가격이 높고 보급율이 낮지만 곧 가격은 하락할 것이고, A-GPS를 넘어선 DGPS가 다양한 단말에 내장될 것으로 보여진다. GPS의 특성상 실내에서는 수신율이 급격히 떨어지고 당분간은 Wi-Fi 내장 기기의 보급율보다는 적을 것이니 WPS는 위치를 얻어내기 위한 GPS와 상호 보완적인 기술로 보면 될 것이다. 

국내에서 WPS 관련 서비스는 당분간 요원할 것으로 예상된다. 응용할 수 있는 서비스가 아직까지는 부족하고, 스마트폰이나 노트북을 이동중에 즐기면서 위치 정보에 대한 Needs가 필요한 상황이 아직까지는 흔하지 않기 때문이다. 

'Skyhook Wireless' 도 국내 DB를 수도권과 부산 일부 지역만을 구축해 놓은 상황이다. 엄연히 'iPod Touch'라는 상용화 단말이 팔리는 상황에서 소비자들이 DB 구축에 대한 요구를 Apple에게 안하는 것을 보면 응용 서비스가 부족하긴 부족하나 보다. 언젠가는 국내에서도 스마트폰과 넷북의 보급율이 높아지고, 다양한 LBS가 등장하는 때가 오면 이러한 WPS가 각광받을 때가 오겠지....