IEEE 802.11az (Wi-Fi Ranging)
개요
IEEE 802.11az는 기존 Wi-Fi 기능에 정밀한 거리 측정 기능을 추가한 Wi-Fi Ranging 기술입니다. 이 표준은 Fine Timing Measurement(FTM) 프로토콜을 기반으로 Wi-Fi AP(Access Point)와 단말 간 Time-of-Flight(ToF)를 계산하여 수 미터 수준의 위치 정확도를 달성합니다. 이는 스마트폰, IoT, AR/VR, 자산 추적 등 다양한 실내 위치 기반 서비스(LBS)를 가능케 하는 핵심 기술로 각광받고 있습니다.
1. 개념 및 정의
| 항목 | 설명 | 비고 |
| 정의 | Wi-Fi 신호의 왕복 시간(ToF)을 측정하여 디바이스 간의 거리 및 위치를 계산하는 무선 위치 측정 표준 | IEEE 802.11az (2022 기준) |
| 핵심 프로토콜 | Fine Timing Measurement (FTM) | 기존 RTT 기반 측정 방식 개선 |
| 적용 범위 | 스마트폰, 스마트홈, 산업용 IoT, 웨어러블 등 | Wi-Fi 6/6E 이후 모델부터 점진적 지원 |
Wi-Fi Ranging은 Wi-Fi 네트워크 자체를 위치 인프라로 확장하는 기술입니다.
2. 특징
| 특징 | 설명 | 비교 |
| 고정밀 거리 측정 | 1~3m 내의 위치 오차 달성 | BLE 기반 위치 추정보다 우수 |
| 양방향 시그널 기반 | 디바이스와 AP 간 다중 패킷 교환 | 단방향 신호(BEACON) 기반보다 정밀 |
| 별도 하드웨어 불필요 | 기존 Wi-Fi 칩셋과 호환 가능 | UWB 대비 저비용 구축 가능 |
802.11az는 실내 정밀 측정용으로 BLE, UWB, GPS의 한계를 보완합니다.
3. 구성 요소
| 구성 요소 | 설명 | 예시 |
| Access Point(AP) | 위치 기준 신호를 송수신하는 Wi-Fi 기기 | Wi-Fi 6 이상 지원 공유기 |
| Station(STA) | 위치를 측정하려는 디바이스 | 스마트폰, 태블릿, IoT 센서 등 |
| FTM 프로토콜 | Ping-Pong 방식으로 Round-Trip Time 계산 | FTM Request/Response 메시지 교환 |
| ToF(Time-of-Flight) | 신호가 왕복하는 데 걸린 시간 | 거리 = 속도 × 시간 공식 기반 |
| Positioning Engine | 여러 AP 간 거리 정보를 바탕으로 위치 삼각측량 | Wi-Fi Trilateration 방식 적용 |
측정된 거리 정보를 바탕으로 2D 또는 3D 위치 좌표 추정이 가능합니다.
4. 기술 요소
| 기술 요소 | 설명 | 관련 기술 |
| Fine Timing Measurement | 수 ns 단위의 시간 측정 정밀도 | IEEE 802.11mc 기반 확장 |
| Multi-AP Triangulation | 여러 AP 기준점에서 거리 계산 | 위치 정확도 향상 (3AP 이상 권장) |
| NLOS 보정 | 신호 반사 등으로 인한 오차 보정 기법 | Multipath Filtering, AI 기반 예측 포함 |
| 위치 추정 알고리즘 | Kalman Filter, Particle Filter 등 | 실시간 위치 추정 및 추적 가능 |
| Wi-Fi CSI(Channel State Info) 활용 | 고해상도 위상 정보 기반 위치 추정 보완 | 차세대 Wi-Fi 7에서 심화 활용 예정 |
IEEE 802.11az는 전파 기반 실내 측위 기술 중 가장 실용성이 높다고 평가됩니다.
5. 장점 및 이점
| 장점 | 설명 | 기대 효과 |
| 고정밀 실내 측위 | GPS 불가능한 실내 환경 대응 | 쇼핑몰, 공항, 병원 등 활용 가능 |
| 인프라 재활용 가능 | 기존 Wi-Fi 설치망을 그대로 사용 | 설치비 절감 및 빠른 확산 가능 |
| 단말 확장성 | 스마트폰, 노트북 등 보편적 디바이스 호환 | 대중적 위치 기반 서비스 구축 용이 |
| 실시간 위치 추적 | 초당 수 회 위치 갱신 가능 | 자산 추적, AR/VR 실시간 동기화 가능 |
Wi-Fi Ranging은 “네트워크 = 위치 인프라”라는 새로운 접근을 가능케 합니다.
6. 주요 활용 사례 및 고려사항
| 활용 사례 | 설명 | 고려사항 |
| 실내 네비게이션 | 쇼핑몰, 공항 등에서의 길찾기 제공 | 다수 AP 및 맵핑 연동 필요 |
| 스마트 홈 위치 기반 자동화 | 사용자 위치 기반 조명, 냉난방 제어 | 프라이버시 보호 및 정책 필요 |
| 자산/장비 추적 | 병원 장비, 물류 박스 등 위치 모니터링 | 측위 정확도와 주기 조절 필요 |
| AR/VR 공간 정렬 | 사용자 위치 기반 공간 투영 및 동기화 | 낮은 지연과 고빈도 업데이트 필요 |
802.11az 활용에는 정책적 프라이버시, 데이터 암호화 기술이 함께 고려되어야 합니다.
7. 결론
IEEE 802.11az는 Wi-Fi 네트워크를 고정밀 위치 인프라로 확장하는 핵심 기술로, 스마트폰·IoT·스마트홈·AR/VR 등 다양한 영역에서 실시간 위치 서비스를 가능케 합니다. GPS의 한계를 보완하며, 기존 Wi-Fi 인프라의 재활용 가능성과 소프트웨어 기반 업그레이드라는 장점을 바탕으로 향후 위치 기반 컴퓨팅과 공간 인식 서비스의 표준 인프라가 될 것입니다.