148. 위치기반 서비스(LBS)
가. 개념
LBS(Location Based Service)는 위치 정보를 기반으로 추가적인 정보를 제공하는 모
든 서비스를 포괄하는 용어이다. 예를 들면, 인공위성을 이용해 사용자의 현재 위치
를 파악하는 GPS(Global Positioning System)나 데이터베이스를 활용해 주변 위치와 상
세한 부가 정보를 알아내는 GIS(지리정보 시스템, Geographical Information System)
등이 있다. 이러한 기반 기술들을 활용해 사용자의 위치를 파악하고 부가서비스를 제
공하는 서비스를 총칭하여 LBS라고 한다. 원래 위치기반 서비스는 대형 유통업체에
서 차량이나 화물 운송, 추적 등 물류 관제를 위해 사용되어 왔다. 하지만 최근에는
[그림 8-75]와 같이 휴대폰이나 PDA 등 각종 이동 단말기를 이용해 친구 찾기, 실시간
교통정보, 현재 위치, 날씨 정보 등 일반인을 위한 위치기반 서비스가 점차 활성화되
는 추세이다. 즉, 위치기반 서비스는 유무선 통신을 이용하여 사용자에게 쉽고 빠르게
사용자의 위치와 관련된 다양한 정보를 제공하는 서비스로, 사람이나 차량 등을 효율
적으로 관리하는 등 다양한 용도로 이용될 수 있다. 또한 어린이나 노약자 등 보호가
필요한 대상의 현재 위치나 이동 경로를 보호자에게 알려주는 데도 이용될 수 있다.
이와 같이 이동 중인 사용자의 위치 정보를 다양한 다른 정보와 실시간으로 결
합하여 사용자가 필요로 하는 부가적인 응용 서비스를 제공하는 위치기반서비스,
즉 LBS의 기술체계는 크게 위치를 결정하기 위한 위치 측위 기술(LDT, Location
Determination Technology), 위치데이터 관리를 위한 LBS 기반기술(LBS Platform),
그리고 서비스를 제공하기 위한 LBS 응용기반 기술로 구성된다.
나. 주요 기술
(1) 무선 측위기술
무선 측위기술(PDT, Position Determination Technology)은 이동단말의 위치를
측정하기 위한 기술로서 단말기에 장착된 GPS 수신기 등을 이용하는 단말기 기반
(Handset-based) 방식, 통신망의 기지국 신호를 이용하는 네트워크 기반(Networkbased) 방식, 그리고 이들을 혼합하여 사용하는 하이브리드(Hybrid) 방식으로 나눌
수 있다.
① Handset-based 측위기술
순수하게 단말기 기반으로 위치를 측위 하는 기술을 말한다. 널리 알려진 바와 같
이 주로 위성 신호를 바탕으로 한 위치 측위기술로서, 미국의 24개(3개의 보조 위성)
의 위치측위 시스템 위성을 이용한 GPS 방식과 현재 유럽에서 사용 중인 Galileo 위성
을 이용한 측위방식이 있다.
GPS 측위방식은 일반적으로 GPS란 수신기에 의해 잡힌 신호를 방송하고 정확한 타
이밍과 장소 그리고 속도에 대한 정보를 얻어내는 시스템을 지칭한다. GPS 측위방식
은 15m∼30m의 위치측위 정확도를 갖지만, 단말기에서의 부담증가와 대도시 밀집 지역에서의 전파반사, 실내에서는 사용불가, 음영지역이 다수 존재한다는 단점을 가
지고 있다. 따라서 근래에는 LBS를 위한 위치측위에서 네트워크기반 기술들과 결합
된 하이브리드 방법을 주로 채택하고 있다.
② Handset-based/Network-assisted 측위기술
위성 신호를 단말기만을 이용하여 수신했을 때, 음영지역은 측위가 불가능하므로
이러한 문제점을 해결하기 위해 네트워크 기반 측위 방법을 통해 보완하는 방식이다.
대표적으로 DGPS(Differential GPS), A-GPS(Assisted GPS) 방식이 있다. 이 방식의
기술들은 비교적으로 높은 정밀도를 특징으로 하고 있어, 고정밀도가 요구되는 서비
스에 적합하다.
③ Network-based 측위기술
네트워크만을 이용해 측위를 하는 방식으로 AOA(Angle of Arrival), TOA(Time of
Arrival)가 대표적이다.
∙ AOA(Angle of Arrival)
두 개 이상의 기지국이 단말기로부터 오는 신호의 방향을 어레이(Array) 안테나를
이용하여 업 링크(Up-link) 신호의 도달 각을 측정하여 방향각을 구하고 이것을 이용
하여 단말기의 위치를 추정하는 방식이다[그림 8-76].
∙ TOA(Time of Arrival)
TOA 방법은 전파도달 시간을 측정하여 기지국 또는 GPS위성으로부터 단말기까지
의 거리를 알 수 있다. 이것은 [그림 8-77]과 같이 기하학적으로 기지국을 중심으로 원을 그리게 되고 단말기는 이 원 위에 있게 된다. TOA 측위법은 서비스 기지국과 인
접 기지국으로부터 전파도달 시간을 측정한 값으로 여러 개의 원들이 생기게 되고,
이 원들의 교점을 단말기의 위치로 추정하는 방식이다.
④ Network-based/Handset-assisted 측위기술
Network-based/Handset-assisted 측위기술은 네트워크를 중심으로 한 측위방식
에 단말기 기반의 측위법을 더해 정밀도를 높이고 오류를 줄인 방식이다. 대표적인
방식으로는 TDOA(Time Different of Arrival)와 E-OTD(Enhanced Observed Time
Difference) 방식이 있다. 각각의 측위 정밀도는 기술에 따라서 다르지만, 실제로 단
말 기반 네트워크 보조와 네트워크기반 단말보조를 현실적으로 정확히 구분하여 말
하기란 어려운 일이다. 어떤 것이 중심이고, 보조적 역할을 하는지에 대한 구분이 명
확치 않은 모호성을 갖고 있기 때문이다. 이러한 혼합형 측위기술들을 Hybrid 측위
기술이라고 할 수 있다.
∙ TDOA(Time Difference of Arrival)
TDOA 측위 원리는 기지국 신호를 기준으로 주변 기지국들의 신호지연을 측정하는
것이다. TDOA 측위법은 [그림 8-78]과 같이 서비스 기지국 신호와 주변 기지국 신
호의 신호도달 시각차를 측정하고 기하학적으로 신호도달 시각차를 이용하여 두 기지
국을 초점으로 하는 쌍곡선을 그리게 되고, 단말기는 이 쌍곡선 위에 위치한다. 서비
스 기지국과 인접 기지국의 신호도달 시각차를 측정한 값으로부터 여러 개의 쌍곡선
이 생기게 되고, 이 쌍곡선들의 교점을 단말기의 위치로 추정한다. 교점을 구하기 위
해서는 최소 3개 이상의 기지국 신호가 필요하다.
∙ E-OTD(Enhanced Observed Time Difference)
E-OTD는 2개 이상의 기지국에서 휴대폰으로 전파를 보내 다시 이 전파가 되돌아
오는 시간의 차이를 측정하는 방식이다.
(2) LBS 플랫폼 기술
LBS 플랫폼 기술은 이동통신망과 LBS 응용기술 사이에서 망 접속, 망 관리 등을 수
행하며, 위치정보를 관리하고 서비스에 필요한 부가적인 기능들을 통합적으로 제공
한다. LBS 플랫폼은 통신망 접속과 관리기능, 위치 및 정보서비스, 과금, 로밍 등을
제공하는 LBS 위치서버와, 대용량인 이동단말의 위치정보를 획득하여 실시간으로 처
리하는 위치데이터서버, 그리고 위치기반 서비스를 지원하기 위한 표준 인터페이스
를 제공하는 위치응용서버로 구분된다.
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