1. 문제
RSSI(Received Signal Strength Indicator, 수신 신호 강도 지표)와 NLOS(Non-Line of Sight, 비가시선)란 무엇이며, 이들이 위치 측정에서 어떤 영향을 미치는가?
2. 답안
RSSI(Received Signal Strength Indicator, 수신 신호 강도 지표)는 무선 신호의 세기를 나타내는 값이며, 보통 Wi-Fi, Bluetooth, RFID, Zigbee 등의 무선 통신에서 신호의 세기를 기반으로 거리를 추정하는 데 사용된다.
NLOS(Non-Line of Sight, 비가시선)는 송신기와 수신기 사이에 장애물이 있어 직접적인 신호 경로(LOS, Line of Sight)가 확보되지 않은 상태를 의미한다. NLOS 환경에서는 신호가 반사, 회절, 산란 등의 영향을 받아 정확한 거리 측정이 어려워진다.
(1) RSSI의 개념 및 특징
- RSSI 값이 높을수록 신호가 강하고, 값이 낮을수록 신호가 약하다.
- RSSI는 단위가 일정하지 않으며, 각 제조사마다 다르게 정의할 수 있다.
- 일반적으로 RSSI 값이 -30dBm에 가까우면 강한 신호, -90dBm 이하이면 매우 약한 신호로 간주된다.
- RSSI는 거리 측정뿐만 아니라 신호 품질 평가, 네트워크 연결 최적화에도 사용된다.
(2) NLOS 환경에서의 RSSI 왜곡
- 신호 반사(Reflection): 신호가 벽, 유리, 금속 표면에서 반사되어 도착하는 경우, 실제 거리보다 더 긴 경로를 거쳐 도달하므로 거리 측정 오류가 발생한다.
- 신호 회절(Diffraction): 장애물 모서리를 따라 신호가 굴절하여 도달할 때 신호 강도가 감소한다.
- 신호 산란(Scattering): 나무, 벽돌, 거친 표면 등에 의해 신호가 여러 방향으로 분산되면서 측정값이 불안정해진다.
(3) RSSI를 활용한 거리 측정과 한계점
RSSI를 이용한 위치 추정 방법은 신호 강도와 거리가 반비례하는 특성을 이용한다. 하지만 다음과 같은 한계가 있다.
- NLOS 환경에서는 신호 감쇠가 일정하지 않아 거리 오차가 커진다.
- Wi-Fi, Bluetooth 등에서 RSSI 값은 시간에 따라 변동이 심해 실시간 정확한 위치 추정이 어렵다.
- 전파 환경(벽, 장애물, 전자기 간섭 등)에 따라 같은 거리에서도 RSSI 값이 크게 달라질 수 있다.
3. 현재 상황 및 향후 전망
현재
- RSSI 기반 실내 위치 추적 시스템(Wi-Fi, BLE 기반 RTLS)이 널리 사용되지만, 정확도가 낮아 보정 알고리즘(칼만 필터, 머신러닝)과 함께 활용되고 있음.
- NLOS 환경에서의 오차를 줄이기 위해 UWB(Ultra-Wideband) 같은 정밀한 위치 측정 기술이 증가하는 추세.
향후 전망
- AI와 머신러닝을 활용한 RSSI 신호 보정 기술 발전으로 실내 위치 추적 정확도가 개선될 전망.
- 5G 및 Wi-Fi 7 기반의 새로운 위치 추적 기술이 등장하면서 RSSI의 역할이 변화할 가능성 있음.
- 센서 융합(가속도계, 자이로스코프, UWB 등)을 통한 하이브리드 방식이 증가할 것으로 예상됨.
4. 어린이 버전 설명
"RSSI는 무선 신호가 얼마나 세게 도착하는지를 알려주는 값이야. 신호가 세면 가까이 있고, 약하면 멀리 있는 거야. 하지만 벽이나 장애물이 있으면 신호가 튕기거나 약해져서 정확하게 거리를 재기 어려워. 그래서 NLOS(비가시선) 환경에서는 위치를 더 정확하게 찾기가 힘들어지는 거야!"
