세움디지털 연구소는 기업의 핵심으로서 액정표시장치(LCD) 모듈인 LCM의 원가 절감 및 신규 기술 개발에 기여하며, 급진적으로 발전하는 기술과 고객의 니즈에 즉각적으로 대응하고, 디스플레이와 전자 부품 등에 대한 차세대 성장동력 연구도 진행하며 능동적으로 개발하고 연구하는 데 주력하고 있습니다.
언제나 업계의 리더로서 항상 고객과의 눈높이를 맞추어 최상의 서비스를 제공하겠습니다.
또한 차세대 먹거리 기술로 초광대역 기술을 연구개발하여 기업 미래성장에 최선을 다 하겠습니다.

UWB

근거리 무선통신의 계속적인 수요창출에 따른 전파자원을 보다 더 효율적으로 사용 할 수 있는 신기술 개발이 전 세계적으로 활발이 진행되고 있는 시점에서 주파수를 가장 효율적으로 사용 할 수 있는 유력한 후보로 UWB(Ultra Wide Band) 근거리 무선통신 기술이 적극적으로 검토되고 있습니다.
UWB 무선기술은 무선 반송파(저주파의 신호파를 실어서 전송하기 위해 사용하는 고주파 전류)를 사용하지 않고 기저대역(매우 낮은 저주파수)에서 수GHz대의 매우 넓은 주파수를 사용하여 통신이나 레이더 등에 응용되고 있는 새로운 무선 기술입니다.

UWB와 블루투스, 무엇이 다른가

종류 UWB 블루투스
주파수 대역 GHz 폭 2400 ~ 2483 MHz
데이터 송수신 가능거리 100m 10m
전송 속도 1~100Mbps 1Mbps
출력 0.2~2mW 1mW

UWB는 블루투스보다 폭 넓은 주파수 대역으로 정확도와 활용도를 높일 수 있습니다.

[협대역, 광대역, CDMA, UWB 스펙트럼 비교]

위 그림과 같이 동일 출력을 갖는 세가지 시스템을 주파수 스펙트럼 상에서 비교하면 UWB시스템의 경우 기존의 협대역 시스템이나 광대역 CDMA 시스템에 비해 중심 주파수가 25%이상의 점유 대역폭에 걸쳐 상대적으로 낮은 스펙트럼 전력 밀도가 존재하므로 기존의 무선 통신 시스템에 간섭을 주지 않고 주파수를 공유하여 사용할 수 있는 매우 유리한 장점을 가지고 있습니다.

UWB(Ultra Wide Band)시스템은 수 나노(nano) 혹은 피코(pico) 초의 매우 좁은 펄스를 사용함으로써 매우 넓은 주파수 대역에 걸쳐 매우 낮은 스펙트럼 전력 밀도가 존재하고 이는 높은 보안성, 높은 데이터 전송 특성 및 정확한 거리 및 위치 측정이 가능한 높은 해상도를 제공하며 다중 경로 영향에 강인한 특성을 보입니다.

UWB 주요기술

UWB 통신기술은 10-30cm의 높은 정확도로 사람이나 사물을 찾을 수 있는 통신기술의 일종으로 UWB 통신을 사용할 때 일반적으로 TDOA(Time Difference of Arrival)와 TOF(Time of Flight)라는 두 가지 주요 UWB 통신 기술을 사용합니다.

TOF(Time of Flight)

TOF는 양방향 거리와 응답시간을 기반으로 하는 측정방식입니다.
즉 태그는 앵커의 신호를 여러 번 송수신해야 하며 응답시간으로 태그 사이의 거리를 계산할 수 있습니다.

TOF 통신 프로세스
TOF 통신 Anchor 구성도

TDoA(Time Difference of Arrival)

TDOA는 신호와 각 Anchor 사이의 시간 차이를 비교하여 측정하는 것으로 이 기술에는 정확한 시간 동기화 기능이 필요합니다.
TDOA 방법을 사용할 때 UWB 태그는 Poll 메시지를 보내고 주변의 모든 UWB Anchor는 이를 수신하여 도착시간을 기록합니다.
이러한 시간 차이를 사용하여 태그의 위치를 정확히 결정할 수 있습니다.

TDoA 통신 프로세스
TDoA 통신 Anchor 구성도

TOF와 TDoA 비교

구분 ToF TDoA
전력소비 (Power consumption) High Low
태그 용량 (Tag capacity) Less Less
환경 요구사항 (Synchronization requirements) Low High
지역 외 위치 (Out of area positioning) Support No Support
시스템 용량

TOF 방식은 TAG와 각 앵커 간의 양방향 기준 타이밍 동기화(Ranging) 기반으로 하며 UWB 태그는 양방향 Ranging 동안 여러 번 앵커의 신호를 송수신해야 하는 반면 TDOA 방식에서는 TAG가 하나의 Broadcast message만 보내면 됩니다.

소비전력

Anchor는 일반적으로 교류에 의해 전원이 공급되고 TAG는 배터리로 구동되기 때문에 TOF는 UWB TAG가 각 Anchor로 범위를 지정해야 하며 각 범위 동안 여러 번 신호를 보내고 받아야 하므로 배터리 수명이 단축됩니다.

환경 요구 사항

TDoA는 도착시간 차이를 기반으로 하며 일반적으로 Hyperbolic Algorithm(쌍곡선 알고리즘)을 사용하여 위치를 계산합니다.
위치 정확도는 Anchor로 둘러싸인 영역 내에서는 높지만 영역 외부에서는 열악합니다.

UWB 기술 활용

TOF(Time of Flight)

UWB는 GPS 신호가 도달하지 않는 실내에서도 높은 정확도로 위치를 측정할 수 있습니다.
창고, 물류, 스포츠, 산업용, 공항, 병원, 항구, 공장, 스마트시티 등 장비의 위치, 작업 장소를 실시간 추적하여 작업에 효율성을 높이고 안전성을 강화할 수 있습니다.
UWB 기술은 높은 정확도와 낮은 전력 소모율로 인해 다양한 분야에서 점점 더 많이 활용되고 있습니다.

Logistics

Retail

Sports

Industry

Airport

Hospital

Port

Smart City

Building Site

UWB 연구 개발

세움디지털은 UWB 모듈 애플리케이션 연구개발 및 다양한 맞춤형 서비스를 제공하는 제조업체 및 IT 공급업체입니다.
정확한 위치정보를 암호화하여 안전한 통신방식으로 어떠한 환경에도 실시간 위치정보 확인 및 현장 상황을 통제 및 통합 관리할 수 있도록 세움디지털의 독자적인 시스템으로 연구개발을 진행하고 있습니다.