802.11az 측위¶

규격 · 개정판

802.11mc (→ 802.11-2016: FTM, Fine Timing Measurement) · 802.11az-2022 (NGP: Next Generation Positioning — HE 기반 측거, 트리거 기반·비 트리거 기반 측거, 보안 LTF, PASN, 수동 측위) · Wi-Fi Alliance Wi-Fi Location

한눈에 보기

GPS가 안 되는 실내에서 위치를 알려면 Wi-Fi가 유용합니다. 방법은 크게 두 가지입니다.

신호 세기(RSSI) 지문: "이 위치에서는 AP별 세기가 이렇다"는 지도를 만들어 비교 — 정확도 수 m, 환경 변화에 약함
왕복 시간(RTT): 전파가 갔다 오는 시간을 재서 거리를 계산 — 빛은 1 ns에 약 30 cm를 가므로, ns 단위 시간 측정으로 1–2 m 수준 정확도

802.11mc FTM이 RTT 측정을 표준화했고(Android 등에서 "Wi-Fi RTT"로 제공), 802.11az가 이를 Wi-Fi 6 기반으로 고도화했습니다. 더 넓은 대역(정밀도↑), MIMO, 많은 단말 동시 측정, 그리고 위조 방지 보안이 추가되었습니다.

FTM 원리¶

sequenceDiagram
    participant I as ISTA (측정 요청 단말)
    participant R as RSTA (AP)
    I->>R: Initial FTM Request
    R->>I: FTM_1 (t1 송신)
    Note over I: t2 수신
    I->>R: Ack (t3 송신)
    Note over R: t4 수신
    R->>I: FTM_2 (t1, t4 값 전달)
    Note over I: RTT = (t4 − t1) − (t3 − t2)

\[ RTT = (t_4 - t_1) - (t_3 - t_2), \qquad d = \frac{c \cdot RTT}{2} \]

두 기기의 시계가 맞지 않아도 각자 자기 시계로 잰 시간 차이만 쓰므로 오프셋이 상쇄됩니다. 여러 번 측정(burst)해 평균을 내고, 3개 이상의 AP 거리로 삼변 측량합니다.

802.11mc vs 802.11az¶

항목	802.11mc FTM	802.11az NGP
측정 신호	일반 프레임(FTM/Ack)의 타임스탬프	HE Ranging NDP (NDPA → NDP 교환)
대역폭	최대 80 MHz (VHT)	160 MHz 이상 + MIMO (도래각 정보)
다수 단말	단말마다 개별 세션	트리거 기반 측거 — 여러 단말을 한 번에
보안	없음 (위조·도청 가능)	PASN + 보안 HE-LTF(무작위 LTF 시퀀스) → 거리 위조 방지
프라이버시	단말 MAC 노출	PASN, 무작위 MAC과 결합
수동 측위	—	AP 간 측정을 단말이 엿들어 자기 위치 계산(단말 송신 없음)
정확도 목표	1–2 m	서브미터 (환경에 따라)

정확도를 결정하는 요소¶

요소	영향
대역폭	시간 분해능 ≈ 1/BW. 20 MHz → 15 m, 160 MHz → 약 1.9 m 거리 분해능(원시), 보간으로 개선
직선 경로(LoS) 유무	직선 경로가 막히면 첫 도착 경로가 늦게 보여 거리 과대 추정
하드웨어 지연 보정	송수신 체인 내부 지연(수–수십 ns) 보정 필요
측정 횟수	평균으로 잡음 감소
AP 배치 기하	단말을 둘러싸는 배치일수록 위치 오차 작음

전문가 노트 — 보안 측거와 실무

거리 위조 공격. 보안이 없는 FTM에서는 공격자가 ACK·FTM 프레임을 미리 보내거나(early-detect/late-commit) 타임스탬프를 조작해 거리를 줄이거나 늘릴 수 있습니다. 802.11az의 보안 LTF는 PASN으로 합의한 키로 LTF 시퀀스를 무작위화해, 공격자가 측정 신호를 미리 예측해 보낼 수 없게 합니다.

트리거 기반 측거(TB ranging). AP가 Ranging Trigger로 여러 단말을 폴링하고, 단말들은 UL NDP를 동시에 보내며, AP가 DL NDP와 위치 측정 보고(LMR)를 돌려줍니다. 공중 시간 효율이 높아 많은 단말이 자주 측위할 때 유리합니다.

응용. 실내 길 안내, 자산 추적, 근접 기반 출입, 그리고 802.11bf 센싱과의 결합(측위 + 활동 감지)이 거론됩니다. Android는 802.11mc RTT API를 제공하며, 802.11az 지원은 단말·AP 칩 지원에 달려 있습니다.