스마트폰과 IoT 기반 기술의 발달로 우리의 일상 생활은 점점 편리해지고 있다. 하지만 보안 이슈와 정밀 측위 기술 등의 한계로 자동차 키(Key)에는 유독 접목되기 어려웠다. 이런 한계를 UWB/BLE 기술이 적용되면서 차량 보안이 강화되고 고정밀 측위도 가능해지고, 스마트폰을 이용해 차량의 문을 열고 잠그거나 시동을 걸 수 있는 디지털 키(Digital Key)가 등장했다.

디지털 키는 기존의 스마트 키와는 다르게 스마트폰으로 차량을 제어하는 기술이다. 디지털 키에 적용된 UWB 기술은 스마트폰 유저의 정확한 위치 파악을 통한 다양한 서비스 제공은 물론 해킹(Relay Attack) 시도를 통한 차량 도난 등의 문제를 원천적으로 차단할 수 있다.

이렇게 안전하고 편리한 디지털 키는 하이엔드 차량에 탑재되는 차별화 기능에서 이제 일반 차량으로까지 확대 적용되고 있다. 시장조사기관 스트래티지애널리틱스는 디지털 키 적용 차량이 2020년 630만대에서 2025년에는 2,890만대로 4.5배 이상 증가할 것으로 전망했다.

디지털 키, 스마트폰으로 자동차 키를 대신하다

탑승 전 에어컨이나 히터의 작동 등 차량 제어는 물론 타이어 공기압 상태와 연비 등도 모두 원격으로 점검하는 디지털 키 구현에 대한 시도는 과거부터 계속되어 왔다. 다만, 차량 도난 등 보안에 대한 취약점이 일부 한계로 지적되었으나, UWB/BLE 기술의 발달로 이제는 스마트폰을 활용해 보다 안전하고 편리하게 차량을 제어할 수 있게 되었다. 더불어 카셰어링, 렌터카 등 차량 공유 산업이 성장하면서 보다 안전한 디지털 키에 대한 요구가 증대되고 있다. 시장조사기관 스태티스타는 전 세계 차량 공유 시장이 향후 연 6.28% 성장해서 2026년에는 사용자 6,070만 명, 수익 165억 2천만 달러 규모에 이를 것으로 전망했다.

이처럼 차량이 소유에서 공유로 넘어가는 과정에서 자동차 키 공유를 위한 기술도 발전하고 있다. LF(Low Frequency), RF(Radio Frequency) 통신 기술을 사용한 기존의 스마트 키는 근접 거리에서 도어 잠금을 해제하거나, 원격으로 시동을 걸 수 있었지만 여러 사람이 키를 공유할 수 없다는 한계점이 있었다.

반면에 스마트폰 기반 디지털 키는 근거리 무선통신인 NFC나 초광대역 무선통신(UWB), 저전력 블루투스(BLE) 통신을 사용해 모바일 앱으로 편리하고 안전하게 타인에게 디지털 키를 대여하거나, 접속자에 따라 트렁크 개폐 등 특정 기능만을 허용할 수 있다. 게다가 열쇠를 들고 다닐 필요가 없어 자동차 키 분실의 염려가 없고, 스마트폰이 자동차 내부에 있어야만 운전할 수 있어서 차량 도난의 위험성도 현격히 줄어든다.

스마트폰과 차량 내 디지털 UX의 결합으로 운전자를 위한 스마트 서비스도 무한 확장할 수 있다. 차량 주행거리, 타이어 공기압 등의 실시간 정보를 원격 점검하고, 선호하는 라디오나 음원 플레이리스트를 클라우드에 저장하는 등 다양한 개인화 서비스까지 구현할 수 있다. 또한 탑승자 정보를 자동으로 인지해서 시트 높낮이 등 운전 환경을 조절하면 여럿이 공유하는 차량도 개인화 서비스로 더욱 편리하게 사용할 수 있다.

디지털 키 혁신을 이끄는 통신 기술 표준

스마트폰을 활용한 디지털 키 기술에 대한 표준은 HKMC, BMW, LG, 애플, 삼성, VW, GM, NXP 등 전 세계 150개가 넘는 기술 기업 및 자동차 제조 회사들이 참가하는 카 커넥티비티 컨소시엄 (CCC: Car Connectivity Consortium)이 제정하고 있다.

2018년에 첫 제정된 디지털 키 릴리스 1.0 표준 사양은 NFC로 초근접 위치에서 카드키 또는 스마트폰을 태깅하는 방식이었다. 이후 NFC 또는 BLE를 사용해서 원거리에서 명령 전송이 가능하고 키도 공유하는 2.0 표준을 거쳐 지난 2021년에는 NFC와 UWB, BLE를 사용해서 정확한 위치를 측정하는 3.0 표준 사양이 제정되었다.

(출처: LG이노텍)

정확도 5배 개선, LG이노텍의 초소형 ‘디지털 키 모듈’

디지털 키의 핵심은 측위 정확도를 높여 스마트폰의 위치를 정확히 인식하는 것이다. LG이노텍의 ‘디지털 키 모듈’은 UWB/BLE 기반 고정밀 측위 알고리즘을 적용, 센티미터 단위로 오차를 줄여서 약 5배 더 정확하게 스마트폰 위치를 감지한다. 기존 모듈이 5미터 떨어진 곳에 있는 스마트폰의 위치를 오차범위 50cm 내로 인식했다면, 이 모듈은 오차범위 10cm 내로 더 정확하게 인식할 수 있다.

그뿐만 아니라 초정밀·고집적 기술로 클립 한 개 크기의 모듈에 RF 소자, 파워 블록 소자 등 60여 개 부품을 모두 담아 콤팩트한 크기로 차량 내외부 어디에나 자유롭게 설치할 수 있다.

LG이노텍의 차별화된 디지털 키 기술력

측위 알고리즘은 BLE와 UWB 통신을 사용해서 스마트폰의 실시간 위치를 정확하게 판별하고, 디지털 키 보유자가 차량에 근접했을 때 위치 기반 서비스를 제공하는 핵심 기술이다. 키의 위치에 따라 도어를 자동으로 열거나 잠그고, 주변이 어두울 때는 조명을 켜 주는 등의 편의 기능을 구현할 수 있으며, 보다 정밀한 정밀 거리 측정이 가능해 거리에 따른 단계별 다양한 서비스 제공이 가능하다.
Multi-BLE 기술을 추가 탑재하면 차량에 BLE 제품을 여러 개 장착해서 디지털 키 위치에 따른 최적의 제품을 선택, 스마트폰이 주머니나 가방 등 어떤 위치에 있더라도 통신 거리 감소로 인한 사용성 저하를 방지할 수 있고, 위치에 따라 BLE 연결을 전환하는 핸드오버 기술로 사용자가 차량 주변 어떤 위치로 이동하더라도 끊김 없이 사용이 가능하다.
DX 기반 안테나 설계는 시뮬레이션을 통해 최적의 성능/사이즈로 제작하여 개발 기간을 단축하고, 소요 비용을 줄여 줄 수 있다. 또한 차량에 제품이 실제 장착되었을 때의 성능을 예측하여 최적의 장착 위치를 선정할 수 있다.

디지털 키는 고객 가치를 높이는 다양한 디지털 모빌리티 서비스 구현의 구심점이다. 앞으로도 차량 공유 시장이 성장함에 따라 무선 통신과 스마트폰을 결합한 편리하고 즐거운 주행 경험을 제공하기 위한 자동차 제조업체와 기술 기업들의 혁신은 계속될 전망이다. LG이노텍은 앞선 측위 알고리즘을 기반으로 한 초소형 디지털 키 모듈, 그리고 시뮬레이션을 통해 제품 개발 기간과 비용을 단축하고 더욱 향상된 사용자 경험을 구축하는 데 앞장설 계획이다.

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