최근에는 이동체 통신이나 컴퓨터등의 정보통신기술이 현저하게 발전을 거듭하고 있으며, 열차의 고속화 고밀도화를 위해 열차제어 분야에 무선을 이용하는 시스템의 개발이 프랑스, 독일, 영국, 이탈리아, 일본, 미국등의 철도 선진국에서 활발히 수행되어지고 있다. 무선을 이용한 열차제어시스템의 시술개발은 철도에 커다란 경제적 이득을 창출할 가능성을 지니고 있기 때문에, 전 세계적으로 많은 연구가 진행되어지고 있다. 특히 유럽의 경우 통화 단일화와 회원국간의 비과세 교역등의 경제적인 제도뿐 아니라, 철도 분야에 있어서도 유럽횡단고속철도망(Trans-European High Speed Rail Network)의 구축을 위한 신호 시스템의 표준화를 위해 유럽연합과 국제철도연합(UIC: Union Internationale des Chemins defer)의 지원화에 ETCS 프로젝트가 수행되었다(중략)
최근에는 이동체 통신이나 컴퓨터등의 정보통신기술이 현저하게 발전을 거듭하고 있으며, 열차의 고속화 고밀도화를 위해 열차제어 분야에 무선을 이용하는 시스템의 개발이 프랑스, 독일, 영국, 이탈리아, 일본, 미국등의 철도 선진국에서 활발히 수행되어지고 있다. 무선을 이용한 열차제어시스템의 시술개발은 철도에 커다란 경제적 이득을 창출할 가능성을 지니고 있기 때문에, 전 세계적으로 많은 연구가 진행되어지고 있다. 특히 유럽의 경우 통화 단일화와 회원국간의 비과세 교역등의 경제적인 제도뿐 아니라, 철도 분야에 있어서도 유럽횡단고속철도망(Trans-European High Speed Rail Network)의 구축을 위한 신호 시스템의 표준화를 위해 유럽연합과 국제철도연합(UIC: Union Internationale des Chemins defer)의 지원화에 ETCS 프로젝트가 수행되었다(중략)
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
특히 ESCORT(Enhanced diversity and Space Coding for underground metrO and Railway Transmission) 프로젝트는 다중 안테나 기술을 열차 전송 시스템에 적용하기 위한 대표적인 프로젝트이다. ESCORT 프로젝트는 GSM-R 시스템을 열차제어에 적용할 경우 무선채널 환경이 열악한 지역 특히, 터널 및 지하철 환경에서 신호 품질 향상 및 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있는 다이버시티 기법에 대한 연구 수행을 목적으로 하고 있다. 현재 ESCORT 프로젝트에서는 송·수신단에 다수의 안테나를 사용하는 방법에 대한 연구를 진행 중에 있으며, 최근의 연구 결과에 따르면 단일 안테나를 사용한 경우에 비하여 송·수신단에 각각 4개의 안테나를 사용한 경우 전송 용량을 기존의 단일 안테나를 사용한 경우에 비해 약 2.
제안 방법
7배(3 bps/Hz에서 8 bps/Hz)로 성능을 개선시킬 수 있음을 보여주고 있다. MOSTRAIN (MObile communications Services for high speed TRAINs) 연구과제는 3세대 이동통신 시스템에서 특히 고속 운행중인 열차에서 가입자들이 요구하는 이동서비스를 효율적으로 제공하기 위한 연구과제로 고속 운행중인 열차와 기지국간의 무선채널 환경에 대한 측정 및 모델링을 수행하였다.
이론/모형
국제철도연합은 EIRENE(Europe&n Integrated Radio Enhanced NEtwork) 프로젝트를 통해 철도에 적용하기 위한 무선통신 시스템의 표준화를 위한 요구 조건을 도출하였으며, 도출된 사양에 따르는 무선 시스템 프로토콜의 상세 기술 개발, 시험 및 유효화를 위해 MO-RANE(MObile RAdio for railway Networks in Europe) 프로젝트를 수행하였다. 그 결과, ETCS Level 2 에서의 정보 전송 및 ETCS Level 3에서의 열차 검지 및 정보 전송에 적용하기 위한 무선통신 시스템으로서 GSM-R(Global System for Mobile communication - for Railways)을 채택하였다.
성능/효과
GSM 시스템은 상용화된 지 약 9년이 되었고 그동안 경험을 통해 장비 및 망의 성능이 검증된 상태이기 때문에 열차제어를 위한 추가 기능에 대한 적용을 검토할 수 있었다. 따라서 GPRS나 UMTS 시스템이 실제 각 지역에 설치되어 운용하게 될 때 생기는 문제점들과 그 문제점에 대한 확실한 보완책을 통신 사업자들이 제시할 수 있는 시점에서야 GSM-R은 차기 시스템으로 발전할 수 있을 것으로 보인다.
후속연구
공간 분할 다중화 (Space Division Multiple Access: SDMA) 방식을 사용할 경우 기지국을 증설하지 않고 용량을 증대시킬 수 있다. TSUNAMI는 이와 관련하여 UMTS와 같은 3세대 시스템에 적용할 수 있는 저가격적응형 안테나를 개발하는 과제로 테스트 베드를 구축하여 필드시험을 거쳐 개발될 계획이다.
또한 UWTS가 보급되고 철도에 적용하기 위해서는 적어도 2~3년의 실제 운용데이터가 필요하기 때문에 철도에 적용까지는 아직 긴 시간이 필요하다. UMTS는 실시간으로 고속 데이터 전송을 보장하기 때문에 GSM과 GPRS에 비해 높은 전송율을 제공할 수 있는 장점을 가지고 있으므로 철도 분야에 적용한다면 승객 서비스 측면에서 보다 향상된 서비스를 제공할 것으로 예상된다.
이는 저속의 버스트(burst)한 데이터 전송을 요구하는 철도 통신에 보다 적합할 수 있다. 그리고 향후 멀티 캐스팅을 지원함에 따라 그룹 호를 지원하는데 좀더 유리한 점을 가지고 있으며 실시간 서비스를 제외한 철도관련 데이터 전송 서비스(화일 전송, 전자우편시스템, 이동철도 인트라넷, 예약 등과 같은 고객 편의 서비스)를 효과적으로 지원할 수 있다. 반면에 ATP 장치와 RBC간에 HDLC 프로토콜을 사용할 수 없기 때문에 Safety-Critical한 데이터 전송을 보장할 수 없으며, 낮은 트래픽 부하와 높은 C/I (반송파 대 잡음비)에서 조차도 ETCS의 최소 전송 지연시간인 450 ms를 보장할 수 없는 단점이 있다.
열차 제어 측면에서 데이터 전송 속도와 지연요구사항을 고려하면 GPRS를 제외한 GSM-R, UMTS는 충분히 만족할 만한 성능을 지니고 있다. 추후 승객 서비스 또는 열차 운용 서비스망이 고속데이터서비스를 요구하기 때문에 WTS망으로 발전해야 할 경우 열차 제어서비스를 위해 사용하는 GSM-R은 모든 서비스를 통합망으로 운용하기 위해서 UMTS로 발전할 것으로 예상된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.