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철도 재난안전을 위한 LTE 기반 그룹통화 기능 구현 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.32 no.12, 2015년, pp.17 - 23  

정우석 (사이버텔브릿지) ,  김주엽 (한국철도기술연구원) ,  최상원 (한국철도기술연구원)

초록
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본고에서는 철도 재난안전에 활용될 수 있는 그룹통화 기능을 Long Term Evolution (LTE) 기반으로 실현하기 위한 기반 기술을 알아본다. 최근 철도 및 공공안전 분야에서 특정 그룹 내 의사소통을 위한 그룹통화로 상용의 LTE 시스템을 활용하는 것이 적극적으로 검토되고 있다. 이런 서비스 흐름 속에서 LTE 시스템이 기술적으로 그룹통화의 요구사항을 만족시킬 수 있는지에 대한 검토가 최근 이루어지고 있으며, 그룹통화를 수월하게 제공할 수 있도록 해주는 기반 요소기술에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 본고에서는 LTE 시스템에서 그룹통화를 지원하기 위한 기존 기술을 알아보고, 최근 표준 및 연구 분야에서 진행되고 있는 그룹통화 관련 기술 동향에 대해 구체적으로 알아본다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 우선 철도 재난 통신 기능을 제공하기 위한 그룹통화 서비스가 현재 제공되기 위한 전체 시스템 구조 및 기술에 대해 알아보았고, 이런 시스템 구조 하에서 LTE 시스템이 그룹통화 서비스를 제공하기 위한 다양한 그룹통신 기술에 대해 논의하였다. 그룹통신은 무선 접속 관점에서는 특정 기지국이 다수의 그룹 사용자들에게 동일한 그룹통화 정보를 제공하기 위한 무선 전송 기법들에 대한 후보를 소개하였다. 중요한 포인트는 각 기법이 상황에 따라 뚜렷한 장단점이 존재하므로 상황에 맞게 적응적으로 활용해야 한다는 것이다.
  • 본고에서는 LTE 시스템을 기반으로 한 그룹통화 기술에 대한 현황 및 동향을 소개하고자 한다. 우선 LTE와 같은 이동통신시스템 기반에서 그룹통화를 지원하기 위한 시스템 구조에 대해 간략하게 짚어보고, 이런 구조 하에서 그룹통화를 효율적으로 지원하기 위한 무선접속 요소기술에 에 대해 알아본다.
  • 본고에서는 LTE를 기반으로 할 때 철도 재난통신 기능을 제공하기 위한 기반 기술에 대한 논의를 하였다. 우선 철도 재난 통신 기능을 제공하기 위한 그룹통화 서비스가 현재 제공되기 위한 전체 시스템 구조 및 기술에 대해 알아보았고, 이런 시스템 구조 하에서 LTE 시스템이 그룹통화 서비스를 제공하기 위한 다양한 그룹통신 기술에 대해 논의하였다.
  • 본고에서는 LTE 시스템을 기반으로 한 그룹통화 기술에 대한 현황 및 동향을 소개하고자 한다. 우선 LTE와 같은 이동통신시스템 기반에서 그룹통화를 지원하기 위한 시스템 구조에 대해 간략하게 짚어보고, 이런 구조 하에서 그룹통화를 효율적으로 지원하기 위한 무선접속 요소기술에 에 대해 알아본다.
  • 본고에서는 LTE를 기반으로 할 때 철도 재난통신 기능을 제공하기 위한 기반 기술에 대한 논의를 하였다. 우선 철도 재난 통신 기능을 제공하기 위한 그룹통화 서비스가 현재 제공되기 위한 전체 시스템 구조 및 기술에 대해 알아보았고, 이런 시스템 구조 하에서 LTE 시스템이 그룹통화 서비스를 제공하기 위한 다양한 그룹통신 기술에 대해 논의하였다. 그룹통신은 무선 접속 관점에서는 특정 기지국이 다수의 그룹 사용자들에게 동일한 그룹통화 정보를 제공하기 위한 무선 전송 기법들에 대한 후보를 소개하였다.
  • 이에 따라 최근 이동통신 관련 연구자 및 기술 개발자들을 중심으로 LTE 시스템 하에서 그룹통화 서비스 요구사항을 만족시키는지 여부를 분석하고 효율적으로 서비스를 제공하기 위한 방안 연구를 활발하게 진행하였다. 특히 LTE 표준 단체인 3rd Generation Partnership Project (3GPP)를 중심으로 그룹 통화를지원하기 위한 기술검토가 이루어져 왔다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
여러 사람이 소통을 하거나 정보를 공유하는데에 필요한 것은? 사용자 시나리오 상으로 많은 경우, 철도나 공공안전 분야에서는 여러 사람들이 하나의 공통된 임무 수행을 위해 한 그룹을 형성하고, 서로 소통을 하거나 정보를 공유하면서 임무를 완수하게 된다. 따라서 여러 사람이 소통을 하거나 정보를 공유하기 위해서는 그룹통신 기반의 그룹통화 서비스가 제공될 수 있어야 한다. 세부적으로, 그룹통화는 보통 Push-To-Talk (PTT)와 같이 발언권을 잡은 한 사람이 발언을 하고, 그룹 내 다른 사람들이 발언을 수신하는 half duplex 형태로 이루어진다.
상용 이동통신 사업자들이 LTE시스템을 구축하게된 배경은? 최근 일반 사용자들에게 음성통화 및 데이터 통신 등의 서비스 제공을 목적으로 하는 대부분의 상용 이동통신 사업자들이 LTE 시스템을 활용하고 있다. 2000년대 후반 스마트폰의 보급화 추세에 따라 일반 사용자들의 데이터 통신에 대한 수요가 급증하게 되었고, 이로 인해 많은 상용 이동통신 사업자들이 높은 전송률과 고용량의 데이터 서비스 제공이 가능한 LTE 시스템을 구축하고 이를 기반으로 서비스를 개시하였다. 특히 LTE 시스템은 3세대 이동통신 시스템에 속하는 WCDMA/HSPA 및 CDMA2000과의 연동성이 우수하여 기존의 사업자 망을 음성 서비스 제공을 위해 그대로 활용할 수 있다는 장점으로 인해 많은 사업자들이 LTE 시스템을 선정하여 구축하게 되었고, 이에 맞는 LTE 상용 단말이 많이 출시가 되면서 일반 사용자에게 익숙하게 느껴지는 시스템이 되었다.
특수목적용 정보통신 시스템에 LTE를 접목시키려는 시도 중 철도부문에 대한 시도는? 이런 추세와 더불어, 철도나 공공안전에서 활용되는 특수목적용 정보통신 시스템도 최근 상용의 LTE를 기반으로 구축을 시도하는 노력이 다방면에서 시도되고 있다. 많은 철도 운영자들이 철도 분야의 특정 임무를 완수하기 위한 특수목적 정보통신으로 LTE 시스템을 활용하는 것을 실제로 고려하고 있다. 또한 국제적으로도 국제 철도 연맹 (UIC)에서 추진 중인 Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) 프로젝트에서도 Global System for Mobile communication – Railway (GSM-R) 이후의 차세대 철도통신 시스템으로 LTE를 무게있게 고려하고 있다[1][2].
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참고문헌 (7)

  1. J. Kim, S.W. Choi, Y.-S. Song, Y.-K. Yoon, and Y. K. Kim, "Automatic train control over LTE: Design and performance evaluation", IEEE Communications Magazine, vol. 53, no. 10, pp. 102-109, Oct. 2015. 

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  2. Y.-S. Song, J. Kim, S.W. Choi, and Y.-K. Kim, "Long term evolution for wireless railway communications: Test-bed deployment and performance evaluation", IEEE Communications Magazine, vol. 53, no. 11, Nov. 2015. (to appear) 

  3. T. Doumi, M. F. Dolan, S. Tatesh, A. Casati, G. Tsirtsis, K. Anchan, and D. Flore, "LTE for public safety networks", IEEE Communications Magazine, vol. 51, no. 2, pp. 106-112, Feb. 2013. 

    상세보기

  4. R. Ferrus, O. Sallent, G. Baldini, and L. Goratti, "LTE: The technology driver for future public safety communications", IEEE Communications Magazine, vol. 51, no. 10, pp. 154-161, Oct. 2013. 

    상세보기

  5. T. Kwon and J. W. Choi, "Multi-group random access resource allocation for M2M devices in multicell systems", IEEE Communications Letters, vol. 16, no. 6, pp. 834-837, June 2012. 

    상세보기 crossref

  6. R. Sivaraj, A. K. Gopalakrishna, M. G. Chandra, and P. Balamuralidhar, "QoS-enabled group communication in integrated VANET-LTE heterogeneous wireless networks", 2011 IEEE 7th International Conference on Wireless Mobile Computing, Network and Communications, pp. 17- 24, Oct. 2011. 

  7. K. Zheng, F. Hu, W. Wang, W. Xiang, and M. Dohler, "Radio resource allocation in LTE-advanced cellular networks with M2M communications", IEEE Communications Magazine, vol. 50, no. 7, pp. 184- 192, July 2012. 

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