철도통신기능은 안전한 열차 운행을 위한 운영자간의 통신 기능과 열차제어를 위한 데이터 전송 기능으로 분류된다. 관련 기술은 2004년 영업 운전을 시작한 유럽의 GSM-R이 가장 대표적인 철도통신 기술로 주어진다. 국내의 경우, 국가재난망에서 임대한 TRS가 철도 운영자간의 통신 기능으로 사용되고 있지만, 열차제어용 데이터 통신은 적용되지 못하고 있는 실정이다. 그러나 2014년 국내의 LTE 기술을 이용한 LTE-R의 개발이 세계 최초로 철도에 적용하여 성능 검증 및 국내 표준 제정에 성공하였다. 이를 응용한 LTE 기반의 국가재난안전망(PS-LTE)도 2016년 시범구축사업이 강원도에서 성공적으로 완료되었다. 본 논문은 철도통신의 핵심인 LTE-R의 통신기능과 데이터 전송 기능을 PS-LTE와 GSM-R의 기능과 비교, 검토하였다. 검토 결과는 LTE-R의 데이터 전송 기능이 GSM-R의 기능보다 우수함은 물론 철도통신기술은 PS-LTE의 요구 기능도 대부분 만족함을 시험을 통해 입증하였다.
철도통신기능은 안전한 열차 운행을 위한 운영자간의 통신 기능과 열차제어를 위한 데이터 전송 기능으로 분류된다. 관련 기술은 2004년 영업 운전을 시작한 유럽의 GSM-R이 가장 대표적인 철도통신 기술로 주어진다. 국내의 경우, 국가재난망에서 임대한 TRS가 철도 운영자간의 통신 기능으로 사용되고 있지만, 열차제어용 데이터 통신은 적용되지 못하고 있는 실정이다. 그러나 2014년 국내의 LTE 기술을 이용한 LTE-R의 개발이 세계 최초로 철도에 적용하여 성능 검증 및 국내 표준 제정에 성공하였다. 이를 응용한 LTE 기반의 국가재난안전망(PS-LTE)도 2016년 시범구축사업이 강원도에서 성공적으로 완료되었다. 본 논문은 철도통신의 핵심인 LTE-R의 통신기능과 데이터 전송 기능을 PS-LTE와 GSM-R의 기능과 비교, 검토하였다. 검토 결과는 LTE-R의 데이터 전송 기능이 GSM-R의 기능보다 우수함은 물론 철도통신기술은 PS-LTE의 요구 기능도 대부분 만족함을 시험을 통해 입증하였다.
Due to the evolution of wireless communications technology, Long Term Evolution (LTE), which is a $4^{th}$ generation mobile communications system, has been adopted as a railway communications system. This LTE Railway (LTE-R) system is composed of various elemental functions, which are la...
Due to the evolution of wireless communications technology, Long Term Evolution (LTE), which is a $4^{th}$ generation mobile communications system, has been adopted as a railway communications system. This LTE Railway (LTE-R) system is composed of various elemental functions, which are largely categorized into public safety and wireless communications for train control. Research on the public safety functions of railway communications have their roots in TRS based national public safety communication systems, and research on wireless communications functions for train control have their roots GSM-R, which is utilized by the ETCS in Europe. Based on these circumstances, this paper first analyzes the requirements for developing public safety technology in LTE-R, and compares those requirements with the functions of public safety LTE (PS-LTE), which is being deployed for the first time in the world by the South Korean government. Based on an analysis of the common and specific functions of LTE-R and PS-LTE, we conclude that there is little problem in integrating LTE-R and PS-LTE from the perspective of functionality. Second, this paper provides a comparison of the LTE-R requirements for the Quality of Service (QoS) with those of GSM-R utilized by the ETCS. This offers a guideline to allow LTE-R to be applied to a 500km/h train control system.
Due to the evolution of wireless communications technology, Long Term Evolution (LTE), which is a $4^{th}$ generation mobile communications system, has been adopted as a railway communications system. This LTE Railway (LTE-R) system is composed of various elemental functions, which are largely categorized into public safety and wireless communications for train control. Research on the public safety functions of railway communications have their roots in TRS based national public safety communication systems, and research on wireless communications functions for train control have their roots GSM-R, which is utilized by the ETCS in Europe. Based on these circumstances, this paper first analyzes the requirements for developing public safety technology in LTE-R, and compares those requirements with the functions of public safety LTE (PS-LTE), which is being deployed for the first time in the world by the South Korean government. Based on an analysis of the common and specific functions of LTE-R and PS-LTE, we conclude that there is little problem in integrating LTE-R and PS-LTE from the perspective of functionality. Second, this paper provides a comparison of the LTE-R requirements for the Quality of Service (QoS) with those of GSM-R utilized by the ETCS. This offers a guideline to allow LTE-R to be applied to a 500km/h train control system.
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문제 정의
VHF, UHF 및 TRS를 적용한 기존의 철도무선통신 기능은 음성 통화 기반으로 구성됨에 따라 본 논문에서는 LTE을 적용한 차세대 철도통합무선망의 관점에서 검토하였다. 이는 기존의 음성통화 기능은 물론 4세대 이동통신의 가장 큰 특징인 멀티미디어 기능, 영상통화 기능, 및 고용량 데이터의 고속전송 기능을 제시하였다.
이는 기존의 음성통화 기능은 물론 4세대 이동통신의 가장 큰 특징인 멀티미디어 기능, 영상통화 기능, 및 고용량 데이터의 고속전송 기능을 제시하였다. 기본적으로 철도무선통신의 기능이 공공재난안전망의 주파수와 관련 기능을 임대, 사용함에 따라, 본 논문에서는 우선적으로 2011년 재난안전통신망 관련 안전행정부의 공공재난안전망의 고시 기능을 만족하도록 관련 항목을 검토하였다[21]. 즉 현재 철도통신에서 사용중인 TRS의 기능이 대부분 안전행정부의 기능을 그대로 사용함에 따라 철도 관련 기능은 아래와 같이 철도통신 재난안전기능 ① ~ ⑤ 항목으로 재구성하였다.
본 논문은 세계 최초로 철도 영업선에 적용, 검증된 LTE-R과 PS-LTE의 기능을 비교하였다. 이는 향후 LTE-R과 PS-LTE의 연계는 물론 본 연구에서 시험, 검증된 열차제어용 데이터 통신의 필수조건인 QoS를 제안함으로서 다중 통신을 이용하는 현재의 철도통신을 단일 통신으로 통합할 수 있음을 기능 측면에서 검증하였다.
열차제어시스템의 데이터 전송 기능에 대한 성능 검증은 표 2와 표 3의 유럽 ETCS GSM-R의 QoS를 만족 하는지에 대한 시험과 이를 기반으로 LTE-R의 QoS와 성능 요구사항 기준을 도출하는 것을 목적으로 한다. 성능 시험 결과, GSM-R의 QoS를 만족하면서 안정적인 동작이 가능한 LTE-R의 QoS를 표 5와 표 6과 같이 도출하였다.
이를 통해 ETCS에서 350km/h 속도까지 열차제어를 위한 데이터 전송이 가능한 GSM-R을 2000년대에 개발함에 따라, 열차제어를 위해 반드시 준수해야 할 철도통신의 서비스 품질(QoS: Quality of Service)를 제시하였다[23-28]. 이는 열차 운행 안전과 사고 예방의 핵심인 열차제어시스템에서 끊김없이 안정적으로 열차제어용 데이터 전송을 보장하기 위한 철도통신의 필수 요구사항으로 주어지며, 본 논문에서도 LTE-R을 열차제어에 적용하기 위한 핵심 기능으로 검토하였다. 따라서 본 논문에서 제시한 LTE-R은 반드시 GSM-R의 QoS를 무조건 만족해야한다는 우선적인 전제조건하에 그림 1의 시험망을 통해 기능검증을 실시하였다.
제안 방법
LTE-R의 성능 검증 시험은 2.6GHz와 700MHz 시험주파수를 적용하여 철도공사의 영업선인 대불선 및 호남선에서 실시하였다.
본 논문의 성능 검증 방법, 기준 및 절차는 LTE 관련 철도통신 기준이 전세계에 전무함에 따라 2011년 TTA의 공공재난망검증 문서를 기반으로 LTE-R에 적합한 형태로 변환하였다[22]. LTE-R 통신망 및 단말 장비에 대한 성능 검증은 현재 사용중인 LTE 범용 장비의 기준을 이용하여 LTE-R에 적용하기 위한 성능요구사항을 보완하였다. 특히 LTE-R의 추가 기능 개발이 필요한 경우에는 개발해야 할 요소 기술과 장비 설계시의 S/W 보완을 통해 LTE-R 기능 기준을 제시하였다.
철도통신의 재난안전기능의 성능 시험은 표 2에서 제시된 항목에 대해 시험절차 및 성능기준 ① ~ ⑪ 항목을 적용하여 2014년 3월에 완료하였다. PS-LTE에 대한 재난망 기능 검증은 2014년 7월 LTE-R을 이용하여 동일한 장소에서 실시하였다. LTE-R과 PS-LTE의 기능 검증 시험은 모두 공공성을 확보하기 위해 TTA와 ETRI에서 주관하였다.
이는 표 2와 표 3의 GSM-R 특성이 LTE-R의 철도통신 재난안전기능 ① ~ ⑤ 항목을 종합적으로 만족하는지 여부가 포괄적으로 판단되며, 상세 기능 시험 항목은 표 4와 같은 각각의 기능에 대한 성능 검증으로 주어진다. 검증기준에 있어서 철도통신의 정보 전송 주기는 비주기성 Background 트래픽과 주기성 실시간 트래픽 별로 서로 다른 요구사항으로 제시되었다. 음성통신 기준은 전송률 또는 지연시간과 같은 기존의 기준보다는 Application 레벨 기준인 호 접속 및 호 절단률로 LTE-R의 기준을 설정하였다.
이러한 철도무선통신에 대한 초기 연구는 열차제어용 데이터 전송 기술 개발에 부수적으로 추진되었지만[16], 실시간 진단, 감시를 통한 예방유지보수 중심의 IT 인프라로 부각되면서 LTE의 철도 도입이 확정되었다[1]. 관련기술 개발은 주파수 할당에 의존함으로서 철도에 특화된 LTE 기술을 의미하는 LTE-R을 정의한 후[6], 표 1의 2.6GHz와 700MHz 시험주파수를 활용하여 철도공사의 대불선과 호남선에서 그림 1과 같이 LTE-R 시험망을 구축하여 LTE-R 관련 연구를 추진하였다[7].
이는 LTE-R에서 사용하지 않는 기능으로 현재 3GPP 국제표준에서도 관련 항목은 표준이 진행 중에 있다. 그러나 LTE-R은 철도 환경에 필요한 차량 영상전송, 차량 음성방송, 열차번호 활용 호처리, 열차위치기반 호처리, 관제 비상통화와 같은 추가 항목을 필요로 함에 따라, 관련 내용에 대한 기능 검증을 추가로 실시하였다.
이는 열차 운행 안전과 사고 예방의 핵심인 열차제어시스템에서 끊김없이 안정적으로 열차제어용 데이터 전송을 보장하기 위한 철도통신의 필수 요구사항으로 주어지며, 본 논문에서도 LTE-R을 열차제어에 적용하기 위한 핵심 기능으로 검토하였다. 따라서 본 논문에서 제시한 LTE-R은 반드시 GSM-R의 QoS를 무조건 만족해야한다는 우선적인 전제조건하에 그림 1의 시험망을 통해 기능검증을 실시하였다. 여기서 2세대 이동통신인 GSM-R과 4세대 이동통신인 LTE-R의 성능지수는 통신방식의 차이로 인해 다르게 주어짐으로서 본 논문에서는 표 2의 GSM-R 성능 지수를 LTE-R에 적합하도록 표 3과 같이 변환하였다.
본 논문은 2014년 개발 완료된 LTE-R의 기능에 대한 검증시험 결과를 PS-LTE와 GSM-R로 분류하여 비교, 분석하였다. LTE-R의 성능 검증 시험은 2.
본 논문의 성능 검증 방법, 기준 및 절차는 LTE 관련 철도통신 기준이 전세계에 전무함에 따라 2011년 TTA의 공공재난망검증 문서를 기반으로 LTE-R에 적합한 형태로 변환하였다[22]. LTE-R 통신망 및 단말 장비에 대한 성능 검증은 현재 사용중인 LTE 범용 장비의 기준을 이용하여 LTE-R에 적용하기 위한 성능요구사항을 보완하였다.
따라서 본 논문에서 제시한 LTE-R은 반드시 GSM-R의 QoS를 무조건 만족해야한다는 우선적인 전제조건하에 그림 1의 시험망을 통해 기능검증을 실시하였다. 여기서 2세대 이동통신인 GSM-R과 4세대 이동통신인 LTE-R의 성능지수는 통신방식의 차이로 인해 다르게 주어짐으로서 본 논문에서는 표 2의 GSM-R 성능 지수를 LTE-R에 적합하도록 표 3과 같이 변환하였다. 특히 고속열차 최고속도와 열차의 운행속도가 지속적으로 증가하는 추세를 반영하여 본 논문에서는 350km/h를 기준으로 한 GSM-R의 QoS보다 더 빠른 열차 속도를 만족하는 LTE-R의 QoS로 구성하였다.
열차제어시스템 개발은 LTE-R 시험망의 최적화 및 성능 검증 이후[7], 이를 이용한 무인운전 시험을 실시하였다[16]. 시험 결과는 200m 간격으로 설치된 Wi-Fi의 AP(Access Point) 거리를 LTE를 이용하여 최소 1km 이상으로 확장하였음에도 열차제어시스템의 기능을 더욱 안정적으로 실현할 수 있음을 입증하였다.
검증기준에 있어서 철도통신의 정보 전송 주기는 비주기성 Background 트래픽과 주기성 실시간 트래픽 별로 서로 다른 요구사항으로 제시되었다. 음성통신 기준은 전송률 또는 지연시간과 같은 기존의 기준보다는 Application 레벨 기준인 호 접속 및 호 절단률로 LTE-R의 기준을 설정하였다. 영상통신 기준도 음성통신과 유사한 특성을 가짐에 따라 기본적으로 LTE-R 영상통신 Application 레벨 기준을 적용하였다.
철도공사의 호남선 영업선 LTE-R 시험망에서의 철도통신 기능에 대한 성능 검증은 철도통신 재난안전기능과 열차제어용 데이터 전송 기능으로 분류하여 실행하였다. 철도통신의 재난안전기능의 성능 시험은 표 2에서 제시된 항목에 대해 시험절차 및 성능기준 ① ~ ⑪ 항목을 적용하여 2014년 3월에 완료하였다.
LTE-R 통신망 및 단말 장비에 대한 성능 검증은 현재 사용중인 LTE 범용 장비의 기준을 이용하여 LTE-R에 적용하기 위한 성능요구사항을 보완하였다. 특히 LTE-R의 추가 기능 개발이 필요한 경우에는 개발해야 할 요소 기술과 장비 설계시의 S/W 보완을 통해 LTE-R 기능 기준을 제시하였다. 여기서 LTE-R은 H/W, S/W, IMS 서버 및 eNB, EPC, 단말 등 각종 장비가 철도통신기능과 상호 연계됨으로서 최소한의 안정화 기간을 필요로 한다.
여기서 2세대 이동통신인 GSM-R과 4세대 이동통신인 LTE-R의 성능지수는 통신방식의 차이로 인해 다르게 주어짐으로서 본 논문에서는 표 2의 GSM-R 성능 지수를 LTE-R에 적합하도록 표 3과 같이 변환하였다. 특히 고속열차 최고속도와 열차의 운행속도가 지속적으로 증가하는 추세를 반영하여 본 논문에서는 350km/h를 기준으로 한 GSM-R의 QoS보다 더 빠른 열차 속도를 만족하는 LTE-R의 QoS로 구성하였다.
대상 데이터
시험에 사용된 열차는 200km/h급 틸팅 열차로 최대속도 164km/h로 약 10,000km를 운행하며 항목별로 시험을 실시하였으며, 일부 시험 항목은 시험절차 및 성능기준 ① ~ ⑪ 항목에서 제시된 것처럼 10,000회 이상의 검증 시험을 실시하였다. 이를 통한 약 1년간의 시험 결과는 표 4와 같다.
데이터처리
시험 항목, 시험 절차, 검증 시나리오 및 시험 평가 기준은 2011년 한국정보통신기술협회(TTA)에서 공공재난안전망 검증을 위해 제시한 시나리오를 적용하였다. 기능 검증은 공공성 확보를 위해 TTA와 한국전자통신연구원(ETRI)에서 실시하였다[22].
이론/모형
일반철도는 열차안전운행을 위해 VHF로 관제, 운영 및 유지보수 및 기관사간의 음성통신을 무전기와 같은 Point-to-Point 방식으로 실시하지만 많은 음영지역으로 인한 통신 장애가 빈번히 발생하는 단점을 갖는다[15]. 고속철도는 일반선 통과구간의 VHF 및 고속선 구간의 TRS-Astro(서울-대구 구간)와 TRS-Tetra(대구-부산구간)방식을 함께 사용한다. 이는 각각의 구간 통과시 통신방식의 절체를 실시하며, 관련 주파수는 재난안전통신망 주파수의 일부를 임대하여 사용하고 있다[2].
이러한 기능(안)에 대한 성능 검증은 그림 1을 통해 실시하였다. 시험 항목, 시험 절차, 검증 시나리오 및 시험 평가 기준은 2011년 한국정보통신기술협회(TTA)에서 공공재난안전망 검증을 위해 제시한 시나리오를 적용하였다. 기능 검증은 공공성 확보를 위해 TTA와 한국전자통신연구원(ETRI)에서 실시하였다[22].
표 4의 시험에 사용된 핸드오버의 시작 조건, 시험 환경 정보, 핸드오버 수행 절차 및 수행 여부는 단말이나 기지국 등의 로그를 통해 확인하였다. 시험절차 및 성능기준 ① ~ ⑪ 항목은 참고문헌[22]의 상세한 검증 절차를 통해 기능 검증 시험을 실시하였다. 한 예로, 임의의 지령장치(No 2006)에서 임의의 휴대용 단말기(No 3014)를 개별 호출하여 음성통화 관련 기능의 성능검증 시험 절차는 다음과 같다.
음성통신 기준은 전송률 또는 지연시간과 같은 기존의 기준보다는 Application 레벨 기준인 호 접속 및 호 절단률로 LTE-R의 기준을 설정하였다. 영상통신 기준도 음성통신과 유사한 특성을 가짐에 따라 기본적으로 LTE-R 영상통신 Application 레벨 기준을 적용하였다. 특히 영상은 높은 전송률을 요구함에 따라 FTP(File Transfer Protocol) throughput과 같은 통신 기준을 사용하였다.
성능/효과
표 5는 GSM-R 기준값과 본 논문에서 검증된 LTE-R 변수에 대한 성능 검증 결과를 나타낸다. LTE-R은 GSM-R에서 요구하는 성능을 충분히 만족함은 물론 대부분의 파라미터는 GSM-R에 비해 매우 우수한 특성을 갖는 것을 확인하였다. 표 6은 GSM-R 기준값, 상용망의 LTE 기준값과 본 논문의 LTE-R 기준값을 비교한 결과이다.
또한 LTE를 이용한 철도통신 기능 분석과 성능 입증을 위한 LTE기반 시험망 구축을 2010년부터 착수하여 관련 기술 개발 및 성능 검증을 철도공사 영업선인 대불선과 호남선에서 2014년 완료하였다[7,8]. 그 결과, LTE의 철도무선통신 활용의 적용성이 확인되고, 열차제어용 데이터 전송 기능 지표인 서비스 품질(QoS: Quality of Service)의 도출과 영업선 시운전 시험 및 성능 검증을 통해 LTE-R은 기존의 통신방식에 비해 최상의 결과를 제공할 수 있음을 확인하였다[9]. 특히 이와 유사한 형태의 국가재난안전통신망은 2003년 대구지하철 사고를 계기로 국외의 TRS를 이용하여 일부 기관에서 망을 구축하였다[10].
6GHz와 700MHz 시험주파수를 적용하여 철도공사의 영업선인 대불선 및 호남선에서 실시하였다. 그 결과, 첫 번째로 LTE-R의 기능은 주파수에 무관하게 사용 가능하며, PS-LTE의 기능으로도 대부분 적용 가능함을 확인하였다. 본 논문에서 확인된 이러한 기능은 2014년 10월 TTA의 국내 표준으로 확정되었다.
또한 관련 연구 결과는 2014년 12월 고시된 PS-LTE 주파수를 사용한 부산교통공사, 김포도시철도, 원주-강릉선의 RFP에 표준으로 채택되어 LTE-R을 구축 중에 있다. 두 번째로 LTE-R의 데이터 전송 기능 특성인 QoS는 기본적으로 GSM-R의 QoS를 만족함은 물론 성능측면에서 더욱 우수함을 입증하였다. 세 번째로는 LTE 상용망을 철도에 적용하는 경우에는 열차제어용 데이터 전송에 있어서 끊김없는 정보전송을 보장할 수 없을 것이라는 것을 본 논문의 QoS 비교, 분석을 통해 간접적으로 확인하였다.
표 6에서도 GSM-R 기준값은 LTE-R에서 쉽게 만족하며, 대부분의 기준값은 GSM-R 기준값에 비해 우수한 특성을 갖는 것으로 확인되었다. 또한 표 6의 호 접속 시간과 Handover Latency는 LTE보다는 GSM-R에서 긴 시간을 요구하지만, LTE 상용망은 GSM-R 성능 기준의 대부분을 만족하지 못함을 확인하였다. 이는 열차제어용 데이터 전송 기능에 LTE상용망은 안정적인 통신과 끊김없는 데이터 전송을 보장할 수 없다는 것을 간접적으로 확인할 수 있는 중요한 검증 결과로 주어진다.
두 번째로 LTE-R의 데이터 전송 기능 특성인 QoS는 기본적으로 GSM-R의 QoS를 만족함은 물론 성능측면에서 더욱 우수함을 입증하였다. 세 번째로는 LTE 상용망을 철도에 적용하는 경우에는 열차제어용 데이터 전송에 있어서 끊김없는 정보전송을 보장할 수 없을 것이라는 것을 본 논문의 QoS 비교, 분석을 통해 간접적으로 확인하였다. 향후 3GPP에서 진행중인 PS-LTE의 국제표준이 확정되면, LTE-R과 PS-LTE의 기능이 대부분 동일하게 주어짐에 따라 LTE-R과 PS-LTE의 통합은 본 논문에서 검증된 LTE-R의 연구 결과가 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
열차제어시스템 개발은 LTE-R 시험망의 최적화 및 성능 검증 이후[7], 이를 이용한 무인운전 시험을 실시하였다[16]. 시험 결과는 200m 간격으로 설치된 Wi-Fi의 AP(Access Point) 거리를 LTE를 이용하여 최소 1km 이상으로 확장하였음에도 열차제어시스템의 기능을 더욱 안정적으로 실현할 수 있음을 입증하였다. 이를 기반으로 열차제어시스템의 안정적 운영을 위한 필수조건인 QoS 설정을 위한 연구[17]와 고용량 데이터, 음성 및 영상을 LTE-R 단일망으로 구현하기 위한 증속 및 영업선 성능 검증을 필요로 하였다[18].
표 6은 GSM-R 기준값, 상용망의 LTE 기준값과 본 논문의 LTE-R 기준값을 비교한 결과이다. 여기서 LTE 상용망은 전송 완료율 및 절단률이 LTE 상용망 사업자마다 기준이 상이함을 확인하였다. 표 6에서도 GSM-R 기준값은 LTE-R에서 쉽게 만족하며, 대부분의 기준값은 GSM-R 기준값에 비해 우수한 특성을 갖는 것으로 확인되었다.
6GHz을 적용한데 비해 700MHz을 적용하여 시험망을 구축하였다. 이는 LTE의 가장 높은 주파수 대역 2.6GHz에서 가장 낮은 대역 700MHz까지 주파수에 관계없이 철도에서 요구하는 기능 및 성능을 모두 만족할 수 있도록 연구됨으로서 LTE 방식은 주파수에 관계없이 철도통신에의 적용이 가능함을 입증하였다. 또한 그림 1(a)의 12km 시험선 구간과 그림 1(b)의 54km 구간은 독립적인 무선 특성 시험 이후, 2014년 단일 제어센터를 통해 2.
본 논문은 세계 최초로 철도 영업선에 적용, 검증된 LTE-R과 PS-LTE의 기능을 비교하였다. 이는 향후 LTE-R과 PS-LTE의 연계는 물론 본 연구에서 시험, 검증된 열차제어용 데이터 통신의 필수조건인 QoS를 제안함으로서 다중 통신을 이용하는 현재의 철도통신을 단일 통신으로 통합할 수 있음을 기능 측면에서 검증하였다. 연구은 2014년 개발 검증이 완료된 LTE-R 시험망의 성능검증 시험 결과를 통해 증명하였다.
여기서 LTE 상용망은 전송 완료율 및 절단률이 LTE 상용망 사업자마다 기준이 상이함을 확인하였다. 표 6에서도 GSM-R 기준값은 LTE-R에서 쉽게 만족하며, 대부분의 기준값은 GSM-R 기준값에 비해 우수한 특성을 갖는 것으로 확인되었다. 또한 표 6의 호 접속 시간과 Handover Latency는 LTE보다는 GSM-R에서 긴 시간을 요구하지만, LTE 상용망은 GSM-R 성능 기준의 대부분을 만족하지 못함을 확인하였다.
후속연구
연구은 2014년 개발 검증이 완료된 LTE-R 시험망의 성능검증 시험 결과를 통해 증명하였다. 관련 자료는 향후 철도교통 전반의 지능화 및 현대화를 위한 다양한 연구개발에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
6GHz와 700MHz을 자동으로 동시에 제어할 수 있도록 기술 개발하였다[19]. 이는 향후 철도통신의 이중화 및 백업 무선망 활용을 위한 중요한 결과로, 철도무선망의 문제 발생시에 타 무선망으로의 전환을 통하여 안전한 열차제어를 보장하기 위한 방안으로 활용될 수 있다. 특히 그림 1(b)의 LTE-R 영업선 시험망은 재난안전통신망에서도 같은 대역의 주파수를 사용한다는 점에서 재난안전통신망과의 통합망 구성을 위한 기술 검토에도 기여할 것으로 예상된다[20].
세 번째로는 LTE 상용망을 철도에 적용하는 경우에는 열차제어용 데이터 전송에 있어서 끊김없는 정보전송을 보장할 수 없을 것이라는 것을 본 논문의 QoS 비교, 분석을 통해 간접적으로 확인하였다. 향후 3GPP에서 진행중인 PS-LTE의 국제표준이 확정되면, LTE-R과 PS-LTE의 기능이 대부분 동일하게 주어짐에 따라 LTE-R과 PS-LTE의 통합은 본 논문에서 검증된 LTE-R의 연구 결과가 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
공공재난안전망의 구성 목적은 무엇인가?
공공재난안전망의 구성 목적은 구조, 구급, 치안 등 평시에는 안전관리 및 재난 예방, 대비, 대응, 복구 등 재난관리를 효율적으로 수행하기 위해 재난 관련 기관들이 공동으로 무선통신망을 사용하는데에 있다. 이를 위한 주요 기능은 생존/신뢰성, 재난 대응성, 보안성, 운영/효율성, 상호운영성을 중심으로 2011년에 발표된 기능에 LTE를 고려하여 2014년 안전행정부에서 관련 기능을 제시하였다.
철도무선통신 기능의 사용 목적은 무엇인가?
철도무선통신 기능은 철도재난안전기능을 중심으로 관제, 운영 및 유지보수 종사자간 음성통신을 목적으로 VHF, UHF, TRS와 같은 다중 통신이 복합적으로 사용되고 있다. 일반철도는 열차안전운행을 위해 VHF로 관제, 운영 및 유지보수 및 기관사간의 음성통신을 무전기와 같은 Point-to-Point 방식으로 실시하지만 많은 음영지역으로 인한 통신 장애가 빈번히 발생하는 단점을 갖는다[15].
공공재난안전망의 주요 기능은 무엇인가?
공공재난안전망의 구성 목적은 구조, 구급, 치안 등 평시에는 안전관리 및 재난 예방, 대비, 대응, 복구 등 재난관리를 효율적으로 수행하기 위해 재난 관련 기관들이 공동으로 무선통신망을 사용하는데에 있다. 이를 위한 주요 기능은 생존/신뢰성, 재난 대응성, 보안성, 운영/효율성, 상호운영성을 중심으로 2011년에 발표된 기능에 LTE를 고려하여 2014년 안전행정부에서 관련 기능을 제시하였다. 이를 철도통신 재난안전기능의 ① ~ ⑤ 항목과 비교, 분석 하면 다음과 같다.
참고문헌 (31)
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