현재 국내의 철도무선통신을 이용한 시스템에는 열차무선시스템, 열차무선방호설비, 승강장확인용 무선영상전송설비, 무선통신기반의 열차제어시스템 등이 있으며, 이 시스템들은 각각 서로 다른 통신방식을 이용하고 있어 이에 따른 철도 무선통신망 이용의 비효율성과 호환성 문제가 상존하고 있는 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 국내 철도무선통신망의 현황 및 문제점과 열차제어관련 국외 철도무선통신의 최신 기술동향을 살펴보고, 대표적인 4G이동통신 무선방식인 LTE(Long Term Evolution) 핵심기술의 개요와 LTE의 국내철도무선통신망 도입을 위한 고려사항 및 효율적 구축방안을 제시하였다.
이와 함께 중앙시스템 및 현장설비 이중계 구성과 효율적인 구축 그리고 기존 인프라의 최대이용을 통한 철도무선망의 신뢰성 확보의 필요성에 대하여 연구하였다.
특히, 터널 내 안테나 구성방식을 기존 방사형케이블안테나에서 LTE핵심기술인 MIMO(Multi Input Multi Output)의 적용이 가능한 야기안테나로 변경함에 따라 구축비용의 절감은 물론 차내 실시간 영상 데이터 전송이 기존 시스템 대비 개선이 가능함을 확인할 수 있었다.
또한, 열차의 고속이동에 따른 잦은 핸드오버를 방지하기 위해서 셀 그룹화를 반영할 경우 신호대 잡음간섭비와 데이터 처리량에 매우 유리함을 알 수 있었다. 여기에 고속열차 차량의 밀폐된 구조가 전파투과손실에 미치는 영향 정도를 실험을 통해 확인함은 물론 이에 대한 대책으로 차량 내 통합 액세스 시스템 구축의 필요성을 제시하였다.
본 논문에서 새로운 국내철도무선통신망 기술로 제안한 LTE는 국내외 철도무선방식으로 이용하고 있는 TETRA, GSM-R, RF-CBTC 무선랜 방식에 비해 다양한 대역폭, 매우 낮은 지연시간, 높은 주파수 효율성 등 많은 장점을 가지고 있으며, 이러한 이유로 철도무선통신망은 점진적, 단계별로 LTE기술에 철도의 특화된 서비스를 접목한 LTE-R 시스템 구축이 필요할 것이다.