표제지
목차
약어표 12
요약 19
I. 서론 21
1. 연구배경 21
2. 연구방법 22
II. 철도무선통신망 운영 현황 및 통신방식 24
1. 철도무선통신망 운영현황 24
2. 철도무선통신망 통신방식 현황 27
3. 통합공공망용 주파수 지정 현황 33
4. 통합공공망간 상호연동 35
III. LTE-R에서의 전파간섭 해소기술 37
1. 안테나 및 파라미터를 활용하는 기술 37
가. 타 망 대비 적정 신호세기 확보 기술 37
나. 상호간 PCI 중복방지 설계 44
다. 망 접속제한(FPLMN) 기술 47
라. Black Cell List 기술 49
마. RS(Reference Signal) Power boosting/de-boosting 기술 50
2. 상호연동을 위한 기술 56
가. Multi-PLMN RAN Sharing 연동방식 59
나. RAN Sharing 시 고려사항 63
IV. 전파간섭 해소 방안에 대한 실험 및 결과 69
1. 전파간섭 사례 및 분석 69
2. 전파간섭 실험 75
3. 상호연동(RAN Sharing) 실험 82
4. 현장 적용 시험 93
5. RAN Sharing 현장시험 111
6. LTE-R간 상호연동방안 117
7. 결과고찰 126
V. 결론 128
참고문헌 131
ABSTRACT 134
표 2-1. 일반철도 및 고속철도 열차무선 운영현황 25
표 2-2. 전국 도시철도 열차무선 운영현황 26
표 2-3. VHF 채널별 사용현황 27
표 2-4. TRS와 VHF 기술방식 비교 28
표 2-5. GSM-R 기술의 특징 29
표 2-6. LTE와 LTE-R 특징 31
표 2-7. 국내 철도무선방식별 비교 32
표 2-8. 통합공공망용 전파지정기준 34
표 3-1. 통합공공망 PCI 분배 내역 46
표 3-2. 통합공공망 PLMN 할당 48
표 3-3. RS Power boosting/de-boosting 설정 54
표 3-4. RS Power의 PB 55
표 3-5. 통합공공망 상호연동 TTA 표준화 현황 63
표 3-6. 통합공공망간 RAN Sharing 보안장치 66
표 3-7. 전용회선 산출 예 67
표 3-8. LTE 무선구간 암호화 알고리즘 68
표 4-1. LTE-R과 PS-LTE 간 전파간섭 발생 개소 69
표 4-2. 각종 파라미터 변경에 따른 품질변화 75
표 4-3. 전파간섭 시험항목 77
표 4-4. 전파간섭 시험 투입장비 78
표 4-5. 전파간섭 시험방법 79
표 4-6. 데이터 전송속도 시험결과 79
표 4-7. 신호세기 시험결과 80
표 4-8. PS-LTE 신호세기에 따른 데이터 전송속도 변화 81
표 4-9. 상호연동 시험항목 84
표 4-10. 음성 호 시험결과 85
표 4-11. 영상 호 시험결과 86
표 4-12. 그룹통화 시험결과 87
표 4-13. Hand-Over 파라미터 변경 시험결과 92
표 4-14. 14 dBi 섹터안테나 특성 94
표 4-15. 고이득 섹터안테나 특성 95
표 4-16. 저이득(14 dBi) 섹터안테나 적용시 측정결과 97
표 4-17. 협대역 섹터안테나 특성 98
표 4-18. 협대역 섹터안테나 적용시 측정 결과 100
표 4-19. 인빌딩 MIMO 적용여부에 따른 통화품질 측정결과 101
표 4-20. 핸드오버 절차 104
표 4-21. 통합공공망간 PCI 할당표 104
표 4-22. RS Power boosting 적용 전·후 비교표 109
표 4-23. 오송역 주변 RAN Sharing 현장적용시험 대상 기지국 113
표 4-24. 하나의 노선에서 구간별 관제 주체 현황 117
표 4-25. 이동통신사간 VoLTE 서비스 연동시 인터페이스 규격 119
표 4-26. 개발사항 124
그림 2-1. 통합공공망 주파수 대역 33
그림 2-2. LTE-R과 PS-LTE간 전파 중첩 34
그림 2-3. 통합공공망간 상호연동 방안 36
그림 3-1. 안테나 유효복사 전력 38
그림 3-2. 안테나 이득 39
그림 3-3. 안테나 이득 상관관계 41
그림 3-4. MIMO 시스템 42
그림 3-5. LTE 기지국의 MIMO와 송신다이버시티 스위칭 43
그림 3-6. PCI 개념 원리 45
그림 3-7. PCI 할당 절차 46
그림 3-8. 통합공공망 간섭지역 PCI 설계 47
그림 3-9. 가입자 인증 호 처리 및 PLMN 구조 48
그림 3-10. FPLMN 동작설명 49
그림 3-11. Black Cell 기능 50
그림 3-12. RS Power Boosting 기능 52
그림 3-13. RS Power de-boosting 기능 54
그림 3-14. RS Power boosting/de-boosting 입력화면 54
그림 3-15. 3GPP기준 망간 연동방안 58
그림 3-16. Multi-PLMN RAN Sharing 방식 59
그림 3-17. Multi-PLMN RAN Sharing 연동방안 59
그림 3-18. 백본 스위치간 연결 구성도 60
그림 3-19. 연동용 MME 연결 구성도 61
그림 3-20. Multi-PLMN RAN Sharing 방식 호 처리 절차 62
그림 3-21. RB 할당방식의 종류 64
그림 3-22. 통합공공망간 RAN Sharing을 위한 전용회선 구성도 66
그림 3-23. 트래픽 분리를 통한 데이터 보안 68
그림 4-1. LTE-R과 PS-LTE간 전파간섭 상세 위치 70
그림 4-2. LTE-R과 PS-LTE간 신호세기 분석 70
그림 4-3. PS-LTE 간섭제거 전·후 비교 71
그림 4-4. 경부고속선과 철도종합시험선로 PCI MOD 변경 전 72
그림 4-5. 경부고속선과 철도종합시험선로 PCI MOD 변경 후 72
그림 4-6. 경부고속선 PCI MOD 변경 전·후 비교 73
그림 4-7. 경부고속선 Black Cell 시험 품질측정 74
그림 4-8. 통합공공망 시스템 구성도 75
그림 4-9. 시험망 구성도 76
그림 4-10. 동일주파수간 간섭시험결과 81
그림 4-11. 망 구성시 등록정보[그림없음] 82
그림 4-12. 호 접속 처리 절차 83
그림 4-13. 음성 호 시험망 구성도 85
그림 4-14. 영상 호 시험망 구성도 86
그림 4-15. 그룹통화 시험망 구성도 87
그림 4-16. Idle Hand-Over 호 처리 절차 88
그림 4-17. Active Hand-Over 호 처리 절차 91
그림 4-18. 14 dBi 섹터안테나 외형 및 방사패턴 93
그림 4-19. 고이득 안테나 외형 및 방사패턴 95
그림 4-20. 고이득 안테나 적용 결과 96
그림 4-21. 협대역 안테나 외형 및 방사패턴 98
그림 4-22. 협대역 안테나 적용결과 99
그림 4-23. MIMO 적용비율 대비 Down-Link Throughput 비교 102
그림 4-24. 통합공공망간 전파간섭 Hand-Over 103
그림 4-25. PCI MOD3를 고려한 PCI 설계 105
그림 4-26. FPLMN 현장시험 결과 106
그림 4-27. Black Cell List 현장시험 결과 108
그림 4-28. RS Power boosting 측정 구간 109
그림 4-29. RS Power boosting 적용 전·후 신호세기 변화 110
그림 4-30. RAN Sharing 작업 구성도 111
그림 4-31. 오송역 주변 RAN Sharing 현장적용시험 환경구성 113
그림 4-32. 오송역 주변 RAN Sharing 현장시험 DM 분석자료 114
그림 4-33. SIB 1 메시지 분석내용 중 PLMN 확인 115
그림 4-34. RAN Sharing에 따른 Hand-Over DM 분석결과 116
그림 4-35. 노선별 관리주체 상이 118
그림 4-36. 동일노선에서 RAN Sharing 개념도 118
그림 4-37. VoLTE 및 MCPTT 서비스 연동 119
그림 4-38. 개별통화 서비스 연동 120
그림 4-39. MCPTT 서비스 연동 121
그림 4-40. 관제 시나리오 122
그림 4-41. MCPTT서비스 연동을 통한 그룹서비스 FLOW 123
그림 4-42. 관제조작반 상호제공시 운용방안 125
그림 4-43. 전용회선을 통한 상호운용망 구축 126