Abstract
With the establishment of the railway integrated radio network (LTE-R) environment, radio-based train control transmission and reception and various forms of service are provided. The smooth delivery of these services requires improved performance in a highly reliable and available wireless environment. This paper measured the LTE-R radio communication environment to improve radio communication performance of railway integrated wireless network reliability and availability, analyzed the results, and established the wireless environment model. Based on the built-up model, we also proposed an improved radio-access algorithm to control trains for improved reliability, suggesting a way to improve stability for handover that occur during open-air operation, and proposed an algorithm for frequency auto-heating to improve availability. For simulation, data were collected from the Korea Rail Network Authority (Daejeon), Manjong-Gangneung KTX route, which can measure the actual data of LTE-R wireless environment, and the results of the simulation show performance improvement through algorithm.
철도통합무선망(LTE-R) 환경이 구축되었고, 이를 활용한 무선통신 기반의 열차제어 데이터 및 음성, 영상 등 다양한 형태의 서비스 인프라 관련 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 서비스가 원활하게 제공되기 위해서는 안정성 및 가용성 높은 무선통신 환경 구성이 중요하며, 지속적인 철도통합무선망의 성능 개선이 요구된다. 본 논문은 철도통합무선망 안정성 및 가용성 등의 무선통신 성능개선을 위해 철도통합무선망 무선통신 환경을 측정하여 결과를 분석하고 시뮬레이션을 위한 무선 환경 모델을 구축하였다. 또한, 구축된 모델을 기반으로 안정성 향상을 위해 열차를 제어하기 위한 향상된 무선접속 알고리즘을 제안하여 열차 운행 시 발생하는 핸드오버에 대해 안정성을 향상 시킬 수 있는 방법을 제안하였고 가용성 향상을 위해 주파수 자동천이 알고리즘을 제안하여 망 장애로 인한 패킷 손실을 줄이고자 한다. 시뮬레이션을 위해, 철도통합무선망 무선통신 환경의 실측 데이터를 측정할 수 있는 철도시설공단(대전), 만종역-강릉역 KTX 노선에서 다양한 무선 환경 파라메터를 수집하였으며 본 논문에서 제안한 알고리즘의 성능이 기존 방식보다 우수함을 시뮬레이션 결과를 통하여 확인하였다.