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SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 11
1. 연구개발 목적 11
2. 연구개발의 필요성 11
3. 연구개발 범위 12
4. 연구개발 목표 12
제2장 국내외 기술 개발 현황 14
1. 국내기술 동향 14
(1) LTE 기반 철도통신시스템 요구사항 표준 18
(2) LTE 기반 철도통신시스템 구조 표준 18
(3) LTE 기반 철도 통신 시스템과 기존 철도 통신 시스템과의 상호연동 규격 18
(4) LTE 기반 철도 무선 통신시스템 성능 시험 규격 19
(5) LTE 기반 철도 통신 시스템의 열차이동국(기술보고서) 19
2. 국외기술 동향 19
제3장 연구 수행 내용 및 성과 28
1. 1차년도 연구수행 내용 및 성과 29
1.1. 주요 연구 내용 29
1.2. 주요 성과 32
2. 2차년도 연구수행 내용 및 성과 42
2.1. 주요 연구 내용 42
2.2. 주요 성과 43
3. 3차년도 연구수행 내용 및 성과 52
3.1. 주요 연구 내용 52
3.2. 주요 성과 55
4. 4차년도 연구수행 내용 및 성과 111
4.1. 주요 연구 내용 111
4.2. 주요 성과 114
제4장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 155
1. 목표 달성도 155
2. 관련 분야 기여도 156
제5장 연구개발성과의 활용 계획 157
제6장 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 157
제7장 연구개발성과의 보안등급 157
제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 157
제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 157
제10장 연구개발과제의 대표적 연구 실적 157
제11장 기타 사항 159
제12장 참고 문헌 159
[표 2-1] LTE-R 단말기 특성 17
[표 2-2] GSM-R의 활용분야 22
[표 2-3] GSM-R 열차제어 성능 요구사항 23
[표 3-1] Vital 음성 통화 서비스 요구사항 29
[표 3-2] Non-vital 음성 통화 서비스 요구사항 30
[표 3-3] 철도 음성 통화 서비스 종류 및 호 처리 성능 요구사항 30
[표 3-4] 재난망과 철도 LTE-R 구축 방법 비교 38
[표 3-5] 채널 대역폭에 따른 1 슬롯에 대한 리소스 그리드의 특성 40
[표 3-6] 음성 통화, 데이터 및 영상 통화 서비스 성능 목표 58
[표 3-7] 열차제어 데이터 서비스 성능 목표 59
[표 3-8] LTE 기반 철도 통신 시스템의 무선망 가용성과 신뢰성 목표 59
[표 3-9] LTE 기반 철도통신 서비스 범위 61
[표 3-10] 시스템 구성 및 역할 62
[표 3-11] LTE-R 통신 서비스의 우선순위 87
[표 3-12] 열차이동국 규격 88
[표 3-13] 기지국 규격 90
[표 3-14] 연도별 전국단위 KRTCS 구축계획 102
[표 3-15] 노선별 열차 운행계획 104
[표 3-16] 인프라 구축 계획 및 단말기 비용 산정 107
[표 3-17] 통신방식에 따른 초기 인프라 구축비용 107
[표 3-18] LTE-R 구축시 VHF 대비 총비용 차이 107
[표 3-19] LTE-R 구축시 TRS 대비 총비용 차이 108
[표 3-20] 본 과제 수행시 적용하는 편익 구조 109
[표 3-21] VHF 대비 LTE-R 시스템의 경제성 분석 110
[표 3-22] TRS 대비 LTE-R 시스템의 경제성 분석 111
[표 3-23] TTA 표준화 수행 내역(시험규격) 112
[표 3-24] TTA 표준화 수행 내역(연동규격) 113
[표 3-25] LTE 기반 철도 무선통신 시스템시험 항목 요약 114
[그림 1-1] 과제추진 배경 11
[그림 1-2] 연구조직 구성도 12
[그림 1-3] 연차별 연구내용 13
[그림 2-1] 철도 통신기술 발전[원문불량;p.4] 14
[그림 2-2] LTE-R 테스트베드 (정읍역부근) 15
[그림 2-3] LTE-R 신규 구축 구간(만종-강릉) 16
[그림 2-4] LTE-R 단말기 (예시) 16
[그림 2-5] GSM 및 GSM-R 주파수 사용 대역 19
[그림 2-6] 미국 철도 주파수 사용 대역 20
[그림 2-7] 일본 철도 주파수 사용 대역 20
[그림 2-8] GSM괴 GSM-R 시스템 구조도 21
[그림 2-9] GSM-R의 무선망 이중화 구조 24
[그림 2-10] LTE-R을 위한 셀 커버리지 이중화 구조 25
[그림 2-11] 열차 이동속도에 따른 LTE 성능 25
[그림 2-12] 중국 고속철도에 적용하는 전파분석 사례 27
[그림 3-1] 통합공공망 주파수 배치도 32
[그림 3-2] 일반 및 고속철도 통신 시스템 구성도 33
[그림 3-3] 자가망 전용 주파수 구축 방법 34
[그림 3-4] 자가망 공용 주파수 구축 방법 35
[그림 3-5] 64QAM 변조 방식의 성상도 및 신호 예시 35
[그림 3-6] 장비 연결도 36
[그림 3-7] 신호 보강 예시 36
[그림 3-8] 신호 상쇄 예시 37
[그림 3-9] 신호 왜곡 예시 37
[그림 3-10] 혼합망 전용 주파수 38
[그림 3-11] LTE Resource Block 할당 구조 39
[그림 3-12] 시간 영역에서 LTE의 프레임 구조 40
[그림 3-13] 하향 링크 슬롯의 리소스 그리드 41
[그림 3-14] 철도 무선통신망을 위한 RB 자원 할당 예시 42
[그림 3-15] 주파수 대역 분할을 이용한 채널 분리 방안 예시 42
[그림 3-16] LTE 기반 철도통신 차량이동국 기술 보고서 제안(내용없음) 7
[그림 3-17] LTE 기반 철도통신시스템 구조 52
[그림 3-18] 무선망의 핸드오버 개념 53
[그림 3-19] LTE 기반 철도통신 시스템 요구사항 및 구조 (TTA 표준 표지) 56
[그림 3-20] 구조표준에 반영된 LTE-R 구조 60
[그림 3-21] 열차제어 데이터 서비스 개념 63
[그림 3-22] 열차이동국과 폐색센터간 접속서비스 64
[그림 3-23] 열차운행 모니터링 서비스 65
[그림 3-24] 열차제어권 데이터 정보 전송서비스 66
[그림 3-25] 음성서비스 67
[그림 3-26] 개별음성통화서비스 68
[그림 3-27] 긴급통화서비스 69
[그림 3-28] 음성방송통화서비스 70
[그림 3-29] 그룹음성동화서비스 71
[그림 3-30] 열차호출서비스 72
[그림 3-31] 위치기반통화서비스 73
[그림 3-32] 입환모드통신서비스 74
[그림 3-33] 직접통신서비스 75
[그림 3-34] 음성통화 녹취서비스 76
[그림 3-35] 재난 안전 통신망 연동서비스 77
[그림 3-36] 기존 통신망 연동서비스 78
[그림 3-37] 데이터 서비스 79
[그림 3-38] 우선순위기반 데이터 서비스 80
{그림 3-39] 재난 안전 통신망 연동서비스 81
[그림 3-40] 영상 서비스 82
[그림 3-41] 영상정보 전송 서비스 83
[그림 3-42] 영상정보 녹취 서비스 84
[그림 3-43] 그룹간 영상통화 서비스 85
[그림 3-44] 휴대단말 기본 구조 86
[그림 3-45] 열차이동국 기본 구성 88
[그림 3-46] LTE-R 무선 액세스 망 구성도 89
[그림 3-47] LTE-R 코어망 구성도 (예시) 91
[그림 3-48] 폐색센터와 LTE-R 무선 통신망 간의 연동 92
[그림 3-49] 폐색센터와 LTE-R 무선 통신망 간의 연동 92
[그림 3-50] 폐색센터에서 열차이동국으로 데이터 흐름 93
[그림 3-51] 열차이동국과 LTE-R 무선통신망 간의 연동 93
[그림 3-52] 열차이동국과 폐색센터로의 데이터 흐름 93
[그림 3-53] LTE-R과 PS-LTE 네트워크의 이종망네트워크 구축 형태 96
[그림 3-54] eICIC/FeICIC 기술 96
[그림 3-55] CoMP coordinated beamforming 기술 97
[그림 3-56] Homogeneous/Heterogeneous Network 구조 97
[그림 3-57] RAN-Sharing 구현 방식 98
[그림 3-58] 열차내부의 전파환경 분석 100
[그림 3-59] 기존 경제성 분석에서 활용한 편익지표 101
[그림 3-60] 8가지의 편익의 세부 구성 비율 110
[그림 3-61] 철도통신시스템 시험 형상도 115
[그림 3-62] 열차 객실에서 시험 측정지점 116
[그림 3-63] 익산-정읍 구간에서의 다운링크의 전파 신호 측정 결과 117
[그림 3-64] 열차 기관실에서 시험 측정지점 117
[그림 3-65] 열차제어시스템 통신프로토콜 구조 127
[그림 3-66] LTE기반 철도 통신 시스템 개념도 128
[그림 3-67] 연동 장치 개념도 129
[그림 3-68] LTE-R 망과 VHF 망 연동 구성도 130
[그림 3-69] LTE-R 망과 ASTRO 망 연동 구성도 130
[그림 3-70] LTE-R 망과 TETRA 망 연동 구성도 131
[그림 3-71] 연동장치의 신호 흐름도 133
[그림 3-72] 승무원통신 게이트웨이시스템 개념도 134
[그림 3-73] 망 중심 연동방안 개념도 136
[그림 3-74] 게이트웨이(단말기) 중심 연동방안 개념도 137
[그림 3-75] 망 중심 연동방안을 적용한 운용 시나리오 138
[그림 3-76] 게이트웨이(단말기)중심 연동방안을 적용한 운용 시나리오 139
[그림 3-77] 단말기 연동 철도통신 시스템 140
[그림 3-78] 단말기 연동 시스템모델 141
[그림 3-79] 중계기 위치에 따른 심볼오류율 142
[그림 3-80] 에너지 할당에 따른 심볼오류율 142
[그림 3-81] 주어진 중계기 위치에 따른 심볼오류율: C-D 143
[그림 3-82] 주어진 중계기 위치에 따른 심볼오류율: D-C 143
[그림 3-83] 주어진 에너지할당에 따른 심볼오류율: C-D 144
[그림 3-84] 주어진 에너지할당에 따른 심볼오류율: D-C 144
[그림 3-85] 휴대단말 표준 1차 회의 145
[그림 3-86] 휴대단말 표준 2차 회의 145
[그림 3-87] TR22.889 FRMCS의 구성 149
[그림 3-88] TR23.790 FRMCS 아키텍쳐 기능 모델 150
[그림 3-89] 3GPP 국제표준화 활동 전략 151
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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