그림 1-1-1. 열차제어시스템 기술개발 동향 26

그림 1-1-2. 열차자율주행 시스템의 통신 적용 범위 28

그림 1-1-3. 5G 통합망 개발 필요성 정리 29

그림 1-1-4. 네트워크 슬라이싱 기법 예시 30

그림 1-1-5. LTE 망과 5G 망과의 비교 30

그림 1-1-6. 네트워크 이중화 방안 비교 30

그림 3-1-1. 3GPP SA1 기고문 - 열차자율주행 시스템 196

그림 3-1-2. 3GPP SA1 기고문 - Virtual coupling 197

그림 3-1-3. 다이버시티(L) 증가에 따른 BER(Bit Error Rate) 감소 그래프 198

그림 3-1-4. 노변 단말이 설치된 통신 시나리오 199

그림 3-1-5. 노변 단말이 설치된 통신 시나리오 203

그림 3-1-6. 3GPP RAN WG1 2건 제출 및 일부 반영 206

그림 3-1-7. 심층학습 기반 채널 추정 기법 209

그림 3-1-8. 딥러닝 기반 채널 추정 결과 209

그림 3-1-9. Complex 기반 방법에 의한 채널 측정 결과 211

그림 3-1-10. 다운링크의 논리 채널, 전송 채널, physical 채널 간의 매핑 구조 212

그림 3-1-11. 채널 코딩 과정 217

그림 3-1-12. LDPC 코드에 대한 BG의 선택 217

그림 3-1-13. DM-RS의 시간 영역 위치 220

그림 3-1-14. 첫 번째 유형의 기준 신호 복조 222

그림 3-1-15. 두 번째 유형의 기준 신호 복조 223

그림 3-1-16. SS block의 시간-주파수 영역에서의 신호 구조 224

그림 3-1-17. SS burst set의 구조 및 beam sweeping 226

그림 3-1-18. PSS structure 227

그림 3-1-19. 기본 M 시퀀스 생성 227

그림 3-1-20. 다운링크 송수신 구조 233

그림 3-1-21. SCS and NRB 236

그림 3-1-22. SS burst, block pattern＝Case A 237

그림 3-1-23. SS burst, block pattern＝Case B 237

그림 3-1-24. SS burst, block pattern＝Case C 237

그림 3-1-25. PDCCH location 240

그림 3-1-26. PDCCH location with changed search space 240

그림 3-1-27. PDSCH, PDCCH and CORESET location 243

그림 3-1-28. USRP 2091 시스템 레벨 diagram 244

그림 3-1-29. Stream mode, burst mode 송신 과정 예시 246

그림 3-1-30. MATLAB-USRP 송신단 연동 코드 247

그림 3-1-31. 파라미터 설정 코드 248

그림 3-1-32. SS Burst 생성 코드 250

그림 3-1-33. PDCCH 생성 코드 251

그림 3-1-34. PDSCH 생성 코드 252

그림 3-1-35. MATLAB-USRP 수신단 연동 코드 253

그림 3-1-36. 셀 탐색 코드 254

그림 3-1-37. PBCH 복조 코드 256

그림 3-1-38. PDCCH 복조 코드 257

그림 3-1-39. PDSCH 복조 코드 258

그림 3-1-40. gNB setting을 위한 GUI 259

그림 3-1-41. SS burst를 위한 GUI 259

그림 3-1-42. CORESET을 위한 GUI 260

그림 3-1-43. PDSCH를 위한 GUI 260

그림 3-1-44. PDSCH-DMRS를 위한 GUI 261

그림 3-1-45. Image load를 위한 GUI 261

그림 3-1-46. PC 시뮬레이션 리소스 그리드 264

그림 3-1-47. 신호 전송 GUI 265

그림 3-1-48. 신호 수신 GUI 266

그림 3-1-49. gNB setting을 위한 GUI 267

그림 3-1-50. SS burst를 위한 GUI 267

그림 3-1-51. CORESET을 위한 GUI 267

그림 3-1-52. PDSCH를 위한 GUI 268

그림 3-1-53. PDSCH-DMRS를 위한 GUI 268

그림 3-1-54. Image load를 위한 GUI 269

그림 3-1-55. gNB Settings를 위한 GUI 270

그림 3-1-56. SS Burst를 위한 GUI 270

그림 3-1-57. Image load를 위한 GUI 270

그림 3-1-58. 시뮬레이션 리소스 그리드 274

그림 3-1-59. USRP-MATLAB 시뮬레이터 275

그림 3-1-60. 신호 전송 GUI 및 MATLAB 명령 창 276

그림 3-1-61. 신호 전송시 관찰되는 PSD 276

그림 3-1-62. 신호 수신 GUI 및 MATLAB 명령 창 277

그림 3-1-63. 신호 수신시 관찰되는 time 축 신호 크기 278

그림 3-1-64. 신호 수신시 관찰되는 PSD 278

그림 3-1-65. 수신된 이미지 279

그림 3-1-66. PSS correlation 그래프 279

그림 3-1-67. SSS correlation 그래프 280

그림 3-1-68. PSS correlation 그래프 280

그림 3-1-69. 수신된 이미지 281

그림 3-1-70. 시스템 모델 282

그림 3-1-71. SRS의 위치 282

그림 3-1-72. 딥칼만 필터 구성 283

그림 3-1-73. 열차 speed profile 283

그림 3-1-74. 노이즈가 카이제곱 분포일 때의 열차 측위 결과 284

그림 3-2-1. 이중화를 위한 MEC 구성 예 286

그림 3-2-2. 이중화된 MEC간 연결 예시(① 또는 ②로 연결될 수 있음) 287

그림 3-2-3. 통신장치와 연동장치 구성 예 301

그림 3-2-4. 통신장치 1과 2의 핸드오버가 순차적으로 이루어지는 경우 302

그림 3-2-5. 핸드오버 비활성화에 따른 measurement report 중단 예 305

그림 3-2-6. 핸드오버 비활성화에 따른 handover holding 메시지 전송 예 305

그림 3-2-7. 핸드오버 비활성화에 따른 handover holding 메시지 전송과 measurement report 중단 예 306

그림 3-2-8. 핸드오버 비활성화에 따른 handover holding 메시지 전송과 measurement report 미중단 예 306

그림 3-2-9. 핸드오버 information 메시지 전송 예 307

그림 3-2-10. SUB 6GHz 5G 통신용 안테나 시뮬레이션 형상도 309

그림 3-2-11. SUB 6GHz 5G 통신용 안테나 내부 구조도 310

그림 3-2-12. 임피던스 특성 고찰 VSWR 310

그림 3-2-13. SUB 6 5G Roof top antenna 3D radiation 특성 - @ 3.42 GHz 311

그림 3-2-14. SUB 6 5G Roof top antenna 3D radiation 특성 - @ 3.5 GHz 311

그림 3-2-15. SUB 6 5G Roof top antenna 3D radiation 특성 - @ 3.6 GHz 312

그림 3-2-16. SUB 6 5G Roof top antenna 3D radiation 특성 - @ 3.7 GHz 312

그림 3-2-17. SUB 6 5G Roof top antenna 특성 정리 313

그림 3-2-18. 안테나 지지대 도면 313

그림 3-2-19. 제작된 안테나 지지대 제품 형상 314

그림 3-2-20. 레이돔 도면 314

그림 3-2-21. 제작된 레이돔 제품 형상 314

그림 3-2-22. base metal body도면 315

그림 3-2-23. 제작된 base metal body 제품 형상 315

그림 3-2-24. 커버링 도면 315

그림 3-2-25. 제작된 cover ring 제품 형상 316

그림 3-2-26. total assembly도면 316

그림 3-2-27. total assembly 작업시 사용되는 부속품 형상 316

그림 3-2-28. 최종 조립 완성된 안테나 형상 및 RF 신호 connector type 형상 317

그림 3-2-29. SUB 6 5G FR4 계열 소재를 이용한 안테나 도면 317

그림 3-2-30. 제작 완료된 SUB 6 5G FR4 계열 소재 안테나 318

그림 3-2-31. wifi dual FR4 계열 소재를 이용한 안테나 도면 318

그림 3-2-32. 제작 완료된 wifi dual FR4 계열 소재 안테나 319

그림 3-2-33. 5G Roof top Railway 안테나 제작 형상 319

그림 3-2-34. 5G Roof top Railway 안테나 3D 방사특성 측정환경(원효로 전파연구소) 320

그림 3-2-35. 5G Roof top Railway 안테나 임피던스 특성 고찰 320

그림 3-2-36. 5G Roof top Railway 안테나 2D/3D radiation 특성 확인 321

그림 3-2-37. 5G Roof top Railway 안테나 3D radiation pattern 특성 확인 321

그림 3-2-38. ···· 5G Roof top Railway 안테나 radiation 특성 확인(peak / average gain) 322

그림 3-2-39. 안테나 이격거리에 따른 isolation특성 분석 조건 323

그림 3-2-40. 안테나 VSWR특성 고찰(@ 32.3λ) 323

그림 3-2-41. 안테나 isolation특성 고찰(@ 32.3λ) 324

그림 3-2-42. 2x2 MiMo 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.42GHz-Port #1 324

그림 3-2-43. 2x2 MiMo 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.42GHz-Port #2 325

그림 3-2-44. 2x2 MiMo 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.5GHz-Port #1 325

그림 3-2-45. 2x2 MiMo 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.5GHz-Port #2 325

그림 3-2-46. 2x2 MiMo 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.6GHz-Port #1 326

그림 3-2-47. 2x2 MiMo 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.6GHz-Port #2 326

그림 3-2-48. 2x2 MiMo 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.7GHz-Port #1 326

그림 3-2-49. 2x2 MiMo 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.7GHz-Port #2 327

그림 3-2-50. Mean Effect Gain 특성 결과 - Port #1 VS Port #2 327

그림 3-2-51. ECC(Envelopment correlation coefficient) 특성 결과 - Port #1 VS Port #2 328

그림 3-2-52. Diversity Gain 특성 결과 - Port #1 VS Port #2 328

그림 3-2-53. 주파수대역별 MiMo 특성 parameter 별 정리(직선배치) 329

그림 3-2-54. 안테나 이격거리에 따른 isolation특성 분석 조건(@ 33.6λ) 330

그림 3-2-55. 안테나 VSWR특성 고찰(@ 33.6λ) 330

그림 3-2-56. 안테나 isolation특성 고찰(@ 33.6λ) 331

그림 3-2-57. 2x2 MiMo 대각선 배치 3D radiation pattern 분석 @ 3.42GHz-Port #1 331

그림 3-2-58. 2x2 MiMo 대각선 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.42GHz-Port #2 332

그림 3-2-59. 2x2 MiMo 대각선 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.5GHz-Port #1 332

그림 3-2-60. 2x2 MiMo 대각선 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.5GHz-Port #2 332

그림 3-2-61. 2x2 MiMo 대각선 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.6GHz-Port #1 333

그림 3-2-62. 2x2 MiMo 대각선 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.6GHz-Port #2 333

그림 3-2-63. 2x2 MiMo 대각선 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.7GHz-Port #1 333

그림 3-2-64. 2x2 MiMo 대각선 구조 3D radiation pattern 분석 @ 3.7GHz-Port #2 334

그림 3-2-65. Mean Effect Gain 특성 결과 - Port #1 VS Port #2(대각선구조) 334

그림 3-2-66. ECC(Envelopment correlation coefficient) 특성 결과 - Port #1 VS Port #2(대각선 구조) 335

그림 3-2-67. Diversity Gain 특성 결과 - Port #1 VS Port #2(대각선 구조) 335

그림 3-2-68. 주파수대역별 MiMo 특성 parameter 별 정리(대각선 배치) 336

그림 3-2-69. 오송 철도 기기 테스트 차량 형상 337

그림 3-2-70. 분산안테나 장착 모습 337

그림 3-2-71. 실내 내부 환경 및 측정 환경 337

그림 3-2-72. 테스트 차량 Roof top에 장착된 분산 안테나 338

그림 3-2-73. 차상 안테나 장착 형상 및 테스트 조건 338

그림 3-2-74. 1호차 A,B 안테나 임피던스 특성(케이블 6M 적용) 338

그림 3-2-75. 2호차 A,B 안테나 임피던스 특성(케이블 6M 적용) 339

그림 3-2-76. 1,2호 차량 각각의 안테나 isolation 특성 확인 339

그림 3-2-77. 테스트 차량 환경 안테나 임피던스 및 isolation특성 정리 340

그림 3-2-78. 오송 시험선에서의 5G RU 설치 340

그림 3-2-79. 원내에서의 5G 중계기 설치 341

그림 3-2-80. PTT를 이용한 multicast 구현 342

그림 4-1-1. 3GPP SA1 기고문-열차자율주행 시스템 344

그림 4-1-2. 3GPP SA1 기고문 - vitual coupling 345

그림 4-1-3. 다층 퍼셉트론 구조 347

그림 4-1-4. 딥러닝 기반 채널 추정 기법 347

그림 4-1-5. 딥러닝 기반의 채널 추정 결과 348

그림 4-1-6. Complex network 기반 채널 추정 결과 348

그림 4-1-7. SNR＝3dB, BER＝2.12e-2 349

그림 4-1-8. SNR＝10dB, BER＝1.64e-4 350

그림 4-1-9. 전체 시뮬레이션 모델 350

그림 4-1-10. 통신 송신과정 350

그림 4-1-11. 통신 수신과정 351

그림 4-1-12. 시스템 모델 351

그림 4-1-13. modified 확장 칼만 필터를 이용한 딥러닝 기반 측위 기술 개요도 352

그림 4-1-14. 통신 구성도 353

그림 4-1-15. 핸드오버 구간 설정 354

그림 4-1-16. 단말 연동을 이용한 끊김없는 핸드오버 프로토콜 354

그림 4-1-17. MOU 체결(2020.01.30. SKT) 354

그림 4-1-18. 5G 열차 안테나 제작 및 성능 분석 355

그림 4-1-19. 오송 시험선에서의 5G RU 설치 355

그림 4-1-20. 원내에서의 5G 중계기 설치 355

그림 4-1-21. PTT를 이용한 multicast 구현 356

그림 4-1-22. IEEE Access, 20.06.17. 356

그림 4-1-23. 한국철도학회논문집, 20.03.31. 356

그림 4-1-24. 한국철도학회논문집, 20.05.29. 356

그림 4-1-25. 한국통신학회지, 20.10.15. 357

그림 4-1-26. 한국통신학회지, 20.12.15. 예정 357

그림 4-1-27. 특허등록, 20.09.01. 357

그림 4-1-28. 특허출원, 20.11.06., 출원번호: 10-2020-0147481 358

그림 4-1-29. 특허출원, 20.11.06., 출원번호: 10-2020-0148108 358

그림 4-1-30. 특허출원, 20.09.28. 359

그림 4-1-31. 특허출원, 20.11.09. 359

그림 4-1-32. 3GPP SA1 #92e 기고문1 360

그림 4-1-33. 3GPP SA1 #92e 기고문2 360

그림 4-1-34. 3GPP SA1 #92e 기고문2 361

그림 4-1-35. 3GPP RAN1 #103-e 기고문2 361