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통합공공망 주파수 공용 환경에서의 LTE-R 링크버짓 분석
원홍선,김성철,Won, Hong-sun,Kim, Seong-cheol 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.10
2014년 12월 미래부(현 과학기술정보통신부)의 통합공공망주파수 할당을 시작으로 철도통합무선망(LTE-R)의 성능개선을 추진하고 있다. LTE-R은 기존 기술방식 대비 기술적 성숙도 및 성능측면, 표준화 기반에서의 진화의 용이성 등 많은 장점이 있으나, 국내 전파정책으로 통합공공망 사용기관(행정안전부 PS-LTE 및 해수부의 LTE-M)간 주파수 간섭과 2017년 상용화를 시작한 UHD TV와의 간섭 등 향후 전국철도망의 안정적 열차무선서비스 운용환경 마련을 위해서는 해결할 과제 또한 잔재되어 있다. 본 논문에서는 원주~강릉구간 철도통합무선망(LTE-R)을 추진함에 있어 시험선 구축을 통해 도출된 간섭요인에 따른 LTE-R 성능변화 및 간섭 해소를 위한 RAN-Sharing 구현 결과, 그리고 도출된 시험결과를 토대로 설계단계에서 계획된 링크버짓 변경사항 등을 분석하여 통합공공망 주파수 공용환경에서의 향후 LTE-R 기지국 설계 추가될 기준 방안을 제시하고자 한다. Korea Railway is enhancing the railway wireless communication system from VHF and TRS which have been used for 100 years to LTE-R starting with Ministry of Science and ICT's allocation of Integrated Public Network Frequency on December 2014. LTE-R has advantages on technology performance, also on ease of evolution based on standardization compared to existing technologies. However there are few problems that need to be solved to provide stable railway wireless services in the future. Due to national spectrum policy, LTE-R has frequency interference with Integrated Public Networks (PS-LTE, LTE-M ) and UHD-TV which was commercialized in 2017. This paper introduces performance changes caused by interferences which were founded from the test bed in Wonju~Gangneung LTE-R project and the result of RAN-Sharing. In addition, this paper suggests the standard for LTE-R cell planning in the case of sharing the Integrated Public Network Frequency by analyzing the changes of designed link-budget factor based on the test result.
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철도통합무선망(LTE-R) 환경에서의 eMBMS 구현방안
박민주,원홍선,Park, Min-ju,Won, Hong-sun 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.6
In December 2017, the world's first LTE-R for 250km/h high-speed railway was commercialized with the opening of Wonju-Gangneung high-speed railway. LTE-R has many advantages such as voice and video call, high-speed data transmission, coverage redundancy and DU redundancy. But it requires efficient use of radio resources because of a limited bandwidth of 10MHz for UL and DL, respectively. The existing unicast scheme has limited high frequency efficiency so when the number of users increases, service is limited due to the network load, which could be a problem for LTE-R in terms of stability and reliability. On the other hand, the multicast scheme via eMBMS can provide stable service even if the number of video users is high. This paper derives the number of unicast scheme users considering the LTE-R network with LAB test and calculation result, and proposes implementation plans and considerations for eMBMS commercialization on LTE-R. 2017년 12월 원주~강릉구간 고속철도 개통과 함께 250km/h급 철도통합무선망(LTE-R)이 세계 최초로 상용화되었다. LTE-R은 음성 및 영상 통화, 고속 데이터 전송, 커버리지 이중화 및 DU 이중화 등 많은 장점이 있으나 UL, DL 각 10MHz의 한정된 대역폭을 사용하므로 효율적인 무선자원 활용이 필요하다. 기존의 Unicast 방식은 주파수 효율이 제안적으로 사용자 수가 증가할 경우 망 부하로 인하여 서비스에 제한이 있으며 이는 안정성과 신뢰성을 보장해야 하는 LTE-R 특성 상 큰 문제로 이어질 수도 있다. 반면 eMBMS를 통한 Multicast 방식을 적용하면 영상데이터와 같은 대용량 데이터 전송수가 늘어도 안정적인 서비스 제공이 가능하다. 본 논문에서는 이론전 계산값과 시험을 통해 LTE-R 망 부하를 고려한 Unicast 기반의 사용자 임계수를 도출하고 향후 LTE-R의 eMBMS 상용화 적용을 위한 고려사항을 제시하고자 한다.
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